Отбранителна технология - Експериментално проучване на способности за защита от куршуми на кевлар, различни тегла и брой слоеве, с 9 милиметрови снаряда

2.1.Балистичен гел

Балистичният гел е направен от не ароматизиран желатин. Плътността и консистенцията на гела трябва да са същите като използваните от Федералното бюро за разследване (ФБР). За постигане на същата последователност, инструкциите, дадени в реф. [30] бяха последвани и той беше тестван спрямо стандартите, описани в Реф. [31].

8 чаши (250 ml) неподправен желатинов прах (приблизително 1,25 kg) се смесва с 8 L вода (1 част желатин за всеки 4 части вода), докато целият прах се разтвори. След като разтворът се излее в контейнерите (2 х 5 L контейнери бяха използвани за горната смес), 5 капки етерично масло (етерично масло от канелен лист) се изсипва върху разтвора и леко се разбърква в него. Причината за етеричното масло е да позволи на мехурчетата в разтвора да се разсеят и да придаде на балистичния гел подобрена миризма. Разтворът се поставя в контейнерите, поставени в хладилник. Балистичният гел беше готов да се използва 36 часа след направата му и след това беше обвит в целофанова опаковка. Видеоклип, показващ детайлите за направата на балистичния гел, е достъпен отhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Плътността на балистичния гел се изчислява като 996 km / m3(99,6% от плътността на водата). Средната плътност на човешка кръв, мазнини и мускули [32], което е консистенцията на човешката плът, е 1004 kg / m3, 0,8% разлика в плътностите се счита за приемливо за балистичния гел да възпроизвежда плътта на човешкото тяло.

2.2.кевлар проби

В тестовете бяха използвани три тегла от плат от Kevlar, а именно 160 GSM, 200 GSM и 400 GSM. Тъй като Kevlar може да се използва като тъкан материал, най-високата якост на материала може да се използва в ориентация 0–90. Пробите бяха подредени с квазиизотропна ориентация − 45 / +45, която поглъща повечеенергияпри въздействие от 0–90 ориентации, подредени една върху друга [33]. Пробите, които бяха използвани в тестовете, бяха направени на множество от 3 слоя, където всяка проба беше слоена в порядъка на 90 / ± 45/90. Когато две или три проби бяха поставени една върху друга, беше направено така, че последният слой от една проба беше поставен на 45 ° спрямо следващия слой на следващата проба.

Листовете от кевлар бяха разделени и нарязани на листове с размер А4, за да се подготвят за свързване заедно с препоръчителната епоксидна смола и втвърдител. Пробите се оставят да изсъхнат. Пробите бяха нарязани, след като смолата беше настроена и закрепени една към друга и бяха поставени на място за провеждане на изпитванията.

Балистичните тестове бяха проведени с използване на два различни вида боеприпаси, а именно пълно метално яке (FMJ) и кожух с кухи точки (JHP) от 9 mm калибър Parabellum (P или Para за къси). Методът, използван за тестване на пробите, е описан по-нататък:

• 1)

• Беше създаден хронограф за огнестрелно оръжие за измерване на скоростта на куршумите. Хронографът е поставен на 2 м от муцуната на огнестрелните оръжия, за да не позволи на пламъка на муцуната да даде неточни показания.

• 2)

• Извършен е основен тест за определяне на скоростта на куршума директно в балистичния гел. КинетикатаенергияуравнениеE=(1/2)mv2" role="presentation" style="font-family: "times new roman"; display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16.2px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; position: relative;">се използва за определяне на енергията и разстоянието на проникване в балистичния гел.

• 3)

• Най-кевларСлед това пробите се поставят пред балистичния гел и това се поставя на 1 м от хронографа. Причината за разстоянието от 1 м е да се повтори най-лошият сценарий, при който човек или предмет е застрелян на близко разстояние.

• 4)

• Пробата е заснета със снаряд, преминаващ през хронографа, за да се определи началната му скорост. След това пробата се прониква и снарядът се поставя в балистичния гел. Скоростите на тестовете бяха използвани за получаване на aсредна скоростчетене, което беше използвано за актуализиране на стойностите в стъпка 2.

• 5)

• Измерва се и се записва разстоянието на проникване в балистичния гел.

• 6)

• Стъпка 2 се повтаря за всеки тип боеприпаси, използвани в тестовете. Етап 3 до стъпка 5 се повтаря за всяка проба от Kevlar. Тест със специфични боеприпаси се повтаря, ако снарядът не се движи направо в балистичния гел или ако проникне в пробата на Кевлар в зона, която се счита за не конструктивно здрава.

С трислойните проби 9-милиметровите снаряди Parabellum FMJ изминаха малко по-малко в сравнение със случая без Kevlar. Снарядите с куха точка пътуват по-далеч в сравнение със случая без Кевлар. 9-милиметровият снаряд Parabellum (номер 4) не се деформира много, но месинговото яке започна да откъсва снаряда.

Тестовете, проведени с 6 слоя от 160 GSM кевлар, показват, че 9 mm парабелумните кухи снаряди са отишли ​​по-далеч в сравнение с никакви тестове за проникване на Kevlar, като снаряд номер 4 не е почти на същото разстояние като този на FMJ снаряд.

С 9 слоя от 160 GSM кевлар, съответните разстояния, изминати от снарядите в гела, показват, че числата 1, 3 и 4 на снаряда отиват по-далеч, след като преминават през 9 слоя от 160 GSM кевлар, в сравнение с снарядите, изстреляни в балистичния гел (без кевлар).

Тестовете, проведени с 12 слоя от 160 GSM Kevlar, показват, че всички снаряди показват тенденция на намаляване на дълбочината на проникване в сравнение с 9 слоя.

Както се вижда вфиг.3, дълбочината на проникване на снарядите се колебае с дълбочината, тъй като броят на слоевете се увеличава, но въпреки това се наблюдава намаление от 9 до 12 слоя във всички случаи. Наблюдава се, че снарядите с куха точка проникват в слоевете на Кевлар и в процеса кухата точка се блокира с материала на Kevlar. След като тези снаряди с кухи точки достигнат балистичния гел, те се изпълняват по същия начин като снаряд FMJ. Поради горепосочената причина с използваните проби от Kevlar снарядите проникват по-нататък в балистичния гел в сравнение с тестовете, проведени без Kevlar. Само след като са проникнали достатъчно слоеве от кевлар, за да абсорбират достатъчно енергия, снарядът показа характеристики на намалено проникване в балистичния гел. Тази характеристика се наблюдава при другите тестове, като различните тегла Kevlar са представени в тази статия.

3.4.200 GSMкевлар

Тестовете, проведени с 3 слоя от 200 GSM Kevlar, показват, че 9-милиметровите снаряди Parabellum FMJ преминаха през балистичния гел и разстоянията, които изминаха, в сравнение с случая без Kevlar, не бяха намалени. 9 mm парабелумните снаряди с кухи точки се издигнаха, както се очакваше, а 9 mm снарядът Parabellum номер 4 беше с месингова риза в балистичния гел, но оловният снаряд продължи и спря, както е записано вФиг.4.

При 6 слоя от 200 GSM кевлар беше наблюдавано, че разстоянието на проникване на снаряд 1 в балистичния гел намалява, докато снарядите 2, 3 и 4 отиват по-далеч в балистичния гел в сравнение с случая без Kevlar.

Тестовете, проведени с 9 слоя от 200 GSM кевлар, показват, че снаряд номер 2 пътува по-далеч в балистичния гел в сравнение със случая без Kevlar. Беше забелязано, че снарядите 3 и 4 са блокирали Кевлар в кухата точка, което му е попречило да набъбва. Снаряди 3 и 4 преминаха по-нататък в балистичния гел, след като проникваха 9 слоя от 200 GSM Kevlar в сравнение със случая без Kevlar.

При тестовете, проведени с 12 слоя от 200 GSM кевлар, беше наблюдавано, че 9-милиметровите снаряди Parabellum FMJ, номер 1 и 2, имат по-плоска глава след проникване. Снарядът номер 4, макар и да не се гъби много с кухата точка, блокирана с Кевлар, беше сплескан повече в главата. Снарядът номер 3 не гъби много, но има данни, че върхът на главата се деформира.

Тестовете, проведени с 15 слоя от 200 GSM Kevlar, имаха и двата снаряда FMJ, показващи признаци на гъбообразуване. Броячите на снаряда 1 и 2 показват намаляване на дълбочината на проникване в балистичния гел в сравнение със случая без Kevlar. В настоящия случай снарядите 3 и 4 бяха спрени от пластовете на Кевлар.

Както се вижда вФиг.4, когато се вземат предвид средните стойности между точките, изглежда, че показва линеен градиент на намаляващо проникване в балистичния гел, след като достигне пик на приблизително 6 слоя от 200 GSM кевлар. 200 GSM кевлар показва по-добри показатели в сравнение с 160 GSM кевлара, както се очакваше. На 15 слоя от 200 GSM кевлар снарядите номер 3 и 4 са спрени, но не и снарядите номер 1 и 2. След средния наклон се изчислява, че снарядите номер 1 и 2 ще бъдат спрени, като се използват вероятно 18 и 21 слоя от 200 GSM кевлар, съответно.

• 400 теста за кевлар GSM бяха извършени с помощта на проби от 3, 6, 9 и 12 слоя, както е показано от резултатите, показани вФиг.5.

4.Анализ и обсъждане на резултатите

Благодарности

Изследването е частично финансирано отНационална изследователска фондация, Следните компании и физически лица се признават за тяхната помощ, ръководство и използване на техните съоръжения по азбучен ред: Borrie Bornman, John Evans, Център за оценка и обучение на огнестрелни оръжия (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (търговец на огнестрелно оръжие и оръжие;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), Усилвател на река Valley Valley GG; Природен резерват (+27 82 694 2258;http://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Марк Лий, Дейвид и Наташа Робърт, Simms Arms (+27 39 315 6390;http://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Операции в Южно небе (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Луи и Леони Стопфорт. Трябва да се отбележи, че становищата на авторите в този документ не са непременно мненията на споменатите по-горе компании, организации и лица. Авторите не са получили финансова печалба за проведените тестове.