Cara Meningkatkan Nilai V50 pada Helm Anti-peluru

Definisi Inti dan Signifikansi Industri dari Nilai V50 Nilai V50 (Kecepatan pada Probabilitas Tembus 50%) adalah indikator utama untuk mengukur kinerja protektif helm anti-peluru. Ini mengacu pada kecepatan rata-rata di mana proyektil dengan massa tertentu menembus helm dengan probabilitas 50%. Nilai V50 yang lebih tinggi menunjukkan ketahanan helm yang lebih kuat terhadap benturan berkecepatan tinggi.

Sesuai dengan standar domestik dan internasional seperti NIJ STD 0106.01 dan GA 293, nilai V50 memerlukan pengaturan kondisi uji berdasarkan jenis proyektil (misalnya, 9mm Para, 5.56mm SS109) dan massa proyektil (misalnya, 8g, 4,01g). Peningkatan nilai V50 secara langsung terkait dengan kemampuan helm dalam melindungi nyawa pengguna, sehingga menjadikannya indikator penilaian kinerja utama dalam bidang peralatan militer dan kepolisian, serta perlindungan keamanan.

Teknologi Inti untuk Meningkatkan Nilai V50

1、Peningkatan Sistem Material: Mengonsolidasikan Fondasi Perlindungan Pemilihan Serat Berkinerja Tinggi: Prioritas diberikan kepada serat antipeluru canggih seperti polyethylene berbobot molekul ultra-tinggi (UHMWPE) dan aramid (Kevlar, Twaron). Kekuatan tariknya (≥3,5 GPa) dan modulusnya (≥120 GPa) jauh melampaui serat kaca tradisional. Sebagai contoh, kekuatan spesifik serat UHMWPE mencapai 15 kali lipat baja; serat ini mampu menyerap energi kinetik peluru melalui patahan serat dan selipan, secara signifikan meningkatkan nilai V50. Disarankan memilih produk dengan kerapatan linier serat ≤1500 dtex dan elongasi saat putus sebesar 1,5%–3% untuk memastikan efisiensi penyerapan energi.

2、Optimasi Pra-perlakuan Serat: Modifikasi plasma dan perlakuan agen pengikat (misalnya, agen ikatan silana KH-550) digunakan untuk meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka antara serat dan matriks, mencegah lepasnya serat-resin selama tumbukan proyektil dan mengurangi kegagalan proteksi. Setelah pretreatment, kekasaran permukaan serat harus meningkat lebih dari 30%, dan kekuatan geser antarmuka harus ≥8MPa.

3、Perbaikan Resin Matriks: Matriks termodifikasi seperti resin epoksi dan resin poliuretan digunakan, dengan pengisian (misalnya, nano-silika, serbuk serat karbon) ditambahkan dalam dosis 5%-10% untuk meningkatkan ketangguhan benturan dan tahan panas resin. Proses pengawetan resin dioptimalkan (suhu: 120-150℃, tekanan: 0,8-1,2MPa) untuk memastikan tidak ada pori atau delaminasi di dalam material komposit.

Optimalisasi Desain Struktural: Meningkatkan Peredaman Energi

1、Desain Struktur Berlapis pada Cangkang Helm: Mengadopsi struktur sandwich "bahan komposit penguat serat + lapisan peredam + lapisan dalam". Lapisan luar menggunakan 3-5 lapis laminasi kain serat UHMWPE (serat disusun dalam arah silang, misalnya 0°/90°/45°) untuk meningkatkan ketahanan penetrasi; lapisan peredam tengah menggunakan busa EVA atau busa poliuretan (kerapatan: 0,3-0,5 g/cm³) dengan ketebalan 5-8 mm, yang menyerap energi benturan proyektil melalui kompresi dan deformasi busa; lapisan dalam menggunakan jaring nilon atau spons dengan kinerja penyerapan energi yang baik, memberikan keseimbangan antara kenyamanan dan peredaman sekunder.

2、Optimasi Kelengkungan dan Ketebalan: Kelengkungan cangkang helm dirancang sesuai kontur kepala manusia (jari-jari busur atas: 120-150 mm, jari-jari busur samping: 80-100 mm) untuk menghindari konsentrasi tekanan saat proyektil mengenai secara vertikal. Ketebalan area perlindungan utama (misalnya dahi, sisi) ditingkatkan sebesar 10%-15%, sedangkan ketebalan area non-utama dioptimalkan untuk mengendalikan berat keseluruhan (berat helm militer ≤1,8 kg).

3、Desain Perlindungan Tepi: Tepi cangkang helm diberi perlakuan pembungkusan tepi (misalnya, dibungkus dengan anyaman aramid) untuk mencegah retak serat pada tepi saat terkena proyektil; struktur anti-pantulan (misalnya, desain tepi mikro-arc) dipasang untuk mengarahkan deviasi proyektil dan mengurangi kemungkinan tembus.