stringtranslate.com

Пуленепробиваемое стекло

Пуленепробиваемое стекло витрины ювелирного магазина после попытки взлома.
Мона Лиза за пуленепробиваемым стеклом в Лувре

Пуленепробиваемое стекло , баллистическое стекло , прозрачная броня или пуленепробиваемое стекло — это прочный и оптически прозрачный материал, который особенно устойчив к проникновению снарядов. Как и любой другой материал, он не является полностью непроницаемым. Обычно его изготавливают из комбинации двух или более типов стекла, одного твердого и одного мягкого. [1] Более мягкий слой делает стекло более эластичным, так что оно может сгибаться, а не разбиваться. Показатель преломления для всех стекол, используемых в пуленепробиваемых слоях, должен быть почти одинаковым, чтобы стекло оставалось прозрачным и обеспечивало четкий, неискаженный вид через стекло. Толщина пуленепробиваемого стекла варьируется от 34 до 3+12 дюйма (от 19 до 89 мм). [2] [3]

Пуленепробиваемое стекло используется в окнах зданий, требующих особой безопасности, таких как ювелирные магазины и посольства, а также в военных и частных транспортных средствах.

Строительство

Грубая визуализация пуленепробиваемого стекла, состоящего из слоев пластиковой пленки (серого цвета) и слоев стекла (синего цвета)

Пуленепробиваемое стекло изготавливается с использованием слоев ламинированного стекла . Чем больше слоев, тем большую защиту обеспечивает стекло. Когда необходимо снизить вес, поликарбонат ( термопласт ) ламинируется на безопасную сторону, чтобы остановить сколы . Цель состоит в том, чтобы сделать 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 восстанавливается после царапин (например, эластомерные полимеры на основе углерода) или твердое покрытие, которое предотвращает появление царапин (например, полимеры на основе кремния). [4]

Пластик в конструкциях ламината также обеспечивает устойчивость к ударам от физического воздействия тупых и острых предметов. Пластик обеспечивает мало защиты от пуль. Стекло, которое намного тверже пластика, сплющивает пулю, а пластик деформируется с целью поглощения оставшейся энергии и предотвращения проникновения. Способность слоя поликарбоната останавливать снаряды с различной энергией прямо пропорциональна его толщине, [5] и пуленепробиваемое стекло этой конструкции может иметь толщину до 3,5 дюймов. [3]

Слои ламинированного стекла изготавливаются из листов стекла, склеенных вместе с помощью поливинилбутираля, полиуретана, Sentryglas или этиленвинилацетата. При обработке химическими процессами стекло становится намного прочнее. Такая конструкция регулярно использовалась на боевых машинах со времен Второй мировой войны. Обычно она толстая и обычно чрезвычайно тяжелая. [6]

9 мм 124 гран @ 1175-1293 фут/с (1400-1530 фут/с для уровня 6), 357M 158 гран @ 1250-1375 фут/с, 44M 240 гран @ 1350-1485 фут/с, 30-06 180 гран @ 2540-2794 фут/с, 5.56NATO 55 гран @ 3080-3388 фут/с, 7.62NATO 150 гран @ 2750-3025 фут/с. Для всех рейтингов в приведенной выше таблице; все свинцовые FMJ с медной оболочкой, за исключением 44 мг - это свинцовый полупыльник с газовым чеком, а 30-06 - это мягкий пуля со свинцовым сердечником.

Стандарты испытаний

Баллистическое испытание пуленепробиваемой стеклянной панели

Пуленепробиваемые материалы испытываются с использованием пистолета, который стреляет снарядом 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 разрушается при более низких скоростях со снарядами правильной формы по сравнению с нерегулярными (например, осколками), что означает, что тестирование со снарядами правильной формы дает консервативную оценку его сопротивления. [11] Когда снаряды не проникают, глубину вмятины, оставленной ударом, можно измерить и связать со скоростью снаряда и толщиной материала. [5] Некоторые исследователи разработали математические модели, основанные на результатах такого рода испытаний, чтобы помочь им спроектировать пуленепробиваемое стекло, способное противостоять определенным ожидаемым угрозам. [12]

Воздействие на окружающую среду

Свойства пуленепробиваемого стекла могут зависеть от температуры и воздействия растворителей или УФ-излучения , обычно солнечного света. Если слой поликарбоната находится под слоем стекла, он имеет некоторую защиту от УФ-излучения благодаря стеклу и связующему слою. Со временем поликарбонат становится более хрупким, поскольку он является аморфным полимером (что необходимо для его прозрачности), который движется к термодинамическому равновесию. [4]

Удар по поликарбонату снарядом при температуре ниже −7 °C иногда приводит к образованию сколов , кусков поликарбоната, которые отламываются и сами становятся снарядами. Эксперименты показали, что размер скола связан с толщиной ламината, а не с размером снаряда. Скол начинается с поверхностных дефектов, вызванных изгибом внутреннего слоя поликарбоната, и трещины движутся «назад» к поверхности удара. Было высказано предположение, что второй внутренний слой поликарбоната может эффективно противостоять проникновению скола. [4]

Достижения 2000-х годов

В 2005 году сообщалось, что американские военные исследователи разрабатывают класс прозрачной брони, включающей оксинитрид алюминия (ALON) в качестве внешнего слоя «ударная пластина». Производитель ALON продемонстрировал, что традиционное стекло/полимер требует в 2,3 раза большей толщины, чем ALON, для защиты от снаряда .50 BMG . [13] ALON намного легче и работает намного лучше, чем традиционные стекло/полимерные ламинаты. «Стекло» из оксинитрида алюминия может противостоять таким угрозам, как бронебойные снаряды калибра .50, используя материал, который не является чрезмерно тяжелым. [14] [15]

Шпинельная керамика

Некоторые 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 могут позволить более тонкую броню с эквивалентной останавливающей способностью традиционного ламинированного стекла. [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Как изготавливается баллистическое стекло". Insulgard Security Products . 2020-07-08 . Получено 2021-05-11 .
  2. ^ Бертино, А. Дж., Бертино П. Н., Судебная экспертиза: основы и расследования, Cengage Learning, 2008, стр. 407
  3. ^ ab "Пуленепробиваемое стекло и ламинаты: защита военных транспортных средств Humvees". Usarmorllc.com. 2013-12-31. Архивировано из оригинала 2014-05-01 . Получено 2014-08-04 .
  4. ^ abc Walley, SM; Field JE; Blair, PW; Milford, AJ (11 марта 2003 г.). "The effect of temperature on the impact behavior of glass/polycarbonate laminates" (pdf-1.17 Mb) . International Journal of Impact Engineering . 30 (30?). Elsevier Science Ltd: 31–52. doi :10.1016/S0734-743X(03)00046-0 . Получено 15 сентября 2013 г. .[ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ ab Gunnarsson CA; et al. (июнь 2009 г.). "Деформация и разрушение поликарбоната во время удара как функция толщины" (PDF) . Труды Ежегодной конференции Общества экспериментальной механики (SEM), 1–4 июня 2009 г., Альбукерке, Нью-Мексико, США . Society for Experimental Mechanics Inc. Архивировано из оригинала (pdf-443Kb) 2013-10-04 . Получено 15 сентября 2013 г. .
  6. ^ Шах, QH
  7. ^ Спецификации компании Total Security Solutions и/или Pacific Bulletproof. Получено 9 мая 2011 г.
  8. ^ Nationwide Structures Inc. "Баллистические диаграммы". Nationwidestructures.com . Получено 2014-08-04 .
  9. ^ "Тест прозрачной брони Surmet ALON® 50 калибра". YouTube. 2011-03-14 . Получено 2014-08-04 .
  10. ^ UL 752 Уровень 3 Пуленепробиваемое стекловолокно нажмите на нижнюю таблицу
  11. ^ Чандал Д., Крайслер Дж. Численный анализ баллистических характеристик прозрачной поликарбонатной пластины толщиной 6,35 мм. Исследовательский центр обороны, Валькартье, Квебек, Канада. DREV-TM-9834, 1998.
  12. ^ Cros PE, Rota L, Contento CE, Schirer R, Fond C. Экспериментальный и численный анализ ударных свойств поликарбонатной и полиуретановой облицовки Phys IV, Франция 10:Pr9-671 – Pr9-676, 2000.
  13. ^ Тест прозрачной брони Surmet ALON® 50 калибра
  14. Lundin, Laura (17 октября 2005 г.). «ВВС тестируют новую прозрачную броню». Air Force Research Laboratory Public Affairs . Получено 16 февраля 2021 г.
  15. ^ «Прозрачная броня на основе сапфирового камня защищает солдат от снайперов». Fox News. 18 октября 2018 г. Получено 16 февраля 2021 г.
  16. ^ "Керамическая прозрачная броня может заменить "пуленепробиваемое стекло"". Архивировано из оригинала 30 августа 2011 г.