JABR920
22nd April 2015, 11:37 PM
جلیقه ضد گلوله چگونه عمل می کند؟
انسان از زمانهای قدیم زره به تن می کرد، قبایل باستان در هنگام شکار پوست حیوانات را به دور بدنشان می بستند. جنگجویان روم باستان و اروپایی های قرون وسطی، پیش از رفتن به میدان نبرد، بدن خود را با صفحه های فلزی می پوشانند. در دهه 1400 زره در دنیای غرب بسیار فراگیر و پیشرفته شد و با یک زره مناسب شخص تقریبا شکست ناپذیر بود. با پیشرفت اسلحه و توپ در دهه 1500 زره ها تغییر کردند. سرعت بالا ی گلوله ها، می توانند به آنها انرژی لازم برای نفوذ در لایه های نازک فلزی را بدهد.
بنابراین می توان بر ضخامت فلزات زره های سنتی افزود بنابراین برای شخص استفاده کننده بسیار سنگین و طاقت فرسا می گردد. مهندسین در دهه 1960 یک جلیقه ضد گلوله و مناسب را ساختند که بر خلاف زره های سنتی بسیار راحت بود.
جلیقه های ضد گلوله سبک از فلز ساخته نشده اند بلکه از بافت های فیبری که قابل دوخت بر روی جلیقه و دیگر لباس های سبک می باشد ساخته شده اند.
جلیقه های ضد گلوله امروزی، به دو نوع تقسیم می شود:
- جلیقه های ضد گلوله سخت
- جلیقه های ضد گلوله نرم
جلیقه های ضد گلوله سخت
جلیقه های ضد گلوله سخت از صفحه های فلزی و یا سرامیکی ضخیم ساخته می شوند و به اندازه کافی برای انحراف گلوله و سایر سلاح ها مقاومند. مواد بکار رفته در این جلیقه ها، گلوله ها را با همان نیرویی که به داخل در حال وارد شدن است به خارج هل می دهند. به این ترتیب جلیقه غیر قابل نفوذ خواهد بود.
جلیقه های ضد گلوله سخت حفاظت بیشتری را نسبت به جلیقه های ضد گلوله نرم ایجاد می کنند ولی طاقت فرساتر هستند. افسرهای پلیس و کارکنان نظامی این نوع از لوازم حفاظتی را در هنگامی که میزان خطر احتمالی بالا باشد به تن می کنند ولی برای استفاده های روزمره عموما از جلیقه های ضد گلوله نرک که می توان به صورت ژاکت یا تی شرت معمولی به تن کرد، استفاده می کنند.
چرا سرامیک؟
چرا جلیقه های ضد گلوله از صفحه های سرامیکی ساخته می شوند؟
کاشی های حمام از جنس سرامیک ساخته می شوند و بسیار شکننده و نازک هستند. چرا برای جلیقه های ضد گلوله مناسب هستند. امروزه هزاران ماده مختلف به عنوان سرامیک مشخص شده اند. سرامیکی که در جلیقه های ضد گلوله به کار میروند آلومینا (Alumina) نام دارد که دارای فرمول شیمیایی AL203 است. آلومینا از یاقوت کبود ساخته شده و جسم بسیار سختی است. همچنین می توان صفحه هایی بسیار محکمی را یافت که از پلاستیک پلی اتیلن ساخته شده اند که از سرامیک ضخیم تر و مشبک ترند اما به سختی و محکمی آن نیستند ولی سبک ترند.
جلیقه های ضد گلوله نرم
جلیقه های ضد گلوله نرم مفهوم گیج کننده ای است. چگونه ممکن است یک تکه لباس گلوله را متوقف کند؟ روش کار این جلیقه ها بسیار ساده است. در درون این جلیقه ها یک ماده ضد گلوله قرار دارد که در حقیقت یک توری بسیار قوی است. برای درک چگونگی عملکرد آن، تور دروازه فوتبال را در نظر بگیرید. در پشت دروازه بستهش ده است. وقتی که توپ به دروازه شوت می شود، دارای انرژی زیادی اس و در هنگام اصابت به تور، در یک نقطه مشخص تور را به عقب هل می دهد. هر رشته از یک سمت تیرک به سمت دیگر امتداد دارد و نیروی وارد آمده در آن نقطه مشخص را به سر تا سر پخش می کند. این نیرو به دلیل به هم بافته بودن رشته ها پخش می شود. زمانی که توپ رشته های افقی تور را هل می دهد دیگر رشته ها نیز در عوض، دیگر رشته های افقی را هل داده و به این طریق، همه قسمت های تور انرژی وارده توپ را جذب می کنند و فرقی نمی کند که گلوله به کدام قسمت از تور اصابت کرده باشد.
اگر یک تکه از ماده ضد گلوله را زیر میکروسکوپ قرار دهیم، همین ساختار را مشاهده خواهیم کرد. رشته های بلندی از الیاف را که به هم تنیده شده اند تا یک ساختار توری شکل متراکم را تشکیل دهند. حال با توجه به اینکه یک گلوله بسیار سریع تر از توپ حرکت می کند، بنابراین این توری باید از مواد محکم تری ساخته شود. معروف ترین ماده ای که در ساخت جلیقه های ضد گلوله به کار می رود، الیافی به نام KEVLAR است. Kevlar الیافی سبک وزن است که 5 برابر مقاوم تر از یک تکه فولاد، در همان وزن است زمانی که این ماده به صورت یک تور متراکم در می آید، می تواند نیروی زیادی را جذب کند. به منظور جلوگیری از رسیدن گلوله به سطح بدن، جلیقه ضد گلوله باید برخلاف ضربه مستقیمی که گلوله وارد می کند، عمل کند.
Kevlar
در گذشته Kevlar رایج ترین نوع الیاف برای ساختن جلیقه های ضد گلوله بود ولی امروزه مواد دیگری به کار گرفته شده است که در دسترس ترین آنها، Vectran نام دارد و حدودا دو برابر مقام تر از Kevlar و 5 تا 10 برابر مقاوم تر از فولاد است.
یک نوع الیاف دیگر که اخیرا رایج شده،ابریشم عنکبوت نام دارد. بر روی بزها کارهای ژنتیکی انجام شد تا بتوان از آنها در تولید جزء شیمیایی ابریشم عنکبوت استفاده نمود. ماده حاصله Biosteel نام گرفت. یک رشته از Biosteel 20 برابرمقاوم تر از فولاد است.
الیاف دیگری وجود دارد که Carbon nanotubes نامیده می شود و گفته می شود که حتی از ابریشم عنکبوت نیز مقاوم تر است نخ Carbon nanotubes هنوز هم کمیاب است و قیمت فعلی این الیاف بسیارگران است. که به مرور زمان این قیمت ها نزول پیدا خواهند کرد و این نوع الیاف، به عنوان الیاف، بادوام در جلیقه های ضد گلوله به کار خواهند رفت.
جلیقه ضد گلوله پوست اژدها (http://jangandeh.blogfa.com/post-90.aspx)
تست های صورت گرفته محدود بود،با این حال جلیقه پوست اژدها به طور قابل ملاحظه ای عملکرد بهتری داشت.
پوست اژدها از انواع جلیقه های ضد گلوله ای می باشد که توسط شرکت "Pinnacle Armor" ساخته می شود.مشخصه اصلی این جلیقه استفاده از دیسک های دایره ای با قطر 2 اینچ(5 سانتیمتر) در آن است که این دیسک ها طوری درون آن چیده شده اند که بر روی هم همپوشانی داشته و ساختاری مانند زره های تکه ای باستانی را به یاد می آورد.این ساختار باعث تبدیل شدن پوست اژدها به یک جلیقه انعطاف پذیر شده و سبب گشته این جلیقه محدوده حرکتی مناسبی در کنار توانایی جذب تعداد بالایی از برخورد ها را نسبت به تولید های مشابه داشته باشد.این دیسک ها از سرامیک سیلیکون کاربید ساخته شده اند که مشابه صفحه های سرامیکی دیگری اند که در دیگر محصولات ضد گلوله مورد استفاده قرار می گیرند.
این جلیقه دارای سه نوع اصلی است:یکی SOV-2000 که دارای سطح سه حفاظتی(III) می باشد،SOV-3000 که به عنوان جلیقه ای با سطح چهار حفاظتی(IV) طبقه بندی می شود ولی این موضوع هنوز به شکل رسمی اعلام نشده است و نوع ناشناخته ای که دارای سطح حفاظتی پنج(V) بوده و به شکل عمومی معرفی نشده است.
SOV-2000 که از پولک هایی همپوشاننده با مدول کششی بالا از جنس سرامیک که در میان پارچه ای از جنس الیاف آرامید پوشیده شده است،ساخته می شود.صفحه های دارای سطح سه AMI از یک لایه فولادی خارجی با قطر 3 میلی متر که با لایه از Linex پوشانده شده بهره می برند.ضخامت نهایی صفحه حدود 25 میلی متر می شود.
SOV-2000 از دیسک های سرامیکی با ابعاد 2 اینچ قطر و 0.25 اینچ ضخامت بهره می برد.وزن این نوع جلیقه با سطح حفاظتی 3 و ابعاد 254 در 305 میلی متر حدود 2.5 کیلوگرم است.
جلیقه SOV-2000 در اکتبر 2006 توسط دکتر "گری رابرتز" در مرکز پزشکی دانشگاه استنفورد مورد آزمایش قرار گرفت.در این آزمایش برای مقایسه،جلیقه و یک صفخه فولادی مرکب با سطح حفاظتی سه مورد هدف قرار گرفتند.هر دو زره برای مدت 12 ساعت در دما 77 درجه سلسیوس قرار داده شدند و قبل از شلیک به مدت 90 دقیقه به هوای آزاد منتقل شدند.
هر دو سیستم حفاظتی حداقل 20 بار با 5 گلوله از مهمات مختلف مورد اصابت قرار گرفتند.یک شلیک به زاویه 90 درجه و مستقیم،دو شلیک با انحراف 60 درجه و دو شلیک هم با انحراف 30 درجه که همه از فاصله 3 متری و با گلوله های 5.56 میلیمتری 40 گرمی و با سرعت 1133 متر بر ثانیه،5.56 میلیمتری 62 گرمی با سرعت 931 متر بر ثانیه،7.62x39 میلیمتری مغز فولادی با غلاف تمام فلزی و با وزن 123 گرمی و سرعت 703 متر بر ثانیه و 06-M2 30 با غلاف تمام فلزی و وزن 150 گرم و سرعت 834 متر بر ثانیه صورت پذیرفتند.
هر دو زره گلوله های شلیک شده را با موفقیت دفع کردند و با وجود برخور های بالا،هیچ گونه نقص و نفوذی در آنها صورت نگرفت.
در آزمایشی که توسط SWAT انجام شد،تمام گلوله های شلیکی شامل شلیک 308 گلوله از یک دورزن و شلیک 30 گلوله MP5 از فاصله 1.5 متری را دفع کرد.در این آزمایش،98 افسر از ایالت ها و پلیس های محلی حضور داشتند.این جلیقه همچنین 40 گلوله PS-M1943 با مغز فولادی شلیک شده از AK-47 و 400 گلوله 9 میلیمتری با غلاف تمام فلزی جنگی شلیک شده از یک تفنگ دستی را نیز متوقف کرد.
انسان از زمانهای قدیم زره به تن می کرد، قبایل باستان در هنگام شکار پوست حیوانات را به دور بدنشان می بستند. جنگجویان روم باستان و اروپایی های قرون وسطی، پیش از رفتن به میدان نبرد، بدن خود را با صفحه های فلزی می پوشانند. در دهه 1400 زره در دنیای غرب بسیار فراگیر و پیشرفته شد و با یک زره مناسب شخص تقریبا شکست ناپذیر بود. با پیشرفت اسلحه و توپ در دهه 1500 زره ها تغییر کردند. سرعت بالا ی گلوله ها، می توانند به آنها انرژی لازم برای نفوذ در لایه های نازک فلزی را بدهد.
بنابراین می توان بر ضخامت فلزات زره های سنتی افزود بنابراین برای شخص استفاده کننده بسیار سنگین و طاقت فرسا می گردد. مهندسین در دهه 1960 یک جلیقه ضد گلوله و مناسب را ساختند که بر خلاف زره های سنتی بسیار راحت بود.
جلیقه های ضد گلوله سبک از فلز ساخته نشده اند بلکه از بافت های فیبری که قابل دوخت بر روی جلیقه و دیگر لباس های سبک می باشد ساخته شده اند.
جلیقه های ضد گلوله امروزی، به دو نوع تقسیم می شود:
- جلیقه های ضد گلوله سخت
- جلیقه های ضد گلوله نرم
جلیقه های ضد گلوله سخت
جلیقه های ضد گلوله سخت از صفحه های فلزی و یا سرامیکی ضخیم ساخته می شوند و به اندازه کافی برای انحراف گلوله و سایر سلاح ها مقاومند. مواد بکار رفته در این جلیقه ها، گلوله ها را با همان نیرویی که به داخل در حال وارد شدن است به خارج هل می دهند. به این ترتیب جلیقه غیر قابل نفوذ خواهد بود.
جلیقه های ضد گلوله سخت حفاظت بیشتری را نسبت به جلیقه های ضد گلوله نرم ایجاد می کنند ولی طاقت فرساتر هستند. افسرهای پلیس و کارکنان نظامی این نوع از لوازم حفاظتی را در هنگامی که میزان خطر احتمالی بالا باشد به تن می کنند ولی برای استفاده های روزمره عموما از جلیقه های ضد گلوله نرک که می توان به صورت ژاکت یا تی شرت معمولی به تن کرد، استفاده می کنند.
چرا سرامیک؟
چرا جلیقه های ضد گلوله از صفحه های سرامیکی ساخته می شوند؟
کاشی های حمام از جنس سرامیک ساخته می شوند و بسیار شکننده و نازک هستند. چرا برای جلیقه های ضد گلوله مناسب هستند. امروزه هزاران ماده مختلف به عنوان سرامیک مشخص شده اند. سرامیکی که در جلیقه های ضد گلوله به کار میروند آلومینا (Alumina) نام دارد که دارای فرمول شیمیایی AL203 است. آلومینا از یاقوت کبود ساخته شده و جسم بسیار سختی است. همچنین می توان صفحه هایی بسیار محکمی را یافت که از پلاستیک پلی اتیلن ساخته شده اند که از سرامیک ضخیم تر و مشبک ترند اما به سختی و محکمی آن نیستند ولی سبک ترند.
جلیقه های ضد گلوله نرم
جلیقه های ضد گلوله نرم مفهوم گیج کننده ای است. چگونه ممکن است یک تکه لباس گلوله را متوقف کند؟ روش کار این جلیقه ها بسیار ساده است. در درون این جلیقه ها یک ماده ضد گلوله قرار دارد که در حقیقت یک توری بسیار قوی است. برای درک چگونگی عملکرد آن، تور دروازه فوتبال را در نظر بگیرید. در پشت دروازه بستهش ده است. وقتی که توپ به دروازه شوت می شود، دارای انرژی زیادی اس و در هنگام اصابت به تور، در یک نقطه مشخص تور را به عقب هل می دهد. هر رشته از یک سمت تیرک به سمت دیگر امتداد دارد و نیروی وارد آمده در آن نقطه مشخص را به سر تا سر پخش می کند. این نیرو به دلیل به هم بافته بودن رشته ها پخش می شود. زمانی که توپ رشته های افقی تور را هل می دهد دیگر رشته ها نیز در عوض، دیگر رشته های افقی را هل داده و به این طریق، همه قسمت های تور انرژی وارده توپ را جذب می کنند و فرقی نمی کند که گلوله به کدام قسمت از تور اصابت کرده باشد.
اگر یک تکه از ماده ضد گلوله را زیر میکروسکوپ قرار دهیم، همین ساختار را مشاهده خواهیم کرد. رشته های بلندی از الیاف را که به هم تنیده شده اند تا یک ساختار توری شکل متراکم را تشکیل دهند. حال با توجه به اینکه یک گلوله بسیار سریع تر از توپ حرکت می کند، بنابراین این توری باید از مواد محکم تری ساخته شود. معروف ترین ماده ای که در ساخت جلیقه های ضد گلوله به کار می رود، الیافی به نام KEVLAR است. Kevlar الیافی سبک وزن است که 5 برابر مقاوم تر از یک تکه فولاد، در همان وزن است زمانی که این ماده به صورت یک تور متراکم در می آید، می تواند نیروی زیادی را جذب کند. به منظور جلوگیری از رسیدن گلوله به سطح بدن، جلیقه ضد گلوله باید برخلاف ضربه مستقیمی که گلوله وارد می کند، عمل کند.
Kevlar
در گذشته Kevlar رایج ترین نوع الیاف برای ساختن جلیقه های ضد گلوله بود ولی امروزه مواد دیگری به کار گرفته شده است که در دسترس ترین آنها، Vectran نام دارد و حدودا دو برابر مقام تر از Kevlar و 5 تا 10 برابر مقاوم تر از فولاد است.
یک نوع الیاف دیگر که اخیرا رایج شده،ابریشم عنکبوت نام دارد. بر روی بزها کارهای ژنتیکی انجام شد تا بتوان از آنها در تولید جزء شیمیایی ابریشم عنکبوت استفاده نمود. ماده حاصله Biosteel نام گرفت. یک رشته از Biosteel 20 برابرمقاوم تر از فولاد است.
الیاف دیگری وجود دارد که Carbon nanotubes نامیده می شود و گفته می شود که حتی از ابریشم عنکبوت نیز مقاوم تر است نخ Carbon nanotubes هنوز هم کمیاب است و قیمت فعلی این الیاف بسیارگران است. که به مرور زمان این قیمت ها نزول پیدا خواهند کرد و این نوع الیاف، به عنوان الیاف، بادوام در جلیقه های ضد گلوله به کار خواهند رفت.
جلیقه ضد گلوله پوست اژدها (http://jangandeh.blogfa.com/post-90.aspx)
تست های صورت گرفته محدود بود،با این حال جلیقه پوست اژدها به طور قابل ملاحظه ای عملکرد بهتری داشت.
پوست اژدها از انواع جلیقه های ضد گلوله ای می باشد که توسط شرکت "Pinnacle Armor" ساخته می شود.مشخصه اصلی این جلیقه استفاده از دیسک های دایره ای با قطر 2 اینچ(5 سانتیمتر) در آن است که این دیسک ها طوری درون آن چیده شده اند که بر روی هم همپوشانی داشته و ساختاری مانند زره های تکه ای باستانی را به یاد می آورد.این ساختار باعث تبدیل شدن پوست اژدها به یک جلیقه انعطاف پذیر شده و سبب گشته این جلیقه محدوده حرکتی مناسبی در کنار توانایی جذب تعداد بالایی از برخورد ها را نسبت به تولید های مشابه داشته باشد.این دیسک ها از سرامیک سیلیکون کاربید ساخته شده اند که مشابه صفحه های سرامیکی دیگری اند که در دیگر محصولات ضد گلوله مورد استفاده قرار می گیرند.
این جلیقه دارای سه نوع اصلی است:یکی SOV-2000 که دارای سطح سه حفاظتی(III) می باشد،SOV-3000 که به عنوان جلیقه ای با سطح چهار حفاظتی(IV) طبقه بندی می شود ولی این موضوع هنوز به شکل رسمی اعلام نشده است و نوع ناشناخته ای که دارای سطح حفاظتی پنج(V) بوده و به شکل عمومی معرفی نشده است.
SOV-2000 که از پولک هایی همپوشاننده با مدول کششی بالا از جنس سرامیک که در میان پارچه ای از جنس الیاف آرامید پوشیده شده است،ساخته می شود.صفحه های دارای سطح سه AMI از یک لایه فولادی خارجی با قطر 3 میلی متر که با لایه از Linex پوشانده شده بهره می برند.ضخامت نهایی صفحه حدود 25 میلی متر می شود.
SOV-2000 از دیسک های سرامیکی با ابعاد 2 اینچ قطر و 0.25 اینچ ضخامت بهره می برد.وزن این نوع جلیقه با سطح حفاظتی 3 و ابعاد 254 در 305 میلی متر حدود 2.5 کیلوگرم است.
جلیقه SOV-2000 در اکتبر 2006 توسط دکتر "گری رابرتز" در مرکز پزشکی دانشگاه استنفورد مورد آزمایش قرار گرفت.در این آزمایش برای مقایسه،جلیقه و یک صفخه فولادی مرکب با سطح حفاظتی سه مورد هدف قرار گرفتند.هر دو زره برای مدت 12 ساعت در دما 77 درجه سلسیوس قرار داده شدند و قبل از شلیک به مدت 90 دقیقه به هوای آزاد منتقل شدند.
هر دو سیستم حفاظتی حداقل 20 بار با 5 گلوله از مهمات مختلف مورد اصابت قرار گرفتند.یک شلیک به زاویه 90 درجه و مستقیم،دو شلیک با انحراف 60 درجه و دو شلیک هم با انحراف 30 درجه که همه از فاصله 3 متری و با گلوله های 5.56 میلیمتری 40 گرمی و با سرعت 1133 متر بر ثانیه،5.56 میلیمتری 62 گرمی با سرعت 931 متر بر ثانیه،7.62x39 میلیمتری مغز فولادی با غلاف تمام فلزی و با وزن 123 گرمی و سرعت 703 متر بر ثانیه و 06-M2 30 با غلاف تمام فلزی و وزن 150 گرم و سرعت 834 متر بر ثانیه صورت پذیرفتند.
هر دو زره گلوله های شلیک شده را با موفقیت دفع کردند و با وجود برخور های بالا،هیچ گونه نقص و نفوذی در آنها صورت نگرفت.
در آزمایشی که توسط SWAT انجام شد،تمام گلوله های شلیکی شامل شلیک 308 گلوله از یک دورزن و شلیک 30 گلوله MP5 از فاصله 1.5 متری را دفع کرد.در این آزمایش،98 افسر از ایالت ها و پلیس های محلی حضور داشتند.این جلیقه همچنین 40 گلوله PS-M1943 با مغز فولادی شلیک شده از AK-47 و 400 گلوله 9 میلیمتری با غلاف تمام فلزی جنگی شلیک شده از یک تفنگ دستی را نیز متوقف کرد.