Одбрамбена технологија - експериментална студија способности метала за заштиту од метака, различитих тежина и броја слојева, са 9 мм пројектилима

2.1.Балистички гел

Балистички гел је направљен од неослађене желатине. Густина и конзистенција гела морају бити исти као што их користи Федерални истражни биро (ФБИ). Да бисте постигли исту конзистентност, упутства дата у Реф. [30] су праћене и тестирано је у складу са стандардима описаним у Реф. [31].

8 шољица (250 мл) незаслађеног желатинског праха (приближно 1,25 кг) помеша се са 8 Л воде (1 део желатине на свака 4 дела воде) док се сав прах не растопи. Након што се раствор сипао у посуде (за горњу смешу је коришћена 2 × 5 Л посуда), 5 капи есенцијалног уља (етерично уље листа цимета) је преливено преко раствора и лагано га мешати. Разлог есенцијалног уља је тај што дозвољава да се мехурићи у раствору растварају и балистичком гелу дају побољшан мирис. Раствор се поставља у посуде постављене у фрижидер. Балистички гел је био спреман да се користи 36 сати након што је направљен, а затим је замотан у целофано. Видео снимак који приказује детаље како направити балистички гел је доступан одхттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=0нЛВкЈауФЕв.

Густоћа балистичког гела израчуната је на 996 км / м3(99,6% густине воде). Просечна густина људске крви, масти и мишића [32], што је конзистенција људског меса 1004 кг / м3. Разлика у густини од 0,8% сматра се прихватљивом за балистички гел да реплицира месо људског тела.

2.2.Кевлар Узорци

Три тестова Кевлар тканине коришћена су у тестовима, наиме 160 ГСМ, 200 ГСМ и 400 ГСМ. Пошто се Кевлар може користити као ткани материјал, највећа чврстоћа материјала може се користити у оријентацији 0–90. Узорци су слажени са (квази-изотропном) оријентацијом − 45 / +45 која више апсорбујеенергијена удару од 0–90 оријентације сложене једна на другу [33]. Узорци који су коришћени у тестовима рађени су у вишеструким слојевима од 3 слоја, при чему је сваки узорак слојевит у редоследу 90 / ± 45/90. Када су два или три узорка постављена један изнад другог, урађено је тако да се последњи слој једног узорка постави под углом од 45 ° до следећег слоја следећег узорка.

Листови Кевлар-а подељени су и исечени на листове величине А4, како би се припремили да се заједно могу користити помоћу епоксидне смоле и учвршћивача. Узорци су остављени да се осуше. Узорци су резани након постављања смоле и међусобно залепљени и постављени у положај да се врше испитивања.

Балистичка испитивања изведена су коришћењем две различите врсте муниције, наиме, пуног металног плашта (ФМЈ) и шупљег шупљег слоја (ЈХП) калибра 9 мм Парабеллум (П или Пара за кратко). Следећа је описана метода за испитивање узорака:

• 1)

• Постављен је хронограф из ватреног оружја за мерење брзине метака. Хронограф је постављен 2 м од њушке ватреног оружја да се спречи пламен њушке да нетачно очита.

• 2)

• Извршено је основно испитивање да се одреди брзина метка директно у балистички гел. КинетикаенергијеједначинаE=(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;">коришћен је за одређивање енергије и даљине продора у балистички гел.

• 3)

• ТхеКевларЗатим су узорци постављени испред балистичког гела и то је смештено 1 м од хронографа. Разлог удаљености од 1 м је понављање најгорег сценарија када се особа или предмет упуца из непосредне близине.

• 4)

• Узорак је упуцан са пројектилом који је пролазио кроз хронограф да би се утврдила његова почетна брзина. Након тога, узорак се продире и пројектил се смешта у балистички гел. Брзина тестова коришћена је за добијање анпросечна брзиначитање које је коришћено за ажурирање вредности у кораку 2.

• 5)

• Измерена је и забележена удаљеност продирања у балистички гел.

• 6)

• Корак 2 је поновљен за сваку врсту муниције која је коришћена у тестовима. Корак 3 до корак 5 је поновљен за сваки Кевлар узорак. Испитивање специфичне муниције поновљено је ако пројектил не креће равно унутар балистичког гела или ако је пробио узорак Кевлар у подручје за које се сматрало да није структурно здрав.

Са трослојним узорцима, 9 мм Парабеллум ФМЈ пројектили путовали су нешто мање у поређењу са случајем без Кевлара. Пројектови са шупљом тачком путовали су даље у односу на случај без Кевлара. 9 мм Парабеллум пројектил (број 4) није се много деформисао, али месингана јакна је почела да одстрањује пројектил.

Тестови који су изведени са 6 слојева од 160 ГСМ Кевлар-а показали су да 9 мм Парабеллум шупље тачке испадају даље у поређењу са никаквим Кевлар-овим пенетрацијским пројектилима број 4 који иду готово на истој удаљености као и ФМЈ-пројектил.

Са 9 слојева од 160 ГСМ Кевлар-а одговарајуће удаљености које су пројектили пројектовали у гелу показали су да су пројектили бројеви 1, 3 и 4 прошли даље након што су прошли кроз 9 слојева од 160 ГСМ Кевлар-а у поређењу са пројектилима упуцаним у балистички гел (без Кевлара).

Тестови спроведени са 12 слојева од 160 ГСМ Кевлар показују да сви пројектили показују тренд смањења дубине продора у поређењу са 9 слојева.

Као што се види уСл.3, дубина продирања пројектила варира са дубином како се број слојева повећава, али се опажа смањење са 9 на 12 слојева у свим случајевима. Примећено је да пројектили из шупље тачке продиру у слојеве Кевлара и током процеса шупља тачка је блокирана Кевлар материјалом. Једном када ови пројектили са шупљом тачком дођу до балистичког гела, врше се на исти начин као и пројектил ФМЈ. Због горе наведеног разлога са коришћеним узорцима Кевлар-а, пројектили су продрли даље у балистички гел у поређењу са тестовима који су вршени без Кевлар-а. Тек једном када је пробијен довољан број слојева Кевлара да апсорбује довољно енергије, пројектил је показао карактеристике смањеног продирања у балистички гел. Ова карактеристика је примећена у другим тестовима, са различитим тежинама Кевлар-а као што је представљено у овом раду.

3.4.200 ГСМКевлар

Тестови спроведени са 3 слоја од 200 ГСМ Кевлар показују да су 9 мм пројектили Парабеллум ФМЈ прошли балистички гел, а удаљености која су прешла у односу на случај Кевлар нису смањена. 9 мм парабеллум шупље тачке избацивале су како се и очекивало, а 9 мм парабеллум пројектил број 4 месингасту јакну убацио у балистички гел, али се оловни пројектил наставио и зауставио као што је записано уСл.4.

Са 6 слојева од 200 ГСМ Кевлара, примећено је да се удаљеност продорног пројектила 1 у балистички гел смањила док пројектили 2, 3 и 4 иду даље у балистички гел у поређењу са случајем без Кевлара.

Тестови спроведени са 9 слојева од 200 ГСМ Кевлар показују да је пројектил број 2 путовао даље у балистички гел у поређењу са случајем без Кевлара. Примећено је да су пројектили 3 и 4 блокирали Кевлар у шупљој тачки што га је спречавало да се пече. Пројектили 3 и 4 прошли су даље у балистички гел након што су продрли у 9 слојева од 200 ГСМ Кевлар у односу на случај Кевлар.

Током испитивања спроведених са 12 слојева од 200 ГСМ Кевлар, примећено је да су 9 мм пројектили Парабеллум ФМЈ, бројеви 1 и 2, после продора имали равну главу. Пројектил број 4, иако се није много гомилао са шупљом тачком блокираном Кевларом, био је више спљоштен у глави. Пројектил број 3 није много гљивао, али постоје докази да се врх главе деформисао.

Тестови спроведени са 15 слојева од 200 ГСМ Кевлар-а имали су оба ФМЈ пројектила који су указивали на знакове печења. Бројеви пројектила 1 и 2 показују смањење дубине продирања у балистички гел у поређењу са случајем без Кевлара. У овом случају, пројектили 3 и 4 зауставили су слојеве Кевлара.

Као што се види уСл.4, када се узму у обзир просеци између тачака, чини се да указује на линеарни градијент опадања продирања у балистички гел, кад се достигне врхунац на приближно 6 слојева од 200 ГСМ Кевлар-а. 200 ГСМ Кевлар показује боље перформансе у поређењу са 160 ГСМ Кевлар, као што се очекивало. На 15 слојева 200 ГСМ Кевлар-а заустављени су пројектили број 3 и 4, али не и пројектили број 1 и 2. Након просечног нагиба, процењује се да ће пројектили број 1 и 2 бити заустављени користећи евентуално 18 и 21 слој 200 ГСМ Кевлар, респективно.

• 400 ГСМ Кевлар тестова обављено је коришћењем узорака 3, 6, 9 и 12 слојева, као што су показали резултати приказани уСл.5.

4. Анализа и дискусија о резултатима

Признања

Истраживање је делимично финансирано од странеНационална фондација за истраживање. Следеће компаније и појединци признају се за помоћ, вођење и коришћење својих објеката абецедним редом: Боррие Борнман, Јохн Еванс, Центар за процену и обуку ватреног оружја (+27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Хеннс Армс (Трговац оружјем и Гунсмитх;ввв.хеннсармс.цо.за;info@hennsarms.co.za), Ривер Валлеи Фарм ГГ амп; Природни резерват (+27 82 694 2258;хттп://ввв.риверваллеинатурересерве.цо.за/;info@jollyfresh.co.za), Марц Лее, Давид и Натасха Роберт, Симмс Армс (+27 39 315 6390;хттп://ввв.симмсармс.цо.за;simmscraig@msn.com), Операције јужног неба (+27 31 579 4141;ввв.скиопс.цо.за;mike@skyops.co.za), Лоуис и Леоние Стопфортх. Мора се приметити да мишљења аутора у овом раду нису нужно мишљења фирми, организација и појединаца наведених горе. За извршена испитивања аутори нису добили финансијску корист.