جلیقه ضد گلوله چیست و چگونه عمل می کند؟

جلیقه های ضد گلوله ی مدرن

از ابتدایی ترین تجهیزاتی که بشر به اهمیت استفاده از آن پی برد زره ها می باشند .

 انسانهای باستانی ازپوست ضخیم برخی حیوانات برای خود پوشش تهیه می نمودند تا آسیب کمتری از جانب جانوران وحشی به آنها برسد .به تدریج با آشنا شدن انسانها با فنون شکل دهی فلزات ، استفاده از زره های فلزی گوناگون گسترش یافت. تا قرن ۱۴ میلادی زره ها به حدی پیچیده شده بودکه سلاح های آن زمان تقریبا بر آنها کارگر نبود . این مساله در قرن پانزدهم وبا پیدایش سلاح های گرم به کلی دگرگون شد . سلاح های گرم به پرتابه ها آنچنان سرعتی می دادند که انرژی لازم برای دریدن زره را فراهم می نمود . در برابر این موضوع ضخامت زره ها نیز افزوده گردید ولی این تغییر باعث افزایش وزن و دست وپا گیری زره ها می گردید واستفاده از آن رابامحدودیت فراوانی مواجه می نمود . تا سال ها زره ها از سلاح ها عقب افتاده بودند تا اینکه دانشمندان در قرن بیستم و به خصوص در دهه ی ۶۰ با تکیه برپیشرفت دانش متالوژی و پلیمر جلیقه های ضد گلوله ی مقاوم و جدیدی را عرضه نمودند .
زره های جدید از الیاف بسیار مستحکم در شبکه ای پر تراکم تهیه می شود نه از قطعات سنگین فلزی . مکانیزم عمل آنها به این صورت است که با تکیه بر ساختار شبکه ای خود انرژی گلوله را درسطح وسیعی پراکنده و جذب می کنند در عین حال نباید به سمت داخل بدن تغییر شکل دهند زیرا ممکن است صدمات شدیدی به اجزای داخلی بدن برسد .به صورت کلی جلیقه ها به دو نوع نرم و سخت تقسیم می شوند که معمولا نوع نرم را در زیر لباس می پوشند ودر مقایسه با نوع سخت مقاومت کمتری دارد .

 مهمترین الیاف مورد استفاده در جلیقه ها ی ضد گلوله کولار است . این ماده ۵ برابر محکم تر از فولاد هم وزن خود است . با توجه به هزینه ی مناسب تولید کولار در مقیاس صنعتی هنوز برای جلیقه ها ی ضد گلوله بهترین گزینه است.ماده ی دیگری که همه ی ما با آن آشنا هستیم تارعنکبوت است که نمونه ی مصنوعی آن بیو استیل نام دارد و استحکام آن ۲۰ برابر فولاد می باشد ولی تهیه ی آن بسیار پر هزینه می باشد . در مقابل زره های مدرن، گلوله های ویژه ای با سری از جنس تفلون(ماده ای با ضریب اصطکاک نسبی تقریبا صفر ) تهیه گردیده است که پس از برخورد باجلیقه الیاف را به طرفین رانده و مسیری از میان الیاف برای ادامه ی حرکت خود باز می نماید . گلوله هایی نیز با هسته های فلزی بسیار سخت از جنس تنگستن کارباید ویا اورانیوم ۲۳۸ فلزی تولید شده که باعث تمرکز شدید انرژی گلوله در یک نقطه وشکافتن زره می گردد . درمقابل ، برای مقاومت بیشتر جلیقه ها آنها را با پولک هایی از جنس سرامیک های ویژه مانند ترکیبات اکسید آلومینیوم ویا تیتانیوم می پوشانند .این پلیت ها(یا پولک ها) قابلیت مقاومت در مقابل گلوله های فوق را نیز به جلیقه ها می دهند . به هر صورت هر زرهی تا سرعت و کالیبر خاصی مقاومت دارد ودر مقابل کالیبر های بالا ناکارآمد است .مثلا اکثر جلیقه ها حتی با پلیت در مقابل تفنگ های تک تیرانداز سنگین(Snipers)mm 12.7 مانند نمونه ی ساخته شده توسط صنایع جنگ افزار سازی وزارت دفاع آسیب پذیر است . به هر حال پژوهشگران امیدوارند با استفاده از پتانسیل نهفته دردانش نانو بتوانند زره هایی به مراتب قدرتمند تولید کنند تاجایی که در مقابل هر کالیبری باهر سرعتی مقاومت نمایند .

روش کار جلیقه های ضد گلوله

جلیقه ضد گلوله چگونه عمل می کند؟

انسان از هزاران سال پیش زره به تن می کرده است، قبایل باستان در هنگام شکار پوست حیوانات را به دور بدنشان می بستند. جنگجویان روم باستان و اروپایی های قرون وسطی، پیش از رفتن به میدان نبرد، بدن خود را با صفحه های فلزی می پوشانند. در دهه ۱۴۰۰ زره در دنیای غرب بسیار فراگیر و پیشرفته شد و با یک زره مناسب شخص تقریبا شکست ناپذیر بود. با پیشرفت اسلحه و توپ در دهه ۱۵۰۰ زره ها تغییر کردند. سرعت بالا ی گلوله ها، می توانند به آنها انرژی لازم برای نفوذ در لایه های نازک فلزی را بدهد.
بنابراین می توان بر ضخامت فلزات زره های سنتی افزود ولی بنابراین برای شخص تن کننده بسیار سنگین و طاقت فرسا می گردد. مهندسین در دهه ۱۹۶۰ یک جلیقه ضد گلوله و مناسب را ساختند که بر خلاف زره های سنتی بسیار راحت بود.
جلیقه های ضد گلوله سبک از فلز ساخته نشده اند بلکه از بافت های فیبری که قابل دوخت بر روی جلیقه و دیگر لباس های سبک می باشد ساخته شده اند.

جلیقه های ضد گلوله امروزی، به دو نوع تقسیم می شود:

– جلیقه های ضد گلوله سخت
– جلیقه های ضد گلوله نرم

جلیقه های ضد گلوله سخت

جلیقه های ضد گلوله سخت از صفحه های فلزی و یا سرامیکی ضخیم ساخته می شوند و به اندازه کافی برای انحراف گلوله و سایر سلاح ها مقاومند. مواد بکار رفته در این جلیقه ها، گلوله ها را با همان نیرویی که به داخل در حال وارد شدن است به خارج هل می دهند. به این ترتیب جلیقه غیر قابل نفوذ خواهد بود.
جلیقه های ضد گلوله سخت حفاظت بیشتری را نسبت به جلیقه های ضد گلوله نرم ایجاد می کنند ولی طاقت فرساتر هستند. افسرهای پلیس و کارکنان نظامی این نوع از لوازم حفاظتی را در هنگامی که میزان خطر احتمالی بالا باشد به تن می کنند ولی برای استفاده های روزمره عموما از جلیقه های ضد گلوله نرک که می توان به صورت ژاکت یا تی شرت معمولی به تن کرد، استفاده می کنند.

 چرا جلیقه های ضد گلوله از صفحه های سرامیکی ساخته می شوند؟

کاشی های حمام از جنس سرامیک ساخته می شوند و بسیار شکننده و نازک هستند. چرا برای جلیقه های ضد گلوله مناسب هستند. امروزه هزاران ماده مختلف به عنوان سرامیک مشخص شده اند. سرامیکی که در جلیقه های ضد گلوله به کار میروند آلومینا (Alumina) نام دارد که دارای فرمول شیمیایی AL203 است. آلومینا از یاقوت کبود ساخن=ته شده و می شود و جسم بسیار سختی است. همچنین می توان صفحه هایی بسیار محکمی را یافت که از پلاستیک پلی اتیلن ساخته شده اند که از سرامیک ضخیم تر و مشبک ترند اما به سختی و محکمی آن نیستند ولی سبک ترند.

جلیقه های ضد گلوله نرم

جلیقه های ضد گلوله نرم مفهوم گیج کننده ای است. چگونه ممکن است یک تکه لباس گلوله را متوقف کند؟ روش کار این جلیقه ها بسیار ساده است. در درون این جلیقه ها یک ماده ضد گلوله قرار دارد که در حقیقت یک توری بسیار قوی است. برای درک چگونگی عملکرد آن، تور دروازه فوتبال را در نظر بگیرید. در پشت دروازه بستهش ده است. وقتی که توپ به دروازه شوت می شود، دارای انرژی زیادی اس و در هنگام اصابت به تور، در یک نقطه مشخص تور را به عقب هل می دهد. هر رشته از یک سمت تیرک به سمت دیگر امتداد دارد و نیروی وارد آمده در آن نقطه مشخص را به سر تا سر پخش می کند. این نیرو به دلیل به هم بافته بودن رشته ها پخش می شود. زمانی که توپ رشته های افقی تور را هل می دهد دیگر رشته ها نیز در عوض، دیگر رشته های افقی را هل داده و به این طریق، همه قسمت های تور انرژی وارده توپ را جذب می کنند و فرقی نمی کند که گلوله به کدام قسمت از تور اصابت کرده باشد.
اگر یک تکه از ماده ضد گلوله را زیر میکروسکوپ قرار دهیم، همین ساختار را مشاهده خواهیم کرد. رشته های بلندی از الیاف را که به هم تنیده شده اند تا یک ساختار توری شکل متراکم را تشکیل دهند. حال با توجه به اینکه یک گلوله بسیار سریع تر از توپ حرکت می کند، بنابراین این توری باید از مواد محکم تری ساخته شود. معروف ترین ماده ای که در ساخت جلیقه های ضد گلوله به کار می رود، الیافی به نام KEVLAR است. Kevlar الیافی سبک وزن است که ۵ برابر مقاوم تر از یک تکه فولاد، در همان وزن است زمانی که این ماده به صورت یک تور متراکم در می آید، می تواند نیروی زیادی را جذب کند. به منظور جلوگیری از رسیدن گلوله به سطح بدن، جلیقه ضد گلوله باید برخلاف ضربه مستقیمی که گلوله وارد می کند، عمل کند .

 Kevlar

در گذشته Kevlar رایج ترین نوع الیاف برای ساختن جلیقه های ضد گلوله بود ولی امروزه مواد دیگری به کار گرفته شده است که در دسترس ترین آنها، Vectran نام دارد و حدودا دو برابر مقام تر از Kevlar و ۵ تا ۱۰ برابر مقاوم تر از فولاد است.
یک نوع الیاف دیگر که اخیرا رایج شده،ابریشم عنکبوت نام دارد. بر روی بزها کارهای ژنتیکی انجام شد تا بتوان از آنها در تولید جزء شیمیایی ابریشم عنکبوت استفاده نمود. ماده حاصله Biosteel نام گرفت. یک رشته از Biosteel 20 برابرمقاوم تر از فولاد است.
الیاف دیگری وجود دارد که Carbon nanotubes نامیده می شود و گفته می شود که حتی از ابریشم عنکبوت نیز مقاوم تر است نخ Carbon nanotubes هنوز هم کمیاب است و قیمت کنونی این الیاف برای هر گرم ۵۰۰ دلار است. که به مرور زمان این قیمت ها نزول پیدا خواهند کرد و این نوع الیاف، به عنوان الیاف، بادوام در جلیقه های ضد گلوله به کار خواهند رفت.

اختراع زره هوشمند با توانایی شناسایی کالیبر گلوله :

دانشمندان مرکز مهندسی و توسعه میشیگان در حال تولید زره های هوشمند نظامی هستند که با استفاده از جریان الکتریکی جاری بر روی سطح خود می توانند کالیبر گلوله های شلیک شده و نوع آسیب وارد شده به سطح را شناسایی کنند.
به گزارش خبرگزاری مهر، زره های هوشمند با استفاده از مواد فیزیوالکتریک یا موادی که در صورت خمیدگی قادر به تولید مقادیر کمی انرژی الکتریکی هستند، ساخته شده اند
هر یک از ورقه های این زره چه بر روی بدن سربازان قرار داشته باشند و چه بر روی بدنه خودروها از دو حسگر فیزیوالکتریک برخوردار است سپس جریان الکتریکی در حسگرها جاری شده و به انرژی مکانیکی تبدیل می شوند این انرژی در قالب لرزشهای کوچکی در میان لایه های زره خود را نمایان می کند که توسط حسگر دوم دریافت شده و مجددا به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
به این شکل جریانی ۵ تا ۱۵ ولتی به صورت مداوم در این زره جریان دارد و در صورتی که سطح زره توسط گلوله یا هر ابزار دیگری آسیب ببیند برخی از جریانهای انرژی که در سطح زره در جریانند توسط حسگر دوم دریافت نخواهند شد به این شکل با اندازه گیری میزان انرژی از دست رفته می توان ابعاد آسیب وارد شده به زره را اندازه گیری کرد.
به گفته دانشمندان این ابداع در تخمین میزان خسارتهای وارد شده به خودروهای نظامی بسیار موثر خواهد بود زیرا در حال حاضر تنها دو روش برای اندازه گیری این میزان وجود دارد، یکی خارج شدن از خودرو و مشاهده مستقیم خسارت که می تواند خطراتی را در پی داشته باشد و دیگری استفاده از ماوراء صوت برای تعیین خسارت که برای سربازانی که در میدانهای جنگ قرار دارند کاری دشوار و غیر ممکن به شمار می رود.
اما با استفاده از حسگرهای فیزیوالکتریک نه تنها می توان از سلامت زره آگاه شد، بلکه می توان به میزان مقاومت آن نیز افزود زیرا با برخورد هر گلوله به سطح زره جریان الکتریکی موج مانندی به وجود می آید که می تواند انرژی مورد نیاز حسگرها برای تشخیص برخورد گلوله با زره را تامین کند.
هر گلوله میزان خاصی انرژی را بر روی سطح زره به وجود می آورند که با کمک الگوریتمی پیچیده می توان میزان جریان تولید شده را آنالیز کرده و نوع گلوله شلیک شده را تعیین کرد برای مثال گلوله ای با کالیبر A.22 نسبت به گلوله ای با کالیبر ۴۵ جریان الکتریکی کمتری بر سطح زره ایجاد می کند.
بر اساس گزارش ام اس ان بی سی، محققان بر این باورند ترکیبی از اطلاعات در رابطه با نوع سلاح در جبهه مخالف و میزان یکپارچگی و سلامت زره می تواند جان بسیاری از سربازان را نجات دهد.

 کلاه خودM1 :

در خلال جنگ جهانی دوم وارد خدمت شد و جانشین کلاه خودهایM1917 مربوط به دوره جنگ جهانی اول گردید . این کلاه خود دارای قطر ۱.۵ م م از فولاد پر کربن است و همچنین دارای نگه دارنده ی فایبر گلاس در درون خود برای قرار گرفتن بر روی سر می باشد . سربازان نیروی دریایی امریکا در مناطق اقیانوسی بر روی کلاه خودهای خود دارای الگوی استتار ۲ رو بودند . یکی برای مناطق ساحلی و شنی و دیگری برای مناطق جنگلی و سبز .

 جلیغه ضد ترکش M1952 :

در سال ۱۹۵۲ وارد خدمت شد و در خلال جنگ کره و ویتنام بسیار مورد استفاده قرار گرفت . جلیغه متشکل از ۱۲ لایه نایلون مقاوم بود و وزن حدودا ۴ کیلوگرم . از لحاظ حفاظتی بر اساس استاندارد های امروزی دارای سطح پایینی بوده است .
در خلال جنگ ویتنام نمونه ارتقا یافته ی کلاه خود M1 مورد استفاده قرار گرفت که دارای ظاهری نسبتا متفاوت و همچنین لایه های داخلی بهتری نسبت به نمونه قبلی بوده است . این کلاه خود هم دارای روکش استتار دو رو بوده است . یکی برای فصول پاییزی و دیگری برای تابستان و فصول سبز .

 جلیغه ضد ترکش M1955:

نمونه ی ارتقا یافته جلیغه M1952 است که در خلال جنگ کره مورد استفاده قرار گرفت . فرق اصلی ان در جیب های جدید بر روی جلیغه و همچنین لبه های ضخیم در اطراف شانه ها و گردن است . این جلیغه از ۱۳ لایه نایلون در اطراف شانه ها و لایه های روی هم قرار گرفته Doron ( نوعی صفحه فایبر گلاس به ضخامت تقریبا ۳ سانتیمتر ) در اطراف پهلوها تشکیل شده است . این جلیغه از نمونه ی قبلی از راحتی کمتری برخوردار بود و دارای حفاظت بهتری نسبت به گلوله کلت و سلاح های لبه تیز از نمونه های قبل می باشد . وزن ان حدود ۵ کیلو گرم است .
کلاه خود محافظ معروف به نمونه ی مخصوص چتربازان:
– شبیه نمونه ی M1 است ولی دارای بند نگه دارنده روی چانه متفاوت با قبلی ها . این کلاه خود را بیشتر با الگوی استتار RDF بکار رفته ی روی ان می شناسند .

 اولین مدل از جلیغه های ضد گلوله امریکایی که توانایی مقاومتدر برابر کالیبر های جنگی مخصوصا ۷.۶۲ م م را دارد . این جلیغه در سال ۱۹۶۰ ارائه گردید و دارای ۲ صفحه مقاوم و کامپوزیت از جنس فایبر گلاس بود که در قسمت جلو و پشت جلیغه نصب می شدند و همچنین قابل جابجایی بودند . این جلیغه با توجه به وزن بالای ان حدود ۱۳ کیلوگرمو همچنین یک طرفه بودن جهت گردن ان و شکل ان که فشار زیادی به شانه ها می اورد در مقیاس بالا تولید و استفاده نشد .
اخرین مدل استفاده شده از کلاه خود M1 که در دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ مورد استفاده قرار می گرفت تا اینکه به طور کامل توسط کلاه خود های مدرن PASGT جایگزین شد . اینمدل دارای بند چانه مدرن و همچنین پوشش استتار درختی بر روی خود می باشد .

 جلیغه های PASGT:

اولین جلیغه های محافظ ضد گلوله و ضدترکش از جنس کولار بودند که در اواخر دهه ۷۰ به نیروهای امریکایی تحویل داده شدند و دارای ۱۳ لایه کولار بودند . از لحاظ رتبه بندی محافظت این جلیغه ها در مرحله اول قرار داشتند که محافظت در برابر گلوله های کالیبر پایین نظیر کلت ها و سلاح های دستی را فراهم می نمود . چون این جلیغه ها فقط در مدل استتار درختی تولید شدند روکش های استتاری صحرایی ۶ رنگ و ۳ رنگ برای انها تولید شد .

  کلاه محافظPASGT :

که مخفف( Personal Armor System Ground Troops ) می باشد در دهه ۸۰ به نیروهای امریکایی تحویل داده شد از ۱۹ لایه کولار تشکیل شده است که علاوه بر وزن بیشتر از نمونه ی فولادی مقاومت و محافظت بیشتری نسبت به گلوله سلاح های دستی فراهم می نمود .

  کلاه محافظPASGT :

که مخفف( Personal Armor System Ground Troops ) می باشد در دهه ۸۰ به نیروهای امریکایی تحویل داده شد از ۱۹ لایه کولار تشکیل شده است که علاوه بر وزن بیشتر از نمونه ی فولادی مقاومت و محافظت بیشتری نسبت به گلوله سلاح های دستی فراهم می نمود .

 جلیغه محافظ Ranger .:
این جلیغه در اوایل دهه ۹۰ برای محافظت از رنجر های ارتش در برابر گلوله سلاح های کوچک تولید شد و دارای ۳۲ لایه کولار و همچنین صفحه سرامیکی در ابعاد ۱۰ در ۱۲ اینچ می باشد . خود جلیغه دارای رتبه محافظت ۳A می باشد و توانایی مقاومت در برابر گلوله مگنوم را دارد . صفحه سرامیکی دارای رتبه بندی مرحله ۳ می باشد و در برابر کالیبر ۷.۶۲ م م مقاوم است . تنها عیب این جلیغه ضد گلوله وزن بالای ان بود : چیزی حدود ۱۳ کیلوگرم .
مدل مخصوص نیروهای چتر باز از کلاه خود PASGT که دارای پد جدید و همچنین نوار نگه دارنده ۳ تیکه است که از جابجایی کلاه خود بر روی سر جلو گیری می کند .

جلیغه ضد گلوله Interceptor

جلیغه ضد گلوله Interceptor اولین جلیغه ضد گلوله ارتش امریکا بود که توانایی مقاومت در برابر گلوله سلاح های جنگی را داشت . این جلیغه در اواخر دهه ۹۰ وارد خدمت ارتش امریکا شد و تبدیل به گرینه استاندارد سربازان امریکایی چند ماه بعد از حمله به عراق گردید . این جلیغه از بسیاری از جهات شبیه جلیغه Ranger می باشد فقط بافرق اینکه وزن ان حدود ۸ کیلو گرم است . این جلیغه همچنین دارای محل هایی برای نصب جیب های مهمات و تجهیزات می باشد .
مدل جدید تر و بهینه شده کلاه خود PASGT دارای رتبه بندی محافظت مرحله ۳A و همچنین وزن کمتر و گیره و چانه بند بهتر و ۳ نقطه برای محکم کردن کلاه بر روی سر است .

 در سال ۲۰۰۳ نیروی دریایی امریکا مدل جدید از جلیغه ضد گلوله Interceptor را ارائه کرد که تنها رنگ ان تغییر نمود . نمونه جدید دارای رنگ بندی قهوه ای کایوت ( coyote brown ) می باشد . این رنگ هم در محیط صحرایی و هم در محیط دارای درخت از استتار خوبی برخوردار است .
کلاه خود مخصوص نیروی دریایی نمونه جدید و به روز شده PASGT می باشد که دارای رتبه بندی محافظت ۳A و وزن کمتر و بند نگه دارنده ۴ نقطه است . همچنین دارای پوشش استتار ۲ رو دیجیتال می باشد .

کلاه خود مخصوص نیروهای ارتش امریکا که مشابه نمونه ی نیروی دریایی است با اندکی تفاوت در ظاهر. دارای محافظت رتبه بندی ۳A و وزن کمتر نسبت به نمونه ی PASGT و همچنین دارای سیستم ضربه گیر داخلی جدید برای خنثی کردن ضربه ناشی از برحورد گلوله می باشد . همچنین دارای ۲ نوع پوشش یکی ACU و دیگری پوشش ۲ رو از استتار صحرایی و درختی است .