防彈裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展

□鐘天鋒　邱日祥

在現(xiàn)代戰(zhàn)場上，因火炮、榴彈、火箭、手榴彈及地雷所致的彈片傷亡率逐漸增加,占傷亡總數(shù)的67％～75％，而死于頭、胸、腹部位的占其中的82％～87％，遠遠超過了四肢部位的死亡率。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計表明，保護僅占人體表面積39％的頭、胸、腹部位就可大大減少傷亡率，而防彈衣和防彈頭盔可以起到防護這些關(guān)鍵部位的作用。美國聲稱，在第二次世界大戰(zhàn)中，裝備鋼盔至少保護了7萬美軍的生命。英國認為，穿防彈衣可使受傷率降低27％，死亡率降低40％。鑒于此，二戰(zhàn)之后，單兵頭盔和防彈衣得到了飛速發(fā)展。

防彈機理

目前使用的防彈材料主要有硬質(zhì)的防彈金屬（高錳鋼、合金鋁、鈦合金等）、防彈陶瓷、高性能復(fù)合材料板及非金屬與金屬或陶瓷的復(fù)合材料板等。其防彈機理主要是在受彈擊時材料發(fā)生破碎、裂紋、沖塞，以及多層復(fù)合板出現(xiàn)分層等現(xiàn)象，從而吸收射彈大量的沖擊能。當(dāng)材料的強度超過投射物的沖擊能時，即可發(fā)生彈回現(xiàn)象而不貫穿。軟質(zhì)的防彈材料主要是高性能纖維（如防彈尼龍、芳綸纖維、基綸纖維等）織物或無緯布等，其防彈機理主要是射彈對纖維進行拉伸和剪切，同時，纖維將沖擊能向沖擊點以外的區(qū)域進行傳播，能量被吸收掉而將破片或彈頭捕獲在防彈層里。

防彈衣

防彈衣的構(gòu)成防彈衣由防彈層、防護板、減震層和外套構(gòu)成。

防彈層是防彈衣的主體，它直接影響防彈衣的防彈性能。硬質(zhì)防彈衣的防彈層是由塊狀結(jié)構(gòu)搭接而成，質(zhì)地堅硬，穿在身上無法彎曲，行動不靈活，不適于作戰(zhàn)；軟質(zhì)防彈衣是由多層纖維織物重疊縫制而成，質(zhì)量輕、柔軟、適體。防彈層一般采用組合方式，分為前胸、后背，有時為了擴大防護范圍，可加護襠、護頸、護肩等，軟質(zhì)防彈層必須用深色布料密封包裹，以防水、防潮、防紫外線，適于全天候使用。

防護板是為了防御高速槍彈或彈片的沖擊，提高防彈衣局部的防護等級，而在外套上的口袋里加插的高強度金屬板或復(fù)合材料板，要求質(zhì)量輕、插取方便，一般不單獨用于防彈。

減震層是為減輕槍彈或彈片沖擊對人體造成的鈍傷而設(shè)計的，一般采用泡沫橡膠塑料或聚碳酸酯片做成。

外套是由多個部件連接起來的，是防彈衣外形特征的體現(xiàn)，適合不同穿著者的特殊要求。外套可增加反光、漂浮、阻燃、防水、防油等功能，式樣可以適合各種要求，如隱蔽、女用等。一般能調(diào)節(jié)大小，且脫卸方便。

防彈材料的發(fā)展早在公元前，古巴比倫等經(jīng)濟發(fā)達的國家和地區(qū)的武士們就已經(jīng)裝備了青銅制作的護甲，當(dāng)時防御的武器主要是長矛和刀劍。到了中世紀(jì)，出現(xiàn)了盾牌。15世紀(jì)隨著火器的發(fā)展，鐵甲逐漸消失。16世紀(jì)初，歐洲人設(shè)計的防彈衣質(zhì)量29～45kg，士兵行動笨拙。但是在那時的戰(zhàn)爭形式下，這種防彈衣還是為保存實力、打擊敵人發(fā)揮了重要作用。到第一次世界大戰(zhàn)，火器的威力有了明顯的提高，工業(yè)生產(chǎn)水平也有了很大的發(fā)展，用當(dāng)時生產(chǎn)的強度較大的鋼板制作的防彈衣質(zhì)量可減至9kg。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，20世紀(jì)40年代美軍又研制了防彈尼龍與鋁片結(jié)合的步兵防彈衣及尼龍防彈衣，隨后又出現(xiàn)了玻璃鋼防彈背心、工業(yè)陶瓷片與玻璃纖維粘合的組合式防彈衣。70年代，芳綸材料的出現(xiàn)使質(zhì)輕、防

彈性能強的軟質(zhì)防彈衣掀起了一個新的高潮，目前芳綸纖維占領(lǐng)了防彈衣領(lǐng)域的很大一部分市場。90年代進入市場的超高分子量聚乙烯纖維，更豐富了防彈衣材料的品種，進一步使防彈衣質(zhì)量降低，防彈性能提高。尤其是無紡布技術(shù)的發(fā)展進一步推進了防彈衣的發(fā)展和防彈性能的提高。性能更好的新型防彈材料不斷出現(xiàn)，如基綸纖維等。芳綸、超高分子量聚乙烯和基綸是目前綜合性能最好的防彈材料。但基綸纖維因價格太高，目前市場上尚沒有見到成型的產(chǎn)品。芳綸和超高分子量聚乙烯纖維這兩種材料，性能上各有優(yōu)點和缺點。因此，在材料的應(yīng)用上有兩大趨勢：一是混雜的方向，取不同材料，使之相互取長補短，發(fā)揮優(yōu)異的綜合性能，獲得較好的價格－性能比；二是采用復(fù)合材料，用芳綸材料、超高分子量聚乙烯與鋼板、陶瓷等材料制成復(fù)合防護硬插板作為防彈衣的加強板。

我國防彈衣的水平目前我國已有警察、保安、海關(guān)人員、高級政府官員及企業(yè)要員等使用民用防彈衣，軍隊則尚未大量裝備。

我國防彈衣研制起步較晚，但是目前防彈衣技術(shù)已接近和達到國際水平。主要表現(xiàn)在：使用的防彈材料及其應(yīng)用技巧與國際同步；我國的槍械威力大，因此防彈衣的防彈等級起點高；制作工藝與國外相當(dāng)，芳綸等高性能纖維材料的紡織技術(shù)達到國際同行業(yè)先進水平，防彈衣的質(zhì)量得到了國外專家的認可。

但是由于我國材料工業(yè)的限制，先進的高性能纖維的研制和生產(chǎn)與國外還有差距，材料供應(yīng)受到一定限制；面料質(zhì)量與國外還有一定差距，因而在防彈衣時裝化方面受到了一定的影響；服裝款式比較呆板、單調(diào)。

防彈衣發(fā)展趨勢毫無疑問，未來士兵必須具有更快的反應(yīng)速度、更高的防護能力、更強的環(huán)境適應(yīng)能力及與整個作戰(zhàn)系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)能力。作為未來士兵必備的裝備之一--防彈衣必須具備新的要求：（1）柔軟、舒適、質(zhì)量輕；（2）防護等級高、防護面積大；（3）防鈍傷效果好；（4）全天候使用，與環(huán)境有良好的適應(yīng)性；（5）防彈衣的款式應(yīng)適應(yīng)不同的使用要求，以和其他裝備有良好的相容性；（6）防彈衣除具有防彈功能外，還應(yīng)盡量做到防核、生、化等。

總之，質(zhì)輕、舒適、功能全面是防彈衣發(fā)展的總趨勢。

防彈頭盔

第一次世界大戰(zhàn)是人類戰(zhàn)爭史上首次大規(guī)模的戰(zhàn)爭，其破壞規(guī)模和對人體傷害的嚴重程度是前所未有的，為此，世界各國為了保護自己的士兵，都在探索研究各種單兵防護裝備。根據(jù)對殺傷彈藥爆炸時形成的破片質(zhì)量和能量所進行的研究表明，多數(shù)破片的質(zhì)量在1.0～1.1g之間，速度達610m/s，因此這種破片就被確定為評定頭盔防護能力的標(biāo)準(zhǔn)破片。由此可見，一頂理想的防護頭盔在戰(zhàn)爭中是保存實力、提高戰(zhàn)斗力的必備的裝備之一。在頭盔發(fā)展史上，根據(jù)制作材料的不同，主要分為金屬頭盔和非金屬頭盔。

金屬頭盔鋼盔是頭盔發(fā)展史上的先驅(qū)，第一頂鋼盔是法國亞德里安將軍于1915年研制成功的，在戰(zhàn)場上立下過赫赫戰(zhàn)功。在第一次世界大戰(zhàn)中，參戰(zhàn)國相繼生產(chǎn)了數(shù)百萬頂鋼盔，拯救了無數(shù)士兵的生命。后來鋼盔在結(jié)構(gòu)和材料上都有所變化，美國率先推出M1鋼盔，僅在第二次世界大戰(zhàn)中就生產(chǎn)了240萬頂。目前M1鋼盔仍作為許多國家的重要軍事裝備，在戰(zhàn)場上發(fā)揮著重要的作用。但是大部分鋼盔會被速度為300～320m/s的標(biāo)準(zhǔn)破片所擊穿，且這種能量的破片占爆炸破片總量的30％～40％。也就是說，鋼盔只能擋住60％～70％的破片。因此鋼盔已不再符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭的要求了。

當(dāng)人們了解到鈦金屬有良好的抗彈性能后，便用它整體沖壓成型制成頭盔。這種頭盔能經(jīng)受住速度達700m/s的標(biāo)準(zhǔn)破片的沖擊，而且不會被鉛彈擊穿。但是由于其質(zhì)量超過了2kg，而且鈦沖壓工藝特別復(fù)雜使得頭盔的造價昂貴，每頂價格達500～600美元，因此，鈦在軍用頭盔上的應(yīng)用在西方國家未能得到發(fā)展。然而俄羅斯仍在繼續(xù)這方面的工作，俄羅斯鋼鐵科學(xué)研究院研制的織物增強鈦頭盔質(zhì)量1.6kg，能防護速度達650m/s的標(biāo)準(zhǔn)破片。對于現(xiàn)在的致命彈藥而言，這種頭盔的強度是很高的。為了降低成本，后來又使用裝甲鋁代替鈦，取得了令人滿意的效果。

雖然鈦金屬頭盔在防護性能上滿足了使用要求，但是昂貴的造價、高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能限制了其應(yīng)用范圍。為適應(yīng)未來戰(zhàn)場的需要，人們努力尋求質(zhì)量、性能更佳的防彈頭盔。

非金屬頭盔新型防彈材料的開發(fā)使復(fù)合材料頭盔的研制得到了很大的發(fā)展。最先采取行動的是美國人，他們于1978年研制的新型凱夫拉頭盔標(biāo)志著頭盔的發(fā)展進入了新時代。新型的PASGT頭盔比鋼盔防護能力大1倍以上。它采用高抗沖凱夫拉織物浸粘合劑壓制而成，防護能力強、質(zhì)量小、導(dǎo)電率低，其綜合防護性能比鋼盔提高了4～5倍。

復(fù)合材料頭盔的出現(xiàn)在軍界引起過不同的反應(yīng)。有人擔(dān)心這種頭盔的使用壽命不長，還有人擔(dān)心在浸濕的情況下性能可能降低，等等。但事實很快消除了這些顧慮?？椢锞酆项^盔幾乎在所有指標(biāo)上都超過了鋼盔，它不僅對80～90％的爆炸破片提供可靠的防護，甚至還能抵御一些手槍彈頭，而且戴著舒適得多。另外，由于凱夫拉等聚合物材料導(dǎo)熱性低，因此新一代頭盔不像鋼盔那樣悶熱，冬季不會使頭部凍傷，而且也不會被無線電偵察發(fā)現(xiàn)。

繼美國之后，英國、俄羅斯、以色列等軍隊也開始使用“凱夫拉”、“特瓦羅”、“戴尼瑪”等高性能抗彈材料的頭盔。由于復(fù)合材料頭盔質(zhì)量比軍方（俄羅斯）規(guī)定的指標(biāo)高100～200g，這個參數(shù)確實成為其裝備部隊之路上的“重量級”障礙，否則，復(fù)合材料頭盔完全有希望成為“21世紀(jì)戰(zhàn)士”的頭盔。但是即使

不能迅速解決與質(zhì)量有關(guān)的問題，復(fù)合材料頭盔仍可作為一種選擇方案，或者是對標(biāo)準(zhǔn)軍用頭盔的重要補充。另外，在提高頭盔防護等級的性能上，一個很重要的方法是在頭盔盔殼的外面增加金屬、陶瓷等附加殼體或塊狀連接件。

頭盔發(fā)展展望未來頭盔不僅作為一種防護裝具，而且將作為單兵綜合系統(tǒng)的一個多功能平臺，將無線電通訊設(shè)備、計算機控制顯示器、保護眼睛免受小破片和激光輻射傷害的玻璃護罩、有效的晝/夜引導(dǎo)系統(tǒng)和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等連接在頭盔上。

因此頭盔發(fā)展的總趨勢是：發(fā)展金屬與非金屬及非金屬材料之間的復(fù)合材料頭盔，質(zhì)量輕，防彈能力強，戴著穩(wěn)定舒適、隔熱，與防彈面罩/風(fēng)鏡、防毒面具、通訊設(shè)備、增強頭盔顯示系統(tǒng)等配件系統(tǒng)有良好的相容功能，綜合性能好，成本低?！?編輯/樵夫)