Analýza mikroskopickej morfológie poškodenia nepriestrelných materiálov a prehľad experimentov s dopadom strely

V súčasnosti bežne používané polotovary pre nepriestrelné výrobky zahŕňajú vysokovýkonné vláknité tkaniny, jednosmerné vysokovýkonné vláknité termoplastické matricové kompozity a vysokovýkonné vláknité tkaniny potiahnuté tkaninou (predimpregnované tkaniny). Medzi nimi vysokovýkonné vláknité tkaniny zahŕňajú para-aromatickú polyamidovú tkaninu s plátnovou väzbou a polyetylénovú tkaninu s plátnovou väzbou s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou. Vysokovýkonné vláknité jednosmerné kompozitné materiály s termoplastickou matricou zahŕňajú vysokomolekulárne polyetylénové vlákna s hexénovým alebo hexenylovým termoplastickým matricovým kompozitným materiálom (označované ako biele listy). A para-aromatické polyamidové vlákno/hexén alebo hexenylový termoplastický matricový kompozitný materiál (označovaný ako žltý film). Tkaniny potiahnuté vysokovýkonnými vláknitými tkaninami sú vo všeobecnosti tkaniny potiahnuté paraaromatickými polyamidovými vláknami (predimpregnované tkaniny) a použitým povlakom (alebo matricou) je vo všeobecnosti fenolová živica alebo fenolová živica s modifikovanou tuhosťou.

Na základe týchto polotovarov ich možno kombináciou spracovať na nepriestrelné brnenie a nepriestrelné prilby. Pre mäkké nepriestrelné oblečenie (na denné nosenie) môže byť vo všeobecnosti vyrobené z kombinácie paraaromatickej tkaniny z polyamidových vlákien, žltých fólií a bielych fólií. Pre tvrdé nepriestrelné vesty (nazývané aj taktické nepriestrelné vesty) s vyššou úrovňou ochrany sa vyrába z keramických plátov, nepriestrelných oceľových plátov a kompozitných laminátov (získaných lisovaním za tepla žltých vločiek, bielych vločiek alebo vysokovýkonnej vláknitej tkaniny- potiahnutá tkanina). Vyrobené z kombinácie vysokovýkonnej vláknitej tkaniny, žltých alebo bielych listov (umiestnených na zadnej strane terčovej dosky). To znamená, že na základe mäkkého nepriestrelného panciera je na prednú časť terča nanesená vhodná tvrdá nepriestrelná platňa. Pri nepriestrelných prilbách sa vo všeobecnosti vyrábajú z vysokovýkonných tkanín potiahnutých vláknami lisovaním za tepla alebo môžu byť vyrobené aj zo žltých alebo bielych plechov.

Medzi hlavné hrozby, ktoré je potrebné chrániť, patria úlomky produkované guľkami s oceľovým jadrom a oloveným jadrom a fragmentačnými zbraňami (rôzne granáty a delostrelecké granáty) alebo sekundárne úlomky vznikajúce po zásahu cieľa. Hrozby ochrany sa v rôznych situáciách líšia. Moderné vojnové štatistiky ukazujú, že jednotlivé zranenia na bojisku sú spôsobené hlavne úlomkami, to znamená, že pre vojenskú osobnú ochranu sú úlomky hlavným predmetom ochrany. Rôzne nepriestrelné materiály majú rôzne mechanizmy absorpcie kinetickej energie pre úlomky a z toho vyplývajúce mechanizmy deštrukcie nepriestrelných materiálov.

Táto kapitola je venovaná rozsiahlym pozorovaniam elektrónovým mikroskopom vzorcov poškodenia niekoľkých rôznych foriem a kombinácií materiálov balistickej ochrany spôsobených simulovanou fragmentáciou a nárazmi olovenej strely. V kombinácii so zodpovedajúcimi balistickými experimentálnymi údajmi sa analyzuje interakcia medzi projektilom a cieľovou doskou a absorpcia energie a mechanizmus mikroskopického poškodenia cieľovej dosky. Na základe pozorovaní a experimentov bol ďalej skúmaný vplyv hybridizácie na zlepšenie balistickej odolnosti kompozitných materiálov a laminovaných látkových terčových dosiek.