未來戰(zhàn)士的“降溫戰(zhàn)衣”

王永超

近幾年來，每當(dāng)冬天到來，華中地區(qū)的孩子們總是期待著大雪，然而現(xiàn)在的雪沒有以前下得大了，現(xiàn)在的冬天也沒有以前冷了，這預(yù)示著全球氣候的變暖。

全球變暖是由于溫室氣體的大量排放造成的，而二氧化碳是主要的溫室氣體。從第一次工業(yè)革命以后，人們開始大量使用化石燃料，造成二氧化碳的大量排放。據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)告：與100年前相比，非洲大陸平均氣溫上升0.5攝氏度，某些局部地區(qū)上升更多，如肯尼亞部分地區(qū)在過去20年里，氣溫上升3.5攝氏度。

從目前趨勢看，全球平均氣溫在未來50年內(nèi)將升高2攝氏度到3攝氏度。如果真的這樣，我們的夏天將更為炎熱，國防戰(zhàn)士們的生活將更艱苦，特別是南海的戰(zhàn)士們。

士兵作戰(zhàn)或者行軍時(shí)，因身負(fù)背包、穿防護(hù)服等，會(huì)阻礙熱量的散失，然而溫度太高會(huì)使體能消耗過快，從而影響戰(zhàn)斗力；此外，經(jīng)過測試表明：人體溫度過高會(huì)使大量血液流向皮膚散熱，從而影響判斷力。

那么，如何通過改善單兵裝備來提升士兵在高溫環(huán)境下的戰(zhàn)斗力呢？這是多年以來，世界各國都特別關(guān)注和研究的問題。由此，針對(duì)單兵便攜式的降溫系統(tǒng)，軍事科研人員開展了多方面的研究和應(yīng)用。

據(jù)資料記載：1989年，美國海軍艦船上的水兵為了降溫而采用了在前后兜里裝滿冰水的降溫方法。將軟管縫在背心里，用水泵使冷水在軟管中循環(huán)，達(dá)到降溫的目的。這個(gè)系統(tǒng)可以使大約2升冰水循環(huán)，冷卻時(shí)間可持續(xù)35～45分鐘，由于制冷時(shí)間太短，沒有被廣泛應(yīng)用。

后來，隨著科技水平的提高，材料科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多新型降溫服，主要分為四類：冷水循環(huán)式降溫服，用特殊纖維材料制造的降溫服，鼓風(fēng)降溫服，快速熱交換降溫服。

先說一說冷水循環(huán)式降溫服，現(xiàn)在，由此原理制成的降溫背心在各方面比過去都有了很大的提升。背心上布滿塑料管道，便于冷液流動(dòng)循環(huán)，制冷系統(tǒng)為背包款式，里面有馬達(dá)、電池、泵閥以及作為冷源的冰袋，還特別添加了控溫裝置。

這種降溫服在使用時(shí)，只需在制冷系統(tǒng)的冰袋中放入冰塊，或者向冰袋灌入水，放入冰箱，冷凍成冰就能提供冷源了。開啟后，制冷系統(tǒng)將冰水源源不斷地打入背心的管道中，使其循環(huán)，并通過控溫裝置使打入背心的冰水一直保持在設(shè)置好的溫度。

在溫度的設(shè)置上，可選擇的溫度有15 攝氏度、18 攝氏度、20 攝氏度以及25攝氏度等，可以適應(yīng)不同季節(jié)的需求。此外，制冷時(shí)間也有了很大的提升，長達(dá)5～6小時(shí)。更方便的是它還能提供可飲用冰水，這樣，戰(zhàn)士們就可以在炎熱的野外喝冰水降溫了。同時(shí)，該裝備還減輕了重量，不提供飲用冰水時(shí)的重量為1.5公斤，提供飲用冰水時(shí)的重量為4.5公斤，通過這種方式可減少戰(zhàn)士們的負(fù)擔(dān)。

但是，由于這種降溫服的循環(huán)管道是由塑料制成，在嚴(yán)酷的作戰(zhàn)環(huán)境下有可能被鋒利的物品劃破，導(dǎo)致內(nèi)部的冰水流出，使其失去制冷功能。此外，溫度太高和濕度太大都會(huì)使人感到不適，而士兵在酷熱的環(huán)境下作戰(zhàn)，身著盔甲、武器，往往會(huì)出很多汗，皮膚表面的濕度很大，而衣服里的汗又很難蒸發(fā)，會(huì)使士兵身體不適甚至中暑。所以，科學(xué)家們又開始著手研發(fā)更多性能更加卓越的降溫服。

科學(xué)家們通過改造纖維來增加纖維的導(dǎo)熱能力、吸水能力及傳遞能力，用這些纖維制成軍用衣物，使得衣服的散熱能力大大提高，從而達(dá)到制冷的效果。

比如，通過在化學(xué)纖維內(nèi)混合金屬粉末后形成涂層，由于鐵、銅、鋁、鋅這些金屬的熱傳導(dǎo)效率要高于纖維，這種纖維會(huì)有很好的導(dǎo)熱性，能將人體產(chǎn)生的熱以更快的速度傳導(dǎo)出去，以達(dá)到降溫的目的。

還有一種纖維叫異形纖維，因?yàn)樗慕孛娲蠖嗖皇翘烊焕w維的圓形，而是三角形、四邊形、五邊形等，多邊形的截面使得它的表面積更大，提高纖維對(duì)水、汽的吸收及傳遞能力，從而提高織物散濕、散熱的能力。士兵穿著用這樣的纖維制成的衣服會(huì)感到更加舒適。

更神奇的是自動(dòng)調(diào)溫的纖維。西方國家正在研制用自動(dòng)調(diào)溫的化學(xué)纖維制成的軍服，它對(duì)周圍的溫度反應(yīng)特別敏感，可隨溫度的變化而變化，使軍服內(nèi)形成一個(gè)小氣候環(huán)境。酷暑季節(jié)，調(diào)溫纖維自行收縮，使編織物的孔眼張開而通風(fēng)透氣，大大地提高軍服的散熱能力；寒冬臘月，調(diào)溫纖維又可自行膨脹，使編織物的孔眼閉合而阻止空氣流通，從而提高軍服的保暖能力。

除了這些，還有紫外線和熱屏蔽纖維，能起到屏蔽紫外線和部分紅外線的作用，從而防止體表溫度升高。除此之外，在內(nèi)衣中運(yùn)用一些新型功能材料還可以達(dá)到抑制細(xì)菌繁殖的作用。如我國南沙守礁部隊(duì)的專用軍服，其中，內(nèi)衣褲和護(hù)膝應(yīng)用了多種新型功能纖維，能有效克服因高溫、高濕環(huán)境引發(fā)的細(xì)菌增殖對(duì)守礁官兵的健康帶來的危害。

由“美國陸軍士兵系統(tǒng)研究中心 ”開發(fā)的攔截者風(fēng)冷式戰(zhàn)術(shù)背心，采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)，通過電動(dòng)換氣扇促進(jìn)空氣在防護(hù)服和皮膚之間的空隙中流通，從而達(dá)到制冷和輔助排汗的效果。

據(jù)了解，該產(chǎn)品在配發(fā)美軍試穿后，根據(jù)反饋意見，設(shè)計(jì)者又對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，包括采用兼容性更好的電池，減輕引擎重量，降低風(fēng)扇噪音等。想必在不久的將來，這種降溫背心的性能將越來越高，士兵們穿著的舒適感將越來越好。

接下來，讓我們看一看更有科技感的降溫設(shè)備——快速熱交換技術(shù)降溫戰(zhàn)靴。

上面介紹的這些傳統(tǒng)降溫方法的降溫效果都不明顯，只能使體表溫度暫時(shí)下降，卻退不了“內(nèi)火”，對(duì)內(nèi)部器官無濟(jì)于事，而內(nèi)部器官溫度太高會(huì)造成功能紊亂，影響戰(zhàn)士的作戰(zhàn)能力和身體健康。

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家經(jīng)過多年研究，找到一種能夠使人體“從里涼到外”的方法，它被稱為“快速熱交換技術(shù)”，是按照哺乳動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)規(guī)律開發(fā)出來的。

該系統(tǒng)形狀像咖啡壺，里面有冰冷的錐形鋼板。使用者將手伸進(jìn)去，握住并扳動(dòng)金屬板，將真空裝置啟動(dòng)。冰冷的金屬板可以使手掌上的血管迅速變冷，真空裝置通過減小手掌周圍的氣壓來增加流向手掌的血液。冷卻的血液循環(huán)回體內(nèi)，就可以使全身的血液降溫，這樣可以減少熱量的散發(fā)，從而降低體能的消耗。

實(shí)驗(yàn)表明，“快速熱交換技術(shù)”系統(tǒng)能在10分鐘內(nèi)將人體的體溫從40攝氏度降到正常值；如果自然冷卻，這一過程則需要30分鐘。美國“高級(jí)研究計(jì)劃局”正與發(fā)明者密切合作，積極利用這一原理研制“降溫戰(zhàn)靴”。將來，戰(zhàn)士們穿著這樣的靴子會(huì)有“腳下清風(fēng)生”的感覺。

可喜可賀的是，現(xiàn)在，已經(jīng)有一些“冰背心”進(jìn)入民用市場，主要運(yùn)用在運(yùn)動(dòng)會(huì)上，如2008年6月，中國足球國家隊(duì)在多哈挑戰(zhàn)卡塔爾隊(duì)時(shí)，為了應(yīng)對(duì)多哈地區(qū)的高溫，國家隊(duì)隊(duì)員配備了循環(huán)式“冰背心”來抵御高溫和迅速恢復(fù)體力。除此應(yīng)用外，一些交警配備了鼓風(fēng)式降溫背心來抵御夏日戶外的高溫。

當(dāng)然，也有一些降溫裝置還沒有走進(jìn)我們的生活，就像“降溫戰(zhàn)靴”還在研制當(dāng)中，要將制冷裝置、真空裝置和供電電池都安裝在一個(gè)不是很大的靴子內(nèi)是一件較為困難的事，同時(shí)如何通過增加電池容量來增加工作時(shí)間也是一個(gè)比較大的困難。但是，我們相信，隨著科技的發(fā)展，在不久的將來，這些美好的設(shè)想一定會(huì)實(shí)現(xiàn)?。▉碓矗候蝌轿寰€譜 責(zé)任編輯/墓喬）