"Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người

"Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người
"Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người

Video: "Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người

Video:
Video: Play Together | Hướng Dẫn Hack Đồ Nội Thất Miễn Phí Để Tái Chế 2024, Tháng tư
Anonim

Phương tiện chính để bảo vệ nhân viên khỏi đạn và mảnh bom hiện nay là áo giáp. Trong những thập kỷ qua, nó đã trải qua một chặng đường dài phát triển, nhưng kết quả là, chỉ có ba phiên bản thiết kế của nó, ở một mức độ nào đó được kết nối với nhau, là phổ biến nhất. Vì vậy, cơ thể áo giáp dựa trên các tấm kim loại, Kevlar và kết hợp, trong đó các tấm Kevlar xen kẽ với các tấm kim loại tương ứng được sử dụng. Các nỗ lực thường xuyên được thực hiện để thích ứng với những phát triển cổ xưa, chẳng hạn như áo giáp lam, để bảo vệ chống lại đạn, nhưng cho đến nay vẫn chưa đạt được thành công cụ thể nào trong lĩnh vực này.

"Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người
"Áo giáp" lỏng để bảo vệ con người

Vấn đề chính của áo giáp hiện đại là tỷ lệ "trọng lượng - chất lượng bảo vệ". Nói cách khác, loại áo giáp đáng tin cậy hơn hóa ra lại nặng, và loại có trọng lượng chấp nhận được lại có cấp bảo vệ quá thấp. Nhân tiện, đây chính xác là vấn đề mà Kevlar phải giải quyết. Vào những năm 70 của thế kỷ trước, trong quá trình nghiên cứu, người ta nhận thấy loại vải Kevlar dệt dày đặc, xếp thành nhiều lớp, có tác dụng tiêu tán năng lượng của đạn trên toàn bộ bề mặt của nó, do đó đạn không thể xuyên qua toàn bộ túi Kevlar.. Kết hợp với một tấm làm bằng kim loại thích hợp (ví dụ, titan), đặc tính này của vải Kevlar giúp nó có thể tạo ra những chiếc áo chống đạn tương đối nhẹ có tính chất bảo vệ tương tự như những chiếc áo làm bằng kim loại hoàn toàn.

Tuy nhiên, áo giáp kim loại Kevlar có nhược điểm của nó. Đặc biệt, nó vẫn có trọng lượng và độ dày đáng kể. Trong trường hợp công việc chiến đấu của một người lính, điều này có thể rất quan trọng: người chiến đấu bị buộc phải mang thêm trọng lượng trên vai, có thể được sử dụng để lấy thêm đạn dược hoặc vật tư. Nhưng trong trường hợp này, bạn phải lựa chọn giữa tải trọng và sức khỏe, nếu không muốn nói là tính mạng. Vì vậy, sự lựa chọn là rõ ràng. Các nhà khoa học trên thế giới đã phải vật lộn để giải quyết vấn đề này trong hơn chục năm, và đã có những thành công nhất định. Trong năm 2009, có một tin tức gần như giật gân. Một nhóm các nhà khoa học người Anh do R. Palmer đứng đầu đã phát triển một loại gel đặc biệt có tên là D3O. Tính đặc biệt của nó nằm ở chỗ khi tác động của một lực đáng kể, gel trở nên cứng hơn, trong khi vẫn giữ được trọng lượng tương đối thấp. Trong trường hợp không có bất kỳ tác động nào, túi gel vẫn mềm và linh hoạt. Gel D3O đã được đề xuất sử dụng trong áo giáp, các mô-đun đặc biệt để bảo vệ xe, và thậm chí làm lớp lót mềm cho mũ bảo hiểm của binh lính. Điểm cuối cùng trông đặc biệt thú vị. Theo Palmer, một chiếc mũ bảo hiểm có lớp lót như vậy sẽ trở nên chống đạn. Anh ta thực sự không biết những người lính trong Chiến tranh thế giới thứ nhất phải trả cái giá nào cho những chiếc mũ bảo hiểm chống đạn? Tuy nhiên, Bộ Quốc phòng Anh quan tâm đến loại gel này và cấp 100 nghìn bảng Anh cho phòng thí nghiệm của Palmer. Trong ba năm trôi qua kể từ đó, tin tức về tiến độ công việc thường xuyên xuất hiện, các tài liệu hình ảnh và video từ các thử nghiệm của phiên bản tiếp theo của gel, nhưng mũ bảo hiểm hoàn chỉnh hoặc áo vest có D3O vẫn chưa được chứng minh.

Một thời gian sau, một loại gel tương tự đã được chứng minh cho các đại diện của cơ quan DARPA. Đối tác Mỹ D3O được phát triển bởi Armor Holdings. Nó hoạt động trên nguyên tắc chính xác. Về cơ bản, cả hai gel đều là chất mà vật lý gọi là chất lỏng phi Newton. Tính năng chính của các chất lỏng như vậy là bản chất của độ nhớt của chúng. Trong hầu hết các trường hợp, đây là những dung dịch chất rắn có phân tử lượng tương đối lớn. Do tính chất này, chất lỏng phi Newton có độ nhớt phụ thuộc trực tiếp vào gradien vận tốc. Nói cách khác, nếu một cơ thể tương tác với nó ở tốc độ thấp, thì nó sẽ đơn giản bị chết đuối. Nếu cơ thể chạm vào chất lỏng không phải Newton ở tốc độ đủ cao, thì nó sẽ bị ức chế hoặc thậm chí bị văng ra xa do độ nhớt và tính đàn hồi của dung dịch. Một chất lỏng tương tự có thể được làm ngay tại nhà từ nước lã và tinh bột. Các tính chất như vậy của một số dung dịch đã được biết đến từ rất lâu, nhưng tương đối gần đây chúng mới đạt đến việc sử dụng chất lỏng phi Newton để bảo vệ chống lại đạn và mảnh bom.

Dự án "áo giáp chất lỏng" thành công mới nhất cho đến nay được tạo ra bởi chi nhánh BAE Systems của Anh. Thành phần của họ Shear Thickening Liquid (kem chống đạn tên làm việc) xuất hiện vào năm 2010 và được lên kế hoạch sử dụng không phải riêng nó, mà kết hợp với các tấm Kevlar. BAE Systems không tiết lộ thành phần của chất lỏng không phải Newton của họ làm áo giáp vì những lý do rõ ràng, tuy nhiên, hiểu biết về vật lý, có thể rút ra một số kết luận nhất định. Rất có thể, nó là dung dịch nước của một số chất (các chất) có đặc tính độ nhớt phù hợp nhất cho các tác động mạnh. Trong dự án Shear Thickening Liquid, cuối cùng nó cũng đã tạo ra một bộ giáp cơ thể hoàn chỉnh, mặc dù một bộ giáp có kinh nghiệm. Với độ dày tương tự như áo vest Kevlar 30 lớp, loại "chất lỏng" có số lớp vải tổng hợp ít hơn gấp ba lần và trọng lượng bằng một nửa. Về khả năng bảo vệ, STL Gel Liquid Body Armor có khả năng bảo vệ gần như tương tự như Kevlar 30 lớp. Sự khác biệt về số lượng tấm vải được bù đắp bằng các túi polyme đặc biệt với gel không Newton. Quay trở lại năm 2010, quá trình thử nghiệm áo giáp làm từ gel nguyên mẫu đã được bắt đầu. Đối với điều này, các mẫu thử nghiệm và đối chứng đã được thực hiện. Đạn 9 mm của hộp tiếp đạn 9x19 mm Luger được bắn ra từ một khẩu pháo khí nén đặc biệt với sơ tốc đầu nòng khoảng 300 m / s, tương tự như hầu hết các loại súng có khoang cho hộp này. Đặc tính bảo vệ của áo giáp thử nghiệm và đối chứng gần như giống nhau.

Tuy nhiên, áo giáp bảo vệ bằng chất lỏng có một số nhược điểm. Rõ ràng nhất nằm ở tính lưu động của gel trong điều kiện bình thường: nó có thể rò rỉ ra ngoài qua lỗ đạn và mức độ bảo vệ của áo vest sẽ giảm đi đáng kể. Ngoài ra, chất lỏng hoặc gel không phải Newton không thể hấp thụ hoàn toàn hoặc tiêu tán toàn bộ năng lượng của viên đạn. Theo đó, chỉ có thể cải thiện đáng kể hiệu suất khi sử dụng đồng thời Kevlar, túi chất lỏng và tấm kim loại. Tất nhiên, trong trường hợp này, không có dấu vết nào có thể còn sót lại từ lợi thế trọng lượng, nếu bạn so sánh một chiếc áo vest như vậy với chỉ Kevlar. Đồng thời, việc tăng một chút trọng lượng có thể được coi là khoản thanh toán khá thỏa đáng cho việc cải thiện các đặc tính bảo vệ.

Thật không may, cho đến nay vẫn chưa có một mảnh giáp cơ thể hoặc biện pháp bảo vệ nào khác sử dụng các nguyên tắc của chất lỏng phi Newton rời khỏi giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tất cả các tổ chức nghiên cứu giải quyết vấn đề này chủ yếu làm việc để tăng hiệu quả bảo vệ chất lỏng / gel và giảm mật độ của chúng để giảm trọng lượng tổng thể của áo giáp hoặc mũ bảo hiểm. Thỉnh thoảng, xuất hiện thông tin chưa được kiểm chứng rằng mẫu này hay mẫu kia sắp được chuyển đến các đơn vị của Anh hoặc Mỹ để vận hành thử, nhưng cho đến nay vẫn chưa có xác nhận chính thức nào về điều này. Có lẽ các lực lượng an ninh nước ngoài chỉ đơn giản là e ngại tin tưởng mạng sống của các máy bay chiến đấu trong một công nghệ mới và nhìn chung là chưa đáng tin cậy.

Đề xuất: