Kamizelka kuloodporna

Kamizelka kuloodporna

Kamizelka kuloodporna – specjalny ubiór wykonany w formie mniej lub bardziej przypominającej kamizelkę, mający chronić przed pociskami wystrzelonymi z ręcznej broni palnej krótko- i długolufowej, takiej jak rewolwer, pistolet, karabin i strzelba. Ubiory takie są używane przez służby policyjne i wojskowe, służby ochrony osobistej oraz osoby prywatne (w tych krajach, gdzie zezwala na to prawo), w sytuacji, gdy może być zagrożone ich zdrowie i życie.

Kamizelkę kuloodporną wkłada się zwykle pod ubiór wierzchni (zachowanie typowe dla służb chroniących polityków, osób prywatnych i przestępców) lub nosi się jako ubiór wierzchni (szczególnie w służbach wojskowych).

Historia

Kamizelka kuloodporna J. Szczepanika podczas testów (1901) − dyr. wiedeńskiej pracowni J. Szczepanika − p. Borzykowski strzela do służącego Jana (rewolwer na 7.62x38 mmR)

Wynalazcami kamizelki kuloodpornej byli dwaj Polacy: Jan Szczepanik^[1] oraz Kazimierz Żegleń^[2][3][4]. W obu kamizelkach energia pocisku była pochłaniana w kolejnych warstwach tkaniny, z której uszyta była sama kamizelka. Publicznie wykonywane testy wykazały, że tkanina Szczepanika jest odporna na kule zdolne przebić grube sosnowe deski i blachę żelazną, oraz na ostrze sztyletu. Okazało się, że rozpięta na parawanie tkanina, wzmocniona warstwą cienkiej blachy, zatrzymywała nie tylko kule z rewolweru kaliber 8 mm, ale nawet z karabinu Mannlicher, które przestrzeliwały na wylot stalową blachę o grubości 12 milimetrów z odległości 100 m. Jan Szczepanik stał się znany na całym świecie w 1902, gdy kareta wyłożona tkaniną kuloodporną jego pomysłu uchroniła przed bombą i wielce prawdopodobną śmiercią króla Hiszpanii Alfonsa XIII. Pomysł Szczepanika po latach został jednak zapomniany, ponieważ pojawiły się nowe rodzaje pocisków, przed którymi kamizelka ta nie mogła chronić. Jan Szczepanik użył jedwabiu, który ma ograniczoną wytrzymałość − nie istniały wtedy włókna o większej wytrzymałości.

Jednymi z pierwszych, którzy zaczęli dbać o swoje bezpieczeństwo, byli amerykańscy gangsterzy. W latach dwudziestych XX wieku skonstruowali ten swoisty „strój zawodowy” z obszywanych tkaniną stalowych płytek, które posiadały wyższą odporność balistyczną, lecz zarazem kilkakrotnie podnosiły ciężar samej kamizelki, przez co krępowała ona ruchy chronionego.

Podczas II wojny światowej na szerszą skalę zaczęto stosować kaftany mające zatrzymywać pociski. Później, w trakcie wojny wietnamskiej, podliczono że bardzo duży procent żołnierzy ginie od odłamków granatów i min, czyli od cząstek o małej energii kinetycznej i słabych właściwościach penetracyjnych. W celu poprawienia sytuacji do wyposażenia żołnierzy amerykańskich zostały wprowadzone specjalne kurtki wykonane z kilku warstw grubej i wytrzymałej tkaniny, które miały bronić przed odłamkami.

Niemiecka policyjna kamizelka kuloodporna wykonana z kevlaru

W 1965 r. pracująca dla koncernu DuPont Stephanie Kwolek otrzymała nowe włókno syntetyczne − kevlar. Materiał ten charakteryzował się bardzo wysoką wytrzymałością mechaniczną i odpornością cieplną, okazał się świetny do wytwarzania lekkich kamizelek, które były w stanie zatrzymać pociski.

Pierwsze kamizelki nie zawierały sztywnych elementów, natomiast później zaczęto do nich wkładać płyty zbrojne wykonane z różnych materiałów (np. stali lub tytanu bądź materiałów ceramicznych). Wysokostopowa stal pancerna jest wytrzymalsza na przebicie od stopu tytanu lub ceramiki o tej samej grubości, ale stopy tytanu lub tworzywa ceramiczne są dużo lżejsze od stali, więc przy tej samej masie pozwalają stworzyć grubsze pancerze.

Jednym z typów kamizelki kuloodpornej jest kamizelka umożliwiająca przenoszenie wkładów kuloodpornych (z ang. kamizelka plate carrier). Posiada ona kieszenie, w których umieszcza się wymienne wkłady balistyczne, wytwarzane z materiałów kompozytowych.

Sposób działania

Wkłady balistyczne i płytki zewnętrzne

Płytki ceramiczne

Zadaniem wkładu balistycznego jest zatrzymanie wnikającego pocisku jak również pochłonięcie jak największej ilości jego energii kinetycznej lub jej rozproszenie na jak największej powierzchni tak, żeby zmniejszyć jej szkodliwe oddziaływanie na ciało chronionego człowieka.

Standardowy wkład balistyczny składa się z kilkudziesięciu zszytych warstw (zwykle 24 lub 36) tkaniny z włókien aramidowych — w części wkładów stosuje się nieco inny rodzaj włókien w warstwach zwróconych na zewnątrz i do ciała chronionego człowieka; w warstwach zewnętrznych włókna charakteryzują się większą wytrzymałością na rozerwanie, a w wewnętrznych większą rozciągliwością i przez to lepszą zdolnością do pochłaniania energii kinetycznej. W niektórych przypadkach kilka warstw pokrywa się korundem (podobnie, jak to się robi przy wytwarzaniu papieru ściernego) — rozwiązanie to zwiększa odporność wkładu na działanie broni białej, ale pogarsza jego odporność na pociski (dana warstwa jest sztywniejsza i przez to pocisk może ją łatwiej przerwać). W najnowszych wkładach zastępuje się kevlar folią z polietylenu niskociśnieniowego (większa liczba warstw).

W części kamizelek na zewnątrz od wkładu balistycznego umieszcza się płytki ze stali pancernej, stopów tytanu lub ceramiki (na przykład z węgliku krzemu) — rozwiązanie to podwyższa wytrzymałość kamizelki i jej zdolność do osłabiania energii pocisku (jest ona rozpraszana na większej powierzchni ciała odpowiadającej powierzchni płytki), ale równocześnie zwiększa jej masę i ogranicza ergonomię, więc jest stosowane tylko w uzasadnionych przypadkach (płytki są wymienne i mogą być usuwane).

Pociski tępołukowe

Są to pociski wystrzeliwane np. z pistoletów, pistoletów maszynowych i rewolwerów, jak również tak się zachowują pociski z broni czarnoprochowej i części broni myśliwskiej (oraz odłamki).

W tym przypadku pocisk uderzając w warstwy tkaniny aramidowej musi je po kolei przebijać rozrywając włókna wykonane z materiału o dużej wytrzymałości na rozerwanie — w takiej sytuacji ulega szybko deformacji i więźnie przeważnie we wkładzie (we wkładach, które mają różne rodzaje tkanin warstwy wewnętrzne służą do lepszego zmniejszenia wielkości energii kinetycznej przekazywanej ciału chronionego). Jeśli wkład wykonany jest z polietylenu, dodatkowo dochodzi do tego, że folia z rozerwanych warstw „oblepia” pocisk i przez to jest on efektywniej zatrzymywany. Gdy w kamizelce są płytki zewnętrzne, to taki pocisk przeważnie się od nich odbija (lub przy przebijaniu ulega sporej deformacji i łatwo jest zatrzymywany przez wkład) — nieprzebitą płytkę także należy wymienić, ponieważ przy ponownym trafieniu w to samo (i leżące obok) miejsce zostanie ona łatwo przebita (płytka ceramiczna będzie cała popękana).

Pociski ostrołukowe

Są to pociski wystrzeliwane np. z karabinów.

Pocisk taki łatwo przebije się przez standardowy wkład balistyczny, ponieważ jego budowa powoduje, że nie tyle musi rozrywać włókna, co je rozsuwać. Nieco trudniej przebija się przez wkład z polietylenu, bo działa efekt oblepiania (ale zwykle przebije się). Podstawową rolę pełnią płytki zewnętrzne, które są przebijane, ale przy tym pocisk traci część energii, a przede wszystkim ulega mniejszej lub większej deformacji i traci ostrołuk, a zatem uderzając potem we wkład balistyczny zachowuje się jak pocisk tępołukowy.

Typy kamizelek i klasa opancerzenia

Pociski z broni miotającej

Są to bełty z kuszy czy strzały z łuku.

W przybliżeniu zachowują się tak jak pociski ostrołukowe, ale z uwagi na mniejszą energię są przeważnie zatrzymywane przez pogrubiony wkład (wykonany z większej liczby warstw — tutaj wszystko zależy od tego, jak i z czego wykonany został grot); najlepiej, jeśli wkład jest polietylenowy. W przypadku płytek zewnętrznych taki pocisk prawie zawsze odbija się.

Broń sieczna, drzewcowa i obuchowa

Broń sieczna to np. noże, miecze, szable; broń drzewcowa to np. włócznie i lance; broń obuchowa to np. topory i cep bojowy.

Broń sieczna działa poprzez przecinanie kolejnych warstw wkładu balistycznego (w przypadku pchnięcia szpadą bądź koncerzem większą rolę ma rozsuwanie — patrz dalej na opis broni drzewcowej) — włókna aramidowe nie są zbyt odporne na przecinanie (dlatego też przez standardowy wkład bez warstw korundowanych nierzadko przebija się nóż przy pchnięciu). W celu osłabienia tego efektu warstwy pokryte korundem (duża twardość) mają stępić ostrze broni, żeby nie mogło ono przeciąć wszystkich warstw — sprawdza się to przy takiej broni jak nóż (pchnięcie lub cięcie nożem oraz pchnięcie sztyletem jest zatrzymywane przez taki wkład), ale np. cięcie szablą (wykonaną z dobrej jakościowo stali i prawidłowo naostrzoną) lub długim mieczem (który ma dużą energię kinetyczną przy sztychu) poradziłoby sobie raczej z takim wkładem. Dobre zabezpieczenie przed bronią białą typu historycznego stanowią płytki zewnętrzne.

Dobrze i energicznie wykonane pchnięcie włócznią lub lancą z grotem dobrej jakości (efekt rozsuwania włókien przez grot) powinno przebić wkład balistyczny (nawet gruby i z warstwami korundowanymi), natomiast zostanie zatrzymane przez płytki zewnętrzne.

Cios toporem zostanie zatrzymany przez płytki zewnętrzne lub wkład balistyczny, ale osoba chroniona i tak odniesie mniejsze lub większe obrażenia, bo broń obuchowa działa na zasadzie przekazywania ciału atakowanego energii kinetycznej ciosu (nawet zatrzymanego przez pancerz).

Przypisy

Bibliografia

• Wynalazki Szczepanika. jan.private.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2007-02-23)]. − m.in. o pancerzu kulochronnym
• Sławomir Łotysz – „Historia sporu o pewien wynalazek. Jan Szczepanik, Kazimierz Żegleń i kamizelka kuloodporna” Analecta. *Studia i Materiały z Dziejów Nauki, nr 1–2/2009
• Sławomir Łotysz – "Mnich wynalazca" (Monk-inventor). Polonia (Chicago) t. 13, 1–2 / 2007 i t. 14, 3–4/2007 (921.0-933.82 archive.is)
• Wypowiedź dr inż Sławomira Łotysza, zamieszczona przez: Slawomir Lotysz
• Sławomir Łotysz – „Mnich wynalazca”' Sławomir Łotysz – „Wynalazczość polska w Stanach Zjednoczonych”
• Anna Pragłowska – „Obrazy i barwy: o wynalazkach i życiu Jana Szczepanika”
• Polski zakonnik – wynalazca kamizelki kuloodpornej. dobrastronapolski.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-02-21)].
• Tomasz Osuch „Jan Szczepanik. Genialny wynalazca z Galicji
• Roman Włodek – Polski Słownik biograficzny t. 193 hasło: Jan Szczepanik
• Witold Iwańczak „Tarnowski pomysłodawca telewizji” Niedziela 24/2012
• Body Armour News