Mermi Geçirmez Kasklarda V50 Değerini Nasıl Artırılır

V50 Değerinin Temel Tanımı ve Endüstriyel Önemi V50 değeri (%50 Nüfuz Olasılığına Karşılık Gelen Hız), mermi geçirmez miğfelerin koruyucu performansını ölçmek için temel bir göstergedir. Belirli bir kütleye sahip bir projektilin miğferi %50 olasılıkla delmesi için gereken ortalama hıza işaret eder. Daha yüksek bir V50 değeri, miğferin yüksek hızlı darbelere karşı daha güçlü direnç gösterdiğini ifade eder.

NIJ STD 0106.01 ve GA 293 gibi ulusal ve uluslararası standartlara uygun olarak, V50 değeri, mermi türlerine (örneğin, 9mm Para, 5.56mm SS109) ve mermi kütlelerine (örneğin, 8g, 4.01g) göre test koşullarının belirlenmesini gerektirir. V50 değerinin artması, kullanıcının yaşamını koruma açısından kaskın yeteneğiyle doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle askeri ve polis teçhizatı ile güvenlik koruması alanlarında temel performans değerlendirme göstergesi haline gelir.

V50 Değerini Artırma Konusunda Temel Teknolojiler

1、Malzeme Sisteminin Güncellenmesi: Koruma Seçiminin Temelini Güçlendirme: Yüksek Performanslı Liflerin Seçimi: Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE) ve aramidler (Kevlar, Twaron) gibi gelişmiş kurşun geçirmez liflere öncelik verilmelidir. Bu liflerin çekme mukavemeti (≥3,5 GPa) ve modülü (≥120 GPa), geleneksel cam liflerinkinden çok daha yüksektir. Örneğin, UHMWPE lifinin özgül mukavemeti çeliğin 15 katıdır; bu lifler, enerjiyi kırılma ve kayma yoluyla emerek mermi kinetik enerjisini absorbe eder ve böylece V50 değerini önemli ölçüde artırır. Enerji emilim verimliliğini sağlamak için doğrusal yoğunluğu ≤1500 dtex ve kopma uzaması %1,5-%3 arasında olan ürünlerin seçilmesi önerilir.

2. Lif Ön İşleme Optimizasyonu: Lifler ile matris arasındaki ara yüzey bağlanma gücünü artırmak, mermi darbesi sırasında lif-reçine ayrışmasını önlemek ve koruma başarısızlığını azaltmak için plazma modifikasyonu ve bağlayıcı ajan uygulaması (örneğin, silan bağlayıcı ajan KH-550) kullanılır. Önişlemden sonra, liflerin yüzey pürüzlülüğü %30'tan fazla artmalı ve ara yüzey kayma dayanımı ≥8 MPa olmalıdır.

3. Matris Reçinelerinin İyileştirilmesi: Daha yüksek darbe tokluğu ve ısı direnci elde etmek amacıyla modifiye edilmiş epoksi ve poliüretan reçineler benimsenmekte ve bu reçinelere nano-silika, karbon fiber tozu gibi dolgu maddeleri %5-10 oranında eklenmektedir. Reçinenin sertleşme süreci optimize edilmiştir (sıcaklık: 120-150°C, basınç: 0,8-1,2 MPa), kompozit malzemenin içinde boşluk veya katmanlar arası soyulma olmaması sağlanmaktadır.

Yapısal Tasarım Optimizasyonu: Enerji Sönümleme Kabiliyetinin Artırılması

1. Kask Kabuğunun Katmanlı Yapı Tasarımı: "Lif takviyeli kompozit malzeme + tampon katman + iç kaplama" sandviç yapısı benimsenmiştir. Dış katman, nüfuz direncini artırmak için çapraz yönlerde (örneğin, 0°/90°/45°) yerleştirilmiş 3-5 kat UHMWPE lif kumaş laminatları kullanır; orta tampon katman, sahip olduğu darbe enerjisini köpüğün sıkışması ve deformasyonu yoluyla absorbe eden, 5-8 mm kalınlığında, yoğunluğu 0,3-0,5 g/cm³ olan EVA köpüğü veya poliüretan köpüğü kullanır; iç kaplama ise iyi bir enerji absorpsiyon performansına sahip naylon örgü veya sünger kullanılarak konfor ile ikincil amortisman dengelenir.

2、Eğrilik ve Kalınlık Optimizasyonu: Kask kabuğunun eğriliği, projektil dikey olarak çarptığında yoğunlaşmış stresi önlemek için insan kafasının konturuna göre tasarlanmıştır (üst yay yarıçapı: 120-150 mm, yan yay yarıçapı: 80-100 mm). Ana koruma bölgelerinin (örneğin alnın, yanların) kalınlığı %10-%15 artırılmış, ana olmayan bölgelerin kalınlığı ise toplam ağırlığı kontrol altında tutmak amacıyla optimize edilmiştir (askeri kask ağırlığı ≤1,8 kg).

3、Kenar Koruma Tasarımı: Kask kabuğunun kenarları, projektil darbesi sırasında kenarlarda fiber çatlamasını önlemek için kenar kaplama işlemine tabi tutulmuştur (örneğin aramid kayışla kaplanmış); projektilin yön değiştirmesini yönlendirmek ve nüfuz ihtimalini azaltmak amacıyla sekme önleyici yapılar (örneğin mikro yay kenar tasarımı) yerleştirilmiştir.