1. Materialswissenschaft: hochfeste Fasern für die Energieabsorption
Die wichtigsten ballistischen Materialien in Helmen enthalten in der Regel die folgenden Hochleistungsfasern:
Aramidfasern (z. B. Kevlar®)
Eigenschaften: Hohe Zähigkeit, niedrige Dichte, Zugfestigkeit 5x die von Stahl.
Prinzip: Nach dem Aufprall der Kugel die Faserndehnen und verformenkinetische Energie absorbieren. Reibung und Faserbrüche leiten die Energie der Kugel auf.
Mehrschichtstruktur: Stapelte Schichten verlangsamen die Kugel zunehmend, bis sie aufhört.
Ultrahohe-Molekulargewicht Polyethylen (UHMWPE)
Eigenschaften: Leichter als Kevlar, höhere Stärke (kann Gewehrrunden stoppen).
Prinzip: Hochtägige molekulare Ketten wandeln Aufprallenergie in Wärme um, während sie elastisch deformieren, um einen Teil der Kraft abzulenken.
Zusammengesetzte Rüstung (z. B. Keramik + Faser)
Keramikschicht (Aluminiumoxid, Siliziumkarbid): Extreme Härte erschüttert den Kern der Kugel, ist aber spröde.
Faserunterstützung: Absorbiert Restenergie nach Keramikfragmentierung und verhindert das Abwasser.
2. Mehrschichtstruktur:
Ballistische Helme verwenden normalerweise ein mehrschichtiges Design, wobei jede Schicht eine eigene Funktion bietet. Wenn eine Kugel auf den Helm schlägt, verformt sich die erste Schicht und absorbiert einen Teil der Energie. Die verbleibende Energie wird dann nacheinander auf nachfolgende Schichten übertragen, in denen sie weiter dispergiert und absorbiert wird. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die Restenergie vollständig abgelöst wird, was die Eindringung von Kugel verhindert.
3. gebogenes Design:
Die gekrümmte Form ballistischer Helme hilft auch bei der Verbreitung von Aufprallkräften. Die gewölbte Oberfläche verbreitet den Einfluss der Kugel auf einen größeren Bereich, verringert den lokalisierten Druck und minimiert das Penetrationsrisiko.
4. Energieabsorbierende Strukturen:
Einige ballistische Helme enthalten zusätzliche energieabsorbierende Strukturen wie Schaumstoffpolsterung oder Wabenkonstruktionen im Helm. Diese Strukturen nehmen die Energie der Kugel weiter ab und lösen die Schutzwirksamkeit des Helms.
