Kurşun Geçirmez Camın Arkasındaki Bilim
Kurşun Geçirmez Cam Nasıl Çalışır?
Kurşun Geçirmez Camın Arkasındaki Bilim – Favtr Balistik Bilim güvenlik camı veya güvenlik camı olarak da bilinen bu kurşun geçirmez bariyer, adını – tahmin ettiniz – mermileri durdurma yeteneğinden almıştır.
Ama kurşun geçirmez cam nasıl çalışır? İlke oldukça basittir: Tipik bir camın bir mermi veya başka bir sert nesnenin çarpması üzerine parçalara ayrılacağı durumlarda, kurşun geçirmez muadili katmanları, polivinil bütiral (PVB), poliüretan (PU) veya akrilik gibi önemli miktarda absorbe etmeyi mümkün kılan malzemeler üzerindedir. mermi momentumu ve atışların geçmesini durdurun. Daha kalın cam ayrıca nesnelerin kırılma riskini azaltmaya yardımcı olur. Standart araba camları yaklaşık 3 mm kalınlığındayken, kurşun geçirmez cam levha başına 10 mm kalınlığında (veya daha fazla) olabilir.
Kayda değer: Ne kadar çok katman eklenirse, camdaki optik bozulma olasılığı o kadar artar ve bu da içeri giren ışık miktarını ve görüntülerin netliğini azaltır. Camın kurşun durdurma potansiyelini ortaya çıkarması için katmanlama sürecinin kritik olduğunu da belirtmek önemlidir. Cam ve akrilik, PVB veya PU katmanlar arasındaki hava kabarcıkları bağı zayıflatabilir ve bitmiş ürünün etkinliğini azaltabilir.
Kurşun Geçirmez Camın Sırrı ?
Tarihçesi
Neredeyse kırılmaz bir bariyer fikri, Prince Rupert’s Drops olarak bilinen iribaş şeklindeki cam parçalarıyla başladı. Bunlar, 17. yüzyılda Almanya Prensi Rupert tarafından İngiltere Kralı Charles’a verildiğinde popülerlik kazandı. Kızgın erimiş cam parçalarının suya atılmasıyla yapılan bu damlaların iki sıra dışı özelliği var. Damlanın başını çekiçle kırarsanız veya kurşunla vurursanız kırılmaz. Alternatif olarak, ince kuyruğu parmaklarınızla bükün ve tüm damla parçalanır.
Düşüşler yüzyıllardır var olmasına rağmen, iş başındaki güçleri tam olarak anlamak 2017’ye kadar sürdü. Damlaların, iç kısmı büyük bir gerilim altındayken kafa yüzeyini yüksek basınç baskısı altında gören “kararsız denge” durumunda olduğunu bulan 1994 araştırmasıyla başladı. Daha sonra, 2017’de bilim adamları, bu yüzey stresininbaşlangıçta inanıldığından çok daha yüksekti. Deneyler, 700 megapaskal veya standart atmosfer basıncının neredeyse 7000 katı olan basınç stresini bildirdi. Bu gerilimin bir sonucu olarak, kafaya çarparak bir damlayı kırmak neredeyse imkansızdır, çünkü oluşan herhangi bir çatlak, gerilim bölgesine girmek yerine yüzeye paralel olarak büyüyecektir. Bu arada kuyruğa çarpmak, iç gerilim bölgesine giden bir yol sağlar ve bu da kararsız dengeyi bozar ve damlacığı yok eder.
1903’te, bir Fransız kimyager olan Edouard Benedictus tarafından kurşun engelleyiciler yaratmaya yönelik başka bir yaklaşım keşfedildi. (Muhtemelen uydurma) hikaye, Benedictus’un çalışırken yanlışlıkla bir cam şişeyi yere düşürdüğünü, ancak kırılmak yerine camın basitçe çatladığını söylüyor. Neden tasarruf? Şişe, iç duvarı ince bir plastik tabaka ile kaplayan ve damla kuvvetinin tek bir noktada konsantre olmak yerine dağıtılmasını sağlayan bir sıvı nitrat çözeltisi içerdiğinden. Bu iki tekniğin – cam sertleştirme ve kimyasal katmanlama – kombinasyonu, 19. ve 20. yüzyıllar boyunca kurşun geçirmez malzemelerin geliştirilmesi için zemin hazırladı.
Bugün, kurşun geçirmez cam pazarı dünya çapında 6 milyar dolardan fazla bir değere sahip.
Kuvvet eşittir kütle çarpı ivme. Mermilerin “kütle” kategorisinde pek bir özelliği olmasa da, oldukça fazla ivmeye sahiptirler. Sonuç olarak, çok küçük bir alana yoğunlaşmış önemli miktarda kuvvete sahiptirler. Ve bu kuvvet, cam gibi sert bir nesneyle karşılaştığında, çok az dirençle hemen parçalanma eğilimi gösterir. Pratikte bu, standart bir arabaya veya evin penceresine atılan bir merminin geçmesinde sorun olmadığı anlamına gelir. Temperleme ve cam laminasyon gibi işlemler rastgele pürüzlü kırık riskini azaltmaya yardımcı olsa da, camın kendisi mermilere engel teşkil etmez.
Bu arada, kurşun geçirmez cam, uygulanan gücü daha etkili bir şekilde dağıtıyor gibi görünüyor.
Yüksek hızda size doğru gelen bir topu yakalamayı düşünün. Elinizi hareketsiz tutarsanız ve geldiğinde topu tutarsanız, muhtemelen canınız acıyacaktır. Neden? Niye? Çünkü topun taşıdığı tüm kuvvet doğrudan elinize aktarılır. Birkaç çift tüylü eldiven giyin ve her çiftteki malzeme gücün bir kısmını elinize ulaşmadan emdiği ve dağıttığı için çok fazla acıtmayacaktır. Top geldiğinde elinizin topla birlikte hareket etmesine izin verin ve topu daha büyük bir mesafede yavaşlattığınız için kuvvet daha da azalır.
Kurşun geçirmez bariyerler aynı prensipte çalışır. Daha kalın cam levhaları PVB, PU veya akrilik katmanlarla katmanlayarak, merminin taşıdığı kuvvet tek bir noktadan ziyade daha geniş bir alana dağıtılır. Ve camın kalınlığını artırarak, mermi doğal olarak daha uzun mesafelerde yavaşlar.
Bu, camın zarar görmediği anlamına gelmez. Arabalarda kurşun geçirmezlik testi videosunu izleyin ve camda bir dizi çatlak ve kıymık göreceksiniz, ancak mermiler geçmeyecek. Engellenen mermilerin türü ve miktarı, camın nasıl yapıldığına ve kaç katman kullanıldığına bağlıdır. Cam koruma derecelendirmelerini standartlaştırmaya yardımcı olmak için Underwriter’s Laboratory (UL) 10 seviyeli bir ölçek oluşturdu :
Seviye 1 – Küçük kalibreli (9 mm) tabancalardan gelen üç mermiyi durdurabilir.
Seviye 2 — Büyük kalibreli (.357) tabancalardan gelen üç mermiyi durdurabilir.
Seviye 3 — .44 magnum gibi daha büyük silahlardan gelen üç mermiyi durdurabilir.
Seviye 4 — .30 kalibrelik bir tüfekten bir mermiyi durdurabilir.
Seviye 5 – 7.62 mm’lik tam metal ceket mermisini ateşleyen bir tüfekten bir mermiyi durdurabilir.
Seviye 6 – Küçük kalibreli tabancalardan gelen beş mermiyi durdurabilir.
Seviye 7 – 5.56 mm’lik bir tüfekten beş mermiyi durdurabilir.
Seviye 8 —7.62 mm’lik bir tüfekle beş tam metal ceket mermisini durdurabilir.
Seviye 9 —.30-06 tüfekten bir zırh delici mermiyi durdurabilir.
Seviye 10 — 50 kalibrelik bir tüfekten bir mermiyi durdurabilir.
Mermilere ek olarak, balistik cam da künt kuvvet darbelerini durduracaktır. Sonuç olarak, koruyucu cam artık çok çeşitli koruyucu uygulamalarda kullanılmaktadır. Örneğin, kurşun geçirmez pencereler askeri veya kolluk kuvvetleri araçlarında yaygındır ve genellikle hükümet binalarında, bankalarda ve hatta okullarda kullanılır. Bu arada, iyileştirilmiş üretim süreçleri ve düşük maliyetler, personelin asi kalabalıklardan korunmasına yardımcı olmak için bu bariyerleri arenalar veya stadyumlar gibi mekanlar için uygun hale getirdi.
Bu teknoloji için yeni yaklaşımlar da ufukta. Ağırlığı azaltılmış ancak camla aynı durdurma gücüne sahip sentetik seramikler şimdi test ediliyor – örneğin, ABD Hava Kuvvetleri şu anda araçlarda zırh delici silahlara karşı kullanılmak üzere alüminyum oksinitrürden (ALONtm) oluşan bir seramiği test ediyor. Hava boşlukları ile çalışma da devam etmektedir. Bu yaklaşım, bu boşlukları ortadan kaldırmak yerine, bir lamine cam tabakası ile bir polikarbonat tabakası arasında tutarlı bir hava boşluğu tabakası yaratmayı amaçlamaktadır. Sert cam tabaka mermiyi deforme eder, hava boşluğu bir miktar direnç sağlar ve polikarbonat tabaka mermiyi durdurur. Bu yaklaşım, geleneksel kurşun geçirmez seçeneklere kıyasla ağırlıkta %35 azalma sağlar.
