방탄 방패의 작동 원리

1. 물질 기반 보호
1) 섬유 소재(예: 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌): 이러한 소재는 길고 강한 섬유로 이루어져 있습니다. 총알이 맞으면 섬유가 총알의 에너지를 분산시키는 역할을 합니다. 총알은 섬유층을 뚫고 나가려 하지만, 섬유는 늘어나고 변형되어 총알의 운동 에너지를 흡수합니다. 섬유층이 많을수록 더 많은 에너지를 흡수할 수 있고, 총알을 막을 가능성도 커집니다.
2) 세라믹 소재: 일부 방탄 방패는 세라믹 인서트를 사용합니다. 세라믹은 매우 단단한 소재입니다. 총알이 세라믹 기반 방패에 맞으면 단단한 세라믹 표면이 총알을 산산조각 내어 더 작은 조각으로 만듭니다. 이로 인해 총알의 운동 에너지가 감소하고, 남은 에너지는 섬유 소재나 백킹 플레이트와 같은 방패 아래 층에 흡수됩니다.
3) 강철 및 금속 합금: 금속 기반 방탄 방패는 금속의 강도와 밀도에 의존합니다. 총알이 금속에 맞으면 금속이 변형되어 총알의 에너지를 흡수합니다. 사용된 금속의 두께와 종류에 따라 방패가 다양한 종류의 총알을 얼마나 효과적으로 막을 수 있는지가 결정됩니다. 더 두껍고 강한 금속은 더 빠르고 더 강력한 총알을 견딜 수 있습니다.

2. 보호를 위한 구조 설계
1) 곡선 모양: 많은 방탄 방패는 곡선 모양을 하고 있습니다. 이러한 디자인은 총알을 튕겨내는 데 도움이 됩니다. 총알이 곡선 표면에 맞으면 정면에 충돌하여 모든 에너지를 집중된 영역에 전달하는 대신, 총알의 방향이 바뀝니다. 곡선 모양은 충격력을 방패의 더 넓은 영역으로 분산시켜 관통 가능성을 줄여줍니다.
2) 다층 구조: 대부분의 방탄 방패는 여러 겹으로 구성됩니다. 이러한 층에는 다양한 소재가 결합되어 보호력을 최적화합니다. 예를 들어, 일반적인 방패는 단단하고 내마모성이 뛰어난 소재(얇은 금속층이나 질긴 폴리머 층)로 된 외층과, 에너지 흡수를 위한 섬유질 소재 층, 그리고 파편(방패 소재의 작은 파편이 떨어져 2차 피해를 유발하는 것)을 방지하고 총알의 남은 에너지를 분산시키는 지지층으로 구성됩니다.