כיצד פועלים מגני חסיני כדורים

1. הגנה על בסיס חומר
1) חומרים סיביים (למשל, קבלר ופוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד): חומרים אלה עשויים מסיבים ארוכים וחזקים. כאשר כדור פוגע, הסיבים פועלים לפיזור האנרגיה של הכדור. הכדור מנסה לדחוף דרך שכבות הסיבים, אך הסיבים נמתחים ומתעוותים, וסופגים את האנרגיה הקינטית של הכדור. ככל שיש יותר שכבות של חומרים סיביים אלה, כך ניתן לספוג יותר אנרגיה, וכך גדל הסיכוי לעצור את הכדור.
2) חומרים קרמיים: חלק ממגני ההגנה מפני כדורים משתמשים בתוספות קרמיות. קרמיקה היא חומר קשה מאוד. כאשר כדור פוגע במגן מבוסס קרמיקה, המשטח הקרמי הקשה מנפץ את הכדור, ושובר אותו לחתיכות קטנות יותר. זה מפחית את האנרגיה הקינטית של הכדור, והאנרגיה הנותרת נספגת על ידי השכבות שמתחת למגן, כגון חומרים סיביים או לוחית גב.
3) פלדה וסגסוגות מתכת: מגני חסיני כדורים מבוססי מתכת מסתמכים על קשיחות וצפיפות המתכת. כאשר כדור פוגע במתכת, המתכת מתעוותת, וסופגת את אנרגיית הכדור. עובי וסוג המתכת שבה משתמשים קובעים את יעילות המגן בעצירת סוגים שונים של כדורים. מתכות עבות וחזקות יותר יכולות לעמוד בפני כדורים במהירות גבוהה וחזקים יותר.

2. תכנון מבני להגנה
1) צורות מעוקלות: למגני חסיני כדורים רבים יש צורה מעוקלת. עיצוב זה מסייע להסיט כדורים. כאשר כדור פוגע במשטח מעוקל, במקום לפגוע חזיתית ולהעביר את כל האנרגיה שלו לאזור מרוכז, הכדור מנותב מחדש. הצורה המעוקלת מפזרת את עוצמת הפגיעה על פני שטח גדול יותר של המגן, ומפחיתה את הסבירות לחדירה.
2) מבנה רב-שכבתי: רוב מגני ההגנה עשויים משכבות מרובות. חומרים שונים משולבים בשכבות אלו כדי למטב את ההגנה. לדוגמה, מגן טיפוסי עשוי לכלול שכבה חיצונית של חומר קשיח ועמיד בפני שחיקה (כמו שכבה דקה של מתכת או פולימר קשוח), ולאחר מכן שכבות של חומרים סיביים לספיגת אנרגיה, ולאחר מכן שכבת גב כדי למנוע התקלפות (שברים קטנים מחומר המגן להישבר ולגרום לפציעות משניות) ולפיזור נוסף של האנרגיה הנותרת של הכדור.