Numerical analysis of effectiveness for vehicle net systems protecting against shaped charge projectiles

W artykule przedstawiono analizę skuteczności dwóch typów systemów siatkowych chroniących pojazdy przed pociskami z głowicą kumulacyjną. Zbudowano modele numeryczne pocisku PG7-WM i systemów ekranów siatkowych, które użyto do wykonania symulacji penetracji ekranu przez pocisk. Za pomocą analiz numerycznych wyznaczono maksymalną odległość od osi pocisku na kierunku promieniowym, w której powinno dojść do kontaktu pocisku z elementami ekranów w celu jego neutralizacji. Wyznaczone odległości użyto do obliczenia prawdopodobieństwa neutralizacji pocisku przez systemy siatkowe. Obliczenia wykonano dla kątów elewacji i azymutu w zakresie α = 0÷45°. Wyliczone w taki sposób wartości posłużyły do sporządzenia wykresów przedstawiających zależności prawdopodobieństwa neutralizacji pocisku PG-7WM od rozmiaru oczka w przypadku obu typów systemów siatkowych oraz zależność prawdopodobieństwa neutralizacji pocisku PG-7WM od kątów elewacji i azymutu w przypadku różnych rozmiarów oczek obu typów systemów siatkowych. Wyniki mogą zostać wykorzystane do optymalizacji geometrii systemów siatkowych pod kątem efektywności neutralizacji pocisków.Analysis of effectiveness of two types of net systems protecting vehicles against projectiles with cumulative (shaped charge) warhead is presented in the article. Numerical models of net screens and PG7-WM projectile were created to simulate projectile penetration into the screen. Numerical analyses were used to determine a maximal distance in radial direction from projectile axis for which screen elements should come into contact with the projectile to neutralize it. Determined distances were used to calculate the probability of neutralization of projectiles by net systems. Calculations were performed for elevation and azimuth angles of α = 0÷45°. The values calculated in such way were used to make graphs of PG-7WM projectile neutralization probability for both types of net systems in function of mesh size and azimuth and elevation angles at various mesh sizes. Received results may be used to optimize geometries of net systems to increase effectiveness of projectile neutralization

An application of standardisation agreement (STANAG) 4569 in tests of light non-standard armoured vehicles on the evample of terrain vehicle

W artykule przedstawiono sposób przeprowadzenia badań lekkiego niestandardowo opancerzonego pojazdu osobowo - terenowego. Ze względu na brak odpowiedniej normy krajowej, badania prowadzono zgodnie z wytycznymi zawartymi w STANAG 4569 i AEP-55. Dostarczony do badań pojazd powinien był wg wymagań odpowiadać 1 poziomowi ochrony zgodnie z powyższą normą. Podczas przygotowań do badań określono miejsca potencjalnie osłabione, ze względu na niecią- głości pancerza takie, jak: szczeliny, otwory, mocowania, spoiny, które były ostrzeliwane „ogniem pojedynczym” po trzy trafienia w miejsce osłabione o identycznej konstrukcji oraz pancerz zasadniczy, ostrzeliwany „serią” po cztery trafienia. Pojazd ostrzeliwano wszystkimi pociskami przewidzianymi dla poziomu 1 wg STANAG 4569. Oddano łącznie 147 strzałów. Korzystając z trójwymiarowej dokumentacji pojazdu i dopancerzenia, określono procentowy współczynnik opancerzenia pojazdu.A manner of performance of tests on light, non-standard armoured terrain vehicle, is presented in this paper. The tests were conducted in accordance with guidelines given in NATO standardization documents ie. STANAG 4569 and Allied Publication AEP-55 because of lack appropriate polish standard dealing with this subject. The vehicle delivered for tests should have met requirements on the 1 st level of protection due to above mentioned STANAG. At the preparation stage of works to the tests, there were determined places potentially weakened on the vehicle resulting from its armour non-continuities, such as: gaps, holes, mounting adaptors, seams, welds. These weakened places were covered by a “single firing” ie. consisted of three hits onto each weakened place of the same design and onto the basic armour covered by a series fire ie. consisted of four hits onto basic armour. The vehicle were covered by firing with all types of projectiles designed for the 1st level protection due to STANAG 4569. During tests, 147 rounds were fired. Using 3-D design documentary of the vehicle and its additional armouring, percentage armouring factor was determined

Badania prekursorów modelu tandemowego pocisku kumulacyjnego

In the article the results of the research of different precursors of the model of tandem shaped charge projectile were presented. They were connected with the precursors with the different liners: semi-spherical, conical, in the shape of section “W” and in the shape of EFP type. The warheads were filled with hexogen, hexoflen, octoflen and low-sensitive plastic explosive (LSPE).The destruction ability of reactive armour with the use of these warheads were tested. During the tests the mechanical destruction of reactive armours, the detonation of cassettes nd also only small traces of damage were observed. The analysis of possibility to use the tested warheads in tandem projectile was carried out.W artykule przedstawiono wyniki badań różnych prekursorów modelu tandemowego pocisku kumulacyjnego. Dotyczyły one prekursorów z wkładką półsferyczną, stożkową, o przekroju „W” i EFP. Głowice elaborowane były heksogenem, heksoflenem, oktoflenem oraz niskowrażliwym plastycznym materiałem wybuchowym (PMW). Sprawdzano zdolność niszczenia pancerza reaktywnego z użyciem tych głowic. Podczas badań obserwowano mechaniczne niszczenie kaset reaktywnych, detonacje kaset, a także zaledwie niewielkie ślady uszkodzenia. Dokonano analizy możliwości zastosowania testowanych głowic w pocisku tandemowym

An application of 3D printing method for creation of usable models such as helmet shells

W artykule przedstawiono możliwości aplikacyjne drukarki 3D ZPrinter 650 do wykonania modeli czerepów hełmów. Jako jej główne zastosowanie widzi się poza bezpośrednim wykonywaniem modeli wykorzystanie drukarki do wykonywania narzędzi do przetwórstwa chemoutwardzalnych tworzyw sztucznych, co pozwalałoby na wykonywanie detali o bardzo zbliżonych cechach i właściwościach do wyrobu docelowego.Application abilities of 3D printer type - ZD Printer 650 for creation of models of helmet shells, are presented in this paper. Apart from basic applications of the printer ie. direct creation of the models, the printer can also be suitable for creation of tools designed to processing of chemically curable plastics. This ability would make possible to create products possessing features and properties which are very close to the features and properties characteristic for final details

Layered Perforated Steel Armour

W artykule przedstawiono budowę i metodę badania warstwowych, stalowych pancerzy perforowanych opracowanych przez firmę HTK oraz Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia (WITU), mogących mieć zastosowanie jako dopancerzenie pojazdów lub innych obiektów lekko opancerzonych. Testom poddano konfiguracje pancerzy różniące się liczbą i grubością poszczególnych warstw (blach stalowych), kształtem i rozstawem otworów (perforacji), odległością (dylatacją) pomiędzy poszczególnymi warstwami, sposobem montażu warstw pomiędzy sobą. Warstwowe pancerze perforowane ostrzeliwano zgodnie z wymaganiami dla III i IV poziomu ochrony wg STANAG 4569 i AEP-55.The article presents design and testing methods of layered perforated steel armour developed by HTK Company and Military Institute of Armament Technology, which can be used as add-on-armour of vehicles and other light armoured objects. Armour configurations differing in number and thickness of layers (steel plates), shape and spacing of holes (perforations), distance (dilatation) between individual layers and assembly of layers were tested. Layered armours were fired in accordance with STANAG 4569 and AEP-55 protection levels III and IV

Development of Lightweight Bulletproof Vest Inserts with Increased Protection Capability

The paper presents a problem of protection against modern pistol ammunition with increased armour-piercing capabilities. Traditional bulletproof vests made of polyethylene or aramid fiber-based fabrics give acceptable protection against lead-core pistol ammunition and fragments but they are insufficient for AP steel core penetration. In such case, the use of ceramic materials is essential. The article presents results of ballistic tests of composite material sets involving silicon carbide (SiC) and boron carbide (B₄C) ceramics against 5.7 × 28 and 4.6 × 30 mm projectiles. Primary aspects of concealed bulletproof vest construction are also described

Aramid/polyethylene based hybrid ballistic composite for helmet splinter – fabrication and research

W artykule przedstawiono wycinek wyników prac związanych z opracowaniem kulo- i odłamkoodpornego hełmu z czerepem z kompozytu hybrydowego wykonanym na bazie włókien aramidowych TWARON® i polietylenowych DYNEEMA®. Opisano technologię wykonania tego kompozytu na przykładzie czerepu hełmu oraz przedstawiono wyniki badań odporności balistycznej tych czerepów dla różnych rozwiązań materiałowych. Wyniki badań przedstawiono w odniesieniu do siły odrywania w obszarze kompozytu jednorodnego (polietylenowego i aramidowego) oraz na granicy faz kompozyt aramidowy – kompozyt polietylenowy, która jest miarą spójności materiałowej kompozytu hybrydowego. Stopień zrównoważenia struktury kompozytu oceniono za pomocą prędkości ΔV, która jest wyznaczana podczas określania granicy ochrony balistycznej V50 i stanowi różnicę najwyższej prędkości odłamka standardowego przy penetracji częściowej pancerza i najniższej prędkości tego odłamka, przy której nastąpiła penetracja całkowita pancerza.The article shows part of research results on creating bullet- and fragment-proof helmet made of hybrid composite based on aramide TWARON™ and polyethylene DYNEEMA™ fibers. Production technology as well as results of ballistic tests of different material arrangements are shown. Results are presented in comparison with tensile strength of homogeneous composite (polyethylene and aramid) and on the interface of aramid and polyethylene which is the measure of consistency of materials. Degree of composite structure sustainability was evaluated using ΔV velocity which is set when determining the V50 ballistic limit and is the difference between highest velocity of Fragment Simulating Projectile (FSP) for which partial armor penetration has occurred and lowest velocity of that fragment for which complete armor perforation was observed

Fatigue tests of elastic bulletproof vest inserts with the use of Zwick-Roel Z100 testing machine

Ważną cechą wkładów balistycznych do lekkich kamizelek skrytego noszenia jest możliwość dopasowania do ciała użytkownika. Wiąże się to z wielokrotnym odkształcaniem wkładu podczas wkładania i zdejmowania kamizelki. W pracy przedstawiono problemy związane z badaniami zmęczeniowymi elastycznych próbek układów balistycznych na bazie małogabarytowej ceramiki z tlenku glinu i węglika krzemu. Procesowi zmęczenia mechanicznego ulega przede wszystkim warstwa kleju służąca do powierzchniowego połączenia płytek ceramicznych tworzących wkład balistyczny. Przedstawione zostały możliwości badawcze maszyny wytrzymałościowej Zwick-Roell Z100, sposób wykonania próbek układów balistycznych oraz przyjęta procedura badawcza próbek. Wyniki badań zmęczeniowych przedstawione są w formie porównania zdjęć rentgenowskich badanych próbek układów balistycznych przed i po procesie zmęczenia. Zaprezentowano wyniki badań odporności balistycznej próbek układów balistycznych, przed i po procesie zmęcznia, na pociski amunicji 5,7x28 mm SS190.An important characteristic of the ballistic inserts for concealed bulletproof vests is the possibility of adjustment to the body of the user. Multiple stress occurs in everyday use. The article presents problems connected with carrying out fatigue tests of elastic inserts for bulletproof vests made of small-size alumina and silicon carbide ceramics. Fatigue stress has influence mainly on the state of the adhesive layer used to connect ceramic tiles constructing the bulletproof insert. Research capabilities of the Zwick-Roell Z100 testing machine, sample preparation and sample testing procedure are presented. Results of fatigue tests are shown in form of comparison of X-ray photographs of tested samples before and after fatigue procedure. The authors also present results of ballistic tests of samples of elastic bullet proof inserts before and after the fatigue tests against the 5,7x28 mm SS190 projectiles

Funkcjonalnie odkształcalne układy balistyczne zawierające ceramikę - wykonanie i badanie

The article introduces the problem of protection against new pistol ammunition with armor piercing capabilities. As an answer to this threat the idea of deformable armor is presented. The materials used and the construction of samples are described. The results of ballistic test of composite armor samples against 4.6x30 mm DM31 projectiles are presented by X-ray photographs. The authors also suggest possible applications of these deformable armor systems.Artykuł porusza zagadnienie ochrony przed nowoczesną amunicją pistoletową o właściwościach przeciwpancernych. Jako odpowiedź na to zagrożenie, przedstawiona zostaje idea pancerza odkształcalnego. Opisane zostały użyte materiały, konstrukcja próbek oraz wyniki badań odporności balistycznej tych układów przeciwko pociskom kalibru 4,6x30 mm typu DM31. Wyniki badań przedstawione są w formie zdjęć rentgenowskich ostrzelanych układów. Autorzy sugerują także możliwe zastosowanie funkcjonalnie odkształcalnych osłon balistycznych

Numerical diagnostics of shaped charge jet structure and formation from a liner driven by products of detonation

W artykule zaprezentowano zbadane procesy zbiegania się elementów stożkowej wkładki kumulacyjnej do osi symetrii i podziału na części wewnętrzną wchodzącą do strumienia i zewnętrzną pozostającą w zbitku. Element wkładki miał długość komórki numerycznej i był podzielony na 18 warstw prostopadle do tworzącej wkładki. Pokazano występowanie gradientów prędkości wzdłuż części elementów wkładki tworzących strumień – pierwsze wewnętrzne warstwy elementów wkładki uzyskują maksymalne prędkości. W konsekwencji strumień kumulacyjny ma strukturę warstwową, podobnie jak strumień powstający podczas kumulacji wkładek półsferycznych. Jednorodność osiowa strumienia jest funkcją ziarnistości materiału wkładki, w naszym przypadku rozmiarów komórek numerycznych. Wyniki rozwiązań numerycznych zostały porównane z wynikami obliczeń metodą analityczną opartą na modelu PER.The paper describes the known processes of collapsing of shaped charge conical liner elements to the axis of symmetry and their partition into an internal part creating the jet and an external part remaining in the slug. An element of the liner has the length of a numerical cell and is divided into 18 layers perpendicularly to the liner contour. The existence of velocity gradients along some liner elements creating the jet is shown – the first internal layers of liner elements get the maximal velocities. In consequence the shaped charge jet has a layered structure which is similar to a shaped charge jet produced by half-spherical liner. Axial homogeneity of the jet is a function of liner material granulation and numerical cells dimensions in our case. Results of numerical calculations are compared with results of analytical calculations based on the PER model