第一節(jié) 防彈服裝的簡介
防彈服裝是一種防止流彈或彈片傷害人體重要部位的特種服裝,其外觀與普通服裝區(qū)別不大,但內(nèi)層特殊的材料及構(gòu)造卻能夠在危急時刻抵御彈頭,保護(hù)值勤民警的生命。作為特種服裝,由于特殊的功能要求,其防御性能是首要的,而且,防御性能很大程度上決定其活動性能、穿著舒適性等。不同種類的防彈服裝性能也各不相同。(可研報告)
第二節(jié) 防彈服裝的防彈原理
防彈服裝的防彈層是用金屬、陶瓷片、玻璃鋼、尼龍、凱夫拉、超高分子量聚乙烯纖維、液體防護(hù)材料等材料,構(gòu)成單一或復(fù)合型防護(hù)結(jié)構(gòu)。防彈層可吸收彈頭或彈片的動能,對低速彈頭或彈片有明顯的防護(hù)效果,在控制一定的凹陷情況下可減輕對人體胸、腹部的傷害,從而達(dá)到防彈的效果。
防彈服裝的防彈機(jī)理從根本說有兩個:一是將彈體碎裂后形成的破片彈開;二是通過防彈材料消釋彈頭的動能。美國在二三十年代研制出的首批防彈服裝是靠連在結(jié)實(shí)衣服內(nèi)的搭接鋼板提供防護(hù)的。這種防彈服裝以及后來類似的硬體防彈服裝即是通過彈開彈頭或彈片,或者使子彈碎裂以消耗分解其能量而起到防彈作用的。以高性能纖維為主要防彈材料的軟體防彈服裝,其防彈機(jī)理則以后者為主,即利用以高強(qiáng)纖維為原料的織物“抓住”子彈或彈片來達(dá)到防彈的目的。 研究 表明,軟體防彈背心吸收能量的方式有以下五種:
(1)織物的變形:包括子彈入射方向的變形和入射點(diǎn)臨近區(qū)域的拉伸變形;
(2)織物的破壞:包括纖維的原纖化、纖維的斷裂、紗線結(jié)構(gòu)的解體以及織物結(jié)構(gòu)的解體;
(3)熱能:能量通過摩擦以熱能的方式散發(fā);
(4)聲能:子彈撞擊防彈層后發(fā)出的聲音所消耗的能量;
(5)彈體的變形。為提高防彈能力而發(fā)展起來的軟硬復(fù)合式防彈服裝,其防彈機(jī)理可以用“軟硬兼施”來概括。子彈擊中防彈服裝時,首先與之發(fā)生作用的是硬質(zhì)防彈材料如鋼板或增強(qiáng)陶瓷材料等。在這一瞬間的接觸過程中,子彈和硬質(zhì)防彈材料都有可能發(fā)生形變或斷裂,消耗了子彈的大部分能量。高強(qiáng)纖維織物作為防彈服裝的襯墊和第二道防線,吸收、擴(kuò)散子彈剩余部分的能量,并起到緩沖的作用,從而盡可能地降低了非貫穿性損傷。在這兩次防彈過程中,前一次發(fā)揮著主要的能量吸收作用,大大降低了射體的侵徹力,是防彈的關(guān)鍵所在。
第三節(jié) 防彈服裝的發(fā)展歷程
防彈服裝發(fā)展至今已出現(xiàn)了三代:第一代為硬體防彈服裝,主要用特種鋼、鋁合金等金屬作防彈材料。這類防彈服裝的特點(diǎn)是:服裝厚重,通常約有20千克,穿著不舒適,對人體活動限制較大,具有一定的防彈性能,但易產(chǎn)生二次破片。
第二代防彈服裝為軟體防彈服裝,通常由多層Kevlar等高性能纖維織物制成。其重量輕,通常僅為2~3千克,且質(zhì)地較為柔軟,適體性好,穿著也較為舒適,內(nèi)穿時具有較好的隱蔽性,尤其適合警察及保安人員或政界要員的日常穿用。在防彈能力上,一般能防住5米以外手槍射出的子彈,不會產(chǎn)生二次彈片,但被子彈擊中后變形較大,可引起一定的非貫穿損傷。另外對于步槍或機(jī)槍射出的子彈,一般厚度的軟體防彈服裝難以抵御。
第三代防彈服裝是一種復(fù)合式的防彈服裝。通常以輕質(zhì)陶瓷片為外層,Kevlar等高性能纖維織物作為內(nèi)層,是防彈服裝主要的發(fā)展方向。碳納米管進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域,制造“拉不斷”的繩子、“扯不破”的纖維布、“打不透”的防彈服裝。碳納米管是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一,有著極高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一,單位質(zhì)量上的拉伸強(qiáng)度,卻是鋼鐵的276倍,彈性模量參數(shù),碳納米管比凱夫拉強(qiáng)2.4倍,綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前人類發(fā)現(xiàn)和制造的其他任何材料。防彈效果上主要是體現(xiàn)在彈性模量上,也就是說碳納米管纖維盔具或防彈服裝比凱夫拉的抗擊強(qiáng)度最起碼高2.4倍。
總體來說,防彈材料的開發(fā)在朝著舒適輕量、全方位防護(hù)和仿生化的方向快速發(fā)展。新材料的不斷出現(xiàn),為防彈材料的開發(fā)提供了越來越多的可能,不同的新材料,也總有最適合的應(yīng)用形式和場所。
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