يمكن النظر إلى العوامل التي تؤثر على أداء الدروع الواقية من الرصاص من جانبين: المقذوف المتفاعل (رصاصة أو شظية) والمواد المضادة للرصاص. بقدر ما يتعلق الأمر بالقذيفة ، فإن طاقتها الحركية وشكلها ومادتها عوامل مهمة تحدد تغلغلها.
سوف تتشوه الرصاصات العادية ، خاصة الرصاص المثقوب بالرصاص أو الرصاص الصلب العادي ، عندما تتلامس مع المواد المضادة للرصاص. في هذه العملية ، يتم استهلاك جزء كبير من الطاقة الحركية للرصاصة ، وبالتالي تقليل قوة اختراق الرصاصة بشكل فعال ، وهو جانب مهم من آلية امتصاص الطاقة للرصاصة. بالنسبة للقنابل والقنابل اليدوية والشظايا الأخرى أو الشظايا الثانوية المتكونة من الرصاص ، يختلف الوضع اختلافًا كبيرًا. هذه الشظايا لها أشكال غير منتظمة ، وحواف حادة ، وخفيفة الوزن وصغيرة الحجم ، ولن تتشوه بعد اصطدامها بالمواد المضادة للرصاص ، وخاصة المواد المقاومة للرصاص. بشكل عام ، سرعة هذا النوع من الحطام ليست عالية ولكن الكمية كبيرة وكثيفة.
يكمن مفتاح امتصاص الطاقة لهذه الشظايا بواسطة الدروع الناعمة للجسم في حقيقة أن الشظايا تقطع وتمدد وتكسر خيوط النسيج الباليستي ، وتتسبب في التفاعل بين خيوط النسيج وطبقات القماش المختلفة ، مما يؤدي إلى التشوه الكلي للنسيج. في العمليات المذكورة أعلاه ، تعمل الشظايا في الخارج ، وبالتالي تستهلك طاقتها الخاصة. في النوعين المذكورين أعلاه من عملية امتصاص طاقة الجسم ، يتم تحويل جزء صغير من الطاقة إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك (الألياف / الألياف ، الألياف / الرصاصة) ، وتحويلها إلى طاقة صوتية من خلال التأثير. فيما يتعلق بالمواد المضادة للرصاص ، من أجل تلبية متطلبات الدروع الواقية للبدن لامتصاص الطاقة الحركية للرصاص والمقذوفات الأخرى إلى أقصى حد ، يجب أن تتمتع المواد المضادة للرصاص بقوة عالية ومتانة جيدة وقدرات قوية على امتصاص الطاقة. المواد المستخدمة في الدروع الواقية للبدن ، وخاصة الدروع الواقية للبدن ، هي في الأساس ألياف عالية الأداء. تتميز هذه الألياف عالية الأداء بالقوة العالية والمعامل العالي. على الرغم من أن بعض الألياف عالية الأداء مثل ألياف الكربون أو ألياف البورون تتمتع بقوة عالية ، إلا أنها غير مناسبة أساسًا للدروع الواقية من الرصاص بسبب ضعف المرونة وقوة الكسر المنخفضة وصعوبة الغزل والمعالجة وارتفاع السعر.
على وجه التحديد ، بالنسبة للأقمشة الباليستية ، يعتمد تأثيرها المضاد للرصاص بشكل أساسي على الجوانب التالية: قوة شد الألياف ، واستطالة الألياف عند الكسر والعمل عند الكسر ، ومعامل الألياف ، وتوجيه الألياف وسرعة نقل موجة الإجهاد ، والألياف دقة الألياف ، وطريقة يتم تجميع الألياف ، ووزن الألياف لكل وحدة مساحة ، والهيكل والخصائص السطحية للغزل ، وهيكل النسيج ، وسمك طبقة شبكة الألياف ، وعدد طبقات طبقة الشبكة أو طبقة النسيج ، إلخ. يعتمد أداء مادة الألياف المستخدمة لمقاومة الصدمات على طاقة كسر الألياف وسرعة انتقال موجة الإجهاد. يجب أن تنتشر موجة الإجهاد في أسرع وقت ممكن ، ويجب أن تكون طاقة الكسر للألياف تحت تأثير عالي السرعة عالية قدر الإمكان. إن عمل تمزق الشد للمادة هو الطاقة التي يجب أن تقاوم بها المادة الضرر الناتج عن القوى الخارجية ، وهي وظيفة مرتبطة بقوة الشد وتشوه الاستطالة. لذلك ، من الناحية النظرية ، كلما زادت قوة الشد ، زادت قوة تشوه الاستطالة للمادة ، وزادت احتمالية امتصاص الطاقة.
ومع ذلك ، من الناحية العملية ، لا يُسمح بأن يكون للمادة المستخدمة في الدروع الواقية للبدن تشوه مفرط ، لذلك يجب أن تتمتع الألياف المستخدمة في الدروع الواقية للبدن بمقاومة أعلى للتشوه ، أي معامل مرتفع. يرجع تأثير بنية الخيط على المقاومة الباليستية إلى الاختلاف في معدل استخدام قوة الألياف الفردية وقدرة تشوه الاستطالة الكلية للغزل بسبب اختلاف أقمشة الغزل. تعتمد عملية تكسير الخيط أولاً على عملية تكسير الألياف ، ولكن نظرًا لكونها كتلة ، فهناك اختلاف كبير في آلية التكسير. إذا كانت درجة نعومة الألياف جيدة ، فإن التشابك في الخيط يكون أكثر إحكامًا ، وتكون القوة أكثر اتساقًا ، مما يزيد من قوة الخيط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استقامة وتوازي ترتيب الألياف في الخيط ، وعدد عمليات النقل للطبقات الداخلية والخارجية ، وتواء الخيط لها تأثير مهم على الخواص الميكانيكية للخيط ، وخاصة مقاومة الشد والاستطالة. عند الاستراحة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للتفاعل بين الغزل والخيط والغزل والجسم المرن أثناء عملية القصف ، سيكون لخصائص سطح الغزل تأثير في تقوية أو إضعاف التأثيرين المذكورين أعلاه. سيقلل وجود الزيت والرطوبة على سطح الخيط من مقاومة الرصاص أو الشظايا لاختراق المادة ، لذلك غالبًا ما يحتاج الناس إلى تنظيف وتجفيف المادة ، والبحث عن طرق لتحسين مقاومة الاختراق. عادةً ما تكون الألياف الاصطناعية ذات قوة الشد العالية والمعامل العالي موجهة بشكل كبير ، لذلك يكون سطح الألياف أملسًا ومعامل الاحتكاك منخفض. عند استخدام هذه الألياف في الأقمشة المقاومة للرصاص ، تكون القدرة على نقل الطاقة بين الألياف ضعيفة بعد القصف ، ولا يمكن لموجة الإجهاد أن تنتشر بسرعة ، مما يقلل من قدرة النسيج على منع الرصاص. الطرق العادية لزيادة معامل الاحتكاك السطحي ، مثل الرفع والتشطيب الإكليلي ، ستقلل من قوة الألياف ، في حين أن طريقة طلاء القماش سهلة التسبب في حدوث&مثل ؛ اللحام&مثل ؛ بين الألياف والألياف ، مما يؤدي إلى موجة صدمة الرصاص في الغزل يحدث الانعكاس بشكل جانبي ، مما يتسبب في كسر الألياف قبل الأوان. لحل هذا التناقض ، ابتكر الناس طرقًا مختلفة. قدمت شركة AlliedSignal (AlliedSignal) ألياف معالجة الجروح الهوائية إلى السوق ، مما يزيد من التلامس بين الرصاصة والألياف عن طريق تشابك الألياف داخل الغزل.
في براءة الاختراع الأمريكية رقم 5،035،111 ، تم تقديم طريقة لتحسين معامل الاحتكاك للخيوط باستخدام ألياف هيكل غمد النواة. إن"؛ core"؛ من هذه الألياف ألياف عالية القوة ، و&مثل ؛ الجلد&مثل ؛ يستخدم أليافًا ذات قوة أقل قليلاً ومعامل احتكاك أعلى. الأخير يمثل 5٪ إلى 25٪. الطريقة التي اخترعها براءة اختراع أمريكية أخرى 5255241 مماثلة لتلك. يقوم بتغطية سطح الألياف عالية القوة بطبقة رقيقة من البوليمر عالي الاحتكاك لتحسين قدرة النسيج&على مقاومة اختراق المعادن. يؤكد هذا الاختراع على أن بوليمر الطلاء يجب أن يكون له التصاق قوي بسطح الألياف عالية القوة ، وإلا فإن مادة الطلاء التي تتقشر عند التقصف ستعمل كمواد تشحيم صلبة بين الألياف ، وبالتالي تقليل سطح الألياف. معامل الاحتكاك. بالإضافة إلى خواص الألياف وخصائص الخيوط ، هناك عامل مهم يؤثر على قدرة الدروع الواقية من الرصاص وهو هيكل النسيج. تشمل أنواع بنية النسيج المستخدمة في الدروع الواقية للبدن أقمشة محبوكة وأقمشة منسوجة وأقمشة غير منسوجة وألباد غير منسوجة مثقوبة بالإبر وما إلى ذلك. تتمتع الأقمشة المحبوكة باستطالة أعلى ، وهو أمر مفيد لتحسين الراحة في الارتداء. لكن هذا النوع من الاستطالة العالية المستخدمة لمقاومة الصدمات ستنتج ضررًا كبيرًا غير مخترق. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الأقمشة المحبوكة لها خصائص متباينة الخواص ، فإنها تتمتع بدرجات مختلفة من مقاومة الصدمات في اتجاهات مختلفة. لذلك ، على الرغم من أن الأقمشة المحبوكة لها مزايا من حيث تكلفة الإنتاج وكفاءة الإنتاج ، إلا أنها مناسبة بشكل عام فقط لتصنيع القفازات المقاومة للطعن ، وبدلات المبارزة ، وما إلى ذلك ، ولا يمكن استخدامها بالكامل للدروع الواقية من الرصاص. الدروع الواقية للبدن الأكثر استخدامًا هي الأقمشة المنسوجة والأقمشة غير المنسوجة ولباد غير المنسوج المثقوب بالإبر. نظرًا لبنيتها المختلفة ، فإن هذه الأنواع الثلاثة من الأقمشة لها آليات مختلفة لمقاومة الرصاص ، ولا يمكن للمقذوفات تقديم تفسير كافٍ حتى الآن. بشكل عام ، بعد أن تصطدم الرصاصة بالنسيج ، ستولد موجة اهتزاز نصف قطرية في منطقة نقطة التأثير وتنتشر عبر الغزل بسرعة عالية.
عندما تصل موجة الاهتزاز إلى نقطة تشابك الخيط ، ينتقل جزء من الموجة على طول الخيط الأصلي إلى الجانب الآخر من نقطة التشابك ، وينتقل جزء آخر إلى داخل الخيط المتشابك ، وينعكس البعض الآخر على طول الغزل الأصلي. عد إلى الوراء وشكل موجة منعكسة. من بين أنواع الأقمشة الثلاثة المذكورة أعلاه ، يحتوي القماش المنسوج على أكثر نقاط التشابك. بعد إصابة الرصاصة ، يمكن أن تنتقل الطاقة الحركية للرصاصة من خلال تفاعل الخيوط عند نقطة التشابك ، بحيث يمكن امتصاص قوة تأثير الرصاصة أو الشظية في منطقة أكبر. . لكن في الوقت نفسه ، تلعب نقطة التشابك دور النهاية الثابتة بشكل غير مرئي. تتشكل الموجة المنعكسة عند الطرف الثابت والموجة الأصلية الساقطة في نفس الاتجاه ، مما يعزز إلى حد كبير تأثير تمدد الخيط ، وينكسر بعد تجاوز قوة كسره. بالإضافة إلى ذلك ، قد تدفع بعض الشظايا الصغيرة خيطًا واحدًا في القماش المنسوج بعيدًا ، مما يقلل من مقاومة اختراق الشظايا. ضمن نطاق معين ، إذا زادت كثافة النسيج ، يمكن تقليل احتمالية الوضع أعلاه ، ويمكن تحسين قوة النسيج المنسوج ، لكن التأثير السلبي لانعكاس وتراكب موجة الإجهاد سيكون المحسن. من الناحية النظرية ، للحصول على أفضل مقاومة للتأثير هو استخدام مواد أحادية الاتجاه دون تشابك النقاط. هذه أيضًا نقطة البداية لـ"؛ Shield"؛ تقنية."؛ Shield&مثل؛ التكنولوجيا ، أو&مثل ؛ مصفوفة أحادية الاتجاه&مثل ؛ التكنولوجيا ، هي طريقة لإنتاج مواد مركبة غير منسوجة عالية الأداء ومضادة للرصاص تم إطلاقها وحصلت على براءة اختراع من قبل شركة United Signal Corporation في عام 1988. كما تم منح الحق في استخدام هذه التكنولوجيا الحاصلة على براءة اختراع إلى شركة DSM الهولندية. النسيج المصنوع باستخدام هذه التقنية هو نسيج خالٍ من اللحمة. يُصنع القماش غير اللحمي عن طريق ترتيب الألياف بالتوازي في اتجاه واحد وربطها براتنج لدن بالحرارة. في الوقت نفسه ، يتم عبور الألياف بين الطبقات وضغطها براتنج لدن بالحرارة.
يتم امتصاص معظم طاقة الرصاصة أو الشظية عن طريق شد الألياف وتكسيرها عند نقطة التأثير أو بالقرب منها. إن"؛ Shield"؛ يمكن للنسيج أن يحافظ على القوة الأصلية للألياف إلى أقصى حد ، ويشتت الطاقة بسرعة إلى منطقة أكبر ، وإجراء المعالجة بسيط نسبيًا. يمكن استخدام النسيج أحادي الطبقة غير اللحمة كهيكل العمود الفقري للدرع الناعم للجسم بعد تصفيحه ، ويمكن استخدام الطبقات المتعددة كمواد صلبة مضادة للرصاص مثل الحشوات المقواة المضادة للرصاص. إذا كان في نوعي الأقمشة المذكورين أعلاه ، تمتص الألياف معظم طاقة المقذوف عند نقطة التأثير أو بالقرب من نقطة التأثير من خلال التمدد المفرط أو الثقب لكسر الألياف ، فإن اللباد غير المنسوج المثقوب بالإبرة هو آلية مقاومة الرصاص في لا يمكن تفسير النسيج المنظم.
لأن التجارب أظهرت أن تكسر الألياف نادرًا ما يحدث في شعر غير منسوج مثقوب بالإبرة. يتكون اللباد غير المنسوج المخرم بالإبرة من عدد كبير من الألياف القصيرة ، ولا توجد نقطة تشابك ، ولا يوجد تقريبًا انعكاس نقطة ثابتة لموجة الإجهاد. يعتمد التأثير المضاد للرصاص على سرعة انتشار طاقة تأثير الرصاصة في اللباد. لوحظ أنه بعد إصابته بشظية ، كانت هناك لفة من مادة ليفية على طرف قذيفة محاكاة الشظية (FSP). لذلك ، من المتوقع أن يصبح جسم المقذوف أو الشظية غير حاد في المرحلة الأولى من التأثير ، مما يجعل من الصعب اختراق النسيج. أشارت العديد من المواد البحثية إلى أن معامل الألياف وكثافة اللباد هما العاملان الرئيسيان اللذان يؤثران على التأثير الباليستي للنسيج بأكمله. تستخدم أحزمة اللباد غير المنسوجة المثقوبة بالإبر بشكل أساسي في السترات العسكرية الواقية من الرصاص المصنوعة أساسًا من صفائح واقية من الرصاص.
