V současné době probíhá po světě, a to i velmi nedaleko našich hranic, několik válečných konfliktů, které za sebou zanechávají mrtvé a zraněné vojáky i civilisty. Války jsou ve své krutosti ale také motorem technologického pokroku reagujícího na potřeby lidí uprostřed nich. Firmy vyvíjejí produkty, které se například snaží chránit své nositele a minimalizovat zranění pocházející z explozí nášlapných min.
Lidé z ukrajinského Charkova a jeho okolí se s válkou, kterou v únoru 2022 rozpoutalo Rusko, setkávají každý den. A to nejenom prostřednictvím přímých bojů či ostřelování, ale také při pohybu zaminovanými plochami postižených oblastí. A právě v Charkově žije Ihor Jefimenko, majitel firmy Ukrainian Spring Group Center, která se až do loňského roku primárně zabývala opravami nákladní techniky či výrobou a prodejem náhradních dílů. V současné válečné době však poněkud změnila svůj ráz a zaměřuje se na výrobu vojenského vybavení, jako jsou neprůstřelné vesty, helmy, tlumiče či obrněná vozidla. Na jaře letošního roku ale přišel okamžik, který znamenal další změnu strategie. „Můj příbuzný šlápl na minu, která pod ním vybuchla, a kvůli této explozi přišel o prsty na noze. V ten okamžik jsem začal přemýšlet nad tím, jak by bylo možné pomocí nějakých speciálních bot ochránit lidi před minami a zabránit tak těmto typům zranění,“ uvádí v korespondenčním rozhovoru pro Technický týdeník. Ihor Jefimenko svůj nápad pomoci diskutoval s několika ženisty a pyrotechniky, kteří mu ukázali fotku pavoučích bot z internetu. „To mě inspirovalo k vytvoření vlastního modelu,“ dodává. Technologie, kterou se nechal inspirovat, pochází z Kanady, konkrétně jde o zhruba 25 let starý koncept kanadské společnosti Med-Eng systems. Kanadští vojáci tyto boty nosili například jako ochranu proti slabším typům nášlapných min [zhruba 30—50 g výbušniny — pozn. red.] v Afghánistánu. Několik kanadských vzorků se na Ukrajinu dostalo a Ihor Jefimenko během zhruba tří týdnů vyvinul jejich vlastní verzi. „Zkoušeli jsme různé materiály a technologie výroby, vytvářeli jsme a následně testovali vlastní prototypy a vzniklo poměrně velké množství variant. Nejlepší vzorek jsme pak začali vyrábět pro využití v terénu,“ pokračuje s tím, že zhruba 80 % boty je vyrobeno z různých plastů a kompozitních materiálů, přičemž nákup materiálu probíhá v Ukrajině i v Evropě. „Pro upínání používáme klasická snowboardová vázání, protože jsou levná a relativně dobře dostupná. Samotné pavoučí nohy tiskneme na 3D tiskárnách, ve výrobě jich máme momentálně téměř 50.“ Podle amerického webového portálu Popular Mechanics tato technologie čtyřhrotých pavoučích bot obecně snižuje rizika závažných a devastujících zranění dolních končetin několika způsoby. Čtyři pavoučí nohy zvětšují horizontální odstup končetiny od vybuchující nášlapné miny, což chrání chodidla, nohy i třísla, která se v ten moment nacházejí přímo nad explozí. „Ještě důležitější ale je skutečnost, že boty díky hrotům vytvářejí několikacentimetrovou vzduchovou mezeru mezi zemí a nohou. A právě tato mezera výrazně snižuje energii, která se z výbuchu v zemi přenáší přímo do lidského těla. Velká část této energie totiž unikne do stran. Jako ochranný faktor navíc pomáhá i samotný tvar a materiál konstrukce podrážek, protože dokáže část energie pohltit a zbylou odrazit pryč od chodidla,“ uvádí online magazín. Tento princip potvrzuje i Ihor Jefimenko, který doplňuje, že jeho boty jsou účinné proti sovětským protipěchotním minám PFM-1, PMN-1 a PMN-2, což jsou typy, které nyní Rusko na Ukrajině používá. Nutno dodat, že tyto miny obsahují od 40 g do 250 g výbušniny, což znamená, že některé exploze jsou velmi silné a člověka bez ochrany dokážou zabít. Konstrukčně i materiálově jsou boty navrženy tak, aby se plastové nohy při pohlcování energie z výbuchu roztříštily. V takovém případě, jestliže nejsou poškozeny další části, lze na snowboardové vázání jednoduše nasadit nohy nové a boty znovu použít. „Pokud člověk šlápne na typickou protipěchotní minu v běžné obuvi, je riziko devastace chodidla a někdy i celé nohy velmi pravděpodobné a s takovým zraněním už hrozí i okamžité vykrvácení. Pavoučí boty člověka před zraněním neochrání, silnější výbuch i tak láme kosti, nicméně noha zůstane v celku, což je to nejdůležitější,“ říká ukrajinský konstruktér a na závěr dodává, že v současné době už pro potřeby armády jeho firma vyrobila více než 600 párů bot, přičemž výrobu zatím financuje z vlastních zdrojů. „Máme potvrzených už asi 10 výbuchů a ve všech případech zůstaly nohy pyrotechniků bez závažných zranění. Naše boty pomáhají a tomu jsem opravdu moc rád.“
Český patent chrání nohy vojáků i civilistů
Konstrukce ukrajinských pavoučích bot má však už z podstaty svůj limit v tom, jak dobře se s nimi dá chodit. Při zaboření v měkkém terénu pak ani jako ochrana nefungují. Vzhledem k tomu, že jde v podstatě o ochranný doplněk k běžné obuvi, který činí chůzi složitější, jsou boty vhodné zejména pro okamžiky, kdy je třeba přejít přes minové pole, případně prostor s pomocí detektorů od min vyčistit. Znamená to, že je lidé nosí s sebou jako příslušenství, které v případě potřeby obují a mimo nebezpečné území zase zují. Existuje však i jiná technologie ochrany nohou před nášlapnými minami, která ale na rozdíl od pavoučích bot umožňuje stálý a komfortní pohyb. Na první pohled jde v podstatě o boty, které vypadají jako standardní vojenská obuv, přičemž účinná technologie se ukrývá uvnitř podešví. Jedním z výrobců takových speciálních bot je i česká společnost Zeman Group. Historie vývoje a výroby těchto patentovaných bot sahá do roku 1999, kdy se Libor Zeman, majitel společnosti vyrábějící primárně pracovní oděvy i pracovní a vojenskou obuv, vydal do Paříže na veletrh Milipol Paris a navštívil stánek proslulého výrobce balistických materiálů DuPont. „Už tenkrát byla problematika protiminových bot relativní novinkou, a začala být aktuální i pro nás, protože jedna americká firma měla prototyp a věnovala se testování a zkouškám. Se zástupci DuPont jsem tedy hledal řešení, jak bychom mohli spolupracovat a já mohl zkusit vytvořit vlastní protiminovou obuv,“ vzpomíná a dodává, že nakonec se opravdu do vývoje bot pustil, přičemž od začátku měl jasnou vizi, co musí boty splňovat. Klíčové bylo, aby boty dokázaly při výbuchu miny ochránit člověka před amputací nohy a aby se boty daly celodenně používat na běžné chození, což znamená, aby byly lehké a komfortní. Základním předpokladem totiž bylo, že je bude využívat dlouhodobě pěchota i civilisté v rizikových oblastech. Bylo také potřeba, aby boty dokázaly absorbovat minimálně 99 % tlaku výbuchu a přitom neobsahovaly žádné kovové části, které by se mohly chovat jako šrapnel. V neposlední řadě bylo podmínkou také to, aby bota samotná zůstala po výbuchu uzavřená. „Při explozi se do vzduchu zvedne oblak jedovatých zplodin a zeminy, která může být jakkoliv znečištěná. Pokud by bota byla otevřená, hrozí zanesení mnoha nečistot do tržných ran. Dalším, méně známým negativním vlivem je působení žhavých zplodin výbuchu, které dosahují teplot okolo 3 000 °C a tím nevratně poškozují tkáň. V případě nedostupnosti lékařské péče se pak může rozvinout gangréna s následnou amputací nohy,“ pokračuje Libor Zeman. Během následujících dvou let pracoval se svými kolegy na návrhu konstrukce i materiálových vlastností a hledání ideálního tvaru podešve, která měla odklánět směr výbuchu či tlakovou vlnu. „Zkoušeli jsme různé dezény i materiály a zjistili jsme, že design podešve nemá vůbec žádný vliv na to, jak bota funguje. Chtěli jsme jít původně cestou americké konstrukce podešví, které mají vzorek po obvodu a uprostřed je v podešvi pyramidová voštinová konstrukce. Ta má odklonit tlakovou vlnu. Jenže jsme zjistili, že tlaková vlna je tak rychlá, že materiál v podstatě nestihne zareagovat, energie projde do končetiny a proces devastace se už vlastně nedá zastavit.“ Nakonec, po řadě různých návrhů a testů, vznikla bota, která funguje na principu deformačních zón, rozkládajících nárazovou vlnu. Podešev se podle Libora Zemana při výbuchu deformuje. Materiály se z ní postupně vytrhávají a deformují, čímž absorbují energii výbuchu. „A tlakovou vlnu odkláníme tím, že materiály podešve mají různé hustoty a ještě jsou na sebe sendvičově navrstveny podle určitého klíče tak, aby v celku fungovaly, jak mají. Tedy aby při průchodu tlakové vlny deformace materiálu a vrstvy materiálu způsobily odklon vlny, případně absorpci.“ Znamená to, že podešev se při výbuchu v podstatě rozpadne, bota ale zůstane na noze a hlavně — zůstane uzavřená. Stane se z ní ochranná kapsle chránící nohu před tlakovou vlnou a kontaminaci případných jejích poranění zplodinami a zeminou. V průběhu vývoje protiminových bot Libor Zeman řešil nejen to, jak ideálně kombinovat materiály v podešvi, ale také jak výsledky své práce testovat a certifikovat. Podle něj totiž na světě neexistuje jednotná certifikační metoda jako třeba u pracovních bot, protože na problematiku ochrany každý hledí trochu jinak. Testování se tak provádí v neopakovatelných podmínkách pro porovnání. „Před 20 lety jsme proto převzali certifikační metodiku z USA, která je podle nás jako jedna z mála opravdu relevantní. Nicméně již v počátku vývoje protiminových bot jsme začali spolupracovat s docentem Jiřím Chládkem, což je jeden z našich známých pyrotechniků s praktickými zkušenostmi s odminováváním velkých území v ČR i v zahraničí. Kromě toho, že jsme od něj získávali cenné rady a zkušenosti pro vývoj, jsme se společně také dopracovali k vylepšené metodice testování splňující pravidlo, že test musí být opakovatelný kdekoliv ve světě a při stejných podmínkách. Jedině tak lze výsledky porovnávat.“ Testování, které si mnohdy podle metodiky provádí samotný zákazník, aby měl možnost se s technologií seznámit, probíhá za pomoci speciální konstrukce, v níž je bota upevněná na volně pohyblivém třmenu a pod ní je za přesně definovaných podmínek usazena nášlapná mina. Při testech se simuluje zatížení 30 kg, což je průměrná váha kroku vojáka, respektive jeho iniciačního nášlapu. „V současné době však chystáme ještě novější metodiku. Snažíme se ji implementovat do jednoho akademického pracoviště v ČR a při testech chceme měřit tlakovou vlnu, zrychlení a energii výbuchu,“ poodhaluje plány do budoucna Libor Zeman. Dnes společnost Zeman Group vyrábí již 5. generaci těchto bot a momentálně pracuje na další, přičemž boty exportuje do řady zemí světa. V nabídce má protiminové boty ve třech variantách: nejlehčí odolají minám do 35 g výbušné látky a jsou určeny primárně pro pěchotu a civilisty. Střední bota by měla bezpečně vydržet explozi miny s 35—50 g výbušniny a nejvyšší řada dokáže nohu ochránit i při explozích min s 50—60 g výbušniny. Tyto boty používají zejména humanitární pracovníci v ohrožených oblastech, pyrotechnici, ženisté, případně další osoby, které se podílejí na eliminaci následků války. „Samozřejmě je možné vyrobit botu proti ještě silnějším výbuchům, ale i tato technologie má své hranice a v některých případech explozí větších min ani sebelepší bota nedokáže zabránit závažným zraněním či úmrtí. To je třeba si uvědomit,“ říká na závěr Libor Zeman. /Kristina Kadlas Blümelová/
