방탄조끼가 충격 에너지를 분산시키는 원리는 무엇인가요?

Question

군인이나 경찰의 방탄조끼 핵심 소재로 쓰이는 케블라 섬유는 같은 무게의 강철보다 5배 이상 강한 방탄 및 인장강도를 가졌다고 하네요. 이 방탄조끼가 충격 에너지를 분산시키는 원리는 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

케블라 방탄조끼가 총알을 막아내는 핵심 원리는 단단함으로 튕겨내는 것이 아니라, 질긴 섬유 그물망을 통해 충격 에너지를 분산시키는 데 있습니다. 총알이 조끼에 명중하면 촘촘하게 짜인 케블라 섬유들이 그물처럼 탄두를 감싸 붙잡습니다. 케블라는 잡아당기는 힘에 버티는 힘인 인장강도가 매우 강해 끊어지지 않고, 총알의 엄청난 운동 에너지를 섬유 가닥을 따라 조끼 전체의 넓은 면적으로 빠르게 분산시킵니다.

또한, 방탄조끼는 케블라 천을 수십 겹 겹쳐서 만듭니다. 총알이 이 층들을 밀고 들어가는 과정에서 에너지를 급격히 잃고 앞부분이 뭉툭하게 찌그러집니다. 이렇게 변형되어 닿는 면적이 넓어진 총알은 이어지는 섬유 층을 더 이상 뚫지 못하고 관통력을 완전히 상실한 채 섬유 층 사이에서 멈추게 됩니다.

즉, 총알을 끊어지지 않는 그물로 받아내고, 겹겹이 쌓인 섬유 층을 통해 타격 에너지를 조끼 전체로 흘려보내 관통력을 소멸시키는 것이 케블라 방탄조끼의 핵심 원리입니다.