Ballistic Limit Evaluation for Impact of Pistol Projectile 9 mm Luger on Aircraft Skin Metal Plate

Evaluación del límite balístico para el impacto del proyectil de pistola 9 mm Luger en el fuselaje de la aeronave

El artículo describe el método de determinación de la velocidad límite para la chapa de aleación de aluminio de la piel del fuselaje del avión golpeada por un proyectil de pistola de calibre 9 mm con la utilización del modelo MEF 2D de interacción entre el proyectil y la chapa. Las simulaciones se basan en experimentos de disparo realizados y los resultados se comparan. Los resultados de la simulación pueden utilizarse para predecir el nivel de daño del fuselaje del avión en caso de que se dispare a bordo del mismo.

1. Introducción

El artículo resume los resultados de los experimentos de disparo y las simulaciones del Método de Elementos Finitos (MEF) basados en la determinación de los límites balísticos de la lámina de duraluminio utilizada como capa exterior de la aeronave. Los experimentos de disparo en láminas metálicas se llevaron a cabo utilizando cartuchos de pistola estándar y modificados del calibre de 9 mm Luger con bala de camisa metálica completa que pueden ser un factor de riesgo en el interior de la aeronave (por ejemplo, la acción policial a bordo del avión de pasajeros utilizando un arma de fuego).

El objetivo principal de los experimentos y las simulaciones posteriores es determinar la velocidad límite de la bala a la que no se perfora la chapa metálica.  La velocidad límite es una característica importante de la resistencia balística de la chapa. Dado que la determinación experimental de la velocidad límite es muy costosa, la velocidad se determina mediante el método teórico-experimental basado en la utilización de la simulación por ordenador apoyada por los resultados del disparo.

2. Disparo experimental

El experimento de tiro se llevó a cabo en el campo de tiro experimental de la compañía Prototypa-ZM Brno [1]. Para los experimentos se utilizaron muestras de chapa cuadrada de una dimensión de 250 mm 250 mm de espesor de 1,2 mm y material de duraluminio de alta resistencia 2024-T3. Este material ha sido diseñado especialmente para estructuras de aeronaves. La muestra de chapa se fijó en el soporte con cuatro tornillos de esquina y una placa de cubierta cuadrada. El movimiento de las balas antes de que penetren en la placa y después de la penetración fue registrado por la cámara digital de alta velocidad Redlake HG 100K.

Las placas fueron disparadas por balas de pistola monoogivalentes, de un calibre de 9 mm Luger, de un peso de 7,5 g (munición estándar Sellier & Bellot). Con respecto al propósito dado de disparar se utilizó una munición estándar de fábrica así como munición estándar modificada con una velocidad inicial de bala muy baja, alrededor de 100 m/s, para lograr las condiciones de disparo lo más cerca posible de la condición límite balística.

Las modificaciones de la munición consistieron en la reducción de la carga de propulsor del cartucho al nivel más bajo aceptable a fin de lograr la menor velocidad inicial de bala, que corresponde aproximadamente a un tercio de la velocidad inicial estándar. La disminución de la velocidad inicial del proyectil se refleja en una disminución de la velocidad angular de rotación del proyectil, pero no se observó el aumento de la inestabilidad del proyectil después de abandonar el arma balística. Una velocidad inicial muy baja debido a la carga de pólvora extra reducida causó la repetida captura de balas en el cañón.