Faktory, které ovlivňují neprůstřelnost neprůstřelné vesty, lze posuzovat ze dvou hledisek: interagující střela (kulka nebo šrapnel) a neprůstřelný materiál. Pokud jde o střelu, její kinetická energie, tvar a materiál jsou důležitými faktory, které určují její průbojnost.
Běžné střely, zejména střely s olověným jádrem nebo obyčejné střely s ocelovým jádrem, se při kontaktu s neprůstřelnými materiály deformují. Při tomto procesu se spotřebovává značná část kinetické energie střely, čímž se účinně snižuje průbojná síla střely, což je důležitý aspekt mechanismu pohlcování energie střely. U bomb, granátů a jiných šrapnelů nebo sekundárních úlomků tvořených střelami je situace výrazně odlišná. Tyto šrapnely mají nepravidelné tvary, ostré hrany, nízkou hmotnost a malé rozměry a nedeformují se po nárazu do neprůstřelných materiálů, zejména měkkých neprůstřelných materiálů. Obecně řečeno, rychlost tohoto druhu odpadu není vysoká, ale množství je velké a husté.
Klíč k absorpci energie takových úlomků měkkým neprůstřelným tělesem spočívá ve skutečnosti, že úlomky řežou, natahují a lámou nitě balistické tkaniny a způsobují interakci mezi nitěmi v látce a různými vrstvami tkaniny, což má za následek celkovou deformaci tkaniny. Ve výše uvedených procesech úlomky působí směrem ven, čímž spotřebovávají svou vlastní energii. Ve výše uvedených dvou typech procesu absorpce tělesné energie se malá část energie přemění na tepelnou energii třením (vlákno/vlákno, vlákno/kulka) a nárazem se přemění na zvukovou energii. Pokud jde o neprůstřelné materiály, musí mít neprůstřelné materiály vysokou pevnost, dobrou houževnatost a silnou schopnost pohlcování energie, aby neprůstřelné materiály co nejvíce vyhovovaly požadavkům na pohlcování kinetické energie střel a jiných střel. Materiály používané na neprůstřelné vesty, zejména měkké neprůstřelné vesty, jsou především vysoce výkonná vlákna. Tato vysoce výkonná vlákna se vyznačují vysokou pevností a vysokým modulem. Ačkoli některá vysoce výkonná vlákna, jako jsou uhlíková vlákna nebo borová vlákna, mají vysokou pevnost, v zásadě nejsou vhodná pro neprůstřelnou vestu kvůli špatné pružnosti, nízké lámavosti, obtížnosti při předení a zpracování a vysoké ceně.
Konkrétně u balistických tkanin závisí její neprůstřelný účinek především na následujících aspektech: pevnost vlákna v tahu, prodloužení vlákna při přetržení a práce při přetržení, modul vlákna, orientace vlákna a rychlost přenosu napěťových vln, vlákno Jemnost vlákna, způsob vlákno je sestaveno, hmotnost vlákna na jednotku plochy, struktura a povrchové vlastnosti příze, struktura tkaniny, tloušťka vrstvy vláknité síťoviny, počet vrstev vrstvy síťoviny nebo vrstvy tkaniny atd. výkon vláknitého materiálu použitého pro odolnost proti nárazu závisí na energii přetržení vlákna a rychlosti přenosu napěťové vlny. Napěťová vlna se musí šířit co nejrychleji a lomová energie vlákna při nárazu vysokou rychlostí by měla být co nejvyšší. Práce při přetržení materiálu v tahu je energie, kterou musí materiál odolat poškození vnějšími silami, a je to funkce související s pevností v tahu a deformací při prodloužení. Teoreticky tedy platí, že čím vyšší je pevnost v tahu, čím silnější je deformační schopnost materiálu protažením, tím větší je potenciál pro absorpci energie.
V praxi však materiál použitý na neprůstřelnou vestu nesmí mít nadměrnou deformaci, takže vlákno použité na neprůstřelnou vestu musí mít také vyšší odolnost proti deformaci, tedy vysoký modul. Vliv struktury příze na balistickou odolnost je způsoben rozdílem v míře využití síly jednotlivého vlákna a celkovou schopností příze deformovat prodloužením v důsledku různých přízových tkanin. Proces přetrhávání příze závisí především na procesu přetrhávání vlákna, ale protože se jedná o agregát, existuje velký rozdíl v mechanismu přetrhávání. Je-li jemnost vlákna jemná, je zapletení do příze pevnější a síla rovnoměrnější, čímž se zvyšuje pevnost příze. Kromě toho má přímost a rovnoběžnost uspořádání vláken v přízi, počet přechodů vnitřní a vnější vrstvy a zákrut příze důležitý vliv na mechanické vlastnosti příze, zejména pevnost v tahu a tažnost. o přestávce. Navíc v důsledku vzájemného působení mezi přízí a přízí a přízí a elastickým tělesem během procesu ostřelování budou mít povrchové charakteristiky příze účinek zesílení nebo zeslabení výše uvedených dvou účinků. Přítomnost oleje a vlhkosti na povrchu příze sníží odolnost kulek nebo šrapnelu k proniknutí do materiálu, takže lidé často potřebují materiál vyčistit a vysušit a hledat způsoby, jak zlepšit odolnost proti průniku. Syntetická vlákna s vysokou pevností v tahu a vysokým modulem jsou obvykle vysoce orientovaná, takže povrch vlákna je hladký a koeficient tření nízký. Když jsou tato vlákna použita v neprůstřelných tkaninách, schopnost přenosu energie mezi vlákny je po bombardování špatná a vlna napětí se nemůže rychle šířit, čímž se snižuje schopnost tkaniny blokovat střely. Běžné metody pro zvýšení koeficientu povrchového tření, jako je zvedání a korónová úprava, sníží pevnost vlákna, zatímco metoda potahování tkaniny snadno způsobí"svařovací" mezi vlákny a vlákny, což má za následek rázovou vlnu střely v přízi. Odraz nastává laterálně, což způsobuje předčasné přetržení vlákna. K vyřešení tohoto rozporu lidé přišli s různými metodami. AlliedSignal (AlliedSignal) uvedla na trh vlákno pro úpravu vzduchem vinutého vlákna, které zvyšuje kontakt mezi střelou a vláknem zapletením vlákna uvnitř příze.
V US patentu č. 5 035 111 je představen způsob zlepšení koeficientu tření přízí použitím vláken struktury plášť-jádro."jádro" z tohoto vlákna je vlákno s vysokou pevností a"kůže" používá vlákno s mírně nižší pevností a vyšším koeficientem tření. Ten představuje 5 % až 25 %. Metoda vynalezená jiným US patentem 5255241 je podobná této. Pokrývá povrch vlákna s vysokou pevností tenkou vrstvou polymeru s vysokým třením, aby se zlepšila schopnost tkaniny' odolávat pronikání kovu. Tento vynález zdůrazňuje, že potahový polymer by měl mít silnou adhezi k povrchu vlákna s vysokou pevností, jinak potahový materiál, který se odlupuje při bombardování, bude působit jako pevné mazivo mezi vlákny, čímž se zmenší povrch vlákna. Koeficient tření. Kromě vlastností vláken a vlastností příze je důležitým faktorem ovlivňujícím neprůstřelnost neprůstřelné vesty struktura tkaniny. Typy látkové struktury používané na softwarové neprůstřelné vestě zahrnují pletené látky, tkané látky, netkané látky, vpichované netkané plsti atd. Pletené látky mají vyšší tažnost, což je výhodné pro zlepšení pohodlí při nošení. Ale tento druh vysokého prodloužení použitého pro odolnost proti nárazu způsobí velké poškození, které nepronikne. Kromě toho, protože pleteniny mají anizotropní vlastnosti, mají různé stupně odolnosti proti nárazu v různých směrech. Přestože tedy pleteniny mají výhody z hlediska výrobních nákladů a efektivity výroby, jsou obecně vhodné pouze pro výrobu rukavic odolných proti bodnutí, šermířských obleků atd. a nelze je zcela použít pro neprůstřelné vesty. Široce používané neprůstřelné vesty jsou tkané látky, netkané látky a vpichované netkané plsti. Tyto tři typy tkanin mají díky své odlišné struktuře různé neprůstřelné mechanismy a balistika zatím nemůže poskytnout dostatečné vysvětlení. Obecně řečeno, poté, co střela zasáhne tkaninu, vytvoří radiální vibrační vlnu v oblasti místa dopadu a šíří se přízí vysokou rychlostí.
Když vibrační vlna dosáhne bodu proplétání příze, část vlny se přenese podél původní příze na druhou stranu bodu propletení, další část se přenese do vnitřku propletené příze a část se odrazí podél původní příze. Vraťte se a vytvořte odraženou vlnu. Mezi výše uvedenými třemi druhy látek má tkaná látka nejvíce bodů proplétání. Po zásahu střelou může být kinetická energie střely přenášena spolupůsobením přízí v místě prolínání, takže nárazová síla střely nebo střepiny může být absorbována ve větší ploše. . Ale zároveň bod proplétání hraje roli pevného konce neviditelně. Odražená vlna vytvořená na pevném konci a původní dopadající vlna budou superponovány ve stejném směru, což značně zesílí napínací účinek příze a přetrhne se po překročení její meze pevnosti. Navíc některé malé šrapnely mohou vytlačit jedinou přízi z tkané látky pryč, čímž se sníží odolnost šrapnelu proti průniku. V určitém rozsahu, pokud se zvýší hustota tkaniny, lze snížit možnost výše uvedené situace a zlepšit pevnost tkaniny, ale negativní účinek odrazu a superpozice napěťové vlny bude vylepšené. Teoreticky řečeno, pro dosažení nejlepší odolnosti proti nárazu je použití jednosměrných materiálů bez propletených bodů. Toto je také výchozí bod"Shield" technika."Štít" technologie nebo"jednosměrné pole" technologie, je metoda výroby vysoce výkonných netkaných neprůstřelných kompozitních materiálů uvedená na trh a patentovaná společností United Signal Corporation v roce 1988. Právo používat tuto patentovanou technologii získala také nizozemská společnost DSM. Tkanina vyrobená touto technologií je tkanina bez útku. Netkaná textilie se vyrábí paralelním uspořádáním vláken v jednom směru a jejich spojením termoplastickou pryskyřicí. Současně se vlákna kříží mezi vrstvami a lisují termoplastickou pryskyřicí.
Většina energie střely nebo šrapnelu je absorbována natahováním a lámáním vláken v místě dopadu nebo v jeho blízkosti."Štít" tkanina dokáže v největší míře zachovat původní pevnost vlákna a rychle rozptýlit energii na větší plochu a postup zpracování je relativně jednoduchý. Jednovrstvá neútková tkanina může být po nalaminování použita jako páteřní struktura měkkého pancíře a vícevrstvá může být použita jako tvrdé neprůstřelné materiály, jako jsou neprůstřelné zesílené vložky. Pokud je u výše uvedených dvou typů tkanin většina energie projektilu absorbována vlákny v místě dopadu nebo v blízkosti místa dopadu prostřednictvím nadměrného natahování nebo propíchnutí za účelem přerušení vláken, pak je netkaná plsť vpichovaná jehlou. strukturovanou tkaninu nelze vysvětlit.
Protože experimenty ukázaly, že u vpichované netkané plsti téměř nedochází k lámání vláken. Vpichovaná netkaná plsť je složena z velkého počtu krátkých vláken, není zde žádný bod proplétání a téměř neexistuje žádný pevný bod odrazu deformační vlny. Neprůstřelný účinek závisí na rychlosti difúze energie dopadu střely v plsti. Bylo pozorováno, že po zasažení šrapnelem byl na špičce střely simulující fragment (FSP) smotek vláknitého materiálu. Proto se předpokládá, že tělo střely nebo šrapnel se v počáteční fázi nárazu otupí, což znesnadní pronikání látkou. Mnoho výzkumných materiálů poukázalo na to, že modul vlákna a hustota plsti jsou hlavními faktory, které ovlivňují balistický efekt celé tkaniny. Vpichované netkané plsti se používají hlavně ve vojenských neprůstřelných vestách vyrobených převážně z neprůstřelných plechů.
