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防弾チョッキの性能基準とは、各国の当局が作成した、防弾チョッキが確実に機能するために必要な要件を列挙したリストであり、防弾チョッキがどのような脅威に対処できるか、できないかを明確に示しています。国によって基準は異なり、他国には存在しない脅威が含まれている場合もあります。
2009年時点のVPAMスケールは1から14まであり、1～5はソフトアーマー、6～14はハードアーマーである。[ 1 ]試験対象のアーマーは、指定された試験対象弾丸を120mm （4.7インチ）間隔で3回命中させ、背面変形が25mm （0.98インチ）以下であれば合格となる。注目すべきは、RUAGのスイスP APや.357 DAGなどの地域特有の脅威が含まれていることである。VPAMのウェブサイトによると、フランスとイギリスで使用されているようだ。
VPAMスケールは以下のとおりです。[ 2 ]
ドイツにおける防弾チョッキに関する規制ガイドは、Technische Richtlinie (TR) Ballistische Schutzwesten です。主にドイツ警察で使用される防弾チョッキを対象としていますが、ドイツ軍や民間で入手可能な防弾チョッキにも適用されます。製造業者は、ドイツの機関が行う公開競争入札に参加するには、TR の基準を満たす必要があります。TR では、防弾チョッキが持つことができるさまざまなSchutzklassen (SK)を規定しています。これは保護クラスを意味します。防弾保護のクラスは L から 4 まで 5 種類あります (例: SK 4)。また、防弾保護と同じクラスを使用し、追加のStichschutz (ST) 、ナイフに対する保護の仕様も規定しています (例: SK L ST)。クラスを決定するための防弾試験は現在 VPAM ガイドラインに統合されているため、試験は細部がわずかに異なるだけで、2008 年現在では 1 つの試験 (SK 1) のみが大きく異なります。[ 3 ]
TRスケールは以下のとおりです。[ 3 ]
ドイツのTRは一般的にアメリカのNIJに匹敵するが、ドイツのTRは至近距離射撃や警察特殊弾を使用しないため、より多くの脅威シナリオをテストする。対照的に、NIJはより大きな口径とより高い人体阻止力をテストする。また、ドイツのTRはより小さな口径とより軽い弾丸をテストするが、より攻撃的な弾丸もテストする。最初のテストですでにスチールFMJ弾を使用するのに対し、NIJは通常のFMJ弾を使用する。さらに、最高保護クラスのSK 4は3発の被弾に耐えるように規定されているが、レベルIVはより大きな口径（7.62×63mm）の被弾に1回耐えるだけでよい。[ 4 ]
内務省科学開発局は、警察官用防弾チョッキの規格および試験手順を管理している。
BFD（背面変形）は各ショット後に測定され、HG1/Aクラスの最大許容BFDは44 mm（1.7インチ）、その他のクラスでは25 mm（0.98インチ）です。
GOST R 50744-95は、ロシア連邦の防弾チョッキの規格です。2017年の改訂前は、脅威レベルは1から6まででした。注目すべきは、NIJ規格の低い評価とは対照的に、高い評価を示す接尾辞Aが付いた脅威が含まれていたことです。[ 5 ]
旧規格（2017年以前）は以下のとおりです。
2017年の改訂により、規格は大幅に変更されました。脅威クラスは現在BR1からBR6までとなっています。「A」の接尾辞が付いたクラスは廃止され、そのテスト脅威は、クラス6と6AがクラスBR5に移動されるなど、新しいカテゴリに統合されるか、クラス2Aの場合のように完全に削除されました。さらに、新しいテスト脅威の導入により、いくつかの脅威レベルの難易度が上がりました。最も注目すべきは、12.7×108mm B32 APIの3回の被弾に耐えることがテスト装甲に求められるクラスBR6の導入です。テスト脅威がより難しくなったにもかかわらず、背面変形の限界値16 mm (0.63 in)は変更されていません。 [ 6 ]
2017年改訂版における最新の基準は以下のとおりです。
NIJ Standard-0101.06 には、法執行機関で使用される防弾チョッキの具体的な性能基準がありました。この基準では、貫通に対する防弾チョッキの性能と、鈍的外傷に対する防護性能 (変形) を以下の尺度で評価しました。[ 7 ]
「特殊脅威」とは、特定の飛翔体に対する防御を提供する装甲の評価のことです。たとえば、NIJ ガイドラインには、M855 鋼芯弾を阻止できる装甲の仕様はありませんでした。そのため、一部のメーカーは、レベル III までの防御力があり、M855 のような特殊脅威から保護できるが、レベル IV の防御力は提供しない装甲を指定するために、特定の装甲を「レベル III+」（NIJ では認められていない指定）としました。[ 8 ] [ 9 ]
2024 年 4 月に、NIJ は NIJ Standard-0101.07 と NIJ Standard-0123.00 を併用して試験を開始しました。NIJ Standard-0101.07 は試験手順の概要を示し、NIJ Standard-0123.00 は弾道保護レベルを説明しています。これらの規格は NIJ Standard-0101.06 を完全に置き換えました。[ 10 ] [ 11 ] HG は拳銃の脅威に対して評価され、RF はライフル銃の脅威に対して評価されます。[ 10 ]
NIJ規格0123.00に規定されている防弾レベルは以下のとおりです。
NIJ規格は、法執行機関で使用される防弾チョッキに適用されます。米国軍で使用される防弾チョッキは、NIJ規格に基づく試験を受ける必要はありません。繊維製の防弾チョッキは、銃弾の貫通抵抗と、着用者に伝わる衝撃エネルギーの両方について試験されます。
NIJ規格0101.07では、背面変形は「試験中に試験対象物に発射体が衝突することによって生じる裏打ち材のへこみ」と定義されています。[ 10 ]これは、通常は油性粘土である裏打ち材の前に取り付けられた防弾チョッキを射撃することによって測定されます。粘土は制御された温度で使用され、試験前に衝撃流動が確認されます。防弾チョッキが試験弾で衝突した後、ベストは粘土から取り外され、粘土のへこみの深さが測定されます。
NIJ Standard-0101.07 で試験される装甲の中には、試験前に調整されるものがあります。これは、浸水、振動、衝撃などのストレス要因にさらされることを意味します。これらのストレス要因は、場合によっては装甲材の性能を低下させることがわかっています。調整された装甲の試験弾の速度は、試験中は調整されていない装甲の速度と同じですが、以前の規格では速度が異なっていました。たとえば、NIJ Standard-0101.06 では、調整されたレベル IIIA は408 m/s (1,340 ft/s)の .44 マグナム弾で撃たれ、調整されていないレベル IIIA は436 m/s (1,430 ft/s)で撃たれていました。NIJ Standard-0101.07 では、調整された装甲と調整されていない装甲の試験に使用される速度は同じです。装甲の調整手順は、ASTM E3078 硬質装甲試験品の調整に関する標準実施方法に概説されています。[ 10 ]
一般的に、繊維製装甲材は濡れると一時的に劣化します。そのため、主要な試験規格では繊維製装甲の湿潤試験が求められています。[ 13 ]この性能低下のメカニズムは不明です。室温の中性水は、試験でパラアラミドやUHMWPEの性能に悪影響を与えることは示されていませんが[ 14 ]、酸性、塩基性、その他の溶液はパラアラミド繊維の引張強度を永久的に低下させる可能性があります。[ 15 ]
2003年から2005年にかけて、米国国立司法研究所（US-NIJ）はザイロン製防弾チョッキの環境劣化に関する大規模な研究を実施した。この研究では、水、長期使用、温度への曝露がPBOまたはザイロン繊維の引張強度と弾道性能に大きく影響することが結論付けられた。現場から回収されたベストに関するこのNIJの研究では、ザイロンに対する環境の影響により、標準試験条件下で弾道性能が損なわれることが実証された。[ 16 ]
米国司法省国立司法研究所（NIJ）の耐刺突性基準（規格0115.00）では、3つのレベルの保護が規定されています。
3つのレベルすべてにおいて、刃またはスパイクの最大貫通深度は7 mm（0.28インチ）と定められており、この深度では臓器への内臓損傷は極めて起こりにくいことを示す研究結果に基づいてこの制限値が設定されている。装甲設計における十分な安全マージンを確保することを目的としたオーバーテスト条件では、刃またはスパイクの最大貫通深度は20 mm（0.79インチ）までと定められている。[ 17 ]： 12
この規格は斬撃耐性については直接言及しておらず、代わりに刺突の脅威は倒すのがより難しいため、刺突の脅威を倒せる防具は斬撃の脅威も倒せると述べている。[ 17 ]
米軍の防弾チョッキに関する要求事項は、表面上はNIJの要求事項と似ているように見えるが、両者は全く異なるシステムである。両システムは背面変形の制限が44mm （1.7インチ）であるという点で共通しているが、SAPIシリーズのプレートは（各プレートが前のプレートの脅威に対してテストされる）防御力が直線的に向上し、規定の防御レベルに達するためにはソフトアーマーの裏板が必要となる。
装甲は、ARMY MIL-STD-662F および STANAG 2920 Ed2 に基づく一連の標準試験方法を使用してテストされます。[ 29 ]国防総省の装甲プログラム（例えば、モジュラータクティカルベスト）は、これらの試験規格を使用して装甲を調達します。さらに、このプロセスでは、柔軟なライフル保護、四肢の破片保護など、特別な要件を定義することができます。
中国公安部は、警察用防弾装備の防弾性能を記述する標準文書であるGA141を1996年から維持している。2023年現在最新の改訂版はGA141-2010である。この規格は、国産兵器を用いて以下の等級を定義している。[ 30 ]： 4
レベル6より高いレベルは「特別」とマークされています。[ 30 ]： 4レベル1から5までは6発でテストします。レベル6は2発でテストします。[ 30 ]： 8
付属書Aでは、他の「一般的な」脅威に対するGA等級の使用について説明している。9×18mmマカロフはGA 1、9×19mmはGA 2、9×19mm AP（鋼鉄）と5.8×21mm DAP92 APはGA 4、5.8 ×42mm DBP87はGA 6、そして「タイプ53」7.62×54mmR APIは「特殊等級」に分類されている。[ 30 ]： 11
装甲の弾道性能の測定は、着弾時の弾丸の運動エネルギー( E k = 1 ⁄ 2 mv 2 ) を決定することに基づいています。弾丸のエネルギーは貫通能力の重要な要素であるため、弾道試験では速度が主要な独立変数として使用されます。ほとんどのユーザーにとって重要な測定値は、弾丸が装甲を貫通しない速度です。このゼロ貫通速度 ( v 0 ) を測定するには、装甲の性能のばらつきと試験のばらつきを考慮する必要があります。弾道試験には、装甲、試験用裏材、弾丸、薬莢、火薬、雷管、銃身など、多くのばらつきの原因があります。
ばらつきがあると、V0 の決定の予測精度が低下します。例えば、9 mm FMJ 弾で30 発の射撃に基づいて、ある防弾チョッキの設計のv0が1,600 ft/s (490 m/s)と測定されたとしても、このテストは実際の防弾チョッキのv0の推定値にすぎません。問題はばらつきです。同じ防弾チョッキの設計で、別の 30 発の射撃でv0を再度テストしても、結果は同じにはなりません。
低速貫通弾を1発撃つだけでv₀値を下げることができます。撃つ回数が増えるほどv₀値は低くなります。統計的に言えば、貫通速度ゼロは分布曲線の末端に位置します。ばらつきが既知で標準偏差を計算できる場合、信頼区間内でv₀値を厳密に設定できます。現在、試験規格では、装甲認証のためにv₀値を推定するのに必要な射撃回数が規定されています。この手順では、 v₀値の推定値の信頼区間が定義されます。（「NIJおよびHOSDB試験方法」を参照）。
v 0 の測定は困難であるため、弾道試験では弾道限界( v 50 ) と呼ばれる第 2 の概念が開発されました。これは、弾丸の 50% が装甲を貫通し、50% が装甲によって阻止される速度です。米国軍事規格 MIL-STD-662F V50 弾道試験では、この測定に一般的に使用される手順が定義されています。目標は、装甲によって阻止される 3 発の弾丸のうち、より遅い弾丸が 3 発貫通する結果を得ることです。この 3 発の高速度での阻止と 3 発の低速度での貫通の結果を使用して、v 50速度を計算できます。
実際には、このv 50の測定には1 ～ 2 枚のベストパネルと 10 ～ 20 発の射撃が必要です。装甲試験において非常に有用な概念は、v 0とv 50の間のオフセット速度です。装甲設計に対してこのオフセットが測定されていれば、v 50データを使用してv 0の変化を測定および推定できます。ベストの製造、フィールド評価、および寿命試験では、 v 0とv 50の両方が使用されます。ただし、 v 50 の測定は簡単であるため、この方法は認証後の装甲の管理においてより重要になります。
ベトナム戦争後、軍事計画担当者は「死傷者削減」の概念を開発した。[ 31 ]膨大な死傷者データから、戦闘状況では、弾丸ではなく破片が兵士にとって最も重要な脅威であることが明らかになった。第二次世界大戦後、防弾チョッキが開発され、破片試験が初期段階にあった。[ 32 ]砲弾、迫撃砲弾、航空爆弾、手榴弾、対人地雷はすべて破片発生装置である。これらはすべて、爆発コアが爆発すると小さな鋼鉄の破片または榴散布に破裂するように設計された鋼鉄製のケーシングを含んでいる。さまざまなNATOおよびソ連圏の弾薬から破片のサイズ分布を測定するためにかなりの努力をした後、破片試験が開発された。破片シミュレーターが設計され、最も一般的な形状は直円柱またはRCCシミュレーターである。この形状は長さが直径に等しい。これらのRCC破片シミュレーション発射体（FSP）はグループとして試験される。試験シリーズには、通常、2グレイン（0.13g ）、4グレイン（0.263g ）、16グレイン（1.0g ）、および64グレイン（4.2g ）の質量のRCC FSP試験が含まれます。2-4-16-64シリーズは、測定された破片サイズ分布に基づいています。
「死傷者削減」戦略の2番目の部分は、弾薬からの破片の速度分布の研究です。[ 33 ]弾頭爆薬の爆発速度は20,000 ft/s (6,100 m/s)から30,000 ft/s (9,100 m/s)です。その結果、破片を3,300 ft/s (1,000 m/s)を超える非常に高速で放出することができ、非常に高いエネルギーを意味します (破片のエネルギーは、回転エネルギーを無視して、1 ⁄ 2質量 × 速度2です)。軍事工学データによると、破片のサイズと同様に、破片の速度にも特徴的な分布がありました。弾頭からの破片の放出を速度グループに分割することが可能です。例えば、4グレイン（0.26g ）以下の爆弾の爆発で発生する破片の95%は、 3,000フィート/秒（910m /秒）以下の速度で飛散する。このことから、軍用防弾チョッキの設計目標が設定された。
破片のランダムな性質のため、軍用ベストの仕様では質量と弾道効果のトレードオフを考慮する必要がありました。硬質の車両装甲はすべての破片を止めることができますが、軍人は限られた量の装備しか携行できないため、ベストの重量は破片防護の制限要因となります。2-4-16-64グレインシリーズは、速度が制限されている場合、約5.4 kg/m 2 (1.1 lb/ft 2 ) の全繊維製ベストで止めることができます。変形可能な鉛弾用のベストの設計とは対照的に、破片は形状を変えません。破片は鋼鉄であり、繊維素材によって変形させることはできません。2グレイン (0.13 g)のFSP (試験で一般的に使用される最小の破片弾) は米粒ほどの大きさです。このような小さく高速で移動する破片は、ベストをすり抜けて糸の間を移動する可能性があります。そのため、破片防護に最適化された生地は密に織られていますが、これらの生地は鉛弾を止めるのにそれほど効果的ではありません。
EN 1063（またはCEN 1063 ）は、防弾ガラスの防護強度を測定するために欧州標準化委員会が作成したセキュリティガラス規格です。これは、EN 1522（窓、ドア、シャッター、ブラインドの防弾性能に関する欧州規格）と併用されることが多く、装甲車両や構造物の試験および評価を行うための弾道分類システムを構成します。米国で主に使用されている同様の分類システムは、米国司法省国立司法研究所の防弾保護材料規格であるNIJ Standard 0108で、ガラスや装甲板などが含まれます。
ソフト弾道試験における重要な要件の 1 つは、ターゲット ベストの後ろに配置された変形可能な裏材の「裏側シグネチャ」（つまり、非貫通弾によって組織に伝達されるエネルギー）の測定です。軍および法執行機関の基準の大部分は、裏材として Roma Plastilena として知られるオイル/粘土混合物を採用しています。[ 34 ] 人間の組織よりも硬く変形しにくいにもかかわらず、Roma は、オイル/粘土の塑性変形が低い場合 ( 20 mm (0.79インチ)未満) に「最悪のケース」の裏材となります。[ 35 ] (硬い表面の上に配置した装甲は、貫通されやすくなります。) 「Roma」のオイル/粘土混合物は、人間の組織の約 2 倍の密度であるため、比重とは一致しませんが、「Roma」は弾性的に形状を回復しないプラスチック材料であり、裏側シグネチャによる潜在的な外傷を正確に測定するために重要です。
試験用裏地の選択は重要です。なぜなら、柔軟な装甲では、着用者の身体組織が弾道や刺突の衝撃による高エネルギーを吸収する上で不可欠な役割を果たすからです。しかし、人間の胴体は非常に複雑な機械的挙動を示します。肋骨と脊椎から離れた軟組織の挙動は柔らかく、柔軟性があります。[ 36 ]胸骨領域の組織では、胴体の柔軟性は著しく低くなります。この複雑さにより、正確な弾道および刺突装甲試験のために非常に精巧な生体形態裏地材料システムが必要になります。[ 37 ] Romaに加えて、人間の組織をシミュレートするために多くの材料が使用されてきました。いずれの場合も、これらの材料は試験衝撃中に装甲の後ろに配置され、人間の組織の衝撃挙動のさまざまな側面をシミュレートするように設計されています。
鎧の試験用裏打ち材の重要な要素の一つは、その硬度である。鎧は、より硬い材料で裏打ちされている場合、試験で貫通されやすくなるため、ローマ粘土などのより硬い材料は、より保守的な試験方法を表す。[ 38 ]
刺突・スパイク防弾装甲の規格は、3種類の異なる裏地材を使用して開発されてきた。EUの規格案ではローマ粘土が、カリフォルニア州矯正局（DOC）では60%弾道ゼラチンが、そしてNIJとHOSDBの現行規格では多層構造の発泡体とゴムの裏地材が指定されている。
この歴史は、弾道学および刺突防弾試験における重要な要素、すなわち裏地の剛性が防弾貫通抵抗に影響を与えることを説明するのに役立つ。防弾・組織システムのエネルギー散逸は、エネルギー＝力×変位であり、より柔らかく変形しやすい裏地で試験を行う場合、総衝撃エネルギーはより低い力で吸収される。より柔らかく柔軟性のある裏地によって力が軽減されると、防弾が貫通される可能性は低くなる。ISO規格案でより硬いローマ材料を使用しているため、これは現在使用されている刺突防弾規格の中で最も厳格なものとなっている。
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