Odbrambena tehnologija - eksperimentalna studija sposobnosti probijanja metaka Kevlara, različitih težina i broja slojeva, sa 9 mm projektilima

OdbranaTehnologija - eksperimentalna studijametaksposobnostiKevlar, različitih težina ibrojodslojeve, sa9 mm projektili

Sažetak

Neke stavke za referencu:

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 za referencu:

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

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

Kevlarje najčešće korišten materijal kaooklopza zaštitu odmetakakorišten urukapuškezbog njeotpornost na udarce,velika čvrstoća i mala težina. Ova svojstva čineKevlaridealan materijal koji će se koristiti u prslucima od metaka u poređenju s drugim materijalima. U ovoj studiji drugačije broj slojeva Kevlaras različitim utezima testira se kako bi se odredila težina i broj slojeva potrebnih za dizajn sigurnog prsluka od metaka. U tu svrhu izvedeno je nekoliko balističkih ispitivanja na kombinacijama balističkog gela i Kevlar slojeva različite težine. Balistički udarci generirani su 9 mm municijom Parabellum. Cilj je procijeniti karakteristikebalistički prodor velike brzineu kombinaciji gela i Kevlara i odredite broj slojeva potrebnih za sigurno zaustavljanje metka od 9 mm i time doprinesete dizajniranju sigurnih prsluka od metaka. Testovi pružaju informacije o udaljenostima koje meci mogu prijeći u gelu / Kevlar medijumu prije nego što se zaustave i identificiraju sposobnosti otpora Kevlara različitih grama po kvadratnom metru (GSM). Ispitivanja su provedena korištenjem hronografa u kontroliranom ispitnom okruženju. Konkretno, rezultati identificiraju broj slojeva Kevlara potrebnih za zaustavljanje 9 mm metaka Parabellum i učinkovitost upotrebe različitog broja slojeva GSM Kevlar materijal.

Ključne riječi

Kevlar

Metak Parabellum 9 mm

Balistički uticaj

Balistički gel

Ispitivanje materijala

1. Uvod

Konceptkaroserijarazvijen je 1538. godine i sastojao se od čeličnih ploča. Potpuno čelični prsluci od metaka progresivno su se upotrebljavali i poboljšavali sve do 20. vijeka [1]. Danas&# 39 sistem za oklop tijela još uvijek sadrži čelik (ali u minimalnom iznosu), ali se uglavnom sastoji odKevlar[2]. Upotreba Kevlara integrirana je u prsluke sredinom 1970. godine, a potpuno razvijeni prsluk proizveden je 1976. godine nakon otkrića Kevlara od strane Stephanie Kwolek 1971 [3]. Ovaj novi materijal uvelike je smanjio ukupnu težinu sistema oklopa i drastično poboljšao pokretljivost modelaosoba koja nosi prsluk, rezultirajući modernimneprobojni prslucikoristi se danas.

Kevlar koji se koristi u prslucima sastoji se od tkanog materijala koji se sastoji od sintetičkih vlakana izrađenih polimerizacijom. To je materijal visoke čvrstoće poznat po svojoj visokoj postojanjuomjer snage i težine,a u odnosu na snagu datežinski omjer čelika, Kevlarje pet puta jači [4]. Lagana osobina Kevlara u kombinaciji sa njegovom visokomvlačna čvrstoća(3620 MPa) [5] i njegovog kapaciteta zaapsorpcija energije[6], u usporedbi s drugim materijalima, čini ga idealnim materijalom za korištenje u oklopima tijela. Balističke primjene kompozita na bazi Kevlara uglavnom uključuju zaštitnu odjeću [7,8]. Učinak balističkog uticaja na Kevlar i druge kompozite, te mehanička svojstva materijala, istraženi su u nekoliko studija [[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18]] s ciljem procjene njegovih karakteristika i učinkovitosti podudarno opterećenje. Ove su studije uključivale eksperimentalno testiranje [[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18]] inumeričko modeliranje[[19],[20],[21]] i utvrdili efikasnost Kevlara kao materijala otpornosti na udarce. Eksperimentalni balistički testovi izvedeni s uzorcima kevlar-fenolnog kompozita, korištenim u Ref.18, pokazali su da rezultati nisu u korelaciji s onima datim u trenutnim publikacijama, pa su stoga naznačili da su potrebni daljnji kontrolirani eksperimenti. U prethodnim eksperimentalnim studijama korištene su različite metode udara uključujući plinske puške [9,12], Metci od 9 mm [10,14] i oklopni projektili [11]. Aktivno područje istraživanja koja se odnosi na otpornost na Kevlar materijale na utjecaj uključivalo je proučavanje utjecajatekućine za smicanje zadebljanjanabalistički performans Kevlaraojačani kompoziti [[22],[23],[24],[25]]. Recenzije o fluidima za zgušnjavanje smicanja i njihovoj primjeni date su u brojnim publikacijama [[26],[27],[28]]. Broj visokihprojektil brzineispitivanja su provedena prije, kao što je gore navedeno, ali u mnogim slučajevima različite metode izazivanja pokreta, poput komprimiranog zraka ili smanjene težine [29] su implementirane. Ove metode indukcije pokreta ne korespondiraju sa nesigurnim karakteristikama municije, eksplozijom praška pištolja i puškomitraljezom upotrijebljenim u bačvama vatrenog oružja.

Cilj ove studije je ispitivanje sposobnosti kevlar tkanine različitih težina da zaustave projektil zajedničkog kalibra, a udaljenost koju projektil može prijeći kombinacijom gel / Kevlar da spriječi životne nezgode. Doprinosi ovog rada mogu se sumirati na sljedeći način:

1)
Utvrditi efikasnost različitih slojevatri razreda Kevlarslojevite, naime 160 GSM, 200 GSM i 400 GSM kevlar tkanina.
2)
Istražite odnos GSM sa brojem slojeva potrebnih za zaustavljanje aMetak od 9 mm.
3)
Istražite odnos vrste streljiva i njegove dubine prodora
4)
Procijenite brojKevlarni slojevipotreban za zaustavljanje projektila.

U testovima se slojevi Kevlara u koje može probiti projektil smatraju se slojevima koji su oštećeni. Kalibar upotrijebljene municije je 9 mm municije Parabellum, jer se oni široko koriste. Testovi su izvedeni s pištoljem Glock 17 unutar kompleta za pretvorbu karata Roni. Napominje se da autori nisu povezani s kompanijama koje proizvode municiju i nisu pribavile financijsku korist za provođenje testova. Rezultati su nepristrani i potpuno su onakvi kakvi su primijećeni u provedenim testovima. Zbog mnogih nesigurnosti u balističkim testovima, mnogi testovi provedeni u ovoj studiji morali su se ponavljati više puta, na primjer, kada projektili odstupaju od balističkog gela ili su primijećene vanjske smetnje koje mogu imati utjecaja na rezultate .

Neke stavke za referencu:

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 za referencu:

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

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

2.Balistički uzorci gela i Kevlara

Opis kako balistički gel iKevlarIzrađeni su uzorci opisani su u nastavku.

2.1.Balistički gel

Balistički gel napravljen je od neoslađene želatine. Gustina i konzistencija gela moraju biti jednaki onima koje koristi Federalni istražni biro (FBI). Da bi se postigla ista konzistentnost, upute date u Ref. [30] su praćene i testirano je u skladu sa standardima opisanim u Ref. [31].

8 šalica (250 ml) nezaslađenog želatinskog praha (približno 1,25 kg) pomiješa se sa 8 L vode (1 dio želatine na svaka 4 dijela vode) dok se sav prah ne otopi. Nakon što se otopina izlije u posude (za gornju smjesu su korištene 2 × 5 L posude), 5 kapi esencijalnog ulja (eterično ulje cimetova lista) se izlije preko otopine i lagano promiješa u nju. Razlog esencijalnom ulju je da omogući da se mjehurići u otopini rasprše, te da balističkom gelu daju poboljšan miris. Otopina se postavlja u posude postavljene u frižider. Balistički gel bio je spreman za upotrebu 36 sati nakon što je izrađen, a zatim je zamotan u celofano. Videozapis koji prikazuje detalje kako bi balistički gel bio dostupan odhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Gustoća balističkog gela izračunata je na 996 km / m3(99,6% gustine vode). Prosječna gustina ljudske krvi, masti i mišića [32], što je konzistencija ljudskog mesa, 1004 kg / m3. Razlika u gustoći od 0,8% smatra se prihvatljivom za balistički gel koji će replicirati meso ljudskog tijela.

2.2.Kevlar uzoraka

U ispitivanjima su korištena tri utega kevlarske tkanine, i to 160 GSM, 200 GSM i 400 GSM. Budući da se Kevlar može koristiti kao tkani materijal, najveća čvrstoća materijala može se koristiti u orijentaciji 0–90. Uzorci su složeni sa (kvazi-izotropnom) orijentacijom − 45 / +45 koja više apsorbujeenergijena udaru od 0–90 orijentacije složene jedna na drugu [33]. Uzorci koji su korišteni u testovima rađeni su u višestrukim slojevima od 3 sloja, gdje je svaki uzorak bio slojevit u redoslijedu 90 / ± 45/90. Kada su dva ili tri uzorka postavljena jedan nad drugim, urađeno je tako da se zadnji sloj jednog uzorka postavi pod uglom od 45 ° do drugog sloja sljedećeg uzorka.

Listovi Kevlar-a podijeljeni su i izrezani na listove A4 kako bi se pripremili da se zajedno povežu primjenom preporučene epoksidne smole i učvršćivača. Uzorci su ostavljeni da se osuše. Uzorci su rezani nakon što je smola bila postavljena i međusobno su ih zalepili i postavili na svoje mesto za ispitivanja koja su trebalo obavljati.

Neke stavke za referencu:

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 za referencu:

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

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

3.Testovi i eksperimenti

Zatim se razmatra eksperimentalno postavljanje i municija, nakon čega slijede eksperimentalni rezultati.

3.1.Eksperimentalno postavljanje

Balistička ispitivanja izvršena su upotrebom dvije različite vrste municije, i to cijelom metalnom jaknom (FMJ) i šupljom košuljicom (JHP) kalibra 9 mm Parabellum (P ili Para za kratko). Sljedeća je opisana metoda za ispitivanje uzoraka:

1)
Postavljen je hronograf iz vatrenog oružja za mjerenje brzine metaka. Hronograf je postavljen na 2 m od njuške vatrenog oružja kako bi se spriječilo da plamen njuške daje netačna očitanja.
2)
Izvršeno je osnovno ispitivanje da se odredi brzina metka direktno u balistički gel. Kinetikaenergijejednadžba $E = (1 / 2) m v^{2}$ korištena je za određivanje energije i udaljenosti prodora u balistički gel.
3)
TheKevlarZatim su uzorci postavljeni ispred balističkog gela i to je postavljeno na 1 m od hronografa. Razlog udaljenosti od 1 m je ponavljanje najgoreg scenarija kada se osoba ili predmet gađa iz neposredne blizine.
4)
Uzorak je upucan projektilom koji je prolazio kroz hronograf da bi se utvrdila njegova početna brzina. Nakon toga, uzorak se prodire i projektil se smešta u balistički gel. Brzina testova korištena je za dobivanje anprosječna brzinačitanje koje je korišteno za ažuriranje vrijednosti u koraku 2.
5)
Izmerena je i zabeležena udaljenost prodiranja u balistički gel.
6)
Korak 2 je ponovljen za svaku vrstu municije koja je korištena u testovima. Korak 3 do korak 5 ponovljen je za svaki Kevlar uzorak. Ispitivanje specifične municije ponovljeno je ako projektil ne kreće ravno unutar balističkog gela ili ako prodre kroz uzorak Kevlar u područje za koje se smatralo da nije strukturno čvrst.

Konfiguracija podešavanja prikazana je uSl.1.

Sl.1. Ispred (a) i bočni (b) prikaz hronografa i balističkog gela za eksperimente.

3.2.Osobine streljiva

Podaci o municiji dati su uTabela1. Streljivo korišćeno u testovima je uobičajene vrste i izrade, a koristi ga većina korisnika oružja. Za usporedbu učinaka različitih 9 mm Parabellum projektila uzimaju se u obzir različite izvedbe i vrste. Primjećuje se da se težina municije mjeri u zrnu (grs), gdje je 15.432 grs jednako 1 g. Težina označena na kutiji s municijom samo je težina projektila i ne uključuje prah pištolja ili uložak. Karakteristike municije prikazane su uTabela1. Brzine označene uTabela1su prosječne brzine zabilježene u eksperimentima. Broj koji se odnosi na svaku streljivo uTabela1koristi se za odgovarajuće rezultate u grafikonima u ovom radu.

Tabela1. Karakteristike municije koja se koristi u testovima.

Municija	Težina metka / zrno	Prečnik metka / inča	Brzina / (m · s)−1)	Energija / kJ
1) Sellier i Bellot (S& B) 9 × 19 115 grs puna metalna jakna (FMJ)	115	0.35	373.4	519.507
2) puna metalna jakna Diplopoint 9 × 19 124 g (FMJ)	124	0.35	354.5	504.893
3) Federal HST 9 × 19 147 grk šuplja točka (JHP)	115	0.35	327.1	398.661
4) Sellier i Bellot (S& B) 9 × 19 115 šastih šupljih tačaka (JHP)	147	0.35	347.5	575.138

Ispitivanja su provedena pomoću pucanja streljiva u balistički gel da bi replicirala karakteristike udara u slučaju da je osoba pogođena (golih prsa). Slike različitih projektila oporavljenih iz balističkog gela mogu se vidjeti u YouTube videu dostupnom na:https://www.youtube.com/watch?v=WvWsfDiVUiA. Prikazane su udaljenosti koje su projektili prešli u balistički gel bez KevlaraSl.2.

Sl.2.Udaljeni projektili putovali su u balistički gel sa brKevlarprodrijeti.

3.3.160 GSMKevlar

Provedena su 160 GSM Kevlar ispitivanja s uzorcima 3, 6, 9 i 12 slojeva, a rezultati su predstavljeni uSl.3. Kako su uzorci Kevlara bili višestruki od 3, rezultati su također prikazani u množinama od 3 nax-osa.

Sl.3.Udaljenosti koje su prolazili projektili nakon prodora u različite slojeve od 160 GSMKevlar.

Sa 3-slojnim uzorcima, 9 mm Parabellum FMJ projektili putovali su nešto manje u usporedbi sa slučajem bez Kevlara. Projektovi šuplje tačke putovali su dalje u odnosu na slučaj Kevlar. 9 mm Parabellum projektil (broj 4) nije se mnogo deformirao, ali mesingana jakna je počela kidati projektil.

Ispitivanja koja su provedena sa 6 slojeva od 160 GSM Kevlar-a pokazala su da 9 mm parabellum šuplji projektil ide dalje u usporedbi s nikakvim Kevlar-ovim penetracijskim projektilima broj 4 koji idu gotovo na istoj udaljenosti kao i FMJ-projektil.

Sa 9 slojeva od 160 GSM Kevlar-a odgovarajuće udaljenosti koje su projektili u gelu prolazili pokazali su da su projektili brojevi 1, 3 i 4 prošli dalje nakon što su prošli kroz 9 slojeva od 160 GSM Kevlar-a u odnosu na projektile upućene u balistički gel (bez Kevlara).

Ispitivanja provedena sa 12 slojeva od 160 GSM Kevlar pokazuju da svi projektili pokazuju trend smanjenja dubine prodora u odnosu na 9 slojeva.

Kao što se vidi uSl.3, dubina prodiranja projektila fluktuira s dubinom kako se broj slojeva povećava, ali se primjećuje smanjenje sa 9 na 12 slojeva u svim slučajevima. Uočeno je da projektili šuplje tačke prodiru u kevlarne slojeve i tokom toga se šuplja tačka blokira s Kevlar materijalom. Kad ovi projektili šuplje tačke dođu do balističkog gela, vrše se na isti način kao i projektil FMJ. Zbog gore navedenog razloga s korištenim uzorcima Kevlara, projektili su prodrli dalje u balistički gel u usporedbi s ispitivanjima koja su vršena bez Kevlara. Tek nakon što su probijeni dovoljni slojevi Kevlara da apsorbiraju dovoljno energije, projektil je pokazao karakteristike smanjenog prodiranja u balistički gel. Ova se karakteristika opažala i u drugim testovima, s različitim utezima Kevlara kao što je predstavljeno u ovom radu.

3.4.200 GSMKevlar

200 GSM Kevlar testova obavljeno je sa uzorcima slojeva 3, 6, 9, 12 i 15. Pošto se 200 GSM Kevlar obično koristi za neprobojne prsluke, odlučeno je da se izvrše testovi sa 15 slojeva. Rezultati prodiranja u balistički gel su prikazani uSl.4.

Sl.4.Udaljenosti koje su prolazili projektili nakon prodora u različite slojeve od 200 GSMKevlar.

Ispitivanja provedena sa 3 sloja od 200 GSM Kevlar pokazuju da su 9 mm projektili Parabellum FMJ prošli balistički gel, a udaljenosti koja su prešla u odnosu na slučaj Kevlar nisu smanjena. 9 mm parabellum šuplji topovi ispucali su kako se i očekivalo, a 9 mm Parabellum projektil broj 4 mesingani jakni bio je ubačen u balistički gel, ali olovni se projektil nastavio i zaustavio kao što je zabilježeno uSl.4.

Sa 6 slojeva od 200 GSM Kevlara, uočeno je da se udaljenost prodornog projektila 1 u balistički gel smanjivala dok projektili 2, 3 i 4 idu dalje u balistički gel u odnosu na slučaj bez Kevlara.

Ispitivanja provedena sa 9 slojeva od 200 GSM Kevlar pokazuju da je projektil broj 2 putovao dalje u balistički gel u usporedbi sa slučajem bez Kevlara. Primijećeno je da su projektili 3 i 4 blokirali Kevlar u šuplju točku, što mu je onemogućivalo puštanje gljiva. Projektovi 3 i 4 prošli su dalje u balistički gel nakon prodiranja u 9 slojeva od 200 GSM Kevlar u odnosu na slučaj Kevlar.

Ispitivanjima sa 12 slojeva od 200 GSM Kevlar-a primijećeno je da 9 mm parabellum FMJ projektili, broj 1 i 2, nakon prodora imaju ravnu glavu. Projektil broj 4, iako se nije mnogo gomilao sa šupljom tačkom, blokiranom Kevlarom, bio je više spljošten u glavi. Projektil broj 3 nije mnogo gljivao, ali postoje dokazi da se vrh glave deformirao.

Ispitivanja provedena sa 15 slojeva od 200 GSM Kevlar-a imali su oba FMJ projektila koji su ukazivali na znakove pečenja. Brojevi projektila 1 i 2 pokazuju smanjenje dubine prodiranja u balistički gel u poređenju sa slučajem bez Kevlara. U ovom slučaju, projektili 3 i 4 zaustavili su se slojevima Kevlara.

Kao što se vidi uSl.4, kada se uzmu u obzir prosjeci između točaka, čini se da ukazuje na linearni gradijent opadajućeg prodiranja u balistički gel, kad se dostigne vrhunac na približno 6 slojeva od 200 GSM Kevlar-a. 200 GSM Kevlar pokazuje bolje performanse u odnosu na 160 GSM Kevlar, kao što se očekivalo. Na 15 slojeva 200 GSM Kevlara zaustavljeni su projektili broj 3 i 4, ali ne i projektili broj 1 i 2. Slijedom prosječnog nagiba, procjenjuje se da će projektili broj 1 i 2 biti zaustavljeni pomoću 18 i 21 slojeva 200 GSM Kevlar, respektivno.

3.5.400 GSM Kevlar

400 GSM Kevlar testova izvedeno je korištenjem uzoraka od 3, 6, 9 i 12 slojeva, kako su pokazali rezultati prikazani uSl.5.

Sl.5.Udaljenosti koje su prolazili projektili nakon prodora u različite slojeve od 400 GSMKevlar.

Ispitivanja koja su provedena sa 3 sloja od 400 GSM Kevlar-a, pokazala su da projektili 1, 2 i 3 uglavnom zadržavaju prvobitne oblike. Kao što se vidi uSl.5, projektili 3 i 4 putovali su dalje u balistički gel nakon što su prodrli u 3 sloja od 400 GSM Kevlar-a, dok su drugi projektili imali kraći razmak prodora.

Ispitivanja koja su provedena sa 6 slojeva od 400 GSM Kevlar-a, pokazala su da projektili 1 i 2 prodiru na kraćem rastojanju sa 6 slojeva 400 GSM Kevlar, u odnosu na slučaj bez Kevlara.

Ispitivanja provedena sa 9 slojeva od 400 GSM Kevlar pokazuju da su svi 9 mm Parabellum projektili prošli dalje u balistički gel nakon što su prodrli u 9 slojeva od 400 GSM Kevlar, u odnosu na prodiranje samo balističkog gela.

Kao i kod 12 slojeva od 400 GSM Kevlar-a, putovanje 9-mm projektil Parabellum FMJ smanjilo se na daljinu u balistički gel, u odnosu na scenarij bez Kevlara. 9 mm parabellum šuplji projektil prošao je još dalje u odnosu na slučaj Kevlar.

Prema ukupnim rezultatima prikazanim uSl.5, projektili' udaljenosti penetracije su dosegle vrhunac, ali svi su pokazali smanjenje prodora 12 slojeva Kevlara. Projektili 1 i 2 mogu se zaustaviti s 15 slojeva ili 18 slojeva od 400 GSM Kevlara ako gradijenti između 9 i 12 slojeva, uSl.5, su ekstrapolirani.

4.Analiza i diskusija o rezultatima

Sl.6prikazuje usporedbu dubina prodora različitih projektila u 3 sloja 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlar. Kao što se vidi uSl.6, sa 9 mm parabellum šupljim projektilima, 3 sloja od 200 GSM Kevlar zaustavili su projektile u najkraćem udaljenostu. 3 sloja od 400 GSM i 160 GSM Kevlar zaustavili su projektile 1 i 2 najviše.

Sl.6. Poređenje dubine prodiranja za 3 sloja od 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlar.

Sl.7prikazuje odgovarajuće rezultate za 6 slojeva od 160 GSM, 200 GSM i 400 GSM Kevlar. OdSl.7uočeno je da je projektil 1 zaustavljen na najkraćoj udaljenosti sa 6 slojeva 160 GSM Kevlar-a dok je projektil 2 zaustavljen najviše sa 6 slojeva od 400 GSM Kevlar-a. Što se tiče 9 mm parova Parabellum šuplje tačke, 6 slojeva od 160 GSM Kevlar zaustavilo je projektil 3 najviše, dok je 400 GSM Kevlar zaustavio projektil 4 najviše.

Sl.7. Poređenje dubine prodiranja za 6 slojeva 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlar.

Sl.8prikazuje usporedbu 9 slojeva 160 GSM, 200 GSM i 400 GSM Kevlar. Kao što se vidi uSl.8,Sl.9mm Projektil 1 Parabellum FMJ 1 smanjio je udaljenost balističkog gela sa 9 slojeva od 200 GSM Kevlar. Projektil 2 pokazuje smanjenu udaljenost putovanja balističkim gelom sa 9 slojeva od 160 GSM Kevlar. Što se tiče 9 mm projektila Parabellum sa šupljom točkom, projektil 3 prešao je manje udaljenosti u balističkom gelu s 9 slojeva od 200 GSM Kevlar-a, dok projektil 4 ima manje kretanje s 9 slojeva od 160 GSM Kevlar-a.

Sl.8. Poređenje dubine prodiranja za 9 slojeva 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlar.

Sl.9. Poređenje dubine prodiranja za 12 slojeva 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlar.

Sl.9prikazuje usporedbu 12 slojeva 160 GSM, 200 GSM i 400 GSM Kevlar. Najmanje prodiranja u balistički gel sa svim projektilima dogodilo se sa 9 slojeva od 200 GSM Kevlar.

Sl.10prikazuje broj slojeva Kevlara koji su uspjeli zaustaviti različite projektile. OdSl.10, može se primijetiti da 200 GSM Kevlar u prosjeku zaustavlja projektile.Sl.10pokazuje i da su, osim projektila 1 i 2, svi projektili zaustavljeni sa 9 slojeva od 200 GSM Kevlar. 160 GSM i 400 GSM Kevlar nisu radili zadovoljavajuće i nije zaustavio nijedan testirani projektil, te stoga nisu prikazani podaci za te specifične utege Kevlar uSl.10.

Sl.10. Slojevi različitih GSMKevlarkoji su zaustavili projektile.

Sl.7,Sl.9pokazuju da ne postoje slične karakteristike s različitim projektilima za dva različita broja slojeva sličnog GSM. Primjer je 12 slojeva od 200 GSM Kevlar i 6 slojeva od 400 GSM Kevlar. Oba ova uzorka imaju ukupno 2400 GSM Kevlar-a svaki. Kada uspoređuju ova dva različita uzorka, oni ne smanjuju udaljenost projektila za sličan iznos. Slične korelacije i zaključci mogu se vidjeti iz 3 sloja od 400 GSM Kevlar-a i 6 slojeva od 200 GSM Kevlar-a. Svaki od ovih slučajeva ima 1200 GSM uzoraka, ali nemaju slične karakteristike u rezultatima.

Prosječne krivulje za projektile 1 i 2, prikazane uSl.4, naznačite da bi se projektili zaustavili sa 6 i 7 višestrukih od 3 sloja 200 GSM Kevlara (tj. 18 i 21 sloj od 200 GSM Kevlar). Postoji trend da se približno udvostruči broj slojeva Kevlara koji je potreban, u odnosu na stvarno oštećeni Kevlar za zaustavljanje projektila. Sa 18 i 21 slojem od 200 GSM Kevlar, rezultirat će da se projektili 1 i 2 zaustave u otprilike 9 i 10 slojeva Kevlara. Ovaj broj slojeva korelira sa brojem slojeva Kevlara koje sadrže komercijalno dostupni prsluci od metaka samo od Kevlara.

Neke stavke za referencu:

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 za referencu:

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

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

5.Zaključci

Poređenje 160 GSM, 200 GSM i 400 GSMKevlarpod balističkim udarom izvršena su balistička ispitivanja izvršena 9 mm parabellum municijom i različitim brojem kevlarnih slojeva. Primijećeno je da nekoliko slojeva Kevlara nije djelotvorno u zaustavljanju projektila, već prisiljava projektile da putuju dalje u balistički gel. Tek nakon povećanja broja slojeva uočeno je smanjenje prodiranja projektila u balistički gel. Razlog za ovaj vrhunac prodora, posebno sa projektilima šuplje tačke, bio je zbog toga što se otvor otvorio Kevlar-ovim materijalom i učinio ga kao FMJ projektil. Slična prosečna vrednostnegativni gradijentiprimećeni su između projektila FMJ i šupljih tačaka, nakon što je dostignut vrhunac.

Rezimirajući doprinose ovog rada, može se zaključiti:

1)
Ispitana je djelotvornost različitih slojeva od 160 razreda GSM, 200 GSM i 400 GSM kevlarnog sloja s balističkim gelom, a utvrđeno je i da je 200 GSM Kevlar efikasniji za zaustavljanje 9 mm projektila Parabellum.
2)
Utvrđeno je da ne postoji linearni odnos između dvije različite vrste Kevlara s različitim težinama (kao što su 200 GSM i 400 GSM Kevlar) slojevito na takav način da imaju istu kombiniranu težinu.
3)
Ispitane su četiri različite vrste 9 mm parabellum municije, a njihove dubine prodiranja u balistički gel identificirane su za različite slojeve Kevlara.
4)
Procijenjeno je da je za 9 mm parabellum municiju, koja se najčešće koristi širom svijeta, potrebno 21 sloj od 200 GSM Kevlar-a kao minimum da zaustavi projektil. Savjetuje se da je, kao sigurnosna mjera opreza, uključen dodatni sigurnosni faktor jer prodiranje ovisi i o profilu projektila.

Na temelju gore prikazanih rezultata za karakteristike kevlarskih slojeva različite težine, nada se je da se te karakteristike mogu koristiti za razvoj i oblikovanje sigurnih i efikasnih prsluka od metaka.

Opći trend koji treba udvostručiti količinu slojeva Kevlara u odnosu na stvarnu količinu oštećenih slojeva, vrijedio bi se istražiti u daljnjim istraživanjima s različitim streljivom. Buduća istraživanja također bi mogla ukazati na prodorni učinak koji projektili i municija manjeg kalibra imaju na Kevlar u odnosu na municiju para 9 mm. Slično, buduća istraživanja moći će identificirati kako različite municije i projektili prodiru do 200 GSM Kevlar-a, poput Kevlara, koji se koristi samo u prslucima od metaka. S karakteristikama promatranim sa projektilima šuplje tačke koji prodiraju dublje u balistički gel, nakon što je šuplja točka blokirana Kevlarom, buduća istraživanja omogućila bi da se utvrdi da li će se dogoditi sličan učinak u scenariju u kojem je projektil probio odjeću, prije nego što probije tijelo. .

Priznanja

Istraživanje je djelomično financirano od straneNacionalna fondacija za istraživanje. Sljedeće kompanije i pojedinci priznaju se za pomoć, usmjeravanje i upotrebu svojih objekata abecednim redom: Borrie Bornman, John Evans, Centar za ocjenu i obuku kompetencije za oružje (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (Trgovac oružjem i Gunsmith;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Farm& Rezervat prirode (+27 82 694 2258;http://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David i Natasha Robert, Simms Arms (+27 39 315 6390;http://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Operacije južnog neba (+27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis i Leonie Stopforth. Mora se napomenuti da mišljenja autora u ovom radu nisu nužno mišljenja gore spomenutih kompanija, organizacija i pojedinaca. Autori nisu dobili financijsku korist za provedene testove.