mikä tekee Kevlarista niin hyvän antiballistisen materiaalin?

kuva: ajattele kevlaria kevyenä modernina vaihtoehtona raskaille, kömpelöille, keskiaikaisille haarniskapuvuille! Kuva: staff kersantti Nate Hauser US Marine Corps.

Jos olet lukenut artikkelimme luodeista, tulet tietämään, että ne vahingoittavat asioita—ja ihmisiä—koska ne liikkuvat suurilla nopeuksilla valtavalla määrällä liike-energiaa. Vaikka ei ole olemassa täysin ”luodinkestävää”, materiaalit kuten bulletproof lasi tekevät hyvää työtä suojellakseen meitä imemällä (liottamalla)ja hajottamalla (levittämällä) luodin energiaa.

Kevlar on erinomainen antiballistinen (luoti – ja veitsenkestävä) materiaali, koska veitsen tai luodin läpäiseminen sen läpi vaatii paljon energiaa. Voimakkaasti suuntautuneiden (riviin asetettujen) polymeerimolekyylien tiiviisti kudotut kalvot ovat äärimmäisen vaikeita siirtää toisistaan: niiden erottamiseen tarvitaan energiaa. Luoti(tai hyökkääjän kovaa työntämä veitsi) on ”varastanut” energiansa, kun se yrittää taistella tiensä läpi.Jos se läpäisee materiaalin, se hidastuu huomattavasti ja tekee vähemmän vahinkoa.

vaikka Kevlar on vahvempaa kuin teräs, se on noin 5,5 kertaa vähemmän tiheää (kevlarin tiheys noin 1,44 grammaa kuutiosenttimetrissä verrattuna teräkseen, joka on pyöreä noin 7,8–8 gramsperin kuutiosenttimetri). Se tarkoittaa, että tietty määrä kevlaria painaa 5-6 kertaa vähemmän kuin sama määrä terästä.Muistele keskiaikaisia ritareita ja niiden hankalia haarniskoja: teoriassa moderni Kevlar antaa aivan yhtä paljon suojaa-mutta se on tarpeeksi kevyt ja joustava käytettäväksi paljon pidempiäkin aikoja.

More layers = more protection

kaavio: tarvitset suuremman paksuisen Kevlar-luotiliivin pysäyttääksesi nopeammat (nopeus) luodit. Teoriassa, mitä paksumpi Kevlar on, sitä lyhyemmän matkan luodin pitäisi pystyä läpäisemään (sitä lyhyempi läpäisysyvyys); käytännössä se on hieman monimutkaisempaa.

Jos ajattelet kevlarin ”imevän” luodin energiaa, on melko ilmeistä, että kevlarin suurempi paksuus—useampi kerros materiaalia sidottuna yhteen—antaa paremman suojan.

kuinka paljon luodin pysäyttämiseen tarvitaan kevlaria? Se riippuu luodin painosta, tyypistä ja nopeudesta. Kevlar on eri painoinen-ja luoteja on myös eri tyyppejä ja painoja ja ne kulkevat hyvin eri nopeuksilla, eri energiamäärillä. Mitä suurempi luoti on ja mitä nopeammin se liikkuu, sitä enemmän liike-energiaa sillä on, sitä kauemmas se tunkeutuu ja sitä enemmän vahinkoa se tekee. Tarvitaan enemmän Kevlar-kerroksia, nopeampia luoteja kuin pienempiä, hitaampia. Tyypillisesti luotiliiveissä on vähintään 8-16 kerrosta kevlaria ja usein 32-48 kerrosta tai jopa enemmän. Joissakin liiveissä Kevlar yhdistetään muihin materiaaleihin, kun taas toisissa käytetään erilaisia Kevlar-materiaaleja, kuten Spectra®.

yleisesti ottaen mitä enemmän painavampia Kevlar-suojuksia sinulla on, sitä suojaavampi ”luodinkestävä” haarniskasi, mutta mitä raskaampaa, kookkaampaa ja kuumempaa sitä on käyttää,ja sitä enemmän se rajoittaa liikkumistasi. Voisit peittää itsesi miljoonalla kerroksella kevlaria, joka voisi pysäyttää useimmat arkiset luodit, mutta se tuskin on käytännöllistä. Suojan ja käytettävyyden välillä on siis tehtävä vaihtokauppa. Ja kun Kevlar on huolissaan, se ei ole aina kyse ”paksumpi on parempi”: on olemassa toinen pätevyys liian. Luodit kulkevat nopeasti-kiväärin luoti voi mennä 10 kertaa nopeammin kuin kilpa-auto-ja ne on suunniteltu epämuodostumaan, kun ne osuvat asioita, jotta ne tekevät enemmän vahinkoa. Joidenkin viimeaikaisten ballististen tutkimusten mukaan luotiliivissä oleva Kevlar vaikuttaa tähän prosessiin, jolloin luoti kulkee joskus kauemmas kohteeseen kuin jos kevlaria ei käytettäisi lainkaan (tai vähemmän). Siksi tarvitaan paljon kevlaria tehokkaissa luodinkestävissä liiveissä, jotta se voi muuttaa luotia ja imeä luodin kaiken energian.

Kevlar ei aina riitä

Jos haluat suojella sotilaita kiväärin luodeilta, tarvitset paljon paksumpaa asetta kuin jos haluat vain suojella poliiseja käsiaseen luodeilta,joiden nopeus on pienempi ja kineettinen energy.It on tärkeää muistaa, että mikään materiaali ei ole 100—prosenttisesti luodinkestävää-ja joskus edes Kevlar ei riitä.

tämän näkee selvästi Yhdysvaltain kansallisen oikeusinstituutin virallisessa Body Armor-luokituksessa,jossa luotiliivit ja muut (Kevlarista ja muista materiaaleista valmistetut)luokitellaan asteikolla I-IV sen kyvystä suojautua eritehoisista aseista ammutuilta luodeilta. Asteikon alapäässä tyypin IIA haarniska on suojattava pienemmiltä käsiaseen luodeilta (tyypillisesti 9mm täysmetallinen jacketedbullets, jotka painavat 8,0 g tai 0,3 oz ja ampuvat noin 373 M/S tai 834 mph); tarvitset vähintään 16 kerrosta kevlaria siihen.Ylempänä asteikossa tyypin IIIA haarniska joutuu vastustamaan voimakkaampia käsiluoteja(esim .44 Magnum-luotia, jotka painavat 15,6 g tai 0,6 oz ja ampuvat 436 M/S tai 975 mph); siihen tarvitaan kaksi kertaa enemmän Kelvaria—vähintään 30 kerrosta. On tärkeää huomata, että Kevlarillakin on rajansa. Kevlar ei riitä suojautumiseen kiväärinluodeilta (tavalliset tai panssarinläpäisevät), jotka kulkevat paljon nopeammin (850-900 M/S tai 1900-2000 mph) huomattavasti suuremmalla liike-energialla: tarvitset luotiliivin, joka on valmistettu teräksestä tai keraamisista levyistä (luokitellaan tyypin III ja IV).