Teknologi Pertahanan——Kajian Eksperimen Keupayaan Kalis Peluru Kevlar, Dengan Berat Berbeza Dan Bilangan Lapisan, Dengan Projektil 9 Mm

2.1.Gel balistik

Gel balistik dibuat daripada gelatin tanpa rasa.Ketumpatan dan konsistensi gel mestilah sama seperti yang digunakan oleh Biro Penyiasatan Persekutuan (FBI).Untuk mencapai ketekalan yang sama, arahan diberikan dalam Ruj.[30] telah diikuti dan ia telah diuji terhadap piawaian yang diterangkan dalam Ruj.[31].

8 cawan (250 ml) serbuk gelatin tidak berperisa (kira-kira 1.25 kg) dicampur dengan 8 L air (1 bahagian gelatin untuk setiap 4 bahagian air) sehingga semua serbuk dibubarkan.Selepas larutan dituangkan ke dalam bekas (bekas 2 × 5 L digunakan untuk campuran di atas), 5 titis minyak pati (minyak pati daun kayu manis) dituangkan ke atas larutan dan kacau perlahan-lahan ke dalamnya.Sebab minyak pati adalah untuk membolehkan gelembung dalam larutan hilang, dan untuk memberikan gel balistik bau yang lebih baik.Penyelesaiannya diletakkan di dalam bekas yang diletakkan di dalam peti sejuk.Gel balistik sedia untuk digunakan 36 jam selepas ia dibuat dan kemudiannya dibalut dengan pembalut selofan.Video yang menunjukkan butiran untuk membuat gel balistik boleh didapati daripadahttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Ketumpatan gel balistik dikira sebagai 996 km/m3(99.6% ketumpatan air).Ketumpatan purata darah, lemak dan otot manusia [32], iaitu ketekalan daging manusia, ialah 1004 kg/m3.Perbezaan 0.8% dalam ketumpatan dianggap sebagai boleh diterima untuk gel balistik untuk meniru daging badan manusia.

2.2.Kevlar sampel

Tiga pemberat fabrik Kevlar telah digunakan dalam ujian, iaitu, 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM.Memandangkan Kevlar boleh digunakan sebagai bahan tenunan, kekuatan tertinggi bahan boleh digunakan dalam orientasi 0–90.Sampel disusun dengan orientasi −45/+45 (kuasi-isotropik) yang menyerap lebih banyak tenaga apabila hentaman daripada orientasi 0–90 yang disusun antara satu sama lain [33].Sampel yang digunakan dalam ujian dibuat dalam gandaan 3 lapisan di mana setiap sampel berlapis dalam susunan 90/±45/90.Apabila dua atau tiga sampel diletakkan di atas satu sama lain, ia dilakukan sedemikian rupa sehingga lapisan terakhir satu sampel diletakkan pada 45° ke lapisan seterusnya sampel seterusnya.

Helaian Kevlar dibahagikan dan dipotong menjadi kepingan saiz A4 untuk menyediakannya untuk diikat bersama menggunakan resin epoksi dan pengeras yang disyorkan.Sampel dibiarkan kering.Sampel dipotong selepas resin telah ditetapkan dan diikat antara satu sama lain dan diletakkan pada kedudukan untuk ujian yang akan dijalankan.

Ujian balistik telah dijalankan dengan menggunakan dua jenis peluru yang berbeza, iaitu, jaket logam penuh (FMJ) dan titik berongga berjaket (JHP) berkaliber Parabellum 9 mm (P atau singkatnya Para).Kaedah yang digunakan untuk menguji sampel diterangkan seterusnya:

• 1)

• Kronograf senjata api telah disediakan untuk mengukur kelajuan peluru.Kronograf diletakkan 2 m dari muncung senjata api untuk mengelakkan nyalaan muncung memberi bacaan yang tidak tepat.

• 2)

• Ujian garis dasar telah dilakukan untuk menentukan halaju peluru terus ke dalam gel balistik.Persamaan tenaga kinetik
  E=(1/2)mv2

  digunakan untuk menentukan tenaga dan jarak penembusan ke dalam gel balistik.

• 3)

• TheKevlarsampel kemudiannya diletakkan di hadapan gel balistik dan ini diletakkan 1 m dari chronograph.Sebab jarak 1 m adalah untuk meniru senario kes terburuk di mana seseorang atau objek ditembak pada jarak dekat.

• 4)

• Sampel ditembak dengan peluru melalui kronograf untuk menentukan kelajuan awalnya.Selepas ini, sampel ditembusi dan peluru dimasukkan ke dalam gel balistik.Halaju ujian digunakan untuk mendapatkan ahalaju puratabacaan yang digunakan untuk mengemas kini nilai dalam langkah 2.

• 5)

• Jarak penembusan ke dalam gel balistik diukur dan direkodkan.

• 6)

• Langkah 2 diulang untuk setiap jenis peluru yang digunakan dalam ujian.Langkah 3 hingga langkah 5 diulang untuk setiap sampel Kevlar.Ujian dengan peluru khusus diulang jika peluru tidak bergerak terus dalam gel balistik, atau jika ia menembusi sampel Kevlar di kawasan yang dianggap tidak kukuh dari segi struktur.

Dengan sampel 3 lapisan, peluru Parabellum FMJ 9 mm bergerak kurang sedikit berbanding dengan kes tanpa Kevlar.Peluru bertitik berongga bergerak lebih jauh berbanding kes tanpa Kevlar.Peluru Parabellum 9 mm (nombor 4) tidak banyak berubah bentuk, tetapi jaket tembaga mula merobek peluru itu.

Ujian yang telah dijalankan dengan 6 lapisan 160 GSM Kevlar menunjukkan bahawa peluru berongga Parabellum 9 mm berjalan lebih jauh berbanding dengan tiada ujian penembusan Kevlar dengan peluru nombor 4 yang hampir sama jaraknya dengan peluru FMJ.

Dengan 9 lapisan 160 GSM Kevlar, jarak sepadan yang dilalui oleh peluru dalam gel menunjukkan bahawa nombor peluru 1, 3 dan 4 pergi lebih jauh selepas ia melalui 9 lapisan 160 GSM Kevlar, berbanding dengan peluru yang ditembak ke dalam balistik. gel (tiada Kevlar).

Ujian yang dijalankan dengan 12 lapisan 160 GSM Kevlar menunjukkan bahawa semua projektil menunjukkan aliran penurunan kedalaman penembusan berbanding 9 lapisan.

Seperti yang dilihat dalamRajah 3, kedalaman penembusan peluru berfluktuasi dengan kedalaman apabila bilangan lapisan bertambah, namun penurunan diperhatikan daripada 9 hingga 12 lapisan dalam semua kes.Diperhatikan bahawa projektil titik berongga menembusi lapisan Kevlar dan dalam proses itu titik berongga telah disekat dengan bahan Kevlar.Sebaik sahaja projektil titik berongga ini mencapai gel balistik, ia berfungsi dengan cara yang sama seperti peluru FMJ.Disebabkan sebab yang dinyatakan di atas dengan sampel Kevlar yang digunakan, peluru menembusi lebih jauh ke dalam gel balistik berbanding ujian yang dilakukan tanpa Kevlar.Hanya sekali lapisan Kevlar yang mencukupi ditembusi untuk menyerap tenaga yang mencukupi, peluru itu menunjukkan ciri-ciri penembusan yang berkurangan ke dalam gel balistik.Ciri ini diperhatikan dalam ujian lain, dengan berat Kevlar yang berbeza seperti yang dibentangkan dalam kertas ini.

3.4.200 GSMKevlar

200 ujian GSM Kevlar telah dilakukan dengan sampel 3, 6, 9, 12 dan 15 lapisan.Memandangkan 200 GSM Kevlar biasanya digunakan untuk jaket kalis peluru, ia telah memutuskan untuk melakukan ujian dengan 15 lapisan.Keputusan penembusan ke dalam gel balistik ditunjukkan dalamRajah 4.

Ujian yang dijalankan dengan 3 lapisan 200 GSM Kevlar menunjukkan bahawa peluru Parabellum FMJ 9 mm melalui gel balistik dan jarak yang dilalui berbanding dengan kes tanpa Kevlar tidak dikurangkan.Peluru mata berongga Parabellum 9 mm tumbuh seperti yang diharapkan, dan peluru Parabellum 9 mm nombor 4 mempunyai jaket loyang tersangkut ke dalam gel balistik, namun peluru plumbum berterusan dan berhenti seperti yang direkodkan dalamRajah 4.

Dengan 6 lapisan 200 GSM Kevlar, diperhatikan bahawa jarak penembusan peluru 1 ke dalam gel balistik berkurangan manakala peluru 2, 3 dan 4 pergi lebih jauh ke dalam gel balistik berbanding kes tanpa Kevlar.

Ujian yang dijalankan dengan 9 lapisan 200 GSM Kevlar menunjukkan bahawa peluru nombor 2 bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik berbanding dengan kes tanpa Kevlar.Diperhatikan bahawa peluru 3 dan 4 mempunyai Kevlar terhalang di titik berongga yang menghalangnya daripada tumbuh-tumbuhan.Projektil 3 dan 4 bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik selepas menembusi 9 lapisan 200 GSM Kevlar berbanding dengan sarung tanpa Kevlar.

Dengan ujian yang dijalankan dengan 12 lapisan 200 GSM Kevlar, diperhatikan bahawa peluru Parabellum FMJ 9 mm, nombor 1 dan 2, mempunyai kepala yang lebih rata selepas menembusi.Projektil nombor 4, walaupun tidak banyak cendawan dengan titik berongga yang disekat dengan Kevlar, lebih diratakan di kepala.Projektil nombor 3 tidak banyak cendawan, tetapi terdapat bukti hujung kepala menjadi cacat.

Ujian yang dijalankan dengan 15 lapisan 200 GSM Kevlar, mempunyai kedua-dua peluru FMJ yang menunjukkan tanda-tanda tumbuh cendawan.Nombor peluru 1 dan 2 menunjukkan penurunan kedalaman penembusan ke dalam gel balistik berbanding kes tanpa Kevlar.Dalam kes ini, peluru 3 dan 4 telah dihentikan oleh lapisan Kevlar.

Seperti yang dilihat dalamRajah 4, apabila purata antara titik dipertimbangkan, ia seolah-olah menunjukkan kecerunan linear penembusan menurun ke dalam gel balistik akan berlaku, sebaik sahaja puncak pada kira-kira 6 lapisan 200 GSM Kevlar telah dicapai.200 GSM Kevlar menunjukkan prestasi yang lebih baik berbanding dengan 160 GSM Kevlar, seperti yang dijangkakan.Pada 15 lapisan 200 GSM Kevlar, projektil nombor 3 dan 4 telah dihentikan, tetapi bukan projektil nombor 1 dan 2. Mengikut kecerunan purata, dianggarkan bahawa projektil nombor 1 dan 2 akan dihentikan menggunakan kemungkinan 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar, masing-masing.

• Ujian 400 GSM Kevlar telah dilakukan menggunakan sampel 3, 6, 9 dan 12 lapisan, seperti yang ditunjukkan oleh keputusan yang ditunjukkan dalamRajah 5.

4. Analisis dan perbincangan keputusan

Rajah 6menunjukkan perbandingan kedalaman penembusan peluru berbeza ke dalam 3 lapisan 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM Kevlar.Seperti yang dilihat dalamRajah 6, dengan peluru berongga Parabellum 9 mm, 3 lapisan 200 GSM Kevlar menghentikan peluru dalam jarak terpendek.3 lapisan 400 GSM dan 160 GSM Kevlar menghentikan projektil 1 dan 2 paling banyak, masing-masing.

Rajah 7,Rajah 9menunjukkan bahawa tidak ada ciri serupa dengan peluru yang berbeza untuk dua nombor lapisan berbeza GSM yang serupa.Contohnya ialah 12 lapisan 200 GSM Kevlar dan 6 lapisan 400 GSM Kevlar.Kedua-dua sampel ini mempunyai sejumlah 2400 GSM Kevlar setiap satu.Apabila membandingkan kedua-dua sampel yang berbeza ini, mereka tidak mengurangkan jarak peluru dengan jumlah yang sama.Korelasi dan kesimpulan yang serupa boleh diperhatikan daripada 3 lapisan 400 GSM Kevlar dan 6 lapisan 200 GSM Kevlar.Setiap kes ini mempunyai 1200 sampel GSM, tetapi tidak mempunyai ciri yang serupa dalam keputusan.

Lengkung purata untuk peluru 1 dan 2, ditunjukkan dalamRajah 4, menunjukkan bahawa peluru akan berhenti dengan 6 dan 7 gandaan 3 lapisan 200 GSM Kevlar, masing-masing (iaitu 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar).Terdapat trend yang lebih kurang dua kali ganda bilangan lapisan Kevlar yang diperlukan, berbanding dengan Kevlar yang rosak sebenar untuk menghentikan peluru.Dengan 18 dan 21 lapisan 200 GSM Kevlar, ia akan menyebabkan peluru 1 dan 2 berhenti dalam kira-kira 9 dan 10 lapisan Kevlar.Bilangan lapisan ini berkorelasi dengan bilangan lapisan Kevlar yang terdapat pada jaket kalis peluru Kevlar sahaja yang tersedia secara komersial.

Beberapa item untuk rujukan 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 rujukan 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 hentaman balistik telah dibuat dengan ujian balistik yang dijalankan dengan peluru Parabellum 9 mm dan dengan bilangan lapisan Kevlar yang berbeza.Telah diperhatikan bahawa beberapa lapisan Kevlar tidak berkesan untuk menghentikan peluru, sebaliknya memaksa peluru bergerak lebih jauh ke dalam gel balistik.Hanya apabila bilangan lapisan ditambah, penurunan dalam penembusan peluru ke dalam gel balistik diperhatikan.Punca penembusan kemuncak ini, terutamanya dengan projektil titik berongga, adalah disebabkan oleh lubang mengisi bahan Kevlar dan menjadikannya berfungsi sebagai peluru FMJ.Purata kecerunan negatif yang serupa telah diperhatikan di antara FMJ dan projektil titik berongga, sebaik sahaja puncak telah dicapai.

Merumuskan sumbangan kertas kerja ini, dapat disimpulkan:

• 1)

• Keberkesanan lapisan berbeza 160 GSM, 200 GSM dan 400 GSM gred Kevlar yang dilapisi dengan gel balistik telah disiasat, dan didapati bahawa 200 GSM Kevlar adalah lebih berkesan untuk menghentikan peluru Parabellum 9 mm.

• 2)

• Didapati bahawa tiada hubungan linear antara dua jenis Kevlar yang berbeza dengan berat yang berbeza (seperti 200 GSM dan 400 GSM Kevlar), berlapis sedemikian rupa sehingga ia mempunyai berat gabungan yang sama.

• 3)

• Empat jenis peluru Parabellum 9 mm yang berbeza telah diuji, dan kedalaman penembusannya ke dalam gel balistik telah dikenal pasti untuk lapisan Kevlar yang berbeza.

• 4)

• Telah dinilai bahawa untuk peluru Parabellum 9 mm, yang paling biasa digunakan di seluruh dunia, 21 lapisan 200 GSM Kevlar diperlukan sekurang-kurangnya untuk menghentikan peluru.Adalah dicadangkan, sebagai langkah berjaga-jaga keselamatan, faktor keselamatan tambahan dimasukkan kerana penembusan juga bergantung pada profil peluru.

Berdasarkan keputusan yang dibentangkan di atas untuk ciri-ciri lapisan Kevlar dengan berat yang berbeza, adalah diharapkan ciri-ciri ini boleh digunakan untuk membangunkan dan mereka bentuk jaket kalis peluru yang selamat dan berkesan.

Trend umum yang menggandakan jumlah lapisan Kevlar diperlukan berbanding jumlah sebenar lapisan yang rosak, adalah berbaloi untuk diterokai dalam penyelidikan lanjut dengan peluru yang berbeza.Penyelidikan masa depan juga akan dapat menunjukkan kesan penembusan peluru berkaliber dan peluru yang lebih kecil pada Kevlar berbanding dengan peluru Para 9 mm.Begitu juga, penyelidikan masa depan akan dapat mengenal pasti bagaimana peluru dan peluru yang berbeza menembusi 200 GSM Kevlar seperti Kevlar yang digunakan hanya dalam jaket kalis peluru.Dengan ciri-ciri yang diperhatikan dengan projektil titik berongga menembusi lebih dalam ke dalam gel balistik, selepas titik berongga disekat dengan Kevlar, penyelidikan masa depan akan membolehkan untuk mengenal pasti sama ada kesan yang sama akan dialami dalam senario di mana peluru menembusi pakaian, sebelum menembusi daging. .

Ucapan terima kasih

Penyelidikan ini telah dibiayai sebahagiannya olehYayasan Penyelidikan Kebangsaan.Syarikat dan individu berikut diiktiraf atas bantuan, bimbingan dan penggunaan kemudahan mereka, dalam susunan abjad: Borrie Bornman, John Evans, Penilaian Kecekapan Senjata Api dan Pusat Latihan (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Penjual Senjata Api dan Tukang Senjata;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), Ladang & Rizab Semula Jadi Lembah Sungai (+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 diingatkan bahawa pendapat penulis dalam makalah ini tidak semestinya pendapat syarikat, organisasi dan individu yang disebutkan di atas.Penulis tidak menerima keuntungan kewangan untuk ujian yang dijalankan.