Normy výkonu neprůstřelných vest

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Výkonnostní normy pro neprůstřelné vesty jsou seznamy vytvořené národními úřady s požadavky na spolehlivé fungování brnění, které jasně udávají, co může a co nesmí brnění překonat. Různé země mají různé standardy, které mohou zahrnovat hrozby, které se v jiných zemích nevyskytují.

---

Stupnice VPAM od roku 2009 se pohybuje od 1 do 14, přičemž 1-5 je měkké brnění a 6-14 je tvrdé brnění. Testované pancéřování musí odolat třem zásahům ve vzdálenosti 120 mm (4,7 palce) od určeného zkušebního ohrožení s deformací zadní strany maximálně 25 mm (0,98 palce), aby prošlo. Za zmínku stojí zahrnutí speciálních regionálních hrozeb jako Swiss P AP od RUAG a .357 DAG. Podle webu VPAM se zřejmě používá ve Francii a Británii.

Stupnice VPAM je následující:

Úroveň brnění	Ochrana
PM 1 .22 Dlouhá puška	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 2,6 ± 0,1 g (40 ± 1,54 gr)  0,22 olověné kulky s kulatým nosem pro dlouhou pušku při rychlosti 360 ± 10 m/s (1 181 ± 33 ft/s)
PM 2 9×19 mm Parabellum	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 5±0,5 metru: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr)  9 × 19 mm Parabellum  DM41 FMJ kulky s kulatým nosem s olověným jádrem při rychlosti 360 ± 10 m/s (1181 ± 33 ft/s)
PM 3 9×19 mm Parabellum	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 5±0,5 metru: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr) kulky s kulatým nosem a olověným jádrem  9 × 19 mm Parabellum  DM41 FMJ při rychlosti 415 ± 10 m/s (1361 ± 33 ft/s)
PM 4 .357 Magnum .44 Magnum	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 5±0,5 metru: 10,2 ± 0,1 g (157 ± 1,54 gr)  0,357 střel Magnum  při rychlosti 430 ± 10 m/s (1410 ± 33 ft/s) 15,6 ± 0,1 g (240 ± 1,54 gr)  0,44 střel Magnum  při rychlosti 440 ± 10 m/s (1443 ± 33 ft/s)
PM 5 .357 Magnum	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 5±0,5 metru: 7,1 ± 0,1 g (109 ± 1,54 gr)  0,357 střel Magnum  FMs (mosaz na přídi) při rychlosti 580 ± 10 m/s (1902 ± 33 ft/s)
PM 6 7,62 × 39 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 8,0 ± 0,1 g (122 ± 1,54 gr)  7,62 × 39 mm  PS střely s jádrem z měkké oceli při rychlosti 720 ± 10 m/s (2362 ± 33 ft/s)
PM 7 5,56 × 45 mm 7,62 × 51 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 4,0 ± 0,1 g (62 ± 1,54 gr) 5,56 × 45 mm SS109/US: střely M855 FMJ při rychlosti 950 ± 10 m/s (3116 ± 33 ft/s) 9,55 ± 0,1 g (147 ± 1,54 gr)  7,62 × 51 mm  střely s ocelovým jádrem DM111 při rychlosti 830 ± 10 m/s (2723 ± 33 ft/s)
PM 8 7,62 × 39 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 7,7 ± 0,1 g (118 ± 1,54 gr) 7,62 × 39 mm BZ API (pancéřové zápalné) střely při rychlosti 740 ± 10 m/s (2 427 ± 33 ft/s)
PM 9 7,62 × 51 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 9,7 ± 0,2 g (149 ± 3,08 gr) 7,62 × 51 mm P80 průbojné střely při rychlosti 820 ± 10 m/s (2690 ± 33 ft/s)
PM 10 7,62 × 54 mm R	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 10,4 ± 0,1 g (160 ± 1,54 gr) 7,62 × 54 mmR B32 API střely při rychlosti 860 ± 10 m/s (2821 ± 33 ft/s)
PM 11 7,62 × 51 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 8,4 ± 0,1 g (129 ± 1,54 gr) 7,62 × 51 mm Nammo AP8/US M993 pancéřové střely s rychlostí 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 ft/s)
PM 12 7,62 × 51 mm	Tento pancíř by chránil před třemi zásahy vystřelenými z 10±0,5 metru: 12,7 ± 0,1 g (196 ± 1,54 gr) 7,62 × 51 mm RUAG SWISS P AP pancéřové střely při rychlosti 810 ± 10 m/s (2657 ± 33 ft/s)
PM 13 12,7 × 99 mm	Toto brnění by chránilo před třemi zásahy vypálenými z libovolné vzdálenosti: 43,5 ± 0,1 g (671 ± 7,71 gr) 12,7 × 99 mm penetrační střely RUAG SWISS P při rychlosti 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 ft/s)
PM 14 14,5 × 114 mm	Toto brnění by chránilo před třemi zásahy vypálenými z libovolné vzdálenosti: 63,4 ± 0,1 g (978 ± 7,71 gr) 14,5 × 114 mm B32 API střely při rychlosti 911 ± 10 m/s (2988 ± 33 ft/s)

• Měření balistického výkonu pancíře je založeno na stanovení kinetické energie střely při dopadu ( E _k = 1⁄2 mv ²). Protože energie střely je klíčovým faktorem její průbojnosti, používá se rychlost jako primární nezávislá proměnná při balistických zkouškách. Pro většinu uživatelů je klíčovým měřením rychlost, při které žádné kulky neproniknou pancířem. Měření této nulové průnikové rychlosti ( v ₀) musí brát v úvahu variabilitu výkonu pancíře a variabilitu testu. Balistické testování má řadu zdrojů variability: pancíř, testovací podkladové materiály, střela, plášť, prach, zápalka a hlaveň, abychom jmenovali alespoň některé.

• Variabilita snižuje prediktivní schopnost stanovení V0. Pokud je například u konstrukce pancíře naměřena hodnota v ₀ 1 600 stop/s (490 m/s) s kulkou 9 mm FMJ na základě 30 výstřelů, je test pouze odhadem skutečné hodnoty v ₀ tohoto pancíře. Problém je variabilita. Pokud je v ₀ testováno znovu s druhou skupinou 30 ran na stejném designu vesty, výsledek nebude totožný.

• Ke snížení hodnoty je zapotřebí pouze jeden průnik nízkou rychlostí v ₀ . Čím více výstřelů, tím nižší v . ₀ bude Z hlediska statistik je nulová rychlost průniku koncovým koncem distribuční křivky. Pokud je variabilita známa a lze vypočítat směrodatnou odchylku, lze přesně nastavit V0 na interval spolehlivosti. Testovací standardy nyní definují, kolik výstřelů musí být použito k odhadu v ₀ pro certifikaci brnění. Tento postup definuje interval spolehlivosti odhadu v ₀. (Viz 'Testovací metody NIJ a HOSDB'.)

• v ₀ se obtížně měří, proto byl v balistickém testování vyvinut druhý koncept nazvaný balistický limit ( v ₅₀). To je rychlost, kterou projde 50 procent výstřelů a 50 procent zastaví pancíř. Americký vojenský standard MIL-STD-662F V50 Ballistic Test definuje běžně používaný postup pro toto měření. Cílem je získat tři střely, které proniknou, které jsou pomalejší než druhá rychlejší skupina tří střel, které zastaví brnění. Tyto tři vysoké zarážky a tři nízké průniky pak lze použít k výpočtu rychlosti v ₅₀ .

• V praxi toto měření v ₅₀ vyžaduje 1–2 panely vesty a 10–20 výstřelů. Velmi užitečným konceptem při testování pancéřování je offsetová rychlost mezi v ₀ a v ₅₀. Pokud byl tento offset změřen pro návrh pancéřování, lze data v ₅₀ použít k měření a odhadu změn v ₀. Pro výrobu vest, hodnocení v terénu a testování životnosti v ₀ i v . ₅₀ se používají V důsledku jednoduchosti provádění měření v ₅₀ je však tato metoda důležitější pro kontrolu pancíře po certifikaci.

• Po vietnamské válce vojenští plánovači vyvinuli koncept „ snížení počtu obětí “. Velké množství dat o obětech jasně ukázalo, že v bojové situaci představují pro vojáky nejdůležitější hrozbu úlomky, nikoli kulky. Po druhé světové válce se vesty vyvíjely a testování fragmentů bylo v raných fázích. Dělostřelecké granáty, minometné granáty, letecké bomby, granáty a protipěchotní miny jsou všechny fragmentační zařízení. Všechny obsahují ocelové pouzdro, které je navrženo tak, aby se roztrhlo na malé ocelové úlomky nebo šrapnely, když jejich výbušné jádro exploduje. Po značném úsilí měření distribuce velikosti fragmentů z různých munic NATO a sovětského bloku byl vyvinut test fragmentů. Byly navrženy simulátory fragmentů a nejběžnějším tvarem je pravý kruhový válec nebo simulátor RCC. Tento tvar má délku rovnou jeho průměru. Tyto RCC Fragment Simulation Projectile (FSP) jsou testovány jako skupina. Testovací série nejčastěji zahrnuje 2 grain (0,13 g), 4 grain (0,263 g), 16 grain (1,0 g) a 64 grain (4,2 g) hmotnostní testování RCC FSP. Série 2-4-16-64 je založena na naměřených distribucích velikosti fragmentů.

• Druhá část strategie ' Casualty Reduction ' je studiem rozložení rychlosti úlomků z munice. Výbušniny bojových hlavic mají rychlost výbuchu 20 000 stop/s (6 100 m/s) až 30 000 stop/s (9 100 m/s). Výsledkem je, že jsou schopny vymršťovat úlomky velmi vysokou rychlostí přes 3 300 stop/s (1 000 m/s), což znamená velmi vysokou energii (kde energie úlomku je 1⁄2 hmotnosti × rychlost ², přičemž se zanedbává rotační energie). Údaje vojenského inženýrství ukázaly, že stejně jako velikost fragmentů, i rychlosti fragmentů měly charakteristické rozložení. Výstup fragmentu z hlavice je možné rozdělit do skupin rychlostí. Například 95 % všech úlomků z výbuchu bomby pod 4 grainy (0,26 g) má rychlost 3 000 stop/s (910 m/s) nebo nižší. Tím byl stanoven soubor cílů pro návrh vojenské balistické vesty.

• Náhodná povaha fragmentace vyžadovala, aby specifikace vojenské vesty vyrovnala hmotnost vs. balistický přínos. Tvrdý pancíř vozidel je schopen zastavit všechny úlomky, ale vojenský personál může nést pouze omezené množství výstroje a vybavení, takže váha vesty je limitujícím faktorem ochrany proti úlomkům vesty. Sérii zrn 2-4-16-64 při omezené rychlosti lze zastavit celotextilní vestou o hmotnosti přibližně 5,4 kg/m ² (1,1 lb/ft ²). Na rozdíl od konstrukce vesty pro deformovatelné olověné střely, fragmenty nemění tvar; jsou ocelové a nemohou být deformovány textilními materiály. Dvouzrnný (0,13 g) FSP (nejmenší střepinový projektil běžně používaný při testování) je velký asi jako zrnko rýže; takové malé rychle se pohybující úlomky mohou potenciálně proklouznout vestou a pohybovat se mezi nitěmi. Výsledkem je, že tkaniny optimalizované pro ochranu proti úlomkům jsou hustě tkané, ačkoli tyto tkaniny nejsou tak účinné při zastavování olověných střel.

Jedním z kritických požadavků v měkkých balistických testech je měření ' podpisu zadní strany ' (tj. energie dodané do tkáně nepronikajícím projektilem) v deformovatelném podkladovém materiálu umístěném za cílenou vestou. Většina vojenských a donucovacích norem se ustálila na směsi oleje a jílu pro podkladový materiál, známé jako Roma Plastilena. Ačkoli jsou tvrdší a méně deformovatelné než lidská tkáň, Roma představuje ' nejhorší případ ' podkladový materiál, když jsou plastické deformace v oleji/jílu nízké (méně než 20 mm (0,79 palce)). (Brnění umístěné na tvrdším povrchu je snadněji proniknutelné.) Směs oleje a jílu ' Roma ' má zhruba dvojnásobnou hustotu než lidská tkáň, a proto neodpovídá její specifické hmotnosti , nicméně ' Roma ' je plastický materiál, který neobnoví svůj tvar elasticky, což je důležité pro přesné měření potenciálního traumatu prostřednictvím podpisu na zadní straně.

Výběr zkušebního podkladu je významný, protože v pružném brnění hraje tělesná tkáň nositele nedílnou roli při pohlcování vysokoenergetického dopadu balistických a bodných událostí. Avšak lidské torzo má velmi složité mechanické chování. Mimo hrudní koš a páteř je chování měkkých tkání měkké a poddajné. Ve tkáni nad oblastí hrudní kosti je poddajnost trupu výrazně nižší. Tato složitost vyžaduje velmi propracované systémy biomorfních podkladových materiálů pro přesné testování balistických a bodných pancířů. K simulaci lidské tkáně byla kromě Romů použita řada materiálů. Ve všech případech jsou tyto materiály umístěny za pancíř během zkušebních nárazů a jsou navrženy tak, aby simulovaly různé aspekty chování při nárazu lidské tkáně.

Jedním z důležitých faktorů při testování podkladu pro brnění je jeho tvrdost. Pancíř při testování snadněji proniká, když je podložen tvrdšími materiály, a proto tvrdší materiály, jako je římská hlína, představují konzervativnější zkušební metody.

Typ backer	Materiály	Elastické/plastové	Typ testu	Specifická hmotnost	Relativní tvrdost vs želatina	Aplikace
Římská plastilínová hlína #1	Směs olej/jíl	Plast	Balistické a Stab	>2	Středně těžké	Měření podpisu na zadní straně obličeje.  Používá se pro většinu standardních testů
10% želatina	Živočišný proteinový gel	Viskoelastické	Balistický	~1 (90 % vody)	Měkčí než základní linie	Dobrý simulant pro lidskou tkáň, těžko použitelný, drahý. Vyžadováno pro testovací metody FBI
20% želatina	Živočišný proteinový gel	Viskoelastické	Balistický	~1 (80 % vody)	Základní linie	Dobrý simulant pro kosterní svaly.  Poskytuje dynamický pohled na událost.
Pěna HOSDB-NIJ	Neoprenová pěna, EVA pěna, listová pryž	Elastický	Bodnout	~1	Trochu tvrdší než želatina	Mírná shoda s tkání, snadné použití,  nízké náklady. Používá se při bodnutí
Silikonový gel	Silikonový polymer s dlouhým řetězcem	Viskoelastické	Biomedicínské	~1.2	Podobně jako želatina	Biomedicínské testování pro testování tupou silou,  velmi dobrá shoda tkání
Testování na prasatech nebo ovcích	Živá tkáň	Různé	Výzkum	~1	Skutečná tkáň je variabilní	Velmi složité, ke schválení vyžaduje etické přezkoumání

Standardy bodného a bodcového brnění byly vyvinuty s použitím 3 různých podkladových materiálů. Návrh normy EU uvádí romskou hlínu, kalifornský DOC uvádí 60% balistickou želatinu a současná norma pro NIJ a HOSDB uvádí vícesložkový pěnový a pryžový podkladový materiál.

• S použitím římské hlíny splnila pouze kovová řešení pro bodnutí 109 joule kalifornského DOC požadavku na sekání ledu

• Při použití 10% želatinového podkladu byly všechny roztoky na propichování tkaniny schopny splnit požadavek na sekání ledu 109 joule Kalifornie DOC.

• V poslední době návrh normy ISO prEN ISO 14876 vybral Roma jako podklad pro balistické i bodné zkoušky.

Tato historie pomáhá vysvětlit důležitý faktor při testování balistického a bodného pancíře, kdy tuhost zadní části ovlivňuje odolnost pancéřování. Ztráta energie systému pancéřová tkáň je Energie = Síla × Posun při testování na podložkách, které jsou měkčí a více deformovatelné, je celková energie nárazu absorbována při nižší síle. Když je síla snížena měkčím a poddajnějším podkladem, je méně pravděpodobné, že bude pancíř proražen. Použití tvrdších romských materiálů v návrhu normy ISO z ní činí nejpřísnější z dnes používaných norem.