1. Materjaliteadus: energia imendumise ülitugevad kiud
Kiivrite peamised ballistilised materjalid hõlmavad tavaliselt järgmisi suure jõudlusega kiude:
Aramid kiud (nt Kevlar®)
Omadused: Suur sitkus, madal tihedus, tõmbetugevus 5x terasest.
Põhimõte: Kuuli mõju korral kiudvenitama ja deformeerumaKineetilise energia imamiseks. Hõõrdumine ja kiudude purunemine hajutavad kuuli energiat.
Mitmekihiline struktuur: Virnastatud kihid aeglustavad kuuli järk -järgult, kuni see peatub.
Ülikõrge molekulmassiga polüetüleen (UHMWPE)
Omadused: Kergem kui Kevlar, kõrgem tugevus (võib peatada vintpüssiringid).
Põhimõte: Kõrgelt joondatud molekulaarsed ahelad muudavad löögienergia kuumuse, deformeerudes samal ajal, et osa jõust kõrvale kalduda.
Komposiitoomus (nt keraamiline + kiud)
Keraamiline kiht (alumiiniumoksiid, räni karbiidi): Äärmuslik kõvadus purustab kuuli südamiku, kuid on rabe.
Kiudaine: Neelab pärast keraamilist fragmenteerimist jääkienergiat, takistades säkkimist.
2. mitmekihiline struktuur:
Ballistilised kiivrid kasutavad tavaliselt mitmekihilist kujundust, kusjuures iga kiht on selge funktsioon. Kui kuul lööb kiivrit, deformeerub ja luumurdudes esimene kiht neelates osa energiast. Seejärel kantakse järelejäänud energia järjestikku järgmistele kihtidele, kus see on veelgi hajutatud ja imendunud. See protsess jätkub, kuni jääkienergia on täielikult hajutatud, hoides ära kuuli tungimise.
3. kõverdatud disain:
Ballistiliste kiivrite kõver kuju aitab ka mõjujõudude hajutamisel. Kaareline pind levib kuuli mõju suuremale alale, vähendades lokaliseeritud rõhku ja minimeerides tungimisohu.
4. energia-neelavad struktuurid:
Mõned ballistilised kiivrid sisaldavad kiivri sees täiendavaid energiat neelavaid konstruktsioone, näiteks vahtpolstrit või kärgstruktuuri. Need struktuurid neelavad ja hajuvad kuuli energiat veelgi, suurendades kiivri kaitse efektiivsust.
