军事评论

非牛顿流体作为装甲

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保护人体免受各种伤害 武器 几个世纪以来,这是一项紧迫的任务。 在古代,战士经常只使用盾牌;在中世纪,重型盔甲普遍存在,其重量通常为30-50 kg。 后来,当枪支被广泛使用时,装甲迅速开始失去其相关性,但是现代防弹背心开始了生命,其中包括能够熄灭子弹能量并用冷武器抵御打击的板块。 与此同时,进步并没有停滞不前,防弹衣也在不断改进。 它们变得更耐用,减轻重量并且穿起来更舒适。


防弹衣领域的新解决方案之一可以是基于非牛顿流体的装甲。 因此,液体可以取代凯夫拉尔。 今天朝着这个方向努力的工作是由安全技术研究所Moratex的波兰科学家领导的。 他们决定在军事上使用一种长期存在的物质 - 一种非牛顿流体,其流动时的粘度取决于速度梯度。 来自波兰专家的液体装甲获得了STF - Shear-Thickening Fluid的称号。 它能够提供保护,防止高速破坏手段的穿透力,将冲击波很好地分散在大面积上。

非牛顿流体是一种有趣的物质,有时可以表现得像固体,有时像真正的液体。 普通流体可以流动和流动,非牛顿流体也可以流动和流动。 另一方面,普通液体不能是固体,形状和弹跳,而非牛顿液体可以。 这种物质本身很有趣。 非牛顿流体的这种行为的原因是它们通常是由大的聚合物分子产生的。 这些分子之间的“粘附”不是很大,但是这些分子能够相对彼此相对自由地滑动。 这种液体的最简单的说明性日常例子是淀粉与少量水的混合物。 悬浮在液体中的粘合剂大分子的外部冲击越快,液体的粘度就越高。



与普通液体不同,普通液体可以根据压力或温度波动改变其结构,非牛顿液体也能够在压力条件下改变其粘度。 简而言之,它们可以很快变成耐用的材料。 这种情况发生时具有足够强大的冲击力,其中可能包括落入子弹的物体中。

现代凯夫拉防弹背心可以很好地握住子弹,但是如果它们击中,它们弯曲到四厘米的深度,这肯定比子弹伤口更好,但是一个人可以以强烈的伤害或骨折的形式受到严重伤害。 同时,由于非牛顿流体的特殊性质和精心设计的刀片设计,使用这种材料的防弹背心的变形减少到1厘米,对人类完全安全,消除了对所有100%的威胁生命的威胁。 此外,非牛顿流体能够在撞击时在整个防弹衣区域均匀分布能量。

到目前为止,波兰科学家并不急于透露其防弹背心中使用的液体的确切成分,但与此同时,他们声称这种防弹背心能够阻止飞行速度达到450 m / s的子弹。 也就是说,我们正在谈论手枪子弹。 例如,广泛PM的子弹的初始速度是315 m / s,TT手枪是424-455 m / s。 与此同时,同样广泛使用的AK-74М子弹的初始速度为900 m / s。 据波兰专家介绍,使用非牛顿流体几乎消除了由于更有效地消散冲击能量而导致反弹的可能性。 这也意味着当子弹击中它时,这种防弹衣的载体会受到较小的撞击。 当高速撞击时,受影响的区域STF立即硬化,有效地消散冲击能量并保护人体内部器官。

非牛顿流体作为装甲


与此同时,“液体”装甲承诺相当轻,并且由它制成的防弹衣非常舒适,这不会阻止一个人进行他的工作,在穿着时不会造成任何不便,他也不会压抑动作。 根据波兰开发商的说法,他们的防弹衣比凯夫拉的产品更轻松。 判断这仍然是相当困难的,在公共领域,只有一个小视频在YouTube上发布。

应该指出的是,在英国和美国进行了不同时期的类似发展。 但是这些国家产生的液体与Kevlar的保护相结合是最强的,这使得背心非常重。 然而,Moratex声称他们开发的物质可用于生产防弹衣,这需要最少数量的其他材料插入物。 波兰科学家不打算仅仅关注他们发展的军事方面。 此外,他们正在研究磁流变液,它可以在磁场的影响下改变其粘度。 据他们说,这两种液体不仅可用于生产防弹衣,还可用于生产汽车保险杠,专业运动器材和防护道路障碍物。



信息来源:
http://hitech.newsru.com/article/17apr2015/liquid
http://hi-news.ru/technology/polyaki-ispytali-puleneprobivaemuyu-zhidkost-dlya-bronezhiletov.html
http://www.popmech.ru/weapon/57836-nenyutonovskaya-bronya-na-smenu-kevlaru-prikhodit-zhidkost
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23 评论
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  1. 鞑靼174
    鞑靼174 23 April 2015 05:55
    +2
    如果他们在波兰这样做,那么他们将在哪里为士兵和装备制造盔甲?
    1. 骨头挖掘机
      骨头挖掘机 23 April 2015 13:56
      +4
      本文是上周VO的重印版,但考虑到我的评论(包括...)得到了补充
      为什么要重复? 显然对于那些错过了...

      对于非牛顿流体-如果更简单,则渗透到它们中的速度越快,它们就越困难。 YouTube上的一个笑话中有一个视频,人们可以用这种液体在水池中奔跑,但不能通过-脚的打击实在是慢而无力,水通过了...
      装上子弹后,装甲的拥有者得到的不是“开枪”,而是“打击”……

      在这方面,问题是-如果bronik水以450 m / s的速度阻止手枪子弹,那么为什么它会以更高的速度错过子弹? 毕竟,它的粘度变得更大...

      为了阻止子弹从AK停下来,可能必须倒入更多的水,然后装甲的重量变得不雅。
      而且,顺便说一句,这种液体不能从锋利的武器中保存下来-刀将“缓慢地”通过。 这就是为什么这里需要凯夫拉尔的原因。

      使用亚音速弹药射击武器时,仍然对如此有效的枪支问题仍然感兴趣-普谢克对此是否保持沉默?
      1. 电视剧
        电视剧 23 April 2015 18:37
        +1
        Quote:Kostoprav
        通过非牛顿流体 - 如果更简单,那么越快穿透它们,它们就越难。

        没有。
        这些是膨胀性流体(膨胀性材料),其中的材料 粘度随剪切应变速率的增加而增加。 非牛顿流体的J亚种。
        Kneepad D3O


        在具有流动性的非牛顿流体中,其粘度取决于 梯度 速度



        新西兰盔甲的主要缺点是她 低停 能力(测试期间大多数样本可能会停止 只是一个手枪子弹 虽然他们做得比凯夫拉尔好,体积和重量相近),但生产成本高 使用周期少。


        对于俄罗斯科学家来说,防御系统是基于凝胶的,而凝胶是“液体装甲”的基础。 它由液体填充剂(聚乙二醇)和固体纳米颗粒(石英)组成,当被子弹击中时,它们立即被抓住并变成固体复合材料。 该凝胶仅适用于特殊织物。

    2. 评论已删除。
    3. sibiralt
      sibiralt 23 April 2015 20:42
      -2
      是的,废话。 因此,它被称为非牛顿。 让他们解释从子弹动能转变的时刻在哪里消失。 但是能量守恒定律呢? 一袋子弹比沙子更好,没有比这更有效的了。 笑
      1. bmv04636
        bmv04636 23 April 2015 22:31
        +2
        可能散布在更大的体积和面积上
      2. Droid的
        Droid的 23 April 2015 23:22
        0
        让他们解释从子弹动能转变的时刻在哪里消失。

        什么是过渡时刻?
        但是能量守恒定律呢?

        他一切都很好。
      3. 蜂霜
        蜂霜 24 April 2015 10:48
        0
        动能不会在任何地方消失,而是用于聚合物层状结构(如在水或另一种液体中),晶格结构(如金属)中的转变。 关于能量守恒定律,需要能量来维持任何形状,在这种情况下,能量被转移到材料上以形成晶格的形状。 我确信进入这种装甲后,它会变暖,因为子弹的动作停止后,子弹以格子形式的反作用也就停止了,一旦格子回到分层状态,多余的能量也会以热量的形式散发出去。
  2. 尼基塔
    尼基塔 23 April 2015 05:59
    +1
    大约3年前,我观看了有关这些防弹背心的节目,如果您相信我所看到的话,那真是令人印象深刻。 尽管据说可以使用细磨的沙子或任何其他不会溶解在其中的粉末,但她在那里浸渍了芳纶织物,并与塑料碎屑混合作为填充剂。
  3. Pavellio
    Pavellio 23 April 2015 06:03
    +2
    当然,我不假装自己是专家,但是..如何解决反冲击问题?
    1. 惊叫
      惊叫 23 April 2015 08:35
      +1
      因此,他们在文章中写道,此处的限制效果远小于传统产品。
      现代Kevlar防弹背心能够很好地固定子弹,但是当被击中时,它们会弯曲至100厘米的深度...同时,由于非牛顿流体的特殊性能以及插芯的精心设计,使用这种材料的防弹背心的变形也减少到了完全一厘米的人安全,同时XNUMX%消除威胁生命的威胁。 此外,非牛顿流体能够在撞击时在防弹衣的整个区域均匀分配能量。
    2. 电视剧
      电视剧 23 April 2015 19:12
      0
      Quote:帕维利奥
      如何解决过度曝光问题?

      非牛顿流体的性质,在这个和它的整个意义上(nj)






      -------------------------------

      这里停电是麻烦
  4. tchoni
    tchoni 23 April 2015 09:18
    +4
    他们一直在谈论使用非牛顿流体作为防弹衣已经很长时间了(已经有20年甚至更长的时间了),但是到目前为止,这个问题还没有超出实验室的范围。 这里最有可能的小事情是:普通的凯夫拉(芳纶)可以使子弹远离手枪,同时保持相当的柔韧性和舒适性。 同时,禁止影响不得超过人类耐力的门槛。 当使用能量约为1 kJ或更高的弹药时,会超过耐力阈值,但是仅使用凯夫拉尔来保护此类弹药是不合理的(因为通常情况下,带有能散布组织纤维的尖子弹的陆军弹药)且这些防弹衣已经需要坚固的插入物,该插入物能够在碰撞中使子弹变形。同时,该插入物还降低了子弹的防弹效果,从而将能量分配到足够大的区域。
    1. 穆斯
      穆斯 23 April 2015 18:30
      +1
      (已超过20年)

      实际上,从60年代末开始,这个想法就周期性地出现,并且也周期性地沉没。 这种防弹衣的最大问题是它们的耐久性直接取决于层的厚度。 如果对于手枪子弹您仍然可以描绘出一些理智的东西,那么对于自动子弹来说,一切都不会那么愉快。 另外,这些流体在不同气候条件下的行为。
      1. bmv04636
        bmv04636 23 April 2015 22:33
        +2
        这就是这个装甲男子在冬天表现有趣的方式
        1. 穆斯
          穆斯 24 April 2015 10:07
          0
          不仅在冬天,而且在高温下。
  5. 海盗
    海盗 23 April 2015 09:37
    +1
    在我看来,为了不刺破这种装甲,这种液体的层应该是体面的,这会影响重量。
  6. 思想家
    思想家 23 April 2015 09:49
    +6
    值得注意的是,英国和美国在不同时间进行了类似的开发。

    值得注意的是,胶体溶液反常粘度的第一项工作是由新罗西斯克大学(敖德萨州立大学)的物理学教授发表的 1889年的Fedor Nikiforovich Shvedov!
    1. Mic1969
      Mic1969 23 April 2015 12:38
      +3
      请谨慎使用此类信息,否则莳萝将获得专利。
  7. maks702
    maks702 23 April 2015 10:09
    +5
    另一个PR行动,到目前为止,当子弹击中该扩展区域时所达到的所有效果都等于其直径,因此没有任何有效的停止作用行动的问题,关于能量分布在整个故事保护区域这一事实的故事没有任何依据。
    1. 蜂霜
      蜂霜 24 April 2015 10:54
      0
      这些想法也困扰着我。 从一开始,我就怀疑能量是否正在分配。 从理论上讲,这种装甲应该仅在压力区域(即据我所知)在子弹的直径上变得坚固,在子弹的持续时间内,防弹背心内部会形成坚固的``钉子'',而这种钉子就像你所说的那样具有令人发指的效果。
  8. Mic1969
    Mic1969 23 April 2015 10:22
    +2
    液体会比凯夫拉尔或其他现代材料轻吗?
    这样的保护不能由很大一部分组成(液体排到底部,穿在羽绒服中然后掉下来)。 许多小的毛毛虫是它们之间关节的问题。
    液体层的厚度应为多少? 正如我在电视上看到的那样,它们围绕着淀粉和水混合,但是与子弹和冲击力相比,深度和冲击面积足够大。
    这个想法本身还不错,但是它是实际的体现。
  9. sub307
    sub307 23 April 2015 11:34
    +2
    让我们拭目以待,看看波兰人将创造什么,而仅仅是“信息填充”。 事实上,所谓的“非牛顿流体”早已为人所知。
    1. tol100v
      tol100v 17可能是2015 18:24
      0
      Quote:sub307
      我们将拭目以待,看看波兰人创造了什么,

      等待值得创造的东西是不值得的。 错误的大脑和错误的科学! 但是使用葡萄糖,蔗糖等完全在波兰科学的能力范围内,必须丢弃苹果。 这是所有pshechnuyu“科学”并发送的地方!
  10. 伴奏竖琴
    伴奏竖琴 23 April 2015 16:26
    +3
    必须在道义上支持和赞扬波兰人 他们的主动性。 因为:
    -波兰人在创建BZ方面没有取得任何进展,比起基于胶体溶液报告真正的BZ而言,波兰波兰的实验室助理更多。
    -波兰人从来没有 革命的 发明,并在此阶段(最高450 m / s,“浅”冲压深度),这种自行车的发明需要一项革命性的技术突破。
    -受宠若惊的波兰人(不过是双关语)会急于“改进”他们的“发明”。 将需要大量注入资源。
    -恐惧症和复兴英联邦的资源将变得稀缺。
    -我们会冷静一点 笑
    1. Mayor_Vihr
      Mayor_Vihr 23 April 2015 17:03
      +2
      是的,今天在乌克兰令人不安:

      今天,“艾达尔”营的士兵屠杀了一支俄罗斯伞兵连队。 他们会再剪一个,但用完了彩色纸 笑
      1. ANS
        ANS 24 April 2015 15:47
        0
        Quote:Mayor_Vikhr
        是的,今天在乌克兰令人不安:

        今天,“艾达尔”营的士兵屠杀了一支俄罗斯伞兵连队。 他们会再剪一个,但用完了彩色纸 笑

        LOL
  11. 路过
    路过 23 April 2015 17:47
    +2
    我完全支持怀疑论者,对于防弹材料,两个属性很重要:比强度,硬度,材料密度。
    1)任何聚合物的硬度和密度明显不及金属或陶瓷。 因此,对于高防护等级的防弹背心(带铠装板),这种液体作为铠装板的替代品完全没有意义。
    2)在柔软,防护等级低的防弹背心中,芳族聚酰胺纤维会在张力下起作用,从而消除子弹的速度(例如阻止足球的球门网),即 要超过芳族聚酰胺纤维(或超高分子量聚乙烯),就需要比强度要优于这些破纪录材料的牛顿液体,这在理论上几乎是不可能的,仅仅是因为聚合物分子漂浮在这种假设液体材料中的某种液体中,这增加了重量,而这对强度没有用,即 即使那里和那里的聚合物分子是同一类型,液体材料的比强度也总是比固体材料的比强度差。
    似乎是唯一的事实是,这种液体可能会用作阻尼器,以减少子弹的防弹效果。
    出于宣传目的,波兰科学家以及随后的所有其他人强调,将非牛顿液体用作装甲是对概念的廉价替代,因为非牛顿液体本身作为装甲总是比普通的固体聚合物(如凯夫拉尔)更差,其唯一的真正目的是充当装甲材料的阻尼器。 但是,如果您将轰动一时的文章称为“非牛顿流体作为防弹背心的减震层”,那么对于外行人来说,这种轰动感将突然变得不是一种轰动,而是无聊的技术细节……
  12. ramesid_iv
    ramesid_iv 23 April 2015 18:44
    0
    随着冲击波的出现,背心会变得结石,并且会出现虫子;)
    1. tol100v
      tol100v 17可能是2015 18:51
      0
      Quote:ramesid_iv
      随着冲击波,背心会变硬,并得到

      您将获得现成的“夹克”!
  13. 克鲁格曼
    克鲁格曼 25二月2017 11:09
    0
    每个人都知道,非牛顿液体会如此迅速而强烈地硬化,以至于无法将钉子钉入其中或用大锤刺穿它。 如果炸掉怎么办? https://www.youtube.com/watch?v=aAGbgMol-5s