wat maakt Kevlar zo ‘ n goed antiballistisch materiaal?

Foto: denk aan Kevlar als een lichtgewicht modern alternatief voor zware, omslachtige middeleeuwse harnassen! Foto van Staf Sgt. Nate Hauser met dank aan US Marine Corps.

als je ons artikel over kogels hebt gelezen, Weet je dat ze dingen beschadigen—en mensen—omdat ze met hoge snelheden reizen met enorme hoeveelheden kinetische energie. Hoewel er niet zoiets als volledig “kogelvrij,” materialen zoals Bulletproof glas doen een goede baan bij het beschermen van ons door het absorberen (opzuigen)en dissiperen (verspreiden) de energie van een kogel.Kevlar is een uitstekend antiballistisch (kogel – en mesbestendig) materiaal omdat het veel energie kost om een mes of een kogel erdoor te laten gaan. De strak gewoven vezels van hooggeoriënteerde polymeermoleculen zijn extreem moeilijk uit elkaar te bewegen: het kost energie om ze te scheiden. Een kogel (of een mes hard geduwd door een aanvaller) heeft zijn energie “gestolen” uit het als het probeert te vechten zijn weg door.Als het erin slaagt om het materiaal te penetreren, is het aanzienlijk vertraagd en doet veel minder schade.

hoewel Kevlar sterker is dan staal, is het ongeveer 5,5 keer minder dicht (de dichtheid van Kevlaris ongeveer 1,44 gram per kubieke centimeter, vergeleken met staal, dat rond is ongeveer 7,8–8 gram per kubieke centimeter). Dat betekent dat een bepaald volume Kevlar 5-6 keer minder weegt dan hetzelfde volume staal.Denk terug aan middeleeuwse ridders met hun omslachtige harnassen: in theorie geeft modern Kevlar net zo veel bescherming—maar het is licht en flexibel genoeg om veel langere periodes te dragen.

meer lagen = meer bescherming

grafiek: U hebt een grotere dikte van Kevlar body armor nodig om kogels met hogere snelheid (snelheid) te stoppen. In theorie, hoe dikker het Kevlar, hoe korter de afstand een kogel zou moeten kunnen passeren (hoe korter de penetratiediepte); in de praktijk is het een beetje ingewikkelder dan dat.

als je denkt dat Kevlar de energie van een kogel” opzuigt”, is het vrij evident dat een grotere dikte van Kevlar—meer lagen van het materiaal aan elkaar gebonden—meer bescherming zal bieden.

hoeveel Kevlar heeft u nodig om een kogel te stoppen? Het hangt af van het Kevlar en het hangt af van het gewicht, het type en de snelheid van de kogel. Kevlar is er in verschillende gewichten—en kogels zijn er ook in verschillende soorten en gewichten en reizen met zeer verschillende snelheden, met verschillende hoeveelheden energie. Hoe groter de kogel en hoe sneller hij reist, hoe meer kinetische energie hij heeft, hoe verder hij doordringt en hoe meer schade hij aanricht. Je hebt meer lagen Kevlar nodig om te stoppen met grovere, snellere kogels dan kleinere, langzamere. Kogelvrije vesten hebben meestal ten minste 8-16 lagen Kevlar en vaak 32-48 lagen of zelfs meer. Sommige vesten combineren Kevlar met andere materialen, terwijl andere andere materialen gebruiken in plaats van Kevlar, zoals Spectra®.

in het algemeen geldt dat hoe meer lagen zwaarder Kevlar je hebt, hoe beschermender je kogelvrije pantser, maar hoe zwaarder,groter en heter het zal zijn om te dragen, en hoe meer het je beweging zal beperken. Je kunt jezelf bedekken met een miljoen lagen Kevlar, die de meeste dagelijkse kogels kunnen stoppen, maar het zal nauwelijks praktisch zijn. Er moet dus een afweging worden gemaakt tussen bescherming en bruikbaarheid. En wat Kevlar betreft, is het niet altijd een kwestie van “dikker is gelijk aan beter”: er is ook een andere kwalificatie. Kogels reizen snel—een geweerkogel kan 10 keer sneller gaan dan een raceauto—en ze zijn ontworpen om te vervormen wanneer ze dingen raken, zodat ze meer schade aanrichten. Volgens recent ballistisch onderzoek zal het Kevlar in een kogelvrij vest dit proces beïnvloeden, waardoor een kogel soms verder naar een doelwit gaat dan wanneer er geen (of minder) Kevlar wordt gebruikt. Daarom heb je veel Kevlar nodig in effectieve kogelvrije vesten, zowel om toe te staan hoe het de kogel kan veranderen als om alle energie van de kogel op te nemen.

Kevlar is niet altijd genoeg

als je soldaten wilt beschermen tegen kogels met hoge snelheid, heb je veel dikkere wapens nodig dan als je gewoon politieagenten wilt beschermen tegen kogels met handvuurwapens, die minder snel en minder kinetisch zijn energy.It ‘ s belangrijk om te onthouden dat geen materiaal is 100 procent kogelvrij—en soms zelfs Kevlar is niet genoeg.

u kunt dit duidelijk zien in de official US National Institute of Justice Body Armor Classification, die kogelvrije vesten en andere lichaamsbescherming (gemaakt van Kevlar en andere materialen)rangschikt op een schaal van I tot IV voor zijn vermogen om te beschermen tegen kogels afgevuurd uit wapens van verschillende kracht. Aan de onderkant van de schaal,type IIA armor heeft om te beschermen tegen kleinere handgun kogels (typisch 9mm full metal jacketedbullets met een gewicht van 8,0 g of 0,3 oz en afgevuurd op ongeveer 373 m/s of 834 mph); je hebt ten minste 16 lagen van Kevlar voor dat.Hoger op de schaal, type IIIA armor moet meer krachtige handheld kogels weerstaan (zoals .44 Magnum kogels met een gewicht van 15,6 g of 0,6 oz en afgevuurd op 436 m / s of 975 mph); dat vereist twee keer zoveel Kelvar – ten minste 30 lagen. Het is belangrijk op te merken dat zelfs Kevlar zijn grenzen heeft. Voor bescherming tegen geweerkogels (gewone of pantserdoorborende), die veel sneller reizen (850-900 m/s of 1900-2000 mph) met aanzienlijk hogere kinetische energie, is Kevlar niet genoeg: je hebt kogelvrije vesten nodig gemaakt van staal of keramische platen (geclassificeerd als type III en IV).