방탄조끼와 방탄원리
방탄조끼 개요
방탄조끼는 “탄두와 파편의 운동에너지를 흡수 및 분산시켜 관통을 방지하고 효과적으로 인체를 보호하다 보호할 부위를 덮는 의복." 방탄복은 사용의 관점에서 볼 때 경찰형과 군형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 재료의 관점에서 방탄복은 소프트웨어, 하드웨어, 연질-경질 복합재의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 연질 방탄복의 재료는 주로 고성능 섬유 섬유로 되어 있으며, 이러한 고성능 섬유는 일반 소재보다 에너지 흡수 능력이 훨씬 뛰어나 방탄복에 방탄 기능을 부여합니다. 그리고 이러한 유형의 방탄복은 일반적으로 직물 구조를 채택하기 때문에 상당한 부드러움을 가지고 있으며, 소프트 바디아머(soft body armor)라고 불립니다. 경질방탄복은 특수강판, 초강력 알루미늄 합금 등의 금속재료나 알루미나, 탄화규소 등의 경질 비금속 재료를 주요 방탄재로 사용하여 제작되는 방탄복은 일반적으로 유연성이 없다. 소프트-하드 복합 방탄복의 부드러움은 위의 두 가지 유형 사이에 있습니다. 패널과 보강재로 부드러운 소재와 단단한 소재가 안감되어 있는 복합 방탄복입니다.
일종의 보호 장비로서 방탄복이 가장 먼저 갖춰야 할 핵심 성능은 방탄 성능이다. 동시에 기능성 의류로서 일정한 착용 특성도 가져야 합니다.
방탄 성능
방탄복의 방탄 성능은 주로 다음 세 가지 측면에 반영됩니다. (1) 현재 많은 연질 방탄복이 권총탄과 소총탄을 보호할 수 있습니다. 권총 총알, 그러나 소총 총알이나 고에너지 총알로부터 보호하려면 세라믹이나 강철로 만든 강화판이 필요합니다. (2) 파편탄, 폭탄, 지뢰, 포탄, 수류탄 등 각종 폭발물의 폭발로 인해 생성되는 고속 파편은 전장의 주요 위협 중 하나입니다. 조사에 따르면 전장에서 군인들이 직면하는 위협은 파편, 총알, 폭발 충격파, 열기 순이다. 그러므로 방탄 파편의 기능이 크게 강조되어야 한다. (3) 비관통 피해 총알은 표적에 명중한 후 큰 충격을 일으키며, 이 충격으로 인해 인체에 미치는 피해는 치명적인 경우가 많습니다. 이런 종류의 부상은 관통하는 것처럼 보이지는 않지만 내부 부상을 일으킬 수 있으며 심한 경우 생명을 위협할 수 있습니다. 따라서 비관통 손상을 방지하는 것도 방탄복의 방탄 성능에 있어서 중요한 측면입니다.
착용 성능
한편 방탄조끼의 착용 성능 요건은 방탄 능력에 영향을 주지 않으면서 방탄조끼는 최대한 가볍고 편안해야 한다는 뜻이며, 사람은 다양한 액션을 유연하게 수행해 보세요. 한편, 의복은 '의복-인체' 시스템의 미기후 환경을 조절하는 능력을 갖고 있다. 방탄조끼의 경우, 방탄조끼를 착용한 후에도 인체가 기본적인 '인체 의복'의 열과 습기 교환 상태를 계속 유지할 수 있기를 바라며, 방탄조끼 내부 표면에 습기가 쌓이는 것을 방지하기 위해 노력해야 합니다. 답답한 더위와 습기 등 인체에 불편함을 느끼게 해주며, 육체적 에너지 소모를 줄여줍니다. 또한 특수한 사용 환경으로 인해 방탄복은 다른 무기 및 장비와의 호환성도 고려해야 합니다.
방탄복의 발전 역사
중요한 개인 보호 장비로서 방탄복은 금속 갑옷 보호판에서 비금속 합성 소재로, 그리고 순수 합성 소재로 전환되는 과정을 경험해 왔습니다. 재료 합성재료, 금속장갑판, 세라믹 보호판 등 복합시스템으로 발전하는 과정 인간 갑옷의 원형은 고대부터 거슬러 올라갈 수 있으며, 원시인들은 신체의 손상을 방지하기 위해 천연 섬유로 짠 벨트를 가슴 보호 재료로 사용했습니다. 무기의 개발은 인체 갑옷에 상응하는 발전을 가져옵니다. 이미 19세기 후반에는 일본의 중세 갑옷에 사용된 실크가 미국에서 생산된 방탄복에도 사용되었습니다. 1901년 윌리엄 매켄리(William McKenley) 대통령이 암살된 후 방탄복이 미국 의회의 관심을 끌었습니다. 이러한 종류의 방탄복은 저속 권총 탄환(탄환 속도 122m/초)을 방어할 수 있지만 소총 탄환은 방어할 수 없습니다. 따라서 제1차 세계대전 중에는 천연섬유 직물과 철판으로 만든 방탄조끼가 의류 안감으로 등장했다. 두꺼운 실크 의류도 한때 방탄복의 필수적인 부분이었습니다. 그러나 실크는 참호에서 빨리 품질이 저하됩니다. 이러한 결함은 제한된 방탄 기능과 높은 실크 가격과 결합되어 제1차 세계 대전 중 미국 병기부에 의해 실크 방탄복이 무시되고 인기를 얻지 못했습니다. 제2차 세계대전에서는 파편의 치사율이 80배나 증가했고 사상자 중 70명이 몸통 부상으로 사망했습니다.
모든 참가국, 특히 영국과 미국은 방탄복 개발에 노력을 아끼지 않았습니다. 1942년 10월 영국군은 최초로 고망간강판 3개로 구성된 방탄조끼 개발에 성공했습니다. 1943년에는 23가지 유형의 방탄복이 시험 생산되어 미국에서 공식 채택되었습니다. 이 시기의 방탄복은 특수강을 주요 방탄재료로 사용하였다. 1945년 6월, 미군은 알루미늄 합금과 고강도 나일론을 결합한 방탄조끼 개발에 성공했는데, 그 모델이 M12 보병용 방탄조끼였다. 그 중 나일론66(학명:폴리아미드66섬유)은 최근에 발명된 합성섬유로 파단강도(gf/d:gram force/denier)가 5.9~9.5이고, 초기탄성률(gf/d)은 21~58. , 비중은 1.14g/(cm)3이며 강도는 면섬유의 거의 2배에 이른다. 한국전쟁 당시 미 육군은 12겹의 탄도나일론으로 만든 T52 올나일론 방탄복을 착용했고, 해병대는 무게 2.7~3.6kg에 달하는 M1951 하드 '돌론' 유리섬유 방탄조끼를 착용했다. 사이. 나일론으로 만든 방탄복은 군인에게 어느 정도의 보호 기능을 제공할 수 있지만 크기가 더 크고 무게도 최대 6kg에 이릅니다. 1970년대 초반 초고강도, 초고탄성률, 고온저항성을 지닌 합성섬유인 케블라(Kevlar)가 미국 듀폰사에 의해 개발에 성공해 곧 방탄 분야에 적용됐다. 이 고성능 섬유의 출현으로 부드러운 직물 방탄복의 성능이 크게 향상되었으며 방탄복의 편안함도 크게 향상되었습니다. 미군은 방탄복 제작에 케블라를 사용하는 데 앞장섰고 경량형과 중량형 두 가지 모델을 개발했다. 새로운 방탄복은 케블라 섬유 직물을 주재료로 사용하고 방탄 나일론 천을 봉투로 사용합니다. 그 중 경량방탄복은 6겹의 케블라 원단으로 구성돼 있으며, 무게는 3.83kg이다. 케블라의 상용화와 함께 케블라의 뛰어난 종합적 특성은 빠르게 여러 나라 군대의 방탄복에 널리 사용되게 만들었습니다. Kevlar의 성공과 그에 따른 Twaron 및 Spectra의 출현 및 방탄복에 대한 적용으로 인해 고성능 섬유 섬유를 특징으로 하는 연질 방탄복이 점점 대중화되었으며, 그 적용 범위는 더 이상 군계에 국한되지 않고 점차 산업 분야로 확대되었습니다. 경찰과 정치계. 그러나 고속 총알, 특히 소총에서 발사되는 총알의 경우 순수한 연질 방탄복으로는 여전히 작업을 수행할 수 없습니다. 이러한 이유로 사람들은 전체 방탄복의 방탄 기능을 향상시키기 위해 섬유 복합 재료를 강화 패널 또는 삽입물로 사용하여 부드럽고 단단한 복합 방탄복을 개발했습니다. 요약하자면, 현대 방탄복에는 3세대가 있었습니다. 1세대는 주로 특수강, 알루미늄 합금 및 기타 금속을 방탄 재료로 사용하는 단단한 방탄복입니다. 이 유형의 방탄복의 특징은 옷이 두꺼워서 보통 약 20kg으로 착용하기 불편하고 특정 방탄 특성을 가지고 있지만 2차적으로 파편화되기 쉽습니다. 2세대 방탄복은 연질 방탄복으로, 일반적으로 다층 케블라 및 기타 고성능 섬유 직물로 만들어집니다. 무게는 보통 2~3킬로그램에 불과하고 질감이 부드럽고 핏이 좋으며 비교적 착용이 편안합니다. 내부에 착용할 때 은폐력이 좋아 특히 경찰, 보안요원 또는 경찰이 일상적으로 착용하는 데 적합합니다. 정치인이 사용합니다. 방탄 능력 측면에서는 일반적으로 2차 파편을 생성하지 않고 5m 떨어진 권총에서 발사되는 총알을 방지할 수 있지만, 총알에 맞은 후에는 크게 변형되어 특정 비관통 손상을 일으킬 수 있습니다. 또한, 평균 두께의 연질 방탄복은 소총이나 기관총에서 발사되는 총알을 저항할 수 없습니다. 3세대 방탄복은 복합 방탄복입니다. 일반적으로 외층에는 경량 세라믹 시트가 사용되고, 내층에는 케블라(Kevlar)와 같은 고성능 섬유 직물이 사용되는 것이 현재 방탄복의 주요 개발 방향이다.
방탄조끼의 방탄 메커니즘과 그 영향 요인
방탄조끼의 방탄 메커니즘은 기본적으로 두 가지가 있다. 하나는 발사체가 파편화된 후 형성된 파편을 튕겨내는 것이다. 탄두의 운동에너지를 방탄재료를 통해 소멸시킵니다. 1920년대와 1930년대에 미국에서 개발된 최초의 방탄복은 보호 기능을 제공하기 위해 튼튼한 옷에 부착된 겹쳐진 강철판에 의존했습니다. 이런 종류의 방탄복과 이후 유사한 단단한 방탄복은 총알이나 파편을 튕겨내거나 총알을 조각내어 에너지를 소비하고 분해함으로써 방탄 역할을 합니다.
또한 일부 작은 파편은 직조 직물의 개별 실을 밀어내어 파편의 관통 저항을 감소시킬 수 있습니다. 일정 범위 내에서 원단 밀도를 높이면 위와 같은 상황이 발생할 가능성이 줄어들고, 직물의 강도를 높일 수 있으나, 응력파 반사 중첩의 부정적 효과가 커지게 된다. 이론적으로 가장 좋은 내충격성은 단방향이고 얽히는 부분이 없는 재료에서 얻어집니다. 이는 '쉴드' 기술의 출발점이기도 하다. '쉴드' 기술, 즉 '단방향 배열' 기술은 1988년 유나이티드 시그널 컴퍼니(United Signal Company)가 출시해 특허를 낸 고성능 부직포 방탄복합재료를 생산하는 방법이다. 이 특허 기술을 사용할 권리는 네덜란드 회사 DSM에도 부여되었습니다. 이 기술을 사용하여 만든 직물은 무위사 직물입니다. 무위사 직물은 섬유를 한 방향으로 평행하게 배열한 후 열가소성 수지로 접착하는 동시에 섬유를 층간 교차시킨 후 열가소성 수지로 압착하여 만듭니다. 총알이나 파편의 에너지 대부분은 충격 지점이나 그 근처에서 섬유가 늘어나고 끊어지면서 흡수됩니다. "방패" 직물은 섬유의 원래 강도를 최대한 유지할 수 있으며 에너지를 더 넓은 범위로 신속하게 분산시킬 수 있으며 가공 공정도 비교적 간단합니다. 위사 없는 단층 원단은 적층 후 연질 방탄복의 골격 구조로 사용할 수 있으며, 다층 압착은 방탄 강화 인서트와 같은 단단한 방탄 재료로 사용할 수 있습니다. 위의 두 가지 유형의 직물에서 대부분의 엘라스토머 에너지가 충격 지점 또는 충격 지점 근처의 섬유에서 흡수되면 과도한 스트레칭 또는 천공을 통해 섬유가 끊어지며, 니들 펀치 부직포 펠트의 경우 방탄 메커니즘 구조적 직물은 설명할 수 없습니다. 실험 결과 니들펀치 부직포 매트에서는 섬유 파손이 거의 발생하지 않는 것으로 나타났기 때문입니다. 니들펀치 부직포 펠트는 다수의 단섬유로 구성되어 있으며, 교직점이 없고 변형파의 고정점 반사가 거의 없습니다. 방탄 효과는 펠트 내 총알 충격 에너지의 확산 속도에 따라 달라집니다. 파편에 맞은 후 파편 모의 발사체(FSP) 끝에 섬유질 물질 덩어리가 있는 것이 관찰되었습니다. 발사체나 파편은 충격 초기에 무뎌져 직물 관통이 어려울 것으로 예상된다. 많은 연구자료에서는 섬유의 모듈러스와 펠트의 밀도가 원단 전체의 방탄효과에 영향을 미치는 주요 요인이라고 지적하고 있습니다. 니들펀치 부직포 펠트는 주로 파편 방지용 군용 방탄조끼에 주로 사용됩니다.
정답: 백수홍후지 - 강호신인레벨 4 11-27 14:22
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관련 질문 ◆방탄조끼, 방탄유리는 왜 방탄인가요? 방탄조끼는 정말 방탄인가요? 방탄조끼의 자세한 원리는 디테일할수록 좋은 것일까요? 항일전쟁때 국민당에도 방탄복이 있었나요? (더 구체적일수록 좋습니다)
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