在現(xiàn)代化單兵作戰(zhàn)過程中,防彈衣是一種很好的保護(hù)措施,那么,防彈衣為什么能夠防御住子彈呢?
早期出現(xiàn)的防彈衣結(jié)構(gòu)是非常簡單的,大體來講就是由一件比較結(jié)實的衣服和搭接鋼板所構(gòu)成的,這種防彈衣以及后來發(fā)展而來的硬體防彈衣,它們的防彈原理還是比較簡單的,就是通過彈開彈頭或使子彈碎裂的方式來消減子彈的能量,從而起到防彈效果。相比硬體防彈衣而言,軟體防彈衣的應(yīng)用范圍更加廣泛,而軟體防彈衣所使用的材料就是凱芙拉裝甲纖維。這是一種抗張強度非常好的特種材料,它的抗張強度可以達(dá)到一般纖維材料的4倍以上,比強度甚至高于玻璃纖維。
所謂比強度,就是當(dāng)材料斷開時,單位面積所受到的力除以表觀密度所得到的數(shù)據(jù)。
因為凱芙拉纖維材料的特殊性質(zhì),所以它的應(yīng)用可以說是十分廣泛的,不僅制作防彈衣用得上,繩索、輪胎簾子線都用得上,而且它還是剎車片以及離合器襯墊的不強材料,不僅如此,它還可以纏繞制成大型固體火箭發(fā)動機燃燒室殼體。說了這么多,凱芙拉纖維到底是如何實現(xiàn)防彈的呢?簡單來講就是兩個字,變形。當(dāng)子彈入射的時候,在入射點及周圍區(qū)域會出現(xiàn)變形以及拉伸變形,從而抵消子彈的能量,起到防彈的作用。不可否認(rèn),變形在我們的生活中是一種最好的抗沖擊方式。
生活中最常見的變形抗沖擊事物就是汽車。
當(dāng)車禍發(fā)生的時候,根據(jù)撞擊力度的不同,車體會出現(xiàn)不同程度的變形,但很多時候雖然汽車撞擊部位變形很嚴(yán)重,但車內(nèi)的人卻沒有大礙,就是因為車體通過變形吸收了沖擊所產(chǎn)生的能量。所以制造汽車的材料,特別是碰撞緩沖區(qū),如保險杠的材料,必須具有良好的變形性能。因此不要再抱怨你的車被碰出了一個坑,那是車在保護(hù)你。凱芙拉裝甲纖維就是一種具有良好變形性能的高強度材料,所以被用來制造防彈衣,不過這種材料有一個最大的問題,就是它的質(zhì)地不夠輕便,所以美國女兵長期以來都存在著一個困擾,那就是防彈衣困擾。
美軍的防彈衣都是以男性為中心設(shè)計的,而美國女兵無論是在尺寸上,還是在身材上,都與男性有著很大的區(qū)別,所以這種防彈衣對于女兵而言,不僅笨重,甚至?xí)绊懙剿齻兊幕顒右约皯?zhàn)斗能力,因為這些防彈衣對于女兵而言,不是某些地方太緊,就是某些地方太松。
這看似好像不是個太大的問題,但卻并不容易解決,直到一種新型材料出現(xiàn)了。在美國材料界有著一家聲名赫赫的研究機構(gòu),即霍普金斯極限材料研究所,該研究所從微觀層面入手設(shè)計了一種新型材料,并將其稱為液晶彈性體新材料。這種材料一問世,他們馬上想到了將其應(yīng)用于防彈衣的制造,為什么呢?
這種液晶彈性體新材料具有十分出色的變形性能,而且與汽車或傳統(tǒng)防彈衣上的變形性能是截然不同的。
汽車也好,傳統(tǒng)防彈衣也罷,這些材料的變形無非就是塑像變形、斷裂變形,或者破碎變形,但無論哪一種變形,本質(zhì)上都是一樣的,就是這個東西不能再用了,它已經(jīng)因變形而出現(xiàn)了永久的損壞。但是這種新型材料不同,在沖擊到來的時候,它可以通過變形來儲存沖擊能量,在沖擊結(jié)束之后,它又能將儲存的能量釋放出來并恢復(fù)原有的形狀。這表明它是一種可重復(fù)利用的材料,如果用來制造防彈衣的話則不會因受損而失效,這對于提升士兵在戰(zhàn)場上的生存能力是極具意義的。
另一方面,這種新材料應(yīng)用于防彈衣的制造可以有效解決長期以來美國女兵的防彈衣困境。
因為這種液晶彈性體新材料不是金屬,卻比金屬更加加固,不是泡沫,卻像泡沫一樣輕便。所以用這種材料來制作防彈衣的話,可以更好地處理不同身材之間的差異,一方面能夠解決美國女兵防彈衣不合體的困擾,另一方面也能夠減輕女兵的負(fù)重,客觀來講,防彈衣的重量其實還是不輕的,這對于男性來說還好,對于女性來說的確是一種負(fù)擔(dān)。當(dāng)然,這種新型材料不僅可以用來制造防彈衣,也同樣可以用來制造汽車保險杠或者機車頭盔。在實驗中,這種材料可以很好的承受時速35公里以內(nèi)的沖擊。
本文發(fā)布于:2023-02-28 21:28:00,感謝您對本站的認(rèn)可!
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