Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja anti peluru dari pelindung tubuh dapat dipertimbangkan dari dua aspek: proyektil yang berinteraksi (peluru atau pecahan peluru) dan bahan anti peluru. Sejauh menyangkut proyektil, energi kinetik, bentuk dan materialnya merupakan faktor penting yang menentukan penetrasinya.
Peluru biasa, terutama peluru dengan inti timah atau peluru baja biasa, akan berubah bentuk jika bersentuhan dengan bahan anti peluru. Dalam proses ini, sebagian besar energi kinetik peluru dikonsumsi, sehingga secara efektif mengurangi kekuatan penetrasi peluru, yang merupakan aspek penting dari mekanisme penyerapan energi peluru. Untuk bom, granat, dan pecahan peluru lainnya atau pecahan sekunder yang dibentuk oleh peluru, situasinya sangat berbeda. Pecahan peluru ini memiliki bentuk yang tidak beraturan, ujungnya tajam, ringan dan ukurannya kecil, dan tidak akan berubah bentuk setelah mengenai bahan anti peluru, terutama bahan anti peluru yang lunak. Secara umum, kecepatan puing-puing semacam ini tidak tinggi, tetapi jumlahnya besar dan padat.
Kunci penyerapan energi fragmen tersebut oleh pelindung tubuh lunak terletak pada kenyataan bahwa fragmen memotong, meregangkan dan mematahkan benang kain balistik, dan menyebabkan interaksi antara benang di kain dan lapisan kain yang berbeda, mengakibatkan deformasi keseluruhan kain. Dalam proses yang disebutkan di atas, fragmen melakukan pekerjaan ke luar, sehingga menghabiskan energi mereka sendiri. Pada kedua jenis proses penyerapan energi tubuh di atas, sebagian kecil energi diubah menjadi energi panas melalui gesekan (serat/serat, serat/peluru), dan diubah menjadi energi suara melalui tumbukan. Dalam hal bahan anti peluru, untuk memenuhi persyaratan pelindung tubuh untuk menyerap energi kinetik peluru dan proyektil lainnya secara maksimal, bahan anti peluru harus memiliki kekuatan tinggi, ketangguhan yang baik, dan kemampuan penyerapan energi yang kuat. Bahan yang digunakan dalam pelindung tubuh, terutama pelindung tubuh lunak, sebagian besar adalah serat berkinerja tinggi. Serat berkinerja tinggi ini dicirikan oleh kekuatan tinggi dan modulus tinggi. Meskipun beberapa serat berkinerja tinggi seperti serat karbon atau serat boron memiliki kekuatan tinggi, serat tersebut pada dasarnya tidak cocok untuk pelindung tubuh karena fleksibilitas yang buruk, daya putus yang rendah, kesulitan dalam pemintalan dan pemrosesan, dan harga yang mahal.
Secara khusus, untuk kain balistik, efek antipelurunya terutama tergantung pada aspek-aspek berikut: kekuatan tarik serat, pemanjangan serat saat putus dan bekerja saat putus, modulus serat, orientasi serat dan kecepatan transmisi gelombang tegangan, serat Kehalusan serat, cara serat dirakit, berat serat per satuan luas, struktur dan karakteristik permukaan benang, struktur kain, ketebalan lapisan mesh serat, jumlah lapisan lapisan mesh atau lapisan kain, dll. kinerja bahan serat yang digunakan untuk ketahanan benturan tergantung pada energi putus serat dan kecepatan transmisi gelombang tegangan. Gelombang tegangan diperlukan untuk menyebar secepat mungkin, dan energi patah serat di bawah dampak kecepatan tinggi harus setinggi mungkin. Pekerjaan pecah tarik suatu material adalah energi yang dimiliki material untuk menahan kerusakan oleh kekuatan eksternal, dan itu adalah fungsi yang terkait dengan kekuatan tarik dan deformasi perpanjangan. Oleh karena itu, secara teoritis, semakin tinggi kekuatan tarik, semakin kuat kemampuan deformasi perpanjangan material, semakin besar potensi penyerapan energi.
Namun dalam prakteknya material yang digunakan untuk body armor tidak diperbolehkan mengalami deformasi yang berlebihan, sehingga serat yang digunakan untuk body armor juga harus memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap deformasi yaitu modulus yang tinggi. Pengaruh struktur benang terhadap ketahanan balistik disebabkan oleh perbedaan tingkat pemanfaatan kekuatan serat tunggal dan kemampuan deformasi pemanjangan keseluruhan benang karena kain benang yang berbeda. Proses putusnya benang pertama-tama tergantung pada proses putusnya serat, tetapi karena merupakan agregat, ada perbedaan besar dalam mekanisme putusnya. Jika kehalusan serat halus, keterikatan pada benang lebih kencang, dan gaya lebih seragam, sehingga meningkatkan kekuatan benang. Selain itu, kelurusan dan kesejajaran susunan serat pada benang, jumlah transfer lapisan dalam dan luar, dan puntiran benang memiliki pengaruh penting terhadap sifat mekanik benang, terutama kekuatan tarik dan pemanjangan. sedang istirahat. Selain itu, karena adanya interaksi antara benang dan benang serta benang dan badan elastis selama proses bombardir, karakteristik permukaan benang akan memberikan efek memperkuat atau melemahkan kedua efek di atas. Adanya minyak dan uap air pada permukaan benang akan mengurangi daya tahan peluru atau pecahan peluru untuk menembus bahan, sehingga orang sering perlu membersihkan dan mengeringkan bahan, dan mencari cara untuk meningkatkan daya tahan penetrasi. Serat sintetis dengan kekuatan tarik tinggi dan modulus tinggi biasanya berorientasi tinggi, sehingga permukaan serat halus dan koefisien gesekan rendah. Ketika serat ini digunakan dalam kain antipeluru, kemampuan untuk mentransfer energi antara serat buruk setelah pemboman, dan gelombang tegangan tidak dapat menyebar dengan cepat, sehingga mengurangi kemampuan kain untuk memblokir peluru. Cara biasa untuk meningkatkan koefisien gesekan permukaan, seperti meninggikan dan finishing korona, akan mengurangi kekuatan serat, sedangkan metode pelapisan kain mudah menyebabkan"welding" antara serat dan serat, mengakibatkan gelombang kejut peluru pada benang. Pemantulan terjadi secara lateral, menyebabkan serat putus sebelum waktunya. Untuk mengatasi kontradiksi ini, orang telah datang dengan berbagai metode. AlliedSignal (AlliedSignal) telah memperkenalkan serat perawatan luka udara ke pasar, yang meningkatkan kontak antara peluru dan serat dengan menjerat serat di dalam benang.
Dalam Paten AS No. 5.035.111, metode untuk meningkatkan koefisien gesekan benang dengan menggunakan serat struktur inti selubung diperkenalkan."inti" dari serat ini adalah serat berkekuatan tinggi, dan"skin" menggunakan serat dengan kekuatan yang sedikit lebih rendah dan koefisien gesekan yang lebih tinggi. Yang terakhir menyumbang 5% hingga 25%. Metode yang ditemukan oleh paten AS lainnya 5255241 mirip dengan ini. Ini melapisi permukaan serat kekuatan tinggi dengan lapisan tipis polimer gesekan tinggi untuk meningkatkan kemampuan kain' untuk menahan penetrasi logam. Invensi ini menekankan bahwa polimer pelapis harus memiliki daya rekat yang kuat pada permukaan serat berkekuatan tinggi, jika tidak, bahan pelapis yang terkelupas ketika dibombardir akan bertindak sebagai pelumas padat di antara serat, sehingga mengurangi permukaan serat. Koefisien gesekan. Selain sifat serat dan karakteristik benang, faktor penting yang mempengaruhi kemampuan antipeluru pelindung tubuh adalah struktur kain. Jenis struktur kain yang digunakan pada pelindung tubuh perangkat lunak meliputi kain rajutan, kain tenun, kain non-pakan, kain kempa non-anyaman yang dilubangi dengan jarum, dll. Kain rajutan memiliki perpanjangan yang lebih tinggi, yang bermanfaat untuk meningkatkan kenyamanan pemakaian. Tetapi jenis perpanjangan tinggi yang digunakan untuk ketahanan benturan ini akan menghasilkan kerusakan non-penetrasi yang besar. Selain itu, karena kain rajutan memiliki karakteristik anisotropik, mereka memiliki tingkat ketahanan benturan yang berbeda dalam arah yang berbeda. Oleh karena itu, meskipun kain rajut memiliki keunggulan dalam hal biaya produksi dan efisiensi produksi, umumnya hanya cocok untuk pembuatan sarung tangan tahan tusukan, pakaian anggar, dll., dan tidak dapat sepenuhnya digunakan untuk pelindung tubuh. Pelindung tubuh yang lebih banyak digunakan adalah kain tenun, kain non-pakan, dan kain kempa non-anyaman yang dilubangi dengan jarum. Karena strukturnya yang berbeda, ketiga jenis kain ini memiliki mekanisme antipeluru yang berbeda, dan balistik belum dapat memberikan penjelasan yang memadai. Secara umum, setelah peluru mengenai kain, itu akan menghasilkan gelombang getaran radial di area titik tumbukan dan menyebar melalui benang dengan kecepatan tinggi.
Ketika gelombang getaran mencapai titik jalinan benang, bagian dari gelombang akan ditransmisikan sepanjang benang asli ke sisi lain dari titik jalinan, bagian lain akan ditransfer ke bagian dalam benang interlaced, dan sebagian akan dipantulkan. sepanjang benang asli. Kembali dan bentuk gelombang yang dipantulkan. Di antara ketiga jenis kain di atas, kain tenun memiliki titik jalinan yang paling banyak. Setelah terkena peluru, energi kinetik peluru dapat ditransmisikan melalui interaksi benang pada titik jalinan, sehingga gaya tumbukan peluru atau pecahan peluru dapat diserap pada area yang lebih luas. . Tetapi pada saat yang sama, titik jalinan memainkan peran sebagai ujung tetap yang tidak terlihat. Gelombang pantul yang terbentuk pada ujung tetap dan gelombang datang asli akan ditumpangkan dalam arah yang sama, yang sangat meningkatkan efek peregangan benang, dan putus setelah melebihi kekuatan putusnya. Selain itu, beberapa pecahan peluru kecil dapat mendorong satu benang pada kain tenun menjauh, sehingga mengurangi ketahanan penetrasi pecahan peluru. Dalam kisaran tertentu, jika kepadatan kain meningkat, kemungkinan situasi di atas dapat dikurangi, dan kekuatan kain tenun dapat ditingkatkan, tetapi efek negatif dari refleksi dan superposisi gelombang tegangan akan menjadi ditingkatkan. Secara teoritis, untuk mendapatkan ketahanan benturan terbaik adalah dengan menggunakan bahan searah tanpa titik interlacing. Ini juga merupakan titik awal dari"Perisai" teknologi."Perisai" teknologi, atau"array searah" teknologi, adalah metode untuk memproduksi bahan komposit antipeluru non-anyaman berkinerja tinggi yang diluncurkan dan dipatenkan oleh United Signal Corporation pada tahun 1988. Hak untuk menggunakan teknologi yang dipatenkan ini juga diberikan kepada perusahaan Belanda DSM. Kain yang dibuat menggunakan teknologi ini adalah kain tanpa pakan. Kain non-pakan dibuat dengan mengatur serat secara paralel dalam satu arah dan mengikatnya dengan resin termoplastik. Pada saat yang sama, serat disilangkan di antara lapisan dan ditekan dengan resin termoplastik.
Sebagian besar energi peluru atau pecahan peluru diserap dengan meregangkan dan mematahkan serat pada atau dekat titik tumbukan."Perisai" kain dapat mempertahankan kekuatan asli serat semaksimal mungkin, dan dengan cepat menyebarkan energi ke area yang lebih besar, dan prosedur pemrosesannya relatif sederhana. Kain non-pakan satu lapis dapat digunakan sebagai struktur tulang punggung pelindung tubuh lunak setelah dilaminasi, dan multi-lapisan dapat digunakan sebagai bahan antipeluru keras seperti sisipan yang diperkuat antipeluru. Jika dalam dua jenis kain di atas, sebagian besar energi proyektil diserap oleh serat pada titik tumbukan atau di dekat titik tumbukan melalui peregangan atau penusukan yang berlebihan untuk memecahkan serat, maka jarum nonwoven yang dilubangi adalah Mekanisme anti peluru dari kain terstruktur tidak dapat dijelaskan.
Karena percobaan telah menunjukkan bahwa kerusakan serat hampir tidak terjadi pada kain nonwoven yang dilubangi dengan jarum. Kain kempa bukan tenunan yang dilubangi dengan jarum terdiri dari sejumlah besar serat pendek, tidak ada titik jalinan, dan hampir tidak ada refleksi titik tetap dari gelombang regangan. Efek antipeluru tergantung pada kecepatan difusi energi tumbukan peluru yang dirasakan. Terlihat bahwa setelah terkena pecahan peluru, terdapat gulungan material berserat di ujung Fragment Simulating Projectile (FSP). Oleh karena itu, diperkirakan bahwa badan proyektil atau pecahan peluru menjadi tumpul pada tahap awal tumbukan, sehingga sulit untuk menembus kain. Banyak bahan penelitian telah menunjukkan bahwa modulus serat dan kepadatan kain kempa adalah faktor utama yang mempengaruhi efek balistik dari seluruh kain. Kempa non-anyaman yang dilubangi dengan jarum terutama digunakan dalam rompi anti peluru militer yang terutama terbuat dari lembaran anti peluru.
