¿Qué se necesita para que la armadura corporal detenga un .50 cal?

El .50 BMG es una ronda muy poderosa con mucho poder de penetración. Quiero sobrevivir.

Investigué un poco por mi cuenta, pero no estoy seguro de cómo combinarlos de manera que detengan efectivamente una ronda de .50 BMG AP (punta negra).

Mi investigación:

https://phys.org/news/2016-04-metallic-glass-secret-almostbut-quiteunstructured.html

http://www.projectrho.com/public_html/rocket/bodyarmor.php#id--Physical_Armor

https://en.wikipedia.org/wiki/Sorbotano

http://www.spacedaily.com/reports/Mantis_shrimp_inspires_next_generation_of_ultra_strong_materials_999.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_matrix_composite

https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_foam#Composites

https://en.wikipedia.org/wiki/Impacto_profundidad

Como puede ver, es un desastre con todo lo que se incluye en la mezcla: amortiguadores, armadura líquida, Liquid Ocelot, lentes metálicos a granel y algo de física. No se cual seria mejor.


La placa de armadura debe ser:

  • Lo más ligero posible (la invencibilidad necesita armadura y velocidad)
  • Capaz de detener rondas AP de .50 BMG
  • Capaz de detenerlos varias veces en el mismo lugar, si es posible

Unobtainio:

  • Usando la magia de las nanomáquinas, puedes construir cosas desde el nivel atómico (es decir, los nanotubos de carbono están bien)
  • Por el momento, los costos materiales, financieros y energéticos no importan.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Entonces, ¿por qué es esta una pregunta de construcción mundial nuevamente?
@ Mr.J ¿Cuántas armaduras de grafeno resistentes a calibre .50 has visto en tu vida?
@Mephistopheles ninguno, pero esto no aborda nada relacionado con la construcción del mundo, el mejor lugar para hacer esta pregunta es sci fci SE o physics SE.
@Mephistopheles "Worldbuilding Stack Exchange es un sitio de preguntas y respuestas para escritores, artistas y otros que utilizan la ciencia, la geografía y la cultura para construir mundos y escenarios imaginarios".
@Mr.J Esta armadura es parte de mi escenario, simplemente no quería molestarte con pelusas sin importancia
Creo que la pregunta está mal escrita, pero no debería cerrarse. Una buena pregunta sería del tipo 'en un mundo con nanomáquinas, ¿qué armadura puedes crear que sea efectiva contra balas de calibre .50'? La lista de enlaces es solo una distracción si no se incorpora a la pregunta.
Estoy de acuerdo con @KeizerHarm. En mi opinión, esta es una muy buena pregunta, y es aún mejor ahora que ha sido editada.

Respuestas (7)

Use placas de cerámica como la armadura corporal de infantería que puede detener una ronda de 7.62 OTAN, pero mucho más gruesa. Esto hace que el peso de la cerámica sea excesivo para cualquier persona normal que la use, lo que requiere un exoesqueleto robótico para ayudar con la parte de transporte. Invierta su dinero en tecnología de baterías para el exoesqueleto, no en "unobtanium". Haga que las placas de cerámica sean fáciles de reemplazar, ya que tienden a agrietarse. Los de infantería suelen caber en un bolsillo de un chaleco de nailon. De esta manera, puede encerrar completamente a una persona con suficiente armadura para detener cualquier cosa, hasta un arma montada en un vehículo (obviamente, si le están apuntando con un 30 mm o un ATGM, todavía tiene problemas).

Hoy tenemos la tecnología para hacer la armadura, exoesqueletos robóticos muy sofisticados y los controles electrónicos necesarios. Solo nos falta una buena fuente de alimentación (que tiene que ser silenciosa para que sea útil a la infantería).

¿Batería de litio-aire?
Silenciosas y frías... el problema con las baterías minoristas de hoy (¿quién sabe lo que pueden hacer los militares?) es que se calientan cuando se recargan o se consumen demasiado rápido, poniendo una gran diana térmica en su cuerpo.
El calor no me parece un problema insuperable, pero el peso podría serlo. No querrás terminar en una situación de "tiranía de la ecuación de la batería" en la que llevas más baterías para poder llevar tus baterías...
Honestamente, un motor de combustión interna muy pequeño es una gran solución excepto por el ruido que hace. El calor se puede dispersar de una manera que no emite mucha firma. Tal vez algo así como un pequeño motor rotativo dentro de una carcasa de silenciador con deflectores que suprime el sonido y dispersa el calor.
Los ATGM son fáciles, la Mano de Dios los derribará por mí.
El problema con las contramedidas antimisiles activas es que tiendes a golpear a las unidades amigas cercanas con las cosas que usas para matar el misil. La armadura reactiva siempre ha sido difícil de combinar con la infantería, que es el caso de uso aquí. Sin embargo, honestamente, las armas antivehículo no están hechas para apuntar a objetivos del tamaño de un hombre que son expertos en trepar a los techos, meterse detrás de paredes bajas, acostarse boca abajo en la zanja, etc. Los vehículos no pueden cubrirse tan bien como infantería, y cualquier cosa que use un arma antivehículo no será muy ágil en sí misma.
El problema con esto es que el exoesqueleto será efectivamente un tanque. Uno pequeño, pero un tanque. En las piernas, que tampoco pueden ser muy grandes.

Usa Diamene: https://www.google.com/amp/s/www.graphene-info.com/new-graphene-material-called-diamene-switches-flexible-harder-diamond-upon-impact%3famp

Es ligero, maleable y ponible, pero una vez que algo golpea se vuelve extremadamente duro. Use unos pocos cientos de capas que estén incrustadas en una sustancia similar a la seda de araña, ya que estas sustancias también son livianas, maleables y extremadamente duraderas. Esto ayuda a mantener los fragmentos de grafeno (si los hay) en su lugar, ya que los bordes del grafeno son muy afilados, por lo que no querrás que salga volando. La capa superior, que es seda de araña, también ayuda a distribuir el impacto un poco antes de que llegue al grafeno.

Para aprovechar al máximo estas capas, primero tienes la seda de araña en la parte superior. Spidersilk se usa en lugar de Kevlar porque es mucho más fuerte (1, 2, menciona que puede ser 10 veces más fuerte que Kevlar, 520 MJ /M3). Luego tienes capas alternas de diamene y nanotubos de carbono ( https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube) con una última capa de seda de araña rematando de nuevo. Estos son más delgados que la seda de araña, lo que permite más capas de diamene y brindan el mismo peso ligero, flexibilidad, soporte y resistencia al separar las capas de diamene entre sí. Mejor aún, el tamaño óptimo de un CNT puede caber dentro de otro CNT que es un poco menos fuerte pero que aumentaría la fuerza total. Con un par de cientos de estas capas, seguramente detendrá varios disparos de .50 BMG. Lo que deja la energía cinética a eliminar:

Puede aumentar esto con fluidos no newtonianos ( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Liquid_Armor), pero en este caso los fluidos solo funcionarían como amortiguadores para reducir el impacto cinético antes de que llegue al cuerpo. Pero yo usaría un método diferente, principalmente el de las ruedas. Cuando una rueda golpea algo, el marco de metal está protegido por el aire de la rueda de goma (entre otras cosas). Este impacto provoca un aumento en la presión del aire y esto se distribuye uniformemente sobre el marco de la rueda. La armadura llevaría un líquido (probablemente un aceite) que absorbe mucha energía cinética cuando se presuriza. Esto se usa como una capa media/inferior que descansa sobre un marco. Cada vez que una bala impacta en la armadura, una parte de la energía se absorbe, se convierte en presión y se distribuye uniformemente sobre el marco para que la presión no apriete al usuario. Nunca absorberá toda la fuerza cinética,

Editar: para aquellos que dicen que esto no puede escalar. No puede escalar usando más de 3 capas de grafeno una encima de la otra. Sin embargo, si cada capa de Diamene se separa del resto, todas pueden funcionar como Diamene. Un cálculo de la parte posterior del sobre utilizando CNT grandes para separar cada capa de Diamene puede colocar 1763668 capas de Diamene separadas en 1 cm de armadura. Esto anula la afirmación de que sería demasiado grueso en comparación con las armaduras compuestas actuales.

1: https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC2939878_pone.0011234.g004&req=4 2: https://en.wikipedia.org/wiki/Darwin%27s_bark_spider

Sin embargo, solo funciona en dos, ni más ni menos.
@Mephistopheles De ahí la parte "incrustada en una sustancia similar a la seda de araña". 1 capa de seda de araña, 2 capas de Diamene, 1 más de seda, 2 más de Diamene, repetir un par de cientos de veces...
@Mephistopheles Eh, dado que el diamene tiene 2 capas de átomos de espesor y menciono que puedes usar UNOS CIENTOS DE CAPAS, funcionaría en unos pocos cientos de disparos, o tal vez una docena, dependiendo de cuántos se rompan con cada impacto. Personalmente, en lugar de solo capas de Diamene con seda de araña, usaría una capa de Diamene, luego una capa de CNT para proporcionar elasticidad, resistencia y distribuir la fuerza, luego otra capa. Los CNT son más delgados que los hilos de seda de araña.
¿Y por qué usar seda de araña? Kevlar es más fuerte, kevlar sumergido en oobleck es el más fuerte.
@Mephistopheles Spidersilk of the Bark spider es 10 veces más resistente que el Kevlar. en.wikipedia.org/wiki/Darwin%27s_bark_spider
La dureza significa cuánto CASTIGO puede soportar antes de romperse, la resistencia a la tracción se muestra cuando se rompe. Alrededor de 1,6 GPa para la seda de araña, 3,6 GPa para el kevlar.
@Mephistopheles Creo que seguiré mencionando las propiedades que mencionan las personas a las que se les paga para hacer los mejores materiales para tales fines en lugar de lo que dices. También mirando este sitio depende de la seda de araña pero correctamente infundida ... stackprinter.com/…
diamene no detiene una bala, su resistencia a la tracción es demasiado baja con solo dos capas, y el efecto se detiene si agrega más capas, si separa cada par de capas con seda de araña, está hablando de una armadura que tiene varias pulgadas de espesor en el mejor de los casos, decenas de pulgadas de espesor más probable. la cerámica vieja regular se preformará mejor.
@John, considerando el primer artículo que uso, ya dice que SÍ detiene una bala debido a sus propiedades ... ¿Podría explicar su razonamiento? Además, teniendo en cuenta que varias pulgadas de grafeno, que varía de 50 a 300 veces más fuerte que el acero, ¿cómo pueden las cerámicas antiguas funcionar mejor exactamente?
No, el artículo dice que teóricamente podría conducir a materiales a prueba de balas en el futuro. La cerámica ya funciona mejor que el acero, por eso la armadura corporal es de cerámica. Estás confundiendo medidas de fuerza.
@ John, no sé por qué estás discutiendo. La cerámica es más fuerte que el acero, al igual que el grafeno. El carburo de boro (cerámica usada para chalecos antibalas) es una de las sustancias más duras pero no tan dura como el diamene bajo tensión. También un cálculo al dorso del sobre. Busque Grafeno y encontrará que es entre 50 y 300 veces más fuerte que el acero... y mucho más liviano que cualquier cerámica. Suponiendo que RSH es 5 veces más fuerte que el acero, 2 cm de armadura de grafeno sin propiedades de diamene ya se clasificaría como 20 cm de RHS. Cercano al de la mayoría de los tanques de la Segunda Guerra Mundial. Agregue una estructura adecuada como CNT y Diamene.
El problema es el espesor, Diamine puede ser duro, pero es tan delgado que aún puede pasar el dedo a través de él, y no se puede hacer más grueso. ponerlo en capas en realidad no lo ayuda, ya que necesita millones de capas, lo que da como resultado un volumen masivo. es como tener acero que solo puede existir como lámina y se debilita mucho si se toca.

Ciencia material futurista y armaduras medievales

Consulte este artículo sobre el metal fabricado con nanotecnología . Tenga en cuenta esta frase: "Un bloque de titanio en el que cada átomo estuviera perfectamente alineado con sus vecinos sería diez veces más fuerte que lo que se puede producir actualmente".

Mencionaste específicamente este tipo de nanofabricación como una posibilidad. Bueno, funcionará. Aquí hay alguien disparando una placa de titanio. Se detiene 50-cals. Incluso (apenas) una bala perforante.

La gente dejó de usar armaduras porque el poder de penetración simplemente creció demasiado. La armadura tendría que haber sido tan gruesa que se volvió imprácticamente pesada.

¿Pero un bloque de metal con el mismo poder de frenado que el trozo en ese video, que pesaba una décima parte? Eso es lo mismo que tener una décima parte del grosor. Eso sería similar al grosor de una armadura.

En otras palabras, una armadura del grosor de una pieza ordinaria con precisión de época podría tener la fuerza equivalente a una placa sólida tan gruesa como la placa en ese video. Y sabemos que la gente solía usar viejas armaduras; confiaron en él con sus vidas... Forjar tal cosa requeriría bastante habilidad, pero podría hacerse.

Supongo que también puedo ir por ese camino, aunque todavía tendría que superponerlo, ya que cada disparo arruinaría la alineación atómica y debilitaría las placas.
@Mephistopheles: ¿Qué tal algún tipo de tecnología de autocuración incorporada? Los laboratorios recién ahora están comenzando a producir materiales que pueden hacerlo. En su futuro, tal vez descubran cómo hacerlo con titanio alineado estructuralmente.
No es un mal concepto, pero 50 rondas BMG AP contienen casi 4 veces más energía cinética que la maza medieval que se usaba para matar sin penetrar la armadura. Para que esta respuesta funcione, también debe resolver cómo distribuir el impacto de tal manera que no pueda matar a través de su platemail.

La energía cinética del impacto de un .50 BMG, particularmente a corta distancia, es enorme. úsalo Según la respuesta anterior de @Demigan, instale algún mecanismo para absorber la energía. Pero esa energía tendrá que ser disipada o contenida de alguna manera. Aborde las inquietudes de @JBiggs sobre la duración de la batería utilizando la energía para recargar las baterías que ayudan a mover al soldado.

EDITAR: La base del kit de armadura debe ser un "exoesqueleto" impulsado eléctricamente (por ejemplo, motorizado) (externo al humano, interno a la armadura), con energía suministrada por baterías. Las placas de blindaje deben montarse en actuadores que redirigen la energía a un fluido hidráulico que se enruta, a través de tubos (flexibles en las juntas) a un generador hidrodinámico central que convierte la energía hidráulica en electricidad. El movimiento en la armadura, impulsado por los motores eléctricos, haría que los actuadores hidrodinámicos se movieran, lo que provocaría problemas de reducción de la eficiencia con el tiempo. Las recargas frecuentes de las baterías superarían esto, al igual que recibir un disparo. Se convierte en un espacio problemático interesante.

Esto es casi una respuesta, pero no del todo. Es más un comentario de conexión con otras dos respuestas. ¿Puedes dedicar un poco más de tiempo a esto explicando cómo absorber, almacenar y reutilizar la energía de la bala?

Seré lo más básico que pueda. Gel balístico. Puedes hacer esto con gelatina común y puede detener una bala de pistola. Seguro que si lo compactas lo suficiente te queda algo súper efectivo.

Gel balístico (cómo hacerlo): https://www.instructables.com/id/Ballistic-Gel/

Se sabe que el gel balístico DISPERSA la energía por sí mismo. Una bala atravesará bruscamente el gel al principio, pero luego se detendrá por completo.

Básicamente me estás sugiriendo que use un protector de carne artificial. Quiero armaduras motorizadas y supersoldados, no Lady Gaga. Además, el agua realmente no se puede comprimir más, y aun así pesaría mucho.
Esto sería increíblemente voluminoso para que lo use un soldado. Probablemente tendría que tener placas de dos pies de espesor alrededor de su cuerpo, y eso probablemente terminaría siendo tanto gel que sería demasiado pesado para moverlo.
Además, la dispersión de la energía dentro de sí misma no se ocupa del hecho de que la energía eventualmente tiene que ir a alguna parte. Si se disipa como calor, está bien, pero ¿cuánto calor es eso?
¿Qué pasa con los fluidos no newtonianos en lugar de los geles balísticos que se endurecen en respuesta al impacto? Sin embargo, sigo pensando que hay un problema básico en la física. ¡Toda la energía de una ronda de ese tamaño y V tiene que ir a alguna parte! Incluso si es detenido por algún tipo de armadura avanzada, la inercia siempre es absorbida por el objetivo. Los chalecos balísticos estándar detienen las rondas de pistolas sin problemas, pero el usuario aún sufre lesiones: hematomas, tal vez una costilla rota o dos. ¿Y tratando de proteger las extremidades? Se ha demostrado que .50 rondas en combate básicamente cortan un torso humano en dos en el impacto. Se cortaría una extremidad.

En ausencia de tecnología SF 'handwavium' como campos de fuerza, etc., existen límites físicos simplemente inevitables a la cantidad de armadura física 'ponible' que puede colocar entre un ser humano y un proyectil físico entrante de una masa/estructura/velocidad determinada.

El punto es que la armadura corporal no hace que la fuerza del impacto de un golpe desaparezca 'mágicamente'. Todo lo que hace es distribuir la inercia del proyectil a través del área de superficie inmediata de la pieza del chaleco antibalas en cuestión, sin que se destruya físicamente en el proceso.

Entonces, sí, puede diseñar una pieza de armadura corporal utilizando los materiales disponibles actualmente que detendrán una ronda de .50. Lo que no podrás hacer es;

A) Que sea lo suficientemente liviano para que un ser humano lo lleve y siga siendo efectivo en combate; y

B) Evitar que el ser humano que lo lleva tenga que absorber la energía cinética del golpe.

Olvídese de Hollywood: recibir un golpe mientras usa chaleco antibalas, ¡incluso de una ronda de pistola común y corriente 'duele' con una H mayúscula!

La energía de la bala tiene que ir a alguna parte y en este caso es el humano que lleva la armadura. Entonces, si bien es posible que pueda diseñar un conjunto de armadura de cuerpo blando convencional con placas que podrían detener una ronda de .50, le garantizo que el humano que lo usa, mientras pueda sobrevivir, no se levantará y se pondrá a bailar en el corto plazo, y mucho menos continuar. en la lucha (De hecho, estarán en una sala de cuidados intensivos).

Para ese tipo de resiliencia que está buscando, debe comenzar a considerar la 'armadura de poder', que es una tecnología de nivel en el ámbito puramente especulativo en este momento.

Una versión portátil de un concepto de armadura activa resistente como el Trofeo que se usa en vehículos blindados lo haría. Los rusos afirman que su armadura activa Kontakt puede detener rondas de uranio empobrecido de alta velocidad, por lo que eso sería suficiente.

También necesitará un buen Kevlar o equivalente porque todavía será golpeado por muchos fragmentos.

Dragonskin una vez afirmó que sus conceptos avanzados detendrían .50 cal: usaron una serie de escamas de cerámica superpuestas. ¿Bombo o realidad?