วิธีเพิ่มค่า V50 ของหมวกกันกระสุน

คำจำกัดความหลักและความสำคัญทางอุตสาหกรรมของค่า V50 ค่า V50 (Velocity at 50% Probability of Penetration) เป็นตัวชี้วัดสำคัญในการประเมินสมรรถนะการป้องกันของหมวกกันกระสุน ซึ่งหมายถึงความเร็วเฉลี่ยที่ลูกกระสุนที่มีมวลเฉพาะสามารถเจาะทะลุหมวกได้ด้วยความน่าจะเป็น 50% ค่า V50 ที่สูงขึ้นแสดงถึงความสามารถในการต้านทานแรงกระแทกความเร็วสูงที่ดีขึ้นของหมวก

ตามมาตรฐานภายในประเทศและนานาชาติ เช่น NIJ STD 0106.01 และ GA 293 ค่า V50 จำเป็นต้องกำหนดเงื่อนไขการทดสอบตามประเภทของลูกกระสุน (เช่น 9mm Para, 5.56mm SS109) และมวลของลูกกระสุน (เช่น 8g, 4.01g) การปรับปรุงค่า V50 เกี่ยวข้องโดยตรงกับความสามารถของหมวกกันกระสุนในการปกป้องชีวิตผู้ใช้ ทำให้เป็นตัวชี้วัดสำคัญด้านสมรรถนะในงานด้านอุปกรณ์ทหารและตำรวจ รวมถึงการป้องกันความปลอดภัย

เทคโนโลยีหลักสำหรับการเพิ่มค่า V50

1. การอัปเกรดระบบวัสดุ การเสริมสร้างรากฐานของการป้องกัน การคัดเลือกเส้นใยประสิทธิภาพสูง: ให้ความสำคัญกับเส้นใยป้องกันกระสุนขั้นสูง เช่น โพลีเอทิลีนโมเลกุลหนักพิเศษ (UHMWPE) และอะรามิด (Kevlar, Twaron) ซึ่งมีความต้านทานแรงดึง (≥3.5GPa) และมอดูลัส (≥120GPa) สูงกว่าเส้นใยแก้วแบบดั้งเดิมอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงจำเพาะของเส้นใย UHMWPE สูงถึง 15 เท่าของเหล็ก; เส้นใยชนิดนี้สามารถดูดซับพลังงานจลน์ของกระสุนได้ผ่านการแตกหักและการลื่นไถลของเส้นใย ช่วยเพิ่มค่า V50 ได้อย่างมีนัยสำคัญ แนะนำให้เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นเชิงเส้นของเส้นใย ≤1500dtex และการยืดตัวขณะขาดอยู่ที่ 1.5%-3% เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการดูดซับพลังงาน

2、การปรับปรุงประสิทธิภาพเบื้องต้นของเส้นใย: การปรับปรุงด้วยพลาสมาและการบำบัดด้วยตัวเชื่อมต่อ (เช่น ตัวเชื่อมต่อซิลิเคน KH-550) ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มแรงยึดเกาะที่ผิวสัมผัสระหว่างเส้นใยและแมทริกซ์ ป้องกันการหลุดลอกของเส้นใยจากเรซินขณะได้รับแรงกระแทกจากวัตถุพลัด และลดความล้มเหลวในการป้องกัน หลังจากการเตรียมผิว เส้นใยควรมีความหยาบของผิวเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% และความแข็งแรงเฉือนที่ผิวสัมผัสควรอยู่ที่ ≥8MPa

3. การปรับปรุงเรซินแมทริกซ์: ใช้แมทริกซ์ที่ผ่านการปรับปรุง เช่น เรซินอีพ็อกซี่ และเรซินโพลียูรีเทน โดยเติมสารผสม (เช่น ซิลิกานาโน ผงเส้นใยคาร์บอน) ในอัตรา 5%-10% เพื่อเพิ่มความเหนียวต่อแรงกระแทกและความทนทานต่อความร้อนของเรซิน พร้อมทั้งปรับแต่งกระบวนการบ่มเรซิน (อุณหภูมิ: 120-150℃, ความดัน: 0.8-1.2MPa) เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีช่องว่างหรือการแยกชั้นภายในวัสดุคอมโพสิต

การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้าง: การเสริมสร้างการดูดซับพลังงาน

1. การออกแบบโครงสร้างชั้นของเปลือกหมวกนิรภัย: ใช้โครงสร้างแบบแซนด์วิชประเภท "วัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยเส้นใย + ชั้นดูดซับแรงกระแทก + ชั้นใน" โดยชั้นนอกใช้วัสดุแผ่นเรียงหลายชั้นจากผ้าเส้นใย UHMWPE จำนวน 3-5 ชั้น (จัดเรียงเส้นใยในแนวไขว้ เช่น 0°/90°/45°) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการต้านทานการเจาะ ส่วนชั้นกลางเป็นโฟม EVA หรือโฟมพอลียูรีเทน (ความหนาแน่น: 0.3-0.5g/cm³) หนา 5-8 มม. ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานจากการกระแทกของวัตถุโดยการบีบอัดและการเปลี่ยนรูปของโฟม ส่วนชั้นในใช้ตาข่ายไนลอนหรือฟองน้ำที่มีคุณสมบัติดูดซับพลังงานได้ดี ช่วยให้เกิดความสบายขณะสวมใส่และช่วยดูดซับแรงกระแทกซ้ำได้อย่างเหมาะสม

2. การปรับปรุงรูปโค้งและความหนา รูปร่างโค้งของเปลือกหมวกกันกระสุนออกแบบตามแนวเส้นโค้งของศีรษะมนุษย์ (รัศมีส่วนโค้งด้านบน: 120-150 มม., รัศมีส่วนโค้งด้านข้าง: 80-100 มม.) เพื่อป้องกันการเกิดแรงกดที่กระจุกตัวเมื่อมีการถูกยิงในแนวตั้ง ความหนาของพื้นที่ป้องกันหลัก (เช่น หน้าผาก ด้านข้าง) เพิ่มขึ้น 10%-15% ในขณะที่ความหนาของพื้นที่ไม่สำคัญได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อควบคุมน้ำหนักรวม (น้ำหนักหมวกกันกระสุนทางทหาร ≤1.8 กก.)

3. การออกแบบการป้องกันขอบ ขอบของเปลือกหมวกได้รับการประมวลผลด้วยการหุ้มขอบ (เช่น ใช้สายเวบบิ้งอารามิดหุ้ม) เพื่อป้องกันการแตกร้าวของเส้นใยบริเวณขอบเมื่อถูกกระสุน; มีการติดตั้งโครงสร้างป้องกันการเด้งกลับ (เช่น การออกแบบขอบโค้งเล็ก) เพื่อช่วยเบี่ยงเบนอนุภาคกระสุนและลดโอกาสในการเจาะทะลุ