Hva gjør Kevlar til et så godt anti-ballistisk materiale?

Foto: Tenk På Kevlar som et lett moderne alternativ til tunge, besværlige middelalderske rustninger! Bilde av Staff Sgt. Nate Hauser høflighet AV US Marine Corps.

Hvis du har lest vår artikkel om kuler, vet du at deskader ting—og folk-fordi de reiser med høye hastigheter med enorme mengder kinetisk energi. Selv om det ikke er noe slikt som helt «bulletproof», gjør materialer som bulletproof glass en god jobb med å beskytte oss ved å absorbere (slikke) og spre (spre ut) energien til en kule.

Kevlar er et utmerket antiballistisk (kule – og knivbestandig) materiale fordidet tar mye energi å få en kniv eller en kule til å passere gjennom den. De tett vevde fibrene av svært orienterte (lined-up) polymermolekyler er ekstremt vanskelig å bevege seg fra hverandre: det tar energi å skille dem. En kule (eller en kniv presset hardt av en angriper) har sin energi «stjålet» fra den som den prøver å kjempe seg gjennom.Hvis det klarer å trenge inn i materialet, er det betydelig redusert og gjør langt mindre skade.Selv Om Kevlar er sterkere enn stål, er det omtrent 5,5 ganger mindre tett (tettheten Av Kevlaris ca 1,44 gram per kubikkcentimeter, sammenlignet med stål, som er rundt 7,8 – 8 gramper kubikkcentimeter). Det betyr at et visst volum Kevlar vil veie 5-6 ganger mindre enn det samme volumet av stål.Tenk tilbake til middelalderens riddere med sine besværlige rustninger: i teorien gir moderne Kevlar like mye beskyttelse—men den er lett og fleksibel nok til å bære i mye lengre perioder.

Flere lag = mer beskyttelse

Diagram: Du trenger en større tykkelse På kevlar body armor å stoppe høyere hastighet (hastighet) kuler. I teorien, jo tykkere Kevlar, jo kortere avstanden en kule skal kunne passere gjennom( jo kortere penetrasjonsdybden); i praksis er det litt mer komplisert enn det.

hvis Du tenker På Kevlar «slikke» energien til en kule, er det ganske åpenbarat en større tykkelse Av Kevlar-flere lag av materialet bindetsammen – vil gi mer beskyttelse—

Hvor Mye Kevlar trenger du å stoppe en kule? Det avhenger Av kevlar og det avhenger av vekt, type og hastighet på kulen. Kevlar kommer i forskjellige vekter—og kuler kommer også i forskjellige typer og vekter og reiser med svært forskjellige hastigheter, med forskjellige mengder energi. Jo større kulen og jo raskere den reiser, jo mer kinetisk energiden har, jo lenger vil den trenge inn, og jo mer skade det vil gjøre. Du trenger flere lag Med Kevlar for å stoppebigger, raskere kuler enn mindre, langsommere. Vanligvis har bulletproof vester minst 8-16 lag Kevlar og ofte 32-48 lag eller enda mer. Noen vester kombinerer Kevlar med andre materialer, mens andre bruker forskjellige materialer i Stedet For Kevlar, som Spectra®.Generelt sett, jo flere lag med tyngre Kevlar du har, jo mer beskyttende din» bulletproof » rustning, men jo tyngre, bulkier og varmere vil det være å bære, og jo mer vil det begrense bevegelsen din. Du kan dekke deg selv med en million lag Kevlar, som kan stoppe de fleste hverdagslige kuler, men det kommer neppe til å være praktisk. Så det er en avveining mellom beskyttelse og brukervennlighet. Og når Det Gjelder Kevlar, er Det ikke alltid et spørsmål om «tykkere er bedre»: det er også en annen kvalifikasjon. Kuler reiser fort – en riflekule kan gå 10 ganger raskere enn en racerbil—og de er designet for å deformere når de treffer ting, slik at de gjør mer skade. Ifølge noen nyere ballistikkforskning vil Kevlar i en kuletett vest påvirke denne prosessen, noen ganger gjør en kule reise lenger inn i et mål enn om ingen (eller mindre) Kevlar ble brukt. Det er derfor Du trenger Mye Kevlar i effektive skuddsikre vester, både for å tillate hvordan det kan endre kulen og for å suge opp all kulens energi.

Kevlar er ikke alltid nok

Hvis du vil beskytte soldater mot høyhastighets rifle kuler, kommer du til å trenge mye thickerarmor enn hvis du bare vil beskytte politifolk mot pistolkuler, som har lavere hastighet og mindre kinetisk energy.It det er viktig å huske at ingen materialer er 100 prosent skuddsikre—og Noen Ganger Er Ikke Kevlar nok.

Du kan se dette tydelig i den offisielle US National Institute Of Justice Kroppen Rustning Klassifisering, som rangerer skuddsikre vester og andre kroppen beskyttelse (laget Av Kevlar OG andre materialer)på en skala fra JEG TIL IV for sin evne til å beskytte mot kuler avfyrt fra våpen av forskjellig kraft. På den lave enden av skalaen,type iia rustning har for å beskytte mot mindre håndvåpen kuler (vanligvis 9mm full metall jacketedbullets veier 8.0 g eller 0.3 oz og avfyrt på ca 373 m / s eller 834 mph); du trenger minst 16 lag Av Kevlar for det.Høyere opp i skalaen må type iiia armor motstå kraftigere håndholdte kuler(for eksempel .44 Magnum kuler som veier 15,6 g eller 0,6 oz og avfyrt på 436 m / s eller 975 mph); som trenger dobbelt Så Mye Kelvar—minst 30 lag. Det er viktig å merke seg at Selv Kevlar har sine grenser. For beskyttelse mot rifle kuler (vanlige seg eller rustning-piercing seg), som reiser mye raskere (850-900 m/s eller 1900-2000 mph) med betydelig høyere kinetisk energi, Kevlar er ikke nok: du trenger kroppen rustning laget av stål eller keramiske plater (klassifisert SOM TYPE III og IV).