Skyddsvästar

United States Marines i juli 2010 hjälpte en sjöman från Sri Lankas flotta att prova en Modular Tactical Vest .

Japansk krigare i rustning

Kroppsrustning , även känd som kroppsrustning , personlig rustning eller rustning , eller en kostym eller pansarsköld , är skyddskläder designade för att absorbera eller avleda fysiska attacker. Historiskt använt för att skydda militär personal , idag används det också av olika typer av poliser ( i synnerhet kravallpoliser ), privata säkerhetsvakter eller livvakter och ibland vanliga civila. Idag finns det två huvudtyper: vanlig icke-pläterad kroppsrustning för måttligt till rejält skydd, och hårdplåtsförstärkt kroppsrustning för maximalt skydd, som används av stridssoldater.

Historia

Grekisk mykensk rustning, ca. 1400 f.Kr

Bronslameller, Vietnam, 300 f.Kr. – 100 f.Kr

Många faktorer har påverkat utvecklingen av personlig rustning genom mänsklighetens historia. Viktiga faktorer i utvecklingen av rustningar inkluderar de ekonomiska och tekniska behoven av pansarproduktion. Till exempel helplåtsrustning först upp i det medeltida Europa när vattendrivna tripphammare gjorde bildningen av plåtar snabbare och billigare. ^{[ citat behövs ]} Ibland har utvecklingen av pansar löpt parallellt med utvecklingen av allt effektivare vapen på slagfältet, med pansarmän som försöker skapa bättre skydd utan att offra rörlighet.

Gammal

Den första registreringen av kroppsrustning i historien hittades på Stele of Vultures i antika Sumer i dagens södra Irak . Den äldsta kända västerländska rustningen är panoplyen Dendra , med anor från den mykenska eran omkring 1400 f.Kr. Mail , även kallad ringbrynja, är gjord av sammankopplade järnringar, som kan nitas eller svetsas ihop. Det tros ha uppfunnits av keltiska människor i Europa omkring 500 f.Kr. ^{[ citat behövs ]} De flesta kulturer som använde post använde det keltiska ordet byrne eller en variant, vilket tyder på kelterna som upphovsmän. Romarna antog i stor utsträckning post som lorica hamata , även om de också använde sig av lorica segmentata och lorica squamata . Även om ingen icke-metallisk rustning är känd för att ha överlevt, var den sannolikt vanlig på grund av dess lägre kostnad.

Östlig rustning har en lång historia, som börjar i det antika Kina . I östasiatisk historia användes vanligen laminerade rustningar som lamellar och stilar som liknade plåten och brigandin . Senare användes även cuirasses och tallrikar. Under tiden före Qin-dynastin gjordes läderrustningar av noshörning. Användningen av pansar med järnplåt på den koreanska halvön utvecklades under Gaya-konfederationen 42 CE - 562 CE. Järnet bröts och förädlades i området kring Gimhae (Gyeongsangnam Provence, Sydkorea). Med hjälp av både vertikala och triangulära plåtdesigner bestod plåtpansaruppsättningarna av 27 eller fler individuella 1-2 mm tjocka böjda plåtar, som säkrades ihop med spik eller gångjärn. De återvunna seten inkluderar tillbehör som armskydd av järn, nackskydd, benskydd och hästrustningar/betsar. Användningen av dessa pansartyper försvann från användning på den koreanska halvön efter Gaya-konfederationens fall till Silla-dynastin, under de tre kungarikenas era Three Kingdoms of Korea år 562 e.Kr.

Medeltiden

Turkisk pläterad post

I europeisk historia inkluderar välkända pansartyper posthauberken från den tidiga medeltiden, och den fullständiga stålplåtsselen som bärs av senare medeltida och renässansriddare , och några nyckelkomponenter (bröst- och ryggplåtar) av tungt kavalleri i flera europeiska länder fram till första världskrigets första år (1914–15).

Den japanska rustningen som idag kallas samurajpansar dök upp under Heian-perioden . (794–1185) Dessa tidiga samurajrustningar kallas ō-yoroi och dō-maru .

Tallrik

Efterhand lades små tilläggsplåtar eller skivor av järn på posten för att skydda utsatta områden. I slutet av 1200-talet var knäna täckta och två cirkulära skivor, kallade besagews , monterades för att skydda underarmarna. En mängd olika metoder för att förbättra skyddet från posten användes när pansarmakare till synes experimenterade. ^{[ citat behövs ]} Härdat läder och splintkonstruktion användes för arm- och benbitar. Plåtkappan utvecklades, en pansar gjord av stora plåtar sydda inuti en textil- eller läderrock .

Tidig plåt i Italien och på andra håll under 1200- till 1400-talen var gjorda av järn. Järnpansar kunde karbureras eller härdas för att ge en yta av hårdare stål. Plåtpansar blev billigare än post på 1400-talet eftersom det krävde mycket mindre arbetskraft och arbetskraft hade blivit mycket dyrare efter digerdöden, även om det krävde större ugnar för att producera större blomningar. Post fortsatte att användas för att skydda de leder som inte kunde skyddas tillräckligt av plattan, såsom armhålan, armbågskroken och ljumsken. En annan fördel med plattan var att ett lansstöd kunde monteras på bröstplattan.

Signature Maratha -hjälm med böjd rygg, sidovy

Den lilla dödskallemössan utvecklades till en större riktig hjälm, bascinet , eftersom den förlängdes nedåt för att skydda baksidan av nacken och sidorna av huvudet. Dessutom introducerades flera nya former av helt slutna hjälmar i det sena 1300-talet för att ersätta det stora rodret , såsom sallet och barbute och senare armet och nära rodret .

Förmodligen den mest erkända rustningsstilen i världen blev plåtpansaret förknippat med riddarna under den europeiska senmedeltiden, men fortsatte till det tidiga 1600-talets upplysningstid i alla europeiska länder.

Vid omkring 1400 hade den fullständiga selen av plåtpansar utvecklats i vapenhus av Lombardiet. Tungt kavalleri dominerade slagfältet i århundraden, delvis på grund av deras rustningar.

I början av 1400-talet började små " handkanoner " först användas, i hussitkrigen , i kombination med Wagenburg -taktiken, vilket gjorde det möjligt för infanteriet att besegra pansarriddare på slagfältet. Samtidigt armborst mer kraftfulla för att genomborra pansar, och utvecklingen av den schweiziska Pike square- formationen skapade också betydande problem för tungt kavalleri. Istället för att döma användningen av kroppsrustningar, intensifierade hotet om små skjutvapen användningen och ytterligare förfining av pansar. Det fanns en 150-årig period då bättre och mer metallurgiskt avancerad stålpansar användes, just på grund av faran som vapnet utgjorde. Därför var kanoner och kavalleri i plattrustning "hot och botemedel" tillsammans på slagfältet i nästan 400 år. På 1400-talet var italienska pansarplåtar nästan alltid gjorda av stål. I södra Tyskland började rustningar härda sina stålpansar först i slutet av 1400-talet. De skulle fortsätta att härda sitt stål under nästa århundrade eftersom de släckte och härdade sin produkt vilket gjorde att eldförgyllningen kunde kombineras med härdning.

Kvaliteten på metallen som användes i rustning försämrades när arméer blev större och pansar gjordes tjockare, vilket krävde uppfödning av större kavallerihästar. Om pansar under 1300- och 1400-talen sällan vägde mer än 15 kg, så vägde det i slutet av 1500-talet 25 kg. Den ökande vikten och tjockleken hos pansar från det sena 1500-talet gav därför betydande motstånd.

Under de första åren av pistoler och arkebussar var skjutvapen relativt låga i hastighet. De fullständiga rustningarna, eller bröstplåtarna, stoppade faktiskt kulor som avfyrades från ett blygsamt avstånd. De främre bröstplattorna sköts faktiskt ofta som ett test. Islagspunkten skulle ofta vara omgiven med gravyr för att peka ut den. Detta kallades "beviset". Pansar bar ofta också ett insignier av tillverkaren, särskilt om det var av god kvalitet. Armborstbultar, om de fortfarande används, skulle sällan penetrera bra plåt, och inte heller någon kula om de inte avfyrades från nära håll.

Renässans/tidigmoderna rustningar lämpliga för tungt kavalleri

I själva verket, snarare än att göra plåtpansar föråldrad, stimulerade användningen av skjutvapen utvecklingen av plåtpansar till dess senare stadier. Under större delen av den perioden tillät det ryttare att slåss samtidigt som de var måltavlor för att försvara arquebusiers utan att lätt bli dödade. Hela rustningar bars faktiskt av generaler och furstliga befälhavare ända fram till 1710-talet.

Hästrustning

Hästen gavs skydd från lansar och infanterivapen av stålplåtsbarding . Detta gav hästen skydd och förstärkte det visuella intrycket av en riddare. Sent på eran användes utarbetad barding i paradrustning.

Kruttiden

Fransk kurassier från 1800-talet (teckning av Édouard Detaille , 1885)

I takt med att krutvapen förbättrades blev det billigare och mer effektivt att ha grupper av obepansrade män med tidiga vapen än att ha dyra riddare, vilket gjorde att rustningar till stor del kasserades. De flesta lätta kavalleriförband kasserade pansar, även om tunga kavalleriförband fortsatte att använda det. Exempel inkluderar tyska Reiter , polska tunga husarer och rygg och bröst som bars av tunga kavallerienheter under Napoleonkrigen.

Senmodern användning

Metallpansar förblev i begränsad användning långt efter dess allmänna inkurans. Soldater i det amerikanska inbördeskriget (1861–1865) köpte järn- och stålvästar från köpmän (båda sidor hade övervägt men avvisat det för standardutgivning). Effektiviteten hos västarna varierade kraftigt – några lyckades avleda kulor och räddade liv men andra var dåligt tillverkade och resulterade i tragedi för soldaterna. I vilket fall som helst övergavs västarna av många soldater på grund av deras tyngd under långa marscher samt det stigma de fick för att vara fega av sina trupper.

Personlig rustning från första världskriget, inklusive stålmössa, stålplåtsväst, stålhandske/dolk och franska splinterglasögon

I början av första världskriget 1914 red tusentals franska kuirassier ut för att engagera det tyska kavalleriet som likaså använde hjälmar och rustningar. Vid den perioden var den glänsande pansarplattan täckt av mörk färg och ett dukskydd täckte deras utarbetade hjälmar i Napoleonstil. Deras rustning var tänkt att endast skydda mot sablar och lansar . Kavalleriet måste akta sig för gevär och maskingevär , som infanterisoldaterna, som åtminstone hade en skyttegrav för att ge dem ett visst skydd.

Vid slutet av kriget hade tyskarna tillverkat cirka 400 000 Sappenpanzer- dräkter. För tunga och restriktiva för infanteri, de flesta bars av spotters, vaktposter, maskingevärsskyttar och andra trupper som stannade på ett ställe.

Modern icke-metallisk rustning

Soldater använder metall- eller keramiska plattor i sina skottsäkra västar , vilket ger extra skydd mot pistol- och gevärkulor . Metalliska komponenter eller tätt vävda fiberlager kan ge mjukt pansarmotstånd mot stick- och hugg-angrepp från knivar och bajonetter . Pansarhandskar med ringbrynjer fortsätter att användas av slaktare och slakteriarbetare för att förhindra skärsår och sår vid styckning av kadaver.

Keramisk

Borkarbid används i hårdplåtsrustningar som kan besegra gevär och pansargenomträngande ammunition. Den användes i pansarplattor som SAPI -serien, och idag i de flesta civila tillgängliga kroppsrustningar.

Andra material inkluderar borsuboxid , aluminiumoxid och kiselkarbid , som används av olika skäl från skydd mot volframkarbidpenetratorer till förbättrade vikt-till-area-förhållanden. Keramisk kroppsrustning är uppbyggd av en hård och styv keramisk slagyta bunden till ett kompositskikt av segfiber. Projektilen splittras, vrids eller eroderas när den träffar den keramiska slagytan, och mycket av dess kinetiska energi förbrukas när den interagerar med det keramiska lagret; fiberkompositunderlaget absorberar kvarvarande kinetisk energi och fångar upp kulor och keramiskt skräp. Detta gör att sådana rustningar kan besegra pansargenomträngande 5,56×45 mm, 7,62×51 mm och 7,62x39 mm kulor, bland annat, med lite eller inget kännbart trubbigt trauma. High-end keramiska pansarplattor använder vanligtvis ultrahögmolekylära polyetenfiberkompositlager, medan budgetplattor kommer att använda aramid eller glasfiber .

Fibrer

DuPont Kevlar är välkänt som en del av vissa skottsäkra västar och skottsäkra ansiktsmasker . PASGT -hjälmen och västen som använts av USA:s militära styrkor sedan början av 1980-talet har båda Kevlar som en nyckelkomponent, liksom deras ersättare. Civila tillämpningar inkluderar Kevlar-förstärkta kläder för motorcykelförare för att skydda mot nötningsskador. Kevlar i non-woven långsträngad form används inuti ett yttre skyddshölje för att forma kvistar som skogshuggare använder när de kör en motorsåg. Om den rörliga kedjan kommer i kontakt med och går sönder det yttre höljet, trasslar de långa kevlarfibrerna till, täpps till och stoppar kedjan från att röra sig när de dras in i sågens drivmekanism. Kevlar används också i räddningstjänstens skyddsutrustning om det involverar hög värme, t.ex. hantering av en brand, och kevlar såsom västar för poliser, säkerhet och SWAT . Det senaste Kevlar-materialet som DuPont har utvecklat är Kevlar XP. I jämförelse med "normal" Kevlar är Kevlar XP mer lätt och bekvämare att bära, eftersom dess quiltsöm inte krävs för det ballistiska paketet.

Twaron liknar Kevlar. De tillhör båda aramidfamiljen av syntetiska fibrer. Den enda skillnaden är att Twaron först utvecklades av Akzo på 1970-talet. Twaron tillverkades först kommersiellt 1986. Nu tillverkas Twaron av Teijin Aramid . Precis som Kevlar är Twaron en stark, syntetisk fiber. Den är också värmebeständig och har många användningsområden. Den kan användas i produktionen av flera material som inkluderar militär-, bygg-, fordons-, flyg- och till och med sportmarknadssektorerna. Bland exemplen på Twaron-tillverkade material är kroppsskydd, hjälmar, ballistiska västar, högtalare, trumskinn, däck, turboslangar, stållinor och kablar.

En annan fiber som används för att tillverka en skottsäker väst är Dyneema polyeten med ultrahög molekylvikt . Dyneema har sitt ursprung i Nederländerna och har ett extremt högt förhållande mellan hållfasthet och vikt (ett 1 mm-diametert rep av Dyneema kan bära upp till en belastning på 240 kg), är tillräckligt lätt (låg densitet) för att det kan flyta på vatten och har höga energiabsorptionsegenskaper. Sedan introduktionen av Dyneema Force Multiplier Technology 2013 har många tillverkare av skyddsskydd bytt till Dyneema för sina avancerade rustningslösningar.

Skyddade områden

Skydda

En amerikansk polis i oktober 2002 bär en hjälm medan den är utrustad med en kravallsköld .

En sköld hålls i handen eller armen. Dess syfte är att avlyssna attacker, antingen genom att stoppa projektiler som pilar eller genom att kasta ett slag mot sidan av sköldanvändaren, och den kan också användas offensivt som ett skjutvapen. Sköldar varierar mycket i storlek, allt från stora sköldar som skyddar hela användarens kropp till små sköldar som mestadels är till för användning i hand-till-hand-strid. Sköldar varierar också mycket i tjocklek; Medan vissa sköldar var gjorda av tjocka träplankor för att skydda soldater från spjut och armborstbultar, var andra sköldar tunnare och konstruerade främst för att titta bort (som ett svärdslag). I förhistorien var sköldar gjorda av trä, djurskinn eller rotting. Under antiken och på medeltiden användes sköldar av fotsoldater och beridna soldater. Även efter uppfinningen av krut och skjutvapen fortsatte sköldar att användas. På 1700-talet fortsatte skotska klaner att använda små sköldar och på 1800-talet fortsatte vissa icke-industrialiserade folk att använda sköldar. Under 1900- och 2000-talen ballistiska sköldar av militär- och polisenheter som är specialiserade på anti-terroristaktioner, räddning av gisslan och belägringsbrott.

Huvud

En stridshjälm är bland de äldsta formerna av personlig skyddsutrustning , och är känd för att ha burits i det antika Indien omkring 1700 f.Kr. och assyrierna omkring 900 f.Kr., följt av de gamla grekerna och romarna , under hela medeltiden , och fram till modern tid. Deras material och konstruktion blev mer avancerad i takt med att vapen blev mer och mer kraftfulla. Ursprungligen konstruerade av läder och mässing , och sedan brons och järn under brons- och järnåldern , kom de snart att tillverkas helt av smidet stål i många samhällen efter omkring 950 e.Kr.. På den tiden var de rent militär utrustning som skyddade huvudet från skärande slag med svärd , flygande pilar och musketer med låg hastighet . Vissa senmedeltida hjälmar, som den stora bascinet , vilade på axlarna och hindrade bäraren från att vrida på huvudet, vilket kraftigt begränsade rörligheten. Under 1700- och 1800-talen användes inte hjälmar i stor utsträckning i krigföring; istället använde många arméer obepansrade hattar som inte erbjöd något skydd mot blad eller kulor. Ankomsten av första världskriget, med dess skyttegravskrigföring och omfattande användning av artilleri, ledde till massantagande av metallhjälmar ännu en gång, denna gång med en form som erbjöd rörlighet, en låg profil och kompatibilitet med gasmasker. Dagens militärer använder ofta högkvalitativa hjälmar gjorda av ballistiska material som Kevlar och Twaron , som har utmärkt stoppkraft för kulor och fragmentering. Vissa hjälmar har också goda icke-ballistiska skyddsegenskaper, även om många inte har det. De två mest populära ballistiska hjälmmodellerna är PASGT och MICH. Modular Integrated Communications Helmet (MICH) hjälm har en något mindre täckning på sidorna vilket tillåter taktiska headset och annan kommunikationsutrustning. MICH-modellen har standard kuddupphängning och fyrapunkts hakband. PASGT-hjälmen (Personal Armor System for Ground Troops) har använts sedan 1983 och har långsamt ersatts av MICH-hjälmen.

En ballistisk ansiktsmask är utformad för att skydda bäraren från ballistiska hot. Ballistiska ansiktsmasker är vanligtvis gjorda av kevlar eller andra skottsäkra material och insidan av masken kan vara vadderad för stötdämpning, beroende på design. På grund av viktbegränsningar sträcker sig skyddsnivåerna endast upp till NIJ- nivå IIIA.

Torso

Amerikanska marinens sjömän 2007 bär lättviktshjälmar och modulära taktiska västar utrustade med hals- och ljumskarpansar

En ballistisk väst hjälper till att absorbera stöten från skjutvapenavfyrade projektiler och splitter från explosioner och bärs på bålen . Mjuka västar är gjorda av många lager av vävda eller laminerade fibrer och kan skydda bäraren från handeldvapen och hagelgevärsprojektiler av liten kaliber , och små fragment från sprängämnen som handgranater .

Metall- eller keramiska plattor kan användas med en mjuk väst, vilket ger extra skydd mot gevärsskott , och metallkomponenter eller tätt vävda fiberlager kan ge mjuk rustning motståndskraft mot stick och hugg från en kniv eller bajonett . Mjuka västar bärs vanligtvis av polisstyrkor , privata medborgare och privata säkerhetsvakter eller livvakter , medan hårdplåtsförstärkta västar huvudsakligen bärs av stridssoldater, polisens taktiska enheter och gisslanräddningsteam.

En modern motsvarighet kan kombinera en ballistisk väst med andra skyddskläder, till exempel en stridshjälm . Västar avsedda för polis- och militärbruk kan också innehålla ballistiska axel- och sidoskyddspansarkomponenter, och tekniker för bortskaffande av explosiva ammunition bär tunga rustningar och hjälmar med ansiktsvisir och ryggradsskydd.

Lemmer

Medeltida rustningar erbjöd ofta skydd för alla armar och ben , inklusive metallstövlar för underbenen, handskar för händer och handleder och greaves för benen. Idag tillhandahålls skydd av lemmar från bomber av en bombdräkt . De flesta moderna soldater offrar lemskydd för rörlighet, eftersom pansar som är tillräckligt tjocka för att stoppa kulor i hög grad skulle hämma rörelsen av armar och ben.

Prestandakrav

På grund av de olika typerna av projektiler är det ofta felaktigt att hänvisa till en viss produkt som " skottsäker " eftersom detta tyder på att den kommer att skydda mot alla projektiler. Istället är termen skottsäker i allmänhet att föredra.

Standarder är regionala. Runt om i världen varierar ammunition och pansarprovning måste återspegla de hot som finns lokalt.

Även om det finns många standarder, används ett fåtal standarder i stor utsträckning som modeller. US National Institute of Justice ballistiska dokument och stickdokument är exempel på allmänt accepterade standarder. Förutom NIJ används även Storbritanniens Home Office Scientific Development Branch (HOSDB—tidigare Police Scientific Development Branch (PSDB)) standarder av ett antal andra länder och organisationer. Dessa "modell"-standarder anpassas vanligtvis av andra länder genom att följa samma grundläggande testmetoder, samtidigt som man ändrar den specifika ammunition som testas. NIJ Standard-0101.06 har specifika prestandastandarder för skottsäkra västar som används av brottsbekämpande myndigheter. Detta bedömer västar på följande skala mot penetration och även trubbigt traumaskydd (deformation):

Under 2018 eller 2019 förväntades NIJ introducera den nya NIJ Standard-0101.07. Denna nya standard kommer helt att ersätta NIJ Standard-0101.06. Det nuvarande systemet med att använda romerska siffror (II, IIIA, III och IV) för att indikera hotnivån kommer att försvinna och ersättas av en namnkonvention som liknar den standard som utvecklats av UK Home Office Scientific Development Branch. HG (Hand Gun) är för mjuk rustning och RF (Rifle) är för hård rustning. En annan viktig förändring är att testrundhastigheten för konditionerad pansar kommer att vara densamma som för ny pansar under testning. Till exempel, för NIJ Standard-0101.06 Level IIIA skjuts .44 Magnum-rundan för närvarande med 408 m/s för konditionerad rustning och vid 436 m/s för ny rustning. För NIJ Standard-0101.07 kommer hastigheten för både konditionerad och ny rustning att vara densamma.

I januari 2012 introducerade NIJ BA 9000 , krav på kvalitetsledningssystem för kroppsrustningar som en kvalitetsstandard inte olikt ISO 9001 (och många av standarderna var baserade på ISO 9001).

Förutom NIJ- och HOSDB-standarderna inkluderar andra viktiga standarder: den tyska polisens Technische Richtlinie (TR) Ballistische Schutzwesten, Draft ISO prEN ISO 14876 och Underwriters Laboratories (UL Standard 752).

Textilpansar testas för både penetrationsmotstånd av kulor och för slagenergin som överförs till bäraren. "Baksidans signatur" eller överförd slagenergi mäts genom att skjuta pansar monterad framför ett stödmaterial, typiskt oljebaserad modelllera . Leran används vid en kontrollerad temperatur och verifieras för slagflöde före testning. Efter att pansaret har träffats med testkulan tas västen bort från leran och djupet på fördjupningen i leran mäts.

Baksidans signatur som tillåts av olika teststandarder kan vara svår att jämföra. Både lermaterialen och kulorna som används för testet är inte vanliga. I allmänhet tillåter de brittiska, tyska och andra europeiska standarderna 20–25 mm baksidasignatur, medan US-NIJ-standarderna tillåter 44 mm, vilket potentiellt kan orsaka inre skador. Den tillåtna baksidans signatur för detta har varit kontroversiell från introduktionen i den första NIJ-teststandarden och debatten om den relativa betydelsen av penetrationsmotstånd kontra baksidasignatur fortsätter i de medicinska och testande gemenskaperna.

I allmänhet försämras en västs textilmaterial tillfälligt när det är vått. Neutralt vatten vid rumstemperatur påverkar inte para-aramid eller UHMWPE men sura, basiska och vissa andra lösningar kan permanent minska para-aramidfiberns draghållfasthet. (Som ett resultat av detta kräver de viktigaste teststandarderna våttestning av textilpansar.) Mekanismer för denna våta prestandaförlust är inte kända. Västar som testas efter vattennedsänkning av ISO-typ tenderar att ha värmeförseglade kapslingar och de som testas med vattenspraymetoder av NIJ-typ tenderar att ha vattentäta kapslingar.

Från 2003 till 2005 genomfördes en stor studie av miljöförstöringen av Zylon-pansar av US-NIJ. Detta drog slutsatsen att vatten, långvarig användning och temperaturexponering avsevärt påverkar draghållfastheten och den ballistiska prestandan hos PBO eller Zylonfiber. Denna NIJ-studie på västar som returnerades från fältet visade att miljöeffekter på Zylon resulterade i ballistiska fel under standardtestförhållanden.

Ballistisk testning V50 och V0

Mätning av pansars ballistiska prestanda baseras på att bestämma den kinetiska energin hos en kula vid kollisionen. Eftersom energin hos en kula är en nyckelfaktor för dess penetreringsförmåga, används hastighet som den primära oberoende variabeln vid ballistisk testning. För de flesta användare är nyckelmåttet hastigheten med vilken inga kulor kommer att penetrera rustningen. Mätning av denna nollpenetrationshastighet (V0) måste ta hänsyn till variationer i pansarprestanda och testvariabilitet. Ballistisk testning har ett antal källor till variation: pansar, testmaterial, kula, hölje, pulver, primer och pistolpipan, för att nämna några.

Variabilitet minskar den prediktiva kraften för en bestämning av V0. Om till exempel V0 för en pansardesign mäts till 1 600 ft/s (490 m/s) med en 9 mm FMJ-kula baserat på 30 skott, är testet bara en uppskattning av den verkliga V0 för denna pansar. Problemet är variationen. Om V0 testas igen med en andra grupp med 30 skott på samma västdesign, blir resultatet inte identiskt.

Endast ett enda penetrerande skott med låg hastighet krävs för att minska V0-värdet. Ju fler skott desto lägre kommer V0 att gå. När det gäller statistik är nollpenetrationshastigheten slutändan av fördelningskurvan. Om variabiliteten är känd och standardavvikelsen kan beräknas, kan man rigoröst ställa in V0 på ett konfidensintervall. Teststandarder definierar nu hur många skott som måste användas för att uppskatta en V0 för rustningscertifieringen. Denna procedur definierar ett konfidensintervall för en uppskattning av V0. (Se "NIJ och HOSDB testmetoder".)

V0 är svårt att mäta, så ett andra koncept har utvecklats i ballistiska tester som kallas V50. Detta är den hastighet med vilken 50 procent av skotten går igenom och 50 procent stoppas av pansar. Amerikanska militära standarder definierar en vanlig procedur för detta test. Målet är att få tre skott som penetrerar och en andra grupp med tre skott som stoppas av rustningen alla inom ett specificerat hastighetsområde. Det är möjligt och önskvärt att ha en penetrationshastighet lägre än en stopphastighet. Dessa tre stopp och tre penetrationer kan sedan användas för att beräkna en V50-hastighet.

I praktiken kräver denna mätning av V50 ofta 1–2 västpaneler och 10–20 skott. Ett mycket användbart koncept i pansartestning är offsethastigheten mellan V0 och V50. Om denna förskjutning har uppmätts för en pansardesign, kan V50-data användas för att mäta och uppskatta förändringar i V0. För västtillverkning används fältutvärdering och livstestning både V0 och V50. Men som ett resultat av enkelheten att göra V50-mätningar är denna metod viktigare för kontroll av rustning efter certifiering.

Cniff analys

Med hjälp av dimensionslös analys kom Cuniff fram till en relation som kopplar ihop V ₅₀ och systemparametrarna för textilbaserade kroppsrustningar. Under antagandet att slagenergin försvinner vid brytning av garnet, visades det att

V_{50}=(U^{*})^{1/3}f\left({\frac {A_{d}}{A_{p}}}\right).

Här,

U^{*}={\frac {\sigma \epsilon }{2\rho }}{\sqrt {\frac {E}{\rho }}}

\sigma ,\epsilon ,\rho ,E

är brottspänningen, brotttöjningen, densiteten och elasticitetsmodulen för garnet

A_{d}

är massan per enhet pansarytan

A_{p}

är massan per ytenhet för projektilen

Militära tester

Efter Vietnamkriget utvecklade militära planerare ett koncept om "Casualty Reduction". Den stora mängden offerdata gjorde klart att i en stridssituation var fragment, inte kulor, det största hotet mot soldater. Efter andra världskriget utvecklades västar och fragmenttestning var i ett tidigt skede. Artillerigranater, mortelgranater, flygbomber, granater och antipersonellminor är fragmenteringsanordningar. De innehåller alla ett stålhölje som är utformat för att brista i små stålfragment eller splitter, när deras explosiva kärna detonerar. Efter avsevärda ansträngningar att mäta fragmentstorleksfördelning från olika NATO- och sovjetblockammunition utvecklades ett fragmenttest. Fragmentsimulatorer designades och den vanligaste formen är en Right Circular Cylinder eller RCC-simulator. Denna form har en längd som är lika med dess diameter. Dessa RCC Fragment Simulation Projectiles (FSP) testas som en grupp. Testserien innehåller oftast 2-korns (0,13 g), 4-korns (0,26 g), 16-korns (1,0 g) och 64-korns (4,1 g) mass RCC FSP-testning. 2-4-16-64-serien är baserad på de uppmätta fragmentstorleksfördelningarna.

Den andra delen av strategin "Casualty Reduction" är en studie av hastighetsfördelningar av fragment från ammunition. Stridsspetssprängämnen har spränghastigheter på 20 000 ft/s (6 100 m/s) till 30 000 ft/s (9 100 m/s). Som ett resultat kan de skjuta ut fragment med hastigheter över 3 330 ft/s (1 010 m/s), vilket innebär mycket hög energi (där energin hos ett fragment är 1 ⁄ 2 massa × hastighet 2 , vilket försummar rotationsenergin ⁾ . Militärtekniska data visade att, liksom fragmentstorleken, hade fragmenthastigheterna karakteristiska fördelningar. Det är möjligt att segmentera fragmentutmatningen från en stridsspets i hastighetsgrupper. Till exempel har 95 % av alla fragment från en bombexplosion under 4 korn (0,26 g) en hastighet på 3 000 ft/s (910 m/s) eller mindre. Detta fastställde en uppsättning mål för militär ballistisk västdesign.

Den slumpmässiga karaktären av fragmentering krävde militärvästspecifikationen för att avväga massa mot ballistisk nytta. Hårda fordonsrustningar kan stoppa alla fragment, men militär personal kan bara bära en begränsad mängd utrustning och utrustning, så västens vikt är en begränsande faktor för skydd av västfragment. 2-4-16-64 kornserien med begränsad hastighet kan stoppas av en heltextilväst på cirka 5,4 kg/m ² (1,1 lb/ft ² ). I motsats till deformerbara blykulor ändrar fragment inte form; de är av stål och kan inte deformeras av textilmaterial. Den 2-korniga (0,13 g) FSP (den minsta fragmentprojektilen som vanligtvis används vid testning) är ungefär lika stor som ett riskorn; sådana små, snabbrörliga fragment kan eventuellt glida igenom västen och röra sig mellan garn. Som ett resultat är tyger optimerade för fragmentskydd tätt vävda, även om dessa tyger inte är lika effektiva för att stoppa blykulor.

På 2010-talet hade utvecklingen av kroppsrustningar hindrats med avseende på vikt, eftersom designers hade problem med att öka skyddsförmågan hos kroppsrustningar samtidigt som de behöll eller minskade vikten.

Se även

Anteckningar

Williams, Alan (2003). Riddaren och masugnen: En historia om rustningens metallurgi under medeltiden och den tidiga moderna perioden . History of Warfare Volym 12. Leiden, Nederländerna: Brill Academic Publishers. ISBN 978-90-04-12498-1 . OCLC 49386331 .

externa länkar

Museum Syndicate: Armor Archived 2011-10-16 at the Wayback Machine
James, Nathan (28 januari 2016). "Kroppsrustning för brottsbekämpande tjänstemän: i korthet" ( PDF) . Congressional Research Service . Hämtad 14 oktober 2016 .
Novobilski, Marisa (14 oktober 2016). "Böjning i skottlinjen: Lätt, flexibel kroppsrustning för den framtida styrkan" . Flygvapnets forskningslaboratorium . Hämtad 14 oktober 2016 .
Burke, Kelly David (2 juni 2017). "Air Force cadet skapar skottsäkert genombrott" . Fox news.