Что такое кевлар и как он останавливает пулю?

Что такое кевлар? Это арамидное волокно, которое благодаря своим техническим характеристикам – в частности высокой прочности, – широко используется в различных областях промышленности. Механические свойства кевлара позволяют использовать эту ткань в военной сфере – как материал изготовления бронежилетов и шлемов.

Производством оригинальной ткани кевлар занимается компания DuPont. Однако сегодня существует немало альтернативных разработок волокон из ароматического полиамида, которые созданы другими фирмами. Эти ткани также обладают высокой механической прочностью, по характеристикам они лишь немногим отличаются от оригинального волокна кевлар.

Появление и испытания кевлара

Возникновение кевлара датируется 1964-м годом, в следующем году разработали его технологию изготовления. Промышленное производство кевлара стартовало в начале 1970-х годов. Спустя несколько лет путем исследований было установлено, что в ткани кевлар-29 и ее разновидностях, которые применялись как тканевые и тканевополимерные преграды, состоящие из нескольких слоев, отлично сочетается скорость поглощения энергии и длительность взаимодействия с ударником. Как результат, эти свойства обеспечивали весьма высокую стойкость к воздействию пуль и осколков снарядов.

Что такое кевлар? Особенности материалаВ 1970-х годах армирующее волокно из кевлара начали применять для создания бронежилетов. Разработкой таких средств защиты занимался Национальный институт правосудия США – National Institute of Justice – NIJ. Процесс разработки занял несколько лет и насчитывал четыре стадии.

Были проведены испытания, которые показали как остановить пулю с помощью этого волокна. Затем было определено количество слоев ткани, которые требовались для того, чтобы предотвратить пробивание пулями разного калибра, которые летели с разной скоростью. Специалисты института разработали прототип жилета, который был способен защитить своих сотрудников от пуль калибра .38 Special и .22 Long Rifle, которые в то время составляли наиболее распространенную угрозу.

В 1973-м году был создан жилет с семью слоями арамидного волокна для полевых испытаний. Разработчики установили, что кевлар терял свои защитные свойства при намокании, воздействии ультрафиолетовых лучей – в том числе солнечных. Также свойства защиты волокон ухудшались после химчистки, неоднократных стирок и использования отбеливателей. Для решения проблемы для бронежилета создали покрытие, которое предотвращало проникновение воды и воздействие солнечных лучей.

Особенности арамидного волокна

Главными достоинствами кевларового материала является высокая удельная прочность при растяжении, высокое сопротивление ударам и динамической нагрузке. Кевларовая нить по прочности превышает нить из стали аналогичной массы в 10 раз.

При низких температурах кевлар сохраняет прочность и гибкость, при охлаждении материала эти характеристики даже чуть улучшаются. В случае нагревания до 150°C ткань постепенно теряет в прочности. На отметке 250°C прочность волокна уменьшается на половину за 70 часов. При высокой температуре – около 430–480°C арамидное волокно разлагается.

Несмотря на отличные баллистические характеристики, эффективность кевларовых касок и бронежилетов ограничивается первым и вторым классом защиты – в случае с угрозой в виде пуль пистолета. Они не устоят против мощных винтовочных патронов. Иногда арамидное волокно применяется в качестве дополнения в бронежилетах, в которых в качестве брони используются металлические пластины.

Этапы замедления пуль после попадания в кевлар

Структура кевлара делает его уязвимым для ножей или шила. Проткнуть такую ткань весьма легко – ее нити просто разойдутся. Однако разрезать арамидное волокно очень сложно. Вместе с тем броня из кевлара обладает хорошей мягкостью и гибкостью – благодаря этому она используется в случаях, где нужно скрыть наличие защиты. Жилет из арамидного волокна легко расположить под деловым костюмом, такая защита обеспечивает практически полную свободу движений.

Области применения кевлара

Использование кевлара в изготовлении беспилотниковПомимо средств индивидуальной защиты, кевлар применяется в самых различных сферах, однако высокая стоимость изготовления арамидного волокна препятствует массовому производству этого материала. Данная ткань была создана для армирования шин автомобилей – для этих целей материал используется и сегодня. Также кевлар служит армирующим волокном в композитных материалах, обеспечивая им высокую прочность и легкость.

Арамидное волокно применяется и в смешанных тканях, из которых изготавливают, в частности, защитные перчатки и вставки для спортивной одежды. Сейчас кевлар также используют в судостроении при производстве элементов яхт. Кроме того, арамидное волокно распространено в авиационной и космической промышленности. К примеру, ткань служит для повышения защиты беспилотных летательных аппаратов.

Вход
на сайт
Забыли пароль? Регистрация пользователя
Войти как
пользователь: