Varnartækni——Tilraunarannsókn á skotheldni kevlar, mismunandi þyngd og fjölda laga, með 9 mm skotum

2.1.Ballistic hlaup

Ballistic hlaupið var búið til úr óbragðbættu gelatíni.Þéttleiki og samkvæmni hlaupsins verður að vera sú sama og notuð af alríkislögreglunni (FBI).Til að ná sömu samkvæmni skulu leiðbeiningar gefnar í skv.[30] var fylgt eftir og það hefur verið prófað gegn þeim stöðlum sem lýst er í tilv.[31].

8 bollar (250 ml) af óbragðbættu gelatíndufti (u.þ.b. 1,25 kg) er blandað saman við 8 L af vatni (1 hluti gelatíns fyrir hverja 4 hluta af vatni) þar til allt duftið er uppleyst.Eftir að lausninni var hellt í ílátin (2 × 5 L ílát voru notuð fyrir ofangreinda blöndu), var 5 dropum af ilmkjarnaolíu (kanilblaða ilmkjarnaolíu) hellt yfir lausnina og hrært varlega í hana.Ástæðan fyrir ilmkjarnaolíunni er að leyfa loftbólum í lausninni að losna og gefa ballistic gelinu betri lykt.Lausnin er sett í ílátin sem sett eru í ísskáp.Ballistic hlaupið var tilbúið til notkunar 36 klst. eftir að það var búið til og síðan var því pakkað inn í sellófan umbúðir.Myndband sem sýnir smáatriðin til að búa til ballistic hlaupið er fáanlegt fráhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Þéttleiki kúluhlaupsins var reiknaður sem 996 km/m3(99,6% af vatnsþéttleika).Meðalþéttleiki mannsblóðs, fitu og vöðva [32], sem er samkvæmni mannsholdsins, er 1004 kg/m3.0,8% munur á þéttleika er talinn ásættanlegt fyrir kúluhlaupið til að endurtaka hold mannslíkamans.

2.2.Kevlar sýnishorn

Þrjár þyngdir af Kevlar efni voru notaðar í prófunum, nefnilega 160 GSM, 200 GSM og 400 GSM.Þar sem Kevlar er hægt að nota sem ofið efni, væri hægt að nýta hæsta styrk efnisins í 0–90 stefnu.Sýnunum var staflað með -45/+45 (kvasi-ísótrópískum) stefnu sem gleypir meiri orku við högg en 0–90 stefnur staflað á hvert annað [33].Sýnin sem notuð voru í prófunum voru gerð í margfeldi af 3 lögum þar sem hvert sýni var lagskipt í röðinni 90/±45/90.Þegar tvö eða þrjú sýni voru sett ofan á hvort annað var það gert þannig að síðasta lagið af einu sýni var sett í 45° á næsta lag af næsta sýni.

Kevlar blöðunum var skipt og skorin í A4 stærð blöð til að undirbúa þau til að bindast saman með því að nota ráðlagðan epoxý plastefni og herðari.Sýnin voru látin þorna.Sýnin voru skorin eftir að plastefnið hafði stífnað og boltað við hvert annað og komið fyrir á réttum stað fyrir prófanirnar.

Kúluprófanir voru gerðar með því að nota tvær mismunandi tegundir skotfæra, þ.e. fullmálmjakka (FMJ) og holur með jakka (JHP) af 9 mm Parabellum (P eða Para í stuttu máli) kaliber.Aðferðinni sem notuð var til að prófa sýnin er lýst hér á eftir:

• 1)

• Settur var upp skotvopnatímariti til að mæla skothraða.Tímamælirinn var settur 2 m frá trýni skotvopnanna til að koma í veg fyrir að trýniloginn gæfi ónákvæma mælingu.

• 2)

• Gerð var grunnlínupróf til að ákvarða kúluhraðann beint í kúluhlaupið.Hreyfiorkujafnan
  E=(1/2)mv2

  var notað til að ákvarða orkuna og fjarlægðina sem kemst inn í kúluhlaupið.

• 3)

• TheKevlarsýni voru síðan sett fyrir framan kúluhlaupið og það sett í 1 m fjarlægð frá tímaritinu.Ástæðan fyrir fjarlægðinni 1 m er að endurtaka versta atburðarás þar sem maður eða hlutur er skotinn í stuttri fjarlægð.

• 4)

• Sýnið var skotið með skotflauginni sem fór í gegnum tímaritann til að ákvarða upphafshraða þess.Eftir þetta er farið í gegnum sýnishornið og skothylkið fest í kúluhlaupið.Hraði prófanna var notaður til að fá anmeðalhraðilestur sem var notaður til að uppfæra gildin í skrefi 2.

• 5)

• Fjarlægðin sem kemst inn í kúluhlaupið var mæld og skráð.

• 6)

• Skref 2 var endurtekið fyrir hverja tegund skotfæra sem notuð var í prófunum.Skref 3 til skref 5 var endurtekið fyrir hvert Kevlar sýni.Próf með sérstökum skotfærum var endurtekin ef skotið fór ekki beint inn í kúluhlaupið, eða ef það komst í gegnum Kevlar sýnishornið á svæði sem var talið ekki vera traust.

Með 3 laga sýnunum ferðuðust 9 mm Parabellum FMJ skotfærin aðeins minna í samanburði við tilfellið án Kevlar.Holupunktskotskotin fóru lengra samanborið við ekkert Kevlar-málið.9 mm Parabellum skotið (númer 4) afmyndaðist ekki mikið, en koparjakkinn byrjaði að rífa skotið af.

Prófanirnar sem gerðar voru með 6 lögum af 160 GSM Kevlar gáfu til kynna að 9 mm Parabellum holpunktsskotskotin gengu lengra samanborið við engar Kevlar gegnumbrotsprófanir þar sem skot númer 4 fór næstum sömu vegalengd og FMJ skot.

Með 9 lögum af 160 GSM Kevlar sýndu samsvarandi vegalengdir sem skotin í hlaupinu fóru að skothylki númer 1, 3 og 4 fóru lengra eftir að það fór í gegnum 9 lög af 160 GSM Kevlar, samanborið við skotfærin sem skotin voru inn í ballistic. hlaup (ekkert Kevlar).

Prófanir sem gerðar voru með 12 lögum af 160 GSM Kevlar sýna að öll skotfæri sýna minnkandi tilhneigingu til dýptar skarpskyggni samanborið við 9 lög.

Eins og sést íMynd 3, dýpt skotanna sveiflast með dýpi eftir því sem lagafjöldinn eykst, samt sést fækkun úr 9 í 12 lög í öllum tilfellum.Í ljós kom að holpunktsskotin fóru í gegnum Kevlar lögin og í því ferli var holpunkturinn lokaður með Kevlar efninu.Þegar þessar holu punktskotflaugar hafa náð kjölfestuhlaupinu, virka þær á sama hátt og FMJ skotfæri.Vegna ofangreindrar ástæðu með Kevlar sýnunum sem notuð voru, fóru skotfærin lengra inn í ballistic hlaupið samanborið við prófanirnar sem gerðar voru án Kevlar.Einungis þegar búið var að komast í gegnum nægilega mikið af Kevlar-lögum til að gleypa nægilega orku sýndi skothylkið einkenni minnkaðs gegnumbrots í kúluhlaupið.Þessi eiginleiki kom fram í hinum prófunum, með mismunandi þyngd Kevlar eins og fram kemur í þessari grein.

3.4.200 GSMKevlar

200 GSM Kevlar prófin voru gerðar með sýnum af 3, 6, 9, 12 og 15 lögum.Þar sem 200 GSM Kevlar er almennt notað fyrir skotheld vesti var ákveðið að framkvæma prófanir með 15 lögum.Niðurstöður ígengni í kúluhlaupið eru sýndar íMynd 4.

Prófanir sem gerðar voru með 3 lögum af 200 GSM Kevlar sýna að 9 mm Parabellum FMJ skotfærin fóru í gegnum kúluhlaupið og vegalengdirnar sem þær fóru í samanburði við ekkert Kevlar tilvikið minnkaði ekki.9 mm Parabellum holpunktsskotin sveppuðu út eins og búist var við og 9 mm Parabellum skothylkið númer 4 hafði koparjakkann fest í kúluhlaupið, en samt hélt blýskotið áfram og stöðvaðist eins og skráð er íMynd 4.

Með 6 lögum af 200 GSM Kevlar kom í ljós að skotfjarlægð skots 1 í kúluhlaupið minnkaði á meðan skot 2, 3 og 4 fóru lengra inn í kúluhlaupið í samanburði við ekkert Kevlar tilvikið.

Prófanir sem gerðar voru með 9 lögum af 200 GSM Kevlar sýna að skothylki númer 2 fór lengra inn í ballistic hlaupið samanborið við no Kevlar tilfellið.Það kom í ljós að skotfæri 3 og 4 höfðu Kevlar stíflað í holpunktinum sem kom í veg fyrir að það myndi sveppa.Skot 3 og 4 fóru lengra inn í kúluhlaupið eftir að hafa farið í gegnum 9 lög af 200 GSM Kevlar í samanburði við No Kevlar tilfellið.

Með prófunum sem gerðar voru með 12 lögum af 200 GSM Kevlar, kom í ljós að 9 mm Parabellum FMJ skothylki, númer 1 og 2, höfðu flatara höfuð eftir að hafa farið í gegn.Skot númer 4, þrátt fyrir að það hafi ekki verið mikið sveppt með holur oddinum læstur með Kevlar, var flatari í hausnum.Skot númer 3 sveppir ekki mikið en vísbendingar voru um að oddurinn á höfðinu væri afmyndaður.

Prófanir sem gerðar voru með 15 lögum af 200 GSM Kevlar, höfðu bæði FMJ skotfærin sem bentu til merki um sveppamyndun.Skot númer 1 og 2 sýna minnkun á dýpt inn í kúluhlaupið samanborið við No Kevlar tilfellið.Í þessu tilviki voru skot 3 og 4 stöðvuð af Kevlar lögum.

Eins og sést íMynd 4, þegar meðaltöl milli punktanna eru skoðuð, virðist það benda til þess að línulegur halli á minnkandi skarpskyggni í kúluhlaupið eigi sér stað, þegar hámarki hefur verið náð í um það bil 6 lögum af 200 GSM Kevlar.200 GSM Kevlar er að sýna betri frammistöðu í samanburði við 160 GSM Kevlar, eins og búist var við.Í 15 lögum af 200 GSM Kevlar hafa skotfæri númer 3 og 4 verið stöðvuð en ekki skot númer 1 og 2. Eftir meðalhalla er áætlað að skot númer 1 og 2 verði stöðvuð með því að nota hugsanlega 18 og 21 lag af 200 GSM Kevlar, í sömu röð.

• 400 GSM Kevlar prófanirnar voru gerðar með því að nota sýni úr 3, 6, 9 og 12 lögum, eins og niðurstöðurnar sýndar íMynd 5.

4. Greining og umfjöllun um niðurstöður

Mynd 6sýnir samanburð á skarpskyggni mismunandi skothylkja í 3 lög af 160 GSM, 200 GSM og 400 GSM Kevlar.Eins og sést íMynd 6, með 9 mm Parabellum holpunktsskotum, stöðvuðu 3 lög af 200 GSM Kevlar skotunum í stystu fjarlægð.3 lög af 400 GSM og 160 GSM Kevlar stöðvuðu skot 1 og 2 mest, í sömu röð.

Mynd 7,Mynd 9gefa til kynna að það séu engir svipaðir eiginleikar með mismunandi skotfæri fyrir tvö mismunandi fjölda laga af svipuðum GSM.Dæmi er 12 lög af 200 GSM Kevlar og 6 lög af 400 GSM Kevlar.Bæði þessi sýni eru með samtals 2400 GSM Kevlar hvor.Þegar þessi tvö mismunandi sýni eru borin saman minnka þau ekki fjarlægð skotanna um svipað magn.Svipaðar fylgnir og ályktanir má sjá úr 3 lögum af 400 GSM Kevlar og 6 lögum af 200 GSM Kevlar.Hvert þessara tilvika hefur 1200 GSM sýni, en hafa ekki svipaða eiginleika í niðurstöðum.

Meðalferlar fyrir skot 1 og 2, sýnd íMynd 4, gefa til kynna að skotfærin myndu stoppa með 6 og 7 margfeldi af 3 lögum af 200 GSM Kevlar, í sömu röð (þ.e. 18 og 21 lag af 200 GSM Kevlar).Það er þróun að um það bil tvöfalda fjölda laga af Kevlar sem þarf, í samanburði við raunverulega skemmd Kevlar til að stöðva skotfærin.Með 18 og 21 lag af 200 GSM Kevlar mun það leiða til þess að skot 1 og 2 stöðvast í um það bil 9 og 10 lögum af Kevlar.Þessi fjöldi laga er í samræmi við fjölda laga af Kevlar sem Kevlar-einungis skotheld vesti sem fást í verslun innihalda.

Sum atriði til viðmiðunar:

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

Myndbönd til viðmiðunar:

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

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

5. Ályktanir

Samanburður á 160 GSM, 200 GSM og 400 GSMKevlarundir kúluhögg hafa verið gerðar með kúluprófunum sem gerðar voru með 9 mm Parabellum skotfærum og með mismunandi fjölda Kevlarlaga.Það kom í ljós að nokkur lög af Kevlar eru ekki áhrifarík til að stöðva skotfærin, heldur þvinga skotfærin til að ferðast lengra inn í kúluhlaupið.Aðeins eftir að lagafjöldinn hefur verið fjölgaður sást minnkun á skotsprengjum inn í kúluhlaupið.Ástæðan fyrir þessum hámarki í skarpskyggni, sérstaklega með holpunktskotskotunum, var vegna þess að gatið fylltist af Kevlar efni og gerði það að verkum að það virkar sem FMJ skot.Svipaðir meðaltals neikvæðir hallar komu fram milli FMJ og holpunktskotvarpanna, þegar hámarki hefur verið náð.

Með því að draga saman framlag þessarar greinar má álykta:

• 1)

• Könnuð var virkni mismunandi laga af 160 GSM, 200 GSM og 400 GSM gæða Kevlar sem eru lagskipt með kúluhlaupi og kom í ljós að 200 GSM Kevlar var skilvirkara til að stöðva 9 mm Parabellum skot.

• 2)

• Í ljós kom að ekkert línulegt samband er á milli tveggja mismunandi tegunda af Kevlar með mismunandi þyngd (eins og 200 GSM og 400 GSM Kevlar), lagskipt á þann hátt að þeir hafa sama samanlagða þyngd.

• 3)

• Prófaðar voru fjórar mismunandi gerðir af 9 mm Parabellum skotfærum og greind var ídýpt þeirra inn í kúluhlaupið fyrir mismunandi kevlarlög.

• 4)

• Það var metið að fyrir 9 mm Parabellum skotfæri, sem eru oftast notuð um allan heim, þurfi að lágmarki 21 lag af 200 GSM Kevlar til að stöðva skotið.Lagt er til að til öryggis sé viðbótaröryggisþáttur innifalinn þar sem skarpskyggni er einnig háð skotsniði.

Byggt á niðurstöðunum sem kynntar eru hér að ofan fyrir eiginleika kevlarlaga af mismunandi þyngd, er vonast til að hægt sé að nota þessa eiginleika til að þróa og hanna örugg og áhrifarík skotheld vesti.

Sú almenna þróun að tvöfalt magn af Kevlar-lögum sé nauðsynlegt samanborið við raunverulegt magn laganna sem eru skemmd, væri þess virði að kanna í frekari rannsóknum með mismunandi skotfæri.Framtíðarrannsóknir gætu einnig gefið til kynna skarpskyggniáhrif sem smærri skotfæri og skotfæri hafa á Kevlar í samanburði við 9 mm Para skotfæri.Á sama hátt munu framtíðarrannsóknir geta greint hvernig mismunandi skotfæri og skotfæri komast í gegnum 200 GSM Kevlar eins og Kevlar sem eingöngu eru notaðir í skotheld vesti.Með þeim eiginleikum sem sjást þegar holpunktsskotskotin fara dýpra inn í kúluhlaupið, eftir að holpunkturinn er lokaður með Kevlar, myndi framtíðarrannsóknir gera kleift að bera kennsl á hvort svipuð áhrif myndu koma fram í atburðarás þar sem skotfærin rata í fatnað, áður en hann kemst í gegnum hold. .

Viðurkenningar

Rannsóknin hefur verið fjármögnuð að hluta afRannsóknastofnun ríkisins.Eftirfarandi fyrirtæki og einstaklingar fá viðurkenningu fyrir aðstoð sína, leiðbeiningar og notkun á aðstöðu sinni, í stafrófsröð: Borrie Bornman, John Evans, mats- og þjálfunarmiðstöð skotvopna (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (skotvopnasali og byssusmiður;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 og 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 og Leonie Stopforth.Tekið skal fram að skoðanir höfunda í þessari grein eru ekki endilega skoðanir fyrirtækja, samtaka og einstaklinga sem nefnd eru hér að ofan.Höfundar fengu engan fjárhagslegan ávinning fyrir prófin sem gerðar voru.