Teknologi Pertahanan——Studi Eksperimental Kemampuan Anti Peluru Kevlar, Dengan Berat Dan Jumlah Lapisan Berbeda, Dengan Proyektil 9 Mm

2.1.Gel balistik

Gel balistik dibuat dari gelatin tanpa rasa.Kepadatan dan konsistensi gel harus sama dengan yang digunakan oleh Biro Investigasi Federal (FBI).Untuk mencapai konsistensi yang sama, instruksi yang diberikan dalam Ref.[30] diikuti dan telah diuji terhadap standar yang dijelaskan dalam Ref.[31].

8 cangkir (250 ml) bubuk gelatin tanpa rasa (sekitar 1,25 kg) dicampur dengan 8 L air (1 bagian gelatin untuk setiap 4 bagian air) sampai semua bubuk larut.Setelah larutan dituangkan ke dalam wadah (wadah 2 × 5 L digunakan untuk campuran di atas), 5 tetes minyak esensial (minyak esensial daun kayu manis) dituangkan di atas larutan dan diaduk perlahan ke dalamnya.Alasan minyak esensial adalah untuk memungkinkan gelembung dalam larutan menghilang, dan untuk memberikan gel balistik bau yang lebih baik.Solusinya diatur dalam wadah yang ditempatkan di lemari es.Gel balistik siap digunakan 36 jam setelah dibuat kemudian dibungkus dengan plastik pembungkus.Sebuah video yang menunjukkan detail untuk membuat gel balistik tersedia darihttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Kepadatan gel balistik dihitung sebagai 996 km/m3(99,6% dari kepadatan air).Kepadatan rata-rata darah manusia, lemak dan otot [32], yang merupakan konsistensi daging manusia, adalah 1004 kg/m3.Perbedaan 0,8% dalam kepadatan dianggap dapat diterima untuk gel balistik untuk meniru daging tubuh manusia.

2.2.Kevlar sampel

Tiga bobot kain Kevlar digunakan dalam pengujian, yaitu 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM.Karena Kevlar dapat digunakan sebagai bahan tenun, kekuatan bahan tertinggi dapat digunakan dalam orientasi 0-90.Sampel ditumpuk dengan orientasi 45/+45 (quasi-isotropik) yang menyerap lebih banyak energi saat tumbukan daripada orientasi 0–90 yang ditumpuk satu sama lain [33].Sampel yang digunakan dalam pengujian dibuat dalam kelipatan 3 lapis dimana masing-masing sampel dilapis dengan urutan 90/±45/90.Ketika dua atau tiga sampel ditempatkan di atas satu sama lain, itu dilakukan sedemikian rupa sehingga lapisan terakhir dari satu sampel ditempatkan pada 45 ° ke lapisan berikutnya dari sampel berikutnya.

Lembaran Kevlar dibagi dan dipotong menjadi lembaran ukuran A4 untuk mempersiapkannya untuk diikat bersama menggunakan resin epoksi dan pengeras yang direkomendasikan.Sampel dibiarkan kering.Sampel dipotong setelah resin dipasang dan dibaut satu sama lain dan ditempatkan pada posisinya untuk pengujian yang akan dilakukan.

Uji balistik dilakukan dengan menggunakan dua jenis amunisi yang berbeda, yaitu full metal jacket (FMJ) dan jacketed hollow point (JHP) kaliber 9 mm Parabellum (P atau Para).Metode yang digunakan untuk menguji sampel dijelaskan selanjutnya:

• 1)

• Sebuah kronograf senjata api dipasang untuk mengukur kecepatan peluru.Kronograf ditempatkan 2 m dari moncong senjata api untuk mencegah nyala moncong memberikan pembacaan yang tidak akurat.

• 2)

• Sebuah tes dasar dilakukan untuk menentukan kecepatan peluru langsung ke gel balistik.persamaan energi kinetik
  E=(1/2)mv2

  digunakan untuk menentukan energi dan jarak penetrasi ke dalam gel balistik.

• 3)

• ItuKevlarsampel kemudian ditempatkan di depan gel balistik dan ini ditempatkan 1 m dari kronograf.Alasan jarak 1 m adalah untuk meniru skenario terburuk di mana seseorang atau objek ditembak dari jarak dekat.

• 4)

• Sampel ditembak dengan proyektil melalui kronograf untuk menentukan kecepatan awalnya.Setelah ini, sampel ditembus dan proyektil dimasukkan ke dalam gel balistik.Kecepatan pengujian digunakan untuk mendapatkankecepatan rata-ratamembaca yang digunakan untuk memperbarui nilai pada langkah 2.

• 5)

• Jarak penetrasi ke dalam gel balistik diukur dan dicatat.

• 6)

• Langkah 2 diulangi untuk setiap jenis amunisi yang digunakan dalam pengujian.Langkah 3 hingga langkah 5 diulang untuk setiap sampel Kevlar.Sebuah tes dengan amunisi spesifik diulang jika proyektil tidak berjalan lurus di dalam gel balistik, atau jika menembus sampel Kevlar di area yang dianggap tidak sehat secara struktural.

Dengan sampel 3 lapisan, proyektil FMJ Parabellum 9 mm bergerak sedikit lebih sedikit dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.Proyektil titik berongga berjalan lebih jauh dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.Proyektil Parabellum 9 mm (nomor 4) tidak banyak berubah bentuk, tetapi jaket kuningan mulai merobek proyektil.

Pengujian yang dilakukan dengan 6 lapisan 160 GSM Kevlar menunjukkan bahwa proyektil titik berongga Parabellum 9 mm berjalan lebih jauh dibandingkan tanpa uji penetrasi Kevlar dengan proyektil nomor 4 yang menempuh jarak yang hampir sama dengan proyektil FMJ.

Dengan 9 lapisan 160 GSM Kevlar, jarak yang sesuai yang ditempuh oleh proyektil dalam gel menunjukkan bahwa nomor proyektil 1, 3 dan 4 melangkah lebih jauh setelah melewati 9 lapisan 160 GSM Kevlar, dibandingkan dengan proyektil yang ditembakkan ke balistik. gel (tanpa Kevlar).

Pengujian yang dilakukan dengan 12 lapisan 160 GSM Kevlar menunjukkan bahwa semua proyektil menunjukkan tren penurunan kedalaman penetrasi dibandingkan dengan 9 lapisan.

Seperti yang Terlihat DiGambar 3, kedalaman penetrasi proyektil berfluktuasi dengan kedalaman karena jumlah lapisan meningkat, namun penurunan diamati dari 9 menjadi 12 lapisan dalam semua kasus.Diamati bahwa proyektil titik berongga menembus lapisan Kevlar dan dalam prosesnya titik berongga diblokir dengan bahan Kevlar.Setelah proyektil titik berongga ini mencapai gel balistik, mereka bekerja dengan cara yang sama seperti proyektil FMJ.Karena alasan yang disebutkan di atas dengan sampel Kevlar yang digunakan, proyektil menembus lebih jauh ke dalam gel balistik dibandingkan dengan tes yang dilakukan tanpa Kevlar.Hanya sekali lapisan Kevlar yang cukup ditembus untuk menyerap energi yang cukup, proyektil menunjukkan karakteristik penurunan penetrasi ke dalam gel balistik.Karakteristik ini diamati pada pengujian lainnya, dengan bobot Kevlar yang berbeda seperti yang disajikan dalam makalah ini.

3.4.200 GSMKevlar

Pengujian 200 GSM Kevlar dilakukan dengan sampel 3, 6, 9, 12 dan 15 lapisan.Karena 200 GSM Kevlar umumnya digunakan untuk rompi anti peluru, diputuskan untuk melakukan tes dengan 15 lapisan.Hasil penetrasi ke dalam gel balistik ditunjukkan pada:Gambar 4.

Pengujian yang dilakukan dengan 3 lapisan 200 GSM Kevlar menunjukkan bahwa proyektil Parabellum FMJ 9 mm melewati gel balistik dan jarak yang mereka tempuh dibandingkan dengan casing tanpa Kevlar tidak berkurang.Proyektil titik berongga Parabellum 9 mm menjamur seperti yang diharapkan, dan proyektil Parabellum 9 mm nomor 4 memiliki jaket kuningan yang dimasukkan ke dalam gel balistik, namun proyektil timah terus dan berhenti seperti yang tercatat diGambar 4.

Dengan 6 lapisan 200 GSM Kevlar, diamati bahwa jarak penetrasi proyektil 1 ke dalam gel balistik menurun sementara proyektil 2, 3 dan 4 masuk lebih jauh ke dalam gel balistik dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.

Tes yang dilakukan dengan 9 lapisan 200 GSM Kevlar menunjukkan bahwa proyektil nomor 2 bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.Diamati bahwa proyektil 3 dan 4 memiliki Kevlar diblokir di titik berongga yang mencegahnya menjamur.Proyektil 3 dan 4 bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik setelah menembus 9 lapisan 200 GSM Kevlar dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.

Dengan pengujian yang dilakukan dengan 12 lapisan 200 GSM Kevlar, diamati bahwa proyektil FMJ Parabellum 9 mm, nomor 1 dan 2, memiliki kepala yang lebih datar setelah menembus.Peluru nomor 4, meski tidak banyak menjamur dengan titik berongga yang diblokir dengan Kevlar, lebih rata di bagian kepala.Proyektil nomor 3 tidak banyak menjamur, tetapi ada bukti ujung kepala berubah bentuk.

Tes yang dilakukan dengan 15 lapisan 200 GSM Kevlar, memiliki kedua proyektil FMJ yang menunjukkan tanda-tanda menjamur.Nomor proyektil 1 dan 2 menunjukkan penurunan kedalaman penetrasi ke dalam gel balistik dibandingkan dengan kasus tanpa Kevlar.Dalam kasus ini, proyektil 3 dan 4 dihentikan oleh lapisan Kevlar.

Seperti yang Terlihat DiGambar 4, ketika rata-rata antara titik dipertimbangkan, tampaknya menunjukkan gradien linier dari penurunan penetrasi ke dalam gel balistik terjadi, setelah puncak pada sekitar 6 lapisan 200 GSM Kevlar telah tercapai.200 GSM Kevlar menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan 160 GSM Kevlar, seperti yang diharapkan.Pada 15 lapisan 200 GSM Kevlar, proyektil nomor 3 dan 4 telah dihentikan, tetapi tidak proyektil nomor 1 dan 2. Mengikuti gradien rata-rata, diperkirakan proyektil nomor 1 dan 2 akan dihentikan menggunakan kemungkinan 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar, masing-masing.

• Pengujian 400 GSM Kevlar dilakukan dengan menggunakan sampel 3, 6, 9 dan 12 lapisan, seperti yang ditunjukkan oleh hasil yang ditunjukkan padaGambar 5.

4. Analisis dan pembahasan hasil

Gambar 6menunjukkan perbandingan kedalaman penetrasi proyektil yang berbeda menjadi 3 lapisan 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM Kevlar.Seperti yang Terlihat DiGambar 6, dengan proyektil titik berongga Parabellum 9 mm, 3 lapisan 200 GSM Kevlar menghentikan proyektil dalam jarak terpendek.3 lapisan 400 GSM dan 160 GSM Kevlar menghentikan proyektil 1 dan 2 paling banyak, masing-masing.

Gambar 7,Gambar 9menunjukkan bahwa tidak ada karakteristik yang sama dengan proyektil yang berbeda untuk dua jumlah lapisan GSM yang sama.Contohnya adalah 12 lapisan 200 GSM Kevlar dan 6 lapisan 400 GSM Kevlar.Kedua sampel ini masing-masing memiliki total 2400 GSM Kevlar.Saat membandingkan dua sampel yang berbeda ini, mereka tidak mengurangi jarak proyektil dengan jumlah yang sama.Korelasi dan kesimpulan serupa dapat diamati dari 3 lapisan 400 GSM Kevlar dan 6 lapisan 200 GSM Kevlar.Masing-masing kasus memiliki 1200 sampel GSM, tetapi tidak memiliki karakteristik yang sama dalam hasil.

Kurva rata-rata untuk proyektil 1 dan 2, ditunjukkan padaGambar 4, menunjukkan bahwa proyektil akan berhenti dengan kelipatan 6 dan 7 masing-masing dari 3 lapisan 200 GSM Kevlar (yaitu 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar).Ada kecenderungan bahwa kira-kira dua kali lipat jumlah lapisan Kevlar yang dibutuhkan, dibandingkan dengan Kevlar yang sebenarnya rusak untuk menghentikan proyektil.Dengan 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar, akan mengakibatkan proyektil 1 dan 2 berhenti di sekitar 9 dan 10 lapisan Kevlar.Jumlah lapisan ini berkorelasi dengan jumlah lapisan Kevlar yang terdapat di rompi anti peluru khusus Kevlar yang tersedia secara komersial.

Beberapa item untuk referensi Anda:

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

Video untuk referensi Anda:

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

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

5. Kesimpulan

Perbandingan 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSMKevlardi bawah dampak balistik telah dilakukan dengan tes balistik yang dilakukan dengan amunisi Parabellum 9 mm dan dengan jumlah lapisan Kevlar yang berbeda.Diamati bahwa beberapa lapisan Kevlar tidak efektif dalam menghentikan proyektil, melainkan memaksa proyektil untuk bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik.Hanya setelah jumlah lapisan meningkat, penurunan penetrasi proyektil ke dalam gel balistik diamati.Alasan puncak penetrasi ini, terutama dengan proyektil titik berongga, adalah karena lubang diisi dengan bahan Kevlar dan membuatnya berfungsi sebagai proyektil FMJ.Gradien negatif rata-rata serupa diamati antara FMJ dan proyektil titik berongga, setelah puncak tercapai.

Meringkas kontribusi dari makalah ini, dapat disimpulkan:

• 1)

• Efektivitas lapisan yang berbeda dari 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM kelas Kevlar berlapis dengan gel balistik diselidiki, dan ditemukan bahwa 200 GSM Kevlar lebih efektif untuk menghentikan proyektil Parabellum 9 mm.

• 2)

• Ditemukan bahwa tidak ada hubungan linier antara dua jenis Kevlar yang berbeda dengan bobot yang berbeda (seperti 200 GSM dan 400 GSM Kevlar), berlapis sedemikian rupa sehingga memiliki bobot gabungan yang sama.

• 3)

• Empat jenis amunisi Parabellum 9 mm yang berbeda diuji, dan kedalaman penetrasinya ke dalam gel balistik diidentifikasi untuk lapisan Kevlar yang berbeda.

• 4)

• Dinilai bahwa untuk amunisi Parabellum 9 mm, yang paling umum digunakan di seluruh dunia, diperlukan minimal 21 lapis 200 GSM Kevlar untuk menghentikan proyektil.Disarankan bahwa, sebagai tindakan pencegahan keamanan, faktor keamanan tambahan disertakan karena penetrasi juga bergantung pada profil proyektil.

Berdasarkan hasil yang disajikan di atas untuk karakteristik lapisan Kevlar dengan berat yang berbeda, diharapkan karakteristik ini dapat digunakan untuk mengembangkan dan merancang rompi anti peluru yang aman dan efektif.

Kecenderungan umum bahwa dua kali lipat jumlah lapisan Kevlar yang dibutuhkan dibandingkan dengan jumlah sebenarnya dari lapisan yang rusak, akan bermanfaat untuk dieksplorasi dalam penelitian lebih lanjut dengan amunisi yang berbeda.Penelitian di masa depan juga dapat menunjukkan efek penetrasi yang dimiliki proyektil dan amunisi kaliber lebih kecil terhadap Kevlar dibandingkan dengan amunisi Para 9 mm.Demikian pula, penelitian di masa depan akan dapat mengidentifikasi bagaimana amunisi dan proyektil yang berbeda menembus 200 GSM Kevlar seperti Kevlar yang hanya digunakan dalam rompi anti peluru.Dengan karakteristik yang diamati dengan proyektil titik berongga menembus lebih dalam ke dalam gel balistik, setelah titik berongga diblokir dengan Kevlar, penelitian masa depan akan memungkinkan untuk mengidentifikasi apakah efek serupa akan dialami dalam skenario di mana proyektil menembus pakaian, sebelum menembus daging .

Ucapan Terima Kasih

Penelitian ini sebagian didanai olehYayasan Riset Nasional.Perusahaan dan individu berikut ini diakui atas bantuan, bimbingan, dan penggunaan fasilitas mereka, dalam urutan abjad: Borrie Bornman, John Evans, Pusat Penilaian dan Pelatihan Kompetensi Senjata Api (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Dealer Senjata Api dan Tukang Senjata;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), Peternakan Lembah Sungai & Cagar Alam (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David dan Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;https://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Operasi Langit Selatan (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis dan Leonie Stopforth.Perlu dicatat bahwa pendapat penulis dalam makalah ini belum tentu merupakan pendapat perusahaan, organisasi, dan individu yang disebutkan di atas.Para penulis tidak menerima keuntungan finansial untuk tes yang dilakukan.