Gynybos technologija – eksperimentinis kevlaro, skirtingo svorio ir sluoksnių skaičiaus, atsparumo kulkams su 9 mm sviediniais tyrimas.

2.1.Ballistinis gelis

Balistinis gelis buvo pagamintas iš bekvapios želatinos.Gelio tankis ir konsistencija turi būti tokie pat kaip ir Federalinio tyrimų biuro (FTB).Kad būtų pasiektas toks pat nuoseklumas, vadovaukitės nuorodoje pateiktomis instrukcijomis.[30] buvo laikomasi ir jis buvo išbandytas pagal standartus, aprašytus nuorodoje.[31].

8 puodeliai (250 ml) beskonių želatinos miltelių (apie 1,25 kg) sumaišomi su 8 l vandens (1 dalis želatinos 4 dalims vandens), kol visi milteliai ištirps.Supylus tirpalą į indus (minėtam mišiniui buvo naudojami 2 × 5 l indai), ant tirpalo užpilama 5 lašais eterinio aliejaus (cinamono lapų eterinio aliejaus) ir švelniai įmaišoma.Eterinio aliejaus priežastis – leisti tirpale išsisklaidyti burbuliukams ir suteikti balistiniam geliui patobulintą kvapą.Tirpalas supilamas į indus, esančius šaldytuve.Balistinis gelis buvo paruoštas naudoti praėjus 36 valandoms po pagaminimo, tada jis buvo suvyniotas į celofano įvyniojimą.Vaizdo įrašą, kuriame parodyta balistinio gelio gaminimo detalė, galima rasti adresuhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Apskaičiuotas balistinio gelio tankis 996 km/m3(99,6 % vandens tankio).Vidutinis žmogaus kraujo, riebalų ir raumenų tankis [32], kuri yra žmogaus mėsos konsistencija, yra 1004 kg/m3.0,8 % tankio skirtumas laikomas priimtinu, kad balistinis gelis atkartotų žmogaus kūno mėsą.

2.2.Kevlaras pavyzdžiai

Bandymuose buvo naudojami trys kevlaro audinio svoriai – 160 GSM, 200 GSM ir 400 GSM.Kadangi kevlaras gali būti naudojamas kaip austa medžiaga, didžiausias medžiagos stiprumas gali būti naudojamas 0–90 orientacijoje.Mėginiai buvo sukrauti su –45/+45 (kvaziizotropine) orientacija, kuri smūgio metu sugeria daugiau energijos nei 0–90 viena ant kitos sukrautų orientacijų [33].Mėginiai, kurie buvo naudojami bandymuose, buvo pagaminti iš 3 sluoksnių, kurių kiekvienas buvo sluoksniuotas 90/±45/90 tvarka.Kai du ar trys mėginiai buvo dedami vienas ant kito, tai buvo padaryta taip, kad paskutinis vieno mėginio sluoksnis būtų dedamas 45° kampu į kitą kito mėginio sluoksnį.

Kevlaro lakštai buvo padalinti ir supjaustyti į A4 dydžio lakštus, kad būtų galima juos surišti naudojant rekomenduojamą epoksidinę dervą ir kietiklį.Mėginiai buvo palikti išdžiūti.Mėginiai buvo nupjauti po to, kai derva sustingo, ir pritvirtinti varžtais vienas prie kito ir padėti bandymams atlikti.

Balistiniai bandymai buvo atlikti naudojant dviejų skirtingų rūšių amuniciją, ty pilno metalo apvalkalą (FMJ) ir apvalkalą tuščiavidurį tašką (JHP), kurio kalibras yra 9 mm Parabellum (trumpiau P arba Para).Toliau aprašomas mėginių tyrimo metodas:

• 1)

• Buvo įrengtas šaunamojo ginklo chronografas kulkų greičiui matuoti.Chronografas buvo padėtas 2 m atstumu nuo šaunamojo ginklo snukio, kad snukio liepsna nepateiktų netikslių rodmenų.

• 2)

• Buvo atliktas pradinis bandymas, siekiant nustatyti kulkos greitį tiesiai į balistinį gelį.Kinetinės energijos lygtis
  E=(1/2)mv2

  buvo naudojamas norint nustatyti įsiskverbimo į balistinį gelį energiją ir atstumą.

• 3)

• TheKevlarastada mėginiai buvo dedami prieš balistinį gelį ir jis buvo dedamas 1 m atstumu nuo chronografo.1 m atstumo priežastis – atkartoti blogiausią scenarijų, kai žmogus ar objektas nušaunamas iš arti.

• 4)

• Mėginys buvo nušautas sviediniu per chronografą, kad būtų nustatytas pradinis jo greitis.Po to mėginys prasiskverbia ir sviedinys įdedamas į balistinį gelį.Bandymų greičiai buvo naudojami norint gauti anvidutinis greitisskaitymas, kuris buvo naudojamas atnaujinant reikšmes 2 veiksme.

• 5)

• Buvo išmatuotas ir užregistruotas įsiskverbimo į balistinį gelį atstumas.

• 6)

• 2 veiksmas buvo pakartotas kiekvienam bandymuose naudotam šaudmenų tipui.Nuo 3 iki 5 žingsnio buvo pakartotas kiekvienam kevlaro mėginiui.Bandymas su konkrečia amunicija buvo pakartotas, jei sviedinys nekeliavo tiesiai per balistinį gelį arba jei jis prasiskverbė į kevlaro mėginį srityje, kuri buvo laikoma struktūriškai netinkama.

Naudojant 3 sluoksnių pavyzdžius, 9 mm Parabellum FMJ sviediniai nukeliavo šiek tiek mažiau, palyginti su korpusu be kevlaro.Tuščiaviduriai sviediniai nukeliavo toliau, palyginti su be Kevlaro korpusu.9 mm Parabellum sviedinys (numeris 4) nelabai deformavosi, tačiau sviedinį pradėjo plėšyti žalvarinis apvalkalas.

Bandymai, atlikti su 6 sluoksniais 160 GSM kevlaro, parodė, kad 9 mm Parabellum tuščiavidurių sviedinių sviediniai nuėjo toliau, palyginti su jokiais Kevlaro skverbties bandymais, kai sviedinys numeris 4 nukeliavo beveik tokį patį atstumą kaip ir FMJ sviedinys.

Naudojant 9 sluoksnius 160 GSM kevlaro, atitinkami atstumai, kuriuos nukeliavo gelyje esantys sviediniai, parodė, kad sviediniai, kurių numeriai 1, 3 ir 4, nuskriejo per 9 160 GSM kevlaro sluoksnius, palyginti su sviediniais, įšautais į balistinį zoną. gelis (be kevlaro).

Bandymai, atlikti su 12 sluoksnių 160 GSM kevlaro, rodo, kad visų sviedinių įsiskverbimo gylis mažėja, palyginti su 9 sluoksniais.

Kaip matyti iš3 pav, didėjant sluoksnių skaičiui, sviedinių įsiskverbimo gyliai svyruoja su gyliu, tačiau visais atvejais pastebimas sumažėjimas nuo 9 iki 12 sluoksnių.Pastebėta, kad tuščiaviduriai sviediniai prasiskverbė į kevlaro sluoksnius ir tuo metu tuščiaviduris taškas buvo užblokuotas kevlaro medžiaga.Kai šie tuščiaviduriai sviediniai pasiekia balistinį gelį, jie veikia taip pat, kaip ir FMJ sviedinys.Dėl minėtos priežasties naudojant kevlaro mėginius, sviediniai prasiskverbė toliau į balistinį gelį, palyginti su bandymais, atliktais be kevlaro.Tik tada, kai buvo prasiskverbta pakankamai kevlaro sluoksnių, kad sugertų pakankamai energijos, sviedinys pasižymėjo sumažėjusio įsiskverbimo į balistinį gelį ypatumais.Ši charakteristika buvo pastebėta atliekant kitus bandymus su skirtingais kevlarų svoriais, kaip nurodyta šiame darbe.

3.4.200 GSMKevlaras

200 GSM Kevlar testų buvo atlikti su 3, 6, 9, 12 ir 15 sluoksnių pavyzdžiais.Kadangi neperšaunamosioms liemenėms dažniausiai naudojamas 200 GSM kevlarų, buvo nuspręsta atlikti bandymus su 15 sluoksnių.Įsiskverbimo į balistinį gelį rezultatai parodyti4 pav.

Bandymai, atlikti su 3 sluoksniais 200 GSM kevlaro, rodo, kad 9 mm Parabellum FMJ sviediniai praėjo per balistinį gelį, o atstumai, kuriuos jie nukeliavo, palyginti su kevlaro korpusu, nesumažėjo.9 mm Parabellum tuščiavidurių sviedinių sviediniai iškrito, kaip ir tikėtasi, o 9 mm Parabellum sviedinio Nr. 4 žalvarinis apvalkalas buvo įspraustas į balistinį gelį, tačiau švino sviedinys tęsėsi ir sustojo, kaip užfiksuota4 pav.

Naudojant 6 sluoksnius 200 GSM kevlaro, buvo pastebėta, kad 1 sviedinio įsiskverbimo atstumas į balistinį gelį sumažėjo, o 2, 3 ir 4 sviediniai pateko toliau į balistinį gelį, palyginti su kevlaro korpusu.

Bandymai, atlikti su 9 sluoksniais 200 GSM kevlaro, rodo, kad 2 sviedinys nuskriejo toliau į balistinį gelį, palyginti su kevlaro korpusu.Pastebėta, kad 3 ir 4 sviedinių tuščiavidurėje vietoje buvo užblokuotas kevlaras, kuris neleido jam grybauti.3 ir 4 sviediniai nukeliavo toliau į balistinį gelį, prasiskverbę per 9 sluoksnius 200 GSM kevlaro, palyginti su be kevlaro korpusu.

Atliekant bandymus su 12 sluoksnių 200 GSM kevlaro, buvo pastebėta, kad 9 mm Parabellum FMJ sviediniai, kurių numeriai 1 ir 2, po prasiskverbimo buvo plokštesnė.4-asis sviedinys, nors ir mažai grybavo, o tuščiaviduris galas buvo užblokuotas kevlaru, buvo labiau suplotas galvoje.Sviedinys Nr. 3 grybavo nedaug, tačiau buvo įrodymų, kad galvos galiukas buvo deformuotas.

Bandymai, atlikti su 15 sluoksnių 200 GSM kevlaro, turėjo abu FMJ sviedinius, rodančius grybavimo požymius.Sviedinio numeriai 1 ir 2 rodo, kad įsiskverbimo į balistinį gelį gylis sumažėjo, palyginti su kevlaro korpusu.Šiuo atveju 3 ir 4 sviedinius sustabdė Kevlaro sluoksniai.

Kaip matyti iš4 pav, kai atsižvelgiama į vidurkius tarp taškų, atrodo, kad tai rodo tiesinį mažėjančio įsiskverbimo į balistinį gelį gradientą, kai pasiekiama maždaug 6 200 GSM kevlarų sluoksnių smailė.Kaip ir tikėtasi, 200 GSM kevlaras rodo geresnius rezultatus, palyginti su 160 GSM kevlarais.15-oje 200 GSM kevlaro sluoksnių buvo sustabdyti 3 ir 4 sviediniai, bet ne 1 ir 2 sviediniai. Remiantis vidutiniu gradientu, manoma, kad sviediniai Nr. 1 ir 2 bus sustabdyti naudojant galbūt 18 ir 21 sviedinių sluoksnį. Atitinkamai 200 GSM kevlarų.

• 400 GSM Kevlar testų buvo atlikti naudojant 3, 6, 9 ir 12 sluoksnių pavyzdžius, kaip rodo rezultatai, pateikti5 pav.

4. Rezultatų analizė ir aptarimas

6 pavparodytas skirtingų sviedinių įsiskverbimo gylių palyginimas į 3 sluoksnius 160 GSM, 200 GSM ir 400 GSM kevlarų.Kaip matyti iš6 pav, su 9 mm Parabellum tuščiaviduriais sviediniais, 3 sluoksniai 200 GSM Kevlar sustabdė sviedinius per trumpiausią atstumą.3 sluoksniai 400 GSM ir 160 GSM kevlaro labiausiai sustabdė atitinkamai 1 ir 2 sviedinius.

7 pav,9 pavrodo, kad nėra panašių charakteristikų su skirtingais sviediniais dviem skirtingais panašaus GSM sluoksnių skaičiais.Pavyzdžiui, 12 sluoksnių 200 GSM kevlaro ir 6 sluoksniai 400 GSM kevlarų.Abu šie pavyzdžiai iš viso turi 2400 GSM kevlarų.Lyginant šiuos du skirtingus pavyzdžius, jie nesumažina sviedinių atstumo panašiu kiekiu.Panašias koreliacijas ir išvadas galima pastebėti iš 3 sluoksnių 400 GSM kevlarų ir 6 sluoksnių 200 GSM kevlarų.Kiekvienas iš šių atvejų turi 1200 GSM pavyzdžių, tačiau neturi panašių rezultatų.

1 ir 2 sviedinių vidutinės kreivės, parodytos4 pav, rodo, kad sviediniai sustotų atitinkamai su 6 ir 7 kartotiniais 3 200 GSM kevlarų sluoksniais (ty 18 ir 21 sluoksnių 200 GSM kevlarų).Pastebima tendencija, kad sviediniams sustabdyti reikia maždaug dvigubai daugiau kevlaro sluoksnių, palyginti su tikruoju pažeistu kevlaru.Naudojant 18 ir 21 sluoksnį 200 GSM kevlaro, 1 ir 2 sviediniai sustos maždaug 9 ir 10 kevlaro sluoksnių.Šis sluoksnių skaičius koreliuoja su kevlaro sluoksnių skaičiumi, kurį sudaro tik kevlaro neperšaunamos liemenės.

Kai kurie elementai jūsų nuorodai:

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

Vaizdo įrašai jūsų nuorodai:

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

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

5. Išvados

160 GSM, 200 GSM ir 400 GSM palyginimaiKevlarasbuvo atlikti balistiniai bandymai su 9 mm Parabellum šoviniais ir skirtingu kevlaro sluoksnių skaičiumi.Pastebėta, kad keli kevlaro sluoksniai neveiksmingi stabdant sviedinius, o veikiau priverčia sviedinius keliauti toliau į balistinį gelį.Tik padidinus sluoksnių skaičių, buvo pastebėtas sviedinio įsiskverbimo į balistinį gelį sumažėjimas.Šio didžiausio prasiskverbimo priežastis, ypač naudojant tuščiavidurius sviedinius, buvo dėl to, kad skylė buvo užpildyta kevlaro medžiaga ir todėl ji veikia kaip FMJ sviedinys.Panašūs vidutiniai neigiami gradientai buvo pastebėti tarp FMJ ir tuščiavidurių sviedinių, kai buvo pasiektas smailės lygis.

Apibendrinant šio straipsnio indėlį, galima daryti išvadą:

• 1)

• Ištirtas skirtingų 160 GSM, 200 GSM ir 400 GSM klasių kevlaro sluoksnių, padengtų balistiniu geliu, efektyvumas ir nustatyta, kad 200 GSM kevlaras buvo efektyvesnis 9 mm Parabellum sviedinio stabdymui.

• 2)

• Nustatyta, kad nėra linijinio ryšio tarp dviejų skirtingų tipų kevlarų su skirtingu svoriu (pvz., 200 GSM ir 400 GSM kevlarų), sluoksniuotų taip, kad jų bendras svoris būtų vienodas.

• 3)

• Buvo išbandyti keturi skirtingi 9 mm Parabellum šovinių tipai, nustatyti jų įsiskverbimo į balistinį gelį gyliai skirtingiems kevlaro sluoksniams.

• 4)

• Nustatyta, kad 9 mm Parabellum šoviniams, kurie dažniausiai naudojami visame pasaulyje, sviediniui sustabdyti reikia mažiausiai 21 sluoksnio 200 GSM kevlaro.Siūloma saugumo sumetimais įtraukti papildomą saugos koeficientą, nes skverbtis taip pat priklauso nuo sviedinio profilio.

Remiantis aukščiau pateiktais skirtingo svorio kevlaro sluoksnių charakteristikų rezultatais, tikimasi, kad šias charakteristikas bus galima panaudoti kuriant ir kuriant saugias ir efektyvias neperšaunamas liemenes.

Bendrą tendenciją, kad reikia dvigubai daugiau kevlaro sluoksnių, palyginti su tikruoju pažeistų sluoksnių kiekiu, vertėtų ištirti atliekant tolesnius tyrimus su skirtinga amunicija.Būsimi tyrimai taip pat galėtų parodyti mažesnio kalibro sviedinių ir amunicijos prasiskverbimo efektą į Kevlarą, palyginti su 9 mm Para šoviniais.Panašiai būsimi tyrimai galės nustatyti, kaip skirtingi šaudmenys ir sviediniai prasiskverbia į 200 GSM kevlarų, tokių kaip kevlaras, naudojamas tik neperšaunamose liemenėse.Atsižvelgiant į charakteristikas, pastebėtas tuščiavidurių sviedinių sviediniams prasiskverbiant giliau į balistinį gelį, kai tuščiaviduris taškas užblokuotas kevlaru, būsimi tyrimai leistų nustatyti, ar panašus poveikis būtų patirtas scenarijuje, kai sviedinys prasiskverbtų į drabužius, prieš prasiskverbdamas į kūną. .

Padėkos

Tyrimą iš dalies finansavoNacionalinis tyrimų fondas.Už pagalbą, nurodymus ir naudojimąsi įranga abėcėlės tvarka pripažįstamos šios įmonės ir asmenys: Borrie Bornman, John Evans, Šaunamųjų ginklų kompetencijos vertinimo ir mokymo centras (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (šaunamųjų ginklų pardavėjas ir ginklanešys;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), Marcas Lee, Davidas ir Natasha Robertas, Simmsas Armsas (+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 ir Leonie Stopforthai.Pažymėtina, kad šio straipsnio autorių nuomonės nebūtinai yra aukščiau paminėtų įmonių, organizacijų ir asmenų nuomonės.Autoriai negavo finansinės naudos už atliktus testus.