王書勤 吳鶴林
發(fā)展沿革
人們歷來重視頭部的防護(hù)。遠(yuǎn)古時(shí)期,頭盔是用纖維和皮革材料制成的,以阻擋石塊和棍棒的襲擊。后來,隨著冶金技術(shù)的發(fā)展和戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,又發(fā)明了金屬頭盔。國(guó)外最早的金屬頭盔是公元前800年左右制造的青銅頭盔。而我國(guó)安陽殷墟出土的商朝銅盔距今大約已有3000多年的歷史,可以說殷墟銅盔是世界上最早的金屬頭盔了。17~18世紀(jì),隨著手槍、步槍等熱兵器的出現(xiàn),銅盔基本上失去了防護(hù)作用,人們不得不尋求新的頭盔材料。第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期,法軍首先研制出了能防炮彈破片的頭盔,這就是“亞得里安”頭盔。說起來還真是一段趣話:在第一次世界大戰(zhàn)中,機(jī)槍、大炮的大量使用給毫無防護(hù)的參戰(zhàn)者帶來了巨大的傷亡,參戰(zhàn)的雙方對(duì)橫飛的彈片都束手無策。一天,一名法國(guó)士兵正在廚房里值勤,突然德軍的炮彈襲來,頓時(shí)硝煙彌漫、彈片橫飛,這名士兵為了保護(hù)頭部,情急之中把一口鍋扣在頭上,結(jié)果還真有效,空中亂飛的彈片碰上鐵鍋紛紛被彈落,鐵鍋救了士兵的命。后來,一位名叫亞得里安的將軍得知了這件事,很受啟發(fā),立即下令研制能防彈片的金屬頭盔。這種頭盔是用哈特非鋼制造的,因此也叫鋼盔。在第一次世界大戰(zhàn)中,美軍和英軍也都裝備了這種重約0.5~1.8kg的頭盔。盡管當(dāng)時(shí)的頭盔只有一個(gè)金屬外殼和襯墊,但它卻是現(xiàn)代頭盔的雛形。第二次世界大戰(zhàn)中,美國(guó)又研制出M1等錳鋼頭盔,防護(hù)能力又有較大提高。但是,武器在不斷發(fā)展,殺傷威力在不斷地增大,輕武器的殺傷效果也有很大的提高。錳鋼頭盔已不能滿足新的防護(hù)需要,頭盔發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。當(dāng)20世紀(jì)70年代美國(guó)杜邦公司研制出高強(qiáng)度“凱夫拉”纖維并用于單兵防護(hù)領(lǐng)域后,頭盔的發(fā)展有了新的突破。
從目前世界主要國(guó)家陸軍頭盔使用的材料來看,主要有以下幾種頭盔,凱夫拉頭盔、尼龍頭盔、超高分子聚乙烯頭盔和鋼盔。美軍的凱夫拉頭盔,在“格林納達(dá)”戰(zhàn)斗中首先使用。根據(jù)1983年“格林納達(dá)”的戰(zhàn)斗總結(jié)報(bào)告,總共有22發(fā)7.62mm槍彈彈頭擊中了“凱夫拉”頭盔,但都沒能把頭盔擊穿。“凱夫拉”頭盔的防彈性能在“格林納達(dá)”和以后的“海灣戰(zhàn)爭(zhēng)”中經(jīng)受了實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。當(dāng)今世界上,除美軍外,日、德、西班牙、意大利、比利時(shí)、新加坡、加拿大等國(guó)軍隊(duì)都裝備了“凱夫拉”頭盔。目前裝備尼龍頭盔的主要是英國(guó)軍隊(duì)。法軍在20世紀(jì)80年代更換了新型鋼盔,取代了1951年裝備的51式頭盔。新頭盔材料為錳鋼,提高了防護(hù)性能;除法國(guó)外,俄羅斯、丹麥、捷克、荷蘭等國(guó)軍隊(duì)也使用鋼盔,但同時(shí)還在研究合成材料的頭盔,而且有的國(guó)家軍隊(duì)已部分裝備使用。
裝備現(xiàn)狀
目前外軍使用較多的防彈頭盔有以下4種:
(1)“凱夫拉”頭盔
由于凱夫拉纖維結(jié)構(gòu)中芳酰胺分子束沿纖維軸高度有序排列,因此其抗張強(qiáng)度極高、吸收破片動(dòng)能的能力也極好。根據(jù)有關(guān)射擊試驗(yàn)證明,阻擋2.79g彈頭或1.1g破片的能力,“凱夫拉”比尼龍高40%;對(duì)0.49g破片的防護(hù),比尼龍高14%,對(duì)0.16g破片的防護(hù),比尼龍高17%。吸收破片動(dòng)能的能力,對(duì)微小破片,“凱夫拉”比尼龍和鋼高40%;對(duì)于1.1g破片,“凱夫拉”比尼龍高96%,比鋼高187%;對(duì)2.79g破片,“凱夫拉”比尼龍高90%,比鋼高218%。平均看來,“凱夫拉”吸收破片動(dòng)能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。
多層凱夫拉織物對(duì)彈頭的防護(hù)效果也很好。此外,“凱夫拉”還具有溫度穩(wěn)定性好,對(duì)所有化學(xué)物質(zhì)不起反應(yīng),不燃燒,不熔化等特點(diǎn)。
美軍美軍于1978年開始用高強(qiáng)度、高模量、低密度的“凱夫拉”纖維制作頭盔,1983年裝備部隊(duì)。該頭盔的正式名稱為“地面部隊(duì)單兵防護(hù)系統(tǒng)”,簡(jiǎn)稱“PASGT”,俗稱“德國(guó)兵”,因?yàn)樵擃^盔外形與第二次世界大戰(zhàn)時(shí)納粹德軍的頭盔相似,增大了對(duì)耳側(cè)和后頸的防護(hù)面積。該頭盔懸掛系統(tǒng)采用兩*固定式,并可調(diào)節(jié),共有4種規(guī)格,99.9%的美國(guó)軍人都適戴。美軍“凱夫拉”頭盔的內(nèi)襯使用注塑成型工藝,一次成型。其中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.42kg。其防護(hù)性能標(biāo)志V50值可達(dá)609.6m/s,能防9mm手槍彈彈頭和破片。
德軍德軍的頭盔是由“凱夫拉”織物和酚醛樹脂壓制成型的。在其質(zhì)量比原鋼盔減少30%的情況下,防護(hù)能力卻比鋼盔提高了160~200%。而且,阻燃性、熱穩(wěn)定性好,能防輕微輻射。德軍中號(hào)頭盔的質(zhì)量為0.96kg,彈擊試驗(yàn)V50值可達(dá)620m/s,它可阻擋原北約標(biāo)準(zhǔn)的9mm手槍彈彈頭。
日軍日本自衛(wèi)隊(duì)目前裝備的防彈頭盔有2種,66式鋼盔和88式“凱夫拉”頭盔。由于66式鋼盔是仿照美軍鋼盔制作的,尺寸不適合日本人的頭形特點(diǎn),且質(zhì)量大,戴上搖晃,因此日軍于1985年著手研制新型“凱夫拉”頭盔。88式“凱夫拉”頭盔,襯里注塑成型,中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.1kg,顏色為橄欖綠,厚度10mm,質(zhì)量比66式鋼盔輕20%,防彈能力卻提高了20~30%。特別是其盔形的質(zhì)心設(shè)計(jì)合理,正好與人的頭部中心吻合,戴時(shí)穩(wěn)
定性明顯提高。日軍的88式“凱夫拉”頭盔于1986年進(jìn)行技術(shù)性能評(píng)定,1988年正式裝備部隊(duì)一個(gè)師(首先裝備北海道駐軍6000頂),之后以每年6000~8000頂?shù)乃俣妊b備部隊(duì)。
北約北約軍事集團(tuán)司令部認(rèn)為,在不斷加強(qiáng)軍事力量的過程中,只有戰(zhàn)斗力強(qiáng)的軍人方能取得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利,而單兵防護(hù)裝備的作用十分重要。因此,北約軍事集團(tuán)軍隊(duì)目前供給的作戰(zhàn)服、頭盔、防彈衣等均按統(tǒng)一要求制作。北約集團(tuán)的輕型頭盔使用高強(qiáng)度、高模量的“凱夫拉”材料制作。整盔的彈擊試驗(yàn)V50值可達(dá)487.7m/s,能防破片對(duì)頭部的傷害。該頭盔戴著穩(wěn)定、舒適、質(zhì)量小,中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.19kg。
(2)尼龍頭盔
尼龍纖維增強(qiáng)復(fù)合頭盔適合于對(duì)低速、大塊破片的防護(hù),但總體防護(hù)性能不是很好。目前裝備尼龍頭盔的主要是英國(guó)軍隊(duì)和以色列軍隊(duì)。
英軍英國(guó)1988年開始向部隊(duì)發(fā)放MK-6型頭盔,以取代MK-4型鋼盔。該頭盔由23層防彈尼龍高溫高壓成型,全重1.2kg。士兵可根據(jù)頭部的需要選擇大小。該頭盔的彈擊試驗(yàn)V50值可達(dá)300~600m/s,能防高、低速小口徑槍彈彈頭及破片。
以色列以色列軍隊(duì)的尼龍纖維增強(qiáng)復(fù)合頭盔是由層壓防彈尼龍和玻璃纖維布制作的。中型頭盔的質(zhì)量為1.09kg,能防護(hù)低速小口徑槍彈彈頭及破片。
(3)超高分子聚乙烯頭盔
超高分子聚乙烯頭盔所用的超高分子聚乙烯纖維的強(qiáng)度和模量都高于“凱夫拉”纖維,而且密度小,是目前力學(xué)性能最好的防護(hù)用纖維。最近幾年開始用于防彈頭盔和防彈衣等領(lǐng)域,但存在價(jià)格高、復(fù)合粘接技術(shù)難度大等問題,所以目前裝備超高分子聚乙烯頭盔的主要是聯(lián)合國(guó)維和部隊(duì)中的法國(guó)藍(lán)盔部隊(duì)。
(4)鋼盔
美軍美軍鋼盔始于第一次世界大戰(zhàn),在第二次世界大戰(zhàn)中得到了發(fā)展。目前美軍絕大多數(shù)部隊(duì)已經(jīng)裝備了“凱夫拉”頭盔,但尚有少量步兵部隊(duì)還在使用高錳鋼頭盔,該頭盔是1961年裝備的,中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.45kg,整盔的V50值可達(dá)430m/s,能防破片。其尼龍襯里的防彈能力占整個(gè)頭盔的40%左右。
法軍法軍在20世紀(jì)80年代初已換裝新型鋼盔。原51式頭盔較重(1.5kg),而且穩(wěn)定性差,特別是盔形不利于射擊和跳傘,這促使法軍參謀部決心研制新型頭盔。在20世紀(jì)70年代,有關(guān)部門研制了6種樣盔,經(jīng)部隊(duì)試驗(yàn)后,選用了側(cè)緣式、有皮革防護(hù)的錳鋼鋼盔。其外形與西德聯(lián)邦軍和華約部隊(duì)的頭盔相似。新頭盔為整體結(jié)構(gòu),質(zhì)量1.1kg。該頭盔有特殊的緊束系統(tǒng),可根據(jù)個(gè)人的頭形進(jìn)行調(diào)節(jié),穩(wěn)定性和舒適性有較大地提高。由于頭盔的前后緣在加工時(shí)銑掉了大約15mm,故戴上后不影響使用光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡瞄準(zhǔn)射擊,有利于各種射擊姿勢(shì)。
日軍日本自衛(wèi)隊(duì)的66式鋼盔是由高錳鋼制作的,襯里材料為塑料。中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.28kg,可防破片。66式鋼盔是參照美軍M1鋼盔的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的。目前,88式“凱夫拉”頭盔廣泛裝備日軍,只有部分陸上自衛(wèi)隊(duì)仍裝備66式鋼盔。
俄軍第二次世界大戰(zhàn)后,蘇軍對(duì)鋼盔作了改進(jìn),盔重從1.07kg減至1.02kg。頭帶改為彈簧鋼型,鋼帶上套有皮革且伸展成為頭套。頂部有拉帶供調(diào)節(jié)用。頭帶上有4個(gè)彈簧片,用于保持頭帶和盔殼之間的距離。
韓國(guó)韓國(guó)軍隊(duì)長(zhǎng)期依靠美軍的援助生存和發(fā)展,其單兵裝備全部采用美式裝備。韓國(guó)單兵的頭盔直到目前仍在使用美軍1961年改進(jìn)過的M1鋼盔。M1鋼盔是由非磁性錳鋼外殼和防彈尼龍襯里組成的??鴼さ钠骄穸葹?4mm,錳鋼的金相組織為奧氏體,能防破片。據(jù)報(bào)道,韓國(guó)軍隊(duì)正在研制新型合成纖維材料的頭盔,已有少量新型頭盔提供給偵察小分隊(duì)使用。
發(fā)展趨勢(shì)
(1)采用新的防彈材料,提高頭盔防護(hù)性能
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,未來戰(zhàn)場(chǎng)上的武器殺傷力和槍彈彈頭穿透能力逐漸增強(qiáng),對(duì)防護(hù)材料的性能要求也就越高。因此,世界各國(guó)都在研究和開發(fā)性能更好的新材料。如美軍研制的一種“斯佩克特”纖維,它比“凱夫拉”輕33%,而防彈能力與*凱夫拉”相同。美國(guó)研制的人造蜘蛛絲,其拉力是鋼的5~8倍,擴(kuò)展280倍也不斷,且質(zhì)量輕、牢固,適合制作頭盔。荷蘭等國(guó)研制的高強(qiáng)度聚乙烯纖維,其強(qiáng)度是鋼的10倍,是凱夫拉的1.5倍。這些纖維的出現(xiàn),必將進(jìn)一步促進(jìn)頭盔的發(fā)展,提高頭盔的防護(hù)性能。
(2)改進(jìn)盔形,增大防護(hù)面積未來戰(zhàn)場(chǎng),武器對(duì)人的殺傷力將進(jìn)一步增大,破片數(shù)量將更多,頭盔的防護(hù)面積也必須增大。過去世界各國(guó)的頭盔,一般都缺乏對(duì)耳和后腦的防護(hù)。目前研制的新型頭盔都從人體工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)考慮,改進(jìn)了頭盔的形狀,增大了對(duì)耳和后腦的防護(hù)面積。
(3)發(fā)展整體頭盔,提高頭盔的舒適性和方便性過去多數(shù)國(guó)家的頭盔,都是雙層結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性不好。新型頭盔針對(duì)舊式頭盔質(zhì)心高、戴不穩(wěn)、盔體較重等缺點(diǎn),改為整體結(jié)構(gòu),減輕了質(zhì)量,使其質(zhì)心與人頭的中心相吻合,明顯地提高了頭盔的穩(wěn)定性和舒適性。
(4)頭盔向高技術(shù)和多功能發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及高新技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,頭盔正由單純的防護(hù)用具向多功能的作戰(zhàn)、防護(hù)裝備方向發(fā)展。目前已有國(guó)家研制出既能發(fā)射激光又能發(fā)射無殼槍彈,同時(shí)具有綜合防護(hù)性能的頭盔槍。另一種具有全新概念的、不屬于單件單兵裝備的“士兵系統(tǒng)”中的多功能的“綜合頭盔分系統(tǒng)”,集通訊能力、武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和眼睛防護(hù)系統(tǒng)于一身,更是現(xiàn)代化高技術(shù)和多功能化的產(chǎn)物。相信,隨著科學(xué)的進(jìn)步,新技術(shù)和新材料的出現(xiàn),必將進(jìn)一步地促進(jìn)頭盔系統(tǒng)的發(fā)展。
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(編輯/何懿)