Obranná technologie - experimentální studium schopností Kevlaru odolného proti kulkám, různých hmotností a počtu vrstev, s projektily 9 Mm

2.1.Balistický gel

Balistický gel byl vyroben z neochutené želatiny. Hustota a konzistence gelu musí být stejná jako hustota a konzistence používaná Federálním úřadem pro vyšetřování (FBI). K dosažení stejné konzistence platí pokyny uvedené v odkazu [30] byly dodrženy a bylo testováno podle standardů popsaných v odkazu [31].

8 šálků (250 ml) neochuteného želatinového prášku (přibližně 1,25 kg) se smíchá s 8 litry vody (1 díl želatiny na každé 4 díly vody), dokud se veškerý prášek nerozpustí. Poté, co byl roztok nalit do nádob (2 x 5 I nádob bylo použito pro výše uvedenou směs), bylo na roztok nalito 5 kapek éterického oleje (skořicový esenciální olej) a jemně do něj zamícháno. Důvodem éterického oleje je umožnit, aby se bubliny v roztoku rozptýlily a aby balistický gel zlepšil vůni. Roztok je umístěn v nádobách umístěných v lednici. Balistický gel byl připraven k použití 36 hodin po vyrobení a poté byl zabalen do celofánového obalu. Video s podrobnostmi o výrobě balistického gelu je k dispozici odhttps://www.youtube.com/watch?v=0nLWqJauFEw.

Hustota balistického gelu byla vypočtena jako 996 km / m3(99,6% hustoty vody). Průměrná hustota lidské krve, tuku a svalů [32], což je konzistence lidského masa, je 1004 kg / m3. 0,8% rozdíl v hustotách je považován za přijatelný pro balistický gel pro replikaci masa lidského těla.

2.2.Kevlar Vzorky

Při zkouškách byly použity tři hmotnosti kevlarové textilie, a to 160 GSM, 200 GSM a 400 GSM. Protože Kevlar může být použit jako tkaný materiál, nejvyšší pevnost materiálu by mohla být využita v orientaci 0–90. Vzorky byly naskládány s kvazi-izotropní orientací -45 / -45, která absorbuje víceenergiepři nárazu více než 0–90 orientací na sebe [33]. Vzorky, které byly použity v testech, byly vyrobeny v násobcích 3 vrstev, přičemž každý vzorek byl vrstven v řádu 90 / ± 45/90. Když byly dva nebo tři vzorky umístěny na sebe, bylo provedeno tak, že poslední vrstva jednoho vzorku byla umístěna při 45 ° k další vrstvě dalšího vzorku.

Listy Kevlar byly rozděleny a rozřezány na listy formátu A4, aby byly připraveny k vzájemnému spojení pomocí doporučené epoxidové pryskyřice a tvrdidla. Vzorky byly ponechány uschnout. Vzorky byly vyříznuty poté, co pryskyřice ustoupila a přišroubovala se k sobě a byla umístěna na místo, aby mohly být provedeny testy.

Balistické testy byly prováděny pomocí dvou různých druhů munice, a to celokovové bundy (FMJ) a opláštěného dutého bodu (JHP) ráže 9 mm Parabellum (krátce P nebo Para). Metoda použitá k testování vzorků je popsána níže:

• 1)

• Pro měření rychlosti střely byl nastaven chronograf střelné zbraně. Chronograf byl umístěn 2 m od tlamy střelných zbraní, aby se zabránilo plamenům ústí, aby poskytovaly nepřesné hodnoty.

• 2)

• Byl proveden základní test pro stanovení rychlosti kulky přímo do balistického gelu. KinetickáenergierovniceE=(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;">byl použit ke stanovení energie a vzdálenosti penetrace do balistického gelu.

• 3)

• Kevlarvzorky byly poté umístěny před balistický gel a ten byl umístěn 1 m od chronografu. Důvodem pro vzdálenost 1 m je replikace nejhoršího scénáře, kdy je osoba nebo objekt střílen v těsné vzdálenosti.

• 4)

• Vzorek byl výstřel s projektilem procházejícím chronografem, aby se určila jeho počáteční rychlost. Poté se vzorek vnikne a projektil se uloží do balistického gelu. Rychlosti testů byly použity k získáníprůměrná rychlostčtení, které bylo použito k aktualizaci hodnot v kroku 2.

• 5)

• Byla změřena a zaznamenána vzdálenost penetrace do balistického gelu.

• 6)

• Krok 2 byl opakován pro každý typ střeliva použitého v testech. Krok 3 až krok 5 byl opakován pro každý vzorek Kevlar. Test se specifickou municí byl opakován, pokud projektil necestoval přímo uvnitř balistického gelu, nebo pokud pronikl kevlarovým vzorkem v oblasti, která nebyla považována za strukturálně zdravou.

U vzorků se třemi vrstvami cestovaly 9 mm Parabellum FMJ projektily o něco méně ve srovnání s případem bez Kevlaru. Střela s dutým bodem putovala dále ve srovnání s případem bez Kevlaru. 9 mm parabellum projektil (číslo 4) se příliš zdeformoval, ale mosazná bunda začala trhat střelu.

Testy, které byly provedeny se 6 vrstvami 160 GSM Kevlar, naznačovaly, že 9 mm parabellum s dutými body projektily šly dále ve srovnání s žádnými Kevlarovými penetračními testy s projektilem číslo 4, který byl téměř ve stejné vzdálenosti jako projektil FMJ.

S 9 vrstvami 160 GSM Kevlar, odpovídající vzdálenosti ujeté projektily v gelu ukázaly, že čísla projektil 1, 3 a 4 šla dále poté, co prošla 9 vrstvami 160 GSM Kevlar, ve srovnání s projektily vystřelenými do balistických gel (bez Kevlaru).

Testy provedené s 12 vrstvami 160 GSM Kevlar ukazují, že všechny projektily vykazují klesající trend hloubky penetrace ve srovnání s 9 vrstvami.

Jak je vidět vObr, hloubky pronikání projektilů kolísají s hloubkou se zvyšujícím se počtem vrstev, ale ve všech případech je pozorováno snížení z 9 na 12 vrstev. Bylo pozorováno, že projektily s dutým bodem pronikaly kevlarovými vrstvami a v průběhu tohoto procesu byl dutý bod blokován kevlarovým materiálem. Jakmile tyto projektily s dutým bodem dosáhnou balistického gelu, fungují stejným způsobem jako projektil FMJ. Vzhledem k výše uvedenému důvodu s použitými vzorky Kevlaru projektily pronikly dále do balistického gelu ve srovnání s testy prováděnými bez Kevlaru. Pouze jednou byly proniknuty dostatečné vrstvy Kevlaru, aby absorbovaly dostatečnou energii, projektil vykazoval vlastnosti snížené penetrace do balistického gelu. Tato charakteristika byla pozorována v dalších testech, s různými hmotnostmi Kevlaru uvedenými v tomto článku.

3.4.200 GSMKevlar

Testy provedené se 3 vrstvami 200 GSM Kevlar ukazují, že projektily Parabellum FMJ o průměru 9 mm prošly balistickým gelem a vzdálenosti, které uběhly ve srovnání s případem bez Kevlaru, se nezmenšily. 9 mm Parabellum s dutým bodem vystřelilo podle očekávání a 9 mm Parabellum projektil číslo 4 měl mosaznou bundu vloženou do balistického gelu, ale hlavní projektil pokračoval a zastavil, jak bylo zaznamenáno vObr.4.

Při 6 vrstvách 200 GSM Kevlar bylo pozorováno, že penetrační vzdálenost projektilu 1 do balistického gelu se snížila, zatímco projektily 2, 3 a 4 šly dále do balistického gelu ve srovnání s případem bez Kevlaru.

Testy provedené s 9 vrstvami 200 GSM Kevlaru ukazují, že projektil číslo 2 cestoval dále do balistického gelu ve srovnání s případem bez Kevlaru. Bylo pozorováno, že projektily 3 a 4 měly Kevlar zablokovány v dutém bodě, který bránil houby. Projektily 3 a 4 putovaly dále do balistického gelu poté, co pronikly 9 vrstvami 200 GSM Kevlaru ve srovnání s případem bez Kevlaru.

Při testech prováděných s 12 vrstvami 200 GSM Kevlar bylo pozorováno, že projektily Parabellum FMJ o průměru 9 mm, číslo 1 a 2, měly po průniku plošší hlavu. Projektil číslo 4, i když nebyl příliš houbový s dutým bodem zablokoval Kevlar, byl v hlavě zploštělý. Projektil číslo 3 moc nehubil, ale bylo vidět, že se špička hlavy deformuje.

Testy provedené s 15 vrstvami 200 GSM Kevlar, měly oba projektily FMJ, které naznačovaly známky hub. Střely číslo 1 a 2 ukazují snížení hloubky průniku do balistického gelu ve srovnání s případem bez Kevlaru. V tomto případě byly střely 3 a 4 zastaveny kevlarovými vrstvami.

Jak je vidět vObr.4Když se vezme v úvahu průměr mezi body, zdá se, že nastane lineární gradient klesající penetrace do balistického gelu, jakmile je dosaženo vrcholu při přibližně 6 vrstvách 200 Kevlarů GSM. 200 Kevlar 200 GSM vykazuje lepší výkon ve srovnání s 160 Kevlar 160 GSM, jak se očekávalo. Na 15 vrstvách 200 GSM Kevlar byly projektily číslo 3 a 4 zastaveny, ale nikoli projektily číslo 1 a 2. Po průměrném gradientu se odhaduje, že projektily číslo 1 a 2 budou zastaveny pomocí možná 18 a 21 vrstev 200 GSM Kevlar, resp.

• 400 kevlarových testů GSM bylo provedeno za použití vzorků 3, 6, 9 a 12 vrstev, jak ukazují výsledky ukázané vObr.5.

4.Analýza a diskuse o výsledcích

Poděkování

Výzkum byl částečně financován Evropskou uniíNárodní výzkumná nadace. Následující společnosti a jednotlivci jsou uznáni za pomoc, vedení a využívání jejich zařízení v abecedním pořadí: Borrie Bornman, John Evans, Středisko pro hodnocení způsobilosti střelných zbraní a výcvikové středisko (27 39 315 0379;fcatc1@webafrica.org.za), Henns Arms (prodejce střelných zbraní a puškař;www.hennsarms.co.za;info@hennsarms.co.za), River Valley Farm& Přírodní rezervace (- 27 82 694 2258;http://www.rivervalleynaturereserve.co.za/;info@jollyfresh.co.za), Marc Lee, David a Natasha Robert, Simms Arms (- 27 39 315 6390;http://www.simmsarms.co.za;simmscraig@msn.com), Southern Sky Operations (- 27 31 579 4141;www.skyops.co.za;mike@skyops.co.za), Louis a Leonie Stopforth. Je třeba poznamenat, že názory autorů v tomto článku nemusí být nutně názory výše uvedených společností, organizací a jednotlivců. Autoři nezískali za provedené testy žádný finanční zisk.