Tecnulugia di Difesa - Studiu Sperimentale di e Capacità di Bullet-proofing di Kevlar, Di Pesi Differenti è Numeru di Strati, Cù Proiettili 9 Mm

2.1.Gel balisticu

U gelu balisticu hè fattu da gelatina senza gustu.A densità è a cunsistenza di u gelu deve esse uguali à quelli utilizati da l'Uffiziu Federale di Investigazione (FBI).Per ottene a listessa coherenza, istruzzioni dati in Ref.[30] sò stati seguiti è hè statu pruvatu contru à i normi descritti in Ref.[31].

8 tazzi (250 ml) di gelatina senza gustu (circa 1,25 kg) hè mischju cù 8 L d'acqua (1 parte di gelatina per ogni 4 parte d'acqua) finu à chì tuttu u polu hè dissolutu.Dopu chì a suluzione hè stata versata in i cuntenituri (contenituri 2 × 5 L sò stati utilizati per a mistura suprana), 5 gocce d'oliu essenziale (oliu essenziale di foglia di cannella) hè stata versata nantu à a suluzione è aggradèvule in questu.U mutivu di l'oliu essenziale hè di permette à e bolle in a suluzione per dissipate, è di dà à u gelu ballisticu un odore melloratu.A suluzione hè stallata in i cuntenituri posti in un frigo.U gelu balisticu era prontu per esse usatu 36 h dopu ch'ellu hè statu fattu, è dopu hè stata impannillata in cellophane wrapping.Un video chì mostra i dettagli per fà u gel balisticu hè dispunibule dahttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

A densità di u gel balisticu hè stata calculata cum'è 996 km/m3(99,6% di a densità di l'acqua).A densità media di sangue, grassu è musculu umanu [32], chì hè a cunsistenza di a carne umana, hè 1004 kg / m3.Una diferenza di 0,8% in a densità hè cunsiderata cum'è accettabile per u gelu ballisticu per riplicà a carne di un corpu umanu.

2.2.Kevlar campioni

Trè pesi di tela Kevlar sò stati utilizati in i testi, à dì, 160 GSM, 200 GSM è 400 GSM.Siccomu Kevlar pò esse usatu cum'è materiale tissutu, a forza più alta di u materiale puderia esse utilizata in una orientazione 0-90.I campioni sò stati accatastati cù una orientazione -45/+45 (quasi-isotropica) chì assorbe più energia à l'impattu chè 0-90 orientazioni impilate l'una nantu à l'altru [1]33].I campioni chì sò stati utilizati in e teste sò stati fatti in multiplici di 3 strati induve ogni mostra hè stata stratificata in l'ordine di 90/± 45/90.Quandu dui o trè campioni sò stati posti nantu à l'altru, hè stata fatta cusì chì l'ultima capa di una mostra hè stata posta à 45 ° à a prossima capa di u prossimu mostra.

I fogli di Kevlar sò stati divisi è tagliati in fogli di dimensione A4 per preparalli per esse legati inseme cù a resina epossidica è l'induritore cunsigliati.I campioni sò stati lasciati à seccu.I campioni sò stati tagliati dopu chì a resina s'era stallata è imbuttata l'una à l'altru è sò stati posti in pusizioni per e teste da esse realizatu.

I testi balistici sò stati realizati cù dui tipi di munizioni, à dì, full metal jacket (FMJ) è jacketed hollow point (JHP) di u 9 mm Parabellum (P o Para per brevi) calibre.U metudu utilizatu per pruvà i campioni hè descrittu dopu:

• 1)

• Un cronografu d'arma di focu hè statu stallatu per misurà a velocità di balle.U cronografu hè statu postu à 2 m da u musu di l'armi di focu per impediscenu a fiamma di u musu per dà letture imprecise.

• 2)

• Una prova di basa hè stata realizata per determinà a velocità di u ballu direttamente in u gel balisticu.L'equazioni di l'energia cinetica
  E=(1/2)mv2

  hè stata utilizata per determinà l'energia è a distanza di penetrazione in u gel balisticu.

• 3)

• UKevlarI campioni sò stati poi posti davanti à u gelu balisticu è questu hè statu postu à 1 m di distanza da u cronografu.U mutivu di a distanza di 1 m hè di riplicà u peghju scenariu induve una persona o un oggettu hè sparatu à una distanza vicinu.

• 4)

• A mostra hè stata sparata cù u projectile chì passava per u cronografu per determinà a so velocità iniziale.Dopu questu, a mostra hè penetrata è u projectile hè allughjatu in u gel balisticu.E velocità di e teste sò state aduprate per ottene unvitezza medialettura chì hè stata utilizata per aghjurnà i valori in u passu 2.

• 5)

• A distanza di penetrazione in u gel balisticu hè stata misurata è arregistrata.

• 6)

• U Passu 2 hè stata ripetuta per ogni tipu di munizione utilizata in i testi.U passu 3 à u passu 5 hè stata ripetuta per ogni mostra Kevlar.Una prova cù munizioni specifiche hè stata ripetuta se u projectile ùn viaghjava micca drittu in u gelu balisticu, o s'ellu penetrò in a mostra di Kevlar in una zona chì era cunsiderata micca strutturalmente sana.

Cù i campioni di 3 strati, i prughjetti 9 mm Parabellum FMJ viaghjavanu un pocu menu in paragunà à u casu senza Kevlar.I prughjetti di punta cava anu viaghjatu più luntanu in quantu à u casu senza Kevlar.U projectile 9 mm Parabellum (numeru 4) ùn hà micca deformatu assai, ma a giacca di bronzu hà cuminciatu à strapparà u projectile.

I testi chì sò stati cunduti cù 6 strati di 160 GSM Kevlar indicanu chì i prughjetti di punta cava Parabellum 9 mm andavanu più in paragunà à nisuna prova di penetrazione di Kevlar cù u numeru di u proiettile 4 chì passava quasi a stessa distanza di quellu di un projectile FMJ.

Cù i 9 strati di 160 GSM Kevlar, e distanze currispundenti viaghjate da i prughjetti in u gelu dimustranu chì i numeri di projectile 1, 3 è 4 andonu più luntanu dopu à passà per i 9 strati di 160 GSM Kevlar, paragunatu à i prughjetti sparati in u ballisticu. gel (senza Kevlar).

I testi realizati cù 12 strati di 160 GSM Kevlar mostranu chì tutti i prughjetti mostranu una tendenza di diminuzione di a prufundità di penetrazione cumparatu cù 9 strati.

Comu vistu inFig. 3, a prufundità di penetrazione di i prughjetti fluttuanu cù a prufundità cum'è u numeru di strati aumenta, ma una diminuzione hè osservata da 9 à 12 strati in tutti i casi.Hè statu osservatu chì i prughjetti di u puntu cavu penetravanu in i strati di Kevlar è in u prucessu u puntu cavu hè stata bluccata cù u materiale Kevlar.Una volta questi prughjetti di puntu cavu ghjunghjenu à u gelu balisticu, facenu a listessa manera cum'è un projectile FMJ.A causa di a ragiunità sopra citata cù i campioni di Kevlar utilizati, i prughjetti penetranu più in u gelu balisticu cumparatu cù e teste realizate senza Kevlar.Solu una volta chì i strati di Kevlar sò stati penetrati per assorbe l'energia sufficiente, u projectile hà mostratu caratteristiche di una penetrazione diminuita in u gel balisticu.Sta caratteristica hè stata osservata in l'altri testi, cù i diversi pesi Kevlar cum'è prisentatu in stu documentu.

3.4.200 GSMKevlar

I testi 200 GSM Kevlar sò stati realizati cù campioni di 3, 6, 9, 12 è 15 strati.Siccomu 200 GSM Kevlar hè comunmente utilizatu per giacche antiproiettile, hè statu decisu di fà teste cù 15 strati.I risultati di a penetrazione in u gel balisticu sò mostrati inFig. 4.

I testi realizati cù 3 strati di 200 GSM Kevlar mostranu chì i prughjetti Parabellum FMJ 9 mm passanu per u gel balisticu è e distanze chì viaghjanu in paragone cù u casu senza Kevlar ùn sò micca ridotti.I prughjetti di punta cava Parabellum di 9 mm si sò sviluppati cum'è previstu, è u prughjettu Parabellum di 9 mm n.Fig. 4.

Cù 6 strati di 200 GSM Kevlar, hè statu osservatu chì a distanza di penetrazione di u projectile 1 in u gel balisticu diminuì mentre chì i prughjetti 2, 3 è 4 andavanu più in u gel balisticu in paragone à u casu senza Kevlar.

I testi realizati cù 9 strati di 200 GSM Kevlar mostranu chì u prughjettu numeru 2 hà viaghjatu più in u gel balisticu cumparatu cù u casu senza Kevlar.Hè statu osservatu chì i prughjetti 3 è 4 avianu Kevlar bluccatu in u puntu cavu chì impediscenu di fungi.I prughjetti 3 è 4 anu viaghjatu più in u gelu balisticu dopu avè penetratu 9 strati di 200 GSM Kevlar in paragone à u casu senza Kevlar.

Cù i testi realizati cù 12 strati di 200 GSM Kevlar, hè statu osservatu chì i prughjetti Parabellum FMJ di 9 mm, numeru 1 è 2, avianu una testa più piatta dopu a penetrazione.U prughjettu numeru 4, ancu s'ellu ùn hà micca mushroomed assai cù u puntu cavu bluccatu cù Kevlar, era più appiattitu in a testa.U projectile numeru 3 ùn hà micca funghi assai, ma ci era evidenza di a punta di a testa deformata.

I testi realizati cù 15 strati di 200 GSM Kevlar, avianu i dui prughjetti FMJ chì indicanu segni di funghi.I numeri di projectile 1 è 2 mostranu una diminuzione di a prufundità di penetrazione in u gel balisticu cumparatu cù u casu senza Kevlar.In u presente casu, i prughjetti 3 è 4 sò stati fermati da i strati di Kevlar.

Comu vistu inFig. 4, Quandu i medii trà i punti sò cunsiderati, pare indicà un gradiente lineale di a penetrazione diminuente in u gel balisticu per esse, una volta chì un piccu à circa 6 strati di 200 GSM Kevlar hè statu righjuntu.U 200 GSM Kevlar mostra un rendimentu megliu in paragunà à u 160 GSM Kevlar, cum'è previstu.À 15 strati di u 200 GSM Kevlar, i prughjetti numeri 3 è 4 sò stati fermati, ma micca i prughjetti numeri 1 è 2. Dopu à u gradiente mediu, hè stimatu chì i prughjetti numeri 1 è 2 seranu firmati cù possibbilmente 18 è 21 strati di 200 GSM Kevlar, rispettivamente.

• I testi 400 GSM Kevlar sò stati realizati utilizendu campioni di 3, 6, 9 è 12 strati, cum'è indicatu da i risultati mostrati inFig. 5.

4. Analisi è discussione di i risultati

Fig. 6mostra u paragone di a prufundità di penetrazione di sfarenti prughjetti in 3 strati di 160 GSM, 200 GSM è 400 GSM Kevlar.Comu vistu inFig. 6, cù i prughjetti di punta cava Parabellum 9 mm, 3 strati di 200 GSM Kevlar firmavanu i prughjetti in a distanza più corta.3 strati di 400 GSM è 160 GSM Kevlar fermavanu i prughjetti 1 è 2 u più, rispettivamente.

Fig. 7,Fig. 9indicanu chì ùn ci sò micca caratteristiche simili cù proiettili diffirenti per dui numeri diffirenti di strati di GSM simili.Un esempiu hè 12 strati di 200 GSM Kevlar è 6 strati di 400 GSM Kevlar.Tutti dui campioni anu un totale di 2400 GSM Kevlar ognunu.Quandu si compara sti dui campioni diffirenti, ùn diminuite micca a distanza di i prughjetti da una quantità simili.Correlazioni simili è cunclusioni ponu esse osservati da 3 strati di 400 GSM Kevlar è 6 strati di 200 GSM Kevlar.Ognunu di sti casi hà 1200 GSM samples, ma ùn anu micca caratteristiche simili in i risultati.

Curve medie per i prughjetti 1 è 2, mostrate inFig. 4, indicanu chì i prughjetti si fermanu cù 6 è 7 multipli di 3 strati di 200 GSM Kevlar, rispettivamente (vale à dì 18 è 21 strati di 200 GSM Kevlar).Ci hè una tendenza chì approssimativamente duppià u nùmeru di strati di Kevlar chì hè necessariu, in paragone à u Kevlar dannatu attuale per piantà i projectiles.Cù 18 è 21 strati di 200 GSM Kevlar, i prughjetti 1 è 2 si fermanu in circa 9 è 10 strati di Kevlar.Stu nùmeru di strati correlate cù u nùmeru di strati di Kevlar chì cuntenenu i vestiti anti-bala di Kevlar solu dispunibili in u cummerciu.

Certi articuli per a vostra riferenza:

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-armour.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 per a vostra referenza:

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

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

5. Cunclusioni

Comparazioni di 160 GSM, 200 GSM è 400 GSMKevlarsottu impattu balisticu sò stati fatti cù e teste balistiche realizatu cù munizioni Parabellum 9 mm è cù un numeru differente di strati di Kevlar.Hè statu osservatu chì uni pochi di strati di Kevlar ùn sò micca efficaci à piantà i prughjetti, ma piuttostu forza i prughjetti à viaghjà più in u gelu balisticu.Solu una volta chì u numeru di strati hè aumentatu, a diminuzione di a penetrazione di u projectile in u gel balisticu hè stata osservata.U mutivu di stu piccu di penetrazione, in particulare cù i prughjetti di punta cava, era duvuta à u foru chì si riempia di materiale Kevlar è facendu cum'è un projectile FMJ.Gradienti negativi mediati simili sò stati osservati trà u FMJ è i prughjetti di puntu cavu, una volta chì u piccu hè statu righjuntu.

Riassuntu i cuntributi di stu documentu, pò esse cunclusu:

• 1)

• L'efficacità di e diverse strati di 160 GSM, 200 GSM è 400 GSM di Kevlar stratificati cù gel balisticu hè stata investigata, è hè stata scuperta chì 200 GSM Kevlar era più efficace per piantà un projectile Parabellum 9 mm.

• 2)

• Hè statu truvatu chì ùn ci hè micca una relazione lineale trà dui tipi di Kevlar cù diversi pesi (cum'è 200 GSM è 400 GSM Kevlar), stratificati in tale manera chì anu u stessu pesu cumminatu.

• 3)

• Quattru tippi diffirenti di munizioni Parabellum 9 mm sò stati pruvati, è a so prufundità di penetrazione in u gel balisticu sò state identificate per diverse strati di Kevlar.

• 4)

• Hè stata valutata chì per una munizione Parabellum 9 mm, chì sò più cumunimenti usata in u mondu sanu, 21 strati di 200 GSM Kevlar hè necessariu cum'è minimu per piantà u projectile.Hè suggeritu chì, cum'è una precauzione di salvezza, un fattore di sicurezza supplementu hè inclusu postu chì a penetrazione dipende ancu da u prufilu di u prughjettu.

Basatu nantu à i risultati presentati sopra per e caratteristiche di strati di Kevlar di pesu diversu, si spera chì queste caratteristiche ponu esse aduprate per sviluppà è cuncepisce giacche antiproiettile sicure è efficaci.

A tendenza generale chì duppià a quantità di strati di Kevlar hè necessariu in cunfrontu cù a quantità attuale di strati danni, vale a pena di scopra in più ricerche cù diverse munizioni.Future ricerca saria dinù in gradu di indicà l 'effettu di penetrazione chì projectiles calibre chjuca è munizioni hannu nant'à Kevlar in paragunà à quellu di 9 mm Para munizioni.In listessu modu, a ricerca futura serà capace di identificà cumu diverse munizioni è proiettili penetranu in 200 GSM Kevlar, cum'è u Kevlar utilizatu solu in veste antiproiettile.Cù e caratteristiche osservate cù i prughjetti di punta cavu chì penetranu più in profondità in u gel balisticu, dopu chì u puntu cavu hè bluccatu cù Kevlar, a ricerca futura permetterà di identificà se un effettu similare seria sperimentatu in un scenariu induve u projectile penetrò in vestiti, prima di penetrà carne. .

Ricunniscenza

A ricerca hè stata parzialmente finanziata da uFundazione Naziunale di Ricerca.E seguenti cumpagnie è individui sò ricunnisciuti per a so assistenza, a guida è l'usu di e so facilità, in ordine alfabeticu: Borrie Bornman, John Evans, Centru di Valutazione è Training di Cumpetenze d'Armi di Focu (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Firearm Dealer and Gunsmith;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Farm & Nature Reserve (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David è Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;https://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Operazioni Southern Sky (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis è Leonie Stopforth.Deve esse nutatu chì l'opinioni di l'autori in questu documentu ùn sò micca necessariamente l'opinioni di l'imprese, l'urganisazioni è l'individui citati sopra.L'autori ùn anu ricevutu alcun guadagnu finanziariu per i testi realizati.