Пуленепробиваемое стекло , баллистическое стекло , прозрачная броня или пуленепробиваемое стекло — прочный и оптически прозрачный материал, особо устойчивый к пробиванию снарядов. Как и любой другой материал, он не является полностью непроницаемым. Обычно оно изготавливается из комбинации двух или более видов стекла: твердого и мягкого. [1] Более мягкий слой делает стекло более эластичным, поэтому 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 обзор через стекло. Толщина пуленепробиваемого стекла варьируется от 3 ⁄ до 3 .+1 ⁄ дюйма (от 19 до 89 мм). [2] [3]
Пуленепробиваемое стекло используется в окнах зданий, требующих такой безопасности, таких как ювелирные магазины и посольства, а также в военных и частных транспортных средствах.
Пулестойкое стекло изготавливается из слоев многослойного стекла . Чем больше слоев, тем большую защиту обеспечивает стекло. Когда необходимо снижение веса, поликарбонат ( термопластик ) ламинируется на безопасную сторону, чтобы предотвратить растрескивание . Цель состоит в том, чтобы создать материал, который по внешнему виду и прозрачности будет напоминать стандартное стекло, но с эффективной защитой от стрелкового оружия. Поликарбонатные конструкции обычно состоят из таких продуктов, как Armormax, Makroclear, Cyrolon: мягкое покрытие, которое заживает после царапин (например, эластомерные полимеры на основе углерода) или твердое покрытие, предотвращающее появление царапин (например, полимеры на основе кремния). [4]
Пластик в конструкциях ламината также обеспечивает устойчивость к физическому воздействию тупых и острых предметов. Пластик мало что дает пуленепробиваемости. Стекло, которое намного тверже пластика, сплющивает пулю, а пластик деформируется с целью поглотить остальную энергию и предотвратить проникновение. Способность слоя поликарбоната останавливать снаряды различной энергии прямо пропорциональна его толщине [5] , а толщина пуленепробиваемого стекла такой конструкции может достигать 3,5 дюймов. [3]
Слои ламинированного стекла состоят из стеклянных листов, склеенных между собой поливинилбутиралем, полиуретаном, Sentryglas или этиленвинилацетатом. 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. [6]
9 мм 124 г @ 1175–1293 кадров в секунду (1400–1530 кадров в секунду для уровня 6), 357M 158 г @ 1250–1375 кадров в секунду, 44M 240 г @ 1350–1485 кадров в секунду, 30-06 180 г @ 2540–2794 кадров в секунду, 5.56NATO 55 гр@3080-3388фпс, 7.62НАТО 150гр@ 2750-3025 кадров в секунду. Для всех рейтингов в приведенной выше таблице; все свинцовые FMJ в медной оболочке, за исключением 44 мг — это свинцовый полурезак для газовой проверки, а 30-06 — мягкая точка сердечника LEAD.
Пулестойкие материалы испытываются с использованием пистолета, стреляющего снарядом с заданного расстояния в материал по определенной схеме. Уровни защиты основаны на способности цели остановить снаряд определенного типа, движущийся с определенной скоростью. Эксперименты показывают, что поликарбонат разрушается при более низких скоростях с снарядами правильной формы по сравнению с снарядами неправильной формы (например, с осколками), а это означает, что испытания с снарядами правильной формы дают консервативную оценку его устойчивости. [11] Когда снаряды не проникают внутрь, можно измерить глубину вмятины, оставленной ударом, и связать ее со скоростью снаряда и толщиной материала. [5] Некоторые исследователи разработали математические модели, основанные на результатах такого рода испытаний, чтобы помочь им разработать пуленепробиваемое стекло, способное противостоять конкретным ожидаемым угрозам. [12]
На свойства пуленепробиваемого стекла могут влиять температура и воздействие 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 это аморфный полимер (который необходим для того, чтобы он был прозрачным), который движется к термодинамическому равновесию. [4]
Воздействие снаряда на поликарбонат при температуре ниже −7 °C иногда приводит к образованию сколов — кусков поликарбоната, которые откалываются и сами становятся снарядами. Эксперименты показали, что размер скола зависит от толщины ламината, а не от размера снаряда. Откол начинается в поверхностных дефектах, вызванных изгибом внутреннего слоя поликарбоната, и трещины движутся «назад» к ударной поверхности. Было высказано предположение, что второй внутренний слой поликарбоната может эффективно противостоять проникновению сколов. [4]
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 в 2,3 раза большей толщины, чем у ALON, для защиты от снаряда .50 BMG . [13] ALON намного легче и работает намного лучше, чем традиционные ламинаты из стекла и полимера. «Стекло» из оксинитрида алюминия может победить такие угрозы, как бронебойные снаряды калибра .50, используя материал, который не является непомерно тяжелым. [14] [15]
Определенные виды керамики также можно использовать для прозрачной брони из-за ее свойств повышенной плотности и твердости по сравнению с традиционным стеклом. Эти типы синтетической керамической прозрачной брони позволяют создать более тонкую броню с эквивалентной останавливающей способностью традиционному ламинированному стеклу. [16]
Новейший тип изогнутой прозрачной автомобильной брони имеет воздушную камеру между стеклом и поликарбонатом. Броня уровня IIIA (высокоскоростная 9 мм) состоит из 8 мм многослойного стекла (боевая поверхность), воздушного зазора 1 мм и поликарбоната толщиной 7 мм. 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 стеклоплакированным поликарбонатом составляет 35%, при весе 0,25 килограмма на квадратный метр для уровня NIJ 06 IIIA (NIJ 07 HG2). Он также тоньше (16,2 мм) по сравнению с обычным поликарбонатом со стеклянным покрытием (21 мм).