ce face din Kevlar un material antibalistic atât de bun?

foto: gândiți-vă la Kevlar ca o alternativă modernă ușoară la costumele grele, greoaie, medievale de armură! Nate Hauser, prin amabilitatea US Marine Corps.

dacă ați citit articolul nostru despre gloanțe, veți ști că acestea distrug lucrurile—și oamenii—pentru că călătoresc cu viteze mari cu cantități uriașe de energie cinetică. Deși nu există un astfel de lucru ca Complet „antiglonț”, materiale precumsticla rezistentă la bullet face o treabă bună în protejarea noastră prin absorbția (înmuierea)și disiparea (răspândirea) energiei unui glonț.

Kevlar este un material antibalistic excelent (rezistent la gloanțe și cuțite), deoareceeste nevoie de multă energie pentru a face un cuțit sau un glonț să treacă prin el. Fibrele bine țesute ale moleculelor de polimer foarte orientate (aliniate) sunt extrem de greu de îndepărtat: este nevoie de energie pentru a le separa. Un glonț (sau un cuțit împins puternic de un atacator) are energia „furată” din el în timp ce încearcă să-și croiască drum.Dacă reușește să pătrundă în material, este încetinit considerabil și face mult mai puține daune.

deși Kevlar este mai puternic decât oțelul, este de aproximativ 5,5 ori mai puțin dens (densitatea lui Kevlaris este de aproximativ 1,44 grame pe centimetru cub, comparativ cu oțelul, care este rotund de aproximativ 7,8–8 gramepe centimetru cub). Asta înseamnă că un anumit volum de Kevlar va cântări de 5-6 ori mai puțin decât același volum de oțel.Gândiți—vă la cavalerii medievali cu costumele lor greoaie de armură: în teorie, Kevlarul modern oferă la fel de multă protecție-dar este suficient de ușor și flexibil pentru a purta perioade mult mai lungi.

mai multe straturi = mai multă protecție

Diagramă: aveți nevoie de o grosime mai mare a armurii corpului Kevlar pentru a opri gloanțele cu viteză mai mare. În teorie, cu cât Kevlarul este mai gros, cu atât este mai scurtă distanța pe care un glonț ar trebui să o poată trece (cu atât este mai scurtă adâncimea de penetrare); în practică, este puțin mai complicat decât atât.

dacă vă gândiți la Kevlar „absorbind” energia unui glonț, este destul de evidentcă o grosime mai mare de Kevlar—mai multe straturi de material legatîmpreună—va oferi mai multă protecție.

de cât Kevlar ai nevoie pentru a opri un glonț? Depinde de Kevlar și depinde de greutatea, tipul și viteza glonțului. Kevlar vine în diferite greutăți—și gloanțe, de asemenea, vin în diferite tipuri și greutăți și de călătorie la viteze foarte diferite, cu diferite cantități de energie. Cu cât glonțul este mai mare și cu cât călătorește mai repede, cu atât are mai multă energie cinetică, cu atât va pătrunde mai departe și cu atât va face mai multe daune. Ai nevoie de mai multe straturi de Kevlar pentru a stopbigger, gloanțe mai rapide decât cele mai mici, mai lente. De obicei, vestele antiglonț au cel puțin 8-16 straturi de Kevlar și adesea 32-48 straturi sau chiar mai mult. Unele veste combină Kevlar cu alte materiale, în timp ce altele folosesc diferite materialeîn loc de Kevlar, cum ar fi Spectra XV.

în general, cu cât aveți mai multe straturi de Kevlar mai grele, cu atât armura dvs. „antiglonț” este mai protectoare, dar cu atât va fi mai grea,mai voluminoasă și mai fierbinte și cu atât vă va restricționa mișcarea. Te-ai putea acoperi cu un milion de straturi de Kevlar, care ar putea opri majoritatea gloanțelor de zi cu zi, dar cu greu va fi practic. Deci, există un compromis care trebuie făcut între protecție și utilizare. Și, în ceea ce privește Kevlar, nu este întotdeauna o chestiune de „mai gros este egal cu mai bine”: există și o altă calificare. Gloanțele călătoresc rapid—un glonț de pușcă poate merge de 10 ori mai repede decât o mașină de curse—și sunt proiectate să se deformeze atunci când lovesc lucruri, astfel încât să facă mai multe daune. Conform unor cercetări balistice recente, Kevlar într-o vestă antiglonț va afecta acest proces, făcând uneori un glonț să călătorească mai departe într-o țintă decât dacă nu s-ar folosi (sau mai puțin) Kevlar. De aceea ai nevoie de mult Kevlar în veste antiglonț eficiente, atât pentru a permite modul în care ar putea modifica glonțul, cât și pentru a absorbi toată energia glonțului.

Kevlar nu este întotdeauna suficient

Dacă doriți să protejați soldații împotriva gloanțelor de pușcă de mare viteză, veți avea nevoie de mult mai grosarmor decât dacă doriți pur și simplu să protejați ofițerii de poliție împotriva gloanțelor de pistol,care au o viteză mai mică și mai puțin cinetică energy.It este important să ne amintim că niciun material nu este 100% antiglonț—și uneori chiar Kevlar nu este suficient.

puteți vedea acest lucru clar în clasificarea oficială a armurii corporale a Institutului Național al Justiției din SUA,care clasifică vestele antiglonț și alte protecții ale corpului (realizate din Kevlar și alte materiale)pe o scară de la I la IV pentru capacitatea sa de a proteja împotriva gloanțelor trase de arme de putere diferită. La capătul inferior al scalei,armura de tip IIA trebuie să protejeze împotriva gloanțelor de pistol mai mici (de obicei 9mm jacketedbullets metal complet cântărind 8.0 g sau 0.3 oz și trase la aproximativ 373 m/s sau 834 mph); aveți nevoie de cel puțin 16 straturi de Kevlar pentru asta.Mai sus pe scară, armura de tip IIIA trebuie să reziste gloanțelor portabile mai puternice(cum ar fi .44 gloanțe Magnum cântărind 15,6 g sau 0,6 oz și trase la 436 m/s sau 975 mph); care are nevoie de două ori mai mult Kelvar—cel puțin 30 de straturi. Este important să rețineți că chiar și Kevlar are limitele sale. Pentru protecția împotriva gloanțelor de pușcă (cele obișnuite sau cele care străpung armura), care se deplasează mult mai repede (850-900 m/s sau 1900-2000 mph) cu o energie cinetică considerabil mai mare, Kevlar nu este suficient: aveți nevoie de armuri din oțel sau plăci ceramice (clasificate ca tip III și IV).