Бронежилет - Википедия - Body armor

Морские пехотинцы США в июле 2010 г. оказал помощь Шри-Ланкийский флот моряк примеряет Модульный тактический жилет.

Японский воин в доспехах

Бронежилет, также известный как броня, личная броня / броня, или костюм / доспех, представляет собой защитную одежду, предназначенную для поглощения или отражения физических атак. Исторически использовался для защиты военнослужащие, сегодня он также используется различными типами полиция (полиция противодействия уличным беспорядкам в частности), частный охранники или же телохранители, а иногда и обычные гражданские лица.^[1] Сегодня существует два основных типа: обычный бронежилет без покрытия для средней и значительной защиты и усиленный бронежилет для максимальной защиты, например, используемый военными.

История

Греческий Микенский доспехи, c. 1400 г. до н.э.

Бронзовые ламели, Вьетнам, 300 г. до н.э. - 100 г. до н.э.

На развитие личных доспехов на протяжении всей истории человечества влияли многие факторы. Существенные факторы в разработке брони включают экономические и технологические потребности производства брони. Например полный латная броня впервые появился в средневековой Европе, когда водяной молотки сделали формование плит быстрее и дешевле.^{[нужна цитата ]} Иногда разработка доспехов шла параллельно с развитием все более эффективного оружия на поле боя, и оружейники стремились создать лучшую защиту без ущерба для мобильности.

Древний

Первая запись о бронежилетах в истории была найдена на Стела стервятников в древний Шумер на юге сегодняшнего дня Ирак.^[2][3] Самая старая известная западная броня - это Дендра панопли, начиная с Микенская эра около 1400 г. до н.э.Почта, также называемый кольчугой, состоит из соединяющихся друг с другом железных колец, которые можно заклепывать или приваривать. Считается, что он был изобретен кельтская люди в Европе около 500 г. до н.э.^{[нужна цитата ]} Большинство культур, которые использовали почту, использовали кельтское слово Бирн или вариант, предполагающий кельтов как создателей.^[4][5][6] Римляне широко использовали почту как Лорика Хамата, хотя они также использовали lorica segmentata и лорика чешуйчатая. Хотя известно, что неметаллической брони не сохранилось, она, вероятно, была обычным явлением из-за ее более низкой стоимости.

Использование железных пластинчатых доспехов на Корейском полуострове было развито в период Конфедерация Гая 42 г. - 562 г. н.э. Железо добывали и очищали в районе Кимхэ (провинция Кёнсаннам, Южная Корея). Используя как вертикальную, так и треугольную конструкцию пластин, комплекты пластинчатой ​​брони состояли из 27 или более отдельных изогнутых пластин толщиной 1-2 мм, которые скреплялись вместе гвоздем или шарниром. Восстановленные наборы включают аксессуары, такие как железные щитки для рук, щитки для шеи, щитки для ног и конские доспехи / биты. Использование этих типов доспехов исчезло из использования на Корейском полуострове после падения Конфедерации Гая до династии Силла в эпоху трех королевств. Три королевства Кореи в 562 г.^[7]

Восточная броня имеет долгую историю, начиная с Древний Китай. В истории Восточной Азии ламинированные доспехи, такие как пластинчатый, и стили, похожие на слой тарелок, и бригантина широко использовались. Позднее использовались также кирасы и тарелки. Во времена до династии Цинь кожаные доспехи делали из носорогов. Китайское влияние в Японии привело бы к тому, что японцы перенимали китайские стили, их самурайские доспехи являясь результатом этого влияния.^{[нужна цитата ]}

Средний возраст

турецкий металлическая почта

В Европейская история, известные типы брони включают Почта хауберк раннего средневековья, и полная сталь пластина жгут носил позже Средневековый и эпоха Возрождения рыцари и несколько ключевых компонентов (нагрудные и спинные пластины) тяжелой кавалерии в нескольких европейских странах до первого года Первой мировой войны (1914–15).

Пластина

Постепенно к кольчугу добавляли небольшие дополнительные пластины или диски из железа для защиты уязвимых участков. К концу 13 века колени были покрыты крышками, а два круглых диска назывались злодеи Были приспособлены для защиты подмышек. В ходе экспериментов оружейники, казалось бы, использовали различные методы улучшения защиты, обеспечиваемой почтой.^{[нужна цитата ]} Закаленная кожа и нарезанный конструкции использовались для частей рук и ног. В слой тарелок был разработан доспех из больших пластин, вшитый внутри текстильного или кожаного пальто.

Ранние пластины в Италии и в других местах в 13-15 веках были сделаны из железа. Железная броня могла быть науглероженный или же закаленный для придания поверхности более твердой стали.^[8] К 15 веку латные доспехи стали дешевле кольчужных, так как требовали гораздо меньше труда, а рабочая сила стала намного дороже после Черная смерть, хотя для получения больших блюмов требовались печи большего размера. Кольчуга по-прежнему использовалась для защиты тех суставов, которые не могли быть должным образом защищены пластиной, таких как подмышка, изгиб локтя и пах. Еще одним преимуществом пластины было то, что к нагрудной пластине можно было прикрепить упор для копья.^[9]

Подпись Маратха шлем с загнутой спинкой, вид сбоку

Маленькая черепная шапка превратилась в настоящий шлем большего размера, бацинет, поскольку он был удлинен вниз, чтобы защитить шею сзади и по бокам головы. Кроме того, несколько новых форм полностью закрытых шлемов были введены в конце 14 века, чтобы заменить шлемы. великий шлем, такой как салют и барбют а позже Армет и закрыть штурвал.

Вероятно, самым узнаваемым стилем доспехов в мире стал латная броня связанный с рыцари европейского Позднее средневековье, но продолжаясь до начала 17 века Эпоха Просвещения во всех странах Европы.

Примерно к 1400 году полный комплект латных доспехов был разработан в арсенале Ломбардии.^[10] Тяжелая кавалерия веками доминировала на поле битвы, отчасти благодаря своей броне.

В начале 15 века небольшой "ручная пушка "впервые начали использовать в Гуситские войны, в комбинации с Вагенбург тактика, позволяющая пехоте побеждать рыцарей в доспехах на поле боя. В то же время арбалеты были сделаны более мощными, чтобы пробивать броню, а разработка швейцарских Щучий квадрат Построение также создало серьезные проблемы для тяжелой кавалерии. Вместо того, чтобы обрекать использование бронежилетов, угроза небольшого огнестрельного оружия активизировала использование и дальнейшее совершенствование пластинчатых доспехов. Был 150-летний период, когда использовалась более совершенная и усовершенствованная в металлургическом отношении стальная броня именно из-за опасности, исходящей от орудия. Таким образом, орудия и кавалерия в латных доспехах были «угрозой и лекарством» на поле боя почти 400 лет. К 15 веку итальянские доспехи почти всегда были из стали.^[11] В Южной Германии оружейники начали закалку стальных доспехов только в конце 15 века. Они будут продолжать закаливать свою сталь в следующем столетии, потому что они закаленный и закаленный их продукт, который позволил золочение сочетается с темперированием.^[12]

Качество металла, используемого в доспехах, ухудшалось по мере того, как армии становились больше, а доспехи становились толще, что требовало выращивания более крупных кавалерийских лошадей. Если в 14-15 веках доспехи редко весили более 15 кг, то к концу 16 века они весили 25 кг.^[13] Таким образом, увеличивающийся вес и толщина доспехов конца 16 века оказали существенное сопротивление.

В первые годы пистолетного и аркебузы, огнестрельное оружие было относительно низкоскоростным. Полные доспехи или нагрудные пластины фактически останавливали пули, выпущенные с небольшого расстояния. Фактически, передние нагрудные пластины обычно снимали для испытаний. Точку удара часто обводили гравировкой, чтобы указать на нее. Это называлось «доказательством». На доспехах часто присутствовал также знак отличия мастера, особенно если он был хорошего качества. Арбалетные болты, если они все еще используются, редко пробивают хорошую пластину, как и никакая пуля, если не стрелять с близкого расстояния.

Доспехи эпохи Возрождения / Раннего Нового времени, подходящие для тяжелой кавалерии

По сути, вместо того, чтобы сделать пластинчатую броню устаревшей, использование огнестрельного оружия стимулировало развитие пластинчатой ​​брони на более поздних стадиях. В течение большей части этого периода он позволял всадникам сражаться, будучи целями защиты аркебузиров, не будучи легко убитыми. Полные доспехи действительно носили генералы и княжеские полководцы вплоть до 1710-х годов.

Конная броня

Лошадь была защищена от копий и пехотного оружия стальной пластиной. бард. Это обеспечивало защиту лошади и усиливало визуальное впечатление всадника. В конце той эпохи в парадных доспехах использовались сложные барды.

Пороховая эра

Французский кирасир XIX века (рисунок Эдуард Деталь, 1885)

По мере совершенствования порохового оружия стало дешевле и эффективнее иметь группы небронированных людей с ранним оружием, чем иметь дорогих рыцарей, из-за чего от доспехов в основном отказывались. Кавалерийские части продолжали использовать броню. Примеры включают немецкий Reiter, Польский тяжелый гусары а также спину и грудь, которые носили тяжелые кавалерийские части во время наполеоновских войн.

Позднее современное использование

Личная броня времен Первой мировой войны, включая стальную кепку, стальной пластинчатый жилет, стальную перчатку / кинжал и французские осколочные очки.

Металлическая броня оставалась в ограниченном использовании еще долгое время после ее общего устаревания. Солдаты в американская гражданская война (1861–1865) покупал железные и стальные жилеты у разносчиков (обе стороны рассматривали, но отклонили их для стандартного выпуска). Эффективность бронежилетов сильно различалась - некоторые успешно отражали пули и спасали жизни, а другие были плохо сделаны и привели к трагедиям для солдат. В любом случае многие солдаты отказались от жилетов из-за их веса в длительных маршах, а также из-за клейма, которое они получили за то, что они трусы, со стороны своих товарищей по войскам.

В начале Первая Мировая Война в 1914 году тысячи французских Кирасиры выехали, чтобы сражаться с немецкой кавалерией, которая также использовала шлемы и доспехи. К тому времени блестящая пластина брони была покрыта темной краской, а их сложные шлемы в наполеоновском стиле покрывала брезентовая пленка. Их доспехи предназначались для защиты только от сабли и копья. Кавалерии приходилось опасаться высокой скорости винтовки и пулеметы как пехотинцы, у которых хотя бы траншея чтобы защитить их.

Современная неметаллическая броня

Солдаты используют в своих пуленепробиваемые жилеты, обеспечивая дополнительную защиту от пистолет и винтовка пули. Металлические компоненты или плотно сплетенные слои волокна могут придать мягкой броне сопротивление ударам и резким ударам. ножи и штыки. Кольчуга Бронированные перчатки продолжают использоваться мясниками и рабочими скотобойни для предотвращения порезов и ран при разделке туш.

Керамика

Карбид бора это хорошо известный материал, используемый для изготовления твердой брони.^[14] способен поражать винтовочные и бронебойные боеприпасы. Он использовался в таких хорошо известных броневых листах, как SAPI серии,^[15] и сегодня в большинстве доступных гражданских бронежилетов.^[16][17][18]

Другие материалы включают субоксид бора, оксид алюминия и карбид кремния,^[19] которые используются по разным причинам: от защиты от проникновения карбида вольфрама до улучшения соотношения веса и площади. Керамический бронежилет состоит из керамической ударной поверхности и мягкой арамидной подложки для уничтожения снаряда, прежде чем останки останутся прежними.^[20] Он также помогает отводить энергию, разбивая и поглощая энергию таким образом, не нанося ее владельцу. Это позволяет такой броне поражать пулю калибра 5,56 / 7,62x39 мм практически без ощутимой тупой травмы.^[21]

Волокна

Эта секция нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. (Ноябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

DuPont Кевлар хорошо известен как компонент некоторых пуленепробиваемых жилетов и пуленепробиваемые маски для лица. В PASGT шлем и жилет использован Соединенные Штаты В вооруженных силах с начала 1980-х годов как ключевой компонент - кевлар, так и их заменитель. Гражданское применение включает усиленную кевларом одежду для мотоциклистов для защиты от травм от истирания. Кевлар в виде нетканых длинных нитей используется внутри внешнего защитного покрытия для образования трещин, которые лесорубы используют при работе с бензопилой. Если движущаяся цепь соприкасается с внешней крышкой и разрывает ее, длинные волокна кевлара запутываются, забиваются и не позволяют цепи двигаться, поскольку они втягиваются в работу приводного механизма пилы. Кевлар также используется в защитном снаряжении аварийных служб, если он вызывает высокую температуру, например, тушение пожара и кевлар, например, жилеты для сотрудников полиции, службы безопасности и Спецназ. Последний кевларовый материал, разработанный DuPont, - это Kevlar XP. По сравнению с «обычным» кевларом, кевлар XP более легкий и более удобный в носке, так как его стеганый шов не требуется для баллистической упаковки.

С другой стороны, Twaron похож на кевлар. Оба они принадлежат к семейству арамидных синтетических волокон. Единственная разница в том, что Twaron был впервые разработан Akzo в 1970-х годах. Первые коммерческие продажи Twaron были произведены в 1986 году. Сейчас Twaron производится компанией Тейджин Арамид. Как и кевлар, Twaron - это прочное синтетическое волокно. Он также термостойкий и имеет множество применений. Его можно использовать в производстве нескольких материалов, включая военный, строительный, автомобильный, аэрокосмический и даже спортивный секторы. Среди примеров материалов, изготовленных Twaron, - бронежилеты, шлемы, баллистические жилеты, низкочастотные динамики, барабанные пластинки, шины, турбошланги, тросы и кабели.

Еще одно волокно, используемое для изготовления пуленепробиваемого жилета, - это Dyneema. полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы. Созданная в Нидерландах, Dyneema имеет чрезвычайно высокое отношение прочности к весу (веревка Dyneema диаметром 1 мм может выдержать нагрузку до 240 кг), достаточно легкая (низкая плотность), чтобы плавать на воде. , и имеет высокие характеристики поглощения энергии. С момента внедрения в 2013 году технологии Dyneema Force Multiplier, многие производители бронежилетов перешли на Dyneema для разработки своих высокотехнологичных бронежилетов.

Охраняемые территории

Щит

Американец полицейский в октябре 2002 г. носит шлем, но щит против беспорядков.

А щит держится в руке или руке. Его цель - перехватывать атаки, останавливая снаряды, такие как стрелы, или отражая удар в сторону держателя щита, а также его можно использовать в атаке как дробящее оружие. Щиты сильно различаются по размеру, от больших щитов, защищающих все тело пользователя, до маленьких щитов, которые в основном используются в рукопашном бою. Щиты также сильно различаются по толщине; в то время как некоторые щиты были сделаны из толстой деревянной обшивки, чтобы защитить солдат от копий и арбалетных болтов, другие щиты были тоньше и предназначались в основном для скользящих ударов (таких как удар мечом). В доисторические времена щиты делали из дерева, шкуры животных или плетения. В древности и в средние века щиты использовали пехотинцы и конные воины. Даже после изобретения пороха и огнестрельного оружия щиты продолжали использоваться. В 18 веке шотландские кланы продолжали использовать маленькие щиты, а в 19 веке некоторые неиндустриальные народы продолжали использовать щиты. В 20 и 21 веках щиты используются военными и полицейскими частями, специализирующимися на борьбе с терроризмом, спасение заложников, и прорыва осады.

Голова

А боевой шлем входит в число старейших форм средства индивидуальной защиты, и, как известно, носили в древняя Индия около 1700 г. до н.э. и Ассирийцы около 900 г. до н.э., затем древние греки и Римляне, на протяжении Средний возраст, и до современной эпохи.^[22] Их материалы и конструкция становились все более совершенными, поскольку оружие становилось все более мощным. Первоначально построенный из натуральная кожа и латунь, а потом бронза и утюг вовремя Бронза и Утюг Вскоре они стали целиком из кованых стали во многих обществах примерно после 950 г.^[23] На тот момент это была чисто военная техника, защищавшая голову от режущих ударов мечи, летающий стрелки, и низкоскоростной расстрел. Некоторые шлемы позднего средневековья, такие как большой бацинет, лежала на плечах и не позволяла владельцу поворачивать голову, что сильно ограничивало подвижность. В XVIII и XIX веках шлемы не использовались широко в войне; вместо этого многие армии использовали небронированные шляпы, которые не обеспечивали защиты от клинков или пуль. Начало Первой мировой войны, с ее позиционной войной и широким применением артиллерии, снова привело к массовому внедрению металлических шлемов, на этот раз с формой, которая обеспечивала мобильность, низкий профиль и совместимость с противогазами. Сегодняшние военные часто используют высококачественные каски из баллистических материалов, таких как Кевлар и Twaron, которые обладают отличным пулевым и осколочным останавливающим действием. Некоторые шлемы также обладают хорошими небаллистическими защитными качествами, а многие - нет.^[24] Две самые популярные модели баллистических шлемов - PASGT и MICH. В Модульный интегрированный коммуникационный шлем Шлем типа (MICH) имеет немного меньшее покрытие по бокам, что позволяет использовать тактические гарнитуры и другое коммуникационное оборудование. Модель MICH имеет стандартную подушку-подвеску и четырехточечный подбородочный ремень. Шлем Personal Armor System для наземных войск (PASGT) используется с 1983 года и постепенно заменяется шлемом MICH.^[25]

А баллистическая маска для лица разработан для защиты владельца от баллистических угроз. Баллистические маски для лица обычно изготавливаются из кевлара или других пуленепробиваемых материалов, а внутренняя часть маски может иметь мягкую подкладку для амортизации, в зависимости от конструкции. Из-за ограничений по весу уровни защиты достигают NIJ Уровень IIIA.

Торс

ВМС США моряки 2007 года в Легкие шлемы и Модульные тактические жилеты оснащен шеей и паховой броней

А баллистический жилет помогает поглощать удары огнестрельное оружие -уволенный снаряды и шрапнель от взрывов и носится на торс. Мягкие жилеты состоят из множества слоев тканых или ламинированных волокон и могут защитить владельца от небольшого калибра. пистолет и дробовик снаряды и небольшие фрагменты взрывчатых веществ, таких как ручные гранаты.

Металлические или керамические пластины можно использовать с мягким жилетом, обеспечивая дополнительную защиту от винтовка патроны, металлические компоненты или плотно сплетенные слои волокна могут придать мягкой броне сопротивление ударам колющих и рубящих ударов нож или же штык. Мягкие жилеты обычно носят полиция силы, частные лица и частные охранники или же телохранители, тогда как усиленные жилеты с жесткой пластиной в основном носят боевые солдаты, полицейские тактические подразделения и команды спасения заложников.

Современный эквивалент может сочетать баллистический жилет с другими предметами защитной одежды, такими как боевой шлем. Жилеты, предназначенные для использования в полиции и в армии, могут также включать баллистические элементы брони для защиты плечевого пояса и борта, а специалисты по обезвреживанию взрывоопасных предметов носят тяжелую броню и шлемы с козырьками для лица и защитой позвоночника.

Конечности

Средневековые доспехи часто обеспечивали защиту всех конечностей, включая металлические сапоги для голеней, рукавицы для рук и запястий и поножи для ног. Сегодня защита конечности от бомб обеспечивается бомбоубежище. Большинство современных солдат жертвуют защитой конечностей ради мобильности, поскольку достаточно толстая броня, чтобы остановить пули, сильно затрудняет движение рук и ног.

Стандарты производительности

Из-за различных типов снарядов часто неточно называть конкретный продукт "пуленепробиваемый "потому что это означает, что он будет защищать от любых снарядов. Вместо этого термин пуленепробиваемый обычно предпочтительнее.

Стандарты региональные. Во всем мире боеприпасы различаются, и в результате испытания брони должны отражать угрозы, обнаруженные на местном уровне. По статистике из США Мемориальный фонд национальных сотрудников правоохранительных органов, "работа сотрудника правоохранительных органов чрезвычайно опасна: каждые 53 часа при исполнении служебных обязанностей [в Соединенных Штатах] погибает один офицер. Еще более поразительно то, что это число растет. В 2011 году было убито 173 офицера , при этом 68 из них погибли в результате инцидента, связанного с оружием ".^[26]

Хотя существует множество стандартов, некоторые стандарты широко используются в качестве моделей. Соединенные штаты Национальный институт юстиции баллистические и колющие документы являются примерами общепринятых стандартов. С того момента, как NIJ начал испытания, были спасены жизни более 3000 офицеров.^[27] Помимо NIJ, стандарты Отделения научных разработок Министерства внутренних дел Соединенного Королевства (HOSDB - бывшее Отделение научных разработок полиции (PSDB)) также используются рядом других стран и организаций. Эти «типовые» стандарты обычно адаптируются другими странами, следуя тем же основным методикам испытаний, изменяя при этом конкретные испытываемые боеприпасы. NIJ Standard-0101.06 имеет специфические характеристики стандарты для пуленепробиваемых жилетов, используемых правоохранительными органами. Этот рейтинг оценивается по следующей шкале против проникновения, а также защиты от тупых травм (деформации):^[28]

Ожидается, что в начале 2018 года NIJ представит новый стандарт NIJ Standard-0101.07.^[29] Этот новый стандарт полностью заменит стандарт NIJ Standard-0101.06. Текущая система использования римских цифр (II, IIIA, III и IV) для обозначения уровня угрозы исчезнет и будет заменена соглашением об именах, аналогичным стандарту, разработанному отделением научных разработок Министерства внутренних дел Великобритании. HG (ручной пистолет) предназначен для мягкой брони, а RF (винтовка) - для жесткой брони. Другое важное изменение заключается в том, что скорость тестового выстрела для кондиционированной брони будет такой же, как и для новой брони во время тестирования. Например, для NIJ Standard-0101.06 Level IIIA патрон .44 Magnum в настоящее время стреляет со скоростью 408 м / с для кондиционированной брони и 436 м / с для новой брони. Для NIJ Standard-0101.07 скорость как для кондиционированной, так и для новой брони будет одинаковой.

В январе 2012 года NIJ представил BA 9000, требования системы менеджмента качества бронежилетов как стандарт качества, ISO 9001 (и многие стандарты были основаны на ISO 9001).

В дополнение к стандартам NIJ и HOSDB, другие важные стандарты включают: Немецкая полиция "Технише Рихтлини" (ТР) Баллистиш Шутцвестен,^[30] Проект ISO prEN ISO 14876,^[31][32][33] и Underwriters Laboratories (Стандарт UL 752).^[34]

Текстильная броня испытывается как на сопротивление пробиванию пулями, так и на энергию удара, передаваемую владельцу. «Сигнатура задней поверхности» или передаваемая энергия удара измеряется при стрельбе по броне, установленной перед материалом основы, обычно на масляной основе. глина для моделирования. Глина используется при контролируемой температуре и проверяется на ударную текучесть перед испытанием. После попадания в броню испытательной пули жилет вынимают из глины и измеряют глубину вмятины в глине.^[28]

Подпись обратной стороны, разрешенная различными стандартами тестирования, может быть трудной для сравнения. И глиняные материалы, и пули, используемые для теста, не являются обычными. В целом британские, немецкие и другие европейские стандарты допускают 20–25 мм обратной подписи, в то время как стандарты US-NIJ допускают 44 мм, что потенциально может вызвать внутреннюю травму.^[35] Допустимая противоположная сторона подпись для этого была спорна от его введения в первом тестовом стандарте NIJ и дискуссий об относительной важности проникновения сопротивления против невидимой поверхности подписи продолжается в медицинских и тестирующих общинах.

Обычно текстильный материал жилета временно портится при намокании. Нейтральная вода при комнатной температуре не влияет на параарамид или СВМПЭ но кислотные, щелочные и некоторые другие растворы могут навсегда снизить прочность пара-арамидного волокна на разрыв.^[36] (В результате этого основные стандарты испытаний требуют влажных испытаний текстильной брони.^[37]) Механизмы потери производительности во влажном состоянии неизвестны. Жилеты, которые будут проверяться после погружения в воду по стандарту ISO, как правило, имеют герметичные корпуса, а те, которые тестируются методами распыления воды по типу NIJ, обычно имеют водонепроницаемые корпуса.

С 2003 по 2005 год американским NIJ было проведено большое исследование экологической деградации Zylon брони. Был сделан вывод о том, что вода, длительное использование и температурное воздействие значительно влияют на прочность на разрыв и баллистические характеристики PBO или Zylon волокна. Это исследование, проведенное NIJ на жилетах, возвращенных с поля, показало, что воздействие окружающей среды на Zylon привело к баллистическим отказам в стандартных условиях испытаний.^[38]

Баллистические испытания V50 и V0

Измерение баллистических характеристик брони основано на определении кинетическая энергия пули при ударе. Поскольку энергия пули является ключевым фактором ее пробивной способности, скорость используется в качестве основной независимой переменной при баллистических испытаниях. Для большинства пользователей ключевым измерением является скорость, при которой пули не пробивают броню. При измерении этой нулевой скорости пробития (V0) необходимо учитывать изменчивость характеристик брони и изменчивость испытаний. Баллистические испытания имеют ряд источников изменчивости: броня, тестовые материалы основы, пуля, гильза, порох, капсюль и ствол орудия и многие другие.

Вариабельность снижает предсказательную силу определения V0. Если, например, V0 конструкции брони измеряется как 1600 фут / с (490 м / с) с пулей FMJ калибра 9 мм на основе 30 выстрелов, то испытание является лишь оценкой реального V0 этой брони. Проблема в изменчивости. Если V0 испытать снова со второй группой из 30 выстрелов с той же конструкцией жилета, результат не будет идентичным.

Для уменьшения значения V0 требуется только один проникающий выстрел с низкой скоростью. Чем больше выстрелов сделано, тем ниже будет V0. С точки зрения статистики, нулевая скорость проникновения является хвостовой частью кривой распределения. Если изменчивость известна и стандартное отклонение можно вычислить, можно строго установить V0 на доверительном интервале. Стандарты испытаний теперь определяют, сколько выстрелов необходимо сделать для оценки V0 для сертификации брони. Эта процедура определяет доверительный интервал оценки V0. (См. «Методы тестирования NIJ и HOSDB».)

V0 трудно измерить, поэтому в ходе баллистических испытаний была разработана вторая концепция, названная V50. Это скорость, при которой 50 процентов выстрелов проходят и 50 процентов останавливаются броней. Военные стандарты США^[39] определить обычно используемую процедуру для этого теста. Цель состоит в том, чтобы получить три проникающих выстрела и вторую группу из трех выстрелов, которые останавливаются броней в пределах указанного диапазона скоростей. Возможно и желательно иметь скорость проникновения ниже, чем скорость остановки. Эти три упора и три проникновения затем можно использовать для расчета скорости V50.^[40]

На практике для измерения V50 часто требуется 1–2 панели жилета и 10–20 выстрелов. Очень полезная концепция при тестировании брони - это скорость смещения между V0 и V50. Если это смещение было измерено для конструкции брони, то данные V50 можно использовать для измерения и оценки изменений в V0. Для изготовления жилетов, полевых испытаний и испытаний на срок службы используются как V0, так и V50. Однако из-за простоты измерения V50 этот метод более важен для контроля брони после сертификации.

Каннифф анализ

Используя безразмерный анализ, Cuniff^[41] пришли к соотношению, связывающему V₅₀ и параметры системы для бронежилетов на текстильной основе.В предположении, что энергия удара рассеивается при разрыве пряжи, было показано, что

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

Здесь,

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

${ displaystyle sigma, epsilon, rho, E}$ напряжение разрушения, деформация разрушения, плотность и модуль упругости пряжи

${ displaystyle A_ {d}}$ масса единицы площади брони

${ displaystyle A_ {p}}$ масса на единицу площади снаряда

Военные испытания

После война во Вьетнаме, военные планировщики разработали концепцию «Сокращения потерь».^[42] Большой объем данных о потерях ясно показал, что в боевой обстановке наибольшую опасность для солдат представляют осколки, а не пули. После Вторая мировая война жилеты разрабатывались, и испытания на фрагменты находились на начальной стадии.^[43] Артиллерийские снаряды, минометные снаряды, авиабомбы, гранаты и противопехотные мины - все это осколочные устройства. Все они содержат стальную оболочку, которая предназначена для разрыва на мелкие стальные осколки или осколки при детонации их взрывного ядра. После значительных усилий измерить распределение размеров фрагментов из различных НАТО и Советский блок боеприпасов, был разработан осколочный тест. Были разработаны симуляторы фрагментов, наиболее распространенной формой которых является симулятор правого круглого цилиндра или RCC. Эта форма имеет длину, равную ее диаметру. Эти снаряды для моделирования фрагментов (FSP) RCC испытываются как группа. Чаще всего серия испытаний включает тестирование RCC FSP массой 2 зерна (0,13 г), 4 зерна (0,263 г), 16 гран (1,0 г) и 64 зерна (4,2 г). Серия 2-4-16-64 основана на измеренных распределениях размеров фрагментов.

Вторая часть стратегии «Снижение потерь» - это изучение распределения скоростей осколков от боеприпасов.^[44] Взрывчатые боеприпасы имеют скорость взрыва от 20 000 футов / с (6 100 м / с) до 30 000 футов / с (9 100 м / с). В результате они способны выбрасывать осколки с очень высокой скоростью, превышающей 1000 м / с (3330 футов / с), что подразумевает очень высокую энергию (когда энергия осколка равна¹⁄₂ масса × скорость², пренебрегая вращательной энергией). Военно-инженерные данные показали, что, как и размер осколков, скорости осколков имеют характерное распределение. Возможна разбивка осколочного выхода боевой части на скоростные группы. Например, 95% всех осколков от взрыва бомбы весом менее 4 гран (0,26 г) имеют скорость 3000 футов / с (910 м / с) или меньше. Это установило ряд целей для конструкции военного баллистического жилета.

Случайный характер фрагментации требовал, чтобы в спецификации военного жилета был компромисс между массой и баллистической выгодой. Жесткая броня транспортного средства способна остановить все осколки, но военнослужащие могут носить только ограниченное количество снаряжения и оборудования, поэтому вес жилета является ограничивающим фактором в защите от фрагментов жилета. Посевы зерна 2-4-16-64 с ограниченной скоростью могут быть остановлены полностью текстильным жилетом плотностью около 5,4 кг / м.² (1,1 фунт / фут²). В отличие от конструкции жилета для деформируемых свинцовых пуль, осколки не меняют форму; они стальные и не деформируются текстильными материалами. FSP с двумя зернами (0,13 г) (снаряд с наименьшими фрагментами, обычно используемый при испытаниях) имеет размер примерно с рисовое зерно; такие маленькие, быстро движущиеся фрагменты могут потенциально проскользнуть через жилет, перемещаясь между нитями. В результате ткани, оптимизированные для защиты от осколков, имеют плотное плетение, хотя эти ткани не так эффективны для остановки свинцовых пуль.

К 2010-м годам разработка бронежилетов зашла в тупик в отношении веса, поскольку у конструкторов возникли проблемы с увеличением защитных возможностей бронежилетов при сохранении или уменьшении ее веса.^[45]

Смотрите также

• Пуленепробиваемый жилет
• Международная федерация средневекового боя
• Жидкая броня
• Нательный доспех скопы

Примечания

Рекомендации

• Уильямс, Алан (2003). Рыцарь и доменная печь: история металлургии доспехов в средние века и раннее Новое время. История войны Том 12. Лейден, Нидерланды: Brill Academic Publishers. ISBN  978-90-04-12498-1. OCLC  49386331.

внешняя ссылка

• Синдикат музеев: броня
• Джеймс, Натан (28 января 2016 г.). «Бронежилет для сотрудников правоохранительных органов: кратко» (PDF). Исследовательская служба Конгресса. Получено 14 октября, 2016.
• Новобельский, Мариса (14 октября 2016 г.). «Гибкость на линии огня: легкий, гибкий бронежилет для будущих войск». Исследовательская лаборатория ВВС. Получено 14 октября, 2016.
• Берк, Келли Дэвид (2 июня 2017 г.). «Курсант ВВС совершает непробиваемый прорыв». Fox News.