防弹衣为什么能防弹?一种新型材料将用于防弹衣,美国女兵或受益

在现代化单兵作战过程中,防弹衣是一种很好的保护措施,那么,防弹衣为什么能够防御住子弹呢?

早期出现的防弹衣结构是非常简单的,大体来讲就是由一件比较结实的衣服和搭接钢板所构成的,这种防弹衣以及后来发展而来的硬体防弹衣,它们的防弹原理还是比较简单的,就是通过弹开弹头或使子弹碎裂的方式来消减子弹的能量,从而起到防弹效果。相比硬体防弹衣而言,软体防弹衣的应用范围更加广泛,而软体防弹衣所使用的材料就是凯芙拉装甲纤维。这是一种抗张强度非常好的特种材料,它的抗张强度可以达到一般纤维材料的4倍以上,比强度甚至高于玻璃纤维。

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所谓比强度,就是当材料断开时,单位面积所受到的力除以表观密度所得到的数据。

因为凯芙拉纤维材料的特殊性质,所以它的应用可以说是十分广泛的,不仅制作防弹衣用得上,绳索、轮胎帘子线都用得上,而且它还是刹车片以及离合器衬垫的不强材料,不仅如此,它还可以缠绕制成大型固体火箭发动机燃烧室壳体。说了这么多,凯芙拉纤维到底是如何实现防弹的呢?简单来讲就是两个字,变形。当子弹入射的时候,在入射点及周围区域会出现变形以及拉伸变形,从而抵消子弹的能量,起到防弹的作用。不可否认,变形在我们的生活中是一种最好的抗冲击方式。

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生活中最常见的变形抗冲击事物就是汽车。

当车祸发生的时候,根据撞击力度的不同,车体会出现不同程度的变形,但很多时候虽然汽车撞击部位变形很严重,但车内的人却没有大碍,就是因为车体通过变形吸收了冲击所产生的能量。所以制造汽车的材料,特别是碰撞缓冲区,如保险杠的材料,必须具有良好的变形性能。因此不要再抱怨你的车被碰出了一个坑,那是车在保护你。凯芙拉装甲纤维就是一种具有良好变形性能的高强度材料,所以被用来制造防弹衣,不过这种材料有一个最大的问题,就是它的质地不够轻便,所以美国女兵长期以来都存在着一个困扰,那就是防弹衣困扰。

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美军的防弹衣都是以男性为中心设计的,而美国女兵无论是在尺寸上,还是在身材上,都与男性有着很大的区别,所以这种防弹衣对于女兵而言,不仅笨重,甚至会影响到她们的活动以及战斗能力,因为这些防弹衣对于女兵而言,不是某些地方太紧,就是某些地方太松。

这看似好像不是个太大的问题,但却并不容易解决,直到一种新型材料出现了。在美国材料界有着一家声名赫赫的研究机构,即霍普金斯极限材料研究所,该研究所从微观层面入手设计了一种新型材料,并将其称为液晶弹性体新材料。这种材料一问世,他们马上想到了将其应用于防弹衣的制造,为什么呢?

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这种液晶弹性体新材料具有十分出色的变形性能,而且与汽车或传统防弹衣上的变形性能是截然不同的。

汽车也好,传统防弹衣也罢,这些材料的变形无非就是塑像变形、断裂变形,或者破碎变形,但无论哪一种变形,本质上都是一样的,就是这个东西不能再用了,它已经因变形而出现了永久的损坏。但是这种新型材料不同,在冲击到来的时候,它可以通过变形来储存冲击能量,在冲击结束之后,它又能将储存的能量释放出来并恢复原有的形状。这表明它是一种可重复利用的材料,如果用来制造防弹衣的话则不会因受损而失效,这对于提升士兵在战场上的生存能力是极具意义的。

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另一方面,这种新材料应用于防弹衣的制造可以有效解决长期以来美国女兵的防弹衣困境。

因为这种液晶弹性体新材料不是金属,却比金属更加加固,不是泡沫,却像泡沫一样轻便。所以用这种材料来制作防弹衣的话,可以更好地处理不同身材之间的差异,一方面能够解决美国女兵防弹衣不合体的困扰,另一方面也能够减轻女兵的负重,客观来讲,防弹衣的重量其实还是不轻的,这对于男性来说还好,对于女性来说的确是一种负担。当然,这种新型材料不仅可以用来制造防弹衣,也同样可以用来制造汽车保险杠或者机车头盔。在实验中,这种材料可以很好的承受时速35公里以内的冲击。

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