防弹背心如何防弹?


新兵们在纽约警察学院试穿防弹衣。 马里奥·塔玛/盖蒂图片社

2017年8月,30岁的纽约警察局官员哈特阮在接到一个关于29岁孩子的电话时被枪击了安迪苏克迪奥,情绪激动的人当阮进到一间卧室的门前时,宋代在那里设了路障,他被枪击了三次-一次击中手臂,两次穿他的防弹背心。他幸存下来。“他的马甲肯定救了他的命,”纽约警察局局长詹姆斯·奥尼尔在袭击后发微博说。

2016,23岁的华金·门德斯来自坦帕,佛罗里达州,胸部被枪击致死。根据当地哥伦比亚广播公司附属机构,门德斯坐在椅子上,穿上防弹背心,想知道它是否有效。他的朋友,24岁的亚历山德罗加里波第,拔出一把手枪,朝背心开了一枪。子弹穿过背心,杀死了门德斯。

正如这两个故事所展示的,防弹背心确实能挽救生命,但他们并不总是这样,嗯,防弹的或完美的。防弹背心会随着时间的推移而退化吗?他们会失败吗?

第一,有点历史

早期防弹背心主要由聚对苯二甲酰胺制成,也就是众所周知的聚对苯二甲酰胺。凯夫拉.它是斯蒂芬妮·克沃莱克发明的,20世纪60年代初在杜邦工作的化学家。

杜邦公司已经发明了尼龙和弹性纤维,并正在寻找下一代高性能纤维。合成纤维是由聚合物——由重复亚单位组成的大分子构成的,有效地形成一个分子链。尼龙,例如,是一种聚合物六亚甲基二胺,一种有机化合物,和己二酸,果冻中常见的一种成分。凯夫拉尔是由分子组成的对位-苯二胺,常用于抗氧化剂和染料,和对苯二甲酰氯.

Kwolek发现的最终将成为Kevlar,并将在轮胎中得到应用,帆船和防弹背心。

今天防弹背心是由聚乙烯纤维制成的,这是一种在我们使用的几乎所有东西中都能看到的流行的塑料聚合物:食品袋,玩具,塑料垃圾箱等。聚乙烯纤维(简称“PE”),层层编织,形成比凯夫拉尔更便宜、更结实的防护背心。1989,联合讯号开发了Kevlar的竞争对手,称之为Spectra Shield。最初用于帆布,聚乙烯纤维现在被用来制造更轻的材料,更坚强,防弹背心和传统Kevlar一起使用的无纺布材料。

不同枪的不同背心

据汤姆·纳多恩说,董事长兼创始人安全公告,防弹背心制造商,背心内部的层被设计成将一个圆的速度降低到低于超音速的一个点——比声速快——这样纤维就有时间对子弹作出反应,并对子弹施加韧性。层数越多,或者编织层的密度越大,纤维的韧性越大——这是对纤维强度和断裂前弯曲程度的测量——而且纤维越有能力阻止子弹。

大多数手枪以略高于声速的速度发射子弹。一颗9毫米的子弹以每秒984英尺(380米)的速度飞行,大约比声速快164英尺/秒(50米/秒)。猎枪的弹头移动得更慢。一件好的背心不需要费劲地把9毫米子弹或猎枪外壳的速度降到可以利用其纤维韧性的程度。

步枪子弹然而,完全是另一回事。取决于推进剂的颗粒和质量,一颗子弹从AR-15旅行,粗略地说,3300英尺/秒(1005米/秒)几乎三次声音的速度。要阻止那颗子弹,弹道纤维的密度要大得多。

“超音速子弹需要弹片来把子弹粉碎成碎片,”纳尔多说。大多数设计用来阻止步枪子弹的背心都是由陶瓷和聚乙烯制成的高密度插入板支撑的,以将子弹分解成碎片并将其捕获。

“一件带[步枪]子弹的体育背心,那颗子弹会比声速快太久,以至于它会穿过,直到背心失效。

由于各种原因,背心本身的材料也容易分解。凯夫拉尔例如,当暴露在盐中时会降解,如人体汗液中的盐。一个人穿凯夫拉尔防弹背心的时间越长,就越有可能失败。当暴露在紫外线下时,由聚乙烯制成的背心也会随着时间而分解。

“背心有五年的寿命。有时人们买的是老年人,旧背心大部分是警服,(从后面)他们没有那么高的保护水平,”纳尔多说。


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