Kugelsicheres Glas - Bulletproof glass
Kugelsicheres Glas , ballistisches Glas , transparente Panzerung oder kugelsicheres Glas ist ein starkes und optisch transparentes Material, das besonders widerstandsfähig gegen das Eindringen von Projektilen ist. Wie jedes andere Material ist es nicht vollständig undurchdringlich. Es besteht normalerweise aus einer Kombination von zwei oder mehr Glasarten, einer harten und einer weichen. Die weichere Schicht macht das Glas elastischer, sodass es sich biegen kann, anstatt zu zerbrechen. Der Brechungsindex beider in den kugelsicheren Schichten verwendeten Gläsern muss nahezu gleich sein, um das Glas transparent zu halten und einen klaren, unverzerrten Blick durch das Glas zu ermöglichen. Panzerglas variiert in der Dicke von 3 ⁄ 4 bis 3+1 ⁄ 2 Zoll (19 bis 89 mm).
Panzerglas wird in Fenstern von Gebäuden verwendet, die eine solche Sicherheit erfordern, wie etwa Juweliergeschäften und Botschaften, sowie von Militär- und Privatfahrzeugen.
Konstruktion
Durchschusshemmendes Glas wird aus Schichten von Verbundglas hergestellt . Je mehr Schichten es gibt, desto mehr Schutz bietet das Glas. Wenn eine Gewichtsreduzierung erforderlich ist, werden 3 mm Polycarbonat (ein Thermoplast ) auf die sichere Seite laminiert, um ein Abplatzen zu verhindern . Ziel ist es, ein Material mit dem Aussehen und der Klarheit von Standardglas herzustellen, aber mit einem wirksamen Schutz vor Kleinwaffen. Polycarbonat-Designs bestehen normalerweise aus Produkten wie Armormax, Makroclear, Cyrolon: einer weichen Beschichtung, die nach dem Kratzen heilt (wie elastomere Polymere auf Kohlenstoffbasis) oder eine harte Beschichtung, die das Kratzen verhindert (wie Polymere auf Silikonbasis).
Der Kunststoff in Laminatausführungen bietet auch Widerstandsfähigkeit gegen Stöße durch physische Angriffe durch stumpfe und scharfe Gegenstände. Der Kunststoff bietet wenig Durchschusshemmung. Das Glas, das viel härter als Kunststoff ist, macht das Geschoss platt und der Kunststoff verformt sich mit dem Ziel, den Rest der Energie zu absorbieren und ein Eindringen zu verhindern. Die Fähigkeit der Polycarbonatschicht, Projektile mit unterschiedlicher Energie zu stoppen, ist direkt proportional zu ihrer Dicke, und kugelsicheres Glas dieser Konstruktion kann bis zu 3,5 Zoll dick sein.
Verbundglasschichten werden aus Glasscheiben aufgebaut, die mit Polyvinylbutyral, Polyurethan, Sentryglas oder Ethylen-Vinylacetat verbunden sind. Bei der Behandlung mit chemischen Verfahren wird das Glas viel stärker. Dieses Design wird seit dem Zweiten Weltkrieg regelmäßig bei Kampffahrzeugen eingesetzt. Es ist typischerweise dick und normalerweise extrem schwer.
Probendicke und -gewicht für durchschusshemmende Glasmaterialien | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bedrohung gestoppt | Glaslaminat | Polycarbonat | Acryl | Glasplattiertes Polycarbonat | Aluminiumoxynitrid | ||||||||||||||||
Schutzlevel | (Beispiel) | Dicke | Gewicht | Dicke | Gewicht | Dicke | Gewicht | Dicke | Gewicht | Dicke | Gewicht | ||||||||||
in. | mm | Pfund/Quadratmeter ft. | kg / m 2 | in. | mm | Pfund/Quadratmeter ft. | kg / m 2 | in. | mm | Pfund/Quadratmeter ft. | kg / m 2 | in. | mm | Pfund/Quadratmeter ft. | kg / m 2 | in. | mm | Pfund/Quadratmeter ft. | kg / m 2 | ||
UL 752 Stufe 1 | 9 mm 3 Schuss | 1.185 | 30.09 | 15.25 | 74,46 | 0,75 | 19.05 | 4.6 | 22.46 | 1,25 | 31.75 | 7.7 | 37,6 | 0,818 | 20.78 | 8,99 | 43,9 | ||||
UL 752 Stufe 2 | .357 Magnum 3 Schüsse | 1,4 | 35,56 | 17.94 | 87,6 | 1,03 | 26.16 | 6.4 | 31.25 | 1.375 | 34,92 | 8,5 | 41,50 | 1.075 | 27,3 | 11.68 | 57.02 | ||||
UL 752 Level 3 (ungefähr NIJ IIIA) | .44 Magnum 3 Schüsse (5 Schüsse für NIJ IIIa) | 1,59 | 40,38 | 20.94 | 102,24 | 1,25 | 31.75 | 7.7 | 37,6 | 1.288 | 32,71 | 14.23 | 69.47 | ||||||||
UL 752 Stufe 4 | 30-06 1 Schuss | 1.338 | 35,25 | 14.43 | 69.47 | ||||||||||||||||
UL 752 Stufe 5 | 7,62 mm 1 Schuss | ||||||||||||||||||||
UL 752 Stufe 6 | .357 Magnum unterladen 5 Schüsse | ||||||||||||||||||||
UL 752 Stufe 7 | 5,56x45 5 Aufnahmen | ||||||||||||||||||||
UL 752 Level 8 (ungefähr NIJ III) | 7,62 mm NATO 5 Schuss | 2.374 | 60,3 | 26.01 | 126,99 | 18.25 | |||||||||||||||
UL 752 Stufe 9 | .30-06 M2 AP 1 Schuss | ||||||||||||||||||||
UL 752 Stufe 10 | .50 BMG 1 Schuss | 1,6 | 40,6 | 30.76 | 150.1 |
9mm 124gr @1175-1293fps (1400-1530fps für Level 6), 357M 158gr @1250-1375fps, 44M 240gr @1350-1485fps, 30-06 180gr @2540-2794fps, 5,56NATO 55gr @ 3080-3388fps, 7,62NATO 150gr @ 2750-3025fps für alle Bewertungen in der obigen Tabelle; alle kupferummantelten Blei FMJ, außer 30-06, sind halbwadcutter-gasgeprüft.
Prüfnormen
Durchschusshemmende Materialien werden mit einer Pistole getestet, um ein Projektil aus einer festgelegten Entfernung in einem bestimmten Muster in das Material abzufeuern. Die Schutzstufen basieren auf der Fähigkeit des Ziels, einen bestimmten Projektiltyp zu stoppen, der sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt. Experimente deuten darauf hin, dass Polycarbonat bei niedrigeren Geschwindigkeiten mit regelmäßig geformten Projektilen im Vergleich zu unregelmäßigen (wie Fragmenten) versagt, was bedeutet, dass das Testen mit regelmäßig geformten Projektilen eine konservative Schätzung seines Widerstands liefert. Wenn Projektile nicht eindringen, kann die Tiefe der durch den Aufprall hinterlassenen Delle gemessen und mit der Geschwindigkeit des Projektils und der Dicke des Materials in Beziehung gesetzt werden. Einige Forscher haben mathematische Modelle entwickelt, die auf den Ergebnissen dieser Art von Tests basieren, um ihnen zu helfen, kugelsicheres Glas zu entwerfen, das bestimmten erwarteten Bedrohungen standhält.
Zu den bekannten Standards für die Kategorisierung des ballistischen Widerstands gehören die folgenden:
- Zusammenfassung der Testbedingungen von Euronational (EN) 1063 in englischer Sprache
- Zusammenfassung der Bedingungen für den ballistischen Widerstandstest des Underwriter's Laboratory (UL) in englischer Sprache
- Beständige Schutzmaterialien des US National Institute of Justice (NIJ) (NIJ Standard 0108.01).
Auswirkungen auf die Umwelt
Die Eigenschaften von kugelsicherem Glas können durch die Temperatur und durch die Einwirkung von Lösungsmitteln oder UV-Strahlung , in der Regel durch Sonnenlicht, beeinflusst werden. Wenn sich die Polycarbonatschicht unter einer Glasschicht befindet, ist sie aufgrund des Glases und der Haftschicht etwas vor UV-Strahlung geschützt. Im Laufe der Zeit wird das Polycarbonat spröder, da es sich um ein amorphes Polymer handelt (das für seine Transparenz erforderlich ist), das sich in Richtung des thermodynamischen Gleichgewichts bewegt.
Ein Aufprall eines Projektils auf Polycarbonat bei Temperaturen unter -7 °C führt manchmal zu Abplatzungen , Polycarbonatstücken, die abgebrochen werden und selbst zu Projektilen werden. Experimente haben gezeigt, dass die Größe des Splitters eher mit der Dicke des Laminats als mit der Größe des Projektils zusammenhängt. Das Abplatzen beginnt in Oberflächenfehlern, die durch das Verbiegen der inneren Polycarbonatschicht entstehen und die Risse wandern „nach hinten“ bis zur Aufprallfläche. Es wurde vorgeschlagen, dass eine zweite innere Schicht aus Polycarbonat dem Eindringen von Splittern wirksam widerstehen kann.
2000er Fortschritte
Im Jahr 2005 wurde berichtet, dass US-Militärforscher eine Klasse transparenter Panzerung mit Aluminiumoxynitrid (ALON) als äußerer „Schlagplatten“-Schicht entwickelten. Herkömmliches Glas/Polymer wurde vom Hersteller von ALON gezeigt, dass es 2,3 Mal mehr Dicke als das von ALON benötigt, um gegen ein .50 BMG- Projektil zu schützen . ALON ist viel leichter und leistungsfähiger als herkömmliche Glas/Polymer-Laminate. Aluminiumoxynitrid-"Glas" kann Bedrohungen wie die panzerbrechenden Patronen des Kalibers .50 mit einem Material besiegen , das nicht übermäßig schwer ist.
Spinellkeramik
Bestimmte Arten von Keramiken können aufgrund ihrer im Vergleich zu herkömmlichem Glas erhöhten Dichte und Härte auch für transparente Panzerungen verwendet werden. Diese Arten von transparenten Panzerungen aus synthetischer Keramik können eine dünnere Panzerung mit gleicher Bremskraft wie herkömmliches Verbundglas ermöglichen.
Luftkammerglas
Die neueste Art von gebogener transparenter Fahrzeugpanzerung hat eine Luftkammer zwischen dem Glas und dem Polycarbonat. Die Panzerung der Stufe IIIA (Hochgeschwindigkeit 9 mm) besteht aus 8 mm Verbundglas (Schlagfläche), einem 1 mm Luftspalt und 7 mm Polycarbonat. Diese Lösung stoppt die Kugeln auf ganz andere Weise. Da das Glas hart ist, verformt es die einfallende Kugel. Das verformte Geschoss durchdringt das Glas vollständig und wird dann durch das flexible Polycarbonat gestoppt. Die Gewichtsreduzierung gegenüber herkömmlichem glaskaschiertem Polycarbonat beträgt 35 % beim Wiegen. 25 kg pro Quadratmeter für Stufe NIJ 06 IIIA (NIJ 07 HG2). Es ist auch dünner (16,2 mm) als herkömmliches glasummanteltes Polycarbonat (21 mm).