Абарончая тэхналогія—Эксперыментальнае даследаванне куленепрабівальных магчымасцей кеўлару рознай вагі і колькасці слаёў са снарадамі калібра 9 мм.

2.1.Балістычны гель

Балістычны гель быў зроблены з неараматызаванага жэлаціну.Шчыльнасць і кансістэнцыя геля павінны быць такімі ж, як у Федэральнага бюро расследаванняў (ФБР).Для дасягнення той жа кансістэнцыі інструкцыі, прыведзеныя ў Ref.[30] выконваліся, і ён быў правераны на адпаведнасць стандартам, апісаным у даведцы.[31].

8 шклянак (250 мл) парашка жэлаціну без водару (прыкладна 1,25 кг) змешваюць з 8 л вады (1 частка жэлаціну на кожныя 4 часткі вады), пакуль увесь парашок не растворыцца.Пасля таго, як раствор быў разліты ў кантэйнеры (2 × 5 л кантэйнеры былі выкарыстаны для вышэйзгаданай сумесі), 5 кропель эфірнага алею (эфірны алей лісця карыцы) было выліта на раствор і асцярожна размяшаць у ім.Прычына выкарыстання эфірнага алею заключаецца ў тым, каб дазволіць бурбалкам у растворы рассеяцца і надаць балістычнаму гелю палепшаны пах.Раствор замацоўваюць у ёмістасцях, змешчаных у халадзільнік.Балістычны гель быў гатовы да выкарыстання праз 36 гадзін пасля таго, як ён быў выраблены, а затым быў загорнуты ў цэлафанавую ўпакоўку.Відэа, якое дэманструе дэталі вырабу балістычнага геля, можна знайсці па спасылцыhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Шчыльнасць балістычнага геля была разлічана як 996 км/м3(99,6% ад шчыльнасці вады).Сярэдняя шчыльнасць крыві, тлушчу і цягліц чалавека [32], якая з'яўляецца кансістэнцыяй чалавечага цела, складае 1004 кг/м3.Розніца ў шчыльнасці ў 0,8% лічыцца дапушчальнай для таго, каб балістычны гель паўтарыў плоць чалавечага цела.

2.2.кеўлар ўзоры

У выпрабаваннях выкарыстоўваліся тры масы кеўларавай тканіны, а менавіта 160 GSM, 200 GSM і 400 GSM.Паколькі кеўлар можна выкарыстоўваць у якасці тканага матэрыялу, найбольшая трываласць матэрыялу можа быць выкарыстана ў арыентацыі 0–90.Узоры былі складзеныя з арыентацыяй -45/+45 (квазіізатропнай), якая паглынае больш энергіі пры ўдары, чым арыентацыі 0-90, складзеныя адзін на аднаго [33].Узоры, якія выкарыстоўваліся ў выпрабаваннях, складаліся з 3 слаёў, дзе кожны ўзор накладваўся ў парадку 90/±45/90.Калі два ці тры ўзоры клалі адзін на аднаго, гэта было зроблена так, што апошні пласт аднаго ўзору размяшчаўся пад вуглом 45° да наступнага пласта наступнага ўзору.

Лісты кеўлару былі падзелены і разрэзаны на аркушы фармату A4, каб падрыхтаваць іх да звязвання з дапамогай рэкамендаванай эпаксіднай смалы і ацвярджальніка.Узоры пакідалі высыхаць.Узоры былі разрэзаны пасля таго, як смала зацвярдзела, і змацаваныя адзін з адным балтамі, і былі змешчаны ў месца для правядзення выпрабаванняў.

Балістычныя выпрабаванні праводзіліся з выкарыстаннем двух розных відаў боепрыпасаў, а менавіта, цалкам металічнай абалонкі (FMJ) і абалонкі з полай кропкай (JHP) калібра 9 мм Parabellum (P або Para для сцісласці).Метад, які выкарыстоўваецца для тэставання ўзораў, апісаны далей:

• 1)

• Для вымярэння хуткасці кулі быў усталяваны агнястрэльны хранограф.Хранограф быў размешчаны на адлегласці 2 м ад дула агнястрэльнай зброі, каб дульнае полымя не давала недакладных паказанняў.

• 2)

• Базавы тэст быў праведзены для вызначэння хуткасці кулі непасрэдна ў балістычным гелі.Ураўненне кінетычнай энергіі
  E=(1/2)mv2

  выкарыстоўваўся для вызначэння энергіі і адлегласці пранікнення ў балістычны гель.

• 3)

• Theкеўларзатым ўзоры былі размешчаны перад балістычным гелем, які быў размешчаны на адлегласці 1 метра ад хранографа.Прычына дыстанцыі ў 1 м - паўтарыць найгоршы сцэнар, калі чалавек або аб'ект страляюць з блізкай адлегласці.

• 4)

• Узор стралялі снарадам, які праходзіць праз хранограф для вызначэння яго пачатковай хуткасці.Пасля гэтага ўзор пранікае і снарад змяшчаецца ў балістычны гель.Хуткасці тэстаў былі выкарыстаны для атрыманнясярэдняя хуткасцьчытанне, якое выкарыстоўвалася для абнаўлення значэнняў на этапе 2.

• 5)

• Вымяралася і запісвалася адлегласць пранікнення ў балістычны гель.

• 6)

• Крок 2 быў паўтораны для кожнага тыпу боепрыпасаў, якія выкарыстоўваліся ў выпрабаваннях.Крок 3-5 быў паўтораны для кожнага ўзору кеўлару.Выпрабаванне з пэўнымі боепрыпасамі паўтаралася, калі снарад не рухаўся прама ў балістычным гелі або калі ён прабіваўся праз узор кеўлара ў зоне, якая лічылася структурна нездаровай.

З 3-слойнымі ўзорамі 9-мм снарады Parabellum FMJ праляталі крыху менш у параўнанні з футлярам без кеўлару.Снарады з полымі кропкамі падарожнічалі далей у параўнанні з корпусам без кеўлара.9-мм снарад «Парабелум» (нумар 4) не моцна дэфармаваўся, але латуневая абалонка пачала зрывацца са снарада.

Выпрабаванні, якія праводзіліся з 6 пластамі кеўлара 160 GSM, паказалі, што 9-міліметровыя снарады Parabellum з полай кропкай пайшлі далей у параўнанні з выпрабаваннямі на пранікненне без кеўлара, калі снарад нумар 4 праходзіў амаль на тую ж адлегласць, што і снарад FMJ.

З 9 слаямі кеўлару 160 GSM адпаведныя адлегласці, пройдзеныя снарадамі ў гелі, паказалі, што снарады нумары 1, 3 і 4 пайшлі далей пасля праходжання 9 слаёў кеўлара 160 GSM у параўнанні са снарадамі, выпушчанымі ў балістычны пласт. гель (без кеўлару).

Выпрабаванні, праведзеныя з 12 пластамі кеўлара 160 GSM, паказваюць, што ўсе снарады дэманструюць тэндэнцыю да змяншэння глыбіні пранікнення ў параўнанні з 9 пластамі.

Як бачна ўМалюнак 3, глыбіня пранікнення снарадаў вагаецца з глыбінёй па меры павелічэння колькасці слаёў, аднак ва ўсіх выпадках назіраецца памяншэнне з 9 да 12 слаёў.Было заўважана, што снарады з полай кропкай пранікалі праз пласты кеўлару, і ў працэсе полая кропка была заблакавана кеўларавым матэрыялам.Як толькі гэтыя полыя снарады дасягаюць балістычнага геля, яны працуюць гэтак жа, як і снарад FMJ.Па вышэйзгаданай прычыне пры выкарыстанні ўзораў з кеўлару снарады пранікалі далей у балістычны гель у параўнанні з выпрабаваннямі без кеўлару.Толькі пасля таго, як было прабіта дастатковую колькасць слаёў кеўлара для паглынання дастатковай энергіі, снарад паказаў характарыстыкі паніжанага пранікнення ў балістычны гель.Гэтая характарыстыка назіралася ў іншых тэстах з кеўларам рознай вагі, прадстаўленым у гэтым артыкуле.

3.4.200 GSMкеўлар

Выпрабаванні кеўлару 200 GSM праводзіліся з узорамі з 3, 6, 9, 12 і 15 слаёў.Паколькі кеўлар 200 GSM звычайна выкарыстоўваецца для бронекамізэлек, было вырашана правесці выпрабаванні з 15 пластамі.Вынікі пранікнення ў балістычны гель паказаны ўМалюнак 4.

Выпрабаванні, праведзеныя з 3 пластамі кеўлару 200 GSM, паказалі, што 9-міліметровыя снарады Parabellum FMJ праходзілі праз балістычны гель, і адлегласць, якую яны праходзілі ў параўнанні з корпусам без кеўлару, не зменшылася.9-міліметровыя снарады Parabellum з полай кропкай высыпалі, як і чакалася, а латуневая абалонка 9-міліметровага снарада Parabellum нумар 4 затрымалася ў балістычным гелі, аднак свінцовы снарад працягваў і спыніўся, як запісана ўМалюнак 4.

З 6 пластамі кеўлару 200 GSM было заўважана, што адлегласць пранікнення снарада 1 у балістычны гель паменшылася, у той час як снарады 2, 3 і 4 пранікалі далей у балістычны гель у параўнанні з футлярам без кеўлару.

Выпрабаванні, праведзеныя з 9 пластамі кеўлару 200 GSM, паказалі, што снарад нумар 2 прайшоў далей у балістычны гель у параўнанні з корпусам без кеўлару.Было заўважана, што снарады 3 і 4 мелі кеўлар, заблакаваны ў полай кропцы, што не давала ім расці як грыб.Снарады 3 і 4 прайшлі далей у балістычны гель пасля пранікнення праз 9 слаёў кеўлару 200 GSM у параўнанні з корпусам без кеўлару.

Падчас выпрабаванняў, праведзеных з 12 пластамі кеўлару 200 GSM, было заўважана, што 9-мм снарады Parabellum FMJ, нумары 1 і 2, мелі больш плоскую галоўку пасля пранікнення.Снарад нумар 4, хоць і не меў асаблівай формы з полай кропкай, заблакаванай кеўларам, быў больш сплюшчаны ў галаўной частцы.Снарад № 3 не моцна грыбападобны, але былі прыкметы дэфармацыі наканечніка галаўной часткі.

Выпрабаванні, праведзеныя з 15 слаямі кеўлару 200 GSM, выявілі, што абодва снарады FMJ паказваюць прыкметы росту.Снарады нумары 1 і 2 паказваюць памяншэнне глыбіні пранікнення ў балістычны гель у параўнанні з корпусам без кеўлару.У дадзеным выпадку снарады 3 і 4 былі спынены пластамі кеўлару.

Як бачна ўМалюнак 4, калі ўлічваць сярэднія значэнні паміж кропкамі, здаецца, што гэта паказвае на лінейны градыент памяншэння пранікнення ў балістычны гель, які павінен адбыцца, як толькі будзе дасягнуты пік прыкладна ў 6 слаях кеўлару 200 GSM.Як і чакалася, кеўлар 200 GSM паказвае лепшую прадукцыйнасць у параўнанні з кеўларам 160 GSM.На 15 слаях кеўлара 200 GSM снарады нумары 3 і 4 былі спынены, але не снарады нумар 1 і 2. Пасля сярэдняга градыенту мяркуецца, што снарады нумар 1 і 2 будуць спынены з дапамогай, магчыма, 18 і 21 слаёў 200 GSM кеўлар адпаведна.

• Выпрабаванні кеўлару 400 GSM праводзіліся з выкарыстаннем узораў з 3, 6, 9 і 12 слаёў, як паказваюць вынікі, паказаныя ўМалюнак 5.

4. Аналіз і абмеркаванне вынікаў

Малюнак 6паказвае параўнанне глыбіні пранікнення розных снарадаў у 3 пласты кеўлара 160 GSM, 200 GSM і 400 GSM.Як бачна ўМалюнак 6, з 9-міліметровымі снарадамі Parabellum з полай кропкай, 3 пласта кеўлару 200 GSM спынілі снарады на самай кароткай адлегласці.3 пласта кеўлару 400 GSM і 160 GSM больш за ўсё спынялі снарады 1 і 2 адпаведна.

Малюнак 7,Малюнак 9паказваюць, што няма падобных характарыстык з рознымі снарадамі для двух рознай колькасці слаёў падобных GSM.Прыклад: 12 слаёў кеўлару 200 GSM і 6 слаёў кеўлару 400 GSM.Абодва гэтыя ўзоры маюць у агульнай складанасці 2400 GSM кеўлар кожны.Пры параўнанні гэтых двух розных узораў яны не памяншаюць далёкасць снарадаў на аналагічную велічыню.Падобныя карэляцыі і высновы можна назіраць з 3 слаёў кеўлара 400 GSM і 6 слаёў кеўлара 200 GSM.Кожны з гэтых выпадкаў мае 1200 узораў GSM, але не мае падобных характарыстык у выніках.

Сярэднія крывыя для снарадаў 1 ​​і 2, паказаныя на стМалюнак 4, паказваюць, што снарады спыняцца з 6 і 7 кратнымі 3 пластамі кеўлару 200 GSM адпаведна (г.зн. 18 і 21 пластом кеўлару 200 GSM).Існуе тэндэнцыя, што колькасць слаёў кеўлару, неабходная для спынення снарадаў, павялічваецца прыкладна ў два разы ў параўнанні з фактычна пашкоджаным кеўларам.З 18 і 21 пластамі кеўлару 200 GSM гэта прывядзе да таго, што снарады 1 і 2 будуць спыняцца прыкладна ў 9 і 10 пластах кеўлару.Гэтая колькасць слаёў суадносіцца з колькасцю слаёў кеўлару, якія ўтрымліваюць камерцыйна даступныя толькі кеўларавыя бронекамізэлькі.

Некаторыя элементы для даведкі:

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

Відэа для даведкі:

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

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

5. Высновы

Параўнанне 160 GSM, 200 GSM і 400 GSMкеўларпры балістычным уздзеянні былі зроблены балістычныя выпрабаванні, праведзеныя з 9-мм боепрыпасамі Parabellum і рознай колькасцю слаёў кеўлару.Было заўважана, што некалькі слаёў кеўлару не эфектыўныя для спынення снарадаў, а хутчэй прымушаюць снарады рухацца далей у балістычны гель.Толькі пасля павелічэння колькасці слаёў назіралася зніжэнне пранікнення снарада ў балістычны гель.Прычына гэтага піка пранікнення, асабліва для снарадаў з полай кропкай, заключалася ў тым, што адтуліна запаўнялася матэрыялам з кеўлару і рабіла яго як снарад FMJ.Падобныя асераднёныя адмоўныя градыенты назіраліся паміж FMJ і снарадамі з полай кропкай пасля дасягнення піка.

Падсумоўваючы ўклад гэтага артыкула, можна зрабіць наступную выснову:

• 1)

• Была даследавана эфектыўнасць розных слаёў кеўлара марак 160 GSM, 200 GSM і 400 GSM, пакрытых балістычным гелем, і было ўстаноўлена, што кеўлар 200 GSM больш эфектыўны для спынення 9-мм снарада Парабелум.

• 2)

• Было выяўлена, што не існуе лінейнай залежнасці паміж двума рознымі тыпамі кеўлару з рознай вагай (напрыклад, кеўлар 200 GSM і 400 GSM), складзенымі такім чынам, каб яны мелі аднолькавую агульную вагу.

• 3)

• Чатыры розныя тыпы 9-мм боепрыпасаў Parabellum былі выпрабаваныя, і была вызначана іх глыбіня пранікнення ў балістычны гель для розных слаёў кеўлару.

• 4)

• Было ацэнена, што для 9-мм боепрыпасаў Parabellum, якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ва ўсім свеце, неабходны як мінімум 21 пласт кеўлара 200 GSM, каб спыніць снарад.Мяркуецца, што ў якасці меры бяспекі ўключаны дадатковы каэфіцыент бяспекі, паколькі прабіўная здольнасць таксама залежыць ад профілю снарада.

На падставе вынікаў, прадстаўленых вышэй для характарыстык кеўларавых слаёў рознай вагі, можна спадзявацца, што гэтыя характарыстыкі можна выкарыстоўваць для распрацоўкі і распрацоўкі бяспечных і эфектыўных бронекамізэлек.

Агульную тэндэнцыю да таго, што неабходна падвоіць колькасць слаёў кеўлару ў параўнанні з фактычнай колькасцю пашкоджаных слаёў, варта было б вывучыць у далейшых даследаваннях з рознымі боепрыпасамі.Будучыя даследаванні таксама змогуць паказаць эфект пранікнення снарадаў і боепрыпасаў меншага калібра на кеўлар у параўнанні з боепрыпасамі 9 мм Para.Аналагічным чынам будучыя даследаванні змогуць вызначыць, як розныя боепрыпасы і снарады прабіваюць кеўлар 200 GSM, напрыклад кеўлар, які выкарыстоўваецца толькі ў бронекамізэльках.З характарыстыкамі, якія назіраюцца пры глыбей пранікненні снарадаў з полай кропкай у балістычны гель, пасля таго, як полая кропка блакуецца кеўларам, будучыя даследаванні дазволяць вызначыць, ці будзе падобны эфект у выпадку, калі снарад пранікае ў адзенне, перш чым пранікаць у плоць .

Падзяка

Даследаванне было часткова прафінансаванаНацыянальны даследчы фонд.Наступныя кампаніі і прыватныя асобы выказваюць падзяку за дапамогу, рэкамендацыі і выкарыстанне іх аб'ектаў у алфавітным парадку: Боры Борнман, Джон Эванс, Цэнтр ацэнкі кампетэнцый і навучання зброі (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (гандляр агнястрэльнай зброяй і збройнік;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), ферма і запаведнік River Valley (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Марк Лі, Дэвід і Наташа Роберт, 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), Луіс і Леоні Стопфарт.Варта адзначыць, што меркаванне аўтараў гэтага дакумента не абавязкова з'яўляецца меркаваннем кампаній, арганізацый і прыватных асоб, згаданых вышэй.Аўтары не атрымалі ніякай фінансавай выгады за праведзеныя тэсты.