mi teszi a Kevlar ilyen jó antiballista anyagot?

fotó: Gondolj Kevlarra, mint könnyű modern alternatívára a nehéz, nehézkes, középkori páncélruhákra! Fotó: Staff Sgt. Nate Hauser jóvoltából US Marine Corps.

Ha elolvasta a golyókról szóló cikkünket, akkor tudni fogja, hogy a dolgok—és az emberek—nagy sebességgel haladnak, hatalmas kinetikus energiával. Bár nincs olyan, hogy teljesen “golyóálló” anyagokat likebulletproof üveg jó munkát a véd minket elnyeli (áztatás), illetve eltűnik (terjed ki a) az energia egy golyó.

a Kevlar kiváló golyóálló (golyóálló és késálló) anyag, mert nagy energiára van szükség ahhoz, hogy egy kés vagy egy golyó áthaladjon rajta. A erősen orientált (bélelt) polimer molekulák szorosan szőtt szöveteit rendkívül nehéz egymástól elválasztani:energiát igényel a szétválasztás. A golyó (vagy egy támadó által keményen megnyomott kés) energiája “ellopta” tőle, amikor megpróbál harcolni.Ha sikerül behatolnia az anyagba, akkor jelentősen lelassul, és sokkal kevesebb kárt okoz.

bár Kevlar erősebb, mint az acél, ez körülbelül 5,5-szer kevésbé sűrű (a sűrűsége Kevlaris körülbelül 1,44 gramm per köbcentiméter, mint az acél, ami kerek körülbelül 7,8-8 grammsper köbcentiméter). Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos mennyiségű Kevlar súlya 5-6-szor kisebb, mint az azonos mennyiségű acél.Gondolj vissza a középkori lovagokra a nehézkes páncélruhájukkal: elméletileg a modern kevlár ugyanolyan védelmet nyújt—de elég könnyű és rugalmas ahhoz, hogy sokkal hosszabb ideig viseljen.

több réteg = több védelem

diagram: nagyobb vastagságú Kevlar testpáncélra van szüksége a nagyobb sebességű (sebesség) golyók megállításához. Elméletileg minél vastagabb a Kevlar, annál rövidebb a golyó távolsága (minél rövidebb a behatolási mélység); a gyakorlatban ez egy kicsit bonyolultabb.

Ha úgy gondolja, hogy a Kevlar “felszívja” a golyó energiáját, akkor meglehetősen nyilvánvalóhogy a Kevlar nagyobb vastagsága—több réteg az anyag kötöttegyütt—nagyobb védelmet nyújt.

mennyi Kevlar kell megállítani egy golyót? A golyóálló mellény súlyától, típusától és sebességétől függ. Kevlar jön a különböző súlyok – és golyók is jönnek a különböző típusú és súlyok és utazás nagyon különböző sebességgel, különböző mennyiségű energiát. Minél nagyobb a golyó, és minél gyorsabban halad, annál kinetikus energiája van, annál tovább fog hatolni, és annál több kárt fog okozni. Több réteg kevlár kell a stopbiggerhez, gyorsabb golyók, mint a kisebbek, lassabbak. Általában a golyóálló mellények legalább 8-16 réteg Kevlar, gyakran 32-48 réteg vagy még több. Néhány mellény kombinálja a Kevlar-t más anyagokkal, míg mások különböző anyagokat használnaka Kevlar helyett, mint például a Spectra®.

általánosságban elmondható, hogy minél több réteg nehezebb Kevlar van, annál védőbb a” golyóálló ” páncél, de annál nehezebb, bulkier, és melegebb lesz viselni, és annál inkább korlátozza a mozgását. Akár egymillió réteg kevlárral is befedheted magad, ami talán megállítja a legtöbb hétköznapi golyót, de ez aligha lesz praktikus. Tehát kompromisszumot kell kötni a védelem és a használhatóság között. Ami pedig Kevlárt illeti, nem mindig a “vastagabb egyenlő jobb” kérdésről van szó: van egy másik minősítés is. A golyók gyorsan haladnak—a puskagolyó 10-szer gyorsabban megy, mint egy versenyautó—és úgy tervezték, hogy deformálódjon, amikor eltalálja a dolgokat, így nagyobb károkat okoznak. Néhány közelmúltbeli ballisztikai kutatás szerint a golyóálló mellényben lévő Kevlar hatással lesz erre a folyamatra, néha egy golyó tovább halad a cél felé, mintha nem (vagy kevesebb) Kevlárt használnának. Ezért van szükség sok kevlár hatékony golyóálló mellény, mind lehetővé teszi, hogy hogyan lehet megváltoztatni a golyó, és felszívja az összes golyó energiáját.

Kevlar nem mindig elég

Ha meg akarod védeni a katonák ellen, nagy sebességű puska töltényeket, szükséged lesz sok thickerarmor, mint ha egyszerűen csak meg akarom védeni a rendőrök ellen kézifegyver töltények,amely alacsonyabb sebesség, kevesebb mozgási energia.Fontos megjegyezni, hogy nem az anyag 100% – golyóálló—néha még Kevlar nem elég.

ezt világosan láthatja az Egyesült Államok hivatalos Igazságügyi Intézetének testpáncél besorolásában, amely golyóálló mellényeket és más testvédelmet (kevlárból és más anyagokból készült)sorol fel I-IV-es skálán, hogy képes legyen megvédeni a különböző teljesítményű fegyverektől lőtt golyókkal szemben. A skála alsó végén az IIA típusú páncélnak meg kell védenie a kisebb kézifegyver golyókat (általában 9 mm-es teljes fém jacketedbullets, amelyek súlya 8,0 g vagy 0,3 oz, és körülbelül 373 m/s vagy 834 mph); ehhez legalább 16 réteg Kevlarra van szüksége.Magasabb a skála, típusú IIIa armor kell ellenállni erősebb kézi golyók(például .44 Magnum golyó súlya 15,6 g vagy 0,6 oz lőtt 436 m / s vagy 975 mph); hogy szüksége van kétszer annyi Kelvar—legalább 30 réteg. Fontos megjegyezni, hogy még a Kevlarnak is vannak korlátai. Elleni védelem puska golyók (rendes is, vagy páncéltörő is), amely az utazás sokkal gyorsabb (850-900 m/s vagy 1900-2000 mph) a jelentősen nagyobb mozgási energia, Kevlár nem elég: a páncél készült acél vagy kerámia lapok (osztályozott típus III., IV.).