EN
Bahan Utama dalam Gigi Peluru : Bagaimana Komposit Maju Meningkatkan Jangka Hayat
Gentian Aramid (Kevlar, Twaron): Kekuatan dan Had dalam Penggunaan Dunia Nyata
Bahan seperti Kevlar dan Twaron tergolong dalam keluarga gentian aramid dan biasanya digunakan dalam peralatan rintang peluru kerana kekuatan tegangan luar biasa mereka iaitu sekitar 3,620 MPa. Gentian ini berfungsi dengan baik terhadap peluru kerana ia mampu menyerap dan menyebarkan daya hentaman. Keberkesanan bahan ini disebabkan oleh susunan molekul berlapis yang unik, yang membengkok dan meregang apabila dilanggar oleh daya balistik, secara berkesan melambatkan dan mengalihkan projektil yang datang. Namun, terdapat satu kelemahan. Apabila dibiarkan terdedah kepada cahaya matahari untuk tempoh yang panjang atau terdedah kepada keadaan lembap, bahan-bahan ini mula terurai secara beransur-ansur. Sifat struktur menjadi lemah dan keupayaan perlindungan berkurangan, terutamanya ketara selepas beberapa bulan digunakan di kawasan yang tahap kelembapannya tinggi atau peralatan sering terdedah di luar bangunan.
Kejuruteraan Reka Bentuk Gigi Peluru: Struktur Berlapis dan Integriti Struktur
Reka Bentuk Berlapis vs. Monolitik: Keberkesanan dalam Penyerapan Tenaga
Reka bentuk gigi peluru yang berlapis berfungsi jauh lebih baik daripada pilihan binaan pejal kerana ia boleh menyerap kira-kira 40-45% lebih banyak tenaga apabila dilanggar. Apabila pengeluar menggabungkan bahan seperti polietilena berat molekul ultra tinggi bersama bahan seramik dalam pelbagai peringkat, hasilnya cukup menarik. Projektil dipaksa melalui beberapa peringkat di mana ia mengalami ubah bentuk setiap kali, yang banyak mengurangkan kelajuannya. Tekanan tersebar ke pelbagai titik dan bukannya hanya pada satu lokasi sahaja. Pendekatan penyerapan tenaga secara berperingkat ini menjadikan kegagalan jauh kurang berkemungkinan. Perisai biasa yang diperbuat daripada satu bahan sahaja cenderung gagal secara tiba-tiba kerana kesemua daya bertumpu pada titik pertama hentaman. Oleh sebab itulah reka bentuk berlapis semakin popular dikalangan mereka yang memerlukan perlindungan terhadap impak.
Faktor Reka Bentuk Utama yang Mempengaruhi Rintangan Impak dan Kebolehpercayaan Jangka Panjang
Empat parameter kejuruteraan kritikal mengawal ketahanan dan prestasi gigi peluru:
- Kekuatan Ikatan Lapisan : Pelekat maju yang mampu menahan tekanan ricih melebihi 6 GPa memastikan lapisan kekal utuh di bawah beban melampau.
- Nisbah Ketebalan Bahan : Nisbah UHMWPE kepada seramik yang seimbang (kebiasaannya 3:1) mengoptimumkan kelenturan dan kekerasan untuk mitigasi ancaman yang berkesan.
- Penjajaran serat : Komposit yang dilapis pada sudut secara strategik membantu mengalihkan tenaga hentaman secara lateral, meningkatkan rintangan terhadap penembusan.
- Penutup tepi : Salutan tahan lama dan kalis lembapan mengekalkan prestasi struktur melalui 500+ kitaran haba, mencegah pengelupasan dan degradasi persekitaran.
Inovasi Berinspirasikan Alam dalam Rekabentuk Perisai Ringan dan Tahan Lama
Reka bentuk yang terinspirasi daripada alam benar-benar mengubah cara kita memikirkan pembangunan perisai. Ambil contoh struktur menyerupai naker yang kelihatan seperti bata yang diikat bersama mortar. Ujian menunjukkan bahawa ini sebenarnya meningkatkan rintangan terhadap retakan sebanyak kira-kira 78 peratus berbanding bahan berlapis biasa. Satu lagi penemuan menarik datang daripada teknik pencetakan 3D di mana penyelidik menyalin corak heksagon yang terdapat pada cangkerang beberapa jenis kumbang. Bentuk sarang lebah ini mengurangkan berat keseluruhan sebanyak kira-kira 22%, tetapi masih memenuhi piawaian ketat NIJ Tahap IV untuk peralatan antipeluru. Apa yang menjadikan pendekatan berasaskan alam ini begitu bernilai adalah keupayaannya memberikan kekuatan luar biasa berbanding dengan beratnya. Ini bermakna anggota tentera dan penguat kuasa undang-undang mendapat sistem perlindungan yang lebih baik, lebih ringan pada badan dan lebih tahan terhadap hentaman, sambil mengekalkan tahap keselamatan yang sama seperti pilihan tradisional.
Bahagian Soalan Lazim
Apakah gentian Aramid, dan mengapa ia digunakan dalam gigi antipeluru?
Gentian aramid seperti Kevlar dan Twaron dikenali kerana kekuatan tegangan yang luar biasa dan digunakan dalam peluru gigi disebabkan kemampuannya menyerap dan menyebarkan tenaga secara berkesan daripada hentaman.
Bagaimanakah rekabentuk berlapis dalam peluru gigi meningkatkan penyerapan tenaga?
Rekabentuk berlapis dalam peluru gigi mengagihkan tekanan kepada beberapa titik, membolehkannya menyerap 40-45% lebih banyak tenaga berbanding rekabentuk monolitik, menjadikannya lebih berkesan dalam menangani hentaman.
Apakah faedah menggunakan rekabentuk berasaskan alam dalam perisai?
Rekabentuk berasaskan alam seperti struktur menyerupai naker dan corak sarang lebah menawarkan kekuatan yang lebih baik berbanding berat, meningkatkan ketahanan terhadap hentaman sambil memastikan piawaian perlindungan setaraf dengan perisai tradisional.
