Cómo Funciona La Armadura De Aluminio Transparente

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La armadura de aluminio transparente puede detener las balas perforantes que viajan millas. Vea cómo funciona la armadura de aluminio transparente y por qué puede ver a través de ella.

Un fusil redondo de calibre 50 disparado desde un rifle Barrett M107 viaja por el aire a 2.700 pies (823 metros) por segundo, y puede sacar un vehículo ligeramente blindado de más de una milla de distancia [fuente: Descubrimiento]. Alcanzará su destino más rápido que el sonido de su disparo.

Esta es una buena noticia para los soldados modernos; Un arma como esta asesta no solo un golpe mortal a fuerzas opuestas, sino también un golpe psicológico paralizante. Incluso el oponente más dedicado considerará tomar una nueva vocación después de presenciar la carnicería humana causada por un impacto directo de una ronda de calibre 50 disparada desde una distancia de aproximadamente 17 canchas de fútbol. De hecho, el diámetro, o calibre, de estas balas es tan grande que generalmente es el proyectil más grande que verás antes de tratar con un proyectil explosivo disparado por un cañón.

Más de estas armas están encontrando su camino hacia un campo de batalla diferente: la frontera de EE. UU. Y México, donde los carteles de la droga luchan violentamente por el control del negocio del narcotráfico. Cuando los narcotraficantes se disparan entre sí, frecuentemente fallan. Esto posiblemente significa que usted podría estar cuidando su propio negocio a unas pocas millas dentro de la frontera de los Estados Unidos y ser golpeado fatalmente por una ronda disparada en México. Sí, es un escenario inverosímil, pero una ronda de gran calibre puede matar a una persona a una distancia de hasta 5 millas (8 km) [fuente: Barrett].

Teóricamente, un francotirador situado en el centro con un rifle de calibre 50 tendría el alcance para atacar a la Casa Blanca, el Pentágono, Union Station, el Aeropuerto Nacional Reagan y la Universidad Americana, todos ellos dentro de una huelga de 4 millas (6.4 km) zona del hipotético arma de calibre 50 [fuente: Brady].

Estas armas pueden destruir aviones estacionados, penetrar una pulgada de armadura desde casi 40 yardas (37 metros) de distancia y comprarse legalmente en línea o en tiendas de armas en la mayor parte de los Estados Unidos [fuente: Brady].

Lo que no pueden hacer es penetrar. armadura de aluminio transparente. Este material cerámico transparente puede detener una ronda de un cañón antiaéreo, y es la mitad de pesado y grueso que el vidrio antibalas.

En este artículo, aprenderemos qué es una armadura de aluminio transparente, cómo se fabrica y si podemos esperar verla en el campo de batalla o en su vehículo de aplicación de la ley local en el futuro. Sin embargo, primero echaremos un vistazo a cómo se fabrica el vidrio normal y cómo puedes reforzarlo para detener las balas.

Los fundamentos: formación de vidrio

Te cambiaré algo de obsidiana por esa olla.

Te cambiaré algo de obsidiana por esa olla.

Antes de aprender sobre la armadura transparente del mañana, vamos a aprender sobre la armadura transparente del componente más básico de hoy: el vidrio. Comprender cómo se forma el vidrio nos ayudará a comprender más adelante cómo podemos ver a través de una aleación de aluminio.

Los procesos que producen calor natural, como los volcanes y los rayos, son responsables de crear varias formas de vidrio, como obsidiana, que es solo arena o roca sobrecalentada que se ha enfriado rápidamente. Los humanos alguna vez usaron este tipo de vidrio natural para la decoración, el dinero y las puntas de las lanzas o flechas, pero en poco tiempo, los humanos ingeniosos descubrieron su propio proceso para hacer vidrio.

Tallada en tabletas de piedra hace unos 5.000 años en Mesopotamia, la fórmula sigue siendo válida hoy en día: toma arena común (sílice), soda y cal, la mezcla, la calienta, la moldea en la forma deseada y la enfría nuevamente [fuente: Martin].

Si bien el proceso de fabricación de vidrio es más complicado que Plinio o nosotros lo describimos, esta es la fórmula básica. Así que sabemos cómo está hecho, pero no sabemos por qué se puede ver a través de él. La respuesta es totalmente relevante a cómo la armadura de aluminio, de la que hablaremos pronto, puede hacerse transparente. Cuando los ingredientes del vidrio se calientan, se derriten y se vuelven líquidos.

Este cambio de estado es importante. Los sólidos son rígidos y opacos por una razón: las moléculas que forman un sólido están alineadas unas con otras, creando una red de clases fuertemente unidas. Cuando un sólido se convierte en líquido, la red se afloja a medida que las moléculas se alinean aleatoriamente entre sí. Esta estructura molecular menos ordenada se vuelve aún más pronunciada a medida que el material se convierte en un gas. Esta disposición endeble de moléculas permite que la luz pase a través de gases y líquidos.

El proceso de calentar y enfriar los ingredientes de vidrio los transforma en un guiso molecular y los solidifica en ese mismo estado líquido con todas las moléculas no alineadas entre sí, lo que permite que la luz pase a través del vidrio endurecido. Para más información sobre este interesante tema, lea ¿Qué hace que el vidrio sea transparente?

Ahora sabemos qué es el vidrio, cómo hacerlo y por qué es transparente. Entonces, ¿por qué el vidrio no detiene las balas de calibre 50 o un puñado de piedras? Averigua a continuación.

Realidad o ficción: ¿El descubrimiento del vidrio?

Según los escritos del historiador romano Plinio el Viejo, el proceso para producir vidrio se descubrió alrededor del año 5.000 a. C. Según el relato de Plinio publicado en "Historia natural", los navegantes fenicios hambrientos, cuyo barco estaba anclado en la costa de lo que hoy es el Líbano, llegaron a la costa para comer. Después de recorrer la playa en busca de piedras que pudieran sostener sus ollas sobre el fuego y no encontrar ninguna, trajeron a tierra bloques de refrescos que el barco transportaba. Cuando estos bloques se colocaron debajo de los utensilios de cocina sobre el fuego, se mezclaron con la arena y se convirtieron en líquido, y los marineros sorprendidos presenciaron la formación de vidrio. Los estudiosos modernos, sin embargo, toman esta historia con un grano de ingrediente de vidrio.

Armadura tradicional transparente

Un vidrio resistente a las balas muestra las marcas de un francotirador insurgente disparado en un puesto militar de los Estados Unidos en la provincia de Anbar en Irak.

Un vidrio resistente a las balas muestra las marcas de un francotirador insurgente disparado en un puesto militar de los Estados Unidos en la provincia de Anbar en Irak.

Desde su llegada hace miles de años, el vidrio se ha utilizado para hacer ventanas, espejos, telescopios, contenedores de almacenamiento de alimentos, todo tipo de cosas útiles. Sin embargo, lo que el vidrio no hace es evitar que las balas lo atraviesen. No solo, al menos.

Como hay una fórmula básica para hacer vidrio, también hay una receta para hacer vidrio resistente a las balas: presione dos capas gruesas de vidrio y póngale entre ellas una capa de plástico transparente llamada policarbonato. (Para una discusión más profunda, lea ¿Cómo funciona el vidrio "a prueba de balas"?) Este proceso se denomina laminación, al igual que cuando una hoja de papel se sella entre dos piezas de plástico calentadas para obtener una licencia de conducir duradera.

Cuando son golpeados por una bala, las capas de vidrio y policarbonato absorben la energía de la bala. La capa exterior (la capa expuesta a los disparos) se romperá y creará una tela de araña agrietada que ilustra la energía que se expande hacia afuera a medida que se absorbe a través del panel. La capa media de policarbonato, sin embargo, generalmente resiste el asalto y evita que la bala penetre en el cristal interior. El grosor del vidrio resistente a las balas varía, pero generalmente varía de menos de una pulgada (2,5 cm) a varias pulgadas de espesor.

Este vidrio resistente a las balas a menudo sirve como una armadura transparente en edificios de embajadas, casas privadas y limusinas, Humvees y cualquier otra estructura (como un banco o una estación de servicio) en la que el ocupante está en riesgo de recibir disparos.

El vidrio resistente a las balas es comúnmente (y erróneamente) llamado "vidrio a prueba de balas", que no existe, como lo demuestra su casi indefensión a una ronda de calibre 50. Sin embargo, no creo que el vidrio resistente a las balas se rompa tan fácilmente. Puede defenderse de una ronda de un AK-47. Esencialmente, es difícil decir qué grosor del vidrio resistente a las balas detendrá qué tipo de proyectil, porque muchos factores como la distancia, la velocidad, el tipo de arma, el tipo de munición e incluso las condiciones del viento juegan un papel en lo que sucederá cuando un objeto Golpea una superficie forzada.

Con ese tipo de incertidumbre, podría ver por qué las personas refuerzan el vidrio resistente a las balas con otro panel de cosas, haciendo que una ventana de 2 pulgadas (5 cm) tenga ahora un grosor de 4 pulgadas (10 cm). Si bien esto agrega protección a un vehículo blindado, también lo deja más vulnerable al ataque. Por un lado, el vehículo pesará más, reduciéndolo y convirtiéndolo en un objetivo más fácil. El peso adicional también resultará en un mayor uso de combustible, lo que reduce el rango del vehículo antes de que necesite reabastecimiento.

Las balas de calibre 50 que perforan armaduras están diseñadas para pasar a través de vidrio resistente a las balas. Estas balas a menudo tienen una cubierta de cobre, que encierra una cubierta penetrante hecha de una sustancia más dura, como el uranio empobrecido o el carburo de tungsteno (que es casi tan duro como el diamante). La cáscara externa se desintegra al entrar en contacto con la armadura, pero la cáscara penetrante dentro del soporte de cobre hace lo que su nombre indica: continúa viajando a través de la armadura y causando estragos en el espacio que una vez estuvo protegido detrás de la armadura

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-Ahora sabemos cómo funciona el vidrio resistente a las balas y cómo puede atravesarlo una bala perforadora de armadura de calibre 50. En la siguiente sección, veremos una armadura transparente mucho más nueva, más liviana y más fuerte que algún día puede encontrar su camino hacia el campo de batalla: la armadura de aluminio transparente.

¿Por qué ese fuego está en llamas?

¿Piensas que las balas perforantes suenan destructivas? Una ronda incendiaria perforante de armadura con punta de fósforo arderá a 3.000 grados Fahrenheit (1.649 grados Celsius) en el momento del impacto y, si se dispara contra un árbol, la incendiará [fuente: Brady].

ALON: Armadura de aluminio transparente.

El vidrio resistente a las balas tiene algunos inconvenientes claros, a saber, que no bloquea todas las balas y que apilar el material protector pero pesado simplemente ralentiza el vehículo en cuestión. Entonces, ¿qué puede salvar la vida de soldados y civiles bajo el fuego?

Los investigadores piensan que la respuesta puede ser armadura de aluminio transparente, una aleación de cerámica finamente pulida que es más ligera y resistente que el vidrio tradicional a prueba de balas.

Conocido comercialmente como SOLO, la armadura de aluminio transparente está hecha de oxinitruro de aluminio, una combinación de aluminio, oxígeno y nitrógeno. Antes de que pueda terminar como una placa de armadura transparente y dura, comienza como un polvo. Este polvo se moldea, se somete a alto calor y se cuece, al igual que cualquier otra cerámica que se cuece. Una vez cocido, el polvo se licua y luego se enfría rápidamente hasta formar un sólido, que deja las moléculas dispuestas de manera flexible, como si todavía estuvieran en forma líquida. La estructura cristalina rígida resultante de las moléculas proporciona un nivel de resistencia y resistencia al rayado que es comparable al resistente zafiro. El pulido adicional fortalece la aleación de aluminio y también la hace extremadamente transparente.

Ahora, al igual que el vidrio antibalas está hecho de tres capas (dos paneles de vidrio y un panel medio de policarbonato), también lo es la armadura de aluminio transparente. Las tres capas, consisten en lo siguiente:

  1. Una capa exterior que está expuesta a disparos y hecha de oxinitruro de aluminio horneado
  2. Una capa media de vidrio.
  3. Una capa trasera de respaldo de polímero.

La armadura de aluminio no solo puede desviar rondas de armas de pequeño calibre y aún ser más claramente transparente que el vidrio resistente a las balas que se ha disparado, sino que también pasa una prueba mucho más importante: resiste balas perforadoras de armadura de calibre 50 y anti -Armas de avión que suelen utilizar.30 rondas de calibre. Esta es una hazaña impresionante, especialmente porque tiene la mitad del peso y el grosor de la armadura transparente tradicional.

Dicho material podría salvar vidas y ser incorporado en una amplia gama de vehículos, desde camiones con poco blindaje hasta aviones de bajo vuelo, como el C-130 Hercules o el A-10 Thunderbolt II que son vulnerables al fuego en tierra.

Suena genial. Entonces, ¿cómo es que todavía no se aplica a vehículos blindados y aviones? Descúbrelo en la siguiente sección.

Trivia de Star Trek

-Si tienes que transportar ballenas jorobadas vivas en una nave estelar fuera de la Tierra, alrededor del sol y varios siglos a través del tiempo, ¿qué tipo de acuario hará el truco? Por qué, uno de aluminio transparente, por supuesto. Pero si eres un personaje de "Star Trek IV: The Voyage Home", y tu nave espacial está atascada en el siglo XX, el Plexiglás de 6 pulgadas (15 cm) de grosor tendrá que hacerlo. Pero, ¿cómo obtendrá la cantidad suficiente de plexiglás para mantener de manera segura 18,000 pies cúbicos de agua en un plazo muy corto? Bueno, solo intercambias la receta intergaláctica de aluminio transparente al industrial productor de plexiglás del siglo XX que algún día lo inventaría [fuente: imdb].

El futuro de la armadura de aluminio transparente.

El vidrio resistente a las balas puede persistir en los campos de batalla a menos que el precio de la armadura de aluminio transparente baje.

El vidrio resistente a las balas puede persistir en los campos de batalla a menos que el precio de la armadura de aluminio transparente baje.

Con el tiempo, la arena del desierto arrastrada por el viento desgastará un panel de vidrio resistente a las balas, por no mencionar las rondas entrantes de un rifle de asalto o la metralla de las bombas en las carreteras. La armadura de aluminio transparente, por otro lado, es más resistente. Soporta hasta 50 rondas de calibre, se ve menos afectada por la arena y evita los rasguños con mayor facilidad que la armadura transparente tradicional.

Si ese es el caso, ¿por qué no reemplazamos el vidrio más voluminoso y menos protector en uso? Costo, por una cosa.

-Con un sentido de optimismo restringido por la realidad económica, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos anunció en 2005 los resultados de una serie de pruebas realizadas en la materia el año anterior. Mientras que un investigador afiliado describió la armadura de aluminio transparente como "años luz por delante del vidrio", reconoció que era caro y difícil de fabricar en tamaños grandes.

El calentamiento y el manejo de láminas más grandes de aluminio transparente requieren una inversión considerable en infraestructura. Por ahora, hay suficiente capacidad para crear paneles de 20 por 30 pulgadas (51 por 76 cm) [fuente: CNRS]. Eso es lo suficientemente grande para la mayoría de las ventanas de las puertas de los vehículos, pero demasiado pequeño para los parabrisas delanteros. Sin embargo, el costo de usar estos paneles para reemplazar el vidrio existente es prohibitivo. El vidrio resistente a las balas actualmente en uso cuesta alrededor de $ 3 por pulgada cuadrada para producir, un robo comparado con el precio de $ 10 a $ 15 para la misma pieza de aluminio transparente [fuente: Fuerza Aérea]. Los costos adicionales de equipar un vehículo con armadura de aluminio transparente, en teoría al menos, se pagarán a sí mismos con el tiempo. El vidrio resistente a las balas tendría que ser reemplazado varias veces, mientras que el material más caro tiene una vida útil mucho más larga.

Desarrollado por Raytheon y ahora comercializado por Surmet, la armadura de aluminio transparente, aunque es más cara que el vidrio resistente a las balas, es más barata que el zafiro, con el que comparte cualidades comunes, como grados similares de dureza y claridad. El zafiro se utiliza en muchas aplicaciones diferentes, como semiconductores y sensores de códigos de barras, debido a su robustez. A medida que más industrias cambian al aluminio transparente para estas necesidades, el precio de producción podría bajar hasta un punto que haga más factible construir instalaciones capaces de crear piezas más grandes.

Mientras continúan las investigaciones sobre el desarrollo de este material potencialmente salvavidas, las rondas de calibre.50 de calibre continuarán burlándose del vidrio estándar resistente a las balas, tanto dentro como fuera del campo de batalla.

Dispara a la página siguiente para obtener mucha más información sobre balas, bombas y tipos malos.

Haciendo vaso de azucar

¿Alguna vez te has preguntado cómo hacer que el cristal de truco que ves se rompa sobre las cabezas de los malos en las películas? Bueno, puedes hacerlo en casa, usando una receta simplificada que es similar a una para vidrio real. Sin embargo, en lugar de usar arena, soda y cal, usa agua, glucosa líquida y azúcar. Simplemente mezcle los ingredientes, déjelos hervir, forme la masa en la forma que desee y deje enfriar. En ningún momento, puede volar de cabeza a través de un "vidrio" de aspecto ridículamente dulce pero realista. Para los detalles, lea esta receta en Stormforce Pictures.

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Suplemento De Vídeo: PUÑO EXTREMADAMENTE PELIGROSO VS FRUTA !!.




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