Definsjetechnology - Eksperimintele stúdzje fan kûgelbefeiligingsmooglikheden fan Kevlar, fan ferskate gewichten en oantal lagen, mei 9 mm projektilen

2.1.Ballistyske gel

De ballistyske gel waard makke fan unflavoured gelatine.De tichtens en konsistinsje fan 'e gel moatte itselde wêze as dat brûkt wurdt troch it Federal Bureau of Investigation (FBI).Om deselde konsistinsje te berikken, wurde ynstruksjes jûn yn Ref.[30] waarden folge en it is hifke tsjin de noarmen beskreaun yn Ref.[31].

8 beker (250 ml) gelatinepoeder sûnder smaak (sawat 1,25 kg) wurdt mingd mei 8 L wetter (1 diel gelatine foar elke 4 dielen wetter) oant al it poeder is oplost.Nei't de oplossing yn 'e konteners gie (2 × 5 L-konteners waarden brûkt foar it boppesteande mingsel), 5 drippen fan essensjele oalje (cinnamon leaf essensjele oalje) waarden oer de oplossing gien en sanft deryn roerde.De reden foar de essensjele oalje is om de bubbels yn 'e oplossing te ferwiderjen, en de ballistyske gel in ferbettere geur te jaan.De oplossing wurdt set yn konteners pleatst yn 'e kuolkast.De ballistyske gel wie klear om te brûken 36 oeren nei't it makke wie en doe waard it yn sellofaan ferpakt.In fideo dy't de details toant om de ballistyske gel te meitsjen is beskikber fanhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Tichtheid fan de ballistyske gel waard berekkene as 996 km / m3(99,6% fan wettertichtens).De gemiddelde tichtheid fan minsklik bloed, fet en spieren [32], dat is de gearhing fan it minsklik fleis, is 1004 kg/m3.In ferskil fan 0,8% yn 'e tichtens wurdt beskôge as akseptabel foar de ballistyske gel om it fleis fan in minsklik lichem te replikearjen.

2.2.Kevlar samples

Trije gewichten fan Kevlar stof waarden brûkt yn de tests, nammentlik 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM.Sûnt Kevlar kin wurde brûkt as woven materiaal, koe de heechste sterkte fan it materiaal brûkt wurde yn in 0-90 oriïntaasje.De samples waarden steapele mei in -45/+45 (kwasi-isotropyske) oriïntaasje dy't mear enerzjy absorbearret by ynfloed dan 0-90 oriïntaasjes op elkoar steapele [33].De samples dy't waarden brûkt yn 'e tests waarden makke yn multiples fan 3 lagen wêrby't elk sample waard lagen yn' e folchoarder fan 90/± 45/90.Doe't twa of trije samples waarden pleatst boppe op elkoar, it waard dien sa dat de lêste laach fan ien stekproef waard pleatst op 45 ° nei de folgjende laach fan de folgjende sample.

De Kevlar-blêden waarden ferdield en snijden yn blêden fan A4-grutte om har ta te rieden om tegearre te ferbinen mei de oanbefellende epoksyhars en hardener.De samples waarden litten om te droegjen.De samples waarden ôfsnien nei't de hars ynsteld wie en oan elkoar bolt en waarden yn posysje pleatst foar de te fieren testen.

Ballistyske tests waarden útfierd mei twa ferskillende soarten ammunysje, nammentlik folsleine metalen jas (FMJ) en jacketed holle punt (JHP) fan it 9 mm Parabellum (P of Para foar koart) kaliber.De metoade brûkt om de samples te testen wurdt folgjende beskreaun:

• 1)

• In fjoerwapen chronograaf waard ynsteld om kûgelsnelheden te mjitten.De chronograaf waard pleatst 2 m fan 'e mûle fan' e fjoerwapens om foar te kommen dat de mûleflamme ûnkrekte lêzingen jaan.

• 2)

• In baseline test waard útfierd om de kûgelsnelheid direkt yn 'e ballistyske gel te bepalen.De kinetyske enerzjyfergeliking
  E=(1/2)mv2

  waard brûkt om de enerzjy en ôfstân fan penetraasje yn 'e ballistyske gel te bepalen.

• 3)

• DeKevlarsamples waarden doe pleatst foar de ballistyske gel en dit waard pleatst 1 m fuort fan de chronograaf.De reden foar de ôfstân fan 1 m is om it slimste senario te replikearjen wêrby't in persoan of objekt op tichtby ôfstân sketten wurdt.

• 4)

• De stekproef waard sketten mei it projektyl ​​dat troch de chronograaf gie om syn begjinsnelheid te bepalen.Hjirnei wurdt it stekproef penetrearre en it projektyl ​​wurdt yn 'e ballistyske gel pleatst.De snelheden fan de tests waarden brûkt om te krijen ingemiddelde snelheidlêzing dy't waard brûkt om de wearden yn stap 2 te aktualisearjen.

• 5)

• De ôfstân fan penetraasje yn 'e ballistyske gel waard mjitten en opnommen.

• 6)

• Stap 2 waard werhelle foar elk type ammunysje brûkt yn 'e tests.Stap 3 oant stap 5 waard werhelle foar elke Kevlar-monster.In test mei spesifike ammunysje waard werhelle as it projektyl ​​net rjochtstreeks binnen de ballistyske gel reizge, of as it it Kevlar-monster penetrearre yn in gebiet dat beskôge waard as net struktureel sûn.

Mei de 3-laach-monsters reizgen de 9 mm Parabellum FMJ-projektilen wat minder yn ferliking mei it gefal sûnder Kevlar.De holle puntprojektilen reizgen fierder yn ferliking mei de no Kevlar-saak.It 9 mm Parabellum-projektyl ​​(nûmer 4) ferfoarme net folle, mar de koperen jas begon it projektyl ​​ôf te rizen.

De testen dy't waarden útfierd mei 6 lagen fan 160 GSM Kevlar oanjûn dat de 9 mm Parabellum holle punt projektilen gongen fierder yn ferliking mei gjin Kevlar penetraasje tests mei projektyl ​​nûmer 4 giet hast deselde ôfstân as dy fan in FMJ projektyl.

Mei de 9 lagen fan 160 GSM Kevlar, lieten de oerienkommende ôfstannen reizge troch de projektilen yn 'e gel sjen dat projektylnûmers 1, 3 en 4 fierder gongen nei't it troch de 9 lagen fan 160 GSM Kevlar gie, yn fergeliking mei de projektilen dy't yn 'e ballistysk sketten binne. gel (gjin Kevlar).

De testen útfierd mei 12 lagen fan 160 GSM Kevlar litte sjen dat alle projektilen in ôfnimmende trend fan penetraasjedjipte sjen litte yn ferliking mei 9 lagen.

As sjoen ynFig. 3, de penetraasje djipten fan 'e projektilen fluktuearje mei djipte as it oantal lagen tanimt, dochs wurdt in fermindering waarnommen fan 9 nei 12 lagen yn alle gefallen.It waard opmurken dat de holle punt projektilen penetrearre de Kevlar lagen en yn it proses waard de holle punt blokkearre mei de Kevlar materiaal.Sadree't dizze holle puntprojektilen de ballistyske gel berikke, prestearje se op deselde manier as in FMJ-projektyl.Troch de hjirboppe neamde reden mei de brûkte Kevlar-monsters, drongen de projektilen fierder yn 'e ballistyske gel yn fergeliking mei de tests útfierd sûnder Kevlar.Allinnich ien kear genôch lagen Kevlar waarden penetrearre om genôch enerzjy op te nimmen, liet it projektyl ​​skaaimerken sjen fan in fermindere penetraasje yn 'e ballistyske gel.Dit karakteristyk waard waarnommen yn 'e oare testen, mei de ferskillende gewichten Kevlar lykas presintearre yn dit papier.

3.4.200 GSMKevlar

De 200 GSM Kevlar-tests waarden útfierd mei samples fan 3, 6, 9, 12 en 15 lagen.Sûnt 200 GSM Kevlar wurdt faak brûkt foar kûgelfrije vesten, waard besletten om tests út te fieren mei 15 lagen.De resultaten fan 'e penetraasje yn' e ballistyske gel wurde werjûn ynFig. 4.

De testen útfierd mei 3-lagen fan 200 GSM Kevlar litte sjen dat de 9 mm Parabellum FMJ-projektilen troch de ballistyske gel giene en de ôfstannen dy't se reizgen yn ferliking mei de gjin Kevlar-saak waarden net fermindere.De 9 mm Parabellum hollepuntprojektilen kamen út as ferwachte, en it 9 mm Parabellum-projektyl ​​nûmer 4 hie de koperen jas yn 'e ballistyske gel pleatst, dochs gie it leadprojektyl ​​troch en stoppe lykas opnommen ynFig. 4.

Mei 6 lagen fan 200 GSM Kevlar waard konstatearre dat de penetraasjeôfstân fan projektyl ​​1 yn 'e ballistyske gel fermindere, wylst projektilen 2, 3 en 4 fierder yn' e ballistyske gel gongen yn ferliking mei it no Kevlar-gefal.

De tests útfierd mei 9 lagen fan 200 GSM Kevlar litte sjen dat projektyl ​​nûmer 2 fierder reizge yn 'e ballistyske gel yn ferliking mei de no Kevlar-saak.It waard waarnommen dat projektilen 3 en 4 hie Kevlar blokkearre yn de holle punt dy't foarkaam dat it út paddestoelen.Projektilen 3 en 4 reizgen fierder yn 'e ballistyske gel nei it penetrearjen fan 9 lagen fan 200 GSM Kevlar yn ferliking mei de no Kevlar-saak.

Mei de testen útfierd mei 12 lagen fan 200 GSM Kevlar, waard konstatearre dat 9 mm Parabellum FMJ-projektilen, nûmer 1 en 2, nei penetrearjen in plattere kop hiene.Projektyl ​​nûmer 4, hoewol net folle paddestoelde mei de holle punt blokkearre mei Kevlar, waard mear yn 'e holle plat.Projektyl ​​nûmer 3 hat net folle paddestoelen, mar d'r wie bewiis dat de tip fan 'e holle misfoarme wie.

De tests útfierd mei 15 lagen fan 200 GSM Kevlar, hienen beide FMJ-projektilen dy't tekens fan paddestoelen oanjoegen.Projectile nûmers 1 en 2 litte in fermindering fan penetraasje djipte yn de ballistyske gel yn ferliking mei de no Kevlar gefal.Yn it hjoeddeiske gefal waarden projektilen 3 en 4 stoppe troch de Kevlar-lagen.

As sjoen ynFig. 4, As de gemiddelden tusken de punten wurde beskôge, liket it oan te jaan dat in lineêre gradient fan ôfnimmende penetraasje yn 'e ballistyske gel foarkomt, ienris in pyk op likernôch 6 lagen fan 200 GSM Kevlar is berikt.De 200 GSM Kevlar toant in bettere prestaasjes yn ferliking mei de 160 GSM Kevlar, lykas ferwachte.By 15 lagen fan 'e 200 GSM Kevlar binne projektilen nûmer 3 en 4 stoppe, mar net projektilen nûmer 1 en 2. Nei de gemiddelde gradient wurdt rûsd dat projektilen nûmer 1 en 2 wurde stoppe mei mooglik 18 en 21 lagen fan 200 GSM Kevlar, respektivelik.

• De 400 GSM Kevlar-tests waarden útfierd mei gebrûk fan samples fan 3, 6, 9 en 12 lagen, lykas oanjûn troch de resultaten werjûn ynFig. 5.

4. Analyse en diskusje fan resultaten

Fig. 6toant de ferliking fan penetraasje djipten fan ferskillende projektilen yn 3 lagen fan 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM Kevlar.As sjoen ynFig. 6, mei de 9 mm Parabellum holle punt projektilen, 3 lagen fan 200 GSM Kevlar stoppe de projektilen yn 'e koartste ôfstân.3 lagen fan 400 GSM en 160 GSM Kevlar stoppe respektivelik projektilen 1 en 2 de measte.

Fig. 7,Fig. 9jouwe oan dat der gjin ferlykbere skaaimerken mei ferskillende projektilen foar twa ferskillende oantallen lagen fan ferlykbere GSM.In foarbyld is 12 lagen fan 200 GSM Kevlar en 6 lagen fan 400 GSM Kevlar.Beide fan dizze samples hawwe in totaal fan 2400 GSM Kevlar elk.By it fergelykjen fan dizze twa ferskillende samples ferminderje se de ôfstân fan 'e projektilen net mei in ferlykber bedrach.Fergelykbere korrelaasjes en konklúzjes kinne wurde waarnommen út 3 lagen fan 400 GSM Kevlar en 6 lagen fan 200 GSM Kevlar.Elk fan dizze gefallen hat 1200 GSM-samples, mar hawwe gjin ferlykbere skaaimerken yn 'e resultaten.

Gemiddelde krommen foar projektilen 1 en 2, werjûn ynFig. 4, jouwe oan dat de projektilen sille stopje mei respektivelik 6 en 7 multiples fan 3 lagen fan 'e 200 GSM Kevlar (ie 18 en 21 lagen fan 200 GSM Kevlar).D'r is in trend dy't sawat ferdûbelje it oantal lagen Kevlar dat nedich is, yn ferliking mei de eigentlike skansearre Kevlar om de projektilen te stopjen.Mei 18 en 21 lagen fan 200 GSM Kevlar sil it resultearje yn 'e projektilen 1 en 2 om te stopjen yn likernôch 9 en 10 lagen fan Kevlar.Dit oantal lagen korrelearret mei it oantal lagen Kevlar dat kommersjeel beskikbere Kevlar-allinich kûgelbestindige vesten befetsje.

Guon items foar jo referinsje:

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

Fideo's foar jo referinsje:

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

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

5. Konklúzjes

Ferlikings fan 160 GSM, 200 GSM en 400 GSMKevlarûnder ballistyske ynfloed binne makke mei de ballistyske testen útfierd mei 9 mm Parabellum-munysje en mei ferskillende oantal Kevlar-lagen.It waard konstatearre dat in pear lagen Kevlar net effektyf binne yn it stopjen fan de projektilen, mar leaver twingt de projektilen om fierder te reizgjen yn de ballistyske gel.Allinich as it oantal lagen ferhege waard, waard de ôfname fan 'e projektylpenetraasje yn' e ballistyske gel waarnommen.De reden foar dizze peak yn penetraasje, benammen mei de holle puntprojektilen, wie te tankjen oan it gat dat mei Kevlar-materiaal opfolle en it makke as in FMJ-projektyl.Fergelykbere gemiddelde negative gradiënten waarden waarnommen tusken de FMJ en holle puntprojektilen, ienris de peak is berikt.

Gearfetting fan de bydragen fan dit papier, kin konkludearre wurde:

• 1)

• De effektiviteit fan ferskate lagen fan 160 GSM, 200 GSM en 400 GSM klassen fan Kevlar lagen mei ballistyske gel waard ûndersocht, en it waard fûn dat 200 GSM Kevlar effektiver wie foar it stopjen fan in 9 mm Parabellum projektyl.

• 2)

• It waard fûn dat der gjin lineêre relaasje tusken twa ferskillende soarten Kevlar mei ferskillende gewichten (lykas 200 GSM en 400 GSM Kevlar), laach op sa'n wize dat se hawwe itselde kombinearre gewicht.

• 3)

• Fjouwer ferskillende soarten fan 9 mm Parabellum ammunysje waarden hifke, en harren penetraasje djipten yn de ballistyske gel waarden identifisearre foar ferskillende lagen fan Kevlar.

• 4)

• It waard beoardiele dat foar in 9 mm Parabellum-munysje, dy't it meast brûkt wurde om 'e wrâld, 21 lagen fan 200 GSM Kevlar as minimaal nedich binne om it projektyl ​​te stopjen.It wurdt suggerearre dat, as feiligens foarsoarch, in ekstra feiligensfaktor opnommen is, om't de penetraasje ek ôfhinklik is fan it projektylprofyl.

Op grûn fan 'e hjirboppe presintearre resultaten foar de skaaimerken fan Kevlar-lagen fan ferskillende gewicht, is de hoop dat dizze skaaimerken kinne wurde brûkt om feilige en effektive kûgelbestindige vesten te ûntwikkeljen en te ûntwerpen.

De algemiene trend dat ferdûbelje it bedrach fan lagen fan Kevlar is nedich yn ferliking mei it eigentlike bedrach fan lagen beskeadige, soe wêze de muoite wurdich om te ferkennen yn fierder ûndersyk mei ferskillende ammunysje.Takomstich ûndersyk soe ek it penetraasje-effekt kinne oanjaan dat projektilen en ammunysje fan lytser kaliber op Kevlar hawwe yn ferliking mei dy fan 9 mm Para-munysje.Op deselde manier sil takomstich ûndersyk yn steat wêze kinne om te identifisearjen hoe't ferskate ammunysje en projektilen 200 GSM Kevlar penetrearje, lykas de Kevlar allinich brûkt yn kûgelfrije vesten.Mei de skaaimerken waarnommen mei de holle punt projektilen dy't penetrearje djipper yn 'e ballistyske gel, neidat de holle punt is blokkearre mei Kevlar, takomst ûndersyk soe tastean te identifisearjen as in ferlykber effekt soe wurde ûnderfûn yn in senario dêr't it projektyl ​​penetrearre klean, foardat penetrating fleis .

Acknowledgements

It ûndersyk is foar in part finansierd troch deNational Research Foundation.De folgjende bedriuwen en partikulieren wurde erkend foar har bystân, begelieding en gebrûk fan har foarsjenningen, yn alfabetyske folchoarder: Borrie Bornman, John Evans, Firearm Competency Assessment and Training Center (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (fjoerwapenhanneler en wapensmid;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 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.It moat opmurken wurde dat de mieningen fan 'e auteurs yn dit papier net needsaaklik de mieningen binne fan' e hjirboppe neamde bedriuwen, organisaasjes en partikulieren.De auteurs krigen gjin finansjele winst foar de útfierde testen.