Technoleg Amddiffyn ——Astudiaeth Arbrofol O Alluoedd Kevlar i Ddiogelu Bwled, O Wahanol Bwysau A Nifer O Haenau, Gyda Thafliadau 9 Mm

2.1.Gel balistig

Roedd y gel balistig wedi'i wneud o gelatin heb flas.Rhaid i ddwysedd a chysondeb y gel fod yr un fath â'r hyn a ddefnyddir gan y Swyddfa Ymchwilio Ffederal (FBI).I gael yr un cysondeb, y mae y cyfarwyddiadau a roddir yn Cyf.[30] ac mae wedi'i brofi yn erbyn y safonau a ddisgrifir yn Cyf.[31].

Mae 8 cwpan (250 ml) o bowdr gelatin heb flas (tua 1.25 kg) yn cael ei gymysgu â 8 L o ddŵr (1 rhan gelatin ar gyfer pob 4 rhan o ddŵr) nes bod yr holl bowdr wedi'i doddi.Ar ôl i'r toddiant gael ei dywallt i'r cynwysyddion (defnyddiwyd cynwysyddion 2 × 5 L ar gyfer y cymysgedd uchod), tywalltwyd 5 diferyn o olew hanfodol (olew hanfodol dail sinamon) dros yr hydoddiant a'i droi'n ysgafn iddo.Y rheswm dros yr olew hanfodol yw caniatáu i'r swigod yn yr hydoddiant wasgaru, a rhoi gwell arogl i'r gel balistig.Mae'r hydoddiant wedi'i osod yn y cynwysyddion a roddir mewn oergell.Roedd y gel balistig yn barod i'w ddefnyddio 36 h ar ôl iddo gael ei wneud ac yna ei lapio mewn lapio seloffen.Mae fideo yn dangos y manylion i wneud y gel balistig ar gael oddi wrthhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Cyfrifwyd dwysedd y gel balistig fel 996 km/m3(99.6% o ddwysedd dŵr).Dwysedd cyfartalog gwaed dynol, braster a chyhyr [32], sef cysondeb y cnawd dynol, yw 1004 kg/m3.Ystyrir bod gwahaniaeth o 0.8% yn y dwyseddau yn dderbyniol i'r gel balistig atgynhyrchu cnawd corff dynol.

2.2.Kevlar samplau

Defnyddiwyd tri phwysau o ffabrig Kevlar yn y profion, sef, 160 GSM, 200 GSM a 400 GSM.Gan y gellir defnyddio Kevlar fel deunydd gwehyddu, gellir defnyddio cryfder uchaf y deunydd mewn cyfeiriadedd 0-90.Pentyrru'r samplau â chyfeiriadedd −45/+45 (lled-isotropig) sy'n amsugno mwy o egni ar effaith na chyfeiriadedd 0-90 wedi'u pentyrru ar ei gilydd [33].Gwnaethpwyd y samplau a ddefnyddiwyd yn y profion mewn lluosrifau o 3 haen gyda phob sampl wedi'i haenu tua 90/±45/90.Pan osodwyd dau neu dri sampl ar ben ei gilydd, gwnaed hynny fel bod haen olaf un sampl yn cael ei gosod ar 45° i haen nesaf y sampl nesaf.

Rhannwyd y dalennau Kevlar a'u torri'n ddalennau maint A4 i'w paratoi i'w rhwymo at ei gilydd gan ddefnyddio'r resin epocsi a chaledwr a argymhellir.Gadawyd y samplau i sychu.Cafodd y samplau eu torri ar ôl i'r resin setio a'i bolltio i'w gilydd a'u gosod yn eu lle er mwyn cynnal y profion.

Cynhaliwyd profion balistig gan ddefnyddio dau fath gwahanol o fwledi, sef siaced fetel lawn (FMJ) a phwynt gwag â siaced (JHP) o safon Parabellum (P neu Para yn fyr) 9 mm.Disgrifir y dull a ddefnyddiwyd i brofi samplau fel a ganlyn:

• 1)

• Sefydlwyd cronograff dryll i fesur cyflymder bwledi.Gosodwyd y cronograff 2 m oddi wrth drwyn y drylliau i atal y fflam trwyn i roi darlleniadau anghywir.

• 2)

• Perfformiwyd prawf gwaelodlin i ganfod y cyflymder bwled yn uniongyrchol i'r gel balistig.Yr hafaliad egni cinetig
  E=(1/2)mv2

  ei ddefnyddio i bennu egni a phellter treiddiad i'r gel balistig.

• 3)

• Mae'rKevlaryna gosodwyd samplau o flaen y gel balistig a gosodwyd hwn 1 m oddi wrth y cronograff.Y rheswm am y pellter o 1 m yw er mwyn efelychu'r sefyllfa waethaf lle mae person neu wrthrych yn cael ei saethu o bellter agos.

• 4)

• Cafodd y sampl ei saethu gyda'r taflunydd yn mynd trwy'r cronograff i bennu ei fuanedd cychwynnol.Ar ôl hyn, mae'r sampl yn cael ei dreiddio ac mae'r taflunydd yn cael ei roi yn y gel balistig.Defnyddiwyd cyflymder y profion i gael acyflymder cyfartalogdarllen a ddefnyddiwyd i ddiweddaru'r gwerthoedd yng ngham 2.

• 5)

• Mesurwyd a chofnodwyd pellter treiddiad i'r gel balistig.

• 6)

• Ailadroddwyd cam 2 ar gyfer pob math o fwledi a ddefnyddiwyd yn y profion.Ailadroddwyd cam 3 i gam 5 ar gyfer pob sampl Kevlar.Ailadroddwyd prawf gyda bwledi penodol os nad oedd y taflunydd yn teithio'n syth o fewn y gel balistig, neu pe bai'n treiddio i'r sampl Kevlar mewn ardal yr ystyriwyd nad oedd yn strwythurol gadarn.

Gyda'r samplau 3 haen, teithiodd y tafluniadau Parabellum FMJ 9 mm ychydig yn llai o gymharu â'r achos heb unrhyw Kevlar.Teithiodd y tafluniau pwynt gwag ymhellach o gymharu ag achos dim Kevlar.Nid oedd y taflun Parabellum 9 mm (rhif 4) yn anffurfio llawer, ond dechreuodd y siaced bres rwygo'r taflunydd.

Nododd y profion a gynhaliwyd gyda 6 haen o 160 GSM Kevlar fod y taflegrau pwynt gwag Parabellum 9 mm yn mynd ymhellach o'i gymharu â dim profion treiddiad Kevlar gyda thaflen rhif 4 yn mynd bron yr un pellter â thaflegryn FMJ.

Gyda'r 9 haen o 160 GSM Kevlar, dangosodd y pellteroedd cyfatebol a deithiwyd gan y projectiles yn y gel fod rhifau taflun 1, 3 a 4 yn mynd ymhellach ar ôl iddo fynd trwy'r 9 haen o 160 GSM Kevlar, o'i gymharu â'r tafluniau a saethwyd i'r balistig. gel (dim Kevlar).

Mae'r profion a gynhaliwyd gyda 12 haen o 160 GSM Kevlar yn dangos bod pob taflunydd yn dangos tueddiad o ddyfnder treiddiad gostyngol o'i gymharu â 9 haen.

Fel y gwelir ynFfig. 3, mae dyfnderoedd treiddiad y projectiles yn amrywio gyda dyfnder wrth i nifer yr haenau gynyddu, ond gwelir gostyngiad o 9 i 12 haen ym mhob achos.Gwelwyd bod y taflegrau pwynt gwag yn treiddio i'r haenau Kevlar ac yn y broses roedd y pwynt gwag wedi'i rwystro gan ddeunydd Kevlar.Unwaith y bydd y taflegrau pwynt gwag hyn yn cyrraedd y gel balistig, maent yn perfformio yn yr un modd â thaflegryn FMJ.Oherwydd y rheswm a grybwyllwyd uchod gyda'r samplau Kevlar a ddefnyddiwyd, treiddiodd y taflegrau ymhellach i'r gel balistig o'i gymharu â'r profion a gyflawnwyd heb Kevlar.Dim ond ar ôl i haenau digonol o Kevlar gael eu treiddio i amsugno digon o egni, y dangosodd y taflunydd nodweddion treiddiad gostyngol i'r gel balistig.Gwelwyd y nodwedd hon yn y profion eraill, gyda'r pwysau gwahanol Kevlar a gyflwynir yn y papur hwn.

3.4.200 GSMKevlar

Perfformiwyd y 200 o brofion GSM Kevlar gyda samplau o haenau 3, 6, 9, 12 a 15.Gan fod 200 GSM Kevlar yn cael ei ddefnyddio'n gyffredin ar gyfer festiau atal bwled, penderfynwyd cynnal profion gyda 15 haen.Dangosir canlyniadau'r treiddiad i'r gel balistig ynFfig. 4.

Mae'r profion a gynhaliwyd gyda 3 haen o 200 GSM Kevlar yn dangos bod y taflegrau Parabellum FMJ 9 mm wedi mynd trwy'r gel balistig ac ni ostyngwyd y pellteroedd y gwnaethant eu teithio o gymharu â'r achos dim Kevlar.Chwalodd y taflunyddion pwynt gwag Parabellum 9 mm yn ôl y disgwyl, a gosodwyd y siaced bres yn y gel balistig ar y taflunydd Parabellum 9 mm rhif 4 yn y gel balistig, ac eto parhaodd y taflun plwm a stopiodd fel y cofnodwyd ynFfig. 4.

Gyda 6 haen o 200 GSM Kevlar, sylwyd bod pellter treiddiad taflun 1 i'r gel balistig wedi gostwng tra bod tafluniau 2, 3 a 4 yn mynd ymhellach i'r gel balistig o'i gymharu â'r achos dim Kevlar.

Mae'r profion a gynhaliwyd gyda 9 haen o 200 GSM Kevlar yn dangos bod taflunydd rhif 2 wedi teithio ymhellach i'r gel balistig o'i gymharu â'r achos dim Kevlar.Gwelwyd bod tafluniau 3 a 4 wedi blocio Kevlar yn y pwynt gwag a oedd yn ei atal rhag madarch.Teithiodd Taflegrau 3 a 4 ymhellach i mewn i'r gel balistig ar ôl treiddio 9 haen o 200 GSM Kevlar o'i gymharu â'r achos dim Kevlar.

Gyda'r profion a gynhaliwyd gyda 12 haen o 200 GSM Kevlar, sylwyd bod 9 mm projectiles Parabellum FMJ, rhif 1 a 2, wedi cael pen mwy gwastad ar ôl treiddio.Roedd taflunydd rhif 4, er nad oedd wedi'i orchuddio llawer gyda'r pwynt gwag wedi'i rwystro â Kevlar, wedi'i fflatio'n fwy yn y pen.Nid oedd taflunydd rhif 3 yn madarch llawer, ond roedd tystiolaeth bod blaen y pen yn anffurfio.

Roedd gan y profion a gynhaliwyd gyda 15 haen o 200 GSM Kevlar, ddau daflegrau FMJ yn nodi arwyddion madarch.Mae rhifau taflun 1 a 2 yn dangos gostyngiad mewn dyfnder treiddiad i'r gel balistig o'i gymharu â'r cas dim Kevlar.Yn yr achos presennol, cafodd tafluniau 3 a 4 eu hatal gan yr haenau Kevlar.

Fel y gwelir ynFfig. 4, pan ystyrir y cyfartaleddau rhwng y pwyntiau, mae'n ymddangos ei fod yn dangos graddiant llinol o ostwng treiddiad i'r gel balistig i ddigwydd, unwaith y bydd uchafbwynt tua 6 haen o 200 GSM Kevlar wedi'i gyrraedd.Mae'r 200 GSM Kevlar yn dangos perfformiad gwell o'i gymharu â'r 160 GSM Kevlar, yn ôl y disgwyl.Ar 15 haen o'r 200 GSM Kevlar, mae tafluniau rhif 3 a 4 wedi'u hatal, ond nid tafluniau rhif 1 a 2. Yn dilyn y graddiant cyfartalog, amcangyfrifir y bydd tafluniau rhif 1 a 2 yn cael eu hatal gan ddefnyddio o bosibl 18 a 21 haen o 200 GSM Kevlar, yn y drefn honno.

• Perfformiwyd y 400 o brofion GSM Kevlar gan ddefnyddio samplau o haenau 3, 6, 9 a 12, fel y nodir gan y canlyniadau a ddangosir ynFfig. 5.

4. Dadansoddi a thrafod canlyniadau

Ffig. 6yn dangos cymhariaeth o ddyfnderoedd treiddiad o wahanol daflegrau yn 3 haen o 160 GSM, 200 GSM a 400 GSM Kevlar.Fel y gwelir ynFfig. 6, gyda'r projectiles pwynt gwag Parabellum 9 mm, 3 haen o 200 GSM Kevlar atal y projectiles yn y pellter byrraf.3 haen o 400 GSM a 160 GSM Kevlar stopio projectiles 1 a 2 y mwyaf, yn y drefn honno.

Ffig. 7,Ffig. 9nodi nad oes unrhyw nodweddion tebyg gyda thaflegrau gwahanol ar gyfer dau rif gwahanol o haenau o GSM tebyg.Enghraifft yw 12 haen o 200 GSM Kevlar a 6 haen o 400 GSM Kevlar.Mae gan y ddau sampl hyn gyfanswm o 2400 GSM Kevlar yr un.Wrth gymharu'r ddau sampl gwahanol hyn, nid ydynt yn lleihau pellter y taflegrau o swm tebyg.Gellir gweld cydberthnasau a chasgliadau tebyg o 3 haen o 400 GSM Kevlar a 6 haen o 200 GSM Kevlar.Mae gan bob un o'r achosion hyn 1200 o samplau GSM, ond nid oes ganddynt nodweddion tebyg yn y canlyniadau.

Cromliniau cyfartalog ar gyfer tafluniau 1 a 2, a ddangosir ynFfig. 4, yn nodi y byddai'r projectiles yn dod i ben gyda 6 a 7 lluosrif o 3 haen o'r 200 GSM Kevlar, yn y drefn honno (hy haenau 18 a 21 o 200 GSM Kevlar).Mae tuedd i tua dyblu nifer yr haenau o Kevlar sydd eu hangen, o'i gymharu â'r Kevlar sydd wedi'i ddifrodi i atal y tafluniau.Gyda 18 a 21 haen o 200 GSM Kevlar, bydd yn arwain at y projectiles 1 a 2 i stopio mewn tua 9 a 10 haen o Kevlar.Mae'r nifer hwn o haenau yn cyd-fynd â nifer yr haenau o Kevlar sydd ar gael yn fasnachol mewn festiau atal bwled Kevlar yn unig.

Rhai eitemau ar gyfer eich cyfeirnod:

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

Fideos ar gyfer eich cyfeirnod:

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

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

5. Casgliadau

Cymariaethau o 160 GSM, 200 GSM a 400 GSMKevlaro dan effaith balistig wedi'u gwneud gyda'r profion balistig a gynhaliwyd gyda bwledi Parabellum 9 mm a gyda nifer gwahanol o haenau Kevlar.Sylwyd nad yw ychydig o haenau o Kevlar yn effeithiol wrth atal y taflegrau, ond yn hytrach yn gorfodi'r taflegrau i deithio ymhellach i'r gel balistig.Dim ond ar ôl i nifer yr haenau gynyddu, gwelwyd y gostyngiad yn y treiddiad taflunydd i'r gel balistig.Y rheswm am yr uchafbwynt hwn mewn treiddiad, yn enwedig gyda thafliadau'r pwynt gwag, oedd oherwydd bod y twll yn llenwi â deunydd Kevlar a'i wneud i berfformio fel taflunydd FMJ.Gwelwyd graddiannau negyddol cyfartalog tebyg rhwng yr FMJ a thaflegrau pwynt gwag, unwaith y cyrhaeddwyd y brig.

Wrth grynhoi cyfraniadau’r papur hwn, gellir dod i’r casgliad:

• 1)

• Ymchwiliwyd i effeithiolrwydd gwahanol haenau o 160 GSM, 200 GSM a 400 gradd GSM o Kevlar haenog â gel balistig, a chanfuwyd bod 200 GSM Kevlar yn fwy effeithiol ar gyfer atal taflunydd Parabellum 9 mm.

• 2)

• Canfuwyd nad oes perthynas linellol rhwng dau fath gwahanol o Kevlar â phwysau gwahanol (fel 200 GSM a 400 GSM Kevlar), wedi'u haenu yn y fath fodd fel bod ganddynt yr un pwysau cyfunol.

• 3)

• Profwyd pedwar math gwahanol o ffrwydron rhyfel Parabellum 9 mm, a nodwyd eu dyfnder treiddiad i'r gel balistig ar gyfer gwahanol haenau o Kevlar.

• 4)

• Aseswyd, ar gyfer bwledi Parabellum 9 mm, a ddefnyddir amlaf ledled y byd, bod angen 21 haen o 200 GSM Kevlar o leiaf i atal y taflunydd.Awgrymir, fel rhagofal diogelwch, fod ffactor diogelwch ychwanegol yn cael ei gynnwys gan fod y treiddiad yn dibynnu hefyd ar y proffil taflunydd.

Yn seiliedig ar y canlyniadau a gyflwynir uchod ar gyfer nodweddion haenau Kevlar o wahanol bwysau, y gobaith yw y gellir defnyddio'r nodweddion hyn i ddatblygu a dylunio festiau atal bwled diogel ac effeithiol.

Byddai'n werth archwilio'r duedd gyffredinol bod angen dyblu nifer yr haenau o Kevlar o'i gymharu â'r union faint o haenau sydd wedi'u difrodi mewn ymchwil bellach gyda gwahanol fwledi.Byddai ymchwil yn y dyfodol hefyd yn gallu dangos yr effaith dreiddiad y mae taflulenni calibr llai a bwledi yn ei chael ar Kevlar o gymharu â ffrwydron rhyfel Para 9 mm.Yn yr un modd, bydd ymchwil yn y dyfodol yn gallu nodi sut mae bwledi a thaflegrau gwahanol yn treiddio i 200 GSM Kevlar fel y Kevlar a ddefnyddir mewn festiau atal bwled yn unig.Gyda'r nodweddion a welwyd gyda thaflegrau'r pwynt gwag yn treiddio'n ddyfnach i'r gel balistig, ar ôl i'r pwynt gwag gael ei rwystro â Kevlar, byddai ymchwil yn y dyfodol yn caniatáu i chi nodi a fyddai effaith debyg yn cael ei brofi mewn senario lle treiddiodd y taflegrau i ddillad, cyn treiddio i gnawd. .

Diolchiadau

Mae'r ymchwil wedi'i ariannu'n rhannol gan ySefydliad Ymchwil Cenedlaethol.Cydnabyddir y cwmnïau a'r unigolion canlynol am eu cymorth, eu harweiniad, a'u defnydd o'u cyfleusterau, yn nhrefn yr wyddor: Borrie Bornman, John Evans, Canolfan Asesu a Hyfforddi Cymhwysedd Drylliau Tanio (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Gwerthwr Drylliau Tanio a Gunsmith;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), Fferm a Gwarchodfa Natur Dyffryn yr Afon (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David a Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;https://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Gweithrediadau Awyr y De (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis a Leonie Stopforth.Rhaid nodi nad yw barn yr awduron yn y papur hwn o reidrwydd yn farn y cwmnïau, sefydliadau ac unigolion a nodir uchod.Ni chafodd yr awduron unrhyw elw ariannol am y profion a gynhaliwyd.