Estándares de rendimiento de armaduras corporales

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Los estándares de rendimiento de las armaduras corporales son listas generadas por las autoridades nacionales de requisitos para que la armadura funcione de manera confiable, indicando claramente lo que la armadura puede y no puede superar. Diferentes países tienen diferentes estándares, que pueden incluir amenazas que no están presentes en otros países.

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La escala VPAM a partir de 2009 va del 1 al 14, siendo del 1 al 5 armadura blanda y del 6 al 14 armadura dura. La armadura probada debe resistir tres golpes, espaciados 120 mm (4,7 pulgadas) de distancia, de la amenaza de prueba designada con no más de 25 mm (0,98 pulgadas) de deformación de la cara posterior para poder pasar. Es de destacar la inclusión de amenazas regionales especiales como el Swiss P AP de RUAG y .357 DAG. Según el sitio web de VPAM, aparentemente se utiliza en Francia y Gran Bretaña.

La escala VPAM es la siguiente:

Nivel de armadura	Protección
MP 1 .22 Rifle largo	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 2,6 ± 0,1 g (40 ± 1,54 gr)  .22 Balas largas de punta de rifle a una velocidad de 360 ​​± 10 m/s (1181 ± 33 pies/s) redonda con punta
PM 2 Parabellum de 9 × 19 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 5±0,5 metros, de: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr)  de 9 × 19 mm a una velocidad de 360 ​​± 10 m/s (1181 ± 33 pies/s) Parabellum DM41 FMJ  Balas con núcleo de plomo de punta redonda
PM 3 Parabellum de 9 × 19 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 5±0,5 metros, de: 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr)  de 9 × 19 mm a una velocidad de 415 ± 10 m/s (1361 ± 33 pies/s) Parabellum DM41 FMJ  Balas con núcleo de plomo de punta redonda
PM 4 .357 Mágnum .44 mágnum	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 5±0,5 metros, de: 10,2 ± 0,1 g (157 ± 1,54 gr)  .357 balas Magnum  a una velocidad de 430 ± 10 m/s (1410 ± 33 pies/s) 15,6 ± 0,1 g (240 ± 1,54 gr)  .44 balas Magnum  a una velocidad de 440 ± 10 m/s (1443 ± 33 pies/s)
PM 5 .357 Mágnum	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 5±0,5 metros, de: 7,1 ± 0,1 g (109 ± 1,54 gr) balas  .357 Magnum  FM (latón en la punta) a una velocidad de 580 ± 10 m/s (1902 ± 33 pies/s)
6 de la tarde 7,62×39 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 8,0 ± 0,1 g (122 ± 1,54 gr)  7,62 × 39 mm a una velocidad de 720 ± 10 m/s (2362 ± 33 pies/s) Balas con núcleo de acero dulce de PS de
PM 7 5,56×45 mm 7,62×51 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 4,0 ± 0,1 g (62 ± 1,54 gr) 5,56 × 45 mm SS109/US: balas M855 FMJ a una velocidad de 950 ± 10 m/s (3116 ± 33 pies/s) 9,55 ± 0,1 g (147 ± 1,54 gr)  de 7,62 × 51 mm a una velocidad de 830 ± 10 m/s (2723 ± 33 pies/s) Balas con núcleo de acero DM111
PM 8 7,62×39 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 7,7 ± 0,1 g (118 ± 1,54 gr) 7,62 × 39 mm a una velocidad de 740 ± 10 m/s (2427 ± 33 pies/s) Balas BZ API (incendiarias perforantes) de
PM 9 7,62×51 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 9,7 ± 0,2 g (149 ± 3,08 gr) 7,62 × 51 mm a una velocidad de 820 ± 10 m/s (2690 ± 33 pies/s) Balas perforantes P80 de
PM 10 7,62×54 mmR	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 10,4 ± 0,1 g (160 ± 1,54 gr) Balas API B32 de 7,62 × 54 mmR a una velocidad de 860 ± 10 m/s (2821 ± 33 pies/s)
PM 11 7,62×51 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 8,4 ± 0,1 g (129 ± 1,54 gr) de 7,62 × 51 mm a una velocidad de 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 pies/s) Balas perforantes Nammo AP8/US M993
PM 12 7,62×51 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde 10±0,5 metros, de: 12,7 ± 0,1 g (196 ± 1,54 gr) 7,62 × 51 mm a una velocidad de 810 ± 10 m/s (2657 ± 33 pies/s) Balas perforantes RUAG SWISS P AP de
PM 13 12,7×99 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde una distancia arbitraria, de: 43,5 ± 0,1 g (671 ± 7,71 gr) Balas penetradoras RUAG SWISS P de 12,7 × 99 mm a una velocidad de 930 ± 10 m/s (3051 ± 33 pies/s)
PM 14 14,5×114 mm	Esta armadura protegería contra tres impactos, disparados desde una distancia arbitraria, de: 63,4 ± 0,1 g (978 ± 7,71 gr) Balas API B32 de 14,5 × 114 mm a una velocidad de 911 ± 10 m/s (2988 ± 33 pies/s)

• La medición del rendimiento balístico de una armadura se basa en determinar la energía cinética de una bala en el momento del impacto ( E _k = 1⁄2 mv ²). Debido a que la energía de una bala es un factor clave en su capacidad de penetración, la velocidad se utiliza como la principal variable independiente en las pruebas balísticas. Para la mayoría de los usuarios, la medida clave es la velocidad a la que ninguna bala penetrará la armadura. La medición de esta velocidad de penetración cero ( v ₀) debe tener en cuenta la variabilidad en el rendimiento del blindaje y la variabilidad de las pruebas. Las pruebas balísticas tienen varias fuentes de variabilidad: el blindaje, los materiales de respaldo de la prueba, la bala, la carcasa, la pólvora, el detonador y el cañón del arma, por nombrar algunos.

• La variabilidad reduce el poder predictivo de una determinación de V0. Si, por ejemplo, la v ₀ de un diseño de blindaje se mide en 1.600 pies/s (490 m/s) con una bala FMJ de 9 mm basada en 30 disparos, la prueba es sólo una estimación de la v real ₀ de este blindaje. El problema es la variabilidad. Si se vuelve a probar la v ₀ con un segundo grupo de 30 disparos en el mismo diseño de chaleco, el resultado no será idéntico.

• Sólo se requiere un único disparo penetrante de baja velocidad para reducir el v . ₀ valor Cuantos más tiros se hagan, más baja v . ₀ será la En términos estadísticos, la velocidad de penetración cero es el final de la curva de distribución. Si se conoce la variabilidad y se puede calcular la desviación estándar, se puede establecer rigurosamente el V0 en un intervalo de confianza. Los estándares de prueba ahora definen cuántos disparos se deben utilizar para estimar una v ₀ para la certificación de armadura. Este procedimiento define un intervalo de confianza de una estimación de v ₀. (Consulte 'Métodos de prueba NIJ y HOSDB'.)

• v ₀ es difícil de medir, por lo que se ha desarrollado un segundo concepto en las pruebas balísticas llamado límite balístico ( v ₅₀). Esta es la velocidad a la que el 50 por ciento de los disparos pasan y el 50 por ciento son detenidos por la armadura. La prueba balística MIL-STD-662F V50 del estándar militar estadounidense define un procedimiento comúnmente utilizado para esta medición. El objetivo es conseguir tres disparos que penetren y que sean más lentos que un segundo grupo de tres disparos más rápidos que sean detenidos por la armadura. Estas tres paradas altas y tres penetraciones bajas pueden usarse para calcular una v .₅₀ velocidad

• En la práctica, esta medición de v ₅₀ requiere de 1 a 2 paneles de chaleco y de 10 a 20 disparos. Un concepto muy útil en las pruebas de armadura es la velocidad de compensación entre v ₀ y v ₅₀. Si esta compensación se ha medido para un diseño de armadura, entonces los datos de v ₅₀ se pueden usar para medir y estimar cambios en v ₀. Para la fabricación de chalecos, evaluaciones de campo y pruebas de vida útil tanto v ₀ como v . ₅₀ se utilizan Sin embargo, como resultado de la simplicidad de realizar mediciones v ₅₀ , este método es más importante para el control del blindaje después de la certificación.

• Después de la Guerra de Vietnam, los planificadores militares desarrollaron un concepto de ' Reducción de Bajas '. La gran cantidad de datos sobre bajas dejó claro que en una situación de combate, los fragmentos, no las balas, eran la amenaza más importante para los soldados. Después de la Segunda Guerra Mundial, se estaban desarrollando chalecos y las pruebas de fragmentos se encontraban en sus primeras etapas. Los proyectiles de artillería, los proyectiles de mortero, las bombas aéreas, las granadas y las minas antipersonal son todos dispositivos de fragmentación. Todos contienen una carcasa de acero diseñada para estallar en pequeños fragmentos de acero o metralla cuando detona su núcleo explosivo. Después de un esfuerzo considerable para medir la distribución del tamaño de los fragmentos de varias municiones de la OTAN y del bloque soviético, se desarrolló una prueba de fragmentos. Se diseñaron simuladores de fragmentos, y la forma más común es un cilindro circular recto o simulador RCC. Esta forma tiene una longitud igual a su diámetro. Estos proyectiles de simulación de fragmentos (FSP) RCC se prueban en grupo. La serie de pruebas incluye con mayor frecuencia pruebas RCC FSP en masa de 2 granos (0,13 g), 4 granos (0,263 g), 16 granos (1,0 g) y 64 granos (4,2 g). La serie 2-4-16-64 se basa en las distribuciones de tamaño de fragmentos medidas.

• La segunda parte de la estrategia ' Reducción de bajas ' es un estudio de la distribución de velocidades de los fragmentos de municiones. Los explosivos con ojivas tienen velocidades de explosión de 20.000 pies/s (6.100 m/s) a 30.000 pies/s (9.100 m/s). Como resultado, son capaces de expulsar fragmentos a velocidades muy altas de más de 3300 pies/s (1000 m/s), lo que implica una energía muy alta (donde la energía de un fragmento es 1⁄2 masa × velocidad ², sin tener en cuenta la energía de rotación). Los datos de ingeniería militar mostraron que, al igual que el tamaño de los fragmentos, las velocidades de los fragmentos tenían distribuciones características. Es posible segmentar la salida de fragmentos de una ojiva en grupos de velocidad. Por ejemplo, el 95% de todos los fragmentos de la explosión de una bomba de menos de 4 granos (0,26 g) tienen una velocidad de 3000 pies/s (910 m/s) o menos. Esto estableció una serie de objetivos para el diseño de chalecos balísticos militares.

• La naturaleza aleatoria de la fragmentación requirió que la especificación del chaleco militar equilibrara la masa con el beneficio balístico. El blindaje duro del vehículo es capaz de detener todos los fragmentos, pero el personal militar sólo puede transportar una cantidad limitada de equipo y material, por lo que el peso del chaleco es un factor limitante en la protección contra fragmentos del chaleco. La serie de granos 2-4-16-64 a velocidad limitada se puede detener con un chaleco totalmente textil de aproximadamente 5,4 kg/m ² (1,1 lb/ft ²). A diferencia del diseño del chaleco para balas de plomo deformables, los fragmentos no cambian de forma; Son de acero y no pueden deformarse con materiales textiles. El FSP de 2 granos (0,13 g) (el proyectil de fragmento más pequeño comúnmente utilizado en las pruebas) es aproximadamente del tamaño de un grano de arroz; Estos pequeños fragmentos que se mueven rápidamente pueden potencialmente deslizarse a través del chaleco y moverse entre los hilos. Como resultado, las telas optimizadas para la protección de fragmentos son de tejido apretado, aunque estas telas no son tan efectivas para detener las balas de plomo.

Uno de los requisitos críticos en las pruebas balísticas blandas es la medición de la ' firma de la parte posterior ' (es decir, la energía entregada al tejido por un proyectil no penetrante) en un material de soporte deformable colocado detrás del chaleco objetivo. La mayoría de las normas militares y policiales se han decidido por una mezcla de aceite y arcilla como material de soporte, conocida como Roma Plastilena. Aunque más duro y menos deformable que el tejido humano, Roma representa un material de respaldo en el ' peor de los casos ' cuando las deformaciones plásticas en el aceite/arcilla son bajas (menos de 20 mm (0,79 pulgadas)). (La armadura colocada sobre una superficie más dura es más fácil de penetrar). La mezcla de aceite y arcilla de ' Roma ' tiene aproximadamente el doble de la densidad del tejido humano y, por lo tanto, no coincide con su gravedad específica ; sin embargo, ' Roma ' es un material plástico que no recuperará su forma elásticamente, lo cual es importante para medir con precisión el posible traumatismo a través de la firma de la parte posterior.

La selección del respaldo de prueba es importante porque en la armadura flexible, el tejido corporal del usuario juega un papel integral en la absorción del impacto de alta energía de eventos balísticos y de puñaladas. Sin embargo el torso humano tiene un comportamiento mecánico muy complejo. Lejos de la caja torácica y la columna, el comportamiento de los tejidos blandos es suave y flexible. En el tejido que cubre la región ósea del esternón, la distensibilidad del torso es significativamente menor. Esta complejidad requiere sistemas de material de respaldo biomórficos muy elaborados para realizar pruebas balísticas y de blindaje precisas. Se han utilizado varios materiales para simular tejido humano además de romaníes. En todos los casos, estos materiales se colocan detrás de la armadura durante los impactos de prueba y están diseñados para simular varios aspectos del comportamiento de impacto del tejido humano.

Un factor importante en las pruebas de respaldo para armaduras es su dureza. La armadura se penetra más fácilmente en las pruebas cuando está respaldada por materiales más duros y, por lo tanto, los materiales más duros, como la arcilla Roma, representan métodos de prueba más conservadores.

Tipo de patrocinador	Materiales	Elástico/plástico	Tipo de prueba	Peso específico	Dureza relativa vs gelatina	Solicitud
Arcilla Roma Plastilina #1	Mezcla de aceite/arcilla	Plástico	Balístico y puñalada	>2	Moderadamente duro	Medida de la firma de la cara posterior.  Utilizado para la mayoría de las pruebas estándar.
10% gelatina	Gel de proteína animal	Viscoelástico	Balístico	~1 (90% agua)	Más suave que la línea de base	Buen simulador de tejido humano, difícil de utilizar y caro. Requerido para los métodos de prueba del FBI
20% gelatina	Gel de proteína animal	Viscoelástico	Balístico	~1 (80% agua)	Base	Buen simulador para el músculo esquelético.  Proporciona una vista dinámica del evento.
Espuma HOSDB-NIJ	Espuma de neopreno, espuma EVA, láminas de goma.	Elástico	Puñalada	~1	Ligeramente más dura que la gelatina	Acuerdo moderado con el tejido, fácil de usar,  bajo costo. Utilizado en pruebas de puñaladas.
gel de silicona	Polímero de silicona de cadena larga	Viscoelástico	Biomédico	~1.2	Similar a la gelatina	Pruebas biomédicas para pruebas de fuerza contundente,  muy buena combinación de tejidos
Experimentación con animales porcinos u ovinos	Tejido vivo	Varios	Investigación	~1	El tejido real es variable.	Muy complejo, requiere revisión ética para su aprobación.

Los estándares de armaduras de púas y puñaladas se han desarrollado utilizando 3 materiales de respaldo diferentes. El borrador de la norma de la UE menciona la arcilla Roma, el DOC de California menciona un 60% de gelatina balística y el estándar actual para NIJ y HOSDB menciona un material de soporte de goma y espuma de varias partes.

• Al utilizar el respaldo de arcilla Roma, solo las soluciones metálicas para puñaladas cumplieron con el requisito de picahielos del DOC de California de 109 julios.

• Utilizando un soporte de gelatina al 10%, todas las soluciones de punción de tela pudieron cumplir con el requisito de picahielos del DOC de California de 109 julios.

• Más recientemente, el borrador de la norma ISO prEN ISO 14876 seleccionó a Roma como respaldo para las pruebas balísticas y de arma blanca.

Esta historia ayuda a explicar un factor importante en las pruebas de blindaje balístico y de arma blanca: la rigidez del respaldo afecta la resistencia a la penetración del blindaje. La disipación de energía del sistema armadura-tejido es Energía = Fuerza × Desplazamiento. Cuando se prueba en soportes que son más blandos y más deformables, la energía total del impacto se absorbe con una fuerza menor. Cuando la fuerza se reduce mediante un respaldo más blando y flexible, es menos probable que la armadura sea penetrada. El uso de materiales Roma más duros en el borrador de norma ISO hace que este sea el más riguroso de los estándares de puñaladas que se utilizan en la actualidad.