Баллистические материалы:все, что вам нужно знать [2022]

Баллистические материалы — это тип материала, который используется в баллистической броне, бронежилетах и ​​шлемах. Военные впервые были разработаны и использованы для защиты солдат от осколков во время Второй мировой войны. Однако материалы, используемые сегодня, намного лучше и лучше защищают. Мы разработали улучшенный и широкий спектр конструкций с использованием баллистических материалов и достижений в области технологий.

Пуленепробиваемые жилеты — это современные элементы легкой брони, специально разработанные для защиты жизненно важных органов владельца от пуль. «пуленепробиваемый жилет» — распространенное заблуждение среди многих производителей и пользователей защитной брони. Термин «пуленепробиваемый жилет» более уместен, поскольку владелец не полностью защищен от удара пули.

Баллистические материалы изготавливаются из различных материалов, включая сталь, пластик, керамику и титан. Это форма баллистической защиты, используемая для защиты владельца от пуль и осколков за счет их механических свойств. Существует два типа пуленепробиваемых материалов:твердые и мягкие.

Мягкие пуленепробиваемые материалы в основном изготавливаются из кевлара или арамида, синтетического материала, вплетенного в эластичную ткань. Твердые пуленепробиваемые материалы – это металлы, например сталь или алюминиевые сплавы.

Что такое арамидные волокна?

Арамидные волокна представляют собой высокоэффективные волокна, состоящие из синтетических молекул с умеренно жесткими полимерными цепями. Эти молекулы связаны прочными водородными связями, которые эффективно передают механическое напряжение, что позволяет использовать низкомолекулярные цепи.

Термин «арамид» является аббревиатурой от «ароматический полиамид». Использование этих волокон восходит к Второй мировой войне для военных применений, но только недавно было разработано.

Арамидные волокна отличаются от других синтетических волокон следующими общими характеристиками:

• Высокая стойкость
• Отличная стойкость к истиранию.
• Отличная устойчивость к органическим растворителям
• Непроводящий
• Точки плавления нет.
• Воспламеняемость низкая.
• Отличная целостность ткани при повышенных температурах.

Эти отличительные свойства являются результатом жестких полимерных молекул с сильной ориентацией кристаллов и плотным контактом между полимерными цепями благодаря водородным связям.

Что такое кевлар? И как это работает?

Что такое кевлар? И как это работает?

Бронежилеты, изготовленные из стальных пластин, были изобретены в 1538 году. До ХХ века постепенно использовались и развивались полностью стальные пуленепробиваемые жилеты. Современные системы бронежилетов могут содержать некоторое количество стали (хотя и в небольшом количестве), но в основном они сделаны из кевлара.

Кевлар — это разновидность арамида. Это материал, разработанный DuPont. Это синтетическое волокно, обеспечивающее защиту от пуль и осколков. Благодаря сильным химическим связям между его молекулами он очень эффективен в мире бронежилетов. Именно эти связи придают кевлару долговечность, гибкость и прочность.

DuPont представила на рынке кевлар как одну из первых пуленепробиваемых тканей и одно из первых волокон, которые стали использоваться в качестве сырья для шин, канатов и кабелей. Как только она была обнаружена, она изменила многие отрасли промышленности, и нейлоновая ткань до сих пор используется в различных продуктах.

Этот новый материал значительно снизил общий вес системы бронежилета и значительно повысил подвижность человека в бронежилете. Это привело к появлению современных пуленепробиваемых жилетов, которые используются сегодня.

Создание кевларового волокна

Полимер поли-пара-фенилентерефталат должен быть сначала синтезирован в лаборатории для создания кевлара. Это достигается за счет процесса полимеризации, который включает соединение молекул в длинные цепочки. Полученная кристаллическая жидкость, содержащая стержнеобразные полимеры, затем выдавливается через фильеру (небольшую металлическую пластину с микроскопическими порами, напоминающую насадку для душа), чтобы получить кевларовую пряжу. После этого кевларовое волокно охлаждают для затвердевания. Синтетическое волокно наматывается на рулоны после обработки водой. Волокно часто отправляют метателям, которые скручивают его, чтобы подготовить к ткачеству производителями кевлара. Пряжа соткана в самом простом дизайне, полотняном или полосатом переплетении, которое представляет собой просто рисунок переплетения нитей.

Бронежилет из кевлара

Кевлар, используемый в жилетах, представляет собой тканую ткань из синтетических волокон, созданных путем полимеризации. Кевлар — это высокопрочный материал, известный своим высоким соотношением прочности и веса; по сравнению с соотношением прочности стали к весу, а кевлар в пять раз прочнее. Легкий вес кевлара в сочетании с его высокой прочностью на растяжение (3620 МПа) и способностью поглощать энергию по сравнению с другими материалами делает его идеальным материалом для использования в баллистических жилетах.

Защитная одежда — это наиболее распространенное применение композитных материалов, включая композиты на основе кевлара.

Что означает баллистическая ткань?

Когда речь идет о ткани, термин «баллистический» может означать один из двух типов ткани. Это может относиться к материалу, используемому в мягких бронежилетах. Эти ткани обычно сотканы с использованием высокопрочных волокон, таких как параарамид, высокоэффективный полиэтилен (HPPE) или высокомодульный полиэтилен. Однако такие формы баллистических материалов имеют очень специфическое конечное применение.

Низкотехнологичные баллистические материалы обычно используются в багаже ​​и рюкзаках с мягкими стенками. Баллистическая ткань представляет собой нейлоновую ткань корзиночного переплетения с переплетением 2 x 2. Его часто изготавливают из нейлона плотностью 1050 денье, но также могут использоваться более легкие материалы, например, плотностью 840 денье. «Старшая» баллистика — это название, данное более толстому баллистическому нейлону, в то время как более легкая баллистика называется «младшей» баллистикой. В то время как нейлон является наиболее часто используемым волокном в этих конструкциях, существует также баллистический полиэстер. Упаковочная ткань представляет собой аналогичный текстиль, который обычно состоит из нейлона. Однако обычно это полотняное переплетение и меньший вес (400 или 420 денье).

Каков процесс производства баллистических материалов?

Процесс производства баллистических материалов сложен и требует большой точности. Баллистические материалы могут быть изготовлены из металла или полимера и используются во многих отраслях, в том числе в вооруженных силах, правоохранительных органах и спорте.

Производители бронежилетов используют два основных процесса производства баллистических материалов:литье под давлением и литье.

Литье под давлением использует машину для впрыска расплавленного материала в форму для придания желаемой формы. Литье осуществляется путем заливки расплавленного металла или других веществ в форму для придания желаемой формы.

Процесс производства баллистических материалов состоит из трех основных этапов:формование, формирование и отделка.

Производственные процессы для баллистических материалов необходимы при проектировании и разработке любого пуленепробиваемого материала.

Баллистические материалы имеют методы проектирования, направленные на обеспечение баллистической стойкости к пулям, взрывчатым веществам и другим угрозам огнестрельного оружия. Однако при покупке конечных продуктов следует учитывать различные баллистические свойства.

Стандарты баллистических испытаний (уровень защиты / уровень брони), обеспечиваемые пуленепробиваемыми жилетами

Бронежилеты, в отличие от традиционной одежды, должны пройти строгие защитные испытания, предусмотренные Национальным институтом юстиции (NIJ). Бронежилеты не все одинаковы. Некоторые из них устойчивы к свинцовым пулям на низких скоростях, а другие устойчивы к пулям с цельнометаллической оболочкой на высоких скоростях.

Жилеты нумеруются от наименее защищенных к наиболее защищенным:I, II-A, II, III-A, III, IV и исключительные случаи (те, для которых заказчик указывает необходимую защиту). Каждая классификация определяет, какие пули не пробьют бронежилет с какой скоростью. Хотя может показаться разумным выбирать жилеты с самым высоким рейтингом (например, III или IV), такие жилеты тяжелы, и для нужд человека, который их носит, может потребоваться более легкий жилет. Для использования в полиции эксперты рекомендуют приобрести жилет, защищающий от того типа огнестрельного оружия, которое полицейский регулярно носит с собой.