Стандарти виконання бронежилетів

З Вікіпедії, вільної енциклопедії

Стандарти ефективності бронежилетів – це переліки вимог до броні для надійної роботи, створені національними органами влади, з чітким зазначенням того, що броня може, а що не може вразити. У різних країнах існують різні стандарти, які можуть включати загрози, яких немає в інших країнах.

---

Шкала VPAM на 2009 рік варіюється від 1 до 14, де 1-5 означає м’яку броню, а 6-14 – тверду броню. Випробована броня повинна витримати три удари призначеної тестової загрози на відстані 120 мм (4,7 дюйма) з деформацією тильної сторони не більше ніж 25 мм (0,98 дюйма), щоб пройти. Варто відзначити включення спеціальних регіональних загроз, таких як Swiss P AP від ​​RUAG і .357 DAG. Згідно з веб-сайтом VPAM, він, очевидно, використовується у Франції та Британії.

Шкала VPAM виглядає наступним чином:

Рівень броні	захист
PM 1 .22 Довга гвинтівка	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 2,6±0,1 г (40±1,54 г)  .22 Long Rifle свинцеві круглі кулі зі швидкістю 360±10 м/с (1181±33 фут/с)
PM 2 Парабелум 9×19 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 5±0,5 метрів: 8,0±0,1 г (123±1,54 г)  9×19 мм Parabellum  DM41 FMJ кулі з круглою носовою частиною зі свинцевим сердечником зі швидкістю 360±10 м/с (1181±33 фут/с)
PM 3 Парабелум 9×19 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 5±0,5 метрів: 8,0±0,1 г (123±1,54 г)  9×19 мм Parabellum  DM41 FMJ кулі зі свинцевим сердечником із круглою носовою частиною зі швидкістю 415±10 м/с (1361±33 фут/с)
PM 4 .357 Магнум .44 Магнум	Ця броня захищала б від трьох влучень з 5±0,5 метрів: 10,2±0,1 г (157±1,54 г) кулі  .357 Magnum  зі швидкістю 430±10 м/с (1410±33 фут/с) 15,6±0,1 г (240±1,54 г) кулі  .44 Magnum  зі швидкістю 440±10 м/с (1443±33 фут/с)
PM 5 .357 Магнум	Ця броня захищала б від трьох влучень з 5±0,5 метрів: 7,1±0,1 г (109±1,54 г) кулі  .357 Magnum  FM (латунь на носовій частині) зі швидкістю 580±10 м/с (1902±33 фут/с)
PM 6 7,62×39 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 8,0±0,1 г (122±1,54 г)  7,62×39 мм  PS кулі з сердечником із м’якої сталі зі швидкістю 720±10 м/с (2362±33 фут/с)
PM 7 5,56×45 мм 7,62×51 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 4,0±0,1 г (62±1,54 г) 5,56×45 мм SS109/US: кулі M855 FMJ зі швидкістю 950±10 м/с (3116±33 фут/с) 9,55±0,1 г (147±1,54 г)  7,62×51 мм  куль ДМ111 зі сталевим сердечником зі швидкістю 830±10 м/с (2723±33 фут/с)
PM 8 7,62×39 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 7,7±0,1 г (118±1,54 гр) 7,62×39 мм BZ API (бронебійно-запалювальні) кулі зі швидкістю 740±10 м/с (2427±33 фут/с)
PM 9 7,62×51 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 9,7±0,2 г (149±3,08 гр) 7,62×51 мм бронебійної кулі P80 зі швидкістю 820±10 м/с (2690±33 фут/с)
PM 10 7,62 × 54 мм R	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 10,4±0,1 г (160±1,54 г) 7,62×54mmR B32 API кулі зі швидкістю 860±10 м/с (2821±33 фут/с)
PM 11 7,62×51 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 8,4±0,1 г (129±1,54 г) 7,62×51 мм бронебійних куль Nammo AP8/US M993 зі швидкістю 930±10 м/с (3051±33 фут/с)
PM 12 7,62×51 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з 10±0,5 метрів: 12,7±0,1 г (196±1,54 гр) 7,62×51 мм RUAG SWISS P AP зі швидкістю 810±10 м/с (2657±33 фут/с) бронебійних куль
PM 13 12,7×99 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з довільної відстані: 43,5±0,1 г (671±7,71 г) 12,7×99 мм кулі пенетратора RUAG SWISS P зі швидкістю 930±10 м/с (3051±33 фут/с)
PM 14 14,5×114 мм	Ця броня захищала б від трьох влучень з довільної відстані: 63,4±0,1 г (978±7,71 г) кулі 14,5×114 мм B32 API зі швидкістю 911±10 м/с (2988±33 фут/с)

• Вимірювання балістичних характеристик броні базується на визначенні кінетичної енергії кулі при ударі ( E _k = 1⁄2 mv ²). Оскільки енергія кулі є ключовим фактором її проникаючої здатності, швидкість використовується як основна незалежна змінна в балістичних випробуваннях. Для більшості користувачів ключовим показником є ​​швидкість, при якій кулі не пробиють броню. Вимірювання цієї нульової швидкості проникнення ( v ₀) має враховувати мінливість характеристик броні та мінливість тесту. Балістичні випробування мають ряд джерел мінливості: броня, випробувальні матеріали підкладки, куля, гільза, порох, капсуль і ствол пістолета тощо.

• Змінність зменшує прогностичну силу визначення V0. Якщо, наприклад, швидкість v ₀ конструкції броні становить 1600 футів/с (490 м/с) із кулею FMJ калібру 9 мм на основі 30 пострілів, тест є лише оцінкою реальної v ₀ цієї броні. Проблема в мінливості. Якщо v ₀ повторно перевірити з другою групою з 30 пострілів на той самий дизайн жилета, результат не буде ідентичним.

• Щоб зменшити значення , потрібен лише один проникаючий постріл з низькою швидкістю v ₀ . Чим більше пострілів, тим нижчим v . ₀ буде З точки зору статистики, нульова швидкість проникнення є хвостом кривої розподілу. Якщо мінливість відома і можна розрахувати стандартне відхилення, можна строго встановити V0 на довірчому інтервалі. Стандарти випробувань тепер визначають, скільки пострілів має бути використано для оцінки v ₀ для сертифікації броні. Ця процедура визначає довірчий інтервал оцінки v ₀. (Див. 'Методи тестування NIJ і HOSDB'.)

• v ₀ важко виміряти, тому в балістичних тестах була розроблена друга концепція, яка називається балістичною межею ( v ₅₀). Це швидкість, з якою 50 відсотків пострілів проходять і 50 відсотків зупиняються бронею. Військовий стандарт США MIL-STD-662F V50 Балістичний тест визначає процедуру, яка зазвичай використовується для цього вимірювання. Мета полягає в тому, щоб зробити три постріли, які проникають повільніше, ніж друга швидша група з трьох пострілів, які зупиняються бронею. Ці три високі зупинки та три низькі проникнення можуть бути використані для розрахунку швидкості v ₅₀ .

• На практиці це вимірювання v ₅₀ вимагає 1–2 панелей жилетів і 10–20 пострілів. Дуже корисним поняттям у тестуванні броні є швидкість зсуву між v ₀ і v ₅₀. Якщо це зміщення було виміряно для конструкції броні, то дані v ₅₀ можна використовувати для вимірювання та оцінки змін у v ₀. Для виготовлення жилетів, польової оцінки та випробування терміну служби v , так ₀ і v . ₅₀ використовуються як Однак через простоту проведення v ₅₀ вимірювань цей метод більш важливий для контролю броні після сертифікації.

• Після війни у ​​В’єтнамі військові планувальники розробили концепцію « Зменшення втрат ». Велика кількість даних про втрати ясно показала, що у бойовій ситуації найважливішою загрозою для солдатів були осколки, а не кулі. Після Другої світової війни жилети розроблялися, а випробування фрагментів були на ранніх стадіях. Артилерійські снаряди, мінометні снаряди, авіаційні бомби, гранати, протипіхотні міни – це осколкові засоби. Усі вони містять сталевий корпус, який розривається на дрібні сталеві осколки або осколки, коли їх вибуховий сердечник детонує. Після значних зусиль з вимірювання розподілу осколків за розміром від різних боєприпасів НАТО та радянського блоку було розроблено тест на осколки. Були розроблені симулятори осколків, і найпоширенішою формою є правильний круговий циліндр або симулятор RCC. Довжина цієї форми дорівнює її діаметру. Ці імітаційні снаряди RCC Fragment (FSP) тестуються як група. Серія тестів найчастіше включає тестування РКЦ FSP маси 2 зерна (0,13 г), 4 зерна (0,263 г), 16 зерен (1,0 г) і 64 зерна (4,2 г). Ряд 2-4-16-64 базується на виміряних розподілах розмірів фрагментів.

• Друга частина стратегії « Зменшення людських втрат » - дослідження швидкісних розподілів осколків від боєприпасів. Швидкість вибуху боєголовки становить від 6100 м/с до 9100 м/с. Як наслідок, вони здатні викидати фрагменти на дуже високих швидкостях понад 3300 футів/с (1000 м/с), що означає дуже високу енергію (де енергія фрагмента становить 1⁄2 маси × швидкість ², нехтуючи енергією обертання). Військово-технічні дані показали, що, як і розмір уламків, швидкості уламків мали характерний розподіл. Є можливість сегментації виходу осколка з БЧ на групи швидкостей. Наприклад, 95% усіх осколків від вибуху бомби розміром до 4 гранів (0,26 г) мають швидкість 3000 футів/с (910 м/с) або менше. Це встановило набір цілей для розробки військових балістичних жилетів.

• Випадкова природа фрагментації вимагала від специфікації військового бронежилета компромісу між масою та балістичною перевагою. Жорстка броня автомобіля здатна зупинити всі осколки, але військовослужбовці можуть носити лише обмежену кількість спорядження та обладнання, тому вага жилета є обмежуючим фактором для захисту від осколків жилета. Серію зерен 2-4-16-64 на обмеженій швидкості можна зупинити повністю текстильним жилетом приблизно 5,4 кг/м ² (1,1 фунт/фут ²). На відміну від конструкції бронежилета для свинцевих куль, що деформуються, осколки не змінюють форму; вони сталеві і не можуть бути деформовані текстильними матеріалами. 2-гранний (0,13 г) FSP (найменший осколковий снаряд, який зазвичай використовується під час тестування) має розмір приблизно як рисове зерно; такі маленькі фрагменти, що швидко рухаються, потенційно можуть прослизнути крізь жилет, пересуваючись між нитками. У результаті тканини, оптимізовані для захисту від осколків, щільно сплетені, хоча ці тканини не настільки ефективні для зупинки свинцевих куль.

Однією з найважливіших вимог у м’якому балістичному тестуванні є вимірювання « сигнатури задньої сторони » (тобто енергії, що доставляється до тканини непроникаючим снарядом) у деформівному підкладковому матеріалі, розміщеному позаду цільового жилета. Більшість військових і правоохоронних стандартів зупинилися на масляно-глиняній суміші для матеріалу підкладки, відомого як Roma Plastilena. Хоча він твердіший і менш піддається деформації, ніж людська тканина, Roma представляє « найгірший » матеріал підкладки, коли пластичні деформації в нафті/глині ​​низькі (менше 20 мм (0,79 дюйма)). (Броню, розміщену на більш твердій поверхні, легше пробити.) Масляно-глиняна суміш ' Roma ' приблизно вдвічі більша за щільність людської тканини, тому не відповідає її питомій вазі , однак ' Roma ' є пластичним матеріалом, який не відновить свою форму еластично, що важливо для точного вимірювання потенційної травми через сигнатуру зворотного боку.

Вибір тестової підкладки є важливим, оскільки в гнучкій броні тканина тіла користувача відіграє невід’ємну роль у поглинанні високоенергетичного впливу балістичних та ударних явищ. Проте людський торс має дуже складну механічну поведінку. Від грудної клітки та хребта поведінка м’яких тканин є м’якою та податливою. У клітковині над грудинною кісткою податливість тулуба значно нижча. Ця складність вимагає дуже складних біоморфних систем підкладки для точного тестування балістичної та колючої броні. Окрім ромів, для моделювання людської тканини було використано ряд матеріалів. У всіх випадках ці матеріали розміщуються позаду броні під час тестових зіткнень і призначені для імітації різних аспектів поведінки людських тканин при зіткненні.

Одним з важливих факторів під час тестування основи для броні є її твердість. Під час випробувань броню легше пробити, якщо її підкріпити твердішими матеріалами, тому твердіші матеріали, такі як ромська глина, представляють більш консервативні методи випробувань.

Тип підкладки	Матеріали	Еластичний/пластиковий	Тип тесту	Питома вага	Відносна твердість проти желатину	застосування
Roma Plastilina Clay №1	Суміш масло/глина	пластик	Балістичні та ударні	>2	Помірно жорсткий	Вимірювання тильної сторони.  Використовується для більшості стандартних тестів
10% желатину	Гель тваринного білка	В'язко-еластичний	Балістичний	~1 (90% води)	М'якше базової лінії	Хороший імітатор людських тканин, складний у використанні, дорогий. Необхідний для методів тестування ФБР
20% желатину	Гель тваринного білка	В'язко-еластичний	Балістичний	~1 (80% води)	Базовий рівень	Хороший симулятор для скелетних м'язів.  Забезпечує динамічний перегляд події.
Піна HOSDB-NIJ	Піна неопрен, піна EVA, листова гума	Еластичний	колоти	~1	Трохи твердіше желатину	Помірне узгодження з тканиною, простий у використанні,  низька вартість. Використовується при тестуванні ножем
Силіконовий гель	Довголанцюговий силіконовий полімер	В'язко-еластичний	Біомедичний	~1.2	Схожий на желатин	Біомедичне тестування для випробування тупого удару,  дуже добре збігаються тканини
Випробування на тваринах на свинях або вівцях	Жива тканина	різноманітні	дослідження	~1	Справжня тканина мінлива	Дуже складний, вимагає етичної перевірки для затвердження

Стандарти броні від ударів і шипів були розроблені з використанням 3 різних матеріалів підкладки. У проекті норми ЄС міститься ромська глина, каліфорнійський DOC — 60% балістичного желатину, а поточний стандарт для NIJ і HOSDB — багатокомпонентна піна та гумова основа.

• Використовуючи підкладку з ромської глини, лише металеві розчини для ударів відповідали вимогам Каліфорнії DOC у 109 джоулів.

• Завдяки використанню 10% желатинової підкладки всі розчини для уколу тканини відповідали вимогам 109 джоулів Каліфорнії DOC.

• Зовсім нещодавно в проекті стандарту ISO prEN ISO 14876 було обрано Roma як основу для балістичних і ударних тестів.

Ця історія допомагає пояснити важливий фактор у тестуванні балістичної та ударної броні: жорсткість опори впливає на опір пробиття броні. Розсіювання енергії системою броня-тканина дорівнює Енергії = Силі × Переміщенню. Під час тестування на підкладках, які є м’якшими та більш деформованими, загальна енергія удару поглинається при меншій силі. Коли сила зменшується м’якшою, більш податливою підкладкою, менш імовірно, що броня буде пробита. Використання твердіших ромських матеріалів у проекті стандарту ISO робить цей стандарт найсуворішим із стандартів ножем, які використовуються сьогодні.