Savunma Teknolojisi —— Farklı Ağırlık ve Katman Sayısına Sahip Kevlar'ın 9 Mm Mermilerle Kurşun Geçirmezlik Yeteneklerinin Deneysel Çalışması

2.1.balistik jel

Balistik jel, tatlandırılmamış jelatinden yapılmıştır.Jelin yoğunluğu ve kıvamı, Federal Araştırma Bürosu (FBI) tarafından kullanılanla aynı olmalıdır.Aynı tutarlılığı elde etmek için Ref.[30] takip edildi ve Ref.[31].

8 su bardağı (250 ml) aromalandırılmamış jelatin tozu (yaklaşık 1,25 kg), 8 L su ile (her 4 kısım su için 1 kısım jelatin) tüm toz eriyene kadar karıştırılır.Solüsyon kaplara döküldükten sonra (yukarıdaki karışım için 2x5 L kaplar kullanılmıştır) solüsyonun üzerine 5 damla uçucu yağ (tarçın yaprağı uçucu yağı) dökülerek hafifçe karıştırılmıştır.Uçucu yağın nedeni, çözeltideki kabarcıkların dağılmasını sağlamak ve balistik jele daha iyi bir koku vermektir.Çözelti, buzdolabına yerleştirilmiş kaplara yerleştirilir.Balistik jel yapıldıktan 36 saat sonra kullanıma hazır hale getirildikten sonra selofan ambalaja sarılmıştır.Balistik jeli yapmak için ayrıntıları gösteren bir video şuradan edinilebilir:https://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Balistik jelin yoğunluğu 996 km/m olarak hesaplanmıştır.3(su yoğunluğunun %99,6'sı).İnsan kanının, yağının ve kasının ortalama yoğunluğu [32], insan etinin kıvamı olan 1004 kg/m2'dir.3.Yoğunluklardaki %0.8'lik bir fark, balistik jelin bir insan vücudunun etini kopyalaması için kabul edilebilir olarak kabul edilir.

2.2.Çelik yelek örnekler

Testlerde 160 GSM, 200 GSM ve 400 GSM olmak üzere üç ağırlıkta Kevlar kumaş kullanılmıştır.Kevlar dokuma bir malzeme olarak kullanılabildiğinden, malzemenin en yüksek mukavemeti 0-90 oryantasyonunda kullanılabilir.Örnekler -45/+45 (yarı-izotropik) yönlendirme ile istiflendi ve bu, çarpma üzerine birbiri üzerine istiflenen 0-90 yönlerden daha fazla enerji emer [33].Testlerde kullanılan numuneler, her numunenin 90/±45/90 sırasına göre katmanlandığı 3'lü katlar halinde yapılmıştır.İki veya üç numune üst üste yerleştirildiğinde, bir numunenin son tabakası bir sonraki numunenin bir sonraki tabakasına 45°'de yerleştirilecek şekilde yapıldı.

Kevlar levhalar, önerilen epoksi reçine ve sertleştirici kullanılarak birbirine bağlanmaya hazırlanmaları için bölünmüş ve A4 boyutunda levhalar halinde kesilmiştir.Numuneler kurumaya bırakıldı.Reçine sertleştikten ve birbirine cıvatalandıktan sonra numuneler kesildi ve yapılacak testler için yerleştirildi.

Balistik testler, 9 mm Parabellum (kısaca P veya Para) kalibreli tam metal ceket (FMJ) ve ceketli oyuk noktası (JHP) olmak üzere iki farklı tür mühimmat kullanılarak gerçekleştirildi.Numuneleri test etmek için kullanılan yöntem aşağıda açıklanmıştır:

• 1)

• Mermi hızlarını ölçmek için bir ateşli silah kronografı kuruldu.Kronograf, namlu alevinin yanlış okumalar vermesini önlemek için ateşli silahların namlularından 2 m uzağa yerleştirildi.

• 2)

• Mermi hızını doğrudan balistik jele belirlemek için bir taban çizgisi testi yapıldı.Kinetik enerji denklemi
  E=(1/2)mv2

  balistik jele nüfuz etme enerjisini ve mesafesini belirlemek için kullanıldı.

• 3)

• buÇelik yeleknumuneler daha sonra balistik jelin önüne yerleştirildi ve bu, kronograftan 1 m uzağa yerleştirildi.1 m'lik mesafenin nedeni, bir kişinin veya nesnenin yakın mesafeden vurulduğu en kötü durum senaryosunu tekrarlamaktır.

• 4)

• Numune, başlangıç ​​hızını belirlemek için mermi kronograftan geçerken vuruldu.Bundan sonra numune delinir ve mermi balistik jelin içine yerleştirilir.elde etmek için testlerin hızları kullanılmıştır.ortalama hız2. adımdaki değerleri güncellemek için kullanılan okuma.

• 5)

• Balistik jele penetrasyon mesafesi ölçüldü ve kaydedildi.

• 6)

• Testlerde kullanılan her mühimmat türü için 2. Adım tekrarlandı.Adım 3 ila adım 5, her Kevlar numunesi için tekrarlandı.Mermi balistik jel içinde düz hareket etmezse veya yapısal olarak sağlam olmadığı düşünülen bir alanda Kevlar numunesine nüfuz ederse, spesifik mühimmatla bir test tekrarlandı.

3 katmanlı numunelerle, 9 mm Parabellum FMJ mermileri, Kevlar'sız duruma kıyasla biraz daha az yol kat etti.İçi boş mermiler, Kevlar olmayan kasaya kıyasla daha ileri gitti.9 mm Parabellum mermisi (4 numara) fazla deforme olmadı, ancak pirinç ceket mermiyi yırtmaya başladı.

6 katman 160 GSM Kevlar ile gerçekleştirilen testler, 9 mm Parabellum oyuk noktalı mermilerin, 4 numaralı merminin bir FMJ mermisiyle neredeyse aynı mesafeye gittiği Kevlar penetrasyon testlerine kıyasla daha ileri gittiğini gösterdi.

160 GSM Kevlar'ın 9 katmanı ile jeldeki mermilerin kat ettiği ilgili mesafeler, 1, 3 ve 4 numaralı mermilerin, 160 GSM Kevlar'ın 9 katmanından geçtikten sonra balistik içine atılan mermilere kıyasla daha da ileri gittiğini gösterdi. jel (Kevlar yok).

12 katman 160 GSM Kevlar ile yapılan testler, tüm mermilerin 9 katmana kıyasla penetrasyon derinliğinde azalma eğilimi gösterdiğini göstermektedir.

görüldüğü gibiŞek. 3, mermilerin penetrasyon derinlikleri katman sayısı arttıkça derinlikle dalgalanır, ancak her durumda 9'dan 12'ye bir düşüş gözlemlenir.İçi boş noktalı mermilerin Kevlar katmanlarını deldiği ve bu süreçte içi boş noktanın Kevlar malzemesi ile bloke edildiği gözlemlendi.Bu içi boş noktalı mermiler balistik jele ulaştığında, bir FMJ mermisi ile aynı şekilde çalışırlar.Kullanılan Kevlar numuneleri ile yukarıda belirtilen nedenden dolayı, mermiler Kevlar olmadan yapılan testlere kıyasla balistik jelin içine daha fazla nüfuz etmiştir.Yeterli enerjiyi emmek için yeterli Kevlar katmanları yalnızca bir kez nüfuz edildiğinde, mermi balistik jele daha az nüfuz etme özelliklerini gösterdi.Bu özellik, bu yazıda sunulduğu gibi farklı Kevlar ağırlıkları ile diğer testlerde gözlendi.

3.4.200 GSMÇelik yelek

200 adet GSM Kevlar testi 3, 6, 9, 12 ve 15 katmanlı numunelerle gerçekleştirilmiştir.Kurşun geçirmez yeleklerde yaygın olarak 200 GSM Kevlar kullanıldığı için 15 katlı testlerin yapılmasına karar verildi.Balistik jele penetrasyonun sonuçları aşağıda gösterilmiştir.4.

3 kat 200 GSM Kevlar ile yapılan testler, 9 mm Parabellum FMJ mermilerinin balistik jelden geçtiğini ve Kevlarsız kasaya göre kat ettikleri mesafelerin azalmadığını gösteriyor.9 mm Parabellum oyuk noktalı mermiler beklendiği gibi mantar gibi çıktı ve 9 mm Parabellum mermi numarası 4, pirinç ceketi balistik jele yerleştirdi, ancak kurşun mermi devam etti ve kaydedildiği gibi durdu.4.

6 kat 200 GSM Kevlar ile mermi 1'in balistik jele penetrasyon mesafesinin Kevlarsız duruma göre 2, 3 ve 4 nolu mermilerin balistik jele daha da ilerlediği gözlemlendi.

9 katlı 200 GSM Kevlar ile yapılan testler, 2 numaralı merminin Kevlarsız duruma göre balistik jele daha fazla gittiğini gösteriyor.Mermi 3 ve 4'ün oyuk noktasında Kevlar'ı tıkadığı ve bu sayede mantarlaşmasını engellediği gözlemlendi.Mermiler 3 ve 4, Kevlar'sız duruma kıyasla 9 kat 200 GSM Kevlar'ı deldikten sonra balistik jelin içine doğru ilerledi.

12 kat 200 GSM Kevlar ile yapılan testlerde 1 ve 2 numaralı 9 mm Parabellum FMJ mermilerinin delip geçtikten sonra daha düz bir kafaya sahip olduğu gözlemlendi.4 numaralı mermi, Kevlar ile bloke edilen içi boş nokta ile fazla mantarlanmasa da, kafasında daha fazla yassılaştı.3 numaralı mermi çok fazla mantar oluşturmadı, ancak kafanın ucunun deforme olduğuna dair kanıtlar vardı.

15 katman 200 GSM Kevlar ile yapılan testlerde, her iki FMJ mermisi de mantarlaşma belirtileri gösteriyordu.1 ve 2 numaralı mermiler, Kevlar'sız duruma kıyasla balistik jele penetrasyon derinliğinde bir azalma gösterir.Mevcut durumda, mermiler 3 ve 4, Kevlar katmanları tarafından durduruldu.

görüldüğü gibi4, noktalar arasındaki ortalamalar dikkate alındığında, 200 GSM Kevlar'ın yaklaşık 6 katmanında bir tepe noktasına ulaşıldığında, balistik jele penetrasyonun azalmasının lineer bir gradyanı olduğunu gösteriyor gibi görünmektedir.200 GSM Kevlar, beklendiği gibi 160 GSM Kevlar'a kıyasla daha iyi bir performans gösteriyor.200 GSM Kevlar'ın 15 katmanında, 3 ve 4 numaralı mermiler durduruldu, ancak 1 ve 2 numaralı mermiler durdurulamadı. Ortalama eğimin ardından, 1 ve 2 numaralı mermilerin muhtemelen 18 ve 21 katman kullanılarak durdurulacağı tahmin ediliyor. Sırasıyla 200 GSM Kevlar.

• 400 GSM Kevlar testi, aşağıdaki sonuçlarda gösterildiği gibi 3, 6, 9 ve 12 katmanlı numuneler kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Şekil 5.

4. Sonuçların analizi ve tartışılması

Şekil 6160 GSM, 200 GSM ve 400 GSM Kevlar olmak üzere 3 katmana farklı mermilerin penetrasyon derinliklerinin karşılaştırmasını gösterir.görüldüğü gibiŞekil 69 mm Parabellum oyuk noktalı mermiler ile 3 kat 200 GSM Kevlar mermileri en kısa mesafede durdurmuştur.3 katman 400 GSM ve 160 GSM Kevlar sırasıyla en çok mermi 1 ve 2'yi durdurdu.

7,Şekil 9benzer GSM'nin iki farklı katmanı için farklı mermilerle benzer özellikler olmadığını gösterir.Bir örnek, 12 katman 200 GSM Kevlar ve 6 katman 400 GSM Kevlar'dır.Bu örneklerin her ikisi de toplam 2400 GSM Kevlar'a sahiptir.Bu iki farklı numuneyi karşılaştırırken, mermilerin mesafesini benzer miktarda azaltmazlar.400 GSM Kevlar'ın 3 katmanı ve 200 GSM Kevlar'ın 6 katmanından da benzer korelasyonlar ve sonuçlar gözlemlenebilir.Bu durumların her biri 1200 GSM örneğine sahiptir, ancak sonuçlarda benzer özelliklere sahip değildir.

Mermi 1 ve 2 için ortalama eğriler, şekilde gösterilmiştir.4, mermilerin sırasıyla 200 GSM Kevlar'ın 3 katmanının 6 ve 7 katıyla (yani 200 GSM Kevlar'ın 18 ve 21 katmanı) duracağını belirtir.Mermileri durdurmak için gerçek hasarlı Kevlar'a kıyasla, ihtiyaç duyulan Kevlar katmanlarının sayısını yaklaşık olarak ikiye katlayan bir eğilim var.18 ve 21 kat 200 GSM Kevlar ile, 1 ve 2 numaralı mermilerin yaklaşık 9 ve 10 kat Kevlar'da durmasına neden olacaktır.Bu katman sayısı, ticari olarak satılan yalnızca Kevlar kurşun geçirmez yeleklerin içerdiği Kevlar katmanlarının sayısı ile ilişkilidir.

Referans için bazı öğeler:

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

Referans için videolar:

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

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

5. Sonuçlar

160 GSM, 200 GSM ve 400 GSM KarşılaştırmalarıÇelik yelek9 mm Parabellum mühimmatı ve farklı sayıda Kevlar katmanı ile yapılan balistik testler ile balistik darbe altında test edilmiştir.Birkaç kat Kevlar'ın mermileri durdurmada etkili olmadığı, daha ziyade mermileri balistik jelin içine doğru ilerlemeye zorladığı gözlemlendi.Sadece katman sayısı arttığında, balistik jele mermi penetrasyonunda azalma gözlemlendi.Özellikle oyuk noktalı mermiler ile penetrasyondaki bu zirvenin nedeni, deliğin Kevlar malzeme ile doldurulması ve bir FMJ mermisi gibi işlev görmesiydi.Zirveye ulaşıldığında, FMJ ve içi boş nokta mermileri arasında benzer ortalama negatif gradyanlar gözlendi.

Bu makalenin katkılarını özetleyerek şu sonuca varılabilir:

• 1)

• Balistik jel ile kaplanmış 160 GSM, 200 GSM ve 400 GSM dereceli Kevlar'ın farklı katmanlarının etkinliği araştırılmış ve 200 GSM Kevlar'ın 9 mm Parabellum mermisini durdurmada daha etkili olduğu tespit edilmiştir.

• 2)

• Farklı ağırlıklara sahip (200 GSM ve 400 GSM Kevlar gibi) aynı kombine ağırlığa sahip olacak şekilde katmanlanan iki farklı Kevlar türü arasında doğrusal bir ilişki olmadığı bulundu.

• 3)

• Dört farklı 9 mm Parabellum mühimmat türü test edildi ve farklı Kevlar katmanları için balistik jele nüfuz etme derinlikleri belirlendi.

• 4)

• Dünyada en yaygın kullanılan 9 mm Parabellum mühimmat için mermiyi durdurmak için minimum 21 kat 200 GSM Kevlar gerektiği değerlendirildi.Güvenlik önlemi olarak, penetrasyon mermi profiline de bağlı olduğundan ek bir güvenlik faktörünün dahil edilmesi önerilir.

Farklı ağırlıktaki Kevlar katmanlarının özellikleri için yukarıda sunulan sonuçlara dayanarak, bu özelliklerin güvenli ve etkili kurşun geçirmez yelekler geliştirmek ve tasarlamak için kullanılabileceği umulmaktadır.

Hasar gören gerçek katman miktarına kıyasla Kevlar katmanlarının iki katına ihtiyaç duyulan genel eğilim, farklı mühimmatla daha ileri araştırmalarda keşfedilmeye değer olacaktır.Gelecekteki araştırmalar, 9 mm Para mühimmatına kıyasla daha küçük kalibreli mermilerin ve mühimmatın Kevlar üzerindeki nüfuz etkisini de gösterebilecektir.Benzer şekilde, gelecekteki araştırmalar, yalnızca kurşun geçirmez yeleklerde kullanılan Kevlar gibi 200 GSM Kevlar'a farklı mühimmat ve mermilerin nasıl nüfuz ettiğini belirleyebilecektir.İçi boş noktalı mermilerin balistik jelin derinliklerine nüfuz etmesiyle gözlemlenen özelliklerle, içi boş nokta Kevlar ile bloke edildikten sonra, gelecekteki araştırmalar, merminin ete nüfuz etmeden önce giysiyi deldiği bir senaryoda benzer bir etkinin yaşanıp yaşanmayacağını belirlemeye olanak sağlayacaktır. .

Teşekkür

Araştırma kısmen finanse edilmiştir.Ulusal Araştırma Vakfı.Aşağıdaki şirketler ve kişiler, yardımları, rehberlikleri ve tesislerinden yararlanmaları için alfabetik sırayla kabul edilmektedir: Borrie Bornman, John Evans, Ateşli Silah Yeterlilik Değerlendirme ve Eğitim Merkezi (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Ateşli Silah Satıcısı ve Silah Ustası;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Çiftliği ve Doğa Koruma Alanı (+27 82 694 2258;https://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David ve Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;https://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Güney Gökyüzü Operasyonları (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis ve Leonie Stopforth.Bu makaledeki yazarların görüşlerinin mutlaka yukarıda belirtilen şirket, kuruluş ve kişilerin görüşleri olmadığı belirtilmelidir.Yazarlar yapılan testler için herhangi bir mali kazanç elde etmemiştir.