Leistungsstandards für Körperschutz

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Bei den Leistungsnormen für Körperschutzmittel handelt es sich um von nationalen Behörden erstellte Listen mit Anforderungen an die zuverlässige Leistung von Schutzpanzern, aus denen deutlich hervorgeht, was die Schutzpanzerung abwehren kann und was nicht. Verschiedene Länder haben unterschiedliche Standards, die Bedrohungen beinhalten können, die in anderen Ländern nicht vorhanden sind.

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Die VPAM-Skala von 2009 reicht von 1 bis 14, wobei 1–5 weiche Panzerung und 6–14 harte Panzerung bedeuten. Um zu bestehen, muss die getestete Panzerung drei Treffern der vorgesehenen Testbedrohung im Abstand von 120 mm (4,7 Zoll) standhalten, wobei die Rückseitenverformung nicht mehr als 25 mm (0,98 Zoll) betragen darf. Bemerkenswert ist die Einbeziehung spezieller regionaler Bedrohungen wie Swiss P AP von RUAG und .357 DAG. Laut der Website von VPAM wird es offenbar in Frankreich und Großbritannien eingesetzt.

Die VPAM-Skala lautet wie folgt:

Rüstungsstufe	Schutz
PM 1 .22 Langgewehr	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 2,6 ± 0,1 g (40 ± 1,54 g)  .22 Langgewehr - Bleirundgeschosse mit einer Geschwindigkeit von 360 ± 10 m/s (1181 ± 33 ft/s)
PM 2 9×19mm Parabellum	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 5 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 g)  9 × 19 mm Parabellum  DM41 FMJ Rundkopf-Bleikerngeschosse mit einer Geschwindigkeit von 360 ± 10 m/s (1181 ± 33 ft/s)
PM 3 9×19mm Parabellum	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 5 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 g)  9 × 19 mm Parabellum  DM41 FMJ Rundkopf-Bleikerngeschosse mit einer Geschwindigkeit von 415 ± 10 m/s (1361 ± 33 ft/s)
PM 4 .357 Magnum .44 Magnum	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 5 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 10,2 ± 0,1 g (157 ± 1,54 g)  .357 Magnum  -Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 430 ± 10 m/s (1410 ± 33 ft/s) 15,6 ± 0,1 g (240 ± 1,54 g)  .44 Magnum  -Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 440 ± 10 m/s (1443 ± 33 ft/s)
Uhr 17 .357 Magnum	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 5 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 7,1 ± 0,1 g (109 ± 1,54 g)  .357 Magnum  FMs (Messing an der Spitze) Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 580 ± 10 m/s (1902 ± 33 ft/s)
18 Uhr 7,62×39mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 8,0 ± 0,1 g (122 ± 1,54 g)  7,62 × 39 mm  PS-Geschosse mit Weichstahlkern und einer Geschwindigkeit von 720 ± 10 m/s (2362 ± 33 ft/s)
Uhr 7 5,56×45mm 7,62×51mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 4,0 ± 0,1 g (62 ± 1,54 g) 5,56 × 45 mm SS109/US: M855 FMJ-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 950 ± 10 m/s (3116 ± 33 ft/s) 9,55 ± 0,1 g (147 ± 1,54 g)  7,62 × 51 mm  DM111-Stahlkerngeschosse mit einer Geschwindigkeit von 830 ± 10 m/s (2723 ± 33 ft/s)
Uhr 8 7,62×39mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 7,7 ± 0,1 g (118 ± 1,54 g) 7,62 × 39 mm BZ API (panzerbrechende Brandgeschosse) mit einer Geschwindigkeit von 740 ± 10 m/s (2427 ± 33 ft/s)
Uhr 9 7,62×51mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 9,7 ± 0,2 g (149 ± 3,08 g) 7,62 × 51 mm panzerbrechende P80-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 820 ± 10 m/s (2690 ± 33 ft/s)
10 Uhr 7,62×54mmR	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 10,4 ± 0,1 g (160 ± 1,54 g) 7,62 × 54 mmR B32 API-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 860 ± 10 m/s (2821 ± 33 ft/s)
Uhr 11 7,62×51mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 8,4 ± 0,1 g (129 ± 1,54 g) 7,62 × 51 mm große panzerbrechende Nammo AP8/US M993-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 ft/s)
Uhr 12 7,62×51mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern schützen, die aus einer Entfernung von 10 ± 0,5 Metern abgefeuert werden: 12,7 ± 0,1 g (196 ± 1,54 g) 7,62 × 51 mm panzerbrechende RUAG SWISS P AP-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 810 ± 10 m/s (2657 ± 33 ft/s)
Uhr 13 12,7×99mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern aus beliebiger Entfernung schützen: 43,5 ± 0,1 g (671 ± 7,71 g) 12,7 × 99 mm RUAG SWISS P-Penetratorgeschosse mit einer Geschwindigkeit von 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 ft/s)
Uhr 14 14,5×114mm	Diese Panzerung würde vor drei Treffern aus beliebiger Entfernung schützen: 63,4 ± 0,1 g (978 ± 7,71 g) 14,5 × 114 mm B32 API-Geschosse mit einer Geschwindigkeit von 911 ± 10 m/s (2988 ± 33 ft/s)

• Die Messung der ballistischen Leistung einer Panzerung basiert auf der Bestimmung der kinetischen Energie eines Geschosses beim Aufprall ( E _k = 1⁄2 mv ²). Da die Energie eines Geschosses ein Schlüsselfaktor für seine Durchschlagskraft ist, wird die Geschwindigkeit als primäre unabhängige Variable bei ballistischen Tests verwendet. Für die meisten Benutzer ist die Geschwindigkeit, bei der keine Kugeln die Panzerung durchdringen, das entscheidende Maß. Bei der Messung dieser Nulldurchdringungsgeschwindigkeit ( v ₀) müssen die Variabilität der Panzerungsleistung und die Testvariabilität berücksichtigt werden. Bei ballistischen Tests gibt es eine Reihe von Variabilitätsquellen: die Panzerung, die Testträgermaterialien, das Geschoss, die Hülse, das Pulver, das Zündhütchen und der Waffenlauf, um nur einige zu nennen.

• Variabilität verringert die Vorhersagekraft einer Bestimmung von V0. Wenn beispielsweise die V ₀ eines Panzerungsdesigns mit einem 9-mm-FMJ-Geschoss basierend auf 30 Schüssen mit 1.600 ft/s (490 m/s) gemessen wird, handelt es sich bei dem Test nur um eine Schätzung der tatsächlichen V ₀ dieser Panzerung. Das Problem ist die Variabilität. Wenn der V ₀ erneut mit einer zweiten Gruppe von 30 Schüssen auf demselben Westendesign getestet wird, ist das Ergebnis nicht identisch.

• Zur Reduzierung des ist nur ein einziger Durchschlagsschuss mit geringer Geschwindigkeit erforderlich . v- ₀ Wertes Je mehr Schüsse gemacht werden, desto niedriger V. ₀ wird das Statistisch gesehen ist die Nulldurchdringungsgeschwindigkeit das Ende der Verteilungskurve. Wenn die Variabilität bekannt ist und die Standardabweichung berechnet werden kann, kann man V0 streng auf ein Konfidenzintervall festlegen. Teststandards definieren nun, wie viele Schüsse verwendet werden müssen, um einen v ₀ für die Panzerungszertifizierung zu schätzen. Dieses Verfahren definiert ein Konfidenzintervall einer Schätzung von v ₀. (Siehe „NIJ- und HOSDB-Testmethoden“.)

• v ₀ ist schwer zu messen, daher wurde für ballistische Tests ein zweites Konzept entwickelt, das als ballistische Grenze ( v ₅₀) bezeichnet wird. Dies ist die Geschwindigkeit, bei der 50 Prozent der Schüsse durchgehen und 50 Prozent von der Panzerung gestoppt werden. Der US-Militärstandard MIL-STD-662F V50 Ballistic Test definiert ein häufig verwendetes Verfahren für diese Messung. Das Ziel besteht darin, drei durchdringende Schüsse zu erhalten, die langsamer sind als eine zweitschnellere Gruppe von drei Schüssen, die von der Panzerung gestoppt werden. Diese drei hohen Stopps und drei niedrigen Penetrationen können dann zur Berechnung einer verwendet werden v- Geschwindigkeit ₅₀ .

• In der Praxis erfordert diese Messung von v ₅₀ 1–2 Westenplatten und 10–20 Schüsse. Ein sehr nützliches Konzept bei Panzerungstests ist die Offsetgeschwindigkeit zwischen v ₀ und v ₅₀. Wenn dieser Versatz für ein Panzerungsdesign gemessen wurde, v- Daten verwendet werden, um Änderungen in ₅₀ können v zu messen und abzuschätzen ₀. Für die Herstellung der Weste, die Feldbewertung und die Lebensdauerprüfung werden sowohl v ₀ als auch v ₅₀ verwendet. Aufgrund der Einfachheit der Durchführung von V- ₅₀ Messungen ist diese Methode jedoch wichtiger für die Kontrolle der Panzerung nach der Zertifizierung.

• Nach dem Vietnamkrieg entwickelten Militärplaner ein Konzept zur „ Verlustreduzierung “. Die große Menge an Verlustdaten machte deutlich, dass in einer Kampfsituation Splitter und nicht Kugeln die größte Bedrohung für Soldaten darstellten. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden Westen entwickelt und Splittertests befanden sich noch im Anfangsstadium. Artilleriegranaten, Mörsergranaten, Fliegerbomben, Granaten und Antipersonenminen sind Splittergeräte. Sie alle enthalten eine Stahlhülle, die bei der Detonation ihres Sprengstoffkerns in kleine Stahlfragmente oder Granatsplitter zerplatzt. Nach erheblichen Anstrengungen zur Messung der Fragmentgrößenverteilung verschiedener Munition der NATO und des Sowjetblocks wurde ein Fragmenttest entwickelt. Es wurden Fragmentsimulatoren entwickelt, und die häufigste Form ist ein rechter Kreiszylinder oder RCC-Simulator. Die Länge dieser Form entspricht ihrem Durchmesser. Diese RCC-Fragmentsimulationsprojektile (FSPs) werden als Gruppe getestet. Die Testreihen umfassen am häufigsten RCC-FSP-Tests mit 2 Körnern (0,13 g), 4 Körnern (0,263 g), 16 Körnern (1,0 g) und 64 Körnern (4,2 g). Die 2-4-16-64-Reihe basiert auf den gemessenen Fragmentgrößenverteilungen.

• Der zweite Teil der Strategie zur „ Unfallreduzierung “ ist eine Untersuchung der Geschwindigkeitsverteilungen von Fragmenten aus Munition. Sprengkopfsprengstoffe haben Explosionsgeschwindigkeiten von 20.000 Fuß/s (6.100 m/s) bis 30.000 Fuß/s (9.100 m/s). Dadurch sind sie in der Lage, Fragmente mit sehr hohen Geschwindigkeiten von über 1.000 m/s (3.300 ft/s) auszustoßen, was eine sehr hohe Energie impliziert (wobei die Energie eines Fragments 1⁄2 Masse × Geschwindigkeit beträgt ², wobei die Rotationsenergie vernachlässigt wird). Die militärtechnischen Daten zeigten, dass die Fragmentgeschwindigkeiten ebenso wie die Fragmentgröße charakteristische Verteilungen aufwiesen. Es ist möglich, die von einem Gefechtskopf abgegebenen Fragmente in Geschwindigkeitsgruppen zu segmentieren. Beispielsweise haben 95 % aller Fragmente einer Bombenexplosion unter 4 Grains (0,26 g) eine Geschwindigkeit von 3.000 ft/s (910 m/s) oder weniger. Daraus wurden eine Reihe von Zielen für die Gestaltung militärischer ballistischer Westen festgelegt.

• Die zufällige Natur der Fragmentierung erforderte bei der Spezifikation der Militärweste einen Kompromiss zwischen Masse und ballistischem Nutzen. Eine harte Fahrzeugpanzerung ist in der Lage, alle Splitter abzuwehren, Militärangehörige können jedoch nur eine begrenzte Menge an Ausrüstung und Ausrüstung tragen, sodass das Gewicht der Weste ein begrenzender Faktor für den Splitterschutz der Weste ist. Die Kornreihe 2-4-16-64 kann bei begrenzter Geschwindigkeit durch eine Volltextilweste von etwa 5,4 kg/m ² (1,1 lb/ft ²) gestoppt werden. Im Gegensatz zur Weste für verformbare Bleigeschosse verändern die Splitter ihre Form nicht; Sie sind aus Stahl und können durch Textilmaterialien nicht verformt werden. Das 2-Korn-FSP (0,13 g) (das kleinste Fragmentprojektil, das üblicherweise in Tests verwendet wird) hat etwa die Größe eines Reiskorns; Solche kleinen, sich schnell bewegenden Fragmente können möglicherweise durch die Weste rutschen und sich zwischen den Fäden bewegen. Daher sind für den Splitterschutz optimierte Stoffe dicht gewebt, auch wenn diese Stoffe Bleigeschosse nicht so wirksam abwehren.

Eine der entscheidenden Anforderungen bei weichballistischen Tests ist die Messung der „ Rückseitensignatur “ (dh der Energie, die von einem nicht durchdringenden Projektil auf das Gewebe abgegeben wird) in einem verformbaren Trägermaterial, das hinter der Zielweste platziert wird. Die meisten Militär- und Strafverfolgungsnormen haben sich auf eine Öl-Ton-Mischung als Trägermaterial, bekannt als Roma Plastilena, geeinigt. Obwohl Roma härter und weniger verformbar als menschliches Gewebe ist, stellt es ein „ worst case “-Trägermaterial dar, wenn die plastischen Verformungen im Öl/Ton gering sind (weniger als 20 mm (0,79 Zoll)). (Eine auf einer härteren Oberfläche angebrachte Panzerung kann leichter durchdrungen werden.) Die Öl-Ton-Mischung von „ Roma “ hat ungefähr die doppelte Dichte von menschlichem Gewebe und entspricht daher nicht dessen spezifischem Gewicht . „ Roma “ ist jedoch ein Kunststoffmaterial, das seine Form nicht elastisch wiedererlangt, was für die genaue Messung potenzieller Traumata durch die Rückseitensignatur wichtig ist.

Die Auswahl des Testträgers ist von Bedeutung, da bei flexiblen Panzerungen das Körpergewebe eines Trägers eine wesentliche Rolle bei der Absorption der hochenergetischen Einwirkungen von Schuss- und Stichereignissen spielt. Allerdings weist der menschliche Rumpf ein sehr komplexes mechanisches Verhalten auf. Abseits von Brustkorb und Wirbelsäule ist das Weichteilverhalten weich und nachgiebig. Im Gewebe über dem Brustbeinbereich ist die Compliance des Rumpfes deutlich geringer. Diese Komplexität erfordert sehr ausgefeilte biomorphe Trägermaterialsysteme für genaue ballistische und Stichschutztests. Neben Roma wurden auch eine Reihe anderer Materialien verwendet, um menschliches Gewebe zu simulieren. In allen Fällen werden diese Materialien bei Testaufprallen hinter der Panzerung platziert und sollen verschiedene Aspekte des Aufprallverhaltens von menschlichem Gewebe simulieren.

Ein wichtiger Faktor bei der Prüfung von Panzerungen ist die Härte. Panzerungen können bei Tests leichter durchdrungen werden, wenn sie mit härteren Materialien unterlegt sind. Daher stellen härtere Materialien wie Roma-Ton konservativere Testmethoden dar.

Unterstützertyp	Materialien	Elastisch/Kunststoff	Testtyp	Spezifisches Gewicht	Relative Härte im Vergleich zu Gelatine	Anwendung
Roma Plastilina Clay #1	Öl/Ton-Mischung	Plastik	Ballistisch und Stich	>2	Mäßig schwer	Messung der Rückseitensignatur.  Wird für die meisten Standardtests verwendet
10 % Gelatine	Tierisches Proteingel	Viskoelastisch	Ballistisch	~1 (90 % Wasser)	Weicher als die Grundlinie	Gutes Simulans für menschliches Gewebe, schwer anzuwenden, teuer. Erforderlich für FBI-Testmethoden
20 % Gelatine	Tierisches Proteingel	Viskoelastisch	Ballistisch	~1 (80 % Wasser)	Grundlinie	Gutes Simulans für die Skelettmuskulatur.  Bietet eine dynamische Ansicht des Ereignisses.
HOSDB-NIJ-Schaum	Neoprenschaum, EVA-Schaum, Gummiplatte	Elastisch	Stechen	~1	Etwas härter als Gelatine	Mäßige Gewebeverträglichkeit, einfache Anwendung,  geringe Kosten. Wird bei Stichversuchen verwendet
Silikongel	Langkettiges Silikonpolymer	Viskoelastisch	Biomedizinisch	~1.2	Ähnlich wie Gelatine	Biomedizinische Tests zur Prüfung stumpfer Kräfte,  sehr gute Gewebeübereinstimmung
Tierversuche an Schweinen oder Schafen	Lebendes Gewebe	Verschieden	Forschung	~1	Echtes Gewebe ist variabel	Sehr komplex, erfordert eine ethische Prüfung zur Genehmigung

Standards für Stich- und Stachelpanzerung wurden unter Verwendung von drei verschiedenen Trägermaterialien entwickelt. Der Entwurf der EU-Norm fordert Roma-Ton, das kalifornische DOC fordert 60 % ballistische Gelatine und die aktuelle Norm für NIJ und HOSDB fordert ein mehrteiliges Schaumstoff- und Gummi-Trägermaterial.

• Bei Verwendung einer Roma-Tonunterlage erfüllten nur metallische Stichlösungen die kalifornischen DOC-Eispickelanforderungen von 109 Joule

• Bei Verwendung einer 10 %igen Gelatine-Unterlage konnten alle Stoffstichlösungen die kalifornischen DOC-Eispickelanforderungen von 109 Joule erfüllen.

• Zuletzt wurde Roma im Entwurf der Norm ISO prEN ISO 14876 als Unterstützer sowohl für Ballistik- als auch Stichtests ausgewählt.

Diese Geschichte hilft, einen wichtigen Faktor bei der Prüfung ballistischer und Stichpanzerungen zu erklären: Die Steifigkeit des Trägermaterials beeinflusst den Durchdringungswiderstand der Panzerung. Die Energiedissipation des Panzerungs-Gewebe-Systems beträgt Energie = Kraft × Verschiebung. Beim Testen auf Trägern, die weicher und verformbarer sind, wird die gesamte Aufprallenergie bei geringerer Kraft absorbiert. Wenn die Kraft durch eine weichere, nachgiebigere Unterlage verringert wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Panzerung durchschlagen wird. Die Verwendung härterer Roma-Materialien im ISO-Normentwurf macht diesen zur strengsten der heute verwendeten Stichnormen.