Kurşun Geçirmez Kalkanlar Nasıl Çalışır?

1. Malzeme Bazlı Koruma
1) Lifli Malzemeler (örneğin, Kevlar ve Ultra Yüksek Moleküler Ağırlıklı Polietilen): Bu malzemeler uzun ve güçlü liflerden oluşur. Bir mermi çarptığında, lifler merminin enerjisini dağıtmak için çalışır. Mermi, lif katmanlarını delmeye çalışır, ancak lifler esner ve deforme olarak merminin kinetik enerjisini emer. Bu lifli malzemelerden ne kadar çok katman varsa, o kadar fazla enerji emilebilir ve mermiyi durdurma şansı o kadar artar.
2) Seramik Malzemeler: Bazı kurşun geçirmez kalkanlar seramik ekler kullanır. Seramikler çok sert malzemelerdir. Bir mermi seramik tabanlı bir kalkanla çarpıştığında, sert seramik yüzey mermiyi parçalayarak daha küçük parçalara ayırır. Bu, merminin kinetik enerjisini azaltır ve kalan enerji, lifli malzemeler veya destek plakası gibi kalkanın altındaki katmanlar tarafından emilir.
3) Çelik ve Metal Alaşımları: Metal bazlı kurşun geçirmez kalkanlar, metalin dayanıklılığına ve yoğunluğuna dayanır. Bir mermi metale çarptığında, metal deforme olur ve merminin enerjisini emer. Kullanılan metalin kalınlığı ve türü, kalkanın farklı mermi türlerini durdurmadaki etkinliğini belirler. Daha kalın ve daha güçlü metaller, daha yüksek hızdaki ve daha güçlü mermilere dayanabilir.

2. Koruma İçin Yapısal Tasarım
1) Kavisli Şekiller: Birçok kurşun geçirmez kalkan kavisli bir şekle sahiptir. Bu tasarım, mermilerin saptırılmasına yardımcı olur. Bir mermi kavisli bir yüzeye çarptığında, doğrudan çarparak tüm enerjisini yoğun bir alana aktarmak yerine, merminin yönü değiştirilir. Kavisli şekil, çarpma kuvvetini kalkanın daha geniş bir alanına yayarak delinme olasılığını azaltır.
2) Çok Katmanlı Yapı: Çoğu kurşun geçirmez kalkan, birden fazla katmandan oluşur. Korumayı optimize etmek için bu katmanlarda farklı malzemeler bir araya getirilir. Örneğin, tipik bir kalkan, sert ve aşınmaya dayanıklı bir malzemeden (ince bir metal veya sert bir polimer tabakası gibi) oluşan bir dış katmana, ardından enerji emilimi için lifli malzemelerden oluşan katmanlara ve ardından, kalkan malzemesinin küçük parçalarının kopup ikincil yaralanmalara neden olmasını (spall) önlemek ve merminin kalan enerjisini daha iyi dağıtmak için bir arka katmana sahip olabilir.