stringtranslate.com

Жидкая броня

Жидкая броня — это материал, который исследуют оборонные институты и университеты по всему миру, включая Исследовательскую лабораторию армии США (ARL). [1] [2] [3] Некоторые из самых ранних исследований в этой области были проведены в Массачусетском технологическом институте [4] и Университете Делавэра [5] в 2003 году. Первоначально жидкая броня была представлена ​​как способ повышения выживаемости солдат в ситуациях высокого риска при сохранении их мобильности, как сообщило NPR в интервью с профессорами Массачусетского технологического института и адмиралом США. [6]

Обычно он состоит из кевлара , который пропитан одной из двух жидкостей - либо загущающей при сдвиге жидкостью, либо магнитореологической жидкостью . [7] Обе эти жидкости демонстрируют поведение неньютоновской жидкости , ведя себя как жидкость при низком или нормальном давлении и как твердое вещество при более высоком давлении или приложенных полях. Загущающая при сдвиге жидкость обычно изготавливается из полиэтиленгликоля , а твердая часть состоит из наночастиц кремния . Эта жидкость пропитывает все слои жилета из кевлара . [8] Магнитореологическая жидкость состоит из магнитных (обычно железных) частиц в несущей жидкости, такой как масло. Они реагируют на магнитные поля, резко увеличивая вязкость, почти действуя как твердое тело. [9]

BAE Systems исследовала аналогичный жилет из кевлара с жидкостью между слоями полимера. BAE приобрела американскую исследовательскую компанию Armor Holdings , которая проводила исследования на основе суспензий частиц кремнезема. [10] [11]

Жидкости, используемые для этой цели, являются неньютоновскими . Жидкости с загустеванием при сдвиге (или STF), которые являются тем же, что и дилатанты, являются одним из типов неньютоновских жидкостей. Магнитореологические жидкости (или MRF) являются другим типом неньютоновских жидкостей, которые также относятся к классу жидкостей, известных как умные жидкости .

Тесты и эксперименты

Баллистический тест

Во время баллистического испытания требуется, чтобы снаряд остановился, а его проникновение не должно превышать 1,73 дюйма (4,4 см). В 2003 году эксперимент, проведенный Ли, показал многое о баллистических свойствах жидкой брони. Эксперимент показал разницу в прочности между стандартным кевларом и STF-кевларом. Было замечено, что STF может делать экстремальное, резкое увеличение вязкости, и в результате он превращается обратно в текучую жидкость почти так же быстро, как становится твердым. Эти эксперименты наглядно показали, что жидкая броня имеет баллистические свойства, которые превосходят чистые ткани. Было показано, что только четыре слоя STF-кевлара обеспечивают ту же степень защиты, что и десять слоев стандартного кевлара. Кроме того, было обнаружено, что STF-кевлар имеет незначительное или совсем не увеличивает толщину и жесткость.

Испытание на удар при падении башни

В испытании на удар башней проводятся два испытания на образцах чистого кевлара и STF-кевлара. Испытание показало, что STF-кевлар смог показать результат, который был немного лучше, чем чистый кевлар. Образцы продемонстрировали одинаковую глубину, но чистый кевлар показал большее вытягивание нитей и распускание нитей. Наблюдатели обнаружили, что STF-кевлар смог выдержать испытание на удар лучше, чем чистый кевлар. Позже, в испытании на удар игольчатым ударником, STF-кевлар показал значительно лучшие результаты, чем чистый кевлар. В то время как в другом испытании на удар игольчатым ударником, STF-кевлар показал небольшие искажения в переплетении ткани.

Квазистатический тест

В квазистатическом тесте ударное устройство с лезвием ножа проникло как в чистый образец кевлара, так и в образец STF-кевлара. Однако образец STF-кевлар продемонстрировал меньшую зону повреждения и меньшее количество разорванных нитей. Объяснение заключается в том, что образец STF-кевлар столкнулся со значительно большей нагрузкой. Это выглядит так, что STF-кевлар смог эффективнее противостоять удару, и это стало очень очевидно, поскольку он продемонстрировал свою эффективность визуально. Эта информация стала яснее, когда в другом тесте STF-кевлар и чистый кевлар показали совершенно разные результаты. Чистый кевлар был пробит только при небольшом смещении, что показало, что чистый кевлар не мог эффективно противостоять проникновению. Между тем, STF-кевлар не показал никаких признаков проникновения, даже когда он был установлен на максимальное смещение 33 мм (1,3 дюйма).

Тест на гибкость

Наиболее примечательной особенностью жидкой брони является ее способность оставаться гибкой, обеспечивая при этом разумную степень защиты. Тест проводится путем отягощения углов между исходным положением и новым положением для определения гибкости образцов кевлара. В ходе эксперимента было показано, что STF-Kevlar обладает более важной защитой от тупой силы. Тест показывает, что STF-Kevlar обладает гибкостью, но также и защитой от тупой силы.

Ссылки

  1. ^ «Армия изучает футуристическую форму для SOCOM».
  2. ^ «Как жидкая броня «останавливает пули». BBC News . 9 июля 2010 г.
  3. ^ "Польша разрабатывает жидкую бронежилет". 18 марта 2019 г.
  4. ^ «Заполненные жидкостью ячеистые твердые тела для контролируемых процессов».
  5. ^ «Усовершенствованная бронежилетная защита с использованием загустителей сдвига».
  6. ^ "Спецназ представляет костюм, подобный «Железному человеку», для защиты войск". NPR.org . Получено 25.06.2021 .
  7. ^ «Как работает жидкая бронежилетная броня». 26 февраля 2007 г.
  8. ^ Джонсон, Тоня. "Military.com". Military.com . Получено 5 марта 2015 г. .
  9. ^ «В разработке бронежилет для солдат в стиле Железного человека». ABC News .
  10. ↑ Гилл, Виктория (9 июля 2010 г.). "BBC". BBC News . Получено 5 марта 2015 г. .
  11. ^ "The Economist". The Economist . 2 августа 2010 г. Получено 5 марта 2015 г. {{cite magazine}}: Cite журнал требует |magazine=( помощь )

Внешние ссылки