Hvordan Body Armor Virker

{h1}

Kig på hård kropsarme og andre moderne rustningsteknologier for at se, hvordan de kan stoppe kugler.

Mennesker har brugt rustning i tusindvis af år. Gamle stammer fastgjorde dyreskind og plantemateriale omkring deres kroppe, da de gik ud på jagten, og krigerne fra det antikke Rom og middelalderlige Europa dækkede deres torsoer i metalplader, før de gik i kamp. Ved 1400'erne blev rustning i den vestlige verden blevet meget sofistikeret. Med den rigtige rustning var du næsten uovervindelig.

-Alle der ændrede sig med udviklingen af ​​kanoner og våben i 1500'erne. Disse våben slider projektiler med høj hastighed, hvilket giver dem tilstrækkelig energi til at trænge igennem tynde lag af metal. Du kan øge tykkelsen af ​​traditionelle rustning materialer, men de bliver snart for besværlige og tung for en person at bære. Det var først i 1960'erne, at ingeniører udviklede en pålidelig kuglebestandig rustning, som en person kunne bære behageligt. I modsætning til traditionel rustning, dette blød kropsarme er ikke lavet af metalstykker; Den er dannet af avancerede vævede fibre, der kan syes i veste og andre bløde tøj.

Hård kropsarme, der er lavet af tykke keramiske eller metalplader, fungerer stort set på samme måde som jernklæderne, der bæres af middelalderlige riddere. Det er svært nok, at en kugle eller et andet våben afbøjes. Det betyder, at rustningsmaterialet skubber ud på kuglen med den samme kraft (eller næsten samme kraft), som kuglen skubber ind, så rustningen ikke trænger ind.

Typisk giver hård kropsarme mere beskyttelse end blød kropsarme, men det er meget mere besværligt. Politi og militærpersonale kan bære denne form for beskyttelse, når der er stor risiko for angreb, men til daglig brug bærer de generelt blødt rustning, fleksibel beskyttelse, som du bruger som en almindelig skjorte eller jakke.

-

Keramik?

Hvorfor skulle karrosseriet blive lavet med keramiske plader? Badeværelse fliser er lavet af keramik og det er ekstremt skør og skrøbelig. Hvor god er det i kroppen rustning?

Det viser sig, at der er tusindvis af forskellige materialer klassificeret som keramik. Den keramik, der anvendes i kroppen rustning kaldes aluminiumoxid, med den kemiske formel Al2O3. Safirer er lavet af aluminiumoxid, og safir er et meget stærkt materiale (se dette websted).

Du kan også finde stive plader lavet af plastikpolyeten. Det er t-hicker end keramisk og ikke helt så stærkt, men lettere.

Se også denne artikel, der forklarer, hvordan kropsarme kunne være en teknologisk krigshær i Irak.

Blød kropsarme

I en kugleløs vest er flere lag kuglebestandige bånd (såsom KEVLAR) sandwichet mellem lag af plastfolie. Disse lag væves derefter til bæreren, et ydre lag af traditionelt tøjmateriale.

I en kugleløs vest er flere lag kuglebestandige bånd (såsom KEVLAR) sandwichet mellem lag af plastfolie. Disse lag væves derefter til bæreren, et ydre lag af traditionelt tøjmateriale.

Blød kropsarme er et ret mystifying koncept: Hvordan kan et blødt stykke tøj stoppe kugler? Princippet på arbejdet er faktisk ret simpelt. I sit hjerte er et stykke kuglebeskyttet materiale kun en meget stærk net.

For at se, hvordan dette virker, tænk på et fodboldmål. Bagsiden af ​​målet består af et net dannet af mange lange længder af tether, interlaced med hinanden og fastgjort til målrammen. Når du sparker fodbolden ind i målet, har bolden en vis mængde energi i form af fremadrettet inerti. Når bolden rammer nettet, skubber det tilbage på tether linjerne på det pågældende punkt. Hver tether strækker sig fra den ene side af rammen til den anden, spredning af energien fra punktet over indflydelse over et bredt område.

Energien er yderligere spredt, fordi tetherne er interlaced. Når bolden skubbes på en vandret længde af tether, trækker den tether på hver interlaced lodret tether. Disse tæer trækker i sin tur alle de tilsluttede vandrette tæer. På denne måde arbejder hele nettet for at absorbere boldens inertive energi, uanset hvor bolden rammer.

Hvis du skulle lægge et stykke skudtæt materiale under et kraftigt mikroskop, ville du se en lignende struktur. Lange tråde af fiber er interlaced for at danne et tæt net. En kugle rejser meget hurtigere end en fodbold, selvfølgelig, så nettet skal laves af stærkere materiale. Det mest kendte materiale, der anvendes i kropsarme er DuPont's KEVLAR-fiber. KEVLAR er letvægts, som en traditionel tøjfiber, men den er fem gange stærkere end et stykke stål af samme vægt. Når sammenvævet ind i et tæt net, kan dette materiale absorbere en stor mængde energi.

Ud over at stoppe kuglen fra at nå din krop, skal et stykke kropsarme også beskytte mod sløret traume forårsaget af kuglens kraft. I næste afsnit ser vi, hvor blødt rustning beskæftiger sig med denne energi, så bæreren ikke lider alvorlige skader.

Beyond Kevlar

Kevlar er langt den mest almindelige fiber, der bruges til at gøre kropsarme, men andre materialer udvikles.

Den lettest tilgængelige alternative fiber kaldes Vectran, hvilket er cirka dobbelt så stærk som Kevlar. Vectran er 5 til 10 gange stærkere end stål.

En anden hurtigt fremkaldende fiber er edderkoppesilke. Ja, edderkoppesilke. Geder er blevet genetisk manipuleret til at producere de kemiske bestanddele af edderkoppesilke, og det resulterende materiale hedder Biosteel. En streng af Biosteel kan være op til 20 gange stærkere end en tilsvarende streng af stål. Kyllingfjeder er også en mulighed. University of Nebraska-Lincoln forskere spinder dem i klud, der er let og meget robust. Fordi fjerene har en fin honeycomb tekstur, kunne de være modstandsdygtige over for kugler.

En anden kandidat er carbon nanorør, som lover at være endnu stærkere end edderkoppesilke.Carbon nanorør tråd er stadig sjælden, og stoffet er endnu sjældnere. CNet rapporterer den nuværende pris på nanorør på $ 500 / gram. Med tiden bør priserne falde og gøre carbon nanorør en levedygtig fiber til kropsarme.

Blunt Trauma og Ranking Modstand

Forsiden (til venstre) og bagsiden (højre) af en hårdpanseret stålplade. Pladen er skudt med flere forskellige rifle runder, som alle blev afbøjet. Den højeste kaliber runde skabte en lille buk i bagsiden af ​​pladen, men ingen af ​​skudene ville have forårsaget betydelige stumme traumer.

Forsiden (til venstre) og bagsiden (højre) af en hårdpanseret stålplade. Pladen er skudt med flere forskellige rifle runder, som alle blev afbøjet. Den højeste kaliber runde skabte en lille buk i bagsiden af ​​pladen, men ingen af ​​skudene ville have forårsaget betydelige stumme traumer.

I det sidste afsnit så vi, at et stykke blødt kuglelagt materiale fungerer på samme grundlæggende måde som nettet i et fodboldmål. Ligesom et fodboldmål skal det "give" et vist beløb til at absorbere en projektils energi.

Når du sparker en bold ind i et fodboldmål, skubbes netet ret ret, og sænker bolden gradvist. Dette er et meget effektivt design til et mål, fordi det holder bolden fra at hoppe ud i marken. Men skudtæt materiale kan ikke give så meget, fordi vesten vil presse for langt ind i bærerens krop ved slagpunktet. Fokusering af sløret traume af virkningen i et lille område kan forårsage alvorlige indre skader.

Bulletproof veste skal sprede det stumme traume ud over hele vesten, så kraften ikke mærkes for intens på et sted. For at gøre dette skal det skudtætte materiale have en meget tæt væv. Typisk er de individuelle fibre snoet, hvilket øger deres tæthed og deres tykkelse på hvert punkt. For at gøre den endnu mere stiv, er materialet belagt med a harpiks stof og sandwiched mellem to lag af plastfolie.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

En person, der bærer kropsarme, vil stadig mærke energien i en kuglens indflydelse, selvfølgelig, men over hele torsoen i stedet for i et bestemt område. Hvis alt fungerer korrekt, vil offeret ikke blive alvorligt skadet.

Da ingen lag kan bevæge sig en god afstand, skal vesten sænke kuglen ned ved hjælp af mange forskellige lag. Hvert "net" sænker kuglen lidt mere, indtil kuglen til sidst stopper. Materialet forårsager også kuglen deformere på punktet af virkningen. I det væsentlige spredes kuglen ud på spidsen, ligesom et stykke ler spredes ud, hvis du smider det mod en væg. Denne proces, som yderligere reducerer kuglens energi, kaldes "mushrooming."

Ingen kugleløs vest er fuldstændig uigennemtrængelig, og der er ikke noget kropsarme, der gør dig uskadelig at angribe. Der er faktisk en bred vifte af kropsarme til rådighed i dag, og typerne varierer betydeligt i effektivitet. jeg

Vi har lige set, at moderne bløde kropsarme består af flere lag med superstærke bånd. Dette materiale spreder energi fra en kugle over et bredt område, forhindrer indtrængning og spredning af stumt traume. Denne slags rustning, såvel som hård rustning, varierer betydeligt i effektivitet, afhængigt af de anvendte materialer samt rustningens design.

I USA er organets rustningsniveauer certificeret af National Institute of Justice (NIJ), som er et agentur for det amerikanske justitsministerium. Niveauerne er I, II-A, II, III-A, III og IV. Baseret på omfattende laboratorietest klassificerer forskere ethvert nyt karrosseri-design i en af ​​syv kategorier: Kategori I-rustning giver det laveste beskyttelsesniveau, og kategori IV giver det højeste. Kropsarmer klasserne beskrives ofte ved, hvilken slags våben de vogter mod. Den laveste krops rustning kan kun påberåbes for at beskytte mod kugler med en relativt lille kaliber (diameter), som har tendens til at have mindre kraft på effekt. Nogle højere klasse rustning kan beskytte mod kraftig haglbrand. Kategorier I til III-A er bløde og skjulbare. Type III er den første til at udnytte hårde eller halvstive plader.

Generelt har rustning med flere lag af skudtæt materiale større beskyttelse. Med nogle skudtætte veste kan du tilføje lag. Et fælles design er at mode lommer på indersiden eller uden for vest. Når du har brug for ekstra beskyttelse, indsætter du metal- eller keramiske plader i lommerne. Når du ikke har brug for så meget beskyttelse, kan du bære vesten som almindelig blød rustning.

For at bestemme, hvor effektivt et bestemt rustningsprodukt er, skyder forskere det med alle mulige kuler, på alle mulige vinkler og afstande. For at et rustning skal betragtes som effektivt mod et bestemt våben i et bestemt område, skal det stoppe kuglen uden at forårsage farlige stumme traumer. Forskerne bestemmer stumt traume ved at støbe et lag af ler på indersiden af ​​rustningen. Hvis leret deformeres mere end en vis mængde ved slagpunktet, betragtes rustningen som ineffektivt mod det våben.

Valg af rustning

Bulletproof vest designet til daglig brug

Bulletproof vest designet til daglig brug

Det kan synes mærkeligt, at en politibetjent ville bære kategori I kropsarme, som kun vil stoppe relativt små kaliberkugler, når de kunne have overlegen beskyttelse mod højere rangordnet rustning. Men der er en meget god grund til denne beslutning. Typisk er højrangerede rustninger meget tungere og tyngre end ringere rustning, hvilket resulterer i flere problemer:

  • En officer har reduceret fleksibilitet og komfort i større rustning, hvilket hæmmer politiets arbejde. Du kan ikke jage en kriminel meget godt, når du bærer en massiv vægt på din torso.
  • Tungere rustning kan faktisk øge chancerne for at en officer bliver alvorligt såret. En angriber ville være mere opmærksom på en tung panseret jakke end en tynd skjult veste og kunne derfor sigte mod en uarmeret del af kroppen, såsom hovedet.
  • Ubehaget ved tyngre rustning gør det mere sandsynligt, at en officer ikke vil have nogen form for beskyttelse. Politiets afdelinger er meget omhyggelige med at vælge kollisionssikre veste, der er relativt komfortable for at opmuntre officerer til faktisk at sætte dem på.

Armour effektivitet og komfort er sikker på at forbedre i fremtiden som teknologibedrifter udvikle lettere, stærkere materialer. Vi er helt sikkert langt fra uigennemtrængelig rustning; men i løbet af 50 år vil avanceret rustning give politibetjente et langt større beskyttelsesniveau, når de går i takt. Mest sandsynligt vil vi også se en stigning i civilt organ rustning i de kommende år. Der er et stadigt voksende marked for komfortabel blød kropsarme, der kan passe under tøj eller endda bæres som en ydre jakke. Med voldsevold i stigende grad føler mange borgere, som om de går på en slagmark hver dag, og de vil gerne klæde sig i overensstemmelse hermed.

For at lære mere om civilt rustning og de mange andre slags rustning på markedet, se linkene på næste side.


Video Supplement: Healthy body or healthy mind?.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com