방탄조끼 개요

방탄복은 "탄두와 파편을 흡수하고 소멸시킬 수 있는 운동 에너지로 침투를 방지하고 인체 보호 부위를 효과적으로 보호하는 옷" 이다. 용도상 방탄복은 경찰형과 군용형 두 가지로 나눌 수 있다. 소재의 관점에서 볼 때 방탄복은 소프트웨어, 하드웨어, 하드웨어 복합체의 세 가지로 나눌 수 있다. 부드러운 방탄조끼의 소재는 주로 고성능 방직섬유로 일반 소재의 에너지 흡수력보다 훨씬 높고 방탄조끼 방탄기능을 부여하며, 이런 방탄복은 일반적으로 방직품의 구조로 상당한 유연성을 갖추고 있어 부드러운 방탄복이라고 불린다. 철물 방탄복은 특수강판, 초강력 알루미늄 합금 등 금속소재나 알루미나, 탄화 규소 등 경질 비금속 소재로 만들어졌으며, 그 방탄복은 일반적으로 유연성이 없다. 소프트 및 소프트 복합 방탄복의 부드러움은 위의 두 가지 유형 사이에 있습니다. 연질소재를 안감으로 하고 경질소재를 패널과 보강재로 한 복합방탄조끼입니다.

방탄 성능은 방호용품 중 하나로 방탄복의 첫 번째 핵심 성능이다. 동시에 기능성 의류로서 일정한 복용 성능도 갖추어야 한다.

방탄성능

방탄복의 방탄 성능은 주로 (1) 권총과 소총 총알의 세 가지 측면에 나타난다. 현재 많은 부드러운 방탄복은 권총 총알을 막을 수 있지만, 소총 총알이나 에너지가 더 높은 총알을 막기 위해서는 도자기나 강철 보강판이 필요하다. (2) 방탄파편폭탄, 지뢰, 포탄, 수류탄 등 각종 폭발물 폭발로 인한 고속파편은 전장의 주요 위협 중 하나다. 한 전장에서 병사들이 직면한 위협 순서는 파편, 총알, 폭발 충격파, 고온인 것으로 조사됐다. 그러므로 우리는 방탄판의 역할을 매우 중시해야 한다. (3) 비관통상을 막는 총알은 목표물에 명중한 후 엄청난 충격을 주는데, 이런 충격력은 인체에 미치는 피해는 종종 치명적이다. 이런 상처는 관통성이 아니지만 내상을 초래할 수 있으며, 가장 심각한 생명위험이 있다. 따라서 비관통상을 방지하는 것도 방탄조끼 방탄성능의 중요한 측면이다.

마모성

한편, 방탄복의 착용성능 요건은 방탄조끼가 가능한 가볍고 편안해야 하며, 사람이 입었을 때 다양한 동작을 유연하게 할 수 있다는 것을 의미합니다. 한편 의류는' 의류-인체' 시스템의 미기후 환경을 조절하는 능력이다. 방탄복의 경우, 방탄조끼를 입은 후에도' 사람-옷' 의 기본 열습 교환 상태를 유지하여 방탄조끼 내부 표면의 습기 축적으로 인한 불편함 (예: 무더운 습도, 신체 소비 감소) 을 최소화할 수 있기를 바랍니다. 또한 방탄복은 특수한 사용 환경으로 인해 다른 무기 장비와의 적응성도 고려해야 한다.

방탄조끼의 발전 과정

방탄조끼는 중요한 개인 방호장비로서 금속 장갑판에서 비금속 합성재료로의 전환과 순합성재에서 합성재료, 금속 장갑판, 세라믹 보호판 복합체계의 발전 과정을 거쳤다. 인체 갑옷의 초기 형태는 고대로 거슬러 올라갈 수 있다. 신체 상해를 막기 위해 원시인들은 천연섬유 짜임띠를 가슴 보호용 재료로 사용했다. 무기의 발전은 인간 갑옷의 상응하는 발전을 강요한다. 일찍이 19 세기 말 일본 중세 갑옷에 사용된 실크도 미국이 만든 방탄복에도 사용되었다. 190 1 년, 윌리엄? 맥킨리 대통령이 암살된 후 방탄조끼가 미국 국회의 관심을 끌었다. 이런 방탄복은 저속 권총 총알 (총알 속도 122 m/s) 을 막을 수 있지만 소총탄환은 막을 수 없다. 이에 따라 제 1 차 세계대전에서 천연섬유 직물과 강판으로 만든 방탄조끼가 등장했다. 두꺼운 실크 의류는 방탄복의 주성분이었다. 그러나 실크는 참호에서 빠르게 변질되었다. 이 결함과 실크의 방탄 능력이 제한되어 비용이 많이 들어 실크 방탄조끼가 제 1 차 세계대전에서 미국 무기 부문에 의해 무시되어 보급되지 못했다. 제 2 차 세계대전에서 파편의 살상력이 80% 증가했고 부상자의 70% 가 몸통 손상으로 사망했다. 참가국, 특히 영미는 방탄조끼 개발에 여념이 없다. 1942 10 영국 육군이 처음으로 고망간강판으로 구성된 방탄조끼를 개발하는 데 성공했다. 1943 년 미국이 시험 제작하고 정식으로 채택한 방탄복은 23 종에 이른다. 이 시기의 방탄복은 주로 특수강으로 만들어졌다. 1945 년 6 월 미군은 알루미늄 합금과 고강도 나일론으로 만든 방탄조끼 (모델 M 12 보병 방탄조끼) 를 개발하는 데 성공했다. 그중 나일론 66 (폴리아미드 66 섬유) 은 당시 발명된 지 얼마 되지 않은 합성섬유였다. 파단 강도 (gf/d: 그램/단) 는 5.9 ~ 9.5 이고, 초기 계수 (gf/d) 는 2 1 ~ 58 이며, 비중은1.. 한국전쟁 중 미 육군은 12 층 방탄나일론으로 만든 T52 전나일론 방탄복을 장착했고 해병대는 M 195 1 강성' 도론' 유리 방탄복을 장착했고 무게는 2.7 ~ 3 이었다 나일론으로 만든 방탄복은 병사들에게 어느 정도 보호를 해 줄 수 있지만 부피가 크고 무게가 6kg 에 달한다. 1970 년대 초 미국 듀폰사는 초강도, 초고계수, 내고온을 갖춘 합성섬유인 케블라 섬유를 개발해 방탄 분야에 빠르게 적용했다. 이런 고성능 섬유의 출현은 부드러운 방직 방탄복의 성능을 크게 향상시키고 방탄복의 편안함을 크게 높였다. 미군은 먼저 케블라를 이용해 방탄조끼를 만들어 경량과 중형 두 가지 모델을 개발했다. 신형 방탄복은 케블라 섬유 직물을 주요 재료로 하고 방탄 나일론 천을 봉투로 한다. 이 중 가벼운 방탄복은 6 층 케블라 원단으로 이루어져 있으며 무게는 3.83 kg 입니다. 케블라의 상품화로 뛰어난 종합 성능으로 각국 군대의 방탄복에 광범위하게 적용되었다. Kevlar 의 성공, Twaron 과 Spectra 의 출현, 방탄복에서의 응용으로 고성능 방직섬유를 특징으로 하는 부드러운 방탄조끼가 점차 유행하고 있으며, 그 적용 범위도 군사에 국한되지 않고 경찰과 정치권으로 확대되고 있다. 그러나 고속 총알, 특히 소총이 발사한 총알에 대해서는 순연 방탄조끼가 무력하다. 이를 위해, 섬유 복합방탄조끼를 개발해 섬유복합소재를 보강판이나 판재로 활용해 방탄조끼 전체의 방탄능력을 높였다. 요약하자면 현대 방탄복은 이미 3 세대가 있다. 1 세대는 경질 방탄복으로 주로 특수강 알루미늄 합금 등 금속으로 만들어졌다. 이런 방탄복은 의류가 두껍고 보통 20kg 정도이며, 착용이 불편하고, 인체 활동에 제한이 크며, 방탄 성능이 어느 정도 있지만, 2 차 파편이 생기기 쉽다는 특징이 있다. 2 세대 방탄복은 부드러운 방탄복으로, 보통 케블라와 같은 고성능 섬유 직물로 만들어진다. 가벼운 무게로 보통 2 ~ 3kg 에 불과하며, 질감이 부드럽고, 체력이 좋고, 착용이 편하며, 내부 착용시 은폐성이 뛰어나 경찰, 보안, 정치가가 매일 착용하기에 적합하다. 방탄능력에서는 일반적으로 5 미터 밖에서 권총이 쏘는 총알을 막을 수 있어 2 차 탄환이 생기지 않지만, 총알에 맞은 후 큰 변형이 발생하여 어느 정도 비관통성 손상을 초래할 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 방탄, 방탄, 방탄, 방탄, 방탄, 방탄, 방탄) 또 소총이나 기관총이 쏘는 총알에 대해 보통 두께의 부드러운 방탄복은 저항하기 어렵다. 3 세대 방탄복은 복합 방탄복입니다. 보통 경량 도자기 조각을 외층으로 사용하고, 케블라와 같은 고성능 섬유 직물을 내층으로 사용하는 것이 현재 방탄복의 주요 발전 방향이다.

방탄 조끼의 방탄 메커니즘 및 그 영향 요인

기본적으로 방탄복의 방탄 메커니즘은 두 가지가 있다. 하나는 탄환체가 산산조각 난 파편이다. 두 번째는 방탄 재료를 통해 탄두의 운동 에너지를 방출하는 것이다. 미국이 1920 년대와 1930 년대에 개발한 첫 방탄조끼는 견고한 옷에 부착된 겹친 강판으로 보호됐다. 이런 방탄복과 나중에 비슷한 경질 방탄복은 모두 총알이나 탄알을 튀기거나 총알을 부수어 에너지를 소모하여 방탄 역할을 한다. 고성능 섬유를 주요 방탄재로 하는 연체방탄복의 방탄기제는 주로 후자, 즉 고강도 섬유를 원료로 하는 직물을 이용해 총알이나 파편을' 포착' 하여 방탄의 목적을 달성하는 것이다. 연구에 따르면 부드러운 방탄조끼가 에너지를 흡수하는 방법에는 (1) 직물 변형 (총알 입사 방향의 변형 및 입사점 근처의 인장 변형 포함) 이 있습니다. (2) 직물 파괴: 섬유 원섬유화, 섬유 파열, 사선 구조 해체, 직물 구조 해체 포함 (3) 열: 에너지는 마찰을 통해 열 형태로 소산된다. (4) 음향 에너지: 총알이 방탄층에 부딪친 후 나오는 소리에 의해 소비되는 에너지; (5) 발사체의 변형. 방탄능력을 높이기 위해 개발된 소프트 복합방탄복의 방탄기제는' 소프트 겸사' 로 요약할 수 있다. 총알이 방탄조끼에 부딪혔는데, 가장 먼저 영향을 미치는 것은 강판이나 강화 도자기 재료 등 경질 방탄소재이다. 이 순간의 접촉 과정에서 총알과 단단한 방탄 물질이 변형되거나 부러져 총알의 에너지 대부분을 소모할 수 있다. 고강도 섬유 직물은 방탄조끼의 완충 패드와 두 번째 방어선으로 총알의 남은 에너지를 흡수하고 확산시켜 완충 작용을 함으로써 비관통성 손상을 최소화한다. 이 두 방탄 과정에서 전자는 주요 에너지 흡수 역할을 하며 탄환의 관통력을 크게 낮추는 것이 방탄의 관건이다. 방탄조끼의 방탄 효율에 영향을 미치는 요인은 탄환 (탄환 또는 탄알) 과 상호 작용하는 방탄 재료의 두 가지 측면을 고려해 볼 수 있다. 탄환의 경우, 그 운동 에너지, 모양, 재료는 그것의 침투를 결정하는 중요한 요소이다. 일반 탄두, 특히 납심이나 일반 강심탄은 방탄 재료에 닿으면 변형된다. 이 과정에서 총알은 운동 에너지의 상당 부분을 소비하여 총알의 관통력을 효과적으로 낮추는데, 이는 총알 에너지 흡수 메커니즘의 중요한 측면이다. 하지만 폭탄, 수류탄 등 폭발로 인한 파편이나 총알이 형성한 2 차 파편에 대해서는 상황이 확연히 다르다. 이 파편들은 모양이 불규칙하고, 가장자리가 날카롭고, 무게가 가볍고, 부피가 작으며, 방탄재료, 특히 부드러운 방탄재료에 부딪친 후 변형되지 않는다. 일반적으로 이 조각의 속도는 높지 않지만 부피는 크고 밀도는 크다. 부드러운 방탄조끼가 이런 조각 에너지를 흡수하는 관건은 조각 절단, 스트레칭, 부러진 방탄 직물의 사선이 직물 내부의 사선 간, 직물의 다른 층간 상호 작용을 일으켜 직물의 전체적인 변형을 초래한다는 것이다. 이 과정에서 파편은 대외적으로 일을 하여 자신의 에너지를 소모한다. 이 두 가지 유형의 인체 에너지 흡수 과정에서도 약간의 에너지가 마찰 (섬유/섬유, 섬유/총알) 을 통해 열로, 충격을 통해 음향 에너지로 변환됩니다. 방탄 재료의 경우 방탄조끼가 총알 등 발사체 운동 에너지를 최대한 흡수하기 위해서는 방탄 재료가 강도, 인성, 흡수력이 높아야 한다. 현재 방탄복, 특히 부드러운 방탄복에 사용되는 재료는 주로 고성능 섬유입니다. 이러한 고성능 섬유는 고강도 및 고 모듈러스가 특징입니다. 탄소 섬유나 붕섬유와 같은 일부 고성능 섬유는 강도가 높지만 유연성이 떨어지고, 단공이 적고, 방직 가공이 어렵고, 가격이 높기 때문에 기본적으로 인체 장갑에 적합하지 않다. 특히 방탄 직물의 방탄 효과는 주로 섬유의 인장 강도, 부러진 신장률과 작업, 섬유의 계수, 섬유의 방향과 응력 파 전파 속도, 섬유의 섬세함, 섬유의 조립 방법, 단위 면적당 섬유 무게, 실의 구조와 표면 특성, 직물의 조직 구조, 섬유망의 두께, 망층 또는 직물 등에 달려 있다 충격에 저항하는 섬유 재질의 성능은 섬유의 부러짐 에너지와 응력 파동이 전파되는 속도에 따라 달라집니다. 응력 파는 가능한 한 빨리 확산해야 하며, 고속 충격 하에서 섬유의 파열은 가능한 한 높아야 한다. 재질의 인장 파단 작업은 재질이 외부 손상에 저항하는 에너지로 인장 강도 및 신장 변형과 관련된 함수입니다. 따라서 이론적으로 인장 강도가 높을수록 스트레칭 변형 능력이 강할수록 에너지 흡수 잠재력이 커진다. 그러나 실제 응용에서는 방탄조끼가 사용하는 재료가 과도하게 변형되는 것을 허용하지 않기 때문에 방탄조끼에 사용되는 섬유는 높은 항변형 능력, 즉 고계수가 있어야 한다. 원사 구조가 방탄 능력에 미치는 영향은 원사 직물의 차이로 인한 단일 섬유 강도 이용률과 원사의 전체 스트레칭 변형 능력의 차이다. 원사의 파괴 과정은 먼저 섬유의 파괴 과정에 달려 있지만, 집합체이기 때문에 파괴 메커니즘은 매우 다릅니다. 섬유질이 가늘수록 사선에서의 상호 거리가 가까울수록 힘이 고르게 되어 사선의 강도가 높아진다. 또한, 원사의 섬유 배열의 평탄도 및 평행도, 내부 및 외부 전이 수, 원사 비틀림 등이 있습니다. 이 모든 것은 원사의 기계적 특성, 특히 인장 강도 및 파단 연신율에 중요한 영향을 미칩니다. 또한 원사와 원사, 원사 및 엘라스토머 간의 상호 작용으로 인해 원사의 표면 특성이 두 가지 효과를 생성 또는 약화시킬 수 있습니다. 사선 표면의 기름과 수분의 존재는 총알이나 탄알이 재료를 관통하는 저항을 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 사람들은 종종 재료를 세척하고 건조시켜 침투성을 높일 수 있는 방법을 모색해야 한다. 높은 인장 강도와 높은 모듈러스 합성 섬유는 일반적으로 높은 방향, 그래서 섬유 표면은 부드럽고 마찰 계수는 낮습니다. 이 섬유들은 방탄직물에 쓰일 때 총알에 맞은 후 섬유간 에너지 전달 능력이 떨어지며, 중력파는 빠르게 전파될 수 없고, 직물이 총알을 막는 능력도 낮아진다. 일반적인 표면 마찰 계수를 높이는 방법 (예: 라모, 코로나 마무리 등) 은 섬유의 강도를 낮추는 반면, 직물 코팅 방법은 섬유 사이의 "용접" 을 일으키기 쉬우며, 탄환 충격파가 사선 옆으로 반사되어 섬유가 너무 일찍 끊어지게 한다. 이 모순을 해결하기 위해 사람들은 여러 가지 방법을 생각해 냈다. American Association 은 공기 감는 섬유를 시장에 내놓았는데, 사선 내부의 섬유로 감겨 총알과 섬유의 접촉을 증가시켰다. 미국 특허 5035 1 1 1 에서 가죽 코어 구조 섬유를 이용하여 사선 마찰계수를 높이는 방법을 소개했다. 이런 섬유의' 코어' 는 고강도 섬유이고,' 가죽' 은 강도가 약간 낮고 마찰계수가 높은 섬유로, 후자는 5 ~ 25% 를 차지한다. 또 다른 미국 특허 525524 1 은 고강도 섬유 표면에 얇은 고마찰 중합체를 코팅하여 금속 침투에 대한 직물의 저항력을 높이는 유사한 방법을 발명했습니다. 본 발명은 코팅 중합체가 고강도 섬유 표면과 강한 접착력을 가져야 한다고 강조했다. 그렇지 않으면 충격 중에 벗겨진 코팅 재질이 섬유 사이의 고체 윤활제로 사용되어 섬유 표면의 마찰계수를 낮춘다. 섬유 성능과 사선 특성 외에도 직물 구조도 방탄조끼 방탄능력에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 소프트웨어 방탄복에 사용되는 원단 구조 유형은 니트 원단, 기계 직물, 위사 없는 원단, 침침 부직포 등이다. 니트 원단 신장률이 높아 착용감 향상에 도움이 됩니다. 그러나, 충격 저항에 사용될 때, 이 높은 신장률은 큰 비침투 손상을 초래할 수 있다. 또한 니트 원단의 비등방성 특성으로 방향에 따라 내충격성이 다릅니다. 그래서 니트 원단은 생산비용과 생산성에는 장점이 있지만 일반적으로 방탄장갑, 펜싱복 등을 만드는 데만 적합합니다. 방탄복에는 완전히 사용할 수 없습니다. 현재 방탄복은 기계 직물, 위사 없는 직물, 침침 부직포를 광범위하게 채택하고 있다. 구조가 다르기 때문에 이 세 가지 원단의 방탄 기계도 다르기 때문에 탄도학은 현재 충분한 설명을 할 수 없다. 일반적으로 총알이 직물에 맞으면 탄착점 영역에서 방사형 진동파가 생성되어 고속으로 실을 통해 전파됩니다. 진동파가 사선의 교차점에 도달하면, 일부 파동은 원사를 따라 교차점의 반대쪽으로 전달되고, 다른 한 부분은 얽힌 사선으로 전달되고, 다른 한 부분은 원사를 따라 반사되어 반사파를 형성한다. 위의 세 가지 원단 중 기계 직물의 교차점이 가장 많다. 총알에 맞은 후 총알의 운동 에너지는 교차지점에서 사선의 상호 작용을 통해 전이될 수 있어 더 큰 면적에서 총알이나 파편의 충격을 흡수할 수 있다. 그러나 동시에 교차점은 보이지 않고 고정 끝 역할을 한다. 고정 끝에서 형성된 반사파는 원래 입사파와 같은 방향으로 겹쳐져 실의 장력이 크게 높아져 부러지고 부러집니다. 또한, 일부 작은 파편은 기계 직물에서 단일 실을 밀어내어 파편의 침투 방지 능력을 낮출 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 템플린, 탄환, 탄환, 탄환, 탄환, 탄환) 일정 범위 내에서 직물 밀도를 높이면 이러한 상황이 발생할 가능성을 낮추고 직물 강도를 높일 수 있지만 응력 웨이브 반사 오버레이의 부정적인 효과가 향상됩니다. 이론적으로 최고의 내충격 성능을 얻으려면 교차점이 없는 단방향 재질을 사용하는 것이다. 이것은 또한 "방패" 기술의 출발점입니다. "차폐" 기술, 즉 "단방향 배열" 기술은 고성능 비직조 방탄 복합 재료를 생산하는 방법으로, 미국 연합신호회사가 1988 에서 도입하여 특허를 획득했습니다. 이 특허 기술의 사용권도 네덜란드의 DSM 사에 부여되었다. 이 기술로 만든 직물은 위사 없는 직물이다. 위사 없는 천은 섬유를 한 방향으로 평행하게 배열하고 열가소성 수지로 접착하며, 동시에 섬유를 층간 교차시키고 열가소성 수지로 눌러 만든 것이다. 총알이나 파편의 에너지 대부분은 탄착점이나 탄착점 근처에서 섬유를 늘이고 끊어서 흡수된다. "차폐" 직물은 섬유의 원래 강도를 최대한 유지하고 에너지를 더 넓은 범위로 빠르게 분산시킬 수 있으며 가공 절차도 비교적 간단합니다. 단층 무위천은 부드러운 방탄조끼의 골조 구조로, 다층 억압은 방탄 강화 보드 등 경질 방탄재로 사용할 수 있다. 이 두 가지 직물 중 대부분의 탄성 에너지가 충격점이나 충격점 근처의 섬유에 흡수되고 섬유가 과도하게 늘어나거나 뚫려 끊어지면, 비직포 펠트 구조의 방탄 기계를 찌르는 것은 해석할 수 없다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 침술 부직포가 섬유 파열이 거의 발생하지 않는 것으로 실험되었기 때문이다. 침침 부직포는 대량의 짧은 섬유로 이루어져 있으며, 교차점이 없고, 변형파의 고정 반사가 거의 없다. 방탄 효과는 펠트에서의 총알 충격 에너지의 확산 속도에 달려 있다. 파편에 맞은 후, 조각 시뮬레이션 폭탄 (FSP) 상단에 섬유질 물질이 한 권 있는 것으로 나타났다. 따라서 발사체 또는 파편이 충격의 초기 단계에서 무뎌져서 직물을 관통하기 어려울 것으로 예상된다. 많은 연구 자료에 따르면 섬유의 계수와 펠트의 밀도는 전체 직물의 방탄 효과에 영향을 미치는 주요 요인이다. 침술 부직포 펠트는 주로 군용 방탄복 방탄판에 쓰인다.