Vücut zırhının kurşun geçirmezlik performansını etkileyen faktörler iki açıdan ele alınabilir: etkileşen mermi (mermi veya şarapnel) ve kurşun geçirmez malzeme. Mermi söz konusu olduğunda, kinetik enerjisi, şekli ve malzemesi, merminin nüfuzunu belirleyen önemli faktörlerdir.
Sıradan mermiler, özellikle kurşun özlü veya sıradan çelik özlü mermiler, kurşun geçirmez malzemelerle temas ettiğinde deforme olacaktır. Bu işlemde, merminin kinetik enerjisinin önemli bir kısmı tüketilir, böylece merminin enerji emme mekanizmasının önemli bir yönü olan merminin delme kuvveti etkili bir şekilde azaltılır. Bombalar, el bombaları ve diğer şarapnel parçaları veya mermilerin oluşturduğu ikincil parçalar için durum önemli ölçüde farklıdır. Bu şarapnellerin düzensiz şekilleri, keskin kenarları, hafifliği ve küçük boyutları vardır ve kurşun geçirmez malzemelere, özellikle yumuşak kurşun geçirmez malzemelere çarptıktan sonra deforme olmazlar. Genel olarak konuşursak, bu tür döküntülerin hızı yüksek değildir, ancak miktarı büyük ve yoğundur.
Bu tür parçaların yumuşak vücut zırhı tarafından enerji absorpsiyonunun anahtarı, parçaların balistik kumaşın ipliklerini kesmesi, germesi ve koparması ve kumaştaki iplikler ile kumaşın farklı katmanları arasında etkileşime neden olması gerçeğinde yatmaktadır, kumaşın genel deformasyonuna neden olur. Yukarıda belirtilen işlemlerde, parçalar dışarıya çalışır ve böylece kendi enerjilerini tüketirler. Yukarıdaki iki tip vücut enerji absorpsiyon işleminde, enerjinin küçük bir kısmı sürtünme yoluyla (lif/lif, lif/mermi) ısı enerjisine dönüştürülür ve çarpma yoluyla ses enerjisine dönüştürülür. Kurşun geçirmez malzemeler açısından, vücut zırhının mermilerin ve diğer mermilerin kinetik enerjisini en büyük ölçüde absorbe etme gereksinimlerini karşılamak için kurşun geçirmez malzemelerin yüksek mukavemet, iyi tokluk ve güçlü enerji emme yeteneklerine sahip olması gerekir. Vücut zırhında, özellikle yumuşak vücut zırhında kullanılan malzemeler, ağırlıklı olarak yüksek performanslı liflerdir. Bu yüksek performanslı lifler, yüksek mukavemet ve yüksek modül ile karakterize edilir. Karbon fiber veya bor fiber gibi bazı yüksek performanslı fiberler yüksek mukavemete sahip olsalar da zayıf esneklik, düşük kırılma gücü, eğirme ve işleme zorluğu ve yüksek fiyatları nedeniyle temel olarak vücut zırhı için uygun değildirler.
Spesifik olarak, balistik kumaşlar için kurşun geçirmezlik etkisi esas olarak aşağıdaki yönlere bağlıdır: elyafın çekme mukavemeti, kopmada ve kopmada elyafın uzaması, elyaf modülü, elyaf oryantasyonu ve stres dalgası iletim hızı, elyaf Lifin inceliği, kullanım şekli. elyaf monte edilir, birim alan başına elyaf ağırlığı, ipliğin yapısı ve yüzey özellikleri, kumaşın yapısı, elyaf ağ tabakasının kalınlığı, ağ tabakasının veya kumaş tabakasının katman sayısı vb. Darbe dayanımı için kullanılan fiber malzemenin performansı, fiberin kırılma enerjisine ve stres dalgasının iletim hızına bağlıdır. Gerilme dalgasının mümkün olduğu kadar çabuk yayılması ve fiberin yüksek hızlı darbe altında kırılma enerjisinin mümkün olduğu kadar yüksek olması gerekir. Bir malzemenin çekme kırılma işi, malzemenin dış kuvvetlerin neden olduğu hasara direnmesi gereken enerjidir ve çekme mukavemeti ve uzama deformasyonu ile ilgili bir fonksiyondur. Bu nedenle, teorik olarak, çekme mukavemeti ne kadar yüksek olursa, malzemenin uzama deformasyon yeteneği o kadar güçlü olursa, enerji absorpsiyon potansiyeli o kadar büyük olur.
Bununla birlikte, pratikte, vücut zırhı için kullanılan malzemenin aşırı deformasyona sahip olmasına izin verilmez, bu nedenle vücut zırhı için kullanılan elyafın da deformasyona karşı daha yüksek bir dirence, yani yüksek bir modüle sahip olması gerekir. İplik yapısının balistik direnç üzerindeki etkisi, tek lif mukavemeti kullanım oranındaki farklılıktan ve farklı iplik kumaşlarından dolayı ipliğin genel uzama deformasyon yeteneğinden kaynaklanmaktadır. İpliğin kopma işlemi öncelikle lifin kopma işlemine bağlıdır ancak agrega olduğu için kopma mekanizmasında büyük fark vardır. Elyafın inceliği iyiyse, iplikteki dolanma daha sıkıdır ve kuvvet daha homojendir, böylece ipliğin mukavemeti artar. Ayrıca iplikteki lif diziliminin düzlüğü ve paralelliği, iç ve dış katmanların transfer sayısı ve ipliğin bükümü, ipliğin mekanik özellikleri, özellikle çekme mukavemeti ve uzama üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. arada. Ek olarak, bombardıman işlemi sırasında iplik ve iplik ve iplik ve elastik gövde arasındaki etkileşim nedeniyle, ipliğin yüzey özellikleri, yukarıdaki iki etkiyi güçlendirme veya zayıflatma etkisine sahip olacaktır. İpliğin yüzeyinde yağ ve nem bulunması, mermilerin veya şarapnellerin malzemeye nüfuz etme direncini azaltacaktır, bu nedenle insanların genellikle malzemeyi temizlemesi ve kurutması ve penetrasyon direncini iyileştirmenin yollarını araması gerekir. Yüksek çekme mukavemetine ve yüksek modüle sahip sentetik lifler genellikle yüksek oranda yönlendirilir, bu nedenle lif yüzeyi pürüzsüz ve sürtünme katsayısı düşüktür. Bu lifler kurşun geçirmez kumaşlarda kullanıldığında, bombardımandan sonra lifler arasında enerji aktarma kabiliyeti zayıftır ve stres dalgası hızlı bir şekilde yayılamaz, dolayısıyla kumaşın mermileri bloke etme kabiliyetini azaltır. Kabartma ve korona terbiye gibi yüzey sürtünme katsayısını arttırmaya yönelik olağan yöntemler, elyafın gücünü azaltırken, kumaş kaplama yönteminin&"kaynak &" değerine neden olması kolaydır; lifler ve lifler arasında, iplikte kurşun şok dalgasına neden olur Yansıma yanal olarak meydana gelir ve lifin erken kırılmasına neden olur. Bu çelişkiyi çözmek için insanlar çeşitli yöntemler geliştirmişlerdir. AlliedSignal (AlliedSignal), pazara hava ile sarılmış bir tedavi elyafı sunmuştur, bu da elyafın ipliğin içine dolanmasını sağlayarak mermi ile elyaf arasındaki teması arttırmaktadır.
ABD Patenti No. 5,035,111'de, kılıf-çekirdek yapılı lifler kullanılarak ipliklerin sürtünme katsayısının iyileştirilmesine yönelik bir yöntem tanıtılmaktadır."çekirdek" bu lifin yüksek mukavemetli bir lifidir ve&"deri &"; biraz daha düşük mukavemete ve daha yüksek sürtünme katsayısına sahip bir elyaf kullanır. İkincisi %5 ila %25 arasındadır. Başka bir ABD patenti 5255241 tarafından icat edilen yöntem buna benzer. Kumaşın' metal penetrasyonuna direnme yeteneğini geliştirmek için yüksek mukavemetli fiberin yüzeyini yüksek sürtünmeli ince bir polimer tabakasıyla kaplar. Bu buluş, kaplama polimerinin yüksek mukavemetli fiberin yüzeyine güçlü bir yapışmaya sahip olması gerektiğini vurgular, aksi takdirde bombardıman edildiğinde sıyrılan kaplama malzemesi, fiberler arasında katı bir yağlayıcı olarak hareket edecek ve böylece fiberin yüzeyini azaltacaktır. Sürtünme katsayısı. Elyaf özellikleri ve iplik özelliklerine ek olarak, vücut zırhının kurşun geçirmezliğini etkileyen önemli bir faktör de kumaşın yapısıdır. Yazılım vücut zırhında kullanılan kumaş yapısı türleri arasında örme kumaşlar, dokuma kumaşlar, atkısız kumaşlar, iğne ile delinmiş dokuma olmayan keçeler vb. bulunur. Örme kumaşlar daha yüksek uzama özelliğine sahiptir, bu da giyme konforunu arttırmada faydalıdır. Ancak darbe direnci için kullanılan bu tür yüksek uzama, büyük nüfuz etmeyen hasar üretecektir. Ayrıca örme kumaşlar anizotropik özelliklere sahip oldukları için farklı yönlerde farklı derecelerde darbe dayanımına sahiptirler. Bu nedenle, örme kumaşlar üretim maliyeti ve üretim verimliliği açısından avantajlara sahip olsa da, genellikle sadece delinmeye dayanıklı eldiven, eskrim giysisi vb. imalatı için uygundurlar ve tamamen vücut zırhı olarak kullanılamazlar. Daha yaygın olarak kullanılan vücut zırhları, dokuma kumaşlar, atkısız kumaşlar ve iğne ile delinmiş dokuma olmayan keçelerdir. Bu üç kumaş türü farklı yapıları nedeniyle farklı kurşun geçirmez mekanizmalara sahiptir ve balistik henüz yeterli bir açıklama yapamamaktadır. Genel olarak konuşursak, mermi kumaşa çarptıktan sonra, çarpma noktası alanında radyal bir titreşim dalgası oluşturacak ve ipliğe yüksek hızda yayılacaktır.
Titreşim dalgası ipliğin dokuma noktasına ulaştığında, dalganın bir kısmı orijinal iplik boyunca dokuma noktasının diğer tarafına iletilecek, bir kısmı geçmeli ipliğin içine aktarılacak ve bir kısmı yansıtılacaktır. orijinal iplik boyunca. Geri dönün ve yansıyan bir dalga oluşturun. Yukarıdaki üç çeşit kumaş arasında, dokuma kumaş en fazla iç içe geçme noktasına sahiptir. Mermi tarafından vurulduktan sonra, merminin kinetik enerjisi, iç içe geçme noktasındaki ipliklerin etkileşimi ile iletilebilir, böylece mermi veya şarapnel darbe kuvveti daha geniş bir alanda emilebilir. . Ama aynı zamanda, iç içe geçen nokta görünmez bir şekilde sabit bir son rolü oynar. Sabit uçta oluşan yansıyan dalga ve orijinal gelen dalga, ipliğin gerilme etkisini büyük ölçüde artıran ve kopma mukavemetini aştıktan sonra kırılan aynı yönde üst üste binecektir. Ek olarak, bazı küçük şarapnel, dokuma kumaştaki tek bir ipliği iterek şarapnelin penetrasyon direncini azaltabilir. Belirli bir aralık içinde, kumaşın yoğunluğu arttırılırsa, yukarıdaki durumun olasılığı azaltılabilir ve dokuma kumaşın mukavemeti iyileştirilebilir, ancak stres dalgasının yansımasının ve süperpozisyonunun olumsuz etkisi olacaktır. geliştirilmiş. Teorik olarak, en iyi darbe direncini elde etmek için, birbirine geçme noktaları olmayan tek yönlü malzemeler kullanmaktır. Bu aynı zamanda"Shield" teknoloji."Kalkan" teknoloji veya"tek yönlü dizi" teknolojisi, 1988 yılında United Signal Corporation tarafından piyasaya sürülen ve patenti alınan, yüksek performanslı dokunmamış kurşun geçirmez kompozit malzemeler üretme yöntemidir. Bu patentli teknolojinin kullanım hakkı Hollandalı şirket DSM'ye de verilmiştir. Bu teknoloji kullanılarak yapılan kumaş atkısız bir kumaştır. Atkısız kumaş, elyafların bir yönde paralel olarak düzenlenmesi ve bir termoplastik reçine ile bağlanmasıyla yapılır. Aynı zamanda, lifler katmanlar arasında çaprazlanır ve termoplastik reçine ile preslenir.
Bir merminin veya şarapnelin enerjisinin çoğu, çarpma noktasında veya yakınında liflerin gerilmesi ve kırılmasıyla emilir."Kalkan" kumaş, elyafın orijinal gücünü büyük ölçüde koruyabilir ve enerjiyi daha geniş bir alana hızla dağıtabilir ve işleme prosedürü nispeten basittir. Tek katmanlı atkısız kumaş, lamine edildikten sonra yumuşak gövde zırhının omurga yapısı olarak kullanılabilir ve çok katmanlı, kurşun geçirmez takviyeli ekler gibi sert kurşun geçirmez malzemeler olarak kullanılabilir. Yukarıdaki iki kumaş türünde, mermi enerjisinin çoğu, lifleri kırmak için aşırı germe veya delme yoluyla çarpma noktasında veya çarpma noktasının yakınında lifler tarafından emilirse, o zaman iğne delinmiş dokunmamış keçe kurşun geçirmez mekanizmadır. yapılandırılmış kumaş açıklanamaz.
Çünkü deneyler, iğne ile delinmiş dokunmamış keçede elyaf kırılmasının neredeyse hiç meydana gelmediğini göstermiştir. İğneyle delinmiş dokunmamış keçe çok sayıda kısa elyaftan oluşur, iç içe geçme noktası yoktur ve gerinim dalgasının neredeyse hiç sabit nokta yansıması yoktur. Kurşun geçirmezlik etkisi, kurşun darbe enerjisinin keçe içindeki yayılma hızına bağlıdır. Şarapnel tarafından vurulduktan sonra, Parça Simüle Edici Mermi (FSP) ucunda bir lifli malzeme rulosu olduğu gözlemlendi. Bu nedenle, mermi gövdesinin veya şarapnelin çarpmanın ilk aşamasında köreldiği ve kumaşa nüfuz etmeyi zorlaştırdığı tahmin edilmektedir. Birçok araştırma materyali, elyaf modülü ve keçe yoğunluğunun, tüm kumaşın balistik etkisini etkileyen ana faktörler olduğuna işaret etmiştir. İğne delinmiş dokunmamış keçeler, çoğunlukla kurşun geçirmez levhalardan yapılmış askeri kurşun geçirmez yeleklerde kullanılır.
