Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пуленепробиваемое стекло окна ювелира после попытки кражи.

Пуленепробиваемое стекло ( баллистическое стекло , прозрачная броня и пуленепробиваемое стекло ) - это прочный и оптически прозрачный материал, который особенно устойчив к проникновению снарядов. Как и любой другой материал, он не совсем непроницаемый. Обычно его изготавливают из комбинации двух или более видов стекла, твердого и мягкого. [ необходима цитата ] Более мягкий слой делает стекло более эластичным, поэтому оно может гнуться, а не разбиться. Показатель преломления для обоих стекол , используемых в пуленепробиваемых слоев должно быть почти то же самое , чтобы сохранить стекло прозрачным и позволяет четко, неискаженный вид через стекло. Пуленепробиваемое стекло различается по толщине от3 / 4 до 3 1 / 2  дюйма (19 до 89 мм). [1] [2]

Пуленепробиваемые стекла используются в окнах зданий, требующих такой безопасности, таких как ювелирные магазины и посольства, а также в военных и частных транспортных средствах.

Строительство [ править ]

Грубая визуализация пуленепробиваемого стекла, состоящего из слоев пластиковой пленки (серый) и слоев стекла (синий).

Пуленепробиваемое стекло состоит из слоев многослойного стекла . Чем больше слоев, тем большую защиту обеспечивает стекло. Когда необходимо уменьшить вес, 3 мм поликарбоната ( термопласта ) ламинируют на безопасную сторону, чтобы предотвратить скалывание . Цель состоит в том, чтобы изготовить материал с внешним видом и прозрачностью стандартного стекла, но с эффективной защитой от стрелкового оружия. Конструкции из поликарбоната обычно состоят из таких продуктов, как Armormax, Makroclear, Cyrolon: мягкое покрытие, которое заживает после царапин (например, эластомерные полимеры на углеродной основе) или твердое покрытие, предотвращающее появление царапин (например, полимеры на основе кремния). [3]

Пластик в конструкциях из ламината также обеспечивает устойчивость к ударам от тупых и острых предметов. Пластик мало пуленепробиваемый. Стекло, которое намного тверже пластика, сглаживает пулю, а пластик деформируется с целью поглощения остальной энергии и предотвращения проникновения. Способность слоя поликарбоната останавливать снаряды с различной энергией прямо пропорциональна его толщине [4], а пуленепробиваемое стекло такой конструкции может иметь толщину до 3,5 дюймов. [2]

Слои ламинированного стекла состоят из листов стекла, скрепленных вместе поливинилбутиралем, полиуретаном, Sentryglas или этилен-винилацетатом. При химической обработке стекло становится намного прочнее. Эта конструкция регулярно использовалась на боевых машинах со времен Второй мировой войны. Обычно он толстый и очень тяжелый. [5]

Толщина и вес образцов пуленепробиваемых стеклянных материалов [6] [7] [8]
Угроза остановленаСтекло ламинатПоликарбонатАкрилСтеклянный поликарбонатОксинитрид алюминия
Уровень защиты(пример)ТолщинаМассаТолщинаМассаТолщинаМассаТолщинаМассаТолщинаМасса
в.ммфунт / кв. футовкг / м 2в.ммфунт / кв. футовкг / м 2в.ммфунт / кв. футовкг / м 2в.ммфунт / кв. футовкг / м 2в.ммфунт / кв. футовкг / м 2
UL 752 Уровень 19 мм 3 выстрела1,18530.0915,2574,460,7519.054.622,461,2531,757,737,60,81820,788,9943,9
UL 752 Уровень 2.357 Magnum 3 выстрела1.435,5617,9487,61.0326,166.431,251,37534,928,541,501.07527,311,6857,02
UL 752 Уровень 3 (приблизительно NIJ IIIA [9] ).44 Magnum 3 выстрела (5 выстрелов для NIJ IIIa)1,5940,3820,94102,241,2531,757,737,61,28832,7114,2369,47
UL 752 уровень 430-06 1 выстрел1,33835,2514,4369,47
UL 752 Уровень 57,62 мм 1 выстрел
UL 752 уровень 6.357 Magnum недогружен на 5 выстрелов.
UL 752 уровень 75.56x45 5 кадров
UL 752 Уровень 8 (приблизительно NIJ III)7,62-мм НАТО 5 выстрелов2,37460,326.01126,9918,25
UL 752 уровень 9.30-06 M2 AP 1 выстрел
UL 752 уровень 10.50 BMG 1 выстрел1.640,630,76150,1

9 мм 124gr @ 1175-1293fps (1400-1530fps для уровня 6), 357M 158gr @ 1250-1375fps, 44M 240gr @ 1350-1485fps, 30-06 180gr @ 2540-2794fps, 5.56NATO 55gr @ 3080-3388fps, 7,62NATO 150gr @ 2750-3025 кадров в секунду для всех рейтингов в приведенной выше таблице; все провода FMJ в медной оболочке, за исключением 30-06, проходят газовую проверку полусукорезом.

Стандарты испытаний [ править ]

Баллистический тест пуленепробиваемой стеклянной панели

Пуленепробиваемые материалы проверяются с использованием пистолета для выстрела снаряда с заданного расстояния в материал по определенной схеме. Уровни защиты основаны на способности цели останавливать определенный тип снаряда, летящего с определенной скоростью. Эксперименты показывают, что поликарбонат не работает при более низких скоростях с снарядами правильной формы по сравнению с снарядами неправильной формы (например, осколками), а это означает, что испытания с использованием снарядов правильной формы дают консервативную оценку его сопротивления. [10] Когда снаряды не проникают, глубину вмятины, оставленной ударом, можно измерить и связать со скоростью снаряда и толщиной материала. [4]Некоторые исследователи разработали математические модели, основанные на результатах такого рода испытаний, чтобы помочь им разработать пуленепробиваемое стекло, способное противостоять конкретным ожидаемым угрозам. [11]

Хорошо известные стандарты классификации баллистической стойкости включают следующее:

  • Краткое изложение условий тестирования Euronational (EN) 1063 на английском языке
  • Краткое изложение условий испытаний на баллистическую стойкость в лаборатории страховщика (UL) на английском языке
  • Стандартные стойкие защитные материалы Национального института юстиции США (NIJ) (NIJ Standard 0108.01).

Воздействие на окружающую среду [ править ]

На свойства пуленепробиваемого стекла может влиять температура, а также воздействие растворителей или УФ-излучения , обычно солнечного света. Если слой поликарбоната находится ниже слоя стекла, он имеет некоторую защиту от УФ-излучения благодаря стеклу и связующему слою. Со временем поликарбонат становится более хрупким, поскольку он представляет собой аморфный полимер (который необходим для его прозрачности), который движется к термодинамическому равновесию. [3]

При ударе снаряда по поликарбонату при температуре ниже -7 ° C иногда образуются сколы , куски поликарбоната, которые отламываются и сами становятся снарядами. Эксперименты показали, что размер скола связан с толщиной ламината, а не с размером снаряда. Выкрашивание начинается с поверхностных дефектов, вызванных изгибом внутреннего поликарбонатного слоя, и трещины перемещаются «назад» к ударной поверхности. Было высказано предположение, что второй внутренний слой поликарбоната может эффективно противодействовать проникновению скола. [3]

Авансы 2000-х [ править ]

В 2005 году сообщалось, что американские военные исследователи разрабатывают класс прозрачной брони, включающей оксинитрид алюминия (ALON) в качестве внешнего слоя «ударной пластины». Производитель ALON продемонстрировал, что традиционное стекло / полимер требует большей толщины в 2,3 раза, чем у ALON, для защиты от снаряда .50 BMG . [12] ALON намного легче и работает намного лучше, чем традиционные ламинаты стекло / полимер. «Стекло» из оксинитрида алюминия может противостоять таким угрозам, как бронебойные снаряды калибра .50, используя материал, который не является чрезмерно тяжелым. [13] Также разрабатываются различные типы других материалов, которые очень напоминают стекло. [ необходима цитата ]

Шпинельная керамика [ править ]

Определенные типы керамики также могут использоваться для прозрачной брони из-за их свойств повышенной плотности и твердости по сравнению с традиционным стеклом. Эти типы синтетической керамической прозрачной брони позволяют получить более тонкую броню с такой же тормозной способностью, как у традиционного многослойного стекла. [14]

Стекло воздушной камеры [ править ]

Новейший тип изогнутой прозрачной брони транспортного средства имеет воздушную камеру между стеклом и поликарбонатом. Броня уровня IIIA (высокоскоростная 9 мм) состоит из многослойного стекла толщиной 8 мм (ударная поверхность), воздушного зазора 1 мм и 7 мм поликарбоната. Это решение останавливает пули совершенно другим способом. Стекло, будучи твердым, деформирует летящую пулю. Деформированная пуля полностью пробивает стекло и останавливается гибким поликарбонатом. Снижение веса по сравнению с традиционным стеклянным поликарбонатом составляет 35%. 25 кг на квадратный метр для уровня NIJ 06 IIIA (NIJ 07 HG2). Он также тоньше (16,2 мм) по сравнению с обычным поликарбонатом со стеклянной оболочкой (21 мм). [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Прозрачная броня Gun Shield
  • Капля принца Руперта

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бертино, AJ, Бертино П.Н., Судебная медицина: основы и исследования, Cengage Learning, 2008, стр. 407
  2. ^ a b "Пуленепробиваемые стекла и ламинаты: защита военных транспортных средств Хаммер" . Usarmorllc.com. 2013-12-31. Архивировано из оригинала на 2014-05-01 . Проверено 4 августа 2014 .
  3. ^ a b c Уолли, С. М.; Поле JE; Блэр, П. В.; Милфорд, AJ (11 марта 2003 г.). «Влияние температуры на ударопрочность ламинатов стекло / поликарбонат» (pdf-1.17 Mb) . Международный журнал ударной инженерии . Elsevier Science Ltd. стр. 31–52. DOI : 10.1016 / S0734-743X (03) 00046-0 . Проверено 15 сентября 2013 года . [ постоянная мертвая ссылка ]
  4. ^ a b Gunnarsson CA; и другие. (Июнь 2009 г.). «Деформация и разрушение поликарбоната при ударе в зависимости от толщины» (PDF) . Труды Ежегодной конференции Общества экспериментальной механики (SEM), 1–4 июня 2009 г., Альбукерке, штат Нью-Мексико, США . Society for Experimental Mechanics Inc. Архивировано из оригинала (pdf-443Kb) 04.10.2013 . Проверено 15 сентября 2013 года .
  5. ^ Шах, QH
  6. ^ Спецификации компании от Total Security Solutions и / или Pacific Bulletproof. Проверено 9 мая 2011 г.
  7. ^ Nationwide Structures Inc. "Баллистические диаграммы" . Nationwidestructures.com . Проверено 4 августа 2014 .
  8. ^ "Surmet's ALON® Transparent Armor 50 Caliber Test" . YouTube. 2011-03-14 . Проверено 4 августа 2014 .
  9. ^ UL 752 Уровень 3 Пуленепробиваемое стекловолокно щелкните по нижней диаграмме
  10. ^ Chandall D, Chrysler J. Численный анализ баллистических характеристик прозрачной поликарбонатной пластины диаметром 6,35 мм. Институт оборонных исследований, Валкартье, Квебек, Канада. ДРЕВ-ТМ-9834, 1998.
  11. ^ Cros PE, Rota L, Cottenot CE, Schirrer R, Fond C. Экспериментальный и численный анализ ударных характеристик поликарбонатной и полиуретановой облицовки. J. Phys IV, Франция 10: Pr9-671 - Pr9-676, 2000.
  12. ^ Тест Surmet's ALON® Transparent Armor 50 Caliber
  13. Перейти ↑ Lundin, Laura (17 октября 2005 г.). «ВВС испытывают новую прозрачную броню» . Исследовательская лаборатория ВВС по связям с общественностью . Проверено 9 ноября 2006 года .
  14. ↑ Керамическая прозрачная броня может заменить «пуленепробиваемое стекло». Архивировано 30 августа 2011 г., в Wayback Machine.