防弹衣安全性能评估方法

童 镤 防弹衣安全性能评估方法 王雷 黄献聪 总后勤部军需装备研究所 《GA141—2010警用防弹衣》中规定的防弹级别 2级、3级使用的是51式7．62mm手枪弹，该弹为圆头铅 心，覆铜钢被甲。该弹侵彻力强，在国内外手枪铅心弹中 属威力较大的。这两种级别防弹衣使用范围广，数量大， 是最常用的级别。2级规定弹速为445±1 0 m／s，3级规定弹 速为515±10 m／S。有些防弹衣检测中使用规定弹速检测 时，大多数情况下能够满足防护要求。但在增大射击量检 测时，可能会发生穿透现象；或在多次检测时均能合格， 但在实际使用中可能会发生穿透现象。这明该防弹衣安 全，性不够。如何能够检测出安全性不够的防弹衣，经多年 研究，现为防弹衣安全性能评估方法。对新生产的或 已装备使用的防弹衣，采用防弹衣安全性能评估方法进行 评估试验，可科学正确评估防弹衣的使用安全陛。现将评 估方法介绍于下。 一 、 VO与V50关系图示解说 {一 )单个样品V50值与标准偏差S关系潮 V50正态 分布 图 图中V50值=683．8m／S，标准偏差s=9．0m／s；VS0值为 单个样品按V50试验方法进行试验得出的有效数据平均 值；标准偏差S=9．Om／s是单个样品有效数据统计计算出 的标准偏差 ，它表示弹速683．8m／s 4-s=674．8m／s 692．8m／s占整个试验数据约68．3％。大量试验数据表明对 一 些均质材料或刚性弹体侵彻时弹体变形小，标准偏差 S相对较小，相反、材料均匀性差或弹体为非刚性，侵彻 时弹体变形较大时，标准偏差相对较大。同It,-jI~~时对弹 体速度调整水平也会影响到标准偏差的大小。 16 匿圜 201I~3．,EJ 0 04 0 03 龆0 02 0 01 0 O0 (二 )多个样品V50值与标准偏差6关系图 ＼＼＼ I I ：＼ ： ＼ ． — ／ ． ． ／ _ l ， -l 、 _’’ 1 5个靶 片V50．E．态分 布图 图中V50=588．2m／s，6=9．9m／s；V50值为15-I"样品 按V50试验方法进行试验得出1 5组V50的数据平均值；标 准偏差6=9．9m／s是15组数据统计计算出的标准偏差，它 表示弹速588．2m／s±6=578．3m／s~598．1m／s占整个试验 数据约68．3％。6值大小大致表示样品防弹性fll~vso值的 离散程度，6值小表示该样品性能稳定。 图 v5o为穿透概率50％时模拟破片或特定弹丸的 算术平均速度值，即弹道极限(BL)V50；标准偏差u为样 正态变量的置信水平和误差限 【 置信水平t 误差限 X=U§口 备注 } 0．683 0．955 2o 【 0 997 3口 标准误差 0 9999 4d O5 0 674O O9 1 645a 或然误差 095 1 960d O99 2576口 0 76 1 177 o- fwhm=2 x1 177a：2 354。 品累积穿透概率之间的速度标准偏差。假定穿透速度最小 值为vmin，因累积穿透概率曲线符合正态分布，Rpv5o 4- u约占整个试验数据约68 3％；V50±2 IJ约占整个试验 数据约95．5％；V50±3 约占整个试验数据约99 7％；故 Vmjn=V50—3 tJ，从而可以估算出该样品的累积穿透概 率的标准偏差u。同时可估算出该样品V0=V50—4 u。 二、防弹衣安全性能评估方法 f一 )弹道极限V50值试验 样品应进行1～3组V50性能试验，试验方法按V50试 验规定进行。试验数据进行V50平均值和标准偏差 6数据 处理。从V50试验中找出穿透速度最低值VL。 (二 )穿透速度最小值Vmin的确定 以穿透速度最低值VL为基准，以10m／s为区间，降低 速度测其防弹性能，每个区间射击5发，直到单一区间不 发生穿透为止，并连续三组不出现穿透情况，此过程出现最 小的穿透速度为穿透速度最小值Vmin。因累积穿透概率 曲线符合正态分布，故Vmin=V50平均值 3 u，LJ为试验 样品累积穿透概率之间的速度标准偏差，单位为m／s。 《三 )防弹衣安全性能V0诈继 根据Vmin=V50平均值一3 u计算出累积穿透概率速度 标准偏差u，再按V0=V50平均值一4 u计算出V0。如V0值 比防护等级分类中相应采用的枪弹类型的最高弹速低，则 认为该防弹衣安全性能得不到保证。 三、ZT1 61防弹材料 47层6。0kg／m 靶片常 温防7。62 X 25mm 51式7。62mm手枪弹安全 性能V0评估实例 {⋯ j中泰Z丁161 47)~6 Ok：g／m 片防7 62 X 25ram 5 1式7．62ram手枪~．V50傅 靶片编号 V50值 标准偏差j穿透速魔 氐1直 防住速度摄高值 差值 SEA (m／s)l S(m／s) (m／s) (m／S) (m／s) (Jm~／kg) 1 597 1 4 8 591 O 6031 12 1 166 2 595 4 J 98 581 4 608 1 26 7 165 3 603 5 5 3 J 595 6 609 6 14 170 平均值 598 7 J 66 5893 606 9 17 6 167 标准偏差 6 4 3 2 8 7 2 34 7 9 26 注：7 62×25ram 51式7 62mm手枪弹弹头质量按0．0056kg计算 ZT161 46层靶片面密度为：6．0kg／m~ V50平均值=598 7 m／s，标 准偏差 8=4 3m／s 穿透速度最低值vL为：581 4 m／s。 (二 )穿透速度最小值Vmin的确定 测试V50过程 中出现的穿透速度最低值VL为： 581．4m／s，应以：580～570m／s，570～560m／s，560～ 软质防弹衣及材料使用性能研究 550m／sZ个速度范围内分别射击5发弹。试验中出现一发 速度568 7m／s弹穿透 ，故改为560～550m／s；550～ 540m／s；540～530m／s三个速度范围内继续分别射击5发 弹。补射结果如表中所述，ZT161 47层6．Okg／m 靶片。 防7．62 X 25mm 51式7．62mm手枪弹找穿透速度最小值试验 弹序 原靶片弹序 弹速(m／s) 弹击结果 1 7#一5 568 7 穿透 2 7#-6 560 7 防住 3 7#一1 5593 防住 4 7#一4 559 0 防住 5 6#-6 552 9 防住 6 6#-3 550 7 防住 7 6#一2 547 3 防住 8 6#一1 545 9 防住 9 7#-2 545 7 防住 1O 6#一4 5430 防住 11 7样一3 541 3 防住 12 5#-2 539 7 防住 13 6#-5 538 9 防住 14 5#-3 537 8 防住 15 4#一3 5345 防住 16 4#-5 530 9 防住 17 5#-6 5306 防住 《三 )ZT161 6。Okg／m 靶 片 防 7 62×25ram 5{式 7 62ram手枪弹安全性能V0值评估 在560～530m／s速度范围内没有发现穿透现象。试验 中出现的速度为568 7m／s弹穿透，为穿透速度最小值 即 Vmin=568_7m／S。 Vmin=V50平均值一3 u V50平均值=598．7m／s u=100m／s V0=V50平均值一4 tJ=558．7m／s 7．62×25mm 51式7．62mm手枪弹 ，使用五四式 7．62mm手枪，规定弹速420m／s～450m／s，ZT161 47层 6．Okg／m~B片 V0=558 7m／s，比 规 定 高 ： 558．7m／s一 450m／s=109m／S，因此该靶片常温防五四式7 62mm--~ 、 7 62 X 25mm 51式7 62mm-~ 弹有一定的安全保证。 { )ZT161 47层，AD=6k g／m ．不同试验条件下 防51式7 62mm手枪弹的安全性能VO评估 V50值 V恒 SEA 样品射 Vmln值 U VO值 防弹性能 试验条件 fJm2／kg) 击发数 (m，S) (m／s) (m，s) 下降率(％) (m／s) (m／s) f 常温 598 7 581 4 167 6 568 7 10 O 558 7 ／ (55。C，3h) 5893 5936 162 3 559 O 01 548 9 1 8 低温 588 3 588 2 162 3 545 8 14 2 531 6 51 (一40。C，3h) 浸水 575 4 571 1 155 3 571 1 1 4 569 7 ／ f30mln1 、 、 防弹衣安全性能的评估适用于不同的防弹材料，安 全I生能的评估均可以采用此方法。 Police Technology 201 1年3月 1 7