เกราะเหลว เกราะรถ-เกราะน้ำยาปกป้อง
ผลการทดลองโดยย่อของการประเมินข้อมูลในหัวข้อ “เกราะของเหลว”
(ดำเนินการโดย NPF "TECHINKOM" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยในปี พ.ศ. 2548)
งานในการสร้างเสื้อผ้าหุ้มเกราะยืดหยุ่นที่มีความแข็งแกร่งต่างกันยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาของนักพัฒนา มีความสนใจในพื้นที่นี้มาตั้งแต่ปี 2000 เมื่อมีรายงานผลลัพธ์เชิงบวกของการค้นหาในพื้นที่นี้ปรากฏในสื่อ ในสิ่งพิมพ์พิเศษ และบนอินเทอร์เน็ต
การวิเคราะห์วรรณกรรมและแหล่งที่มาของสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นถึงความสนใจของอุตสาหกรรมในสิ่งที่เรียกว่า STF (ของเหลวที่ทำให้หนาขึ้นด้วยแรงเฉือน) หรือ STC (องค์ประกอบที่ทำให้หนาขึ้นด้วยแรงเฉือน) ซึ่งเป็นของเหลวหนืดซึ่งแสดงคุณสมบัติกึ่งทิโซโทรปิกแบบกลับหัว ความหนืดที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเมื่อความดันหรืออัตราแรงเฉือนเกินระดับวิกฤตที่แน่นอนเรียกว่าเอฟเฟกต์ ST (การทำให้หนาขึ้นจากแรงเฉือน)
การตีพิมพ์ครั้งแรกในหัวข้อ ST effect ย้อนกลับไปในช่วงปี 1972-75 (ลี, เรดเดอร์, ฮอฟฟ์แมน)
สิ่งพิมพ์หลักในหัวข้อ "เกราะของเหลว" ในวรรณกรรมและอินเทอร์เน็ตคือลิงก์และการอภิปรายของงาน "การป้องกันเกราะที่สมบูรณ์แบบโดยใช้ ST - ของเหลว" โดย Y.S Lee, R.G. Erges, N.J. Wagner (ศูนย์วัสดุคอมโพสิตและภาควิชาวิศวกรรมเคมี, มหาวิทยาลัยเดลาแวร์), E.D. Wetzel (ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพบกและแผนกพัฒนาอาวุธและวัสดุ, พื้นที่พิสูจน์อเบอร์ดีนของสหรัฐอเมริกา)
ผู้เขียนผลงานได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:
- ความต้านทานขีปนาวุธของผ้าเคฟล่าได้รับการปรับปรุงโดยการชุบด้วย ST-liquid
- เมื่อเปรียบเทียบกับการทำให้ชุ่มด้วยของเหลวของนิวตันธรรมดาแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของเอฟเฟกต์ ST เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเพิ่มความต้านทานขีปนาวุธ
- ปริมาณการดูดซับพลังงานเป็นสัดส่วนกับปริมาตรของของเหลวในถุง
- แพ็คเกจของผ้า ballistic ที่ชุบด้วยของเหลว ST เมื่อเปรียบเทียบกับผ้าแห้งที่สมดุลนั้นแสดงให้เห็นความต้านทานของ ballistic เกือบเท่ากัน แต่มีจำนวนชั้นน้อยกว่าและมีความยืดหยุ่นมากกว่า
- ผลของการปรับปรุงคุณสมบัติ ballistic เมื่อแพ็คเกจผ้าถูกชุบด้วยของเหลว ST-liquid อธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของแรงเสียดทานระหว่างเกลียวเนื่องจากความหนืดของของเหลวเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันด้วยภาระเฉือนที่เพิ่มขึ้นภายใต้อิทธิพลของ องค์ประกอบที่โดดเด่น
การวิเคราะห์สิ่งพิมพ์อื่น ๆ ช่วยให้สามารถระบุหลักการอื่น ๆ ในการได้รับโครงสร้างป้องกันแบบยืดหยุ่นซึ่งมีความแข็งแกร่งที่แตกต่างกันภายใต้อิทธิพลของขีปนาวุธ และในขณะเดียวกันก็ระบุคำถามต่างๆ ที่ต้องมีคำตอบเพื่อทำการวิจัยต่อไป
จากสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น วัตถุประสงค์ของงานคือเพื่อประเมินความสามารถในการทำซ้ำและความสำคัญเชิงปฏิบัติของผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ และเพื่อค้นหาวิธีอื่นเพื่อให้ได้การป้องกันขีปนาวุธแบบยืดหยุ่นที่มีประสิทธิภาพ
ในส่วนทดลอง งานต่อไปนี้ได้รับการแก้ไข:
1.2.1 ทำการทดลองโดยใช้วัสดุภายในประเทศเพื่อประเมินผลของการทำให้ชุ่มด้วยของเหลว ST ต่อความต้านทานขีปนาวุธ (ป้องกันการแตกตัว) ที่แท้จริงของแพ็คเกจผ้า Rusar
1.2.2 ประเมินผลกระทบของ ST-liquid ต่อคุณสมบัติป้องกันการถูกกระทบกระแทกของแพ็คเกจผ้า HMO
1.2.3 ทำการเปรียบเทียบการทดลองผลของการทำให้ชุ่มด้วยองค์ประกอบของโพลีเมอร์ยืดหยุ่นและของเหลว ST ต่อลักษณะการป้องกันขององค์ประกอบที่อ่อนนุ่ม - ความต้านทานการต่อต้านการแตกตัวและ ZLKT เพื่อระบุความแตกต่างในกลไกการออกฤทธิ์ขององค์ประกอบที่กระแทกทั้งสอง ประเภทของอุปสรรค
1.2.4 กำหนดแนวทางการทำงานต่อไปเกี่ยวกับการศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างการป้องกันแบบยืดหยุ่นที่เปลี่ยนแปลงได้
ถุงผ้าอะรามิดขีปนาวุธ Rusar ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานของโครงสร้างยืดหยุ่นที่มีความแข็งต่างกัน 56319 จาก 30 ชั้น ให้ความต้านทานการแตกตัว V50>550 ม./วินาที
เนื่องจากองค์ประกอบที่ให้เอฟเฟกต์ ST จึงมีการใช้องค์ประกอบที่คล้ายคลึงกับงานของ Y.S Lee, R.G. Erges, นิวเจอร์ซีย์ วากเนอร์, อี.ดี. Wetzel: เอทิลีนไกลคอล - ซิลิคอนออกไซด์ในอัตราส่วนใกล้กับ 1: 1
สำหรับองค์ประกอบในการชุบทางเลือก มีการใช้องค์ประกอบต่อไปนี้: องค์ประกอบทิโซทรอปิกที่ใช้ยางซิลิโคน โดยคงความหนืดคงที่เป็นระยะเวลาไม่จำกัด กาวเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ที่มีการยึดติดคงที่ของวิธีการละลายและอิมัลชันน้ำ และการกระจายตัวของน้ำ-อิมัลชันโพลียูรีเทน
ในฐานะที่เป็นโครงสร้างขีปนาวุธทางเลือก จึงได้ทำการศึกษาโครงสร้าง UD ออร์โธทรอปิกหลายชั้นซึ่งมีพื้นฐานอยู่บนเส้นด้าย Rusar ที่ไม่มีการบิดเกลียวและองค์ประกอบของกาว การเตรียมโครงสร้าง UD ดำเนินการในโรงงานนำร่องพิเศษสำหรับการผลิตพรีเพกทิศทางเดียวจากเกลียวที่ไม่มีการบิดเกลียว (ดูรูปที่ 1)
ข้าว. 1 - การติดตั้งนำร่องของ NPF "TECHINKOM" สำหรับการผลิตโครงสร้าง UD จากเส้นใยอะรามิด การพัฒนากระบวนการรับโครงสร้าง UD จากเธรด Tvaron ที่ซับซ้อน
เทปพรีเพกทิศทางเดียวที่ได้ในลักษณะนี้จะถูกวางทีละชั้นในมุม 0°/90° ลงในถุงและกดที่อุณหภูมิ 120-160°C และความดัน 5-10 กก./ซม.2 เพื่อให้ได้โครงสร้าง ความหนาแน่นของพื้นผิวที่กำหนด (ดูรูปที่ 2)
ข้าว. 2. วัสดุที่ใช้โครงสร้าง UD จากเส้นใยอะรามิด Tvaron (4) และ Rusar (1-8):
1. ชั้น UD ที่รีดโดยใช้ด้าย Rusar ที่ไม่มีการบิดเกลียว
2. Rusar วัสดุ orthotropic รีดตามชั้น UD สองชั้น
3. ชั้น UD รีดโดยใช้ด้าย Rusar ที่ไม่มีการบิดพร้อมชั้นฟิล์ม PE
4. โครงสร้าง UD ตามเธรด Tvaron;
5. พรีเพกออร์โธโทรปิกทำจากชั้น Rusar UD สองชั้น
6. พรีเพกรูซาร์ orthotropic เบาบาง;
7. โครงสร้างขีปนาวุธยืดหยุ่น orthotropic หลายชั้น Rusar ขึ้นอยู่กับชั้น UD;
8. คอมโพสิตแข็งออร์โธทรอปิกหลายชั้นตามชั้น UD และสารยึดเกาะ PU
ความเร็วเฉลี่ยของชิ้นส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบป้องกันไม่แทรกซึมโดยมีความน่าจะเป็น 50% ถูกนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้ที่แสดงถึงความต้านทานการต่อต้านการกระจายตัวขององค์ประกอบ
การวิเคราะห์ผลลัพธ์ของการพิจารณาความต้านทานการแตกตัวขององค์ประกอบป้องกันโดยทั่วไปจะยืนยันข้อเท็จจริงที่ทราบก่อนหน้านี้เกี่ยวกับผลกระทบด้านลบของการชุบถุงผ้าต่อความต้านทานการต้านการแตกตัว
ตัวอย่าง ซึ่งเป็นถุงที่ชุบด้วยการกระจายตัวของอนุภาคซิลิคอนออกไซด์ขนาดนาโนในเอทิลีนไกลคอล โดยทำซ้ำการทดลองที่อธิบายไว้ในงานที่กล่าวถึง รวมถึงตัวอย่างที่ SiO2 ถูกแทนที่ด้วยการกระจายตัวของ Al2O3 ที่มีขนาดอนุภาค 1-2 ลำดับความสำคัญที่ใหญ่กว่าแสดงผลลัพธ์ที่ต่ำเท่ากัน
เป็นไปไม่ได้ที่จะหารือเกี่ยวกับผลลัพธ์ที่ได้รับจากมุมมองของงานเนื่องจากงานไม่ได้ให้ข้อมูลกับตัวบ่งชี้ V50 ซึ่งเป็นพื้นฐานในการพิจารณาคุณสมบัติขีปนาวุธของแพ็คเกจป้องกันแบบอ่อน
ผลการประเมินคุณสมบัติป้องกันการถูกกระทบกระแทกขององค์ประกอบป้องกันไม่ได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีอยู่ของความผิดปกติเชิงบวกในคุณสมบัติของบรรจุภัณฑ์เนื้อเยื่อที่ชุบด้วยองค์ประกอบของเอทิลีนไกลคอล-ซิลิกา เมื่อยิงจากปืนพก PM ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันองค์ประกอบการป้องกันจะมีพฤติกรรมคล้ายกันมาก - ในกรณีที่ไม่มีการระบายอากาศและการรองรับแรงกระแทก (VAP) การถูกกระทบกระแทกโดยใช้วิธีเจลาตินและดินน้ำมันจะเกินระดับที่สองที่อนุญาต ดังนั้น เมื่อใช้ VAP ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับชุดเกราะของรัสเซีย (ลูกกลิ้งโฟมโพลีเอทิลีน 15-20 มม.) ระดับการถูกกระทบกระแทกจึงลดลงจนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้หรือต่ำกว่า เมื่อใช้ VAP โครงสร้างของรอยบุบในบล็อกดินน้ำมันจะมีการเปลี่ยนแปลงไปสู่การขยายตัวในพื้นที่และลดความลึกลง มีการสังเกตภาพที่คล้ายกันสำหรับโครงสร้าง UD ที่มีความแตกต่างเล็กน้อยในพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต เนื่องจากความสามารถในการเปลี่ยนรูปต่ำของเส้นใยโมดูลัสสูงที่วางขนานกันในชั้นต่างๆ
ควรคำนึงว่าเงื่อนไขการทดลองเพื่อศึกษาอิทธิพลของผลกระทบ ST ต่อคุณสมบัติ ballistic ของ ZK ไม่สามารถเหมือนกับเงื่อนไขของงานที่อ้างถึงได้อย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการเตรียมตัวอย่าง อย่างไรก็ตาม เกณฑ์ที่กำหนดใน กล่าวคือ: ประเภทของอนุภาค ขนาด ความเข้มข้น และประเภทของการกระจายตัว สภาพแวดล้อมได้รับการทำซ้ำตามความเห็นของเราอย่างสมบูรณ์ ลักษณะโดยละเอียดเพิ่มเติมขององค์ประกอบ ST ที่ศึกษาไม่ได้ระบุไว้ในงานภายใต้การสนทนา
สำหรับโครงสร้างของ UD สิ่งที่น่าสังเกตคือผลลัพธ์ที่มั่นคงในแง่ของ V50 ซึ่งตรงตามข้อกำหนด TTZ สำหรับชุดเกราะในประเทศสมัยใหม่ที่มีเนื้อหาอะรามิดน้อยกว่าองค์ประกอบการป้องกันแบบอนุกรมถึง 40% ที่ใช้ผ้าศิลปะ Rusar 56319 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวอย่างนี้น่าสนใจเมื่อชุบด้วยส่วนประกอบซิลิโคนที่ไม่มีการบ่ม เนื่องจากเมื่อรวมกับความต้านทานการต้านทานการแตกตัวที่น่าพอใจแล้ว ตัวอย่างจึงมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำในทางปฏิบัติเพราะ โครงสร้างเส้นใยที่ชอบน้ำที่มีรูพรุนของ Rusar นั้นแยกออกจากความชื้นได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งอยู่ในชั้นของซิลิโคนโพลีเมอร์ที่ไม่ชอบน้ำ องค์ประกอบของซิลิโคนที่ไม่มีการบ่มซึ่งมีค่าแรงตึงผิวต่ำที่สุด จะทำให้พื้นผิวของเส้นใยเปียก เติมเต็มช่องว่างระหว่างเส้นใยทั้งหมด และไล่อากาศและความชื้น แม้ในกรณีที่เกิดการละเมิดความสมบูรณ์ของชั้นเคลือบชั่วคราว
บทสรุป.
1. การทดลองใช้วัสดุภายในประเทศเพื่อประเมินผลของการทำให้มีองค์ประกอบ ST ต่อความต้านทานขีปนาวุธป้องกันการกระจายตัวของแพ็คเกจผ้า Rusar ข้อมูลที่ได้รับจนถึงปัจจุบันบ่งชี้ถึงผลกระทบเชิงลบของการทำให้มีขึ้นนี้ต่อความต้านทานขีปนาวุธของบรรจุภัณฑ์
2. ประเมินอิทธิพลขององค์ประกอบ ST ต่อคุณสมบัติป้องกันการถูกกระทบกระแทกของแพ็คเกจเนื้อเยื่อ HMO ผลลัพธ์ไม่สนับสนุนข้อค้นพบที่เผยแพร่
3. ผลลัพธ์เชิงลบที่ได้รับในงานนี้ยังไม่เป็นที่สิ้นสุด อาจเป็นผลมาจาก:
- เงื่อนไขในการเตรียมตัวอย่างและดำเนินการทดลองไม่เหมือนกับเงื่อนไขของต้นแบบ
- การเลือกที่ผิดพลาดโดยผู้เขียนสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของการใช้เอฟเฟกต์ ST และการตั้งค่าการทดลองและข้อสรุปที่ไม่ถูกต้อง
การใช้คำว่า "การทดสอบขีปนาวุธ" และ "ความต้านทานขีปนาวุธ" ของผู้เขียนเมื่ออธิบายการทดลองที่พวกเขาดำเนินการและตีความผลลัพธ์ทำให้เกิดข้อโต้แย้ง ผู้เขียนทำการทดสอบด้วยเครื่องจำลองชิ้นส่วนด้วยความเร็วต่ำกว่าขีดจำกัดของขีปนาวุธ ดังนั้นจึงยังไม่มีการศึกษาผลกระทบของการเคลือบ ST ต่อการเจาะเกราะของบรรจุภัณฑ์แบบอ่อน เหล่านั้น. ไม่มีการศึกษาคุณสมบัติขีปนาวุธที่แท้จริง และได้ข้อสรุปบนพื้นฐานของการศึกษาเปรียบเทียบเชิงคุณภาพเกี่ยวกับคุณสมบัติการกระจายตัวของถุงผ้าเคฟล่าร์ที่มีและไม่มีการเคลือบด้วยองค์ประกอบ ST ผลลัพธ์ที่ได้รับการยืนยันจากการทดลองในการทำงานอาจบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ในการลดอาการบาดเจ็บฟกช้ำเฉพาะที่แบบปิด (CLCT) เมื่อใช้การเคลือบของเหลว ST อย่างไรก็ตาม ตามที่ระบุไว้ข้างต้น มีข้อมูลที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการปรับปรุงคุณสมบัติการกระจายตัวของบรรจุภัณฑ์ผ้าป้องกันเมื่อชุบด้วยองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืด การชุบด้วยสารประกอบโพลีเมอร์ยืดหยุ่นช่วยให้ได้คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่น่าพอใจ เนื่องจากจะส่งผลต่อความยืดหยุ่นของถุงภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ ในเวลาเดียวกัน ในระหว่างที่มีการกระแทกอย่างรุนแรง โพลีเมอร์ที่ผ่านการทำให้เป็นแก้วเชิงกลจะส่งเสริมการกระจายพลังงานเหนือพื้นผิว ช่วยลดความหนาแน่นของผลกระทบด้านพลังงานและ ZLCT
แม้แต่แพ็คเกจของผ้ากันกระสุนที่อิ่มตัวด้วยน้ำโดยมีการกระแทกแบบทื่อ ในบางช่วงของความเร็วและมวลการกระแทกก็สามารถแสดงคุณสมบัติการกระจายตัวที่สูงขึ้นได้ สิ่งนี้อธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของส่วนแบ่งขององค์ประกอบเฉื่อยของการป้องกันเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมวลของบรรจุภัณฑ์ตลอดจนการแสดงพฤติกรรมความหนืดของของเหลวที่มีความหนืดต่ำ (น้ำ) ภายใต้สภาวะปกติเมื่อไหล ภายใต้ความกดดันสูงผ่านระบบไมโครแคปิลลารีที่เกิดจากช่องว่างระหว่างเส้นใย อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อการแตกกระจายและความเสถียรของบรรจุภัณฑ์ผ้าที่ชุบด้วยโพลีเมอร์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง บรรจุภัณฑ์ที่เปียก ที่จะเจาะด้วยหัวกดที่แหลมคมจะลดลง จึงมีการกำหนดปัญหาที่ขัดแย้งกันเกิดขึ้น ในอีกด้านหนึ่งความยืดหยุ่นของเกราะเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความสะดวกในการใช้งานและการเก็บรักษาองค์ประกอบทำลายล้างที่ใช้พลังงานต่ำ - ชิ้นส่วนขนาดเล็กและกระสุนปืนพก ในทางกลับกัน ความแข็งแกร่งเป็นสิ่งจำเป็นในการกระจายพลังงานบนพื้นผิวขนาดใหญ่เพื่อลด CLKT จากกระสุนปืนพกและกระสุนอาวุธลำกล้องยาวในขณะที่ไม่เจาะองค์ประกอบการป้องกัน ซึ่งรวมถึงแผงเกราะที่มีการออกแบบต่างๆ ความไม่สอดคล้องกันของงานสามารถลดลงได้อย่างแม่นยำด้วยแพ็คเกจที่มีความแข็งแกร่งที่แตกต่างกัน
4. การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของ ST และการพัฒนาโครงสร้างป้องกันจะต้องดำเนินต่อไปโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยที่แยกต่างหาก เพื่อที่จะกำหนดพื้นที่และความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติได้อย่างแม่นยำ
5. ทำการเปรียบเทียบการทดลองอิทธิพลขององค์ประกอบของโพลีเมอร์ยืดหยุ่นต่อลักษณะการป้องกันของโครงสร้างป้องกันที่ยืดหยุ่น - ผ้าและ UD - ได้ดำเนินการ มีการสร้างข้อได้เปรียบของโครงสร้าง UD เหนือโครงสร้างผ้า โครงสร้างการป้องกันความสมดุลของ UD และโครงสร้างผ้าแสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในแง่ของความต้านทานต่อการแตกตัว โดยมีเส้นด้ายอะรามิดในโครงสร้าง UD ในปริมาณที่ต่ำกว่ามาก (20-40%) ซึ่งเป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติ เนื่องจากอะรามิดมีปริมาณน้อยกว่า ตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของโครงสร้าง UD ในการผลิตแผงเกราะยืดหยุ่นและซับสเตรตสำหรับแผงเกราะเซรามิกคอมโพสิตจึงมีแนวโน้มที่ดีกว่า
6. การวิจัยที่ดำเนินการทำให้สามารถสรุปการวิจัยในแง่ของการศึกษาองค์ประกอบ ST และศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างการป้องกันแบบยืดหยุ่นที่เปลี่ยนแปลงได้ รวมถึงวิธีหนึ่งในการปรับปรุงโครงสร้างการป้องกันสำหรับ NIB เพิ่มเติมโดยใช้เทคโนโลยี UD
เป็นเวลานานแล้วที่มนุษย์ใฝ่ฝันถึงการปกป้องที่เชื่อถือได้สำหรับร่างกายมรรตัยของเขา - ในสนามรบเมื่อทำการทดลองที่มีความเสี่ยงในสถานการณ์ที่รุนแรงต่างๆ เป็นเวลาหลายศตวรรษที่บทบาทของการปกป้องดังกล่าวดำเนินการโดยชุดเกราะ, ชุดเกราะ, จดหมายลูกโซ่, เปลือกหอยและโล่ทุกชนิด แต่อุปกรณ์ป้องกันที่เป็นโลหะมีข้อเสียเปรียบอย่างมาก - น้ำหนักที่สำคัญตลอดจนความแข็งแกร่งของโครงสร้างซึ่งขัดขวางการเคลื่อนไหวในระดับมากความก้าวหน้าบางอย่างเกิดขึ้นในช่วงเปลี่ยนทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ผ่านมาเมื่อโครงสร้างของ บริษัท ดูปองท์ บริษัท อเมริกันผลิตเส้นใยเคฟลาร์สังเคราะห์ซึ่งเป็นวัสดุน้ำหนักเบาซึ่งมีความแข็งแรงกว่าเหล็กหลายเท่าเนื่องจากลักษณะเฉพาะของพันธะระหว่างโมเลกุล ผ้าเคฟล่าร์กลายเป็นพื้นฐานสำหรับชุดเกราะที่ช่วยชีวิตผู้ปฏิบัติงานมากกว่าหนึ่งคน อย่างไรก็ตาม ชุดเกราะจะปกป้องเฉพาะหน้าอกและหลังเท่านั้น ส่งผลให้อวัยวะสำคัญอื่นๆ ของมนุษย์มีความเสี่ยง
และตอนนี้วิทยาศาสตร์ดูเหมือนจะใกล้จะถึงการสร้างชุดป้องกันในอุดมคติแล้ว ในสภาพห้องปฏิบัติการได้รับเกราะที่เรียกว่า "ของเหลว" ซึ่งเป็นเจลที่สังเคราะห์ไม่ได้ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นบนพื้นฐานของนาโนเทคโนโลยี
มิลลิวินาทีสร้างความแตกต่าง
เกราะเหลวเป็นส่วนผสมของอนุภาคนาโนที่เป็นของแข็งกับของเหลวที่ไม่ระเหย ในตอนแรกควรใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่เป็นชั้นเพิ่มเติม ซึ่งเป็นซับในสำหรับเสื้อเกราะ แต่ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์ก็สรุปได้ว่าตัวเนื้อผ้าสามารถชุบด้วยสารตัวเติมนี้ได้โดยตรง
ภายใต้สภาวะปกติ เกราะของเหลวจะไม่แสดงออกมาในทางใดทางหนึ่ง เสื้อผ้ายังคงความยืดหยุ่นโดยไม่จำกัดการเคลื่อนไหว แต่ด้วยผลกระทบด้านพลังงานที่คมชัด เช่น เมื่อโดนกระสุนหรือมีดสั้น อนุภาคนาโนจะเริ่มทำงาน และเมื่อเชื่อมต่อกันจะทำให้เกิดฟิล์มที่มีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ นอกจากนี้ การก่อตัวของโครงสร้างใหม่จะเกิดขึ้นทันทีภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งมิลลิวินาทีหลังจากการชน เป็นสิ่งสำคัญที่ในกรณีนี้พลังงานกระแทกทั้งหมดไม่ได้มุ่งเน้นไปที่ปลายกระสุนหรือมีดอีกต่อไป แต่จะกระจายอย่างเท่าเทียมกันบนเนื้อเยื่อแข็งขนาดใหญ่
ด้วยการถือกำเนิดของเกราะเหลว มีโอกาสที่แท้จริงในการปกป้องไม่เพียงแต่ลำตัวมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนอื่น ๆ ของร่างกายด้วย เช่น คอ ข้อมือ เท้า ข้อศอก และข้อเข่า ในความเป็นจริงบุคคลจะคงกระพัน
และอีกอย่างหนึ่ง หลังจากที่อิทธิพลของพลังงานภายนอกถูกกำจัดออกไป เจลที่แข็งตัวจะเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลวอีกครั้ง และเนื้อเยื่อจะยืดหยุ่นได้อีกครั้ง และหากมีการกระแทกอีกครั้ง หุ่นยนต์นาโนที่ "ฉลาด" จะเปลี่ยนชุดโดยรวมให้กลายเป็นเปลือกที่ไม่อาจเจาะเข้าไปได้อีกครั้ง และจะดำเนินต่อไปหลาย ๆ ครั้งตามสถานการณ์ที่ต้องการ
ความปลอดภัยสำหรับฉลามดำ
รายงานที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับความสำเร็จครั้งแรกในการสร้างเกราะเหลวปรากฏในสื่อเปิดในช่วงฤดูร้อนปี 2549 เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้บุกเบิกในเรื่องนี้คือทีมวิจัยชาวอเมริกัน 2 ทีม ได้แก่ กลุ่มศาสตราจารย์นอร์แมน วากเนอร์จากมหาวิทยาลัยเดลาแวร์ และนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพสหรัฐฯ นำโดยเอริค เวทเซล ศาสตราจารย์วากเนอร์อธิบายแก่นแท้ของปรากฏการณ์นี้: “อนุภาคถูกบีบอัด ก่อตัวเป็นกลุ่มเล็กๆ เพื่อดักจับทุกสิ่งที่พยายามจะทะลุผ่านเข้าไป นอกจากนี้ เจลที่แข็งตัวจะยึดเส้นใยแต่ละส่วนของเนื้อเยื่อไว้ด้วยกัน เพื่อป้องกันไม่ให้พวกมันกระจัดกระจายอยู่ข้างใต้ อิทธิพลของวัตถุที่เจาะทะลุ”
งานที่คล้ายกันนี้กำลังดำเนินการในประเทศชั้นนำของยุโรปตะวันตก เช่นเดียวกับในญี่ปุ่นและจีน มีข้อมูลว่าในอิสราเอล ตัวอย่างเกราะนาโนที่ทำจากทังสเตน หยุดขีปนาวุธที่บินด้วยความเร็ว
1.5 กม./วินาที เมื่อถึงจุดที่เกิดการกระแทกจะสร้างแรงกดดันได้มากถึง 250 ตันต่อตารางเซนติเมตร แต่นาโนอาร์เมอร์สามารถทนต่อการโจมตีครั้งใหญ่ครั้งนี้ได้อย่างมั่นใจ
ในรัสเซีย กำลังศึกษาปัญหาของเกราะเหลวในเยคาเตรินเบิร์ก ไม่จำเป็นต้องเน้นว่างานทั้งหมดนี้จัดอยู่ในประเภท อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่านักวิทยาศาสตร์ของเรากำลังดำเนินโครงการเพื่อเพิ่มการปกป้องเฮลิคอปเตอร์ Black Shark และ Alligator
เรากำลังรอการมาเยือน...มนุษย์ล่องหน
คาดการณ์ว่าเกราะเหลวจะมีอนาคตที่ดี ท้ายที่สุดแล้ว ขอบเขตของการสมัครไม่ได้จำกัดอยู่เพียงหน่วยงานบังคับใช้กฎหมายเท่านั้น นักดับเพลิงและเจ้าหน้าที่กู้ภัย นักกีฬาและสตั๊นท์แมน นักขุดและทหารช่างกำลังรอชุดเกราะเหลว...
เกราะเหลวสามารถสร้างการปฏิวัติอย่างแท้จริงในด้านความปลอดภัยทางถนน ปกป้องผู้ขับขี่และผู้โดยสารจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ ไม่เพียงแต่ผู้คนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ต่างๆ จะได้รับความคุ้มครองเพิ่มเติมอีกด้วย เช่น รถยนต์ เฮลิคอปเตอร์ เรือ ซึ่งในทางกลับกัน จะสร้างการรับประกันเพิ่มเติมในการช่วยชีวิตผู้คนในสถานการณ์ฉุกเฉิน
แต่ความแปลกใหม่ที่น่าอัศจรรย์นี้จะเข้ามาในชีวิตประจำวันของเราเมื่อใด? นักวิเคราะห์ทางทหารเชื่อว่าแม้จะมีผลลัพธ์เชิงบวกครั้งแรก แต่การนำแนวคิดนี้ไปปฏิบัติในทางปฏิบัติยังอยู่อีกไกล อย่างไรก็ตาม ในอีกยี่สิบปีข้างหน้า ชุดป้องกันที่ใช้นาโนเทคโนโลยีจะไม่ใช่สิ่งแปลกใหม่อีกต่อไป
อย่างไรก็ตาม เกราะเหลวเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น วัสดุพิเศษอื่นๆ หลายร้อยชนิดที่มีคุณสมบัติเฉพาะจะปรากฏขึ้น โดยที่นาโนโรบอตจะสร้างอะตอมคล้ายอิฐ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสันนิษฐานว่าการเคลือบนาโนจะถูกสร้างขึ้นเพื่อทำให้บุคคลที่มองไม่เห็น ลำแสงที่ตกบนชุดพิเศษจะผ่านระบบท่อนาโนและออกมาอีกด้านหนึ่งโดยไม่สูญเสียความเข้มราวกับว่าไม่มีสิ่งกีดขวางขวางเส้นทาง ในทำนองเดียวกัน มันเป็นไปได้ที่จะทำให้วัตถุใดๆ มองไม่เห็น โดยไม่คำนึงถึงขนาดของมัน
และในทางกลับกัน ด้วยความช่วยเหลือของนาโนเทคโนโลยีเดียวกัน มันจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างการมองเห็นของวัตถุจำนวนมากตั้งแต่เริ่มต้น: การเคลื่อนย้ายกองทหาร อุปกรณ์ เครื่องบินบิน...
ช่วงเวลาที่อัศจรรย์กำลังรอคอยอารยธรรมของเราอย่างแท้จริง ผู้เขียน: V.Nehiporenko
วิธีการหลักในการปกป้องบุคลากรจากกระสุนและกระสุนคือชุดเกราะในปัจจุบัน ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา มันได้ผ่านเส้นทางวิวัฒนาการมาหลายครั้ง แต่ในท้ายที่สุด การออกแบบของมันมีเพียงสามเวอร์ชันเท่านั้นที่เชื่อมโยงถึงกันในระดับหนึ่งเท่านั้นที่แพร่หลายมากที่สุด ดังนั้นจึงมีการใช้ชุดเกราะที่ทำจากแผ่นโลหะเคฟล่าร์และรวมกันซึ่งแผ่นเคฟล่าร์จะสลับกับแผ่นโลหะที่เกี่ยวข้อง มีการพยายามปรับใช้การพัฒนาโบราณเช่นเกราะลาเมลลาร์เพื่อป้องกันกระสุนอยู่เป็นประจำ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถประสบความสำเร็จมากนักในสาขานี้
ปัญหาหลักของชุดเกราะสมัยใหม่คืออัตราส่วน “น้ำหนัก – คุณภาพการป้องกัน” กล่าวอีกนัยหนึ่งชุดเกราะที่เชื่อถือได้มากกว่าจะมีน้ำหนักมากและชุดที่มีน้ำหนักที่ยอมรับได้ก็มีระดับการป้องกันต่ำเกินไป อย่างไรก็ตาม นี่เป็นปัญหาที่เคฟล่าร์ควรจะแก้ไขอย่างแน่นอน ในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา ในระหว่างการวิจัยพบว่าผ้าเคฟล่าร์ที่ทออย่างแน่นหนาซึ่งวางซ้อนกันหลายชั้นจะกระจายพลังงานของกระสุนไปทั่วทั้งพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากกระสุนไม่สามารถเจาะทะลุแพ็คเกจเคฟล่าร์ทั้งหมดได้ เมื่อใช้ร่วมกับแผ่นโลหะที่เหมาะสม (เช่น ไทเทเนียม) คุณสมบัติของผ้าเคฟล่าร์นี้ทำให้สามารถสร้างชุดเกราะที่ค่อนข้างมีน้ำหนักเบาซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันเช่นเดียวกับเกราะที่เป็นโลหะทั้งหมด
อย่างไรก็ตาม ชุดเกราะเคฟล่าร์โลหะก็มีข้อเสียเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งยังคงมีน้ำหนักและมีความหนาพอสมควร ในกรณีของการต่อสู้ของทหาร สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง: ทหารถูกบังคับให้ต้องแบกน้ำหนักเพิ่มเติมบนไหล่ ซึ่งสามารถใช้เพื่อนำกระสุนหรือเสบียงเพิ่มเติมได้ แต่ในกรณีนี้ คุณต้องเลือกระหว่างน้ำหนักบรรทุกและสุขภาพ หรือไม่ใช่ชีวิต ดังนั้นทางเลือกจึงชัดเจน นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกพยายามดิ้นรนเพื่อแก้ไขปัญหานี้มานานหลายทศวรรษ และก็ประสบความสำเร็จบ้างแล้ว ในปี 2009 มีข่าวเกือบน่าตื่นเต้นปรากฏขึ้น กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่นำโดย R. Palmer ได้พัฒนาเจลชนิดพิเศษที่เรียกว่า D3O ลักษณะเฉพาะของมันคือเมื่อถูกกระแทกด้วยแรงมาก เจลจะแข็งขึ้นในขณะที่ยังคงน้ำหนักไว้ค่อนข้างต่ำ ในกรณีที่ไม่มีแรงกระแทก แผ่นเจลยังคงความนุ่มและยืดหยุ่น มีการเสนอเจล D3O เพื่อใช้ในชุดเกราะ โมดูลพิเศษสำหรับการปกป้องยานพาหนะ และแม้กระทั่งเป็นซับอ่อนสำหรับหมวกกันน็อคของทหาร จุดสุดท้ายดูน่าสนใจเป็นพิเศษ ตามที่พาลเมอร์กล่าวไว้ หมวกกันน็อคที่มีซับในดังกล่าวจะกันกระสุนได้ เขาไม่รู้จริงๆ หรือว่าทหาร WWI จ่ายค่าหมวกกันน็อคกันกระสุนราคาเท่าไร? อย่างไรก็ตาม กระทรวงกลาโหมอังกฤษเริ่มสนใจเจลดังกล่าวและมอบเงินสนับสนุนจำนวน 100,000 ปอนด์ให้กับห้องปฏิบัติการของพาลเมอร์ ตลอดสามปีนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา มีข่าวความคืบหน้าของงานให้เห็นเป็นประจำ ทั้งภาพถ่ายและวิดีโอจากการทดสอบเจลรุ่นต่อไป แต่หมวกหรือเสื้อกั๊กที่เสร็จแล้วด้วย D3O ยังไม่ได้แสดงให้เห็น
หลังจากนั้นไม่นาน ตัวแทนของหน่วยงาน DARPA ได้สาธิตเจลที่คล้ายกันนี้ อะนาล็อกอเมริกันของ D3O ได้รับการพัฒนาโดย Armor Holdings มันทำงานบนหลักการเดียวกันทุกประการ เจลทั้งสองเป็นสิ่งที่ฟิสิกส์เรียกว่าของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน คุณสมบัติหลักของของเหลวดังกล่าวคือลักษณะของความหนืด ในกรณีส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้คือสารละลายของเหลวของของแข็งที่มีโมเลกุลค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากคุณสมบัตินี้ ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันจึงมีความหนืดซึ่งขึ้นอยู่กับการไล่ระดับความเร็วโดยตรง กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากร่างกายโต้ตอบกับมันด้วยความเร็วต่ำ มันก็จะจมน้ำตาย หากวัตถุชนของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันด้วยความเร็วสูงเพียงพอ ของเหลวนั้นจะช้าลงหรือถูกโยนทิ้งไปเนื่องจากความหนืดและความยืดหยุ่นของสารละลาย ของเหลวที่คล้ายกันนี้สามารถทำได้ที่บ้านจากน้ำเปล่าและแป้ง คุณสมบัติดังกล่าวของสารละลายบางชนิดเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว แต่การใช้ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันในการป้องกันกระสุนและเศษกระสุนเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว ๆ นี้
โครงการ "เกราะของเหลว" ที่ประสบความสำเร็จล่าสุดถูกสร้างขึ้นโดย BAE Systems สาขาภาษาอังกฤษ องค์ประกอบ Shear Thickening Liquid (ชื่อเรียกทำงานว่าครีมกันกระสุน) ปรากฏในปี 2010 และมีการวางแผนเพื่อใช้ไม่อยู่ในรูปแบบของตัวเอง แต่ใช้ร่วมกับแผ่นเคฟล่าร์ ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน BAE Systems ไม่เปิดเผยองค์ประกอบของของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันสำหรับชุดเกราะ อย่างไรก็ตาม เมื่อทราบหลักฟิสิกส์แล้ว ก็สามารถสรุปข้อสรุปได้บางประการ เป็นไปได้มากว่ามันเป็นสารละลายที่เป็นน้ำของสารบางชนิดที่มีลักษณะความหนืดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแรงกระแทกสูง ในโครงการ Shear Thickening Liquid ในที่สุดสิ่งต่างๆ ก็มาถึงการสร้างชุดเกราะเต็มรูปแบบ แม้ว่าจะเป็นชุดทดลองก็ตาม ด้วยความหนาเท่ากับเสื้อกั๊กเคฟล่าร์ 30 ชั้น เสื้อกั๊ก “ของเหลว” มีชั้นผ้าใยสังเคราะห์น้อยกว่าสามเท่าและมีน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่ง ในด้านการป้องกัน “เกราะกันของเหลว” ที่มีเจล STL มีการป้องกันเกือบเท่ากับเคฟล่าร์ 30 ชั้น ความแตกต่างของจำนวนแผ่นผ้าได้รับการชดเชยด้วยถุงโพลีเมอร์ชนิดพิเศษที่มีเจลที่ไม่ใช่แบบนิวตัน ย้อนกลับไปในปี 2010 การทดสอบชุดเกราะเจลทดลองสำเร็จรูปได้เริ่มต้นขึ้น เพื่อจุดประสงค์นี้ ตัวอย่างการทดลองและการควบคุมจึงถูกยิงใส่ กระสุน 9 มม. ของตลับกระสุน 9x19 มม. ลูเกอร์ถูกยิงจากปืนลมพิเศษด้วยความเร็วปากกระบอกปืนประมาณ 300 ม./วินาที ซึ่งค่อนข้างคล้ายกับอาวุธปืนส่วนใหญ่ที่บรรจุกระสุนสำหรับตลับนี้ ลักษณะการป้องกันของชุดเกราะทดลองและชุดควบคุมนั้นใกล้เคียงกัน
อย่างไรก็ตาม ชุดเกราะที่มีการป้องกันของเหลวมีข้อเสียหลายประการ สิ่งที่ชัดเจนที่สุดอยู่ที่ความลื่นไหลของเจลภายใต้สภาวะปกติ: เจลสามารถรั่วไหลผ่านรูกระสุนได้ และระดับการป้องกันของเสื้อกั๊กจะลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ ของเหลวหรือเจลที่ไม่ใช่ของนิวตันไม่สามารถดูดซับหรือกระจายพลังงานทั้งหมดของกระสุนได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญจึงเกิดขึ้นได้ด้วยการใช้เคฟล่าร์ ถุงของเหลว และแผ่นโลหะพร้อมกันเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้อาจไม่เหลือร่องรอยของข้อดีด้านน้ำหนักแน่นอนหากคุณเปรียบเทียบเสื้อกั๊กดังกล่าวกับเคฟล่าร์เพียงอย่างเดียว ในขณะเดียวกัน น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยก็ถือเป็นราคาที่เพียงพอสำหรับการปรับปรุงคุณสมบัติในการป้องกัน
น่าเสียดายที่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีตัวอย่างชุดเกราะหรือการป้องกันอื่นๆ ที่ใช้หลักการของของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันสักตัวเดียวที่ออกจากขั้นตอนการทดสอบในห้องปฏิบัติการ องค์กรวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับปัญหานี้กำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันของเหลว/เจลเป็นหลัก และลดความหนาแน่นเพื่อลดน้ำหนักโดยรวมของชุดเกราะหรือหมวกกันน็อค ในบางครั้ง ข้อมูลที่ไม่ได้รับการยืนยันปรากฏว่าตัวอย่างนี้หรือนั้นกำลังจะถูกส่งไปยังหน่วยงานของอังกฤษหรืออเมริกาเพื่อทำการทดลอง แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีการยืนยันอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับเรื่องนี้ บางทีกองกำลังรักษาความปลอดภัยของต่างประเทศอาจเพียงแค่กลัวที่จะไว้วางใจชีวิตของนักสู้กับเทคโนโลยีใหม่และพูดตามตรงที่ยังไม่ดูน่าเชื่อถือ
มีความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกสำหรับกองกำลังพิเศษของสหรัฐฯ โครงกระดูกภายนอกได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งและความปลอดภัยของทหาร นอกจากนี้ โครงกระดูกภายนอกยังสามารถช่วยรักษาความแข็งแรงและสุขภาพของบุคคลที่สวมชุดสูท (ผู้ปฏิบัติงานโครงกระดูกภายนอก) เช่น เมื่อเคาะประตูหรือเข้าร่วมในการปะทะกัน”
โครงการที่อยู่ระหว่างการพัฒนาประกอบด้วย:
- สูท - โครงกระดูกภายนอก
- ระบบที่เพิ่มความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่ง
— การป้องกันเพิ่มเติม
มอเตอร์ Liquid Piston ที่มีประสิทธิภาพสูง
Liquid Piston กำลังพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนขนาดเล็กหลายตัวที่ทำงานบน "วงจรไฮบริดประสิทธิภาพสูง" (HEHC) วงจรนี้จะรวมอัตราส่วนกำลังอัดสูง (CR) การเผาไหม้โดยปริมาตรคงที่ (การเผาไหม้ไอโซคอริก) และการขยายตัวมากเกินไป เครื่องยนต์ใหม่นี้ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพทางทฤษฎี (ประสิทธิภาพ) ของเครื่องยนต์คือ 75 เปอร์เซ็นต์ การออกแบบมอเตอร์โรตารีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ช่วยให้มีประสิทธิภาพศักย์ไฟฟ้า 60 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพของเพลามากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากเครื่องยนต์นี้ไม่มีก้านวาล์วและก๊าซถูกขยายตัวจนสุดก่อนที่จะเริ่มจังหวะไอเสีย เครื่องยนต์จึงสามารถเดินได้เงียบๆ จากการเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์โรตารี Wankel เครื่องยนต์ "X" มีเพียงสองส่วนที่เคลื่อนไหวหลักเท่านั้น ได้แก่ เพลาและโรเตอร์ ซึ่งช่วยให้มอเตอร์มีขนาดที่กะทัดรัด รวมถึงระดับการสั่นสะเทือนต่ำระหว่างการทำงาน แต่ต่างจากเครื่องยนต์ Wankel ตรงที่มอเตอร์ X ได้รับการออกแบบให้ทำงานบน "วงจรไฮบริดประสิทธิภาพสูง" ซึ่งส่งผลให้มีประสิทธิภาพและระดับเสียงรบกวนต่ำ ผลลัพธ์ของงานที่ทำคือเครื่องยนต์ประหยัดน้ำมัน กะทัดรัด น้ำหนักเบา และเงียบพร้อมระดับการสั่นสะเทือนต่ำ
ข้อมูลจำเพาะ:
— กำลังจำเพาะสูง — มากถึง 2 แรงม้า
- เล็กกว่าและเบากว่า 30% สำหรับเครื่องยนต์เบนซินแบบจุดระเบิดด้วยประกายไฟ (SI)
- เล็กลงและเบาลงถึง 75% สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่มีการจุดระเบิดด้วยการอัด (CI)
ในโครงกระดูกภายนอก มอเตอร์จะใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่เท่านั้น
เกราะเหลว
แถลงการณ์ที่ออกโดยหน่วยปฏิบัติการพิเศษของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ (SOCOM) ระบุถึงเทคโนโลยีที่มีศักยภาพบางประการที่ได้รับการพัฒนาสำหรับโครงกระดูกภายนอกของ TALOS:
- ปรับปรุงเกราะ
- สั่งและควบคุมคอมพิวเตอร์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เพิ่มความคล่องตัวของโครงกระดูกภายนอก
ตามการประมาณการเบื้องต้น ค่าใช้จ่ายของโปรแกรม TALOS อยู่ที่ 80 ล้านดอลลาร์
โครงกระดูกภายนอกของ TALOS จะติดตั้งระบบย่อยทางสรีรวิทยาพร้อมเซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดอุณหภูมิร่างกายโดยทั่วไป อุณหภูมิผิวหนัง อัตราการเต้นของหัวใจ ตำแหน่งของร่างกาย รวมถึงระดับความชุ่มชื้น
นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และนักพัฒนาชาวโปแลนด์กำลังทำงานเพื่อสร้าง "เกราะป้องกันของเหลว"
นักวิทยาศาสตร์ของ MIT กำลังพัฒนาชุดเกราะรุ่นต่อไปที่เรียกว่า "ชุดเกราะของเหลว"
“เกราะป้องกันของเหลว” ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กหรือกระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนจากของเหลวเป็นสถานะของแข็งในหน่วยมิลลิวินาที
นักวิทยาศาสตร์จากบริษัทโปแลนด์ที่ผลิตเสื้อเกราะกำลังทำงานเพื่อสร้างชุดเกราะโดยใช้ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน
ของเหลวนี้เรียกว่า Shear-Thickening Fluid (STF) STF ไม่จัดอยู่ในประเภทของของไหลของนิวตัน เช่น น้ำ ซึ่งแรงที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายของไหลจะต้องเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ และความต้านทานต่อการไหลจะแปรผันตามอุณหภูมิ ในทางตรงกันข้าม STF จะแข็งตัวเมื่อกระแทกโดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ โดยให้การป้องกันการเจาะทะลุด้วยกระสุนความเร็วสูงและกระจายแรงกระแทกเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่
องค์ประกอบที่แน่นอนของ STF เป็นที่รู้จักเฉพาะในสถาบัน Moratex และนักประดิษฐ์จากสถาบันเทคโนโลยีอาวุธทหารในกรุงวอร์ซอเท่านั้น การทดสอบขีปนาวุธได้พิสูจน์แล้วถึงความต้านทานของ STF ต่อขีปนาวุธหลากหลายประเภท
“เราจำเป็นต้องค้นหาและพัฒนาของเหลวที่สามารถหยุดกระสุนที่เดินทางด้วยความเร็ว 450 เมตรต่อวินาที และสูงกว่า เราประสบความสำเร็จ” Marcin Struzczyk รองผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ Moratex Institute กล่าว
Struzchik กล่าวว่า เมื่อเปรียบเทียบกับการป้องกันแบบเคฟล่าร์แบบดั้งเดิม ความสามารถของของเหลวในการหยุดการกระแทก บวกกับการเปลี่ยนรูปพื้นผิวที่น้อยลงเมื่อกระแทก จะมอบระดับความปลอดภัยที่สูงกว่าสำหรับมนุษย์
“หากติดเสื้อเกราะแบบดั้งเดิมไว้กับร่างกาย การเยื้องของเสื้อกั๊ก 4 เซนติเมตรเมื่อกระแทกอาจนำไปสู่การบาดเจ็บที่กระดูกสันอก กระดูกอกหัก กล้ามเนื้อหัวใจตาย และม้ามบาดเจ็บสาหัสได้” สตรูชิคเน้นย้ำ
“ด้วยคุณสมบัติของของเหลวและเม็ดมีดพิเศษ เราจึงสามารถลดภัยคุกคามนี้ลงได้ 100 เปอร์เซ็นต์ - เราได้ลดความลึกของการเยื้องจากสี่เซนติเมตรเหลือหนึ่ง”
เมื่อโดนกระสุนความเร็วสูง พื้นที่ขนาดใหญ่ของ STF จะแข็งตัวทันที ทำให้พลังงานมหาศาลจากการกระแทกกระจายไปไกลจากอวัยวะภายในของบุคคล
ในการติดตั้งของเหลวเข้ากับชุดเกราะจำเป็นต้องมีการพัฒนาส่วนแทรกพิเศษ อย่างไรก็ตาม บริษัทกล่าวว่าพวกเขาจะเบากว่าและให้เจ้าหน้าที่ตำรวจและทหารมีระยะการเคลื่อนไหวที่กว้างกว่าเม็ดมีดมาตรฐาน
ห้องปฏิบัติการกำลังทำงานเพื่อสร้างของเหลวแม่เหล็กซึ่งนักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะใช้ในการพัฒนาของพวกเขา
ตามที่นักวิจัยระบุว่า ของเหลวทั้งสองนอกเหนือจากการใช้ในชุดเกราะแล้ว ยังสามารถนำมาใช้ในการผลิตส่วนแทรกสำหรับกีฬามืออาชีพ และแม้กระทั่งชุดทั้งชุด นอกจากนี้ยังใช้สำหรับกันชนรถยนต์หรือแผงกั้นความปลอดภัยทางถนนอีกด้วย
ในระหว่างการต่อสู้ กระสุนและเศษเปลือกหอยก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อสุขภาพและชีวิตของทหาร เพื่อปกป้องบุคลากรในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งได้มีการพยายามสร้างวิธีการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ ในช่วงมหาสงครามแห่งความรักชาติ หน่วยทหารชั้นสูงของกองทัพแดงได้รับการติดตั้งเสื้อเกราะซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันเล็กน้อย เนื่องจากมีน้ำหนักมาก เสื้อเกราะจึงจำกัดการเคลื่อนไหวของนักสู้ด้วย ในไม่ช้าเสื้อเกราะกันกระสุนชุดแรกก็ปรากฏขึ้น ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา สารปกป้องนี้มีการพัฒนาอย่างเข้มข้น อย่างไรก็ตาม ตามที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติ โลหะ เคฟล่าร์ และชุดเกราะแบบรวมมีข้อเสียที่ต้องปรับปรุง ทุกวันนี้ในรัสเซีย สหรัฐอเมริกา และบริเตนใหญ่ นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อสร้างสารดังกล่าว? เหมือนเกราะเหลว มันคืออะไร? มีไว้เพื่ออะไร? บทความนี้จะช่วยคุณค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้
ประวัติเล็กน้อย
เสื้อเกราะถูกแทนที่ด้วยเสื้อเกราะ อุปกรณ์ป้องกันเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากแผ่นตะกั่ว เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์รุ่นก่อนๆ “ชุดเกราะ” ตามที่กองทัพมักเรียกกันว่ามีคุณสมบัติในการป้องกันที่ดีกว่า แต่มีน้ำหนัก 20 กิโลกรัม ซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบที่สำคัญ ช่างทำปืนได้พยายามสร้างชุดเกราะตามพัฒนาการในสมัยโบราณซ้ำแล้วซ้ำเล่า อย่างไรก็ตาม ด้วยเกราะลาเมลลาร์ ทำให้คุณสมบัติในการป้องกันไม่มั่นใจได้เต็มที่ ด้วยการถือกำเนิดของเคฟล่าร์ ปัญหาน้ำหนักก็ได้รับการแก้ไขบางส่วน นอกจากนี้เมื่อพิจารณาจากบทวิจารณ์แล้วพบว่าชุดเกราะเคฟล่าร์ยังใช้งานได้สะดวกมาก ดูเหมือนว่าปัญหาจะได้รับการแก้ไขแล้วและเราสามารถหยุดอยู่แค่นั้นได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ก้าวไปไกลกว่านั้นและตัดสินใจใช้นาโนเทคโนโลยีในการผลิตอุปกรณ์ป้องกัน ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าเกราะเหลวในปัจจุบันถือเป็นสารที่วางแผนจะแทนที่ตะกั่วและเคฟล่าร์ในอนาคตอันใกล้นี้
งานที่มอบหมายให้กับนักวิทยาศาสตร์การทหาร
ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ความแข็งแกร่งแม้แต่ของเกราะเคฟล่าร์นั้นแปรผันโดยตรงกับมวลและมีขีดจำกัด นักสู้จะได้รับการปกป้องจากกระสุนอย่างน่าเชื่อถือ ไม่ว่าจะมีพลังเจาะทะลวงมากเพียงใด หากเขาสวมชุดเกราะหนัก ในการผลิตเสื้อเกราะธรรมดาจะใช้เคฟล่าร์หลายชั้น อุปกรณ์ป้องกันยังประกอบด้วยส่วนที่เป็นโลหะและเซรามิกเพิ่มเติม น้ำหนักของเกราะเคฟลาร์ลดลงจาก 20 กก. เช่นเดียวกับเกราะตะกั่ว เหลือ 11 กก. ซึ่งจำกัดการเคลื่อนไหวอย่างมากเช่นกัน ด้วยกระสุน อาวุธ และอาหาร นักสู้ในชุดเกราะหนัก 11 กิโลกรัมจึงตกอยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างมาก ดังนั้นปัญหา “ความแข็งแกร่งของน้ำหนัก” จึงเป็นปัญหาเร่งด่วนที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์การทหารในบางประเทศ การประดิษฐ์ชุดเกราะเหลวเป็นความก้าวหน้าในการสร้างอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล
ทำความรู้จักกับวัสดุใหม่
เกราะเหลวเป็นสารพิเศษ กล่าวคือ สารละลายคอลลอยด์ที่มีอนุภาคนาโนที่เป็นของแข็ง แนวคิดนี้ซึ่งทำให้สามารถเปลี่ยนแผ่นเกราะและผ้าป้องกันด้วยของเหลวได้ จะเหมือนกันในประเทศต่างๆ เช่น รัสเซีย สหรัฐอเมริกา และอังกฤษ ความแตกต่างส่งผลต่อการใช้งานเท่านั้น
ประเด็นคืออะไร?
ผู้เชี่ยวชาญด้านการทหารเชื่อว่าชุดเกราะเหลวเหมาะสำหรับชุดเกราะ ในการสร้างวิธีการป้องกันแบบใหม่ได้ตัดสินใจใช้คุณสมบัติของสารคอลลอยด์ซึ่งเป็นความสามารถของเจลในการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว
ดังนั้น หากกระสุนโดนของเหลวนี้ จะเกิดแรงกระตุ้นขึ้นเพื่อถ่ายเทพลังงานไปยังเจล ส่งผลให้เกราะของเหลวแข็งตัวขึ้น ผลที่คล้ายกันจะเกิดขึ้นหากพลังงานไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจากกระสุน แต่มาจากการโจมตีที่รุนแรง การแข็งตัวจะเกิดขึ้นได้เร็วเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับแรงที่ใช้
เกี่ยวกับการพัฒนาของรัสเซีย
ชุดเกราะเหลวซึ่งมีชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่าชุดเกราะใหม่ได้รับการพัฒนาในรัสเซียโดยกองทุนร่วมลงทุนคอมเพล็กซ์การทหารและอุตสาหกรรมเยคาเตรินเบิร์กตั้งแต่ปี 2549 ตามที่ผู้เชี่ยวชาญทางทหารระบุว่าชุดเกราะชนิดใหม่จะปรากฏในตลาดในอนาคตอันใกล้นี้ . เกราะของเหลวแสดงด้วยเจลป้องกันซึ่งประกอบด้วยสารตัวเติมของเหลวและอนุภาคนาโนที่เป็นของแข็ง เมื่อกระสุนโดนรถหุ้มเกราะ มันจะยึดอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้เกิดวัสดุคอมโพสิตที่เป็นของแข็ง คุณสมบัติของเจลนี้จะเกิดขึ้นเมื่อทำปฏิกิริยากับผ้าชนิดพิเศษเท่านั้น ข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของวัสดุนี้และโครงสร้างใดที่นักพัฒนาชาวรัสเซียยังไม่ได้เปิดเผย
เกี่ยวกับข้อดีของเจลป้องกัน
หากเราเปรียบเทียบชุดเกราะมาตรฐานกับชุดเกราะเหลว อย่างหลังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่ง - เมื่อกระแทก พลังงานจะไม่เข้มข้นที่จุดใดจุดหนึ่ง แต่ในทางกลับกัน พลังงานจะกระจายไปทั่วพื้นผิวทั้งหมดของผ้า เป็นผลให้นอกเหนือจากคุณสมบัติการป้องกันที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแล้ว รอยฟกช้ำและก้อนเลือดบนตัวของนักสู้ก็ถูกกำจัดด้วยชุดเกราะใหม่ สังเกตผลที่ตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงกับตะกั่วแบบธรรมดาและชุดเกราะเคฟล่าร์
เกี่ยวกับจุดอ่อนของอุปกรณ์ป้องกัน
แม้จะมีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ แต่เกราะของเหลวก็ไม่ได้ไม่มีข้อเสียบางประการ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่ามีการสร้างตัวอย่างหลายตัวอย่างแล้ว แต่พิสูจน์ตัวเองได้ด้วยกระสุนลำกล้องเล็กเท่านั้น เสื้อเกราะชนิดใหม่นี้จะไม่สามารถทนทานต่อปืนไรเฟิลซุ่มยิงหรือปืนกลได้ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าหากน้ำโดนแผ่นเกราะ มันจะสูญเสียคุณสมบัติในการป้องกันประมาณ 40% ในตอนแรกข้อเท็จจริงนี้เป็นปัญหาสำหรับนักพัฒนาชาวรัสเซีย แต่แล้วพวกเขาก็ตัดสินใจใช้ฟิล์มกันความชื้นซึ่งมีเสื้อเกราะกันกระสุนแบบใหม่ นอกจากนี้ ยังมีส่วนประกอบกันน้ำแบบพิเศษซึ่งคิดค้นไว้ก่อนหน้านี้สำหรับเกราะเหลวอีกด้วย เคลือบอุปกรณ์ป้องกันก่อนติดฟิล์ม
ฉนวนเหลว "เกราะ"
และโดยสรุป - เล็กน้อยเกี่ยวกับชุดเกราะอื่น ๆ ปัจจุบันในร้านวัสดุก่อสร้างมีการนำเสนอวัสดุฉนวนต่างๆ มากมายแก่ผู้บริโภค ตัดสินจากบทวิจารณ์จำนวนมากฉนวนกันความร้อนของเหลว "เกราะ" ได้รับความนิยมอย่างมาก
สารนี้เป็นสารแขวนลอยซึ่งแทบจะแยกไม่ออกจากสีอะครีลิคสีขาว ใช้กับพื้นผิวโดยใช้แปรงธรรมดาหรือเครื่องพ่นแบบไร้อากาศ ในสถานะของเหลวก่อนการเกิดพอลิเมอไรเซชันจะมีลักษณะคล้ายกับสี แต่เมื่อแห้งจะก่อให้เกิดการเคลือบพิเศษที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์