Неньютоновская жидкость в качестве брони
Защита человеческого тела от различного оружия является актуальной задачей на протяжении многих веков. В античные времена воины зачастую использовали одни щиты, в средневековье большое распространение получили тяжелые доспехи, вес которых часто составлял 30-50 кг. Позднее, когда огнестрельное оружие получило широкое применение, доспехи стремительно начали терять свою актуальность, однако дали путевку в жизнь современным бронежилетам, которые состоят из пластин, способных погасить энергию пули и парировать удар холодным оружием. При этом прогресс не стоит на месте, и бронежилеты постоянно совершенствуются. Они становятся все более прочными, теряя при этом вес и становясь все более комфортными для ношения.
Одним из новых решений в области создания бронежилетов может стать броня на основе неньютоновской жидкости. Таким образом, на смену кевлару может прийти жидкость. Работу в этом направлении сегодня ведут польские ученые из Института технологий безопасности Moratex. Они решили найти военное применение давно известному веществу — неньютоновской жидкости, вязкость которой при течении зависит от градиента скорости. Жидкая броня от польских специалистов получила обозначение STF — Shear-Thickening Fluid. Она в состоянии обеспечить защиту от пробивной силы высокоскоростных средств поражения, хорошо рассеивая ударную волну по большой площади.
Неньютоновская жидкость представляет собой интересное вещество, которое временами может вести себя, как твердое тело, а временами как самая настоящая жидкость. Обычная жидкость может течь и растекаться, и неньютоновская жидкость это тоже может. С другой стороны, обыкновенная жидкость не может быть твердой, образовывать и отскакивать, а неньютоновская жидкость может. Такое вещество интересно уже само по себе. Причиной такого поведения неньютоновской жидкости является то, что чаще всего они созданы из полимерных молекул большого размера. «Сцепление» между такими молекулами не очень велико, но данные молекулы в состоянии достаточно свободно скользить относительно друг друга. Самым простым наглядным бытовым примером подобной жидкости выступает смесь крахмала с небольшим объемом воды. Чем быстрее будет происходить внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше будет вязкость жидкости.
В отличие от обыкновенных жидкостей, которые могут изменять свою структуру в зависимости от колебаний давления или температуры, неньютоновские жидкости в состоянии изменять также свою вязкость в стрессовых условиях. Говоря проще, они могут очень быстро превращаться в прочный материал. Это происходит при достаточно сильном ударе, к которому можно отнести попадание в объект пули.
Современные кевларовые бронежилеты в состоянии хорошо удерживать пулю, но при этом при попадании в них они прогибаются на глубину до четырех сантиметров, что, конечно же, лучше, чем пулевое ранение, но так человек может получить серьезную травму в виде сильного ушиба или перелома. В то же время, благодаря особым свойствам неньютоновской жидкости и тщательно рассчитанной конструкции вставок деформация бронежилета с использованием данного материала уменьшается до вполне безопасного для человека одного сантиметра, устраняя при этом опасную для жизни угрозу на все 100%. Помимо этого, неньютоновская жидкость в состоянии при ударе распределить энергию равномерно по всей площади бронежилета.
Пока что польские ученые не торопятся раскрывать точный состав своей жидкости, которая применяется в их бронежилете, но при этом они уверяют, что такой бронежилет в состоянии остановить пулю, которая летит со скоростью до 450 м/с. То есть речь пока идет о пистолетных пулях. К примеру, начальная скорость пули широко распространенного ПМ составляет 315 м/с, а пистолета ТТ — 424-455 м/с. В то же время начальная скорость пули не менее распространенного автомата АК-74М составляет 900 м/с. По словам польских специалистов, использование неньютоновской жидкости практически исключает вероятность рикошета из-за гораздо более эффективного рассеивания энергии удара. Это же означает, что носитель такого бронежилета почувствует при попадании в него пули меньшее воздействие. При ударе на высокой скорости поражаемый участок STF затвердевает мгновенно, эффективно рассеивая ударную энергию и защищая внутренние человеческие органы.
При этом «жидкая» броня обещает быть достаточно легкой, а бронежилет из нее достаточно удобным, не мешающим человеку выполнять свою работу, не причиняя при этом неудобств при носке, он не будут сковывать движений. По словам польских разработчиков, их бронежилет будет весить легче изделий из кевлара. Судить об этом пока довольно сложно, в широком доступе имеется лишь небольшое видео, которое было опубликовано на YouTube.
Стоит отметить, что подобные разработки в разное время велись в Великобритании и США. Но созданные в этих странах жидкости были наиболее прочными в сочетании с защитой из кевлара, что делало создаваемые жилеты очень тяжелыми. Однако в Moratex утверждают, что разработанное ими вещество может применяться для производства бронежилетов, которые потребуют минимального количества вставок из дополнительных материалов. Польские ученые не намерены останавливаться лишь на военной стороне своей разработки. Помимо этого, они работают над магнитореологической жидкостью, которая сможет менять свою вязкость под воздействием магнитного поля. По их словам, обе этих жидкости можно будет использовать не только при производстве бронежилетов, но и для производства автомобильных бамперов, профессионального спортивного снаряжения и защитных дорожных ограждений.
Источники информации:
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
Одним из новых решений в области создания бронежилетов может стать броня на основе неньютоновской жидкости. Таким образом, на смену кевлару может прийти жидкость. Работу в этом направлении сегодня ведут польские ученые из Института технологий безопасности Moratex. Они решили найти военное применение давно известному веществу — неньютоновской жидкости, вязкость которой при течении зависит от градиента скорости. Жидкая броня от польских специалистов получила обозначение STF — Shear-Thickening Fluid. Она в состоянии обеспечить защиту от пробивной силы высокоскоростных средств поражения, хорошо рассеивая ударную волну по большой площади.
Неньютоновская жидкость представляет собой интересное вещество, которое временами может вести себя, как твердое тело, а временами как самая настоящая жидкость. Обычная жидкость может течь и растекаться, и неньютоновская жидкость это тоже может. С другой стороны, обыкновенная жидкость не может быть твердой, образовывать и отскакивать, а неньютоновская жидкость может. Такое вещество интересно уже само по себе. Причиной такого поведения неньютоновской жидкости является то, что чаще всего они созданы из полимерных молекул большого размера. «Сцепление» между такими молекулами не очень велико, но данные молекулы в состоянии достаточно свободно скользить относительно друг друга. Самым простым наглядным бытовым примером подобной жидкости выступает смесь крахмала с небольшим объемом воды. Чем быстрее будет происходить внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше будет вязкость жидкости.
В отличие от обыкновенных жидкостей, которые могут изменять свою структуру в зависимости от колебаний давления или температуры, неньютоновские жидкости в состоянии изменять также свою вязкость в стрессовых условиях. Говоря проще, они могут очень быстро превращаться в прочный материал. Это происходит при достаточно сильном ударе, к которому можно отнести попадание в объект пули.
Современные кевларовые бронежилеты в состоянии хорошо удерживать пулю, но при этом при попадании в них они прогибаются на глубину до четырех сантиметров, что, конечно же, лучше, чем пулевое ранение, но так человек может получить серьезную травму в виде сильного ушиба или перелома. В то же время, благодаря особым свойствам неньютоновской жидкости и тщательно рассчитанной конструкции вставок деформация бронежилета с использованием данного материала уменьшается до вполне безопасного для человека одного сантиметра, устраняя при этом опасную для жизни угрозу на все 100%. Помимо этого, неньютоновская жидкость в состоянии при ударе распределить энергию равномерно по всей площади бронежилета.
Пока что польские ученые не торопятся раскрывать точный состав своей жидкости, которая применяется в их бронежилете, но при этом они уверяют, что такой бронежилет в состоянии остановить пулю, которая летит со скоростью до 450 м/с. То есть речь пока идет о пистолетных пулях. К примеру, начальная скорость пули широко распространенного ПМ составляет 315 м/с, а пистолета ТТ — 424-455 м/с. В то же время начальная скорость пули не менее распространенного автомата АК-74М составляет 900 м/с. По словам польских специалистов, использование неньютоновской жидкости практически исключает вероятность рикошета из-за гораздо более эффективного рассеивания энергии удара. Это же означает, что носитель такого бронежилета почувствует при попадании в него пули меньшее воздействие. При ударе на высокой скорости поражаемый участок STF затвердевает мгновенно, эффективно рассеивая ударную энергию и защищая внутренние человеческие органы.
При этом «жидкая» броня обещает быть достаточно легкой, а бронежилет из нее достаточно удобным, не мешающим человеку выполнять свою работу, не причиняя при этом неудобств при носке, он не будут сковывать движений. По словам польских разработчиков, их бронежилет будет весить легче изделий из кевлара. Судить об этом пока довольно сложно, в широком доступе имеется лишь небольшое видео, которое было опубликовано на YouTube.
Стоит отметить, что подобные разработки в разное время велись в Великобритании и США. Но созданные в этих странах жидкости были наиболее прочными в сочетании с защитой из кевлара, что делало создаваемые жилеты очень тяжелыми. Однако в Moratex утверждают, что разработанное ими вещество может применяться для производства бронежилетов, которые потребуют минимального количества вставок из дополнительных материалов. Польские ученые не намерены останавливаться лишь на военной стороне своей разработки. Помимо этого, они работают над магнитореологической жидкостью, которая сможет менять свою вязкость под воздействием магнитного поля. По их словам, обе этих жидкости можно будет использовать не только при производстве бронежилетов, но и для производства автомобильных бамперов, профессионального спортивного снаряжения и защитных дорожных ограждений.
Источники информации:
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
Информация