co dělá Kevlar tak dobrým antibalistickým materiálem?

Foto: Myslíš, že Kevlar jako lehký moderní alternativa k těžké, těžkopádné, středověké brnění! Foto štábní seržant Nate Hauser s laskavým svolením americké námořní pěchoty.

Pokud jste si přečetli náš článek o kulkách, budete vědět, že poškozují věci – a lidi-protože cestují vysokou rychlostí s obrovskými množstvími kinetické energie. I když tam je žádná taková věc jako zcela „neprůstřelná,“ materiálů likebulletproof skla, dělat dobrou práci na nás chrání tím, že absorbuje (nasávat)a odvádí (rozprostření) energie kulky.

Kevlar je vynikající protibalistických (bullet – a nůž-odolný materiál), protožeto vyžaduje velké množství energie, aby se nůž nebo kulka projít. Pevně tkaná vlákna vysoce orientovaných (seřazených) polymerních molekul se extrémně těžko pohybují od sebe: jejich oddělení vyžaduje energii. Kulka (nebo nůž tvrdě tlačený útočníkem) má svou energii „ukradenou“, když se snaží probojovat.Pokud se mu podaří proniknout do materiálu, je značně zpomalen a způsobuje mnohem menší škody.

ačkoli je Kevlar silnější než ocel, je asi 5,5 krát méně hustý (hustota Kevlaru je asi 1,44 gramu na kubický centimetr, ve srovnání s ocelí, která je kulatá asi 7,8-8 gramu na kubický centimetr). To znamená, že určitý objem Kevlaru bude vážit 5-6krát méně než stejný objem oceli.Vzpomeňte si na středověké rytíře s jejich těžkopádnými obleky brnění: teoreticky, moderní Kevlar poskytuje stejně velkou ochranu—ale je dostatečně lehký a flexibilní, aby se mohl nosit mnohem déle.

More layers = more protection

Graf: k zastavení střel s vyšší rychlostí potřebujete větší tloušťku kevlarového brnění. Teoreticky, čím silnější Kevlar, tím kratší vzdálenost by kulka měla být schopna projít (čím kratší je hloubka průniku); v praxi je to trochu složitější.

Pokud si myslíte, že Kevlar „nasávat“ energii kulky, je to poměrně obviousthat větší tloušťka Kevlar—více vrstev materiálu bondedtogether—poskytne větší ochranu.

kolik Kevlaru potřebujete k zastavení kulky? Záleží na kevlaru a záleží na hmotnosti, typu a rychlosti střely. Kevlar je dodáván v různých hmotnostech—a kulky také přicházejí v různých typech a hmotnostech a cestují velmi různými rychlostmi, s různým množstvím energie. Čím větší je kulka a čím rychleji cestuje, tím více kinetické energiemá, tím dále pronikne a tím více škody způsobí. K zastavení potřebujete více vrstev Kevlaruvětší, rychlejší kulky než menší, pomalejší. Neprůstřelné vesty mají obvykle nejméně 8-16 vrstev kevlaru a často 32-48 vrstev nebo i více. Některé vesty kombinují Kevlar s jinými materiály, zatímco jiné používají různé materiálymísto Kevlaru, jako je Spectra®.

obecně řečeno, čím více vrstev těžšího Kevlaru máte, tím více chrání vaše „neprůstřelné“ brnění, ale těžší,objemnější a teplejší bude nosit, a tím více omezí váš pohyb. Mohli byste se zakrýt milionem vrstev Kevlaru, což by mohlo zastavit většinu každodenních nábojů, ale sotva to bude praktické. Existuje tedy kompromis mezi ochranou a použitelností. A pokud jde o Kevlar, není to vždy otázka „silnější rovná se lepší“: je tu také další kvalifikace. Kulky cestují rychle-Kulka z pušky může jít 10krát rychleji než závodní auto—a jsou navrženy tak, aby se deformovaly, když zasáhly věci, takže způsobují větší škody. Podle některých posledních balistického výzkumu, Kevlar v neprůstřelné vestě bude mít vliv na tento proces, někdy kulku cestovat dále do cíle, než pokud ne (nebo méně) Kevlar byly použity. To je důvod, proč potřebujete hodně Kevlaru v účinných neprůstřelných vestách, jak umožnit, jak by to mohlo změnit kulku, tak nasát veškerou energii kulky.

Kevlar není vždy dost

Pokud chcete chránit vojáky před high-rychlost pušky kulky, budete potřebovat mnohem thickerarmor, než když si prostě chcete chránit policisty před pistole kulky,které mají nižší rychlost a menší kinetickou energii.Je důležité si uvědomit, že ne materiál je 100% neprůstřelná—a někdy dokonce i Kevlar nestačí.

můžete vidět to jasně v úředním US National Institute of Justice Brnění Klasifikace,která řadí neprůstřelné vesty a jiné prostředky pro ochranu těla (vyrobené z Kevlaru a jiných materiálů)na stupnici od I až IV pro svou schopnost chránit před kulkami ze zbraní různých power. Na spodním konci stupnice,typ IIA brnění na ochranu proti menší pistole kulky (typicky 9mm celokovový jacketedbullets o hmotnosti 8.0 g nebo 0.3 oz a vystřelil kolem 373 m/s nebo 834 km / h); budete potřebovat alespoň 16 vrstev Kevlaru.Vyšší měřítko, brnění typu IIIA musí odolat silnějším ručním kulkám (například.44 kulky Magnum o hmotnosti 15,6 g nebo 0,6 oz a vystřelil na 436 m / s nebo 975 mph); který potřebuje dvakrát tolik Kelvar-alespoň 30 vrstev. Je důležité si uvědomit, že i Kevlar má své limity. Pro ochranu proti pušky kulky (obyčejných nebo brnění-piercing), které se pohybují mnohem rychleji (850-900 m/s nebo 1900-2000 mph) s podstatně vyšší kinetickou energii, Kevlar nestačí: potřebujete brnění vyrobené z oceli nebo keramické desky (klasifikovány jako typ III a IV).