Стандарты эффективности бронежилетов — это списки, составленные национальными органами власти, требований к броне, чтобы она работала надежно, с четким указанием того, что броня может и чего не может победить. В разных странах действуют разные стандарты, которые могут включать угрозы, отсутствующие в других странах.
Шкала VPAM по состоянию на 2009 год имеет значения от 1 до 14, где 1-5 — мягкая броня, а 6-14 — жесткая броня. [1] Испытываемая броня должна выдерживать три попадания, расположенных на расстоянии 120 мм (4,7 дюйма) друг от друга, обозначенной тестовой угрозой с деформацией задней поверхности не более 25 мм (0,98 дюйма), чтобы пройти тест. Следует отметить включение специальных региональных угроз, таких как Swiss P AP от RUAG и .357 DAG. Согласно веб-сайту VPAM, он, по-видимому, используется во Франции и Великобритании.
Шкала VPAM выглядит следующим образом: [2]
Technische Richtlinie (TR) Ballistische Schutzwesten — это руководство по регулированию в Германии для бронежилетов. Оно в основном выпускается для бронежилетов, используемых немецкой полицией , но также для немецких вооруженных сил и гражданских бронежилетов. Производители должны соответствовать критериям TR, если они хотят участвовать в открытых конкурентных торгах, проводимых немецкими агентствами. TR определяет различные Schutzklassen (SK), что означает классы защиты , которые может иметь бронежилет. Он определяет пять различных классов от L до 4 баллистической защиты (например, SK 4). Он также дает спецификации для дополнительной Stichschutz (ST), защиты от ножей, используя те же классы, что и баллистическая защита, но присваивая ей дополнительную маркировку ST (например, SK L ST). Баллистические испытания для определения класса теперь интегрированы в руководящие принципы VPAM, так что испытания отличаются только незначительными деталями, и только один тест (SK 1) существенно отличается по состоянию на 2008 год. [3]
Шкала TR выглядит следующим образом: [3]
Немецкий TR в целом сопоставим с американским NIJ, но немецкий TR обычно проверяет больше сценариев угроз, так как нет выстрелов в упор, а также нет специальных полицейских патронов. В отличие от этого, NIJ проверяет более крупные калибры и более высокую останавливающую способность человека. И хотя немецкий TR проверяет меньшие калибры и более легкие пули, он также проверяет более агрессивные патроны, так как первый тест уже использует стальные пули FMJ, в то время как NIJ использует обычные патроны FMJ. Кроме того, SK 4, самый высокий класс защиты, рассчитан на то, чтобы выдерживать три попадания, в то время как Уровень IV должен выдерживать только одно попадание — хотя и более крупным калибром (7,62×63 мм). [4]
Отдел научных разработок Министерства внутренних дел США разрабатывает стандарты и протоколы испытаний бронежилетов для полиции.
BFD (деформация задней поверхности) должна измеряться после каждого выстрела, максимально допустимая BFD для класса HG1/A составляет 44 мм (1,7 дюйма), а для остальных — 25 мм (0,98 дюйма).
ГОСТ Р 50744-95 — стандарт Российской Федерации для бронежилетов. До пересмотра 2017 года уровни угроз варьировались от 1 до 6. Примечательно, что он включал угрозы с суффиксом A, которые обозначают повышенные рейтинги в отличие от пониженных рейтингов в стандарте NIJ. [5]
Старые (до 2017 года) стандарты следующие:
С пересмотром 2017 года стандарты значительно изменились. Классы угроз теперь варьируются от BR1 до BR6. Классы с суффиксом «A» были устранены, а их тестовые угрозы были либо объединены в новые категории, например, классы 6 и 6A были перемещены в класс BR5, либо полностью удалены, как в случае с классом 2A. Кроме того, несколько уровней угроз были увеличены по сложности с введением новых тестовых угроз; наиболее заметным является введение класса BR6, который требует, чтобы тестируемая броня выдержала три попадания 12,7×108 мм B32 API. Несмотря на более сложные тестовые угрозы, предел деформации задней поверхности 16 мм (0,63 дюйма) остается неизменным. [6]
Обновленные стандарты редакции 2017 года следующие:
Стандарт NIJ-0101.06 содержал конкретные стандарты производительности для бронежилетов, используемых правоохранительными органами. Он оценивал бронежилеты по следующей шкале против проникновения, а также защиты от тупых травм (деформации): [7]
«Special Threats» — это рейтинги брони, которые обеспечивают защиту от определенных снарядов. Например, в рекомендациях NIJ не было никаких спецификаций для брони, которая может остановить бронебойные боеприпасы M855. В результате некоторые производители обозначили определенную броню как «Level III+» (обозначение, не признанное NIJ), чтобы указать броню, которая имела защиту до уровня III и могла защищать от особых угроз, таких как M855, но не обеспечивала защиту уровня IV. [8] [9]
В апреле 2024 года NIJ начал тестирование по стандарту NIJ-0101.07 совместно со стандартом NIJ-0123.00. Стандарт NIJ-0101.07 описывает процедуры тестирования, а стандарт NIJ-0123.00 описывает уровни баллистической защиты. Эти стандарты полностью заменили стандарт NIJ-0101.06. [10] [11] HG оценивается для угроз от пистолета, а RF — для угроз от винтовки. [10]
Уровни баллистической защиты, указанные в стандарте NIJ 0123.00, следующие:
Стандарты NIJ используются для брони правоохранительных органов. Броня, используемая армией США, не должна проходить испытания по стандартам NIJ. Текстильная броня тестируется как на прочность к проникновению пуль, так и на энергию удара, передаваемую владельцу.
Деформация задней поверхности определяется в стандарте NIJ Standard-0101.07 как «вмятина в материале подложки, вызванная ударом снаряда по испытуемому предмету во время испытания». [10] Она измеряется путем выстрела по броне, установленной перед материалом подложки, обычно масляной глиной для моделирования . Глина используется при контролируемой температуре и проверяется на ударную вязкость перед испытанием. После удара испытательной пулей по броне жилет извлекается из глины и измеряется глубина вмятины в глине.
Некоторые образцы брони, испытанные в соответствии со стандартом NIJ Standard-0101.07, кондиционируются перед испытанием, то есть подвергаются воздействию стрессовых факторов, таких как погружение, вибрация или удары. Было показано, что эти стрессовые факторы в некоторых случаях ухудшают характеристики некоторых материалов брони. Скорость испытательного снаряда для кондиционированной брони такая же, как и для некондиционированной брони во время испытания, тогда как в предыдущем стандарте скорости варьировались. Например, в соответствии со стандартом NIJ Standard-0101.06 кондиционированный уровень IIIA будет обстрелян пулей .44 Magnum со скоростью 408 м/с (1340 футов/с), в то время как некондиционированный уровень IIIA будет обстрелян со скоростью 436 м/с (1430 футов/с). В соответствии со стандартом NIJ Standard-0101.07 скорость, используемая для испытания кондиционированной и некондиционированной брони, одинакова. Процедуры кондиционирования брони описаны в стандартной практике ASTM E3078 для кондиционирования предметов испытаний твердой брони. [10]
Как правило, материал текстильной брони временно деградирует при намокании. [ требуется ссылка ] В результате этого основные стандарты испытаний требуют проведения испытаний текстильной брони во влажном состоянии. [12] Механизмы такой потери характеристик неизвестны. Нейтральная вода при комнатной температуре не показала в ходе испытаний отрицательного влияния на характеристики параарамида или UHMWPE [13], но кислотные, основные и некоторые другие растворы могут навсегда снизить прочность параарамидного волокна на разрыв. [14]
С 2003 по 2005 год US-NIJ провел крупное исследование деградации брони Zylon под воздействием окружающей среды. В результате был сделан вывод о том, что вода, длительное использование и воздействие температуры существенно влияют на прочность на разрыв и баллистические характеристики волокон PBO или Zylon. Это исследование NIJ на жилетах, возвращенных с поля, показало, что воздействие окружающей среды на Zylon привело к баллистическим отказам при стандартных условиях испытаний. [15]
Стандарты NIJ по сопротивлению ножевым ранениям (Стандарт–0115.00) определяют три уровня защиты:
Для всех трех уровней максимально допустимое проникновение лезвия или шипа составляет 7 мм (0,28 дюйма), причем этот предел был определен путем исследования, показывающего, что внутренние повреждения органов будут крайне маловероятны при такой глубине проникновения. Условие перетеста, которое призвано обеспечить достаточный запас прочности в конструкции брони, допускает максимальное проникновение лезвия или шипа в 20 мм (0,79 дюйма). [16] : 12
Стандарт не рассматривает напрямую сопротивление ударам ножом, а вместо этого отмечает, что, поскольку отразить угрозу колющего удара сложнее, любая броня, способная отразить угрозу колющего удара, также отразит угрозу рубящего удара. [16]
Хотя требования армии США к бронежилетам на поверхности отражают требования NIJ, эти две системы очень разные. Обе системы имеют ограничение в 44 мм (1,7 дюйма) на деформацию задней поверхности, но пластины серии SAPI линейно увеличивают защиту (каждая пластина проходит испытания на соответствие угрозам предыдущей пластины) и требуют мягкой броневой подложки для достижения заявленного уровня защиты.
Броня тестируется с использованием стандартного набора методов испытаний в соответствии с ARMY MIL-STD-662F и STANAG 2920 Ed2. [28] Программы Министерства обороны по бронированию ( например, Modular Tactical Vest ) закупают броню с использованием этих стандартов испытаний. Кроме того, в рамках этого процесса могут быть определены специальные требования, такие как гибкая защита от винтовок, защита конечностей от осколков и т. д. [ необходима цитата ]
Министерство общественной безопасности Китая поддерживает GA141 , стандартный документ для описания баллистической стойкости полицейской брони, с 1996 года. По состоянию на 2023 год [обновлять]последней редакцией является GA141-2010. Стандарт определяет следующие классы с использованием отечественного оружия: [29] : 4
Уровни выше 6 помечены как «специальные». [29] : 4 Уровни с 1 по 5 должны быть проверены 6 выстрелами. Уровень 6 должен быть проверен 2 выстрелами. [29] : 8
В приложении A описывается использование классов GA против других «распространенных» угроз. 9×18 мм Makarov отнесен к GA 1, 9×19 мм к GA 2, 9×19 мм AP (сталь) и 5,8×21 мм DAP92 AP к GA 4, 5,8×42 мм DBP87 к GA 6, а «тип 53» 7,62×54 ммR API к «специальному классу». [29] : 11
Измерение баллистических характеристик брони основано на определении кинетической энергии пули при ударе ( E k = 1 ⁄ 2 mv 2 ). Поскольку энергия пули является ключевым фактором ее проникающей способности, скорость используется в качестве основной независимой переменной в баллистических испытаниях. Для большинства пользователей ключевым измерением является скорость, при которой ни одна пуля не пробьет броню. Измерение этой нулевой скорости проникновения ( v 0 ) должно учитывать изменчивость характеристик брони и изменчивость испытаний. Баллистические испытания имеют ряд источников изменчивости: броня, испытательные материалы подложки, пуля, гильза, порох, капсюль и ствол оружия, и это лишь некоторые из них.
Изменчивость снижает предсказательную силу определения V0. Если, например, v 0 конструкции брони измерено как 1600 футов/с (490 м/с) с 9-мм пулей FMJ на основе 30 выстрелов, тест является лишь оценкой реального v 0 этой брони. Проблема в изменчивости. Если v 0 снова проверяется со второй группой из 30 выстрелов по той же конструкции жилета, результат не будет идентичным.
Для снижения значения v 0 требуется только один проникающий выстрел с низкой скоростью . Чем больше выстрелов сделано, тем ниже будет v 0 . С точки зрения статистики, нулевая скорость проникновения является хвостом кривой распределения. Если изменчивость известна и можно рассчитать стандартное отклонение, можно строго установить V0 на доверительном интервале. Стандарты испытаний теперь определяют, сколько выстрелов должно быть использовано для оценки v 0 для сертификации брони. Эта процедура определяет доверительный интервал оценки v 0 . (См. «Методы испытаний NIJ и HOSDB».)
v 0 трудно измерить, поэтому в баллистических испытаниях была разработана вторая концепция, называемая баллистическим пределом ( v 50 ). Это скорость, при которой 50 процентов выстрелов проходят насквозь и 50 процентов останавливаются броней. Военный стандарт США MIL-STD-662F V50 Ballistic Test определяет общепринятую процедуру для этого измерения. Цель состоит в том, чтобы получить три выстрела, которые проникают медленнее, чем вторая более быстрая группа из трех выстрелов, которые останавливаются броней. Эти три высоких остановки и три низких проникновения затем можно использовать для расчета скорости v 50 .
На практике для этого измерения v 50 требуется 1–2 панели жилета и 10–20 выстрелов. Очень полезной концепцией при испытании брони является смещение скорости между v 0 и v 50 . Если это смещение было измерено для конструкции брони, то данные v 50 можно использовать для измерения и оценки изменений v 0 . Для изготовления жилета, полевой оценки и испытаний на долговечность используются как v 0 , так и v 50 . Однако из-за простоты проведения измерений v 50 этот метод более важен для контроля брони после сертификации.
После войны во Вьетнаме военные планировщики разработали концепцию «сокращения потерь». [30] Большой объем данных о потерях ясно показал, что в боевой обстановке осколки, а не пули, были самой важной угрозой для солдат. После Второй мировой войны разрабатывались бронежилеты, и испытания осколков находились на ранних стадиях. [31] Артиллерийские снаряды, минометные снаряды, авиабомбы, гранаты и противопехотные мины — все это осколочные устройства. Все они содержат стальной корпус, который предназначен для разрыва на мелкие стальные осколки или шрапнель при детонации их взрывчатого ядра. После значительных усилий по измерению распределения размеров осколков различных боеприпасов НАТО и советского блока был разработан осколочный тест. Были разработаны имитаторы осколков, и наиболее распространенной формой является прямой круглый цилиндр или имитатор RCC. Эта форма имеет длину, равную ее диаметру. Эти имитирующие осколочные снаряды RCC (FSP) испытываются как группа. Серия испытаний чаще всего включает в себя тестирование RCC FSP массой 2 грана (0,13 г), 4 грана (0,263 г), 16 гран (1,0 г) и 64 грана (4,2 г). Серия 2-4-16-64 основана на измеренных распределениях размеров фрагментов.
Вторая часть стратегии «Снижение потерь» — это исследование скоростных распределений осколков боеприпасов. [32] Взрывчатые вещества боеголовок 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, более 3 300 футов/с (1 000 м/с), что подразумевает очень высокую энергию (где энергия осколка составляет 1 ⁄ 2 массы × скорость 2 , пренебрегая вращательной энергией). Военные инженерные данные показали, что, как и размер осколка, скорости осколков имели характерные распределения. Можно сегментировать выход осколков из боеголовки 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 проектирования военных баллистических жилетов.
Случайный характер фрагментации потребовал от спецификации военного жилета компромисса между массой и баллистическими преимуществами. Твердая броня транспортного средства способна остановить все осколки, но военный персонал может нести только ограниченное количество снаряжения и оборудования, поэтому вес жилета является ограничивающим фактором в защите жилета от осколков. Серия 2-4-16-64 грана при ограниченной скорости может быть остановлена полностью текстильным жилетом плотностью приблизительно 5,4 кг/м 2 (1,1 фунта/фут 2 ). В отличие от конструкции жилета для деформируемых свинцовых пуль, осколки не меняют форму; они стальные и не могут быть деформированы текстильными материалами. 2-грановый (0,13 г) FSP (самый маленький осколочный снаряд, обычно используемый при испытаниях) имеет размер примерно с рисовое зерно; такие мелкие быстро движущиеся осколки потенциально могут 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.
Одним из важнейших требований при мягких баллистических испытаниях является измерение «обратной сигнатуры» (т. е. энергии, передаваемой тканям непроникающим снарядом) в деформируемом подложном материале, размещенном за целевым жилетом. Большинство военных и правоохранительных стандартов остановились на смеси масла и глины для подложного материала, известной как Roma Plastilena. [33] Хотя Roma тверже и менее деформируема, чем человеческая ткань, она представляет собой «худший случай» подложного материала, когда пластические деформации в масле/глине малы (менее 20 мм (0,79 дюйма)). [34] (Броня, размещенная на более твердой поверхности, легче пробивается.) Смесь масла и глины «Roma» примерно в два раза плотнее человеческой ткани и, следовательно, не соответствует ее удельному весу , однако «Roma» является пластичным материалом, который не восстанавливает свою форму упруго, что важно для точного измерения потенциальной травмы через обратную сигнатуру.
Выбор испытательной подложки имеет важное значение, поскольку в гибкой броне ткань тела носителя играет неотъемлемую роль в поглощении высокоэнергетического воздействия баллистических и колотых событий. Однако торс человека имеет очень сложное механическое поведение. Вдали от грудной клетки и позвоночника мягкие ткани ведут себя мягко и податливо. [35] В ткани над областью грудины податливость торса значительно ниже. Эта сложность требует очень сложных систем биоморфных материалов подложки для точного испытания баллистической и колотой брони. [36] Для имитации человеческой ткани в дополнение к Roma использовался ряд материалов. Во всех случаях эти материалы размещаются за броней во время испытательных ударов и предназначены для имитации различных аспектов поведения человеческой ткани при ударе.
Одним из важных факторов в тесте на подложку для брони является ее твердость. Броня легче пробивается при тестировании, если подложка сделана из более твердых материалов, и поэтому более твердые материалы, такие как глина Roma, представляют собой более консервативные методы испытаний. [37]
Стандарты брони для колюще-режущих предметов были разработаны с использованием 3 различных материалов подложки. Проект нормы ЕС называет глину Roma, DOC Калифорнии называет 60% баллистического желатина, а текущий стандарт для NIJ и HOSDB называет многокомпонентный пенопласт и резиновый материал подложки.
Эта история помогает объяснить важный фактор в испытаниях баллистики и ударной брони: жесткость подложки влияет на сопротивление пробитию брони. Рассеивание энергии системы броня-ткань равно Энергии = Силе × Смещению при испытании на подложках, которые более мягкие и более деформируемые, общая энергия удара поглощается при меньшей силе. Когда сила уменьшается более мягкой и более податливой подложкой, броня менее вероятно будет пробита. Использование более твердых материалов Roma в проекте нормы ISO делает его самым строгим из стандартов ударной брони, используемых сегодня.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .