未來戰(zhàn)場上士兵的“保護(hù)神”

魏岳江+一博

外媒稱，美國陸軍將研究如何利用轉(zhuǎn)基因蠶 改善防彈衣，并使之變輕。據(jù)說，美軍研制這種材料已有大約10年，6年前，蠶首次產(chǎn)出“非 傳統(tǒng)”蛋白（含有天然蛋白纖維的蠶絲）。

防彈衣是在古代鎧甲的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其防彈效果十分顯著。調(diào)查資料表明，在第一次世界大戰(zhàn)中，英國軍隊(duì)在戰(zhàn)場上80%的陣亡人員是因中速流彈和碎彈片而死。穿上防彈衣后，可有效地阻擋流彈和碎彈片，傷亡率降低58%。其中胸部受傷造成的死亡率從30%降到8%，腹部受傷的死亡率從39%降到7%，受保護(hù)部位負(fù)傷率降低了74%。

隨著防彈材料的發(fā)展，防彈衣對未來士兵的保護(hù)將更加嚴(yán)密，可以說是刀槍不入、彈不能進(jìn)身，形形色色的防彈衣將層出不窮。

防彈衣的種類

防彈衣的品種與型號較多。從防護(hù)等級分，可分為防彈片、防低速子彈、防高速子彈三級;從式樣上分，有背心式、茄克式、套頭式三種;從使用對象分，有地面部隊(duì)人員防彈系統(tǒng)防碎彈片背心、戰(zhàn)車乘員防彈系統(tǒng)防碎彈片防彈衣、保安防彈衣、要人防彈衣等多個(gè)品種。而且每一個(gè)品種又由于穿著對象的不同，設(shè)計(jì)式樣、防彈衣材料的使用都不一樣。

以要人為例，要人防彈衣是國家領(lǐng)導(dǎo)人和政界要人進(jìn)行公開活動時(shí)為防止敵對分子的殺害而穿著的裝備，其既要具備高防彈性能，又不能太顯眼。一般設(shè)計(jì)成西服式樣，防彈層多用軟性材料制成。隨著防彈衣研究水平的提高，人們已不滿足于僅考慮防彈衣的防彈性能。無論從實(shí)用角度還是從商業(yè)角度來考慮，輕型、舒適、方便的防彈衣都是使用者和生產(chǎn)廠家所共同追求的目標(biāo)。目前，防彈衣的總重量一般控制在10千克以內(nèi)。當(dāng)今最著名的幾種防彈背心的重量都成功地控制在3～5千克之間。從使用角度看，防彈衣可分警用型和軍用型兩種。根據(jù)材料，防彈衣可分為軟體、硬體和軟硬復(fù)合體三種。軟體防彈衣的材料主要以高性能紡織纖維為主，這些高性能纖維遠(yuǎn)高于一般材料的能量吸收能力，賦予防彈衣防彈功能，并且由于這種防彈衣一般采用紡織品制成，因而又具有相當(dāng)?shù)娜彳浶?，稱為軟體防彈衣。硬體防彈衣則是以特種鋼板、超強(qiáng)鋁合金等金屬材料或者氧化鋁、碳化硅等硬質(zhì)非金屬材料為主體防彈材料，由此制成的防彈衣一般不具備柔軟性。軟硬復(fù)合式防彈衣的柔軟性介于上述兩種類型之間，它以軟質(zhì)材料為內(nèi)襯，以硬質(zhì)材料作為面板和增強(qiáng)材料，是一種復(fù)合型防彈衣。作為一種防護(hù)用品，防彈衣首先應(yīng)具備的核心性能是防彈性能。同時(shí)作為一種功能性服裝，它還應(yīng)具備一定的服用性能。防彈衣的服用性能要求在不影響防彈能力的前提下，防彈衣應(yīng)盡可能輕便舒適，人在穿著后仍能較為靈活地完成各種動作。

防彈衣的結(jié)構(gòu)材料

防彈衣的結(jié)構(gòu)主要由衣套和防彈層兩部分組成。衣套常用化纖織物制作，起覆蓋和保護(hù)防彈層的作用，有的衣套也有一定的防彈作用。防彈層用金屬、玻璃鋼、陶瓷、尼龍、凱夫拉（芳綸）等硬質(zhì)和軟質(zhì)材料單一或復(fù)合制作，能使彈頭、彈片被彈開和嵌住，并消釋子彈、彈片的沖擊動能，對人體起保護(hù)作用。衣套由過去單一的覆蓋防彈層的作用，發(fā)展到今天的具有防火、防水、偽裝等功能的高性能防彈衣套。防彈層的厚度，根據(jù)不同使用對象，以防護(hù)性能與穿著舒適之間的最佳平衡數(shù)來確定。防彈層的結(jié)構(gòu)有單一的，也有復(fù)合的，復(fù)合的有多種防彈材料的復(fù)合，也有防彈材料與減震材料的復(fù)合。防彈材料有的被做成整體，也有的被做成片狀再一片一片搭接起來。整體的會導(dǎo)致行動不便，目前，剛性材料一般做成片狀，穿在身上活動度大，軟性防彈材料一般都做成整體性的。

防彈材料的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長的歷史過程，從普通的鋼材到合金鋼，從金屬材料到玻璃鋼，從普通化纖到芳綸，從單一材料到復(fù)合材料。每走一步，都使防彈衣的性能提高一大步。盡管防彈材料五花八門，品種繁多，但歸納起來，只有金屬（包括合金材料）、玻璃鋼、陶瓷、尼龍、碳化硅和凱夫拉六大類。其中，后三種是軟性防彈材料，具有許多優(yōu)良性能，已逐漸代替前三種剛性材料。尼龍是軟性防彈材料，采用多層高強(qiáng)尼龍布，可有效防御手槍子彈和沖鋒槍子彈，重量較輕;碳化硅纖維是一種無機(jī)纖維，它具有特別高的彈性模量，受到?jīng)_擊時(shí)產(chǎn)生撕裂而吸收彈片的能量，削弱碎彈片對人體的傷害;凱夫拉纖維具有耐高溫、高強(qiáng)高模量，其強(qiáng)度是鋼的5倍，采用這種材料制成的防彈衣，防彈效果較好，穿著較舒適。當(dāng)子彈或碎彈片射到凱夫拉層時(shí)，纖維本身受力變形，將消耗掉子彈或彈片的動能，從而保護(hù)了穿用者的安全。最近，超高分子量聚乙烯開始用于防彈層。尼龍、凱夫拉、超高分子量聚乙烯均是以其柔軟的織物或是浸漬了樹脂類化學(xué)物質(zhì)的織物制作防彈層，其防彈的機(jī)理是相同的：利用它們的強(qiáng)度抵御子彈或碎彈片，抵御不了時(shí)，纖維扭曲變形嵌住子彈或碎彈片，第一層擋不住，還有第二層，頗有前仆后繼的味道。

美國科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因桑蠶能夠培育出人造蜘蛛絲，未來它將被用于制造更結(jié)實(shí)的纖維，用于制造燒傷患者使用的紡織品和繃帶，以及防彈衣。

新型防彈衣顯露戰(zhàn)場

防電子防彈衣

這種防彈衣不僅能防彈，而且還能在捕捉到來襲炮彈所發(fā)出的信號以后，立即進(jìn)行處理，并在幾微秒之內(nèi)對信號進(jìn)行修改，并發(fā)送出去，使來襲炮彈引信受騙上當(dāng)，在距離目標(biāo)幾百米的地方就誤認(rèn)為已到達(dá)了應(yīng)該引爆的高度，從而提前爆炸。它不僅能對付單發(fā)炮彈，而且可對付多彈來襲。

護(hù)神防彈衣

它采取先進(jìn)技術(shù)，不斷改進(jìn)材料、改進(jìn)工藝，由防彈鋼片和高強(qiáng)纖維防彈織物組成的防彈層，可分散和消耗掉子彈所具有的能量?？捎行Х乐故謽?、輕型沖鋒槍彈對人體的傷害。

蜘蛛絲防彈衣

蜘蛛絲也被認(rèn)為是制作防彈衣的優(yōu)良材料，只是目前由于大規(guī)模養(yǎng)殖蜘蛛的一系列問題尚未解決，還不具備實(shí)用價(jià)值。但科學(xué)家們已經(jīng)開始運(yùn)用仿生學(xué)理論研制人工蜘蛛絲，以期求得強(qiáng)度更高而質(zhì)量更輕的防彈材料。在美國南部的佛羅里達(dá)州和許多拉美國家，生活著一種別名叫作“金眼”的蜘蛛，其體形較大，素以結(jié)網(wǎng)粘捕飛鳥而著稱。近年來，美國軍方對這種蜘蛛進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)它的絲有著非常好的力學(xué)性能，抗張強(qiáng)度和彈性俱佳，是制作防彈衣物極為理想的材料。用它制作的防彈衣，重量將更輕、防彈性能將更好。目前，美國正在研究利用人工方法生產(chǎn)蜘蛛絲，采取生物基因工程技術(shù)生產(chǎn)絲纖維蛋白物，與蜘蛛絲進(jìn)行混合，生產(chǎn)出制作防彈衣的材料。另外，我國成都天友公司最近正研制開發(fā)OEM1基因桑樹工程和轉(zhuǎn)蜘蛛絲蛋白基因工程。

仿生防彈衣

這種防彈衣，采用具有松塔和鹿角等生物屬性的材料制作。穿上這種防彈衣的士兵，將可以抗風(fēng)雨、防子彈。這是因?yàn)樗伤苡行У貙Ω冻睗?，?dāng)大氣濕度下降，松塔的鱗狀葉子便會自動張開進(jìn)行“呼吸”。基于此，利用類似松塔結(jié)構(gòu)的人造纖維系統(tǒng)，組成新的纖維結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)外界自然條件的變化。

多能防彈衣

使用最新材料制成，全重7.6公斤，包括戰(zhàn)斗服、防彈衣、手套、新型戰(zhàn)斗靴、制冷圓領(lǐng)衫、承載元件等。具有防彈、防化學(xué)戰(zhàn)劑、防火、防熱核、防紅外監(jiān)視、防激光、抗御風(fēng)雨等多種功能。

防恐怖防彈衣

在當(dāng)年美國總統(tǒng)里根遭到欣克利手槍刺殺后，各國軍界對防彈衣的研究掀起了一股新的浪潮，各種各樣的防恐怖防彈衣紛紛問世，大大提高了警衛(wèi)防護(hù)能力。

高科技輕型防彈衣

在現(xiàn)代戰(zhàn)場上，士兵要面臨更多新式輕武器的威脅，防彈衣變得日益重要起來，但防彈衣的重量和防護(hù)性之間的關(guān)系一直沒能得到較好的解決。為了解決這個(gè)問題，經(jīng)過研究，美國陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)推出了一種新型防彈背心，它采用先進(jìn)的復(fù)合材料，重量大幅度減輕，比美軍目前使用的防彈背心減輕了10英鎊！而且防護(hù)效果較好，可抵御7.62毫米槍彈的正面射擊。據(jù)研究人員透露，由于填充物使用了復(fù)合材料，使新型防彈背心的重量僅為16英鎊（大約7.2公斤）。另外，該防彈背心可根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同而進(jìn)行定制，一般情況下，如士兵在維和行動中執(zhí)行巡邏任務(wù)時(shí)，可穿著標(biāo)準(zhǔn)的型號，能有效抵御9毫米手槍彈的射擊;而在執(zhí)行更加危險(xiǎn)的作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，士兵可在防彈背心上加裝額外的裝甲片，能抵御7.62毫米步槍彈的多點(diǎn)射擊，防護(hù)效果大大加強(qiáng)。 考慮到每個(gè)人的身材不同，這種額外的裝甲片有5種尺寸可供選擇。而且，裝甲片的拆卸也很方便，只要用力拉一下就可卸下來。另外，該防彈背心不僅對胸部和背部提供了保護(hù)，它對頸部也有較好的防護(hù)能力。

“液體裝甲”防彈衣

據(jù)美國媒體報(bào)道，為了增強(qiáng)美軍士兵在戰(zhàn)場上的機(jī)動性與靈活性，美軍此前一直在致力于開發(fā)一種重量更輕、使用更方便的“液體裝甲”防彈衣。美軍研究工作實(shí)驗(yàn)室此前一直在為美軍士兵的“凱夫拉”防護(hù)用具系列研制一種全新的“液體裝甲”，以使整套護(hù)具更加輕便靈活。據(jù)從事這一研發(fā)項(xiàng)目的官員稱，一旦這種新型的“液體裝甲”防彈衣研制成功并裝備給美軍士兵，那么美軍士兵在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)在跑動過程當(dāng)中將會非常靈便，不會阻礙他們快速行進(jìn)以及準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。“液體裝甲”的關(guān)鍵成分是一種名為“剪切增稠液體”的物質(zhì)。剪切增稠液體由懸浮在聚乙二醇中的堅(jiān)硬粒子組成。聚乙二醇是無毒的，能承受的溫度范圍很大。極其細(xì)小的硅微粒（非常堅(jiān)硬）是“剪切增稠液體”的另一成分。這種流動性很強(qiáng)的液體和堅(jiān)硬的微粒結(jié)合后，能形成一種性能不同尋常的材料。美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室武器與材料研究委員會負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的工程師透露說，“剪切增稠液體”非常容易變形，會像液體一樣流動。然而，一旦子彈或破片擊中背心，它就會變成一種堅(jiān)硬的材料，阻止射彈擊穿士兵的身體。監(jiān)獄警衛(wèi)和警官都可以從這種技術(shù)中獲益，液體裝甲的防刺能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)的防彈背心，這種能力對于監(jiān)獄警衛(wèi)尤其重要，因?yàn)樗麄兘?jīng)常受到手工制作的尖銳武器的襲擊。