Αμυντική Τεχνολογία——Πειραματική Μελέτη Αλεξισφαιρικών Δυνατοτήτων του Kevlar, Διαφορετικών Βαρών και Αριθμών Στρωμάτων, Με Βλήματα 9 mm

ΑμυναΤεχνολογία——Πειραματική μελέτη τουαλεξίσφαιραδυνατότητες τουKevlar, διαφορετικών βαρών καιαριθμόςof στρώματα, μεΒλήματα 9 χλστ

快拆防弹衣

Αφηρημένη

Μερικά στοιχεία για την αναφορά σας:

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

Βίντεο για την αναφορά σας:

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

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

Kevlarείναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό καθώςπανοπλίαγια προστασία απόσφαίρεςχρησιμοποιείται σεχέριόπλα εξαιτίας αυτούαντοχή στην κρούση, υψηλή αντοχή και χαμηλό βάρος.Αυτές οι ιδιότητες κάνουνKevlarένα ιδανικό υλικό για χρήση σε αλεξίσφαιρα γιλέκα σε σύγκριση με άλλα υλικά.Στην παρούσα μελέτη, διαφορετικάαριθμούς στρωμάτων του Kevlarμε διαφορετικά βάρη ελέγχονται για τον προσδιορισμό των βαρών και του αριθμού των στρωμάτων που απαιτούνται για το σχεδιασμό ενός ασφαλούς αλεξίσφαιρου γιλέκου.Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκαν αρκετές βαλλιστικές δοκιμές σε συνδυασμούς βαλλιστικών στρωμάτων γέλης και Kevlar διαφορετικών βαρών.Οι βαλλιστικές κρούσεις δημιουργούνται από πυρομαχικά Parabellum 9 mm.Στόχος είναι να αξιολογηθούν τα χαρακτηριστικά τουβαλλιστική διείσδυση υψηλής ταχύτηταςσε συνδυασμό τζελ και Kevlar και προσδιορίστε τον αριθμό των στρωμάτων που απαιτούνται για να σταματήσει με ασφάλεια τη σφαίρα 9 mm και έτσι να συμβάλει στο σχεδιασμό ασφαλών αλεξίσφαιρων γιλέκων.Οι δοκιμές παρέχουν πληροφορίες για τις αποστάσεις που μπορούν να διανύσουν οι σφαίρες σε ένα μέσο gel/Kevlar πριν σταματήσουν και για τον εντοπισμό των δυνατοτήτων αντίστασης του Kevlar διαφορετικών γραμμαρίων ανά τετραγωνικό μέτρο (GSM).Οι δοκιμές διεξήχθησαν με τη χρήση χρονογράφου σε ελεγχόμενο περιβάλλον δοκιμής.Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα προσδιορίζουν τον αριθμό των στρωμάτων Kevlar που απαιτούνται για να σταματήσει ένα βλήμα Parabellum 9 mm και την αποτελεσματικότητα της χρήσης διαφορετικού αριθμού στρωμάτων Υλικό GSM Kevlar.

Λέξεις-κλειδιά

KevlarΣφαίρα Parabellum 9 mmΒαλλιστική επίδρασηΒαλλιστικό τζελΔοκιμή υλικού

1. Εισαγωγή

Η εννοια τουθωράκιση σώματοςαναπτύχθηκε το 1538 και αποτελείται από χαλύβδινες πλάκες.Τα πλήρως αλεξίσφαιρα γιλέκα χρησιμοποιήθηκαν προοδευτικά και βελτιώθηκαν μέχρι τον 20ο αιώνα [1].Τα σημερινά συστήματα θωράκισης σώματος μπορεί ακόμα να ενσωματώνουν χάλυβα (αλλά σε ελάχιστη ποσότητα), αλλά αποτελούνται κυρίως απόKevlar [2].Η χρήση του Kevlar ενσωματώθηκε στα γιλέκα στα μέσα της δεκαετίας του 1970 και ένα πλήρως ανεπτυγμένο γιλέκο κατασκευάστηκε το 1976 μετά την ανακάλυψη του Kevlar από τη Stephanie Kwolek το 1971 [3].Αυτό το νέο υλικό μείωσε σημαντικά το συνολικό βάρος του συστήματος θωράκισης σώματος και βελτίωσε δραστικά την κινητικότητα τουάτομο που φοράει το γιλέκο,με αποτέλεσμα το σύγχρονοαλεξίσφαιρα γιλέκαχρησιμοποιείται σήμερα.

Το Kevlar που χρησιμοποιείται στα γιλέκα αποτελείται από ένα υφαντό ύφασμα που αποτελείται από συνθετικές ίνες που κατασκευάζονται μέσω πολυμερισμού.Είναι ένα υλικό υψηλής αντοχής γνωστό για το υψηλό τουαναλογία δύναμης προς βάρος,και σε σύγκριση με τη δύναμη νααναλογία βάρους χάλυβα, Kevlarείναι πέντε φορές ισχυρότερο [4].Η ελαφριά ιδιότητα του Kevlar σε συνδυασμό με την υψηλή αντοχή εφελκυσμού του (3620 MPa) [5] και την ικανότητά του για απορρόφηση ενέργειας [6] σε σύγκριση με άλλα υλικά, το καθιστά ιδανικό υλικό για χρήση σε θωράκιση σώματος.Οι βαλλιστικές εφαρμογές των σύνθετων υλικών με βάση το Kevlar περιλαμβάνουν κυρίως προστατευτικό ρουχισμό [7,8].Η επίδραση της βαλλιστικής πρόσκρουσης στο Kevlar και σε άλλα σύνθετα υλικά, και οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού, έχουν διερευνηθεί σε αρκετές μελέτες.[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18]] με σκοπό την αξιολόγηση των χαρακτηριστικών και της αποτελεσματικότητάς του υπό κρουστική φόρτιση.Αυτές οι μελέτες περιελάμβαναν και τις δύο πειραματικές δοκιμές [[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18]] και αριθμητική μοντελοποίηση [[19],[20],[21]] και καθιέρωσε την αποτελεσματικότητα του Kevlar ως υλικού αντοχής στην κρούση.Πειραματικές βαλλιστικές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν με τα δείγματα του σύνθετου υλικού Kevlar-Phenolic, που χρησιμοποιούνται στο Ref.18, έδειξαν ότι τα αποτελέσματα δεν συσχετίζονται με αυτά που δίνονται στις τρέχουσες δημοσιεύσεις και ως εκ τούτου έδειξαν ότι χρειάζονταν περαιτέρω ελεγχόμενα πειράματα.Στις προηγούμενες πειραματικές μελέτες, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες μέθοδοι κρούσης, συμπεριλαμβανομένων των πιστολιών αερίου [9,12], σφαίρες 9 mm [10,14] και βλήματα διάτρησης θωράκισης [11].Ένας ενεργός τομέας έρευνας σχετικά με την αντοχή στην κρούση των υλικών Kevlar περιλάμβανε τη μελέτη της επίδρασης των ρευστών πάχυνσης διάτμησης στοβαλλιστική απόδοση του Kevlarενισχυμένα σύνθετα [[22],[23],[24],[25]].Κριτικές σχετικά με τα υγρά πύκνωσης διάτμησης και τις εφαρμογές τους δόθηκαν σε διάφορες δημοσιεύσεις [[26],[27],[28]].Αρκετές δοκιμές βλημάτων υψηλής ταχύτητας έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν, όπως σημειώθηκε παραπάνω, αλλά σε πολλές περιπτώσεις, διαφορετικές μέθοδοι πρόκλησης κίνησης, όπως πεπιεσμένος αέρας ή πτώση βάρους [29] εφαρμόστηκαν.Αυτές οι μέθοδοι επαγωγής κίνησης δεν συσχετίζονται με τα χαρακτηριστικά αβεβαιότητας των πυρομαχικών, την έκρηξη πυροβόλων όπλων και το ντουφέκι που χρησιμοποιείται στις κάννες πυροβόλων όπλων.

Η παρούσα μελέτη στοχεύει στη διερεύνηση της ικανότητας του υφάσματος Kevlar διαφορετικών βαρών να σταματήσει ένα βλήμα κοινού διαμετρήματος και την απόσταση που μπορεί να διανύσει το βλήμα μέσω ενός συνδυασμού gel/Kevlar για την πρόληψη απειλητικών για τη ζωή περιστατικών.Οι συνεισφορές αυτής της εργασίας μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

  • 1)

  • Προσδιορίστε την αποτελεσματικότητα των διαφορετικών επιπέδων τουτρεις τάξεις του Kevlarστρώσεις, συγκεκριμένα υφάσματα Kevlar 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM.

  • 2)

  • Διερευνήστε τη σχέση του GSM με τον αριθμό των επιπέδων που απαιτούνται για να σταματήσει το αΣφαίρα 9 χλστ.

  • 3)

  • Διερευνήστε τη σχέση του τύπου των πυρομαχικών με το βάθος διείσδυσής τους

  • 4)

  • Εκτιμήστε τον αριθμό τωνΣτρώματα Kevlarχρειάζεται για να σταματήσει ένα βλήμα.

Στις δοκιμές, τα στρώματα του Kevlar που μπορεί να διαπεράσει ένα βλήμα θεωρούνται ως τα στρώματα που είναι κατεστραμμένα.Το διαμέτρημα των πυρομαχικών που χρησιμοποιούνται είναι πυρομαχικά Parabellum 9 mm καθώς χρησιμοποιούνται εκτενώς.Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν με πιστόλι Glock 17 μέσα σε κιτ μετατροπής καραμπίνας Roni.Σημειώνεται ότι οι συγγραφείς δεν συνδέονται με τις εταιρείες που κατασκευάζουν τα πυρομαχικά και δεν απέκτησαν οικονομικό όφελος από τη διενέργεια των δοκιμών.Τα αποτελέσματα που δίνονται είναι αμερόληπτα και είναι καθαρά όπως παρατηρήθηκαν στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν.Λόγω πολλών αβεβαιοτήτων στις βαλλιστικές δοκιμές, πολλές από τις δοκιμές που διεξήχθησαν στην παρούσα μελέτη έπρεπε να επαναληφθούν πολλές φορές, για παράδειγμα, όταν τα βλήματα αποκλίνονταν από το βαλλιστικό πήκτωμα ή παρατηρήθηκαν εξωτερικές παρεμβολές που θα μπορούσαν να έχουν επίδραση στα αποτελέσματα .

Μερικά στοιχεία για την αναφορά σας:

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

Βίντεο για την αναφορά σας:

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

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

2. Δείγματα βαλλιστικής γέλης και Kevlar

Η περιγραφή του πώς η βαλλιστική γέλη και ηKevlarτα δείγματα που κατασκευάστηκαν περιγράφονται παρακάτω.

2.1.Βαλλιστικό τζελ

Το βαλλιστικό τζελ κατασκευάστηκε από ζελατίνη χωρίς γεύση.Η πυκνότητα και η συνοχή της γέλης πρέπει να είναι ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται από το Ομοσπονδιακό Γραφείο Ερευνών (FBI).Για να επιτευχθεί η ίδια συνέπεια, οι οδηγίες που δίνονται στην Αναφ.[30] ακολουθήθηκαν και έχει δοκιμαστεί σύμφωνα με τα πρότυπα που περιγράφονται στην Αναφ.[31].

8 φλιτζάνια (250 ml) μη αρωματισμένης σκόνης ζελατίνης (περίπου 1,25 kg) αναμιγνύονται με 8 L νερό (1 μέρος ζελατίνης για κάθε 4 μέρη νερού) μέχρι να διαλυθεί όλη η σκόνη.Αφού το διάλυμα χύθηκε στα δοχεία (χρησιμοποιήθηκαν δοχεία 2 × 5 L για το παραπάνω μείγμα), 5 σταγόνες αιθέριου ελαίου (αιθέριο έλαιο φύλλων κανέλας) χύθηκαν πάνω από το διάλυμα και αναδεύτηκαν απαλά σε αυτό.Ο λόγος για το αιθέριο έλαιο είναι να επιτρέψει στις φυσαλίδες στο διάλυμα να διαλυθούν και να δώσει στο βαλλιστικό τζελ μια βελτιωμένη μυρωδιά.Το διάλυμα τοποθετείται σε δοχεία τοποθετημένα στο ψυγείο.Το βαλλιστικό τζελ ήταν έτοιμο για χρήση 36 ώρες μετά την κατασκευή του και στη συνέχεια τυλίχτηκε σε περιτύλιγμα σελοφάν.Ένα βίντεο που δείχνει τις λεπτομέρειες για την κατασκευή του βαλλιστικού τζελ είναι διαθέσιμο απόhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Η πυκνότητα της βαλλιστικής γέλης υπολογίστηκε ως 996 km/m3(99,6% της πυκνότητας του νερού).Η μέση πυκνότητα ανθρώπινου αίματος, λίπους και μυών [32], που είναι η συνοχή της ανθρώπινης σάρκας, είναι 1004 kg/m3.Μια διαφορά 0,8% στις πυκνότητες θεωρείται αποδεκτή για το βαλλιστικό τζελ για την αναπαραγωγή της σάρκας ενός ανθρώπινου σώματος.

2.2.Kevlar δείγματα

Τρία βάρη υφάσματος Kevlar χρησιμοποιήθηκαν στις δοκιμές, συγκεκριμένα, 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM.Δεδομένου ότι το Kevlar μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υφαντό υλικό, η υψηλότερη αντοχή του υλικού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε προσανατολισμό 0–90.Τα δείγματα στοιβάστηκαν με προσανατολισμό −45/+45 (οιονεί ισότροπο) που απορροφά περισσότερη ενέργεια κατά την κρούση από ό,τι 0–90 προσανατολισμοί που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο [33].Τα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν στις δοκιμές κατασκευάστηκαν σε πολλαπλάσια των 3 στρώσεων όπου κάθε δείγμα στρωματοποιήθηκε της τάξης των 90/±45/90.Όταν δύο ή τρία δείγματα τοποθετούνταν το ένα πάνω στο άλλο, γινόταν έτσι ώστε η τελευταία στρώση του ενός δείγματος να τοποθετηθεί στις 45° προς την επόμενη στρώση του επόμενου δείγματος.

Τα φύλλα Kevlar χωρίστηκαν και κόπηκαν σε φύλλα μεγέθους Α4 για να προετοιμαστούν για να συνδεθούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας τη συνιστώμενη εποξική ρητίνη και σκληρυντικό.Τα δείγματα αφέθηκαν να στεγνώσουν.Τα δείγματα κόπηκαν μετά την πήξη της ρητίνης και βιδώθηκαν μεταξύ τους και τοποθετήθηκαν στη θέση τους για τη διεξαγωγή των δοκιμών.

Μερικά στοιχεία για την αναφορά σας:

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

Βίντεο για την αναφορά σας:

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

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

3. Δοκιμές και πειράματα

Η πειραματική διάταξη και τα πυρομαχικά που χρησιμοποιήθηκαν συζητούνται στη συνέχεια και ακολουθούν τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν.

3.1.Πειραματική ρύθμιση

Οι βαλλιστικές δοκιμές διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά είδη πυρομαχικών, δηλαδή, πλήρες μεταλλικό τζάκετ (FMJ) και μανδύα κοίλο σημείο (JHP) διαμετρήματος 9 mm Parabellum (P ή Para για συντομία).Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή των δειγμάτων περιγράφεται παρακάτω:

  • 1)

  • Ένας χρονογράφος πυροβόλου όπλου δημιουργήθηκε για τη μέτρηση των ταχυτήτων της σφαίρας.Ο χρονογράφος τοποθετήθηκε 2 μέτρα από το στόμιο των πυροβόλων όπλων για να αποτρέψει τη φλόγα του ρύγχους να δώσει ανακριβείς ενδείξεις.

  • 2)

  • Πραγματοποιήθηκε μια βασική δοκιμή για τον προσδιορισμό της ταχύτητας της σφαίρας απευθείας στο βαλλιστικό πήκτωμα.Η εξίσωση της κινητικής ενέργειας
    E=(1/2)mv2

    χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ενέργειας και της απόστασης διείσδυσης στη βαλλιστική γέλη.

  • 3)

  • οKevlarΣτη συνέχεια τοποθετήθηκαν δείγματα μπροστά από το βαλλιστικό τζελ και αυτό τοποθετήθηκε σε απόσταση 1 m από τον χρονογράφο.Ο λόγος για την απόσταση του 1 m είναι η αναπαραγωγή του χειρότερου σεναρίου όπου ένα άτομο ή ένα αντικείμενο πυροβολείται σε κοντινή απόσταση.

  • 4)

  • Το δείγμα πυροβολήθηκε με το βλήμα να διέρχεται από τον χρονογράφο για να προσδιοριστεί η αρχική του ταχύτητα.Μετά από αυτό, το δείγμα διεισδύεται και το βλήμα τοποθετείται στο βαλλιστικό πήκτωμα.Οι ταχύτητες των δοκιμών χρησιμοποιήθηκαν για να ληφθεί έναμέση ταχύτηταανάγνωση που χρησιμοποιήθηκε για την ενημέρωση των τιμών στο βήμα 2.

  • 5)

  • Η απόσταση διείσδυσης στη βαλλιστική γέλη μετρήθηκε και καταγράφηκε.

  • 6)

  • Το βήμα 2 επαναλήφθηκε για κάθε τύπο πυρομαχικών που χρησιμοποιήθηκε στις δοκιμές.Το βήμα 3 έως το βήμα 5 επαναλήφθηκε για κάθε δείγμα Kevlar.Μια δοκιμή με συγκεκριμένα πυρομαχικά επαναλήφθηκε εάν το βλήμα δεν ταξίδευε κατευθείαν μέσα στο βαλλιστικό πήκτωμα ή εάν διείσδυσε στο δείγμα Kevlar σε μια περιοχή που θεωρήθηκε ότι δεν ήταν δομικά σταθερή.

Η διαμόρφωση ρύθμισης εμφανίζεται στοΕικ. 1.

0

Εικ. 1.Μπροστινή (α) και πλάγια (β) όψη του χρονογράφου και της βαλλιστικής γέλης για τα πειράματα.

3.2.Χαρακτηριστικά πυρομαχικών

Πληροφορίες για τα πυρομαχικά δίνονται στοΤραπέζι 1.Τα πυρομαχικά που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές είναι κοινών τύπων και μάρκας, που χρησιμοποιούνται από την πλειοψηφία των χρηστών πυροβόλων όπλων.Για να συγκριθούν τα αποτελέσματα διαφορετικών βλημάτων Parabellum 9 mm, λαμβάνονται υπόψη διαφορετικές μάρκες και τύποι.Σημειώνεται ότι το βάρος των πυρομαχικών μετριέται σε κόκκους (grs), όπου 15.432 gr ισούται με 1 g.Το βάρος που αναγράφεται στο κουτί πυρομαχικών είναι μόνο το βάρος του βλήματος και δεν περιλαμβάνει την πυρίτιδα ή το φυσίγγιο.Τα χαρακτηριστικά των πυρομαχικών φαίνονται στοΤραπέζι 1.Οι ταχύτητες που υποδεικνύονται στοΤραπέζι 1είναι μέσες ταχύτητες που καταγράφηκαν στα πειράματα.Ο αριθμός που σχετίζεται με κάθε πυρομαχικόΤραπέζι 1χρησιμοποιείται για τα αντίστοιχα αποτελέσματα στα γραφήματα αυτής της εργασίας.

Τραπέζι 1.Χαρακτηριστικά των πυρομαχικών που χρησιμοποιήθηκαν στις δοκιμές.


Πυρομαχικά Βάρος σφαίρας/κόκκοι Διάμετρος σφαίρας/ίντσες Ταχύτητα/(m·s−1) Ενέργεια/kJ
1) Ολόσωμο μεταλλικό μπουφάν Sellier and Bellot (S&B) 9 × 19 115 gr (FMJ) 115 0,35 373,4 519.507
2) Ολόσωμο μεταλλικό μπουφάν Diplopoint 9 × 19 124 gr (FMJ) 124 0,35 354,5 504.893
3) Ομοσπονδιακό HST 9 × 19 147 grs με μανδύα κοίλο σημείο (JHP) 115 0,35 327,1 398.661
4) Sellier and Bellot (S&B) 9 × 19 115 grs jacketed hollow point (JHP) 147 0,35 347,5 575.138

Οι δοκιμές διεξήχθησαν μέσω της βολής των πυρομαχικών στη βαλλιστική γέλη για να αναπαραχθούν τα χαρακτηριστικά της πρόσκρουσης σε περίπτωση που ένα άτομο πυροβοληθεί (γυμνό στήθος).Οι εικόνες διαφορετικών βλημάτων που ανακτήθηκαν από τη βαλλιστική γέλη μπορείτε να δείτε στο βίντεο του YouTube που είναι διαθέσιμο στη διεύθυνση:https://www.youtube.com/watch?v=WvWsfDiVUiA.Οι αποστάσεις που διένυσαν τα βλήματα στο βαλλιστικό πήκτωμα χωρίς Kevlar φαίνονταιΕικ. 2.

1

Εικ. 2.Αποστάσεις που ταξίδεψαν τα βλήματα στη βαλλιστική γέλη με αρKevlarνα διεισδύσει.

3.3.160 GSMKevlar

Οι 160 δοκιμές GSM Kevlar πραγματοποιήθηκαν με δείγματα 3, 6, 9 και 12 στρώσεων και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στοΕικ. 3.Καθώς τα δείγματα του Kevlar ήταν πολλαπλάσια του 3, τα αποτελέσματα εμφανίζονται επίσης σε πολλαπλάσια του 3 στοx-άξονας.

2Εικ. 3.Οι αποστάσεις που διανύθηκαν από τα βλήματα μετά τη διείσδυση σε διαφορετικά στρώματα 160 GSM Kevlar.

Με τα δείγματα 3 στρώσεων, τα βλήματα Parabellum FMJ των 9 mm ταξίδεψαν ελαφρώς λιγότερο σε σύγκριση με τη θήκη χωρίς Kevlar.Τα βλήματα κοίλου σημείου ταξίδεψαν περισσότερο σε σύγκριση με την περίπτωση No Kevlar.Το βλήμα Parabellum 9 mm (αριθμός 4) δεν παραμορφώθηκε πολύ, αλλά το ορειχάλκινο τζάκετ άρχισε να σκίζει το βλήμα.

Οι δοκιμές που διεξήχθησαν με 6 στρώματα Kevlar 160 GSM έδειξαν ότι τα βλήματα κοίλου σημείου Parabellum 9 mm προχώρησαν περισσότερο σε σύγκριση με καμία δοκιμή διείσδυσης Kevlar με το βλήμα νούμερο 4 να διανύει σχεδόν την ίδια απόσταση με αυτή ενός βλήματος FMJ.

Με τα 9 στρώματα του 160 GSM Kevlar, οι αντίστοιχες αποστάσεις που διανύθηκαν από τα βλήματα στο πήκτωμα έδειξαν ότι οι αριθμοί βλημάτων 1, 3 και 4 προχώρησαν περισσότερο αφού πέρασαν από τα 9 στρώματα του 160 GSM Kevlar, σε σύγκριση με τα βλήματα που εκτοξεύτηκαν στο βαλλιστικό γέλη (χωρίς Kevlar).

Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν με 12 στρώματα 160 GSM Kevlar δείχνουν ότι όλα τα βλήματα παρουσιάζουν πτωτική τάση βάθους διείσδυσης σε σύγκριση με 9 στρώματα.

Όπως φαίνεται στοΕικ. 3, τα βάθη διείσδυσης των βλημάτων κυμαίνονται ανάλογα με το βάθος όσο αυξάνεται ο αριθμός των στρωμάτων, ωστόσο παρατηρείται μείωση από 9 σε 12 στρώσεις σε όλες τις περιπτώσεις.Παρατηρήθηκε ότι τα κοίλα σημειακά βλήματα διείσδυσαν στα στρώματα Kevlar και στην πορεία το κοίλο σημείο μπλοκαρίστηκε με το υλικό Kevlar.Μόλις αυτά τα βλήματα κοίλου σημείου φτάσουν στο βαλλιστικό πήκτωμα, λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως ένα βλήμα FMJ.Λόγω του προαναφερθέντος λόγου με τα δείγματα Kevlar που χρησιμοποιήθηκαν, τα βλήματα διείσδυσαν περαιτέρω στη βαλλιστική γέλη σε σύγκριση με τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν χωρίς Kevlar.Μόνο από τη στιγμή που διείσδυσαν επαρκή στρώματα Kevlar για να απορροφήσουν επαρκή ενέργεια, το βλήμα παρουσίασε χαρακτηριστικά μειωμένης διείσδυσης στο βαλλιστικό πήκτωμα.Αυτό το χαρακτηριστικό παρατηρήθηκε στις άλλες δοκιμές, με τα διαφορετικά βάρη Kevlar όπως παρουσιάζονται σε αυτή την εργασία.

3.4.200 GSMKevlar

Οι 200 ​​δοκιμές GSM Kevlar πραγματοποιήθηκαν με δείγματα 3, 6, 9, 12 και 15 στρώσεων.Δεδομένου ότι το 200 GSM Kevlar χρησιμοποιείται συνήθως για αλεξίσφαιρα γιλέκα, αποφασίστηκε να γίνουν δοκιμές με 15 στρώματα.Τα αποτελέσματα της διείσδυσης στη βαλλιστική γέλη φαίνονται στοΕικ. 4.

3

Εικ. 4.Οι αποστάσεις που διανύθηκαν από τα βλήματα αφού διεισδύσουν σε διαφορετικά στρώματα των 200 GSMKevlar.

Οι δοκιμές που διεξήχθησαν με 3 στρώματα των 200 GSM Kevlar δείχνουν ότι τα βλήματα Parabellum FMJ των 9 mm πέρασαν από τη βαλλιστική γέλη και οι αποστάσεις που διένυσαν σε σύγκριση με την θήκη no Kevlar δεν μειώθηκαν.Τα βλήματα κούφιου σημείου Parabellum 9 mm ξεπήδησαν όπως αναμενόταν και το βλήμα Parabellum 9 mm με αριθμό 4 είχε το μπρούτζινο τζάκετ σφηνωμένο στη βαλλιστική γέλη, ωστόσο το μολύβδινο βλήμα συνέχισε και σταμάτησε όπως καταγράφηκε στοΕικ. 4.

Με 6 στρώσεις 200 GSM Kevlar, παρατηρήθηκε ότι η απόσταση διείσδυσης του βλήματος 1 στο βαλλιστικό πήκτωμα μειώθηκε ενώ τα βλήματα 2, 3 και 4 προχώρησαν περισσότερο στο βαλλιστικό πήκτωμα σε σύγκριση με την θήκη no Kevlar.

Οι δοκιμές που διεξήχθησαν με 9 στρώματα 200 GSM Kevlar δείχνουν ότι το βλήμα με αριθμό 2 ταξίδεψε περισσότερο μέσα στο βαλλιστικό πήκτωμα σε σύγκριση με την θήκη χωρίς Kevlar.Παρατηρήθηκε ότι τα βλήματα 3 και 4 είχαν μπλοκάρει το Kevlar στο κοίλο σημείο που το εμπόδισε να ξεφυτρώσει.Τα βλήματα 3 και 4 ταξίδεψαν περαιτέρω στο βαλλιστικό πήκτωμα αφού διείσδυσαν σε 9 στρώματα 200 GSM Kevlar σε σύγκριση με την θήκη no Kevlar.

Με τις δοκιμές που έγιναν με 12 στρώματα 200 GSM Kevlar, παρατηρήθηκε ότι τα βλήματα Parabellum FMJ 9 mm, νούμερο 1 και 2, είχαν πιο επίπεδη κεφαλή μετά τη διείσδυση.Το βλήμα νούμερο 4, παρόλο που δεν ξεφύτρωσε πολύ με το κοίλο σημείο μπλοκαρισμένο με το Kevlar, πλακώθηκε περισσότερο στο κεφάλι.Το βλήμα με αριθμό 3 δεν ξεφύτρωσε πολύ, αλλά υπήρχαν ενδείξεις παραμόρφωσης της άκρης του κεφαλιού.

Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν με 15 στρώματα 200 GSM Kevlar, είχαν και τα δύο βλήματα FMJ που έδειχναν σημάδια ξεφυτρίωσης.Οι αριθμοί βλημάτων 1 και 2 δείχνουν μείωση του βάθους διείσδυσης στη βαλλιστική γέλη σε σύγκριση με την περίπτωση χωρίς Kevlar.Στην παρούσα περίπτωση, τα βλήματα 3 και 4 σταμάτησαν από τα στρώματα Kevlar.

Όπως φαίνεται στοΕικ. 4, όταν ληφθούν υπόψη οι μέσοι όροι μεταξύ των σημείων, φαίνεται να υποδηλώνει μια γραμμική κλίση φθίνουσας διείσδυσης στο βαλλιστικό πήκτωμα, όταν επιτευχθεί μια κορυφή σε περίπου 6 στρώματα 200 GSM Kevlar.Το 200 GSM Kevlar παρουσιάζει καλύτερες επιδόσεις σε σύγκριση με το 160 GSM Kevlar, όπως αναμενόταν.Σε 15 στρώματα του 200 GSM Kevlar, τα βλήματα με αριθμό 3 και 4 έχουν σταματήσει, αλλά όχι τα βλήματα με αριθμό 1 και 2. Ακολουθώντας τη μέση κλίση, εκτιμάται ότι τα βλήματα με αριθμό 1 και 2 θα σταματήσουν χρησιμοποιώντας πιθανώς 18 και 21 στρώματα 200 GSM Kevlar, αντίστοιχα.

3.5.400 GSM Kevlar

  • Οι 400 δοκιμές GSM Kevlar πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση δειγμάτων 3, 6, 9 και 12 στρωμάτων, όπως υποδεικνύεται από τα αποτελέσματα που φαίνονται στοΕικ. 5.

4

Εικ. 5.Οι αποστάσεις που διανύθηκαν από τα βλήματα αφού διεισδύσουν σε διαφορετικά στρώματα των 400 GSMKevlar.

Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν με 3 στρώματα 400 GSM Kevlar, έδειξαν ότι τα βλήματα 1, 2 και 3 διατήρησαν ως επί το πλείστον το αρχικό τους σχήμα.Όπως φαίνεται στοΕικ. 5, τα βλήματα 3 και 4 ταξίδεψαν περαιτέρω μέσα στη βαλλιστική γέλη αφού διείσδυσε σε 3 στρώματα 400 GSM Kevlar, ενώ τα άλλα βλήματα έδειξαν μικρότερη απόσταση διείσδυσης.

Οι δοκιμές που διεξήχθησαν με 6 στρώματα 400 GSM Kevlar, έδειξαν ότι τα βλήματα 1 και 2 διείσδυσαν σε μικρότερη απόσταση με τα 6 στρώματα 400 GSM Kevlar, σε σύγκριση με την θήκη no Kevlar.

Οι δοκιμές που διεξήχθησαν με 9 στρώματα 400 GSM Kevlar δείχνουν ότι όλα τα βλήματα Parabellum των 9 mm ταξίδεψαν περαιτέρω στη βαλλιστική γέλη αφού διείσδυσαν σε 9 στρώματα 400 GSM Kevlar, σε σύγκριση με τη διείσδυση μόνο στη βαλλιστική γέλη.

Όπως και με τα 12 στρώματα των 400 GSM Kevlar, η διαδρομή των βλημάτων Parabellum FMJ των 9 mm μειώθηκε σε απόσταση έως τη βαλλιστική γέλη, σε σύγκριση με το σενάριο χωρίς Kevlar.Τα βλήματα κοίλου σημείου Parabellum 9 mm ταξίδεψαν ακόμη περισσότερο σε σύγκριση με την θήκη No Kevlar.

Σύμφωνα με τα συνολικά αποτελέσματα που παρουσιάζονται στοΕικ. 5, οι αποστάσεις διείσδυσης των βλημάτων κορυφώθηκαν, αλλά όλες εμφάνισαν μείωση της διείσδυσης κατά 12 στρώσεις Kevlar.Τα βλήματα 1 και 2 θα μπορούσαν ενδεχομένως να σταματήσουν με 15 στρώματα ή 18 στρώματα 400 GSM Kevlar εάν οι κλίσεις μεταξύ 9 και 12 στρώσεων, σεΕικ. 5, προεκτείνονται.

4. Ανάλυση και συζήτηση των αποτελεσμάτων

Εικ. 6δείχνει τη σύγκριση των βάθους διείσδυσης διαφορετικών βλημάτων σε 3 στρώματα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.Όπως φαίνεται στοΕικ. 6, με τα βλήματα κοίλου σημείου Parabellum 9 mm, 3 στρώματα 200 GSM Kevlar σταμάτησαν τα βλήματα στη μικρότερη απόσταση.3 στρώματα των 400 GSM και 160 GSM Kevlar σταμάτησαν τα βλήματα 1 και 2 τα περισσότερα, αντίστοιχα.

5Εικ. 6.Συγκρίσεις βάθους διείσδυσης για 3 επίπεδα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSMKevlar.

Εικ. 7δείχνει τα αντίστοιχα αποτελέσματα για 6 επίπεδα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.ΑπόΕικ. 7Παρατηρείται ότι το βλήμα 1 σταμάτησε στη μικρότερη απόσταση με 6 στρώματα 160 GSM Kevlar ενώ το βλήμα 2 σταμάτησε το περισσότερο από 6 στρώματα 400 GSM Kevlar.Όσον αφορά τα βλήματα κοίλου σημείου Parabellum 9 mm, 6 στρώματα των 160 GSM Kevlar σταμάτησαν το βλήμα 3 το περισσότερο ενώ το 400 GSM Kevlar σταμάτησε το βλήμα 4 το περισσότερο.

6

Εικ. 7.Συγκρίσεις βάθους διείσδυσης για 6 στρώματα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.

Εικ. 8δείχνει τη σύγκριση 9 στρώσεων των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.Όπως φαίνεται στοΕικ. 8,Εικ. 9mm Το βλήμα Parabellum FMJ 1 έχει μειωμένη απόσταση που διανύθηκε στο βαλλιστικό πήκτωμα με 9 στρώματα 200 GSM Kevlar.Το βλήμα 2 δείχνει μια μειωμένη απόσταση ταξιδιού στο βαλλιστικό πήκτωμα με 9 στρώματα Kevlar 160 GSM.Όσον αφορά τα βλήματα κοίλου σημείου Parabellum 9 mm, το βλήμα 3 διένυσε λιγότερη απόσταση μέσα στη βαλλιστική γέλη με 9 στρώματα 200 GSM Kevlar ενώ το βλήμα 4 έχει μικρότερη απόσταση διαδρομής με 9 στρώματα 160 GSM Kevlar.

7

Εικ. 8.Συγκρίσεις βάθους διείσδυσης για 9 στρώματα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.

8

Εικ. 9.Συγκρίσεις βάθους διείσδυσης για 12 στρώματα των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.

Εικ. 9δείχνει τη σύγκριση 12 στρώσεων των 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM Kevlar.Η μικρότερη διείσδυση στο βαλλιστικό πήκτωμα με όλα τα βλήματα σημειώθηκε με 9 στρώματα 200 GSM Kevlar.

Εικ. 10δείχνει τον αριθμό των στρωμάτων του Kevlar που μπόρεσαν να σταματήσουν τα διάφορα βλήματα.ΑπόΕικ. 10, μπορεί να παρατηρηθεί ότι 200 ​​GSM Kevlar σταματάει τα βλήματα περισσότερο κατά μέσο όρο.Εικ. 10δείχνει επίσης ότι εκτός από το βλήμα 1 και 2, όλα τα βλήματα σταμάτησαν με 9 στρώματα 200 GSM Kevlar.160 GSM και 400 GSM Kevlar δεν απέδωσαν ικανοποιητικά και δεν σταμάτησαν κανένα από τα δοκιμασμένα βλήματα, και επομένως δεν εμφανίζονται δεδομένα για αυτά τα ειδικά βάρη KevlarΕικ. 10.

9

Εικ. 10.Στρώματα διαφορετικού GSM Kevlar που σταμάτησαν τα βλήματα.

Εικ. 7,Εικ. 9υποδεικνύουν ότι δεν υπάρχουν παρόμοια χαρακτηριστικά με διαφορετικά βλήματα για δύο διαφορετικούς αριθμούς στρωμάτων παρόμοιου GSM.Ένα παράδειγμα είναι 12 στρώματα 200 GSM Kevlar και 6 στρώματα 400 GSM Kevlar.Και τα δύο αυτά δείγματα έχουν συνολικά 2400 GSM Kevlar το καθένα.Κατά τη σύγκριση αυτών των δύο διαφορετικών δειγμάτων, δεν μειώνουν την απόσταση των βλημάτων κατά παρόμοιο ποσοστό.Παρόμοιοι συσχετισμοί και συμπεράσματα μπορούν να παρατηρηθούν από 3 στρώματα 400 GSM Kevlar και 6 στρώματα 200 GSM Kevlar.Κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις έχει 1200 δείγματα GSM, αλλά δεν έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά στα αποτελέσματα.

Μέσες καμπύλες για τα βλήματα 1 και 2, φαίνονται στοΕικ. 4, υποδεικνύουν ότι τα βλήματα θα σταματούσαν με 6 και 7 πολλαπλάσια των 3 στρωμάτων του 200 GSM Kevlar, αντίστοιχα (δηλαδή 18 και 21 στρώματα των 200 GSM Kevlar).Υπάρχει μια τάση να διπλασιάζεται περίπου ο αριθμός των στρωμάτων Kevlar που χρειάζονται, σε σύγκριση με το πραγματικό κατεστραμμένο Kevlar για να σταματήσουν τα βλήματα.Με 18 και 21 στρώματα 200 GSM Kevlar, θα έχει ως αποτέλεσμα τα βλήματα 1 και 2 να σταματήσουν σε περίπου 9 και 10 στρώματα Kevlar.Αυτός ο αριθμός στρωμάτων συσχετίζεται με τον αριθμό των στρωμάτων Kevlar που περιέχουν τα αλεξίσφαιρα γιλέκα που διατίθενται στο εμπόριο μόνο για Kevlar.

Μερικά στοιχεία για την αναφορά σας:

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

Βίντεο για την αναφορά σας:

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

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

5. Συμπεράσματα

Συγκρίσεις 160 GSM, 200 GSM και 400 GSMKevlarυπό βαλλιστική πρόσκρουση έχουν γίνει με τις βαλλιστικές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν με πυρομαχικά Parabellum 9 mm και με διαφορετικό αριθμό στρωμάτων Kevlar.Παρατηρήθηκε ότι μερικά στρώματα Kevlar δεν είναι αποτελεσματικά στο να σταματήσουν τα βλήματα, αλλά μάλλον αναγκάζουν τα βλήματα να ταξιδέψουν περαιτέρω μέσα στη βαλλιστική γέλη.Μόνο όταν αυξηθεί ο αριθμός των στρωμάτων, παρατηρήθηκε μείωση της διείσδυσης του βλήματος στο βαλλιστικό πήκτωμα.Ο λόγος για αυτήν την αιχμή στη διείσδυση, ειδικά με τα βλήματα κοίλου σημείου, οφειλόταν στο ότι η τρύπα γέμιζε με υλικό Kevlar και το έκανε να λειτουργεί ως βλήμα FMJ.Παρόμοιες κατά μέσο όρο αρνητικές κλίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ των βλημάτων FMJ και κοίλου σημείου, μόλις επιτευχθεί η κορυφή.

Συνοψίζοντας τις συνεισφορές αυτής της εργασίας, μπορούμε να συμπεράνουμε:

  • 1)

  • Ερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα διαφορετικών στρωμάτων 160 GSM, 200 GSM και 400 GSM ποιοτήτων Kevlar με βαλλιστική γέλη και διαπιστώθηκε ότι 200 ​​GSM Kevlar ήταν πιο αποτελεσματικό για να σταματήσει ένα βλήμα Parabellum 9 mm.

  • 2)

  • Διαπιστώθηκε ότι δεν υπάρχει γραμμική σχέση μεταξύ δύο διαφορετικών τύπων Kevlar με διαφορετικά βάρη (όπως 200 GSM και 400 GSM Kevlar), στρωμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να έχουν το ίδιο συνδυασμένο βάρος.

  • 3)

  • Τέσσερις διαφορετικοί τύποι πυρομαχικών Parabellum 9 mm δοκιμάστηκαν και τα βάθη διείσδυσής τους στη βαλλιστική γέλη προσδιορίστηκαν για διαφορετικά στρώματα Kevlar.

  • 4)

  • Εκτιμήθηκε ότι για πυρομαχικά Parabellum 9 mm, τα οποία χρησιμοποιούνται πιο συχνά σε όλο τον κόσμο, απαιτούνται τουλάχιστον 21 στρώματα 200 GSM Kevlar για να σταματήσει το βλήμα.Προτείνεται, ως προφύλαξη ασφαλείας, να συμπεριληφθεί ένας πρόσθετος παράγοντας ασφάλειας, καθώς η διείσδυση εξαρτάται επίσης από το προφίλ του βλήματος.

Με βάση τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν παραπάνω για τα χαρακτηριστικά των στρωμάτων Kevlar διαφορετικού βάρους, ελπίζουμε ότι αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη και τον σχεδιασμό ασφαλών και αποτελεσματικών αλεξίσφαιρων γιλέκων.

Η γενική τάση ότι απαιτείται διπλάσιος αριθμός στρωμάτων Kevlar σε σύγκριση με την πραγματική ποσότητα στρωμάτων που έχουν υποστεί ζημιά, θα άξιζε τον κόπο να διερευνηθεί σε περαιτέρω έρευνα με διαφορετικά πυρομαχικά.Η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε επίσης να δείξει το αποτέλεσμα διείσδυσης που έχουν τα βλήματα και τα πυρομαχικά μικρότερου διαμετρήματος στο Kevlar σε σύγκριση με αυτά των πυρομαχικών Para 9 mm.Ομοίως, μελλοντική έρευνα θα είναι σε θέση να εντοπίσει πώς διαφορετικά πυρομαχικά και βλήματα διεισδύουν σε 200 GSM Kevlar όπως το Kevlar που χρησιμοποιείται μόνο σε αλεξίσφαιρα γιλέκα.Με τα χαρακτηριστικά που παρατηρούνται με τα βλήματα κοίλου σημείου να διεισδύουν βαθύτερα στο βαλλιστικό πήκτωμα, μετά το μπλοκάρισμα του κοίλου σημείου με Kevlar, μελλοντική έρευνα θα επιτρέψει να εντοπιστεί εάν ένα παρόμοιο αποτέλεσμα θα υπήρχε σε ένα σενάριο όπου το βλήμα διείσδυσε στα ρούχα, πριν διεισδύσει στη σάρκα. .

Ευχαριστίες

Η έρευνα έχει χρηματοδοτηθεί εν μέρει από τοΕθνικό Ίδρυμα Ερευνών.Οι ακόλουθες εταιρείες και άτομα αναγνωρίζονται για τη βοήθειά τους, την καθοδήγηση και τη χρήση των εγκαταστάσεων τους, με αλφαβητική σειρά: Borrie Bornman, John Evans, Κέντρο Αξιολόγησης και Εκπαίδευσης Ικανοτήτων Πυροβόλου (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Έμπορος πυροβόλων όπλων και 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 and 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 and Leonie Stopforth.Πρέπει να σημειωθεί ότι οι απόψεις των συγγραφέων σε αυτό το άρθρο δεν είναι απαραίτητα οι απόψεις των εταιρειών, οργανισμών και ατόμων που αναφέρονται παραπάνω.Οι συγγραφείς δεν έλαβαν κανένα οικονομικό όφελος για τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν.

Μερικά στοιχεία για την αναφορά σας:

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

Βίντεο για την αναφορά σας:

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

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

  • Προηγούμενος:
  • Επόμενο: