En database er en samling av data i tabeller. Hver tabell inneholder data om et avgrenset emne.
Mellom tabellene eksiterer det relasjoner som knytter data i en tabell til data i en annen tabell. Via relasjonene kan man håndtere data på tvers av tabeller og bygge opp brukergrensesnitt som henter data fra flere tabeller og presenterer for brukeren det han/hun måtte ønske. På denne måten kan man enkelt trekke nyttig informasjon ut fra store dataforekomster.
En annen stor fordel med databaser er flerbrukerkontroll, det vil si at databaseprogrammet tillater flere brukere å operere på dataene samtidig, og ulike brukere kan ha ulike rettigheter når det gjelder tilgang til data.
Det utføres kontinuerlig terminalballistiske forsøk med ulike håndvåpen ved FFI, både mot myke mål som vevsimulanter og mot en rekke forskjellige beskyttelsesmaterialer. For å dra nytte av disse dataene på en mest mulig hensiktsmessig måte, er det etablert en database for våpen-virkninger hvor alle resultatene lagres sammen med data over egenskaper for ammunisjon, våpen og målmaterialer.
I det følgende vil det gis en beskrivelse av hvordan databasen over våpenvirkninger er bygget opp, og hvilke data som lagres og presenteres i den.
A.1 Tabeller
Resultatene fra de ulike forsøkene lagres i egne tabeller. Databasen inneholder foreløpig resultat-tabeller for tre ulike testoppsett.
1. Tester mot vevsimulant som gelatin og såpe. Her registreres sentrale trekk ved sårkanalen samt kalibreringsresultater for simulanten.
2. Tester mot homogene materialer som for eksempel stål og LECA, hvor prosjektilet har stoppet i målet, slik at penetrasjonsdybde kan måles.
3. Tester mot ulike ballistiske paneler hvor resultatet angis som penetrasjon/ikke penetrasjon. Resthastighet hvis penetrasjon og trauma i plastelina ved stopp registreres også i mange tilfeller.
En oversikt over hvilke data tabellene inneholder, er listet opp i det følgende.
Tabell 1 Vevsimulant
• Våpen benyttet i forsøket
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Målmateriale beskutt (gelatin eller såpe)
• Skyteavstand
• Hastighet målt med kronograf
FFI-rapport 2009/00651 111
• Penetrasjonsdybde
• Lengde av stabil sårkanal
• Lengde inn til maksimal diameter på sårkanal
• Maksimal diameter på sårkanal
• Fragmentering av prosjektil Ja/Nei
• Volum av sårkanal
• Kalibreringsresultater for gelatin
Tabell 2 Penetrasjonstester
• Våpen benyttet i forsøket
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Målmateriale beskutt
• Skyteavstand
• Hastighet målt med kronograf
• Penetrasjonsdybde
Tabell 3 Ballistiske plater
• Plate ID (Referer til en egen tabell som beskriver platens oppbygning)
• Beskrivelse av eventuell støttestruktur bak plate
• Stand off til eventuell støttestruktur
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Våpen benyttet i forsøket
• Skyteavstand
• Hastighet målt med kronograf
• Penetrasjon Ja/Nei
• Trauma hvis stopp
• Resthastighet hvis penetrasjon
Hver av de overnevnte tabeller innholder noen statiske felter, det vil si felter som ikke er del av de målte resultatene. De viktigste er våpen, ammunisjon og måltype/materialer. Dette er felter det er interessant å ha en mer detaljert kunnskap om, slik at man kan innhente mer informasjon om omstendighetene rundt testen når man ønsker det. Det er derfor laget egne tabeller som innholder informasjon om hvert av de statiske feltene. Tabellene er koblet sammen gjennom såkalte rela-sjoner. Figur A.1 eksempel for tabell 2 ”Penetrasjonstester” med tilhørende relasjoner til tabeller for våpen, ammunisjon og materialer. De samme relasjonene eksiterer også for de andre resultat-tabellene.
112 FFI-rapport 2009/00651
Figur A.1 Tabell 2 ”Penetrasjonstester” med tilhørende relasjoner til tabeller for våpen, ammunisjon og materialer.
For tabell 3 ”Ballistiske plater” er det også laget en tabell som beskriver materialene i platens oppbygning. Den er bygget opp som følger.
FFI-rapport 2009/00651 113 Tabell 4 Plateoppbygning
• Plate ID
• Materialtype i frontplate (typisk keramikk)
• Materialtype benyttet som spall-liner (typisk fiberduk)
• Matrise benyttet som bindemiddel i plata.
• Arealvekt av plate
• Totalvekt av plate
• Klassifisering av plate (STANAG, NIJ osv.)
• Produsent av plate
Databasen innholder også en tabell for registrering av munningshastighet for ulike våpen og ammunisjon kombinasjoner.
A.2 Spørringer
Når man har opprettet de tabellene man ønsker, er det er naturlig å lage ett sett med spørringer.
En spørring henter data fra flere tabeller og setter dette sammen, ved hjelp av relasjonene, til et såkalt ”View”. Et ”View” er en imaginær tabell som ikke eksiterer fysikk, men er bare et bilde på skjermen bygget opp av kolonner og rader hentet fra flere tabeller. I spørringene kan også data grupperes, slik at man får presentert gjennomsnittlige verdier av like tester.
De viktigste spørringene i databasen inneholder følgende data.
Spørring generert fra tabell 1:
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Målmateriale beskutt (gelatin eller såpe)
• Våpen benyttet i forsøket
• Skyteavstand
• Gjennomsnitt av hastighet målt med kronograf
• Gjennomsnitt av penetrasjonsdybde
• Gjennomsnitt av lengde av stabil sårkanal
• Gjennomsnitt av lengde inn til maksimal diameter på sårkanal
• Gjennomsnitt av maksimal diameter på sårkanal
• Fragmentering av prosjektil Ja/Nei
• Antall testforsøk med samme ammunisjonstype, våpen, målmateriale og skyteavstand
Spørring generert fra tabell 2:
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Målmateriale beskutt
• Våpen benyttet i forsøket
• Skyteavstand
• Gjennomsnitt av hastighet målt med kronograf
114 FFI-rapport 2009/00651
• Gjennomsnitt av penetrasjonsdybde
• Minste penetrasjonsdybde
• Største penetrasjonsdybde
• Standardavvik penetrasjonsdybde
• Antall testforsøk med samme ammunisjonstype, våpen, målmateriale og skyteavstand
Spørring generert fra tabell 3 og tabell for oppbygning av plate:
• Plate ID
• Materialtype i frontplate (typisk keramikk)
• Materialtype benyttet som spall-liner (typisk fiberduk)
• Matrise benyttet som bindemiddel i plata.
• Arealvekt av plate
• Totalvekt av plate
• Klassifisering av plate (STANAG, NIJ osv.)
• Beskrivelse av eventuell støttestruktur bak plate
• Stand off til eventuell støttestruktur
• Ammunisjon benyttet i forsøket
• Våpen benyttet i forsøket
• Skyteavstand
• Gjennomsnitt av hastighet målt med kronograf
• Penetrasjon Ja/Nei
• Gjennomsnitt av trauma hvis stopp
• Gjennomsnitt av resthastighet hvis penetrasjon
• Antall testforsøk med samme ammunisjonstype, våpen, testoppsett, plate, og penetrasjonsresultat.
A.3 Skjemaer
Selv om dataene nå er flettet sammen og gruppert på en måte som er hensiktmessig for brukeren, er brukergrensesnittet ennå på tabellform. Ved hjelp av skjemaer kan men presentere data fra spørringene i et bedre grensesnitt enn tabeller. Figur A.2 viser hvordan databasen er presentert gjennom et skjema.
FFI-rapport 2009/00651 115
Figur A.2 Skjemapresentasjon av databasen.
Skjemaet gir en oversikt de ulike ammunisjonstypene som finnes i databasen. Ved å trykke på en av knappene i skjemaet kommer en videre til skjemaer som presenterer de forskjellige testresul-tatene samt en knapp for å se detaljert info om våpen.
Figur A.3 - Figur A.5 fremgår skjemaene for de ulike testresultatene.
116 FFI-rapport 2009/00651
Figur A.3 Skjema for testresultater mot ballistiske plater.
FFI-rapport 2009/00651 117
Figur A.4 Skjema for testresultater mot homogene materialer.
Figur A.5 Skjema for testresultater mot vevsimulanter.
118 FFI-rapport 2009/00651
A.4 Søkefunksjoner
Et viktig verktøy i databasen er søkefunksjoner. I tabeller, spørringer og skjemaene kan en søke etter ønsket informasjon. Dette gjøres ved at man i et søkevinduet velger verdien på et eller flere felter, databasen søker opp og presenterer bare de data som tilfredsstiller de valgte verdiene.
Et eksempel på dette kan være at man ønsker å finne de beskyttelsesplatene som stopper en gitt ammunisjonstype. En velger da ønsket ammunisjonstype og velger ”Penetrasjon = Nei” i skjemaet vist i Figur A.3. Databasen siler da ut alle data fra visningen som ikke tilfredsstiller dette kravet. Ønsker man å vite penetrasjonsegenskapene til en gitt ammunisjonstype i stål, velger man ønsket ammunisjonstype og ståltype i skjemaet vist i Figur A.4.
FFI-rapport 2009/00651 119
Appendi x B Keramikk, materialegenskaper og produsenter
B.1 Alumina CoorsTekMorgan Technical CeramicsSaint-GobainAccuratus Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm3 3,603,704,013,723,803,803,903,893,743,753,804,003,89 E-modulGPa276303360303350350370380320300380340375 Hardhet Knoop (100 g)GPa19,6 Hardhet Knoop (1000 g)GPa10,411,511,513,713,714,114,1 Hardhet RockwellR45N757885787882838578 BruddstyrkeMPa m1/2 3-44-55-64-54-54-54-53,54,643,55,84 Lydhastighetm/s100009000 BøyestyrkeMPa338352450358375375379410350300320320379 BulkmodulGPa228 CTE10-6 /°C8,18,28,38,28,28,28,28,07,57,588,4 FargeHvitHvitRosaElfenben KompresjonsstyrkeMPa248221032900206825002500260020002000>2000>2000>20002600 Kornstørrelseµm244 Maks brukstemperatur°C1750 Poisson-tall10,220.210,230,210,220,220,220,250.230,150,22 Porøsitet%000 Renhet%9094969898,599,598,695-96 SkjærmodulGPa150130152 StrekkstyrkeMPa290 Termisk ledningsevneW/m K16,722,42722,427,527,5302525292235 *) Zirconica-Impr. Alumina **)ZirconicaThoughened AluminaAD-90, 90% Alumina
Z-PLUSTM 94*)
AD-96 96% Alumina
FG-98 98% Alumina
Zirconica- Alumina **) 99.5% Alumina
TZ3 Alumina Zirconia
T196 AluminaT198 Alumina
CAP 4 98,5% Alumina
CAP 3 99,5% Alumina
SintoxTM CL Alumina
SintoxTM FA- Ballistics
120FFI-rapport 2009/00651
B.2 Silisiumkarbid MorganBae SystemsCercomAccuratus Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm33,153,103,213,053,04-3,103,203,203,23,203,203,133,13,053,1 E-modulGPa410393380390,00440450430460455410300-380300-380410 Hardhet KnoopGPa2624,520-22,5242727 Hardhet Vickerskg/mm2280022002850230026002700 Hardhet RockwellR45N90 BruddstyrkeMPa m1/23-43-42,94443,14,34,34,55,24,604,04,04,6 Lydhastighetm/s11000,0012250**** BøyestyrkeMPa480462450280250,00375634400570655380200250550 CTE10-6/°C3,53,54,54,304,54,84,54,54,024,34,14,0 FargeSvart Karakteristisk styrkeMPa730 KompresjonsstyrkeMPa350025002000,0039003900 Kornstørrelseµm3-54,04-10 Maks temp°C1650 Masseeffektivitesfaktor5,11** Poisson-tall10,210,190.170.170.170,150,140,140,190,190,14 Porøsitet% 0<0,750 Renhet%5x10-482*99***99,999598,595 SkjærmodulGPa195 StrekkstyrkeMpa592 Termisk ledningsevneW/m K150,0100250120,0020011512095125,6160160120 Weibulls modulm1218151018101010 * 18% Si **7,62 M80 Ball *** 84-89% SiC, 10-15% Si ****Longitudinal. (Transversal = 7650m/s) MC2CoorsTekCeradyneSaint-Gobain Silicon Carbide
CeraTrexTM SC- P2 CVD Silicon Carbide Ceralloy 146-3E Hot-pressed Silicon Carbide Ceralloy 146-S5 Sintered Cilicon Carbide Hexoloy Sintered SSiC
Cercom SiC-B Crystar Raction Bonded SiSiC Sitit Raction Bonded SiSiC
SC-DS Direct-Sintered Silicon Carbide SC-RB Reactio-Bonded Silicon Carbide PAD*** SiC-N Silicon Carbide
CVD Silicon Carbide RB Silicon Carbide SSC- A3-82 Silicon Carbide
FFI-rapport 2009/00651 121
B.3 Borkarbid CoorsTekMC2Bae Systems, CercomSaint-Gobain Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm3 2,652,572,502,502,502,4852,51 E-modulGPa379380460460460450440 Hardhet, KnoopGPa25,531,427,531,426,527,5 HardhetVickers2800 BruddstyrkeMPa m1/2 3-45,02,52,52,53,03,1 BøyestyrkeMPa250280410410410450425 CTE10-6 /°C4,55,65,65,65,05 FargeSortSortSort KompresjonsstyrkeMPa17213900 Kornstørrelseµm151515108 Masseeffektivitetsfaktor4,85** Poisson-tall10,180,170,170,170,160,18 Renhet%74*98,598,599,5**** Termisk ledningsevneW/m K509090904590,0 Weibulls modulm12121212 * SiC (9%) Si (16%) ** 7,62 AP M2 *** Pressure Assisted Densification **** Maksverdier; 79,50% B; 22,50% C; 0,20% Si; 0,15% Fe Ceralloy 546 Hot Pressed Boron Carbide
Ceralloy 546-3E Hot Pressed Boron Carbide Ceralloy 546-4E Hot Pressed Boron Carbide PAD*** Boron Carbide
Ceradyne Boron Carbide Reaction-Bonded Boron Carbide
Reaction-Bonded Boron Carbide RBBC-751 Norbide Hot Pressed Boron Carbide
122FFI-rapport 2009/00651
B.4 Titandiborid CeradyneBae Systems, Cercom Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm3 4,504,48 E-modulGPa540555 Hardhet Vickerskg/mm2100 Hardhet KnoopGPa26,5 BruddstyrkeMPa m1/2 5,476,9 BøyestyrkeMPa265275 Poisson-tall10,220,11 Termisk ledningsevneW/m K25 CTE10-6 /K8,2 Kornstørrelseµm15 Renhet%98,5 Weibulls modul11 *Pressure Assisted Densified Ceralloy Hot- pressed Titanium DiboridePAD* Titanium Diboride
FFI-rapport 2009/00651 123
B.5 Aluminiumnitrid Bae Systems, CercomAccuratus Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm3 3,253,26 E-modulGPa330,00330 Hardhet KnoopGPa10,710,7 BruddstyrkeMPa m1/2 3,02,6 BøyestyrkeMPa310320 Poisson-tall10.240,24 KompresjonsstyrkeMPa2100 Termisk ledningsevneW/m K80140-180 CTE10-6 /°C5,24,5 Kornstørrelseµm5-8 Porøsitet% 0 Weibulls modulm11,00 Karakteristisk styrkeMPa325 * Pressure Assisted Densification Armor PAD* Aluminium Nitride
Aluminium Nitride
124FFI-rapport 2009/00651
B.6 Silisiumnitrid Materialegenskap Enheter Tetthetg/cm3 3,243,243,283,283,253,243,293,27 E-modulGPa320310300275300288310310 Hardhet KnoopGPa14,214,1-18,115,514,2 Hardhet Vickerskg/mm1450145015101600 BruddstyrkeMPa m1/2 5,76,05,96,55,56.0-7.56,15,7 BøyestyrkeMPa690700780760900760830689 Bulk modulGPa220 CTE10-6 /°C3,33,43,33,33,333,33,3 FargeGråGrå-svartGrå-svart Karakteristisk styrkeMPa720740825805930 Kornstørrelseµm1,21,00,6 Maks temp°C120010001000 Poisson-tall10,270,240,270,240,270,250,270,24 Porøsitet%<100 SkjærmodulGPa120 Termisk ledningsevneW/m K303030202015-203029 Weibulls modul1514141610 *Pressure Assisted Densified Bae Systems, CercomAccuratus PSG Crystalline Sintered Silicon Nitride
NSG PAD* Silicon NitrideSialonSilicon Nitride Hot Pressed Silicon Nitride Pressureless Sintered
PSO-H1 Sintered/HIPed SIlicon Nitride
PSX Amorphous Sintered Silicon Nitride PSX-H Sintered/HIPed Silicon Nitride