- È l'energia di un corpo in movimento (in questo caso il proiettile, il coltello o la siringa). Questa energia dipenderà dalla massa del corpo in questione e dalla sua velocità. L'energia cinetica è espressa in joule. Nel caso di una palla - che sarà l'esempio più semplice e più significativo - è l'energia cinetica rilasciata che determina il suo potere di penetrazione (con una serie di altri fattori come il calibro della palla, la sua forma, il suo materiale, la potenza dell'esplosione che permetterà di stampare la forza iniziale - mettere in moto la palla e la lunghezza della canna - che consentirà l'accumulo di energia fino alla sua bocca ).
- Per calcolare l'energia cinetica di una palla (o di un altro oggetto) sarà necessario applicare la seguente formula:
- Ec = 0,5 × m × v 2
- Ec: energia cinetica
- m: massa - espressa in chili
- v: velocità (al quadrato) - espressa in metri (al secondo, minuto, ecc.)
- Quindi per un proiettile 9x19mm, con un peso di 8 grammi (0,008 Kg) e proiettato a una velocità di 350 m / s dà:
- 0,5 × 0,008 (la massa espressa in Kg): 0,004
- 350 × 350 (la velocità al quadrato della palla in m / s): 122500
- pertanto: 0,004 × 122500: 490 joule
- Quindi per un proiettile 9x19mm, con un peso di 8 grammi (0,008 Kg) e proiettato a una velocità di 350 m / s dà:
- La cosa affascinante di energia è che non può essere perso, solo trasferito. Una volta fuori dalla canna - e quindi una volta nell'aria - l'energia di una pallottola subisce l'attrito (dilatando precisamente l'aria) e ne trasferisce una parte, fino all'impatto su quell'obiettivo . All'impatto, l'energia rimanente sarà trasferita nella sua interezza (dipende ovviamente dalla natura del bersaglio) e causerà il danno che va bene su tessuti, ossa, organi ...È qui che il materiale antiproiettile farà il lavoro!
Acciaio balistico, Kevlar, Goldflex, polietilene, dyneema, ceramica... Prima di presentare le proprietà meccaniche dei materiali protettivi, un piccolo elenco di quelli utilizzati in tutti i giubbotti in commercio (escludo volutamente materiali da nanotecnologie, biosteel - le famose setole di ragno - o modificazioni cellulari di artista Jalila Essaïdi):
- fibre (disponibile in fogli flessibili):
- I para-aramidi
- Twaron (compagnia Teijin)
- Kevlar (azienda Dupont)
- Goldflex (azienda Honeywell)
- polietileni
- Spectra (azienda Honeywell)
- Dyneema (società DSM)
- I para-aramidi
Di tutte le sue fibre si conserva il Goldflex (capacità di resistenza aumentata, comportamento ottimale alla torsione - più costoso per la produzione) e il Dyneema (rapporto peso / resistenza superiore rispetto ai suoi concorrenti e una notevole resistenza al umidità, abrasione e UV).
Ancora una volta passiamo al processo di fabbricazione e alle diverse fasi di trasformazione delle fibre, degli intrecci utilizzati e delle proprietà fisiche di ciascun materiale o delle loro variazioni (per informazioni ci sono 6 diversi tipi di Kevlar, senza contare i tipi di Dyneema, ottenuti secondo un diverso protocollo di produzione - Mi manca tempo per scrivere un libro ... Ma se sei interessato, inviaci un messaggio, ti invieremo la documentazione).
Troverete una di queste fibre in tutte le piastre flessibili attualmente disponibili sul mercato. Hanno più o meno le stesse capacità meccaniche - capacità di assorbimento in joule per m2 - con variazioni di resistenza all'umidità, all'esposizione ai raggi UV e all'abrasione. Ovviamente alcuni saranno "migliori" di altri ma in ogni caso bisognerà considerare che una lastra danneggiata (a seguito dell'assorbimento di uno sparo, un'esposizione ad un agente chimico, uno strappo ...) deve imperativamente essere rimpiazzato.
- acciai (disponibile in piastre rigide o ritagli specifici per la protezione di un veicolo o di un edificio):
- Armatura o Armox 500 - a seconda del produttore
- Senza scendere nel dettaglio un acciaio con la struttura specifica, utilizzato per la fabbricazione di lastre balistiche rigide e strutture antiproiettile per veicoli, edifici modulari ... Declina in spessore variabile a seconda delle necessità.
- L'indicazione 500 si riferisce all'indice di durezza (scala Brinell)
- Passiamo sugli acciai con un indice di 550 o superiore, non vengono utilizzati per la produzione di singoli elementi di protezione.
- Armatura o Armox 500 - a seconda del produttore
- Ceramica - o piuttosto un materiale composito compresa la ceramica (disponibile in piastre rigide o sfere, esclusivamente per uso antiproiettile):
- Composto principalmente da un primo strato di resina epossidica o fibra di vetro - protezione della piastra da schegge, graffi, colpi contundenti ... - ceramica (allumina, carburo di boro ...), quindi strati di polietilene UHMWPE (polietilene ad altissimo peso molecolare) o una fibra balistica flessibile (vedi sopra) che assicurerà la dispersione di energia su tutta la superficie della piastra. Questo è ciò che dà la famosa piastra balistica SAPI (Small Arms Protective Insert)
- Le tre formule ceramiche utilizzate (più comunemente) per la produzione di una piastra di protezione balistica:
- Ossido di alluminio (Al2O3 - comunemente noto come allumina)
- È la formula più economica (a costo di fabbricazione e il volume di materiale da utilizzare per ottenere un livello ottimale di protezione) e quella con la più alta densità - a seconda della purezza del prodotto finale - il suo processo di fabbricazione deve mostrare una purezza di 90 a 99,95% e una porosità inferiore a 2%
- Carburo di boro (B4C)
- 2 volte più duro dell'allumina, ma anche di densità inferiore, è il materiale ideale per "fermare" un proiettile ... tranne che è costoso da produrre, estremamente fragile da "strappare" - che è la caratteristica ad esempio di un proiettile perforante - e che richiede un processo di lavorazione diverso a seconda che si voglia ottenere una protezione ottimale per l'assorbimento di uno o più. Per sfruttare le sue eccezionali prestazioni, il carburo di boro viene generalmente utilizzato in combinazione con il carburo di silicio.
- Carburo di silicio (SiC)
- Troviamo, grosso merdo, le stesse capacità fisiche del carburo di boro, con una densità tuttavia maggiore. La combinazione di una durezza quasi simile all'allumina e al carburo di boro con la sua densità - a seconda del processo di fabbricazione - più o meno elevata la rendono la scelta ideale per (o contro) le sfere a velocità molto elevata o piercing.
- Ossido di alluminio (Al2O3 - comunemente noto come allumina)
- Va notato che il componente ceramico, per sua natura, è "fragile" e che la piastra di protezione in ceramica subirà invariabilmente danni significativi all'impatto - questo è anche in parte ciò che garantisce il trasferimento di energia el fermando il proiettile. Discuteremo la differenza tra colpi "singoli" e "multi" (piastra che presenta la possibilità di assorbire l'energia di uno o più proiettili) ma, come notato nell'introduzione al capitolo "ceramica", per garantire la consistenza del materiale, permettendogli di mantenere le sue proprietà balistiche ed evitare la proiezione di schegge, richiede l'aggiunta di un materiale composito (rivestimento - resina epossidica, resine di fibra di carbonio poliestere) e un materiale balistico (a base in polietilene o fibra aramidica per esempio, che consente la riduzione delle microfessure nella piastra ceramica e un assorbimento ottimale dell'energia cinetica) La maggior parte delle lastre in ceramica ha anche uno strato di materiale (schiuma fenolica) per le sue proprietà di resistenza al fuoco e isolamento termico.
In breve, più rigida è la piastra in ceramica (e realizzata in combinazione con una "coperta" e "rinforzata" con fibra balistica), più "dura" la ceramica utilizzata - più dura del materiale del proiettile - meglio è. 'Est !
- Il polietilene ad alte prestazioni (UHMWPE - polietilene ad altissimo peso molecolare) nella sua forma composita laminata (nella sua versione in fibra l'UHMWPE è - in particolare - i materiali di protezione balistica Dyneema e Spectra sotto forma di piastre balistiche flessibili) - ancora una volta il Il materiale verrà sfruttato sotto forma di piastre individuali o tagliato a misura per la protezione di veicoli o aeromobili. Facciamo le cose semplici: ad oggi è il composto termoplastico più resistente (a urti, solventi, abrasione) e assorbe appena l'umidità. Composto da una ripetizione di unità monomeriche (all'incirca la ripetizione della struttura di una macromolecola - migliaia di volte. Polimerizzazione), l'UHMWPE può essere realizzato in più processi (con l'impregnazione di una matrice termostatica , con un numero più o meno elevato di filamenti o di sezione più o meno ampia, con una particolare filatura ...) e il piatto di protezione può avere un numero variabile di fogli (il "foglio" di UHMWPE prodotto da DSM Dyneema ® SB71 ad esempio), ma nel caso di una lastra rigida sarà sempre presentata in forma composita. La sua bassissima densità e l'eccezionale capacità di resistenza lo rendono il materiale ideale per un ottimale rapporto protezione / peso.
- Troverai l'UHMWPE nella composizione della maggior parte degli scudi balistici e delle visiere, specialmente perché permette trasparenza e quindi una visione ottimale per chi lo indossa.
- Una piastra in UHMWPE non può essere utilizzata per la protezione contro un proiettile perforante o ad altissima velocità (un test set lo ha dimostrato) ma sarà un ottimo additivo alla piastra in ceramica per consentire una sorta di piastra singola in "sandwich" - la piastra in ceramica e composito come presentata sopra - che fornirà protezione contro la maggior parte dei calibri leggeri (escluse alcune munizioni specifiche, il .50 BMG, .408 CheyTac, praticamente tutto ciò che può anche servire come calibro anti-veicolo ).
Eccellente ! Allora come funziona in pratica? Relativamente semplice! che sia fibra, acciaio o ceramica, l'importante è:
- Che la struttura molecolare del materiale abbia una capacità di assorbimento di energia massima.
- Che l'assorbimento di energia è fatto sulla superficie più ampia possibile.
- Nel caso di un giubbotto antiproiettile, la forza dell'impatto sul materiale protettivo consente la deformazione (e quindi riduce la concentrazione di energia permettendo al proiettile di espandersi) o lo scoppio del proiettile.
Per i materiali protettivi “flessibili” proposti (kevlar, goldflex, spectra o dyneema):
Per motivi di divulgazione, escludo volontariamente le differenze strutturali tra para-aramidi e polietilene. Immagina una rete da campo da tennis (o una rete da porta da calcio). Quando una palla (o una palla) colpisce la rete si deforma conica e le corde che compongono la rete assorbono l'energia a 360 ° fino a quando non viene completamente assorbita e la palla si ferma . Il materiale tessile "morbido" di una lastra antiproiettile agirà esattamente allo stesso modo, tranne per il fatto che può esserci il trauma causato da una penetrazione conica molto potente - e su una superficie molto piccola - all'interno del corpo. altrettanto mortale come se il proiettile fosse effettivamente penetrato nel corpo. La differenza sta quindi in una maglia della fibra molto più stretta della maglia di una rete sportiva. Questa maglia finissima consentirà la dispersione dell'energia su tutta la superficie della lastra e quindi la riduzione della deformazione conica imposta dal proiettile (su questo torneremo nel capitolo sulle varie standardizzazioni ufficiali).
Per consentire questa dispersione di energia e l'arresto completo del proiettile prima della penetrazione, è necessario:
- La successione di strati tessili che agiscono individualmente come una rete
- Una maglia di ogni strato che è sufficientemente fine per una dispersione massima dell'energia su tutta la sua superficie
- Che all'impatto il trasferimento di energia agisce sul proiettile stesso "schiacciandolo" per eliminare parte della penetrazione dovuta alla forma conica dei proiettili - e contribuendo così ad aumentare la superficie di "cattura". incaricato 'della palla
- Che la fibra utilizzata abbia eccezionali proprietà di resistenza a trazione
- Il caso specifico delle piastre di protezione per coltelli o siringhe:
- La differenza di velocità (velocità) di un colpo portato con un coltello (o un piccone o una siringa) è molto inferiore a quella di un proiettile (anche di calibro molto piccolo). Infatti i produttori (la prima standardizzazione delle lastre anti-coltello datate da ... 1993) hanno dovuto adattare la resistenza meccanica delle fibre solitamente usate per fermare le balle.
- Le fibre utilizzate hanno gli stessi nomi commerciali - Dyneema o Kevlar - ma il processo di fabbricazione differiscono per una trama capace di assorbire e di arrestare la progressione di una lama o un ago nella superficie della piastra.
- Torneremo più tardi, ma era Inglese (maledetto roastbeef), che (così 1993) tramite il HOSDB (Home Office Scientific Development Branch - Istituto scientifico del Ministero dell'Interno che cosa) sviluppare uno standard specifico progettato per protezione contro lame di coltello o siringhe (capacità balistiche, protocollo di prova, livelli di efficienza, ecc.)
- Si noti che una piastra di protezione del coltello può essere indossata insieme a una piastra antiproiettile
Per i materiali protettivi "duri" proposti (ceramica e UHMWPE):
Il processo è leggermente diverso! Lo scopo di una piastra dura è proteggere chi lo indossa dai danni meccanici di munizioni molto più veloci (potenzialmente con un design progettato per una maggiore penetrazione o concentrazione di energia cinetica in una piccola area). Il comportamento di un proiettile di calibro più “modesto” (o con un'esplosione iniziale minore) quando colpisce una piastra “tessile” non sarà assolutamente identico nel caso di un proiettile più veloce e più “proiettile”. potente ". Da un lato perché l'energia cinetica sprigionata potrebbe permettere al proiettile di penetrare senza problemi nella superficie protettiva - e continuare la sua traiettoria nel corpo di chi lo indossa - e dall'altro perché anche in caso di assorbimento dell'energia la deformazione conica imposta meccanicamente provocherebbe danni fisiologici potenzialmente fatali come se non ci fosse alcuna protezione. È quindi imperativo che il piatto duri:
- Consiste in un materiale più duro di quello che si oppone ad esso (la palla che cerca di penetrare)
- Che l'assorbimento di energia sia fatto (come per le placche morbide) sulla più grande area possibile
- Che all'impatto (sempre come per le placche morbide) il proiettile si schianta o si disintegra al massimo
- Il caso particolare dei "multi-colpi" (la piastra in grado di assorbire l'energia di più proiettili in successione):
- Niente di complicato - si veda il capitolo "Ceramica - o meglio un materiale composito compresa la ceramica" che dettaglia la struttura di una piastra composta da diversi strati (rivestimento protettivo - epossidico, ceramica, materiale balistico composito e potenzialmente uno strato di schiuma fenolica).
- E 'proprio questa composizione “sandwich” che permetterà di conservare principalmente le proprietà della ceramica (che, come sopra indicato, si frammenterà al primo impatto). Anche come materiale ceramico "pezzo", non appena il design "sandwich" mantiene la sua struttura iniziale - in breve, il pezzo ceramico rimane compresso nella sua matrice (prima del primo impatto), manterrà le sue proprietà meccaniche. Il materiale balistico composito continuerà a svolgere il suo ruolo di assorbimento di energia.
- Oltre alla composizione "sandwich", c'è il tipo di struttura utilizzata per la superficie ceramica. Secondo i test di seguito citati, è essenziale che la ceramica venga posta non in un unico pezzo ma in più "tessere". Questa piastrellatura mantiene intatte le capacità protettive delle piastrelle adiacenti alla piastrella che ha assorbito il primo impatto. Logico cosa.
- Sulla base di un test comparativo V50 (velocità 50 - vedi sotto) fatto da gentiluomini Horsfall e Buckley e Watson et al (date un'occhiata su google se i loro test sono di interesse per voi) con piatti e piatti intatte il risultato indica (a seconda della velocità del proiettile sull'impatto / con le munizioni 7,62 / sulle piastre SAPI di allumina) una diminuzione delle prestazioni da 3 a 8%. Ciò consente comunque di notare che il materiale conserva una capacità di 24 12% superiore rispetto ai requisiti dello standard.
- Avvertimento : anche se il materiale fa il suo lavoro, non sarà in grado di proteggerti da dozzine di urti! Insomma, copertina fissa!
- Il caso particolare delle placche “stand-alone” (la targa che fornisce il livello di protezione che indica - a seconda dello standard scelto per la sua prova - senza essere utilizzata in combinazione con un'altra piastra di protezione (flessibile):
- Anche in questo caso si tratta di una piastra protettiva (rigida) che avrà beneficiato di un processo di fabbricazione o di una struttura che ne consente l'utilizzo da sola, senza essere indossata insieme al supporto di una piastra flessibile (convenzionalmente una piastra protettiva indossata in un giubbotto E una piastra rigida indossata sopra in uno scomparto previsto a tale scopo). In breve, è possibile utilizzare questa piastra in un "portapiatti" tattico - che ridurrà il volume e il peso rappresentati dalla combinazione del gilet con piastra morbida + piastra dura, nonché il comfort di movimento di chi lo indossa. Ovviamente questo riduce anche la superficie protettiva, ma se siete più o meno sicuri di affrontare colpi di calibro più potenti di quelli "trattati" da una piastra flessibile ... tanto vale non annoiarvi - pensate al rischio di danneggiamento. frammenti di schegge ...
- La targa "anti-trauma":
- Semplice: si tratta di una piastra flessibile aggiuntiva (generalmente in fibra, ma esisteva in acciaio o alluminio) che viene confezionata in un formato molto più sottile rispetto alla classica piastra antiproiettile flessibile (ma nello stesso materiale quindi). L'idea non è quella di offrire una protezione "aggiuntiva" ma di limitare la deformazione conica all'impatto (e il trauma fisiologico che ne deriva) ottimizzando la superficie di dispersione energetica e lo schiacciamento del proiettile. all'impatto.
Ma allora che tipo di piastre ferma che tipo di calibri o chip?
Ogni paese industrializzato - Francia, USA, Germania, Cina, Russia, Inghilterra ... ha definito, una volta o l'altra, un protocollo di prova che definisce le capacità protettive (per schegge, munizioni, effetto esplosione e coltelli) di ogni materiale utilizzato. I diversi protocolli offrono tutti (a seconda dei vincoli richiesti per i test) una scala che permette di determinare quale prodotto è il più adatto al rischio da trattare.
Bene, iniziamo con casa, eh? Questo è il meno! Il protocollo francese e la scala di valutazione quindi:
- Ebbene, c'è un piccolo problema: l'AFNOR (Association Française de Normalization) non offre un protocollo specifico per i materiali antiproiettile utilizzati per la protezione personale o sui veicoli.
- Nota, tuttavia:
- NF A36-800-2 e NF A50-800-2 standard (lamiere di acciaio saldabili laminate a caldo per schermatura - Parte 2: metodo di prova al fuoco)
- Lo standard NF P 78-401 (sostituito dallo standard europeo NF EN 1063 - Vetro per l'edilizia - Vetro di sicurezza - Test e classificazione della resistenza agli attacchi di proiettili
- Lo standard NF EN 1522 / 1523 (finestre, porte, chiusure e persiane - A prova di proiettile - Prescrizioni e classificazione)
- In breve, nessun commento ...
Il protocollo americano e la scala di valutazione:
- Conoscete tutti lo standard stabilito dal NIJ. Ma ai Ricans piace farlo in grande! Questo quindi dà:
- Gli standard definiti dal NIJ (National Institute of Justice - l'ente federale americano di ricerca scientifica e standardizzazione):
NIJ Standard 0101.07 - Resistenza balistica (bozza)
NIJ Standard 0101.06 - Resistenza balistica
NIJ Standard 2005 Requisiti intermedi per la resistenza balistica
NIJ Standard 0101.04 - Resistenza balistica
NIJ Standard 0101.04 Revisione A - Resistenza balistica
NIJ Standard 0101.03 - Resistenza balistica
NIJ Standard 0115.00 - Stab Resistance
NIJ 0104.02 Standard - Caschi antisommossa e visiere
NIJ Standard 010600 - Caschi
NIJ Standard 0117.00 - Standard di tuta antigas di pubblica sicurezza
NIJ Standard 0108.01 - Materiali di protezione balistica
Protocollo di prova 2008 per l'armatura dell'FBI
Procedura di prova del casco HP White 401-01b
- Gli standard definiti dalle forze armate statunitensi:
MIL-STD-662F, STANDARD MILITARY: V50 BALLISTIC TEST PER L'ARMATURA
Il protocollo tedesco e la scala di valutazione:
- Con le mie scuse, non riesco a trovare una versione dei documenti in francese o in inglese, quindi ti do la versione originale in tedesco - devi ancora usare google translate huh ...
- L'ente di certificazione tedesco (Vereinigung der Prüfstellen für angriffshemmende Materialien und Konstruktionen) ha definito i seguenti standard:
Supporto VPAM KDIW2004: 18.05.2011
Supporto VPAM KDIW 2004: 12.05.2010
VPAM HVN 2009 Booth: 12.05.2010
VPAM APR 2006 Edition: 2009-05-14
Supporto VPAM BSW 2006: 14.05.2009
Il protocollo russo e la scala di valutazione:
- Il GOST (per chi è interessato a una traduzione del documento mandami un messaggio, sappiamo come farlo internamente).
Il protocollo inglese e la scala di valutazione:
- Si ricorda che l'istituto scientifico inglese ha dapprima definito un protocollo specifico per i materiali fabbricati per la protezione contro i coltelli e le siringhe 2013.
- Ente di certificazione inglese - HOSDB (Home Office Scientific Development Branch) ha definito i seguenti protocolli:
HOSDB Standard di armature per la polizia del Regno Unito (2007)
HOSDB Standard di armatura per la polizia del Regno Unito (2007) Parte 1: Requisiti generali
HOSDB Standard di armatura per la polizia del Regno Unito (2007) Parte 2: Resistenza balistica
HOSDB Standard di armature per la polizia del Regno Unito (2007) Parte 3: Resistenza di coltello e punta
Il protocollo cinese e la scala di valutazione:
- Spero che tu abbia alcune nozioni di inglese, questa è l'unica versione che ho trovato - escludendo cinese e mandarino, ovviamente ...
- Lo standard è definito con il nome:
Protocollo NATO e scala di valutazione (STANAG) - esclusivamente per veicoli e aeromobili:
- Questo protocollo è espresso in volumi 2 (volo NATO AEP-55 STANAG 4569 1 e volo 2)
- Non è inteso per elementi di protezione personale ma esclusivamente per veicoli e aerei
- La tabella standard è disponibile qui:
Protocollo e scala di valutazione per Australia e Nuova Zelanda:
- Va notato che questo protocollo prende in considerazione solo pistole e calibro da caccia .12
- Lo standard è definito con il nome:
PICCOLI CONSIGLI PRIMA (E DOPO) L'ACQUISTO:
- Pensa alla mobilità e al comfort di movimento: essere ancora sotto il fuoco nemico significa essere morti
- Nessun materiale protettivo ti garantisce che un proiettile non penetri. Abbi fiducia nel tuo materiale ma in modo ragionato, non esponirti in modo inutile
- Quando una piastra (flessibile o rigida) ha subito un impatto o un notevole degrado ... non è più operativa!
- Quando valuti il peso del tuo giubbotto o delle tue placche prendi in considerazione il trasporto della tua borsa, le tue munizioni, le tue armi ...
- Acquista piastre "anti-trauma". Il costo è inferiore e comunque inferiore al dolore e al conseguente rischio letale di danni fisiologici causati dalla deformazione interna delle vostre piastre flessibili al momento dell'impatto
- Ricorda che i materiali efficienti hanno una vita! Al di là della garanzia fornita dal venditore o dal produttore, bisogna considerare che il materiale non è più funzionante
- Osservare le istruzioni di manutenzione e protezione (umidità, esposizione ai raggi UV, esposizione ai solventi, ecc.) Indicate dal venditore o dal produttore
- Esercitati a maneggiare le armi e gli accessori che porti con il giubbotto o il portatarga sulla schiena! Migliorerà le tue sensazioni come i tuoi riflessi
