Teknolohiya ng Depensa——Pang-eksperimentong Pag-aaral Ng Mga Kakayahang Panlaban sa Bullet Ng Kevlar, Ng Iba't Ibang Timbang At Bilang Ng Mga Layer, Na May 9 Mm Projectiles

2.1.Ballistic gel

Ang ballistic gel ay ginawa mula sa unflavoured gelatine.Ang densidad at pagkakapare-pareho ng gel ay kailangang kapareho ng ginamit ng Federal Bureau of Investigation (FBI).Upang makamit ang parehong pagkakapare-pareho, mga tagubilin na ibinigay sa Ref.[30] ay sinundan at ito ay nasubok laban sa mga pamantayang inilarawan sa Ref.[31].

8 tasa (250 ml) ng walang lasa na gelatine powder (humigit-kumulang 1.25 kg) ay hinaluan ng 8 L ng tubig (1 bahagi ng gelatine para sa bawat 4 na bahagi ng tubig) hanggang sa matunaw ang lahat ng pulbos.Matapos ibuhos ang solusyon sa mga lalagyan (2 × 5 L na lalagyan ang ginamit para sa pinaghalong nasa itaas), 5 patak ng mahahalagang langis (mahahalagang langis ng dahon ng cinnamon) ay ibinuhos sa solusyon at malumanay na hinalo dito.Ang dahilan para sa mahahalagang langis ay upang payagan ang mga bula sa solusyon na mawala, at upang bigyan ang ballistic gel ng pinabuting amoy.Ang solusyon ay nakalagay sa mga lalagyan na inilagay sa refrigerator.Ang ballistic gel ay handa nang gamitin 36 h matapos itong gawin at pagkatapos ay ito ay nakabalot sa cellophane wrapping.Ang isang video na nagpapakita ng mga detalye upang gawin ang ballistic gel ay magagamit mula sahttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Ang density ng ballistic gel ay kinakalkula bilang 996 km / m3(99.6% ng density ng tubig).Ang average na density ng dugo, taba at kalamnan ng tao [32], na ang pagkakapare-pareho ng laman ng tao, ay 1004 kg/m3.Ang isang 0.8% na pagkakaiba sa mga densidad ay itinuturing na katanggap-tanggap para sa ballistic gel upang kopyahin ang laman ng isang katawan ng tao.

2.2.Kevlar mga sample

Tatlong timbang ng tela ng Kevlar ang ginamit sa mga pagsubok, ibig sabihin, 160 GSM, 200 GSM at 400 GSM.Dahil ang Kevlar ay maaaring gamitin bilang isang habi na materyal, ang pinakamataas na lakas ng materyal ay maaaring magamit sa isang 0-90 na oryentasyon.Ang mga sample ay nakasalansan na may −45/+45 (quasi-isotropic) na oryentasyon na sumisipsip ng mas maraming enerhiya sa epekto kaysa sa 0–90 na oryentasyong nakasalansan sa bawat isa [33].Ang mga sample na ginamit sa mga pagsubok ay ginawa sa multiple ng 3 layers kung saan ang bawat sample ay layered sa pagkakasunud-sunod ng 90/±45/90.Kapag ang dalawa o tatlong sample ay inilagay sa ibabaw ng bawat isa, ito ay ginawa upang ang huling layer ng isang sample ay inilagay sa 45° hanggang sa susunod na layer ng susunod na sample.

Ang mga sheet ng Kevlar ay hinati at pinutol sa mga sheet na may sukat na A4 upang ihanda ang mga ito na pagsama-samahin gamit ang inirerekomendang epoxy resin at hardener.Ang mga sample ay naiwan upang matuyo.Ang mga sample ay pinutol pagkatapos na mailagay ang dagta at i-bolt sa isa't isa at inilagay sa posisyon para sa mga pagsubok na isasagawa.

Ang mga ballistic test ay isinagawa gamit ang dalawang magkaibang uri ng bala, ibig sabihin, full metal jacket (FMJ) at jacketed hollow point (JHP) ng 9 mm Parabellum (P o Para para sa maikling) kalibre.Ang pamamaraan na ginamit upang subukan ang mga sample ay inilarawan sa susunod:

• 1)

• Isang firearm chronograph ang na-set up para sukatin ang bilis ng bala.Ang chronograph ay inilagay sa layong 2 m mula sa nguso ng mga baril upang maiwasan ang apoy ng muzzle na magbigay ng mga hindi tumpak na pagbabasa.

• 2)

• Ang isang baseline test ay isinagawa upang matukoy ang bilis ng bala nang direkta sa ballistic gel.Ang equation ng kinetic energy
  E=(1/2)mv2

  ay ginamit upang matukoy ang enerhiya at distansya ng pagtagos sa ballistic gel.

• 3)

• AngKevlarAng mga sample ay inilagay sa harap ng ballistic gel at ito ay inilagay 1 m ang layo mula sa chronograph.Ang dahilan para sa layo na 1 m ay upang kopyahin ang pinakamasamang sitwasyon kung saan ang isang tao o bagay ay binaril sa malapit na distansya.

• 4)

• Ang sample ay kinunan gamit ang projectile na dumadaan sa chronograph upang matukoy ang paunang bilis nito.Pagkatapos nito, ang sample ay natagos at ang projectile ay nakalagay sa ballistic gel.Ang mga bilis ng mga pagsubok ay ginamit upang makakuha ng isangaverage na bilispagbabasa na ginamit upang i-update ang mga halaga sa hakbang 2.

• 5)

• Ang distansya ng pagtagos sa ballistic gel ay sinukat at naitala.

• 6)

• Inulit ang Hakbang 2 para sa bawat uri ng bala na ginamit sa mga pagsubok.Ang hakbang 3 hanggang hakbang 5 ay inulit para sa bawat sample ng Kevlar.Ang isang pagsubok na may mga tiyak na bala ay inulit kung ang projectile ay hindi dumiretso sa loob ng ballistic gel, o kung ito ay tumagos sa sample ng Kevlar sa isang lugar na itinuturing na hindi maayos sa istruktura.

Gamit ang 3 layer na sample, ang 9 mm Parabellum FMJ projectiles ay bumiyahe nang bahagya kumpara sa case na walang Kevlar.Ang hollow point projectiles ay naglakbay nang higit pa kumpara sa walang Kevlar case.Ang 9 mm Parabellum projectile (number 4) ay hindi masyadong na-deform, ngunit ang brass jacket ay nagsimulang mapunit ang projectile.

Ang mga pagsubok na isinagawa gamit ang 6 na layer ng 160 GSM Kevlar ay nagpahiwatig na ang 9 mm Parabellum hollow point projectiles ay lumayo nang higit pa kumpara sa walang Kevlar penetration test na may projectile number 4 na halos kapareho ng distansya ng isang FMJ projectile.

Sa 9 na layer ng 160 GSM Kevlar, ang kaukulang mga distansyang nilakbay ng mga projectiles sa gel ay nagpakita na ang mga projectile number 1, 3 at 4 ay lumayo pa matapos itong dumaan sa 9 na layer ng 160 GSM Kevlar, kumpara sa mga projectiles na binaril sa ballistic gel (walang Kevlar).

Ang mga pagsubok na isinagawa gamit ang 12 layer ng 160 GSM Kevlar ay nagpapakita na ang lahat ng projectiles ay nagpapakita ng bumababang trend ng penetration depth kumpara sa 9 na layer.

Gaya ng nakikita saLarawan 3, ang lalim ng pagtagos ng mga projectiles ay nagbabago nang may lalim habang tumataas ang bilang ng mga layer, ngunit ang pagbaba ay sinusunod mula 9 hanggang 12 na mga layer sa lahat ng kaso.Napagmasdan na ang hollow point projectiles ay tumagos sa mga layer ng Kevlar at sa proseso ang guwang na punto ay hinarangan ng materyal na Kevlar.Sa sandaling maabot ng mga hollow point projectiles na ito ang ballistic gel, gumaganap sila sa parehong paraan tulad ng isang FMJ projectile.Dahil sa nabanggit na dahilan sa mga Kevlar sample na ginamit, ang mga projectiles ay tumagos pa sa ballistic gel kumpara sa mga pagsubok na isinagawa nang walang Kevlar.Minsan lamang napasok ang sapat na mga layer ng Kevlar upang sumipsip ng sapat na enerhiya, ang projectile ay nagpakita ng mga katangian ng isang nabawasan na pagtagos sa ballistic gel.Ang katangiang ito ay naobserbahan sa iba pang mga pagsubok, na may iba't ibang timbang na Kevlar na ipinakita sa papel na ito.

3.4.200 GSMKevlar

Ang 200 GSM Kevlar na pagsubok ay isinagawa gamit ang mga sample ng 3, 6, 9, 12 at 15 na layer.Dahil ang 200 GSM Kevlar ay karaniwang ginagamit para sa mga bulletproof na vest, napagpasyahan na magsagawa ng mga pagsubok na may 15 mga layer.Ang mga resulta ng pagtagos sa ballistic gel ay ipinapakita saLarawan 4.

Ang mga pagsubok na isinagawa gamit ang 3 layer ng 200 GSM Kevlar ay nagpapakita na ang 9 mm Parabellum FMJ projectiles ay dumaan sa ballistic gel at ang mga distansya na kanilang nilakbay kumpara sa walang Kevlar case ay hindi nabawasan.Ang 9 mm Parabellum hollow point projectiles ay nagmushroom out gaya ng inaasahan, at ang 9 mm Parabellum projectile number 4 ay may brass jacket na nakalagay sa ballistic gel, ngunit ang lead projectile ay nagpatuloy at huminto tulad ng naitala saLarawan 4.

Sa 6 na layer ng 200 GSM Kevlar, napagmasdan na ang distansya ng pagtagos ng projectile 1 sa ballistic gel habang ang projectiles 2, 3 at 4 ay napunta pa sa ballistic gel kumpara sa walang Kevlar case.

Ang mga pagsubok na isinagawa gamit ang 9 na layer ng 200 GSM Kevlar ay nagpapakita na ang projectile number 2 ay naglakbay nang higit pa sa ballistic gel kumpara sa walang kaso ng Kevlar.Napagmasdan na ang projectiles 3 at 4 ay naharang ni Kevlar sa hollow point na pumigil sa pagmushroom nito.Ang projectiles 3 at 4 ay naglakbay pa sa ballistic gel pagkatapos tumagos sa 9 na layer ng 200 GSM Kevlar kumpara sa walang Kevlar case.

Sa mga pagsubok na isinagawa gamit ang 12 layers ng 200 GSM Kevlar, napagmasdan na ang 9 mm Parabellum FMJ projectiles, number 1 at 2, ay nagkaroon ng flatter head pagkatapos tumagos.Ang projectile number 4, kahit na hindi gaanong namushroom sa hollow point na hinarangan ng Kevlar, ay mas na-flatten sa ulo.Ang projectile number 3 ay hindi gaanong kabute, ngunit may katibayan na ang dulo ng ulo ay deformed.

Ang mga pagsubok na isinagawa gamit ang 15 layers ng 200 GSM Kevlar, ay may parehong FMJ projectiles na nagpapahiwatig ng mga palatandaan ng mushrooming.Ang mga projectile number 1 at 2 ay nagpapakita ng pagbaba sa lalim ng pagtagos sa ballistic gel kumpara sa walang Kevlar case.Sa kasalukuyang kaso, ang mga projectiles 3 at 4 ay pinahinto ng mga layer ng Kevlar.

Gaya ng nakikita saLarawan 4, kapag ang mga average sa pagitan ng mga punto ay isinasaalang-alang, tila nagpapahiwatig ng isang linear na gradient ng pagbaba ng pagtagos sa ballistic gel na magaganap, kapag ang isang peak sa humigit-kumulang 6 na layer ng 200 GSM Kevlar ay naabot na.Ang 200 GSM Kevlar ay nagpapakita ng isang mas mahusay na pagganap kumpara sa 160 GSM Kevlar, tulad ng inaasahan.Sa 15 layer ng 200 GSM Kevlar, ang projectiles number 3 at 4 ay nahinto, ngunit hindi projectiles number 1 at 2. Kasunod ng average na gradient, tinatantya na ang projectiles number 1 at 2 ay ititigil gamit ang posibleng 18 at 21 layers ng 200 GSM Kevlar, ayon sa pagkakabanggit.

• Ang 400 GSM Kevlar na mga pagsubok ay isinagawa gamit ang mga sample ng 3, 6, 9 at 12 na mga layer, tulad ng ipinahiwatig ng mga resulta na ipinapakita saLarawan 5.

4. Pagsusuri at pagtalakay sa mga resulta

Larawan 6nagpapakita ng paghahambing ng mga lalim ng pagtagos ng iba't ibang projectiles sa 3 layer ng 160 GSM, 200 GSM at 400 GSM Kevlar.Gaya ng nakikita saLarawan 6, na may 9 mm Parabellum hollow point projectiles, 3 layer ng 200 GSM Kevlar ang huminto sa projectiles sa pinakamaikling distansya.3 layers ng 400 GSM at 160 GSM Kevlar ang pinaka huminto sa projectiles 1 at 2, ayon sa pagkakabanggit.

Larawan 7,Larawan 9ipahiwatig na walang magkatulad na katangian na may magkakaibang projectiles para sa dalawang magkaibang bilang ng mga layer ng magkatulad na GSM.Ang isang halimbawa ay 12 layer ng 200 GSM Kevlar at 6 na layer ng 400 GSM Kevlar.Pareho sa mga sample na ito ay may kabuuang 2400 GSM Kevlar bawat isa.Kapag inihambing ang dalawang magkaibang sample na ito, hindi nila binabawasan ang distansya ng mga projectiles ng magkatulad na halaga.Ang mga katulad na ugnayan at konklusyon ay maaaring maobserbahan mula sa 3 layer ng 400 GSM Kevlar at 6 na layer ng 200 GSM Kevlar.Ang bawat isa sa mga kasong ito ay may 1200 mga sample ng GSM, ngunit walang mga katulad na katangian sa mga resulta.

Average na mga curve para sa projectiles 1 at 2, na ipinapakita saLarawan 4, ipahiwatig na ang projectiles ay titigil sa 6 at 7 na multiple ng 3 layer ng 200 GSM Kevlar, ayon sa pagkakabanggit (ibig sabihin, 18 at 21 layer ng 200 GSM Kevlar).Mayroong isang trend na humigit-kumulang doble ang bilang ng mga layer ng Kevlar na kinakailangan, kung ihahambing sa aktwal na nasira na Kevlar upang ihinto ang mga projectiles.Sa 18 at 21 na layer ng 200 GSM Kevlar, magreresulta ito sa mga projectiles 1 at 2 na titigil sa humigit-kumulang 9 at 10 layer ng Kevlar.Ang bilang ng mga layer na ito ay nauugnay sa bilang ng mga layer ng Kevlar na nasa mga komersyal na available na Kevlar-only bullet proof vests.

Ilang item para sa iyong sanggunian:

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

Mga video para sa iyong sanggunian:

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

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

5. Konklusyon

Mga paghahambing ng 160 GSM, 200 GSM at 400 GSMKevlarsa ilalim ng ballistic na epekto ay ginawa gamit ang mga ballistic na pagsubok na isinagawa gamit ang 9 mm Parabellum ammunition at may iba't ibang bilang ng mga layer ng Kevlar.Napagmasdan na ang ilang mga layer ng Kevlar ay hindi epektibo sa pagpapahinto ng mga projectiles, ngunit sa halip ay pinipilit ang mga projectiles na maglakbay nang higit pa sa ballistic gel.Sa sandaling nadagdagan lamang ang bilang ng mga layer, ang pagbaba sa pagtagos ng projectile sa ballistic gel ay naobserbahan.Ang dahilan para sa peak na ito sa pagtagos, lalo na sa mga hollow point projectiles, ay dahil sa pagpuno ng butas ng materyal na Kevlar at ginagawa itong gumanap bilang isang FMJ projectile.Ang mga katulad na average na negatibong gradient ay naobserbahan sa pagitan ng FMJ at hollow point projectiles, kapag naabot na ang rurok.

Sa pagbubuod ng mga kontribusyon ng papel na ito, maaari itong tapusin:

• 1)

• Ang pagiging epektibo ng iba't ibang mga layer ng 160 GSM, 200 GSM at 400 GSM na mga grado ng Kevlar na pinahiran ng ballistic gel ay sinisiyasat, at natagpuan na ang 200 GSM Kevlar ay mas epektibo para sa pagpapahinto ng isang 9 mm Parabellum projectile.

• 2)

• Napag-alaman na walang linear na relasyon sa pagitan ng dalawang magkaibang uri ng Kevlar na may magkaibang timbang (tulad ng 200 GSM at 400 GSM Kevlar), na naka-layer sa paraang mayroon silang parehong pinagsamang timbang.

• 3)

• Apat na iba't ibang uri ng 9 mm Parabellum ammunition ang nasubok, at ang kanilang lalim ng pagtagos sa ballistic gel ay natukoy para sa iba't ibang layer ng Kevlar.

• 4)

• Nasuri na para sa isang 9 mm Parabellum ammunition, na pinakakaraniwang ginagamit sa buong mundo, 21 layer ng 200 GSM Kevlar ang kinakailangan bilang pinakamababa upang ihinto ang projectile.Iminumungkahi na, bilang isang pag-iingat sa kaligtasan, ang isang karagdagang kadahilanan sa kaligtasan ay kasama dahil ang pagtagos ay nakasalalay din sa profile ng projectile.

Batay sa mga resultang ipinakita sa itaas para sa mga katangian ng mga layer ng Kevlar na may iba't ibang timbang, inaasahan na ang mga katangiang ito ay magagamit upang bumuo at magdisenyo ng ligtas at epektibong mga vest na hindi tinatablan ng bala.

Ang pangkalahatang trend na doble ang dami ng mga layer ng Kevlar ay kinakailangan kumpara sa aktwal na dami ng mga layer na nasira, ay magiging kapaki-pakinabang upang galugarin sa karagdagang pananaliksik na may iba't ibang mga bala.Ang hinaharap na pananaliksik ay makakapagpahiwatig din ng epekto ng pagtagos ng mas maliliit na kalibre ng projectile at bala sa Kevlar kumpara sa 9 mm Para ammunition.Katulad nito, matutukoy ng pananaliksik sa hinaharap kung paano tumagos ang iba't ibang mga bala at projectile sa 200 GSM Kevlar gaya ng Kevlar na ginagamit lamang sa mga bulletproof na vest.Sa mga katangiang naobserbahan sa mga hollow point projectiles na tumagos nang mas malalim sa ballistic gel, pagkatapos na ma-block ang hollow point gamit ang Kevlar, ang pananaliksik sa hinaharap ay magbibigay-daan upang matukoy kung ang isang katulad na epekto ay mararanasan sa isang senaryo kung saan ang projectile ay tumagos sa damit, bago tumagos sa laman. .

Mga Pasasalamat

Ang pananaliksik ay bahagyang pinondohan ngNational Research Foundation.Ang mga sumusunod na kumpanya at indibidwal ay kinikilala para sa kanilang tulong, paggabay, at paggamit ng kanilang mga pasilidad, sa alpabetikong pagkakasunud-sunod: Borrie Bornman, John Evans, Firearm Competency Assessment and Training Center (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Dealer ng baril at Gunsmith;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Farm at Nature Reserve (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David at 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 at Leonie Stopforth.Dapat tandaan na ang mga opinyon ng mga may-akda sa papel na ito ay hindi nangangahulugang opinyon ng mga kumpanya, organisasyon at indibidwal na nabanggit sa itaas.Ang mga may-akda ay hindi nakatanggap ng pinansiyal na pakinabang para sa mga pagsusulit na isinagawa.