Porównanie wydajności trzech różnych materiałów na płyty kuloodporne
Stalowa kuloodporna płytka wkładana
Stalowe wkładki kuloodporne są stosowane od czasów II wojny światowej i kilkadziesiąt lat temu zdominowały główny rynek wkładów kuloodpornych. Jednak po opracowaniu kuloodpornych płytek polietylenowych i ceramicznych płytek kuloodpornych, stopniowo zastępowano stalowe kuloodporne płytki wkładane. Chociaż nadal są używane przez ludzi, ilość jest stosunkowo niewielka.
W porównaniu do nowej wkładki kuloodpornej, wkładka kuloodporna ze stali jest podatna na fragmentację po wyrzuceniu z kołdry, co może spowodować wtórne uszkodzenia zmiażdżeniowe ciała ludzkiego. Co więcej, w porównaniu z dwoma pozostałymi materiałami, stalowe wkładki kuloodporne o tym samym poziomie ochrony są cięższe, zużywają więcej energii fizycznej od użytkownika i zmniejszają elastyczność.
Chociaż stalowa płyta kuloodporna jest najtańszą spośród trzech rodzajów wkładek, ogólnie rzecz biorąc, nie zaleca się, aby była to pierwszy wybór.
2. Kuloodporna płyta wtykowa z polietylenu PE
Polietylen PE to nowy rodzaj materiału termoplastycznego. Kuloodporna płyta wkładana z polietylenu PE jest wytwarzana poprzez połączenie jednokierunkowych włókien polietylenowych o ultrawysokiej masie cząsteczkowej z płytą polietylenową o dużej gęstości. Wytnij arkusz do odpowiedniego kształtu, umieść go w formie i sprasuj pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, aby uzyskać lepką, twardą płytę pancerną. Polietylen wykorzystuje tarcie spowodowane obracaniem się pocisków do stopienia polietylenu"klejący"do kul. Po zatrzymaniu obrotów ciepło nie jest już generowane, a polietylen ponownie się ochładza i twardnieje.
Masa płyt wtykowych z polietylenu PE wynosi zazwyczaj około 1 do 1,5 kg, czyli jest znacznie lżejsza niż kuloodporne płyty wtykowe ze stali i ceramiki. Jednakże, ze względu na ograniczenia obecnej technologii materiałowej, najwyższym poziomem ochrony, jaki mogą osiągnąć płyty wtykowe z czystego PE, jest NIJ III, który nie jest w stanie chronić przed kulami przebijającymi pancerz karabinowy i potężniejszymi kulami. Ponadto koszt polietylenu PE jest wysoki, a jego cena jest często od 200% do 300% wyższa niż ceramicznych płyt wtykowych, co nie jest dobrym wyborem.
3. Ceramiczna kuloodporna płytka wkładana
Ceramiczne płytki wtykowe mogą wykorzystywać różne materiały, w tym tlenek glinu, węglik krzemu i węglik boru. Powodem, dla którego ceramika jest kuloodporna, jest jej wysoka sztywność właściwa, wysoka wytrzymałość właściwa i obojętność chemiczna w wielu środowiskach. Jest lepszy od metalu pod tym względem, że materiały metalowe ulegają odkształceniu plastycznemu i pochłaniają energię, gdy opierają się uderzeniu pocisku, podczas gdy ceramika prawie nie ulega odkształceniu plastycznemu. Pocisk zostanie pasywowany lub nawet pęknięty ze względu na jego wysoką wytrzymałość i twardość. Zastosowano kuloodporną warstwę wykonaną z kuloodpornej ceramiki i wysokowytrzymałej płyty kompozytowej z włókien o wysokim module sprężystości. Kiedy szybki pocisk zderza się z warstwą ceramiczną, warstwa ceramiczna pęka lub wytwarza pęknięcia, które rozpraszają się wokół punktu uderzenia i pochłaniają większość energii pocisku. Następnie płyta kompozytowa z włókien o wysokim module dodatkowo zużywa pozostałą energię pocisku. Dlatego zastosowanie zaawansowanej ceramiki w systemach opancerzenia jest bardzo atrakcyjne i stało się powszechnie stosowanym pancerzem ochronnym sprzętu takiego jak kamizelki kuloodporne, pojazdy i samoloty.
Wadą wkładek ceramicznych jest to, że po trafieniu ostrze jaja nie jest w stanie ponownie obronić się przed kulami. Ale teraz ceramiczna płyta wtykowa jest lżejsza i mocniejsza niż wcześniej, a niektórzy producenci mogą nawet zbliżyć jej wagę do wagi płyty PE. Dzięki zastosowaniu różnych materiałów może również zaspokoić różne potrzeby, takie jak waga i cena.
Przy tym samym rozmiarze i poziomie ochrony, ceramiczne płytki wtykowe są lżejsze niż stalowe płytki wtykowe, a ich cena jest niższa niż w przypadku płyt PE, a nawet ich grubość może być cieńsza.
Ogólnie rzecz biorąc, produkcja stalowych paneli kuloodpornych jest prosta i opłacalna, ale są one zbyt ciężkie i mogą łatwo spowodować wtórne szkody dla użytkowników; Chociaż płyta kuloodporna z polietylenu PE jest lekka, jej kuloodporność jest słaba i może osiągnąć jedynie trzeci poziom amerykańskiego standardu, a cena jest droga; Dla porównania, ceramiczne kuloodporne płytki wkładane są nie tylko lekkie i niedrogie, ale także mają doskonałą kuloodporność. Kuloodporne płytki ceramiczne z tlenku glinu firmy Jingcheng zostały poddane testom docelowym, a poziom kuloodporności może osiągnąć poziom 4 w standardzie amerykańskim i poziom 6 w standardzie krajowym. Ceramiczne wkładki kuloodporne z węglika krzemu mają lepszą wydajność niż płytki z tlenku glinu, co czyni je najlepszym wyborem dla kuloodpornych płytek wkładanych .
