Investigation of Ballistic Protection Features of Fabrics Used In Soft Armor Production

Year 2023, Volume: 10 Issue: 20, 47 - 54, 31.12.2023

Adem Verdi Şule Sultan Uğur

Abstract

Abstract: Three basic parameters such as firepower, ballistic protection, and mobility are of great importance in combat systems. The protection level of armor, one of the most important elements of the defense systems, has also been increased with the development of ballistic science. Armor materials are being developed to protect against various threats with minimum weight via advanced studies. Studies to reduce armor weight to increase the mobility of personnel are becoming more important day by day. Various institutions around the world are working to develop materials that are low in cost while achieving their protection level/lightness factor targets. In this study, the definition and types of ballistic protective body armor are mentioned, the usage areas of soft armor textiles, and the advantages and disadvantages of the obtained products are stated. The protection levels of para-aramid and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) based ballistic protective soft armor fabrics with different properties against light weapons were tested. Unlike the experimental and simulation studies carried out to date, in this study, 6 types of soft armor fabrics were tested under appropriate laboratory conditions by firing a minimum of 6 shots at each sample by NIJ 01.01.04 Level IIIA and STANAG 2920 standards. In addition, unit consumption analysis of the fabrics was made under current production conditions. As a result of all these studies, advantageous and disadvantageous soft armor systems were determined according to the type of preference.

Keywords

Soft armor, ballistic protection, UHMWPE, para-aramid, V50 test

Yumuşak Zırh Üretiminde Kullanılan Kumaşların Balistik Koruma Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Özet: Savaş sistemlerinde atış gücü, balistik koruma ve hareket kabiliyeti gibi üç temel parametre büyük önem arz etmektedir. Bu sistemin alt kolu olan savunma sistemlerinin en önemli unsurlarından zırhların koruyuculuk düzeyi aynı şekilde balistik biliminin gelişimi ile birlikte arttırılmıştır. İleri düzey yapılan çalışmalarla birlikte zırh malzemeleri çeşitli tehditlere karşı minimum ağırlık ile koruma sağlamak için geliştirilmektedir. Personelin hareket kabiliyetini arttırmak için zırh ağırlığını azaltmaya yönelik çalışmalar gün geçtikçe daha da önem kazanmaktadır. Dünya genelinde çeşitli kuruluşlar, koruma düzeyi/hafiflik faktörleri hedeflerine ulaşırken maliyeti düşük olan malzemeler geliştirmek için çalışmaktadır. Bu çalışmada balistik koruyucu vücut zırhlarının tanımı ve çeşitlerinden bahsedilmiş, yumuşak zırh tekstillerinin kullanım alanları ve elde edilen ürünlerin avantaj ve dezavantajları belirtilmiştir. Farklı özelliklere sahip para-aramid ve ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UYMAPE) esaslı balistik koruyucu yumuşak zırh kumaşlarının hafif silahlara karşı koruma seviyeleri test edilmiştir. Günümüze kadar yapılan deneysel ve simülasyon çalışmalarından farklı olarak bu çalışmada 6 çeşit yumuşak zırh kumaşı uygun laboratuvar koşullarında NIJ 01.01.04 Seviye IIIA ve STANAG 2920 standartlarında her bir numuneye minimum 6’şar atış yapılarak test edilmiştir. Bunun yanında kumaşların mevcut üretim koşullarında birim tüketim analizi yapılmıştır. Tüm bu çalışmalar neticesinde avantajlı ve dezavantajlı yumuşak zırh sistemleri tercih türüne göre belirlenmiştir.

Keywords

Yumuşak zırh, balistik koruma, UYMAPE, para-aramid, V50 testi

References

• Abtew MA, Boussu F, Bruniaux P, Loghin C, Cristian I. (2019). Ballistic impact mechanisms – a review on textiles and fibre-reinforced composites impact responses. Compos Struct, 223:110966.
• Anand B., S. Arulvel, Jayakrishna K, (2023). Significance of ballistic parameters and nanohybridization in the development of textile-based body armor: A review, International Journal of Impact Engineering, Volume 180, 104700, ISSN 0734-743X
• Azrin Hani AR, Roslan A, Mariatti J, Maziah M. (2012). Body armor technology: a review of materials, construction techniques and enhancement of ballistic energy absorption. Adv Mater Res:806–12.
• Crouch IG. (2019). Body armour - new materials, new systems. Def Technol;15:241–53.
• Gilson, L., Coghe, F., Bernardi, A., Imad, A., Rabet, L. (2023). Ballistic limit evolution of field-aged flexible multi-ply UHMWPE-based composite armour inserts, Composite Structures, Volume 322.
• Kędzierski, P., Andrzej Morka, A. (2022). A comprehensive approach to the modeling and simulation of ballistic textiles, Composite Structures, Volume 292.
• Mawkhlieng U, Majumdar A, Laha A. (2019). A review of fibrous materials for soft body armour applications. RSC Adv.10:1066–86.
• Mermilerin Yapısı, (2017). Tamamen metal gömlekli mermiler. https://www.paganx.org/mermilerin-yapisi. Erişim tarihi: 13 Ekim 2023.
• NIJ Standard-01.01.06 - Ballistic Resistance of Personal Body Armor.