방탄 방패의 작동 원리

1. 재질 기반 보호
1) 섬유 소재(예: 케블라 및 초고분자량 폴리에틸렌): 이 소재들은 길고 강한 섬유로 구성되어 있습니다. 총알이 충돌하면 섬유들이 총알의 에너지를 분산시키는 역할을 합니다. 총알은 섬유층을 뚫고 지나가려 하지만, 섬유는 늘어나고 변형되면서 총알의 운동 에너지를 흡수합니다. 이러한 섬유 소재의 층이 많을수록 흡수할 수 있는 에너지가 많아지고, 총알을 막을 가능성이 커집니다.
2) 세라믹 소재: 일부 방탄 방패는 세라믹 삽입물을 사용합니다. 세라믹은 매우 단단한 소재입니다. 총알이 세라믹 기반 방패에 부딪히면 단단한 세라믹 표면이 총알을 산산조각 내어 작은 조각으로 만듭니다. 이렇게 하면 총알의 운동 에너지가 감소하고, 남은 에너지는 섬유 소재나 보강판과 같은 방패의 하부층에 흡수됩니다.
3) 강철 및 금속 합금: 금속 기반 방탄 방패는 금속의 강도와 밀도에 의존합니다. 총알이 금속에 부딪히면 금속이 변형되면서 총알의 에너지를 흡수합니다. 사용된 금속의 두께와 종류에 따라 다양한 종류의 총알을 막는 효과가 결정됩니다. 더 두껍고 강한 금속은 더 빠른 속도와 더 강력한 총알을 견딜 수 있습니다.

2. 보호를 위한 구조 설계
1) 곡선형 디자인: 많은 방탄 방패는 곡선형 디자인을 가지고 있습니다. 이러한 디자인은 총알의 궤적을 튕겨내는 데 도움이 됩니다. 총알이 곡면에 부딪히면 정면으로 충돌하여 모든 에너지가 한 곳에 집중되는 대신, 탄도가 바뀌게 됩니다. 곡선형 디자인은 충격력을 방패의 넓은 면적에 분산시켜 관통 가능성을 줄입니다.
2) 다층 구조: 대부분의 방탄 방패는 여러 겹으로 구성됩니다. 최적의 보호 기능을 위해 다양한 재질이 여러 겹으로 조합됩니다. 예를 들어, 일반적인 방패는 단단하고 내마모성이 뛰어난 재질(얇은 금속층이나 질긴 고분자 소재 등)로 된 외피층, 에너지 흡수를 위한 섬유질 층, 그리고 파편(방탄 방패 재질의 작은 조각이 떨어져 나와 2차 부상을 일으키는 것을 방지)을 막고 총알의 남은 에너지를 분산시키는 지지층으로 이루어질 수 있습니다.