방탄복의 방탄 성능에 영향을 미치는 요인은 상호 작용하는 발사체(총알 또는 파편)와 방탄 재료의 두 가지 측면에서 고려할 수 있습니다. 발사체에 관한 한 운동 에너지, 모양 및 재료는 관통력을 결정하는 중요한 요소입니다.
일반 총알, 특히 납 코어 또는 일반 스틸 코어 총알은 방탄 재료와 접촉하면 변형됩니다. 이 과정에서 탄환의 운동에너지의 상당 부분이 소모되어 탄환의 에너지 흡수 메커니즘의 중요한 측면인 탄환의 관통력을 효과적으로 감소시킨다. 폭탄, 수류탄 및 기타 파편이나 총알에 의해 형성된 2차 파편의 경우 상황이 크게 다릅니다. 이 파편은 불규칙한 모양, 날카로운 모서리, 가볍고 작은 크기를 가지며 방탄 재료, 특히 부드러운 방탄 재료에 부딪혀도 변형되지 않습니다. 일반적으로 이런 종류의 파편의 속도는 빠르지 않지만 양이 많고 밀도가 높습니다.
연약한 방탄복에 의한 이러한 파편의 에너지 흡수의 핵심은 파편이 방탄 직물의 실을 절단, 신축 및 절단하고 직물의 실과 직물의 다른 층 사이의 상호 작용을 유발한다는 사실에 있습니다. 결과적으로 직물의 전체 변형. 위에서 언급한 과정에서 파편은 외부로 작용하여 자체 에너지를 소모합니다. 위의 두 가지 유형의 신체 에너지 흡수 과정에서 에너지의 일부는 마찰(섬유/섬유, 섬유/총알)을 통해 열에너지로 변환되고 충격을 통해 소리 에너지로 변환됩니다. 방탄 재료와 관련하여 방탄 재료의 요구 사항을 충족하여 총알 및 기타 발사체의 운동 에너지를 최대한 흡수하려면 방탄 재료는 고강도, 우수한 인성 및 강력한 에너지 흡수 능력을 가져야 합니다. 방탄복, 특히 연질 방탄복에 사용되는 재료는 주로 고성능 섬유입니다. 이 고성능 섬유는 고강도 및 고탄성률이 특징입니다. 탄소 섬유나 붕소 섬유와 같은 일부 고성능 섬유는 강도가 높지만 유연성이 떨어지고 파괴력이 낮고 방적 및 가공이 어렵고 가격이 비싸기 때문에 기본적으로 방탄복에는 적합하지 않습니다.
특히, 방탄 직물의 경우 방탄 효과는 주로 섬유 인장 강도, 섬유 파단 신도 및 파단 작업, 섬유 모듈러스, 섬유 배향 및 응력파 전달 속도, 섬유 섬유의 섬도, 방법 섬유 조립, 단위 면적당 섬유 중량, 원사의 구조 및 표면 특성, 직물의 구조, 섬유 메쉬 층의 두께, 메쉬 층 또는 직물 층의 층 수 등. 충격 저항에 사용되는 섬유 재료의 성능은 섬유의 파괴 에너지와 응력파의 전송 속도에 따라 달라집니다. 응력파는 가능한 한 빨리 확산되어야 하며, 고속 충격에 따른 섬유의 파괴에너지는 가능한 한 높아야 한다. 재료의 인장파단일은 재료가 외력에 의한 손상에 저항해야 하는 에너지로 인장강도 및 신율변형과 관련된 함수이다. 따라서 이론적으로 인장 강도가 높을수록 재료의 연신 변형 능력이 강할수록 에너지 흡수 가능성이 커집니다.
그러나 실제로 방탄복에 사용되는 재료는 과도한 변형이 허용되지 않으므로 방탄복에 사용되는 섬유도 변형에 대한 저항이 더 높아야 합니다. 즉, 모듈러스가 높아야 합니다. 탄도 저항에 대한 원사의 구조의 영향은 다른 원사 직물로 인한 단일 섬유 강도 활용률과 원사의 전체 신장 변형 능력의 차이 때문입니다. 실의 절단과정은 우선 섬유의 절단과정에 따라 달라지지만, 응집체이기 때문에 절단 메커니즘에 큰 차이가 있다. 섬유의 섬도가 가늘면 실의 엉킴이 더 촘촘해지고 힘이 균일해져서 실의 강도가 높아진다. 또한, 실 내 섬유 배열의 직진도 및 평행도, 내부 및 외부 층의 전사 횟수, 실의 꼬임은 실의 기계적 특성, 특히 인장 강도 및 신도에 중요한 영향을 미칩니다. 휴식 시간에. 또한, 충격 과정에서 원사와 원사, 원사와 탄성체 사이의 상호작용으로 인해 원사의 표면 특성은 위의 두 가지 효과를 강화하거나 약화시키는 효과를 갖게 된다. 실 표면에 기름과 습기가 있으면 총알이나 파편이 재료를 관통하는 저항이 감소하므로 사람들은 종종 재료를 청소하고 건조해야 하며 관통 저항을 개선할 방법을 찾아야 합니다. 인장 강도가 높고 모듈러스가 높은 합성 섬유는 일반적으로 배향성이 높기 때문에 섬유 표면이 매끄럽고 마찰 계수가 낮습니다. 이러한 섬유를 방탄 직물에 사용하는 경우, 포격 후 섬유 사이의 에너지 전달 능력이 떨어지고 응력파가 빠르게 확산되지 않아 직물의 총탄 차단 능력이 저하된다. 기모 및 코로나 마무리와 같은 표면 마찰 계수를 높이는 일반적인 방법은 섬유의 강도를 감소시키는 반면 직물 코팅 방법은&'용접&'이 발생하기 쉽습니다. 섬유와 섬유 사이에 발생하여 실에 총알 충격파가 발생하여 반사가 측면으로 발생하여 섬유가 조기에 끊어집니다. 이 모순을 해결하기 위해 사람들은 다양한 방법을 생각해 냈습니다. 얼라이드시그널(AlliedSignal)은 원사 내부의 섬유가 엉켜 총알과 섬유의 접촉을 증가시키는 공기 권취 처리 섬유를 출시했다.
미국특허 제5,035,111호에는 시스-코어 구조의 섬유를 이용하여 원사의 마찰계수를 향상시키는 방법이 소개되어 있다."코어& quot; 이 섬유는 고강도 섬유이며,&'스킨& '; 강도가 약간 낮고 마찰 계수가 높은 섬유를 사용합니다. 후자는 5~25%를 차지합니다. 다른 미국 특허 5255241에 의해 발명된 방법은 이와 유사합니다. 고강도 섬유의 표면을 고마찰 폴리머의 얇은 층으로 코팅하여 직물의 금속 침투 저항성을 향상시킵니다. 본 발명은 코팅 폴리머가 고강도 섬유 표면에 강한 접착력을 가져야 하며, 그렇지 않으면 충격을 받았을 때 벗겨지는 코팅 물질이 섬유 사이에 고체 윤활제 역할을 하여 섬유 표면을 감소시킨다는 점을 강조한다. 마찰 계수. 섬유 특성 및 원사 특성 외에도 방탄복의 방탄 능력에 영향을 미치는 중요한 요소는 직물의 구조입니다. 소프트웨어 방탄복에 사용되는 직물 구조 유형에는 편물, 직조, 부직포, 니들펀칭 부직포 펠트 등이 있습니다. 편물은 신율이 높아 착용감을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 그러나 충격 저항에 사용되는 이러한 종류의 높은 신율은 큰 비 관통 손상을 생성합니다. 또한 편물은 이방성 특성을 가지므로 방향에 따라 내충격성 정도가 다르다. 따라서 편물은 생산원가 및 생산효율 면에서 장점이 있지만 일반적으로 찌르기 방지 장갑, 펜싱 슈트 등의 제조에만 적합하고 방탄복에는 완전히 사용할 수 없다. 더 널리 사용되는 방탄복은 직물, 비위사 직물 및 니들펀칭 부직포 펠트입니다. 이 세 종류의 직물은 구조가 다르기 때문에 방탄 메커니즘이 다르며 탄도학은 아직 충분한 설명을 할 수 없습니다. 일반적으로 총알은 천에 명중한 후 충격 지점 영역에서 방사형 진동파를 생성하고 고속으로 실을 통해 퍼집니다.
진동파가 실의 교직점에 도달하면 파동의 일부는 원사를 따라 교직점의 반대편으로 전달되고, 다른 일부는 인터레이스 실 내부로 전달되고 일부는 반사됨 원래 실을 따라. 뒤로 돌아가 반사파를 형성합니다. 위의 3가지 원단 중 직포가 가장 엮여있는 점을 가지고 있다. 총알에 명중 된 후 총알의 운동 에너지는 엮인 지점에서 실의 상호 작용을 통해 전달되어 총알이나 파편의 충격력이 더 넓은 영역에서 흡수 될 수 있습니다. . 그러나 동시에 교차점은 보이지 않게 고정된 끝의 역할을 합니다. 고정단에 형성된 반사파와 원래의 입사파가 같은 방향으로 중첩되어 실의 신축 효과가 크게 향상되고 파단 강도를 초과하면 끊어집니다. 또한 일부 작은 파편은 직물의 단일 실을 밀어내어 파편의 침투 저항을 감소시킬 수 있습니다. 일정 범위 내에서 직물의 밀도를 높이면 위와 같은 상황의 가능성을 줄일 수 있고 직물의 강도를 향상시킬 수 있지만 응력파의 반사 및 중첩의 부정적인 영향은 향상된. 이론적으로 말해서 최고의 내충격성을 얻으려면 인터레이스 포인트가 없는 단방향 재료를 사용하는 것입니다. 이것은 또한"Shield"의 시작점이기도 합니다. 기술."쉴드" 기술, 또는"단방향 어레이" 기술은 1988년 United Signal Corporation에서 출시 및 특허를 받은 고성능 부직포 방탄복합소재를 생산하는 방법입니다. 이 특허 기술을 사용할 수 있는 권리는 네덜란드 회사인 DSM에도 부여되었습니다. 이 기술로 만든 원단은 위사가 없는 원단입니다. 부직포는 섬유를 한 방향으로 평행하게 배열한 후 열가소성 수지로 접착하여 만듭니다. 동시에 섬유는 층 사이를 가로질러 열가소성 수지로 압착됩니다.
총알이나 파편의 에너지 대부분은 충격 지점 또는 그 근처에서 섬유를 늘리거나 끊음으로써 흡수됩니다."쉴드" 직물은 섬유의 원래 강도를 최대한 유지하고 에너지를 더 넓은 지역으로 빠르게 분산시킬 수 있으며 가공 절차가 비교적 간단합니다. 단층의 논위사는 적층 후 연질 방탄복의 골격 구조로 사용할 수 있으며, 다층은 방탄 강화 인서트와 같은 경질 방탄 소재로 사용할 수 있습니다. 위의 두 가지 유형의 직물에서 대부분의 발사 에너지가 충격 지점 또는 충격 지점 근처에서 섬유를 끊기 위해 과도한 스트레칭 또는 피어싱을 통해 섬유에 흡수되면 니들 펀칭 부직포 펠트가 방탄 메커니즘입니다. 구조화된 직물은 설명할 수 없습니다.
실험 결과 니들펀칭 부직포 펠트에서 섬유 파손이 거의 발생하지 않는 것으로 나타났기 때문입니다. 니들 펀칭 부직포 펠트는 많은 수의 단섬유로 구성되어 있으며 얽힌 점이 없으며 변형 파동의 고정 점 반사가 거의 없습니다. 방탄 효과는 펠트 내 총알 충격 에너지의 확산 속도에 따라 다릅니다. 파편에 맞은 후 파편 시뮬레이션 발사체(FSP)의 끝에 섬유질 재료 롤이 있는 것이 관찰되었습니다. 따라서 발사체나 파편이 충돌 초기에 뭉툭해져서 천을 관통하기 어려울 것으로 예상된다. 많은 연구 자료에서 섬유의 계수와 펠트의 밀도가 전체 직물의 탄도 효과에 영향을 미치는 주요 요인이라고 지적했습니다. 니들펀칭 부직포 펠트는 주로 방탄 시트로 만든 군용 방탄 조끼에 사용됩니다.
