თავდაცვის ტექნოლოგია--კევლარის ტყვიაგაუმტარი შესაძლებლობების ექსპერიმენტული შესწავლა, სხვადასხვა წონისა და ფენების რაოდენობა, 9 მმ ჭურვებით

2.1.ბალისტიკური გელი

ბალისტიკური გელი დამზადდა უგემოვნო ჟელატინისაგან.გელის სიმკვრივე და კონსისტენცია უნდა იყოს იგივე, რაც გამოიყენებოდა გამოძიების ფედერალური ბიუროს (FBI).იგივე თანმიმდევრულობის მისაღწევად, მითითებები მოცემულია Ref.[30] იყო დაცული და ის გამოცდილია სტანდარტების წინააღმდეგ, რომელიც აღწერილია Ref.[31].

8 ჭიქა (250 მლ) უგემოვნო ჟელატინის ფხვნილი (დაახლოებით 1,25 კგ) ურევენ 8 ლ წყალს (1 წილი ჟელატინი ყოველ 4 წილ წყალზე) სანამ მთელი ფხვნილი არ დაიშლება.მას შემდეგ, რაც ხსნარი ჩაასხით კონტეინერებში (ზემოხსენებული ნარევისთვის გამოიყენებოდა 2 × 5 ლ კონტეინერები), 5 წვეთი ეთერზეთი (დარიჩინის ფოთლის ეთერზეთი) დაასხით ხსნარზე და ნაზად შეურიეთ მასში.ეთერზეთის მიზეზი ის არის, რომ ხსნარში ბუშტები გაიფანტოს და ბალისტიკურ გელს გაუმჯობესებული სუნი მისცეს.ხსნარი იდება მაცივარში მოთავსებულ კონტეინერებში.ბალისტიკური გელი მზად იყო გამოსაყენებლად დამზადებიდან 36 საათის შემდეგ და შემდეგ შეფუთეს ცელოფნის შესაფუთად.ვიდეო, სადაც ნაჩვენებია ბალისტიკური გელის დამზადების დეტალები, ხელმისაწვდომიაhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

ბალისტიკური გელის სიმკვრივე გამოითვალა 996 კმ/მ3(წყლის სიმკვრივის 99,6%).ადამიანის სისხლის, ცხიმისა და კუნთების საშუალო სიმკვრივე [32], რაც ადამიანის ხორცის კონსისტენციაა, არის 1004 კგ/მ3.სიმკვრივეში 0.8%-იანი სხვაობა მიჩნეულია დასაშვებად ბალისტიკური გელისთვის ადამიანის სხეულის ხორცის გასამრავლებლად.

2.2.კევლარი ნიმუშები

ტესტებში გამოყენებული იქნა კევლარის ქსოვილის სამი წონა, კერძოდ, 160 GSM, 200 GSM და 400 GSM.ვინაიდან კევლარი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნაქსოვი მასალა, მასალის უმაღლესი სიმტკიცე შეიძლება გამოყენებულ იქნას 0-90 ორიენტაციაში.ნიმუშები დაწყობილი იყო −45/+45 (კვაზი-იზოტროპული) ორიენტირებით, რომელიც შთანთქავს უფრო მეტ ენერგიას დარტყმისას, ვიდრე ერთმანეთზე დაწყობილი 0-90 ორიენტაცია [33].ნიმუშები, რომლებიც გამოიყენეს ტესტებში, დამზადდა 3 ფენის ნამრავლებად, სადაც თითოეული ნიმუში იყო ფენიანი 90/±45/90 რიგით.როდესაც ორი ან სამი ნიმუში ერთმანეთზე იყო მოთავსებული, ეს კეთდებოდა ისე, რომ ერთი ნიმუშის ბოლო ფენა მოთავსებული იყო 45°-ზე შემდეგი ნიმუშის შემდეგი ფენის მიმართ.

კევლარის ფურცლები იყოფა და დაჭრეს A4 ზომის ფურცლებზე, რათა მომზადებულიყვნენ ერთმანეთთან დასაკავშირებლად რეკომენდებული ეპოქსიდური ფისისა და გამაგრების გამოყენებით.ნიმუშები დარჩა გასაშრობად.ნიმუშები მოჭრილი იქნა მას შემდეგ, რაც ფისი დამაგრდა და ერთმანეთს მიამაგრეს და ჩასვეს იმ მდგომარეობაში, რომ ჩატარდეს ტესტები.

ბალისტიკური ტესტები ჩატარდა ორი სხვადასხვა სახის საბრძოლო მასალის გამოყენებით, კერძოდ, სრული მეტალის ქურთუკი (FMJ) და ქურთუკი ღრუ წერტილი (JHP) 9 მმ Parabellum (P ან მოკლედ Para) კალიბრის.ნიმუშების შესამოწმებლად გამოყენებული მეთოდი აღწერილია შემდეგში:

• 1)

• დამონტაჟდა ცეცხლსასროლი იარაღის ქრონოგრაფი ტყვიის სიჩქარის გასაზომად.ქრონოგრაფი მოთავსებული იყო ცეცხლსასროლი იარაღის მჭიდიდან 2 მ დაშორებით, რათა მჭიდის ალი არ გამოეჩინა არასწორი მაჩვენებლები.

• 2)

• ჩატარდა საბაზისო ტესტი ტყვიის სიჩქარის დასადგენად პირდაპირ ბალისტიკურ გელში.კინეტიკური ენერგიის განტოლება
  E=(1/2)mv2

  გამოიყენებოდა ბალისტიკურ გელში შეღწევის ენერგიისა და მანძილის დასადგენად.

• 3)

• Theკევლარინიმუშები მოთავსებული იყო ბალისტიკური გელის წინ და იგი მოთავსებული იყო ქრონოგრაფიდან 1 მ დაშორებით.1 მ მანძილის მიზეზი არის ყველაზე უარესი სცენარის გამეორება, როდესაც ადამიანს ან საგანს ახლო მანძილზე ესროლეს.

• 4)

• ნიმუში გადაღებულია ჭურვით, რომელიც გადის ქრონოგრაფში, რათა დადგინდეს მისი საწყისი სიჩქარე.ამის შემდეგ ხდება ნიმუშის შეღწევა და ჭურვი მოთავსებულია ბალისტიკურ გელში.ტესტების სიჩქარეები გამოიყენეს ასაშუალო სიჩქარეკითხვა, რომელიც გამოიყენებოდა მე-2 ნაბიჯის მნიშვნელობების განახლებისთვის.

• 5)

• გაზომილი და დაფიქსირებული იყო ბალისტიკურ გელში შეღწევის მანძილი.

• 6)

• ნაბიჯი 2 განმეორდა ტესტებში გამოყენებული საბრძოლო მასალის თითოეული ტიპისთვის.ნაბიჯი 3-დან 5 საფეხურამდე მეორდებოდა კევლარის თითოეული ნიმუშისთვის.სპეციფიური საბრძოლო მასალის ტესტი განმეორდებოდა, თუ ჭურვი პირდაპირ არ მოძრაობდა ბალისტიკური გელის შიგნით, ან თუ იგი შეაღწევდა კევლარის ნიმუშს ისეთ ადგილას, რომელიც ითვლებოდა სტრუქტურულად გაუმართავი.

3 ფენის ნიმუშებით, 9 მმ-იანი Parabellum FMJ ჭურვები ოდნავ ნაკლები მოგზაურობდა კევლარის გარეშე.ღრუ წერტილიანი ჭურვები უფრო შორს მოძრაობდნენ, ვიდრე კევლარის საქმესთან შედარებით.9 მმ-იანი Parabellum ჭურვი (4 ნომერი) დიდად არ დეფორმირებულა, მაგრამ სპილენძის ქურთუკი დაიწყო ჭურვის ამოღება.

ტესტებმა, რომლებიც ჩატარდა 160 GSM კევლარის 6 ფენით, აჩვენა, რომ 9 მმ Parabellum ღრუ წერტილიანი ჭურვები უფრო შორს წავიდა, ვიდრე კევლარის შეღწევადობის ტესტები, ჭურვის ნომერი 4 თითქმის იგივე მანძილით გადიოდა, როგორც FMJ ჭურვი.

160 GSM კევლარის 9 ფენით, ჭურვების მიერ გელში გავლილი შესაბამისი მანძილი აჩვენა, რომ ჭურვის ნომრები 1, 3 და 4 უფრო შორს წავიდა მას შემდეგ, რაც მან გაიარა 160 GSM კევლარის 9 ფენა, ბალისტიკურში გასროლილ ჭურვებთან შედარებით. ლარი (კევლარის გარეშე).

160 GSM კევლარის 12 ფენით ჩატარებული ტესტები აჩვენებს, რომ ყველა ჭურვი აჩვენებს შეღწევადობის სიღრმის კლების ტენდენციას 9 ფენასთან შედარებით.

როგორც ჩანსსურ. 3ჭურვების შეღწევადობის სიღრმეები იცვლება სიღრმესთან ერთად ფენების რაოდენობის მატებასთან ერთად, თუმცა კლება შეინიშნება 9-დან 12 ფენამდე ყველა შემთხვევაში.დაფიქსირდა, რომ ღრუ წერტილიანი ჭურვები შეაღწია კევლარის ფენებში და ამ პროცესში ღრუ წერტილი დაიბლოკა კევლარის მასალით.როგორც კი ეს ღრუ წერტილიანი ჭურვები მიაღწევენ ბალისტიკურ გელს, ისინი მოქმედებენ ისევე, როგორც FMJ ჭურვი.გამოყენებული კევლარის ნიმუშების ზემოაღნიშნული მიზეზის გამო, ჭურვები უფრო მეტად შეაღწიეს ბალისტიკურ გელში კევლარის გარეშე ჩატარებულ ტესტებთან შედარებით.მხოლოდ მას შემდეგ, რაც კევლარის საკმარისი ფენები შეაღწიეს საკმარისი ენერგიის შთანთქმისთვის, ჭურვმა გამოავლინა ბალისტიკური გელში შემცირებული შეღწევადობის მახასიათებლები.ეს მახასიათებელი დაფიქსირდა სხვა ტესტებში, კევლარის სხვადასხვა წონით, როგორც წარმოდგენილია ამ ნაშრომში.

3.4.200 GSMკევლარი

200 GSM კევლარის ტესტი ჩატარდა 3, 6, 9, 12 და 15 ფენის ნიმუშებით.ვინაიდან 200 GSM Kevlar ჩვეულებრივ გამოიყენება ტყვიაგაუმტარი ჟილეტებისთვის, გადაწყდა ტესტების ჩატარება 15 ფენით.ბალისტიკურ გელში შეღწევის შედეგები ნაჩვენებიასურ. 4.

200 GSM კევლარის 3 ფენით ჩატარებულმა ტესტებმა აჩვენა, რომ 9 მმ-იანი Parabellum FMJ ჭურვები გაიარა ბალისტიკურ გელში და მათ მიერ გავლილი მანძილი არ შემცირებულა No Kevlar-თან შედარებით.9 მმ-იანი Parabellum ღრუ წერტილიანი ჭურვები სოკოს გამოვიდა, როგორც მოსალოდნელი იყო, და 9 მმ Parabellum ჭურვი ნომერი 4 ჰქონდა სპილენძის ქურთუკი ჩასმული ბალისტიკურ გელში, მაგრამ ტყვიის ჭურვი გაგრძელდა და გაჩერდა, როგორც ეს იყო ჩაწერილისურ. 4.

200 GSM კევლარის 6 ფენით, დაფიქსირდა, რომ ჭურვის 1-ის შეღწევის მანძილი ბალისტიკურ გელში შემცირდა, ხოლო 2, 3 და 4 ჭურვები უფრო შორს წავიდნენ ბალისტიკურ გელში, ვიდრე არა კევლარის შემთხვევაში.

200 GSM კევლარის 9 ფენით ჩატარებულმა ტესტებმა აჩვენა, რომ ჭურვი ნომერი 2 უფრო შორს იმოგზაურა ბალისტიკურ გელში, ვიდრე არა კევლარის საქმე.დაფიქსირდა, რომ მე-3 და მე-4 ჭურვებს კევლარი ჩაკეტილი ჰქონდათ ღრუ წერტილში, რაც ხელს უშლიდა მას სოკოს გაჩენას.ჭურვები 3 და 4 უფრო შორს წავიდნენ ბალისტიკურ გელში მას შემდეგ, რაც შეაღწიეს 200 GSM კევლარის 9 ფენაში, არა კევლარის შემთხვევაში.

200 GSM კევლარის 12 ფენით ჩატარებული ტესტებით დაფიქსირდა, რომ 9 მმ Parabellum FMJ ჭურვებს, ნომერი 1 და 2, შეღწევის შემდეგ უფრო ბრტყელი თავი ჰქონდათ.ჭურვი ნომერი 4, მიუხედავად იმისა, რომ კევლრით ჩაკეტილი ღრუ წერტილით არ იყო სოკო, უფრო მეტად იყო გაბრტყელებული თავში.მე-3 ჭურვი დიდად არ ამოსულიყო, მაგრამ არსებობდა მტკიცებულება, რომ თავის წვერი დეფორმირებული იყო.

ტესტები ჩატარდა 200 GSM კევლარის 15 ფენით, ორივე FMJ ჭურვი იყო სოკოს გაჩენის ნიშნებზე.ჭურვის ნომრები 1 და 2 აჩვენებს შეღწევადობის სიღრმის შემცირებას ბალისტიკურ გელში, ვიდრე კევლარის გარეშე.მოცემულ შემთხვევაში მე-3 და მე-4 ჭურვები შეჩერებულია კევლარის შრეებით.

როგორც ჩანსსურ. 4როდესაც განიხილება წერტილებს შორის საშუალოები, როგორც ჩანს, მიუთითებს ბალისტიკურ გელში შეღწევადობის შემცირების ხაზოვანი გრადიენტი, როდესაც მიიღწევა პიკი 200 GSM კევლარის დაახლოებით 6 ფენაზე.200 GSM Kevlar აჩვენებს უკეთეს შესრულებას 160 GSM Kevlar-თან შედარებით, როგორც მოსალოდნელი იყო.200 GSM Kevlar-ის 15 ფენაზე, ჭურვები ნომერი 3 და 4 შეჩერებულია, მაგრამ არა ჭურვები 1 და 2. საშუალო გრადიენტის შემდეგ, სავარაუდოა, რომ 1 და 2 ჭურვები შეჩერდება 18 და 21 ფენების გამოყენებით. 200 GSM Kevlar, შესაბამისად.

• 400 GSM კევლარის ტესტი ჩატარდა 3, 6, 9 და 12 ფენის ნიმუშების გამოყენებით, როგორც ეს ნაჩვენებია შედეგებში.სურ. 5.

4. შედეგების ანალიზი და განხილვა

სურ. 6გვიჩვენებს სხვადასხვა ჭურვების შეღწევადობის სიღრმეების შედარებას 160 GSM, 200 GSM და 400 GSM კევლარის 3 ფენაში.როგორც ჩანსსურ. 69 მმ-იანი Parabellum ღრუ წერტილიანი ჭურვებით, 200 GSM კევლარის 3 ფენა აჩერებდა ჭურვებს უმოკლეს მანძილზე.400 GSM და 160 GSM კევლარის 3 ფენა ყველაზე მეტად აჩერებდა 1 და 2 ჭურვებს, შესაბამისად.

სურ. 7,სურ. 9მიუთითეთ, რომ არ არსებობს მსგავსი მახასიათებლები სხვადასხვა ჭურვებით მსგავსი GSM-ის ორი განსხვავებული რაოდენობის ფენისთვის.ამის მაგალითია 200 GSM კევლარის 12 ფენა და 400 GSM კევლარის 6 ფენა.ორივე ნიმუშს აქვს სულ 2400 GSM კევლარი.ამ ორი განსხვავებული ნიმუშის შედარებისას ისინი არ ამცირებენ ჭურვების მანძილს მსგავსი რაოდენობით.მსგავსი კორელაციები და დასკვნები შეიძლება შეინიშნოს 400 GSM კევლარის 3 ფენიდან და 200 GSM კევლარის 6 ფენიდან.თითოეულ ამ შემთხვევას აქვს 1200 GSM ნიმუში, მაგრამ არ გააჩნია მსგავსი მახასიათებლები შედეგებში.

საშუალო მრუდები 1 და 2 ჭურვებისთვის, ნაჩვენებისურ. 4, მიუთითებს, რომ ჭურვები გაჩერდება 200 GSM კევლარის 3 ფენის 6 და 7 ჯერადობით, შესაბამისად (ანუ 200 GSM კევლარის 18 და 21 ფენა).არსებობს ტენდენცია, რომ დაახლოებით გაორმაგდა კევლარის ფენების რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ჭურვების შესაჩერებლად რეალურად დაზიანებულ კევლასთან შედარებით.200 GSM კევლარის 18 და 21 ფენით, ეს გამოიწვევს 1 და 2 ჭურვების გაჩერებას კევლარის დაახლოებით 9 და 10 ფენაში.ფენების ეს რაოდენობა კორელაციაშია კევლარის ფენების რაოდენობასთან, რომელსაც შეიცავს კომერციულად ხელმისაწვდომი კევლარის მხოლოდ ტყვიაგაუმტარი ჟილეტები.

ზოგიერთი ელემენტი თქვენი მითითებისთვის:

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-balistic-nij-iiia-pe-or-kevlar.html

https://www.senkencorp.com/bullet-proof-vest/bulletproof-vest-fdy3r-sk15.html

ვიდეოები თქვენი მითითებისთვის:

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

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

5. დასკვნები

160 GSM, 200 GSM და 400 GSM-ის შედარებაკევლარიბალისტიკური ზემოქმედების ქვეშ გაკეთდა ბალისტიკური ტესტები, რომელიც ჩატარდა 9 მმ-იანი Parabellum საბრძოლო მასალისა და კევლარის სხვადასხვა რაოდენობის ფენით.დაფიქსირდა, რომ კევლარის რამდენიმე ფენა არ არის ეფექტური ჭურვების შესაჩერებლად, არამედ აიძულებს ჭურვებს უფრო შორს გადავიდნენ ბალისტიკურ გელში.მხოლოდ ფენების რაოდენობის გაზრდის შემდეგ დაფიქსირდა ჭურვის შეღწევის შემცირება ბალისტიკურ გელში.შეღწევადობის ამ პიკის მიზეზი, განსაკუთრებით ღრუ წერტილიანი ჭურვებით, იყო ხვრელის შევსება კევლარის მასალით და მისი მოქმედება FMJ ჭურვის სახით.მსგავსი საშუალო უარყოფითი გრადიენტები დაფიქსირდა FMJ და ღრუ წერტილის ჭურვებს შორის, მას შემდეგ რაც მიაღწია პიკს.

ამ ნაშრომის წვლილის შეჯამებით, შეიძლება დავასკვნათ:

• 1)

• გამოიკვლია ბალისტიკური გელით ფენიანი კევლარის 160 GSM, 200 GSM და 400 GSM კლასის სხვადასხვა ფენის ეფექტურობა და აღმოჩნდა, რომ 200 GSM კევლარი უფრო ეფექტური იყო 9 მმ-იანი Parabellum ჭურვის შესაჩერებლად.

• 2)

• დადგინდა, რომ არ არსებობს წრფივი კავშირი კევლარის ორ სხვადასხვა ტიპს შორის სხვადასხვა წონით (როგორიცაა 200 GSM და 400 GSM კევლარი), ფენებს ისე, რომ მათ აქვთ ერთი და იგივე წონა.

• 3)

• გამოსცადეს ოთხი სხვადასხვა ტიპის 9მმ-იანი Parabellum საბრძოლო მასალა და გამოვლინდა მათი შეღწევის სიღრმე ბალისტიკურ გელში კევლარის სხვადასხვა ფენებისთვის.

• 4)

• შეფასდა, რომ 9 მმ-იანი Parabellum საბრძოლო მასალისთვის, რომელიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება მთელ მსოფლიოში, ჭურვის შესაჩერებლად საჭიროა მინიმუმ 21 ფენა 200 GSM Kevlar.ვარაუდობენ, რომ უსაფრთხოების მიზნით, დამატებითი უსაფრთხოების ფაქტორი იყოს გათვალისწინებული, რადგან შეღწევა ასევე დამოკიდებულია ჭურვის პროფილზე.

ზემოთ წარმოდგენილი შედეგების საფუძველზე სხვადასხვა წონის კევლარის ფენების მახასიათებლებისთვის, იმედი გვაქვს, რომ ეს მახასიათებლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას უსაფრთხო და ეფექტური ტყვიაგაუმტარი ჟილეტების შესაქმნელად და შესაქმნელად.

ზოგადი ტენდენცია, რომლის მიხედვითაც საჭიროა კევლარის ფენების გაორმაგება, დაზიანებული ფენების რეალურ რაოდენობასთან შედარებით, ღირებული იქნებოდა შემდგომი კვლევების შესწავლა სხვადასხვა საბრძოლო მასალის გამოყენებით.სამომავლო კვლევამ ასევე შეიძლება მიუთითოს შეღწევადობის ეფექტი, რომელსაც მცირე კალიბრის ჭურვები და საბრძოლო მასალები ახდენენ კევლარზე 9 მმ პარა საბრძოლო მასალის შედარებით.ანალოგიურად, მომავალ კვლევებს შეეძლება დაადგინოს, თუ როგორ შეაღწევს სხვადასხვა საბრძოლო მასალა და ჭურვები 200 GSM კევლარში, როგორიცაა კევლარი, რომელიც გამოიყენება მხოლოდ ტყვიაგაუმტარ ჟილეტებში.იმ მახასიათებლებით, რომლებიც შეინიშნება ღრუ წერტილის ჭურვებთან, რომლებიც უფრო ღრმად შეაღწევენ ბალისტიკურ გელში, მას შემდეგ, რაც ღრუ წერტილი დაიბლოკება კევლარით, მომავალი კვლევა საშუალებას მოგცემთ დაადგინოთ, იქნება თუ არა მსგავსი ეფექტი იმ სცენარში, როდესაც ჭურვი შეაღწია ტანსაცმელში, ხორცში შეღწევამდე. .

მადლიერებები

კვლევა ნაწილობრივ დააფინანსაკვლევითი ეროვნული ფონდი.შემდეგი კომპანიები და პირები აღიარებულნი არიან დახმარებისთვის, ხელმძღვანელობითა და მათი საშუალებებით სარგებლობისთვის, ანბანური თანმიმდევრობით: ბორი ბორნმანი, ჯონ ევანსი, ცეცხლსასროლი იარაღის კომპეტენციის შეფასების და მომზადების ცენტრი (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (ცეცხლსასროლი იარაღის დილერი და იარაღის გამყიდველი;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), მარკ ლი, დევიდ და ნატაშა რობერტები, Sims 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), ლუი და ლეონი სტოფორთი.უნდა აღინიშნოს, რომ ამ ნაშრომში ავტორების მოსაზრებები სულაც არ არის ზემოთ ნახსენები კომპანიების, ორგანიზაციებისა და კერძო პირების მოსაზრებები.ავტორებს ჩატარებული ტესტებისთვის ფინანსური მოგება არ მიუღიათ.