Verdedigingstegnologie——Eksperimentele studie van koeëlwerende vermoëns van Kevlar, van verskillende gewigte en aantal lae, met 9 mm projektiele

2.1.Ballistiese gel

Die ballistiese jel is gemaak van ongegeurde gelatien.Die digtheid en konsekwentheid van die gel moet dieselfde wees as dié wat deur die Federal Bureau of Investigation (FBI) gebruik word.Om dieselfde konsekwentheid te bereik, word instruksies gegee in Verw.[30] is gevolg en dit is getoets teen die standaarde beskryf in Verw.[31].

8 koppies (250 ml) ongegeurde gelatienpoeier (ongeveer 1,25 kg) word met 8 L water (1 deel gelatien vir elke 4 dele water) gemeng totdat al die poeier opgelos is.Nadat die oplossing in die houers gegooi is (2 × 5 L-houers is vir die bogenoemde mengsel gebruik), is 5 druppels essensiële olie (kaneelblaar-essensiële olie) oor die oplossing gegooi en liggies daarin geroer.Die rede vir die essensiële olie is om die borrels in die oplossing te laat verdwyn, en om die ballistiese jel 'n verbeterde reuk te gee.Die oplossing word in die houers gesit wat in 'n yskas geplaas word.Die ballistiese jel was gereed om gebruik te word 36 uur nadat dit gemaak is en toe is dit in sellofaan-omhulsel toegedraai.'n Video wat die besonderhede wys om die ballistiese jel te maak, is beskikbaar vanafhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Die digtheid van die ballistiese jel is as 996 km/m bereken3(99,6% van waterdigtheid).Die gemiddelde digtheid van menslike bloed, vet en spiere [32], wat die konsekwentheid van die menslike vleis is, is 1004 kg/m3.'n Verskil van 0,8% in die digthede word as aanvaarbaar beskou vir die ballistiese gel om die vlees van 'n menslike liggaam te repliseer.

2.2.Kevlar monsters

Drie gewigte Kevlar-stof is in die toetse gebruik, naamlik 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM.Aangesien Kevlar as 'n geweefde materiaal gebruik kan word, kan die hoogste sterkte van die materiaal in 'n 0-90-oriëntasie gebruik word.Die monsters is gestapel met 'n -45/+45 (kwasi-isotropiese) oriëntasie wat meer energie absorbeer by impak as 0-90 oriëntasies wat op mekaar gestapel is [33].Die monsters wat in die toetse gebruik is, is gemaak in veelvoude van 3 lae waar elke monster lae in die orde van 90/±45/90 was.Wanneer twee of drie monsters bo-op mekaar geplaas is, is dit so gedoen dat die laaste laag van een monster by 45° na die volgende laag van die volgende monster geplaas is.

Die Kevlar-velle is verdeel en in A4-grootte velle gesny om hulle voor te berei om saam te bind met die aanbevole epoksiehars en verharder.Die monsters is gelaat om droog te word.Die monsters is gesny nadat die hars gestol het en aan mekaar vasgebout en is in posisie geplaas vir die toetse om uitgevoer te word.

Ballistiese toetse is uitgevoer met behulp van twee verskillende soorte ammunisie, naamlik volmetaal baadjie (FMJ) en omhulde holpunt (JHP) van die 9 mm Parabellum (P of Para vir kort) kaliber.Die metode wat gebruik word om die monsters te toets, word hieronder beskryf:

• 1)

• ’n Vuurwapenchronograaf is opgestel om koeëlspoed te meet.Die chronograaf is 2 m van die snuit van die vuurwapens geplaas om te verhoed dat die snuitvlam onakkurate lesings gee.

• 2)

• 'n Basislyntoets is uitgevoer om die koeëlsnelheid direk in die ballistiese jel te bepaal.Die kinetiese energievergelyking
  E=(1/2)mv2

  is gebruik om die energie en afstand van penetrasie in die ballistiese jel te bepaal.

• 3)

• DieKevlarmonsters is dan voor die ballistiese jel geplaas en dit is 1 m weg van die chronograaf geplaas.Die rede vir die afstand van 1 m is om die ergste scenario te herhaal waar 'n persoon of voorwerp op 'n kort afstand geskiet word.

• 4)

• Die monster is geskiet met die projektiel wat deur die chronograaf gaan om sy aanvanklike spoed te bepaal.Hierna word die monster gepenetreer en die projektiel word in die ballistiese jel vasgesteek.Die snelhede van die toetse is gebruik om 'ngemiddelde snelheidlees wat gebruik is om die waardes in stap 2 op te dateer.

• 5)

• Die afstand van penetrasie in die ballistiese jel is gemeet en aangeteken.

• 6)

• Stap 2 is herhaal vir elke tipe ammunisie wat in die toetse gebruik is.Stap 3 tot stap 5 is vir elke Kevlar-monster herhaal.'n Toets met spesifieke ammunisie is herhaal as die projektiel nie reguit binne die ballistiese jel beweeg het nie, of as dit die Kevlar-monster binnegedring het in 'n area wat as nie struktureel gesond beskou is nie.

Met die 3-laag monsters het die 9 mm Parabellum FMJ projektiele effens minder beweeg in vergelyking met die geval sonder Kevlar.Die holpuntprojektiele het verder gereis in vergelyking met die geen Kevlar-kas.Die 9 mm Parabellum-projektiel (nommer 4) het nie veel vervorm nie, maar die koperbaadjie het die projektiel begin afskeur.

Die toetse wat uitgevoer is met 6 lae 160 GSM Kevlar het aangedui dat die 9 mm Parabellum holpunt projektiele verder gegaan het in vergelyking met geen Kevlar penetrasie toetse met projektiel nommer 4 wat amper dieselfde afstand as dié van 'n FMJ projektiel gaan.

Met die 9 lae van 160 GSM Kevlar, het die ooreenstemmende afstande wat die projektiele in die jel afgelê het getoon dat projektielnommers 1, 3 en 4 verder gegaan het nadat dit deur die 9 lae van 160 GSM Kevlar gegaan het, in vergelyking met die projektiele wat in die ballistiese geskiet is. gel (geen Kevlar).

Die toetse wat uitgevoer is met 12 lae 160 GSM Kevlar toon dat alle projektiele 'n dalende neiging van penetrasiediepte toon in vergelyking met 9 lae.

Soos gesien inFig. 3, fluktueer die penetrasiedieptes van die projektiele met die diepte soos die aantal lae toeneem, tog word 'n afname van 9 tot 12 lae in alle gevalle waargeneem.Daar is waargeneem dat die holpuntprojektiele die Kevlar-lae binnegedring het en in die proses is die holpunt met die Kevlar-materiaal geblokkeer.Sodra hierdie holpuntprojektiele die ballistiese jel bereik, werk hulle op dieselfde manier as 'n FMJ-projektiel.As gevolg van die bogenoemde rede met die Kevlar-monsters wat gebruik is, het die projektiele verder in die ballistiese jel binnegedring in vergelyking met die toetse wat sonder Kevlar uitgevoer is.Slegs sodra voldoende lae Kevlar binnegedring is om voldoende energie te absorbeer, het die projektiel eienskappe van 'n verminderde penetrasie in die ballistiese jel getoon.Hierdie eienskap is in die ander toetse waargeneem, met die verskillende gewigte Kevlar soos in hierdie vraestel aangebied.

3.4.200 GSMKevlar

Die 200 GSM Kevlar-toetse is uitgevoer met monsters van 3, 6, 9, 12 en 15 lae.Aangesien 200 GSM Kevlar algemeen vir koeëlvaste baadjies gebruik word, is besluit om toetse met 15 lae uit te voer.Die resultate van die penetrasie in die ballistiese jel word inFig. 4.

Die toetse wat uitgevoer is met 3 lae 200 GSM Kevlar toon dat die 9 mm Parabellum FMJ projektiele deur die ballistiese jel gegaan het en die afstande wat hulle afgelê het in vergelyking met die geen Kevlar geval was nie verminder nie.Die 9 mm Parabellum holpunt projektiele het uitgegroei soos verwag, en die 9 mm Parabellum projektiel nommer 4 het die koperbaadjie in die ballistiese gel vasgesteek, maar die loodprojektiel het voortgegaan en gestop soos aangeteken inFig. 4.

Met 6 lae 200 GSM Kevlar, is waargeneem dat die penetrasieafstand van projektiel 1 in die ballistiese jel afgeneem het terwyl projektiele 2, 3 en 4 verder in die ballistiese jel ingegaan het in vergelyking met die geen Kevlar geval.

Die toetse wat uitgevoer is met 9 lae van 200 GSM Kevlar toon dat projektiel nommer 2 verder in die ballistiese jel beweeg het in vergelyking met die geen Kevlar geval.Daar is waargeneem dat projektiele 3 en 4 Kevlar in die hol punt geblokkeer het wat verhoed het dat dit sampioene vorm.Projektiele 3 en 4 het verder in die ballistiese jel beweeg nadat hulle 9 lae van 200 GSM Kevlar binnegedring het in vergelyking met die geen Kevlar geval.

Met die toetse wat met 12 lae van 200 GSM Kevlar uitgevoer is, is waargeneem dat 9 mm Parabellum FMJ projektiele, nommer 1 en 2, 'n platter kop gehad het nadat hulle binnegedring het.Projektiel nommer 4, al het dit nie veel as paddastoele gehad met die hol punt wat met Kevlar geblokkeer is nie, was meer plat in die kop.Projektiel nommer 3 het nie baie sampioene gehad nie, maar daar was bewyse dat die punt van die kop vervorm is.

Die toetse wat met 15 lae 200 GSM Kevlar uitgevoer is, het albei FMJ-projektiele gehad wat tekens van sampioenvorming aandui.Projektiel nommers 1 en 2 toon 'n afname in penetrasie diepte in die ballistiese jel in vergelyking met die geen Kevlar geval.In die onderhawige geval is projektiele 3 en 4 deur die Kevlar-lae gestuit.

Soos gesien inFig. 4, wanneer die gemiddeldes tussen die punte in ag geneem word, blyk dit dat 'n lineêre gradiënt van dalende penetrasie in die ballistiese gel sal plaasvind, sodra 'n piek by ongeveer 6 lae van 200 GSM Kevlar bereik is.Die 200 GSM Kevlar toon 'n beter werkverrigting in vergelyking met die 160 GSM Kevlar, soos verwag.By 15 lae van die 200 GSM Kevlar is projektiele nommer 3 en 4 gestop, maar nie projektiele nommer 1 en 2 nie. Na aanleiding van die gemiddelde gradiënt, word beraam dat projektiele nommer 1 en 2 gestop sal word deur moontlik 18 en 21 lae van 200 GSM Kevlar, onderskeidelik.

• Die 400 GSM Kevlar-toetse is uitgevoer met behulp van monsters van 3, 6, 9 en 12 lae, soos aangedui deur die resultate wat inFig. 5.

4. Ontleding en bespreking van resultate

Fig. 6toon die vergelyking van penetrasiedieptes van verskillende projektiele in 3 lae van 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM Kevlar.Soos gesien inFig. 6, met die 9 mm Parabellum holpunt projektiele, het 3 lae van 200 GSM Kevlar die projektiele in die kortste afstand gestop.3 lae van 400 GSM en 160 GSM Kevlar het projektiele 1 en 2 onderskeidelik die meeste gestop.

Fig. 7,Fig. 9dui aan dat daar geen soortgelyke kenmerke is met verskillende projektiele vir twee verskillende getalle lae van soortgelyke GSM nie.'n Voorbeeld is 12 lae van 200 GSM Kevlar en 6 lae van 400 GSM Kevlar.Beide hierdie monsters het 'n totaal van 2400 GSM Kevlar elk.Wanneer hierdie twee verskillende monsters vergelyk word, verminder hulle nie die afstand van die projektiele met 'n soortgelyke hoeveelheid nie.Soortgelyke korrelasies en gevolgtrekkings kan uit 3 lae van 400 GSM Kevlar en 6 lae van 200 GSM Kevlar waargeneem word.Elkeen van hierdie gevalle het 1200 GSM-monsters, maar het nie soortgelyke eienskappe in die resultate nie.

Gemiddelde krommes vir projektiele 1 en 2, getoon inFig. 4, dui aan dat die projektiele sal stop met 6 en 7 veelvoude van 3 lae van die 200 GSM Kevlar, onderskeidelik (dws 18 en 21 lae van 200 GSM Kevlar).Daar is 'n neiging dat die aantal lae Kevlar wat nodig is, ongeveer verdubbel, in vergelyking met die werklike beskadigde Kevlar om die projektiele te stop.Met 18 en 21 lae van 200 GSM Kevlar, sal dit daartoe lei dat die projektiele 1 en 2 in ongeveer 9 en 10 lae Kevlar stop.Hierdie aantal lae korreleer met die aantal lae Kevlar wat kommersieel beskikbare Kevlar-alleen koeëlvaste baadjies bevat.

Sommige items vir jou verwysing:

https://www.senkencorp.com/bullet-proof-vest/military-vip-police-concealable-light-weight.html

https://www.senkencorp.com/bullet-proof-vest/high-quality-military-use-tactical-armor.html

https://www.senkencorp.com/bullet-proof-vest/military-ballistic-nij-iiia-pe-or-kevlar.html

https://www.senkencorp.com/bullet-proof-vest/bulletproof-vest-fdy3r-sk15.html

Video's vir jou verwysing:

https://www.youtube.com/watch?v=Zc-HYAXSaqs

https://www.youtube.com/watch?v=YtBaebU7CTw

5. Gevolgtrekkings

Vergelykings van 160 GSM, 200 GSM en 400 GSMKevlaronder ballistiese impak is gemaak met die ballistiese toetse wat uitgevoer is met 9 mm Parabellum-ammunisie en met verskillende aantal Kevlar-lae.Daar is waargeneem dat 'n paar lae Kevlar nie doeltreffend is om die projektiele te stop nie, maar eerder die projektiele dwing om verder in die ballistiese jel te beweeg.Eers sodra die aantal lae vermeerder is, is die afname in die projektielpenetrasie in die ballistiese jel waargeneem.Die rede vir hierdie piek in penetrasie, veral met die holpuntprojektiele, was as gevolg van die gat wat met Kevlar-materiaal gevul het en dit as 'n FMJ-projektiel laat presteer het.Soortgelyke gemiddelde negatiewe gradiënte is waargeneem tussen die FMJ en holpunt projektiele, sodra die piek bereik is.

Opsomming van die bydraes van hierdie referaat, kan die gevolgtrekking gemaak word:

• 1)

• Die doeltreffendheid van verskillende lae van 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM grade Kevlar gelaagde met ballistiese gel is ondersoek, en daar is gevind dat 200 GSM Kevlar meer effektief was om 'n 9 mm Parabellum projektiel te stop.

• 2)

• Daar is gevind dat daar geen lineêre verband is tussen twee verskillende tipes Kevlar met verskillende gewigte (soos 200 GSM en 400 GSM Kevlar), so gelaagd dat hulle dieselfde gekombineerde gewig het nie.

• 3)

• Vier verskillende tipes 9 mm Parabellum-ammunisie is getoets, en hul penetrasiedieptes in die ballistiese jel is vir verskillende lae Kevlar geïdentifiseer.

• 4)

• Daar is beoordeel dat vir 'n 9 mm Parabellum-ammunisie, wat die meeste oor die wêreld gebruik word, 21 lae van 200 GSM Kevlar as 'n minimum benodig word om die projektiel te stop.Daar word voorgestel dat, as 'n veiligheidsvoorsorgmaatreël, 'n bykomende veiligheidsfaktor ingesluit word aangesien die penetrasie ook afhanklik is van die projektielprofiel.

Gebaseer op die resultate wat hierbo aangebied is vir die eienskappe van Kevlar-lae van verskillende gewig, word gehoop dat hierdie eienskappe gebruik kan word om veilige en doeltreffende koeëlvaste baadjies te ontwikkel en te ontwerp.

Die algemene tendens dat dubbel die hoeveelheid lae Kevlar nodig is in vergelyking met die werklike hoeveelheid lae wat beskadig is, sal die moeite werd wees om in verdere navorsing met verskillende ammunisie te ondersoek.Toekomstige navorsing sal ook die penetrasie-effek kan aandui wat kleiner kaliber projektiele en ammunisie op Kevlar het in vergelyking met dié van 9 mm Para-ammunisie.Net so sal toekomstige navorsing in staat wees om te identifiseer hoe verskillende ammunisie en projektiele 200 GSM Kevlar binnedring soos die Kevlar wat slegs in koeëlvaste baadjies gebruik word.Met die kenmerke waargeneem met die holpuntprojektiele wat dieper in die ballistiese jel binnedring, nadat die holpunt met Kevlar geblokkeer is, sal toekomstige navorsing dit moontlik maak om te identifiseer of 'n soortgelyke effek ervaar sal word in 'n scenario waar die projektiel klere binnegedring het, voordat dit vlees binnedring. .

Erkennings

Die navorsing is gedeeltelik befonds deur dieNasionale Navorsingstigting.Die volgende maatskappye en individue word erken vir hul bystand, leiding en gebruik van hul fasiliteite, in alfabetiese volgorde: Borrie Bornman, John Evans, Vuurwapenbevoegdheidsevaluering en -opleidingsentrum (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Vuurwapenhandelaar en Wapensmid;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Plaas & Natuurreservaat (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David en Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;https://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Southern Sky Operations (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis en Leonie Stopforth.Daar moet kennis geneem word dat die menings van die skrywers in hierdie artikel nie noodwendig die menings van die maatskappye, organisasies en individue hierbo genoem is nie.Die skrywers het geen finansiële gewin vir die toetse wat uitgevoer is, ontvang nie.