Làm thế nào để Nâng cao Giá trị V50 của Mũ Bảo hiểm Chống Đạn

Định Nghĩa Cốt Lõi và Ý Nghĩa Công Nghiệp của Giá Trị V50: Giá trị V50 (Vận Tốc tại Xác Suất 50% Bị Xuyên Thủng) là chỉ số quan trọng để đo lường hiệu suất bảo vệ của mũ chống đạn. Nó đề cập đến vận tốc trung bình mà một đầu đạn có khối lượng cụ thể xuyên thủng mũ với xác suất 50%. Giá trị V50 càng cao cho thấy khả năng chống lại tác động tốc độ cao của mũ càng mạnh.

Theo các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế như NIJ STD 0106.01 và GA 293, giá trị V50 yêu cầu phải thiết lập điều kiện thử nghiệm dựa trên loại đầu đạn (ví dụ: 9mm Para, 5.56mm SS109) và khối lượng đầu đạn (ví dụ: 8g, 4.01g). Việc cải thiện giá trị V50 có liên quan trực tiếp đến khả năng bảo vệ tính mạng người sử dụng của mũ bảo hiểm, do đó trở thành chỉ số đánh giá hiệu suất cốt lõi trong các lĩnh vực như trang bị quân sự, công an và bảo vệ an ninh.

Các Công Nghệ Cốt Lõi Để Cải Thiện Giá Trị V50

1、Nâng Cấp Hệ Thống Vật Liệu: Củng cố nền tảng lựa chọn bảo vệ Sợi hiệu suất cao: Ưu tiên sử dụng các loại sợi chống đạn tiên tiến như polyethylene trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) và sợi aramid (Kevlar, Twaron). Độ bền kéo (≥3,5 GPa) và mô-đun (≥120 GPa) của chúng vượt xa so với sợi thủy tinh truyền thống. Ví dụ, độ bền riêng của sợi UHMWPE cao gấp 15 lần so với thép; nó có thể hấp thụ năng lượng động học của đầu đạn thông qua sự gãy sợi và trượt sợi, cải thiện đáng kể giá trị V50. Nên lựa chọn các sản phẩm có mật độ tuyến tính sợi ≤1500 dtex và độ giãn dài tại điểm đứt trong khoảng 1,5%–3% để đảm bảo hiệu quả hấp thụ năng lượng.

2、Tối ưu hóa xử lý trước sợi: Sử dụng biến đổi plasma và xử lý chất liên kết (ví dụ: chất liên kết silane KH-550) nhằm tăng lực bám dính giao diện giữa sợi và nền, ngăn ngừa hiện tượng tách sợi khỏi nhựa khi bị va chạm đạn, giảm nguy cơ mất khả năng bảo vệ. Sau xử lý trước, độ nhám bề mặt của sợi cần tăng hơn 30% và cường độ chịu cắt tại giao diện phải đạt ≥8MPa.

3、Cải thiện nhựa nền: Áp dụng các loại nhựa nền được cải tiến như nhựa epoxy và nhựa polyurethane, thêm phụ gia (ví dụ: silica nano, bột sợi carbon) với liều lượng 5%-10% để nâng cao độ dai va chạm và khả năng chịu nhiệt của nhựa. Quá trình đóng rắn nhựa được tối ưu hóa (nhiệt độ: 120-150℃, áp suất: 0,8-1,2MPa) nhằm đảm bảo vật liệu composite không có lỗ rỗng hay hiện tượng tách lớp bên trong.

Tối ưu hóa thiết kế cấu trúc: Tăng cường khả năng hấp thụ năng lượng

1、Thiết kế cấu trúc nhiều lớp cho vỏ mũ bảo hiểm: Áp dụng cấu trúc sandwich gồm "vật liệu composite gia cố sợi + lớp đệm + lớp lót trong". Lớp ngoài sử dụng 3-5 lớp vải sợi UHMWPE ép nhiều lớp (sợi sắp xếp theo hướng chéo nhau, ví dụ: 0°/90°/45°) nhằm tăng khả năng chống xuyên thủng; lớp đệm trung gian sử dụng xốp EVA hoặc xốp polyurethane (mật độ: 0,3-0,5g/cm³) với độ dày 5-8mm, hấp thụ năng lượng va chạm của đầu đạn thông qua sự nén và biến dạng của lớp xốp; lớp lót trong sử dụng lưới nylon hoặc mút có khả năng hấp thụ năng lượng tốt, đảm bảo sự cân bằng giữa độ thoải mái và khả năng giảm chấn thứ cấp.

2、Tối ưu hóa độ cong và độ dày: Độ cong của vỏ mũ bảo hiểm được thiết kế theo đường viền của đầu người (bán kính cung trên: 120-150mm, bán kính cung bên: 80-100mm) nhằm tránh tập trung ứng suất khi đạn bay va chạm theo phương thẳng đứng. Độ dày của các khu vực bảo vệ chính (ví dụ: trán, hai bên) được tăng thêm 10%-15%, trong khi độ dày của các khu vực không quan trọng được tối ưu hóa để kiểm soát trọng lượng tổng thể (trọng lượng mũ bảo hiểm quân sự ≤1,8kg).

3、Thiết kế bảo vệ mép: Các mép của vỏ mũ bảo hiểm được xử lý bằng cách bao bọc mép (ví dụ: bao bọc bằng dây đai aramid) để ngăn ngừa nứt sợi ở mép khi bị đạn bay va chạm; các cấu trúc chống phản xạ (ví dụ: thiết kế mép dạng cung nhỏ) được lắp đặt để định hướng lại sự lệch hướng của đạn và giảm khả năng xuyên thủng.