五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】美国老爷兵也不好当 -- 晨枫

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家园 理想防弹衣分析

理想防弹衣,当然子弹不能穿透,但应当同时时人受到的加速度最小。加速度也是可以杀人的。所以,设子弹能量E,人体质量M,人体最终被加速到V,防弹衣局部下陷距离l,人体承受加速度a,加速时间t,则有简化关系:

(1)E=0.5MV^2 (最差情况,完全动能转移)

(2)0.5at^2=l

(3)V=at

综合解得:a=E/(lM)

可见,下陷距离越大、人体质量越大,在理想防弹衣下的生存可能就越大。理想防弹衣就是在保证子弹不穿透的情况下,还要使l尽可能接近人体可承受的极限。

对于头部,M约为几公斤,l在1cm这样的量级。于是lM约为0.1。于是a大约为E个g。如果是动能20-30焦的子弹打在头部,加速度大约20-30个g,应当也够受的了,即使是理想防弹衣。

对躯干,M比头部大约重10倍左右。所以躯干部抗打击能力是头部的10倍。

还可以看到,要改进防弹衣的效果,一是增加l。这个可以在防弹衣内衬泡沫。现在的防弹衣都增加很大的“胸围”,应该是有这个考虑。

还有可增加M。块头打的也抗打击,当然背个重的包也有用,不过一定得是理想防弹衣。否则可能有相反的作用。靠墙的话,这个就绝对安全了。

当然以上是对防弹衣的最差情况。如果是最佳情况,动能损失最大,则(1)应换成动量守恒:

mVb=MVp

其中m是子弹质量,Vb是子弹速度,Vp是人体最终速度,则解为:

a=Em/(lM^2)= [E/(lM)] * [m/M]

可见差了一个因子m/M。这个因子很小,可能小于0.01。所以,在最佳情况下,理想防弹衣即使在头部也应该很有效果。

不过现实情况总是介于最佳和最差情况之间......

有谁对枪口动能数据比较熟悉,把数据代进去看看,是否符合实际情况?

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