Skottsäkert glas - Bulletproof glass
Skottsäkert glas , ballistiskt glas , transparent rustning eller skottresistent glas är ett starkt och optiskt transparent material som är särskilt motståndskraftigt mot penetrering av projektiler. Precis som alla andra material är det inte helt ogenomträngligt. Det är vanligtvis tillverkat av en kombination av två eller flera typer av glas, en hård och en mjuk. Det mjukare lagret gör glaset mer elastiskt, så att det kan böjas istället för att krossas. Det brytningsindex för både av glasen som används i skottsäkra skikten måste vara nästan densamma för att hålla glaset öppet och möjliggöra en klar, oförvrängd utsikt genom glaset. Skottsäkert glas varierar i tjocklek från 3 / fyra för att 3+1 / 2 inches (19 till 89 mm).
Skottsäkert glas används i fönster i byggnader som kräver sådan säkerhet, som smyckesbutiker och ambassader, och i militära och privata fordon.
Konstruktion
Bullet-resistent glas är konstruerat med hjälp av lager av laminerat glas . Ju fler lager det finns, desto mer skydd ger glaset. När en viktminskning behövs 3 mm polykarbonat (en termoplast ) lamineras på den säkra sidan för att stoppa rivning . Syftet är att göra ett material med utseende och klarhet i standardglas men med effektivt skydd mot handeldvapen. Polykarbonatkonstruktioner består vanligtvis av produkter som Armormax, Makroclear, Cyrolon: en mjuk beläggning som läker efter repning (t.ex. elastomera kolbaserade polymerer) eller en hård beläggning som förhindrar repor (t.ex. kiselbaserade polymerer).
Plasten i laminatdesign ger också motståndskraft mot fysiska övergrepp från trubbiga och vassa föremål. Plasten ger lite kulmotstånd. Glaset, som är mycket hårdare än plast, plattar till kulan och plasten deformeras, i syfte att absorbera resten av energin och förhindra inträngning. Polykarbonatskiktets förmåga att stoppa projektiler med varierande energi är direkt proportionell mot dess tjocklek, och skottsäkert glas med denna design kan vara upp till 3,5 tum tjockt.
Laminerade glasskikt är byggda av glasskivor bundna tillsammans med polyvinylbutyral, polyuretan, Sentryglas eller eten-vinylacetat. När det behandlas med kemiska processer blir glaset mycket starkare. Denna design har använts regelbundet på stridsfordon sedan andra världskriget. Den är vanligtvis tjock och är vanligtvis extremt tung.
| Provtjocklek och vikt för kulskyddade glasmaterial | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hotet stoppade | Glaslaminat | Polykarbonat | Akryl | Glasklädd polykarbonat | Aluminiumoxynitrid | ||||||||||||||||
| Skyddsnivå | (exempel) | Tjocklek | Vikt | Tjocklek | Vikt | Tjocklek | Vikt | Tjocklek | Vikt | Tjocklek | Vikt | ||||||||||
| i. | mm | lb/kvm med. | kg/m 2 | i. | mm | lb/kvm med. | kg/m 2 | i. | mm | lb/kvm med. | kg/m 2 | i. | mm | lb/kvm med. | kg/m 2 | i. | mm | lb/kvm med. | kg/m 2 | ||
| UL 752 Nivå 1 | 9 mm 3 skott | 1.185 | 30.09 | 15.25 | 74,46 | 0,75 | 19.05 | 4.6 | 22.46 | 1,25 | 31,75 | 7.7 | 37,6 | 0,818 | 20,78 | 8,99 | 43,9 | ||||
| UL 752 Nivå 2 | .357 Magnum 3 skott | 1.4 | 35,56 | 17.94 | 87,6 | 1,03 | 26.16 | 6.4 | 31.25 | 1.375 | 34,92 | 8.5 | 41,50 | 1.075 | 27.3 | 11,68 | 57.02 | ||||
| UL 752 nivå 3 (ungefär NIJ IIIA) | .44 Magnum 3 skott (5 skott för NIJ IIIa) | 1,59 | 40,38 | 20,94 | 102,24 | 1,25 | 31,75 | 7.7 | 37,6 | 1.288 | 32,71 | 14.23 | 69,47 | ||||||||
| UL 752 Nivå 4 | 30-06 1 skott | 1.338 | 35,25 | 14.43 | 69,47 | ||||||||||||||||
| UL 752 Nivå 5 | 7,62 mm 1 skott | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivå 6 | .357 Magnum underbelastade 5 skott | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivå 7 | 5,56x45 5 skott | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivå 8 (ungefär NIJ III) | 7,62 mm NATO 5 -skott | 2.374 | 60,3 | 26.01 | 126,99 | 18.25 | |||||||||||||||
| UL 752 Nivå 9 | .30-06 M2 AP 1 skott | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivå 10 | .50 BMG 1 skott | 1.6 | 40,6 | 30.76 | 150,1 | ||||||||||||||||
9mm 124gr @1175-1293fps (1400-1530fps för Level 6), 357M 158gr @1250-1375fps, 44M 240gr @1350-1485fps, 30-06 180gr @2540-2794fps, 5.56NATO 55gr @3080-3388fps, 7.62NATO 150gr @ 2750-3025fps för alla betyg i diagrammet ovan; alla koppar-mantlade bly FMJ, förutom 30-06 är semi-wadcutter gas-kontrollerad.
Teststandarder
Kulresistenta material testas med en pistol för att skjuta en projektil från ett bestämt avstånd in i materialet, i ett specifikt mönster. Skyddsnivåer baseras på målets förmåga att stoppa en specifik typ av projektil som färdas med en specifik hastighet. Experiment tyder på att polykarbonat misslyckas med lägre hastigheter med regelformade projektiler jämfört med oregelbundna (som fragment), vilket innebär att testning med regelbundna projektiler ger en konservativ uppskattning av dess motstånd. När projektiler inte penetrerar kan djupet i bucklan som stötarna lämnar mätas och relateras till projektilens hastighet och tjocklek på materialet. Vissa forskare har utvecklat matematiska modeller baserade på resultat från denna typ av tester för att hjälpa dem att designa skottsäkert glas för att motstå specifika förväntade hot.
Välkända standarder för kategorisering av ballistiskt motstånd inkluderar följande:
- Sammanfattning av Euronational (EN) 1063 testvillkor på engelska
- Sammanfattning av Underwriter's Laboratory (UL) ballistiska motståndstestförhållanden på engelska
- US National Institute of Justice (NIJ) standardresistenta skyddsmaterial (NIJ Standard 0108.01).
Miljöpåverkan
Egenskaperna för kulskyddsglas kan påverkas av temperatur och exponering för lösningsmedel eller UV-strålning , vanligtvis från solljus. Om polykarbonatskiktet ligger under ett glasskikt har det ett visst skydd mot UV -strålning på grund av glaset och bindningsskiktet. Med tiden blir polykarbonatet mer sprött eftersom det är en amorf polymer (som är nödvändig för att den ska vara transparent) som rör sig mot termodynamisk jämvikt.
En påverkan på polykarbonat av en projektil vid temperaturer under −7 ° C skapar ibland spall , bitar av polykarbonat som bryts av och blir själva projektiler. Experiment har visat att storleken på spallen är relaterad till laminatets tjocklek snarare än projektilens storlek. Spallen börjar med ytfel orsakade av böjning av det inre, polykarbonatskiktet och sprickorna rör sig "bakåt" till slagytan. Det har föreslagits att ett andra inre skikt av polykarbonat effektivt kan motstå penetrering av spolen.
2000 -talets framsteg
År 2005 rapporterades det att amerikanska militärforskare utvecklade en klass av genomskinlig rustning med aluminiumoxynitrid (ALON) som det yttre " slagskivan" -skiktet. Traditionellt glas/polymer demonstrerades av ALON: s tillverkare för att kräva 2,3 gånger mer tjocklek än ALON: s för att skydda mot en .50 BMG -projektil. ALON är mycket lättare och presterar mycket bättre än traditionella glas/polymerlaminat. Aluminiumoxynitrid "glas" kan besegra hot som .50 kaliber rustningsgenomträngande rundor med material som inte är oöverkomligt tungt.
Spinelkeramik
Vissa typer av keramik kan också användas för transparent rustning på grund av deras egenskaper av ökad densitet och hårdhet jämfört med traditionellt glas. Dessa typer av syntetiska keramiska genomskinliga rustningar kan möjliggöra tunnare rustningar med motsvarande stoppkraft som traditionellt laminerat glas.
Luftkammarglas
Den nyaste typen av krökt transparent fordonsrustning har en luftkammare mellan glaset och polykarbonatet. Nivå IIIA (höghastighets 9 mm) rustning består av 8 mm laminerat glas (slagyta), 1 mm luftgap och 7 mm polykarbonat. Denna lösning stoppar kulorna på ett helt annat sätt. Glaset, som är hårt, deformerar den inkommande kulan. Den deformerade kulan tränger helt igenom glaset och stoppas sedan av det flexibla polykarbonatet. Viktminskningen jämfört med traditionellt glasklädd polykarbonat är 35%, vägande. 25 kilo per kvadratmeter för nivå NIJ 06 IIIA (NIJ 07 HG2). Det är också tunnare (16,2 mm) jämfört med konventionellt glasklädd polykarbonat (21 mm).