Standard di prestazione delle protezioni per il corpo

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Gli standard di prestazione delle armature antiproiettile sono elenchi generati dalle autorità nazionali, dei requisiti affinché l'armatura funzioni in modo affidabile, indicando chiaramente ciò che l'armatura può e non può sconfiggere. Paesi diversi hanno standard diversi, che possono includere minacce non presenti in altri paesi.

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La scala VPAM del 2009 va da 1 a 14, dove 1-5 indica l'armatura morbida e 6-14 l'armatura dura. Per poter passare, l'armatura testata deve resistere a tre colpi, distanziati di 120 mm (4,7 pollici) l'uno dall'altro, della minaccia di prova designata con non più di 25 mm (0,98 pollici) di deformazione della faccia posteriore. Da segnalare l'inclusione di minacce regionali speciali come Swiss P AP di RUAG e .357 DAG. Secondo il sito web della VPAM, sarebbe utilizzato in Francia e Gran Bretagna.

La scala VPAM è la seguente:

Livello dell'armatura	Protezione
PM 1 .22 Fucile lungo	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: Proiettili a punta tonda in piombo da 2,6 ± 0,1 g (40 ± 1,54 gr)  .22 Long Rifle a una velocità di 360 ± 10 m / s (1181 ± 33 piedi / s)
PM 2 Parabellum 9×19 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 5 ± 0,5 metri, di: da 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr) a una velocità di 360 ± 10 m / s (1181 ± 33 piedi / s) Parabellum DM41 FMJ  Proiettili con nucleo in piombo a punta tonda
PM 3 Parabellum 9×19 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 5 ± 0,5 metri, di: da 8,0 ± 0,1 g (123 ± 1,54 gr) a una velocità di 415 ± 10 m / s (1361 ± 33 piedi / s) Parabellum DM41 FMJ  Proiettili con nucleo in piombo a punta tonda
PM 4 .357 Magnum .44 Magnum	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 5 ± 0,5 metri, di: Proiettili 10,2 ± 0,1 g (157 ± 1,54 gr)  .357 Magnum da  a una velocità di 430 ± 10 m / s (1410 ± 33 piedi / s) Proiettili 15,6 ± 0,1 g (240 ± 1,54 gr)  .44 Magnum da  a una velocità di 440 ± 10 m / s (1443 ± 33 piedi / s)
PM 5 .357 Magnum	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 5 ± 0,5 metri, di: Proiettili da 7,1 ± 0,1 g (109 ± 1,54 gr)  .357 Magnum  FM (ottone al naso) a una velocità di 580 ± 10 m / s (1902 ± 33 piedi / s)
PM 6 7,62×39 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: da 8,0 ± 0,1 g (122 ± 1,54 gr) a una velocità di 720 ± 10 m / s (2362 ± 33 piedi / s) 7,62 × 39 mm  Proiettili con nucleo in acciaio dolce PS
PM 7 5,56×45 mm 7,62×51 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: 4,0±0,1 g (62±1,54 gr) 5,56×45 mm SS109/US: proiettili M855 FMJ a una velocità di 950±10 m/s (3116±33 piedi/s) da 9,55 ± 0,1 g (147 ± 1,54 gr) a una velocità di 830 ± 10 m / s (2723 ± 33 piedi / s) da 7,62 × 51 mm  Proiettili con nucleo in acciaio DM111
PM 8 7,62×39 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: 7,7 ± 0,1 g (118 ± 1,54 gr) 7,62 × 39 mm a una velocità di 740 ± 10 m / s (2427 ± 33 piedi / s) Proiettili BZ API (incendiari perforanti) da
PM 9 7,62×51 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: da 9,7 ± 0,2 g (149 ± 3,08 gr) 7,62 × 51 mm a una velocità di 820 ± 10 m / s (2690 ± 33 piedi / s) Proiettili perforanti P80
10:00 7,62×54 mmR	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: Proiettili API da 10,4 ± 0,1 g (160 ± 1,54 gr) 7,62 × 54 mm R B32 a una velocità di 860 ± 10 m / s (2821 ± 33 piedi / s)
PM 11 7,62×51 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: da 8,4 ± 0,1 g (129 ± 1,54 gr) 7,62 × 51 mm a una velocità di 930 ± 10 m / s (3051 ± 33 piedi / s) Proiettili perforanti Nammo AP8 / US M993
PM 12 7,62×51 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da 10 ± 0,5 metri, di: 12,7 ± 0,1 g (196 ± 1,54 gr) 7,62 × 51 mm a una velocità di 810 ± 10 m / s (2657 ± 33 piedi / s) Proiettili perforanti RUAG SWISS P AP da
PM 13 12,7×99 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da una distanza arbitraria, di: Proiettili penetranti RUAG SWISS P da 43,5 ± 0,1 g (671 ± 7,71 gr) 12,7 × 99 mm ad una velocità di 930 ± 10 m / s (3051 ± 33 piedi / s)
PM 14 14,5×114 mm	Questa armatura proteggerebbe da tre colpi, sparati da una distanza arbitraria, di: Proiettili API B32 da 63,4 ± 0,1 g (978 ± 7,71 gr) 14,5 × 114 mm a una velocità di 911 ± 10 m / s (2988 ± 33 piedi / s)

• La misurazione delle prestazioni balistiche di un'armatura si basa sulla determinazione dell'energia cinetica di un proiettile all'impatto ( E _k = 1⁄2 mv ²). Poiché l’energia di un proiettile è un fattore chiave per la sua capacità di penetrazione, la velocità viene utilizzata come variabile indipendente primaria nei test balistici. Per la maggior parte degli utenti la misura chiave è la velocità alla quale nessun proiettile penetrerà nell'armatura. La misurazione di questa velocità di penetrazione zero ( v ₀) deve tenere conto della variabilità delle prestazioni dell'armatura e della variabilità dei test. I test balistici hanno una serie di fonti di variabilità: l'armatura, i materiali di supporto del test, il proiettile, l'involucro, la polvere, l'innesco e la canna della pistola, solo per citarne alcuni.

• La variabilità riduce il potere predittivo di una determinazione di V0. Se, ad esempio, la v ₀ di un modello di armatura viene misurata pari a 1.600 piedi/s (490 m/s) con un proiettile FMJ da 9 mm basato su 30 colpi, il test è solo una stima della reale v ₀ di questa armatura. Il problema è la variabilità. Se la v ₀ viene testata nuovamente con un secondo gruppo di 30 colpi sullo stesso modello di giubbotto, il risultato non sarà identico.

• È necessario solo un singolo colpo penetrante a bassa velocità per ridurre il v . ₀ valore Più colpi verranno effettuati, più bassa v . ₀ sarà la In termini statistici, la velocità di penetrazione zero è la coda della curva di distribuzione. Se la variabilità è nota e si può calcolare la deviazione standard, si può rigorosamente fissare il V0 ad un intervallo di confidenza. Gli standard di prova ora definiscono quanti colpi devono essere utilizzati per stimare un v ₀ per la certificazione dell'armatura. Questa procedura definisce un intervallo di confidenza di una stima di v ₀. (Vedere 'Metodi di test NIJ e HOSDB'.)

• v ₀ è difficile da misurare, quindi nei test balistici è stato sviluppato un secondo concetto chiamato limite balistico ( v ₅₀). Questa è la velocità alla quale il 50% dei colpi passano e il restante 50% viene fermato dall'armatura. Lo standard militare statunitense MIL-STD-662F V50 Ballistic Test definisce una procedura comunemente utilizzata per questa misurazione. L'obiettivo è ottenere tre colpi che penetrino più lentamente di un secondo gruppo più veloce di tre colpi che vengono fermati dall'armatura. Queste tre fermate alte e tre penetrazioni basse possono quindi essere utilizzate per calcolare una v .₅₀ velocità

• In pratica questa misurazione di v ₅₀ richiede 1–2 pannelli del gilet e 10–20 colpi. Un concetto molto utile nei test delle armature è la velocità di offset tra v ₀ e v ₅₀. Se questo offset è stato misurato per un progetto di armatura, i dati v ₅₀ possono essere utilizzati per misurare e stimare i cambiamenti in v ₀. Per la produzione dei giubbotti, la valutazione sul campo e i test di durata v ₀ che v . ₅₀ vengono utilizzati sia Tuttavia, data la semplicità delle misurazioni v ₅₀ , questo metodo è più importante per il controllo dell'armatura dopo la certificazione.

• Dopo la guerra del Vietnam, i pianificatori militari svilupparono il concetto di ' Riduzione delle vittime '. L'ampia mole di dati sulle vittime rendeva chiaro che in una situazione di combattimento, i frammenti, e non i proiettili, rappresentavano la minaccia più importante per i soldati. Dopo la seconda guerra mondiale, furono sviluppati i giubbotti e i test sui frammenti erano nelle fasi iniziali. Proiettili di artiglieria, colpi di mortaio, bombe aeree, granate e mine antiuomo sono tutti dispositivi di frammentazione. Contengono tutti un involucro di acciaio progettato per esplodere in piccoli frammenti o schegge di acciaio, quando il loro nucleo esplosivo esplode. Dopo uno sforzo considerevole per misurare la distribuzione delle dimensioni dei frammenti di varie munizioni della NATO e del blocco sovietico, è stato sviluppato un test sui frammenti. Sono stati progettati simulatori di frammenti e la forma più comune è un cilindro circolare retto o un simulatore RCC. Questa forma ha una lunghezza pari al suo diametro. Questi proiettili di simulazione di frammenti RCC (FSP) vengono testati come gruppo. La serie di test include molto spesso test RCC FSP di massa da 2 grani (0,13 g), 4 grani (0,263 g), 16 grani (1,0 g) e 64 grani (4,2 g). La serie 2-4-16-64 si basa sulle distribuzioni delle dimensioni dei frammenti misurate.

• La seconda parte della strategia di ' Riduzione delle Vittime ' è uno studio sulla distribuzione della velocità dei frammenti delle munizioni. Gli esplosivi delle testate hanno velocità di esplosione comprese tra 20.000 piedi / s (6.100 m / s) e 30.000 piedi / s (9.100 m / s). Di conseguenza, sono in grado di espellere frammenti a velocità molto elevate, superiori a 1.000 m/s (3.300 piedi/s), il che implica un'energia molto elevata (dove l'energia di un frammento è 1/2 massa × velocità ², trascurando l'energia di rotazione). I dati di ingegneria militare hanno mostrato che, come la dimensione dei frammenti, anche le velocità dei frammenti avevano distribuzioni caratteristiche. È possibile segmentare il frammento emesso da una testata in gruppi di velocità. Ad esempio, il 95% di tutti i frammenti di una bomba esplosa sotto i 4 grani (0,26 g) hanno una velocità di 3.000 piedi/s (910 m/s) o meno. Ciò ha stabilito una serie di obiettivi per la progettazione dei giubbotti balistici militari.

• La natura casuale della frammentazione richiedeva che le specifiche del giubbotto militare bilanciassero la massa con il beneficio balistico. L'armatura rigida del veicolo è in grado di fermare tutti i frammenti, ma il personale militare può trasportare solo una quantità limitata di equipaggiamento ed equipaggiamento, quindi il peso del giubbotto è un fattore limitante nella protezione dai frammenti del giubbotto. La serie di 2-4-16-64 grani a velocità limitata può essere fermata da un giubbotto interamente tessile di circa 5,4 kg/m ² (1,1 lb/ft ²). A differenza del design del giubbotto per proiettili di piombo deformabili, i frammenti non cambiano forma; sono in acciaio e non possono essere deformati dai materiali tessili. L'FSP da 2 grani (0,13 g) (il frammento più piccolo comunemente utilizzato nei test) ha le dimensioni di un chicco di riso; frammenti così piccoli che si muovono velocemente possono potenzialmente scivolare attraverso il gilet, spostandosi tra i fili. Di conseguenza, i tessuti ottimizzati per la protezione dai frammenti sono a trama fitta, sebbene questi tessuti non siano altrettanto efficaci nel fermare i proiettili di piombo.

Uno dei requisiti critici nei test balistici morbidi è la misurazione della ' impronta sul lato posteriore ' (vale a dire l'energia erogata al tessuto da un proiettile non penetrante) in un materiale di supporto deformabile posizionato dietro il giubbotto bersaglio. La maggior parte degli standard militari e delle forze dell'ordine si sono basati su una miscela di olio e argilla come materiale di supporto, nota come Roma Plastilena. Sebbene più duro e meno deformabile del tessuto umano, il Roma rappresenta un materiale di supporto nel ' caso peggiore ' quando le deformazioni plastiche nell'olio/argilla sono basse (meno di 20 mm (0,79 pollici)). (L'armatura posizionata su una superficie più dura viene penetrata più facilmente.) La miscela di olio/argilla di ' Roma ' ha circa il doppio della densità del tessuto umano e quindi non corrisponde al suo peso specifico , tuttavia ' Roma ' è un materiale plastico che non recupera la sua forma elasticamente, il che è importante per misurare con precisione il potenziale trauma attraverso la firma del lato posteriore.

La scelta del supporto del test è significativa perché nell'armatura flessibile, il tessuto corporeo di chi la indossa gioca un ruolo fondamentale nell'assorbire l'impatto ad alta energia degli eventi balistici e di coltellata. Tuttavia il torso umano ha un comportamento meccanico molto complesso. Lontano dalla gabbia toracica e dalla colonna vertebrale, il comportamento dei tessuti molli è morbido e cedevole. Nel tessuto sopra la regione ossea dello sterno, la compliance del tronco è significativamente inferiore. Questa complessità richiede sistemi di materiale di supporto biomorfico molto elaborati per test accurati su armature balistiche e da taglio. Sono stati utilizzati numerosi materiali per simulare i tessuti umani oltre ai rom. In tutti i casi, questi materiali vengono posizionati dietro l'armatura durante gli impatti di prova e sono progettati per simulare vari aspetti del comportamento all'impatto dei tessuti umani.

Un fattore importante nel test del supporto dell'armatura è la sua durezza. L'armatura viene penetrata più facilmente durante i test se supportata da materiali più duri e quindi i materiali più duri, come l'argilla romana, rappresentano metodi di prova più conservativi.

Tipo di sostenitore	Materiali	Elastico/plastico	Tipo di prova	Peso specifico	Durezza relativa vs gelatina	Applicazione
Argilla Roma Plastilina n. 1	Miscela olio/argilla	Plastica	Balistico e pugnalata	>2	Moderatamente difficile	Misurazione della firma sul retro.  Utilizzato per la maggior parte dei test standard
Gelatina al 10%.	Gel di proteine ​​animali	Viscoelastico	Balistico	~1 (90% acqua)	Più morbido rispetto al basale	Buon simulante per i tessuti umani, difficile da usare, costoso. Richiesto per i metodi di test dell'FBI
20% gelatina	Gel di proteine ​​animali	Viscoelastico	Balistico	~1 (80% acqua)	Linea di base	Buon simulante per il muscolo scheletrico.  Fornisce una visualizzazione dinamica dell'evento.
Schiuma HOSDB-NIJ	Schiuma di neoprene, schiuma EVA, foglio di gomma	Elastico	Pugnalata	~1	Leggermente più duro della gelatina	Accordo moderato con i tessuti, facile da usare,  basso nel costo. Utilizzato nei test di stab
Gel di silicone	Polimero siliconico a catena lunga	Viscoelastico	Biomedico	~1.2	Simile alla gelatina	Test biomedici per test di forza contundente,  ottima corrispondenza dei tessuti
Test su animali suini o ovini	Tessuto vivo	Vari	Ricerca	~1	Il tessuto reale è variabile	Molto complesso, richiede una revisione etica per l'approvazione

Gli standard per armature da punta e da punta sono stati sviluppati utilizzando 3 diversi materiali di supporto. La bozza di norma UE chiama argilla Roma, il California DOC chiama gelatina balistica al 60% e l'attuale standard per NIJ e HOSDB chiama schiuma multicomponente e materiale di supporto in gomma.

• Utilizzando il supporto in argilla Roma, solo le soluzioni metalliche hanno soddisfatto il requisito del rompighiaccio California DOC da 109 joule

• Utilizzando il supporto di gelatina al 10%, tutte le soluzioni di punta in tessuto sono state in grado di soddisfare il requisito del rompighiaccio California DOC da 109 joule.

• Più recentemente la bozza della norma ISO prEN ISO 14876 ha selezionato Roma come supporto sia per i test balistici che per quelli da accoltellamento.

Questa storia aiuta a spiegare un fattore importante nei test balistici e sulle armature da taglio, la rigidità del supporto influisce sulla resistenza alla penetrazione dell'armatura. La dissipazione di energia del sistema armatura-tessuto è Energia = Forza × Spostamento. Quando si effettuano test su supporti più morbidi e deformabili, l'energia di impatto totale viene assorbita con una forza inferiore. Quando la forza viene ridotta da un supporto più morbido e cedevole, è meno probabile che l'armatura venga penetrata. L'uso di materiali Rom più duri nella bozza della norma ISO rende questo il più rigoroso degli standard di taglio in uso oggi.