坚强侠套装,美利哥支出最新轻型防弹材质

作者:韦德娱乐1946

不知道在刚刚结束的圣诞购物季里你都买了些什么新鲜热辣的玩意,但可以肯定的一点是,战术背心绝对不会是你首选考虑入手的东西。不过看完本文之后也许你会改变主意。也许再过不

[美国陆军装备司令部2004年4月报道] 由于陆军正在通过减轻士兵的负荷来增强其机动性,因此两种新型纤维材料不久将有望取代已经使用数十年的凯夫拉纤维,成为未来防弹装备的主要制造材料。

据美国《陆军时报》报道,美军预计在2019年大规模换装新式的更为轻便的单兵护具,届时美军士兵可以在战斗时多携带近4千克的弹药。这也标志着土豪美军将要拉开新一轮单兵防护装具换装的大幕。 提到防护装具,有《钢铁侠》《美国队长》里主角们坚不可摧、刀枪不入的套装,还有特工片里保护主人公的防弹西装、雨伞的“黑科技”,不过对于军迷来说,更容易想到的就是单兵防护装备了,它保护着每一个战士的生命,让他们穿过枪林弹雨、躲避袭击。那么,造价高昂的防弹衣真的是无坚不摧的吗?它真的能让士兵在火舌下安然无恙吗?

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凯夫拉材料从20世纪80年代开始取代用于制造防弹衣的尼龙材料和制造头盔的钢材料,当时被称为地面部队单兵装甲系统。虽然PASGT系统的防弹性能有了大幅度提高,但是重量并没有减轻。目前,美国士兵系统中心的目标是在不降低防弹性能的前提下,将单兵防弹装备的重量减轻25%~30%。Zylon和M5纤维显示出了满足甚至超出这一目标需求的潜能。

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不知道在刚刚结束的圣诞购物季里你都买了些什么新鲜热辣的玩意,但可以肯定的一点是,战术背心绝对不会是你首选考虑入手的东西。不过看完本文之后也许你会改变主意。

Zylon纤维由美国空军于20世纪80年代首先研制,可以民用,目前正在日本生产,并转入了固态性能测试。为了提高士兵的生存能力,作为旨在进行弹道防护研究的人员系统防护技术目标研究工作的一部分,美国曾在2003年用Zylon纤维制造了一顶头盔样品。该头盔样品与PASGT头盔的防护级别相同,但其重量仅有0.8千克,比PASGT头盔轻约0.55千克。士兵系统中心的工程人员表示,目前使用Zylon材料可能面临的主要障碍是环境退化和美国法律要求一些军品必须在美国制造和使用国产材料。

防弹衣的防弹层是用金属、陶瓷片、尼龙、凯芙拉、合成纤维、液体防护材料等构成单一或复合型防护结构。

也许再过不长的时间,沃尔玛超市里就会开始设立战术背心专柜了。怎么,你不信?绝对这玩意只有军队和执法部门需要?没关系,咱们可以等着瞧,也许过不多久你自己就会去买上这么一件。还不信?那就接着往下看。本文将以防弹衣和战术背心的技术发展为主线,介绍一下这玩意是如何从军警领域逐渐向民用领域渗透的。

M5纤维是由美国麦哲伦系统国际公司开发的一种超高性能纤维。根据工程人员对M5纤维机械特性的分析和评估,该材料具有超乎寻常的抗撞击性能。根据分析结果,在相同的防护级别下,M5纤维比现有的防破片材料轻35%。目前,研究人员对M5纤维样品进行了有限的、相对低强度的弹道撞击测试,试验结果令人振奋。M5纤维的另一个特点是防热和防火性能十分出色。除了用于头盔、防破片背心和与陶瓷材料结合使用生产轻武器射击防护片外,M5纤维还可以作为车辆和飞机的结构复合材料。美军已经计划在2005年秋季之前采购足够的M5纤维,以生产头盔、防弹背心和轻武器射击防护片样品。

好防弹衣,用料是关键 研究防弹衣,首先需要了解防弹衣的防护机理。防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套常用化纤织品制作。防弹层是用金属、陶瓷片、尼龙、凯芙拉、超高分子量聚乙烯纤维、液体防护材料等材料,构成单一或复合型防护结构。防弹层可吸收弹头或弹片的动能,对低速弹头或弹片有明显的防护效果,在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。 防弹衣之所以具有防护作用,防弹层功不可没。因此,梳理防弹层材料的发展,可以为我们勾勒出一幅清晰的防弹衣发展之路。 而战争同样是促进防护装备发展的关键因素。第一次世界大战中,出现了以天然纤维织物为服装衬里,配以钢板制成的防弹衣。第二次世界大战中,弹片的杀伤力增加了80%,而伤员中70%因躯干受伤而死亡。各参战国,尤其是英、美两国开始不遗余力地研制防弹衣。 1942年10月,英军首先研制成功了由三块高锰钢板组成的防弹背心。美军则在1945年6月研制成功铝合金与高强尼龙组合的M12防弹背心。值得注意的是,M12防弹背心采用了当时最新研制成功的尼龙66合成纤维。此后,合成纤维逐渐取代高强度钢板成为防弹衣的主要材质。

有点防护总比裸奔强

防弹衣作为一种成功的单兵装备近来倍受关注,尤其是在正在进行的阿富汗战争和伊拉克战争中。据报道,美军士兵佩戴的头盔、防弹背心和刚性前后防护板能够有效防御子弹和炮弹破片,它们在战争中保住了许多美军士兵的生命。美国陆军士兵系统中心的弹道技术工程师表示,尽管防弹衣起到了很好的保护作用,但是与水、弹药和武器相比,它们仍是士兵携带的最重的单兵装备之一。

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自“战争”这一人类最原始的社会现象出现以来,人们就梦想拥有一件护甲来抵御敌人远程攻击手段:投矛、箭矢或者子弹。因为即便是训练有素的绝地武士,也不可能用光剑挡下所有的子弹。

未来防护装备真的能像科幻片里那样无坚不摧吗?

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上世纪70年代初,一种具有超高强度的合成纤维———凯芙拉由美国杜邦公司研制成功,并很快在防弹领域得到了应用。凯芙拉的成功以及后来的特沃纶、斯派克特的出现及其在防弹衣的应用,使以高性能纺织纤维为特征的软质防弹衣逐渐盛行。 然而,对于高速枪弹,尤其是步枪发射的子弹,纯粹的软质防弹衣仍是难以胜任的。为此,人们又研制出了软硬复合式防弹衣,以纤维复合材料作为增强面板或插板,以提高整体防弹衣的防弹能力。 近年来,一种新兴的防弹材质在蓬勃发展,这便是液体防弹材料。 据美国媒体报道,美国莱斯大学的研究人员正在研究一种新型聚氨酯纳米材料,该材料不仅能够阻挡子弹的射击,还能进行自我修复。当遭遇小型物体高速撞击时,这种复杂的聚氨酯纳米材料会“融化”成液体,从而阻止小型物体前进,并堵住它们的撞击入口,完成自我修复。未来,使用这种防弹材料的防弹衣将能够实现高防护性、低重量。

世界上第一件护甲是由树皮和竹片制成,而后是动物的兽皮。而后发展成为盾牌,最初由木头制成,而后是金属。在然后就是全身盔甲,这种护甲唯一的弱点在腋下——护甲的结合部。正因此,在火器诞生之前,弓箭就已经可以击杀身穿全套护甲的人了。

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甚至到了第一次世界大战,人们仍然使用钢制胸甲、防护面甲或者其他什么稀奇古怪的玩意,在壕堑战中抵挡对面射来的杂乱无章的——或者由狙击手射来的不那么杂乱无章的——子弹。

矛与盾:打破防弹神话

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小口径步枪的普及使得与防弹衣的矛盾之争更加激烈。 自美军于上世纪60年代装备M-16步枪、苏军在70年代装备AK-74步枪开始,小口径步枪在世界范围内以极快的速度普及开来。以北约部队目前普遍装备的SS1095.56×45毫米子弹为例,该弹弹头为尖头、锥底、钢/铅心复合结构、铜被甲;弹壳为无凸缘式、瓶形;底火为伯丹式;装药为双基扁球药。该弹是典型的小口径步枪子弹,初速946米每秒,枪口动能1794焦耳,平均最大膛压380兆帕斯卡,远距离射击时仍具有优异的侵彻性能。 北约的测试表明,目前大量装备的防弹衣只能在理论上抵挡SS109弹的侵彻,但在实际使用环境中,考虑到防弹衣的老化、保养、战场环境等问题,防弹衣的性能是要打折扣的。即便子弹没能击穿士兵穿戴的防弹衣,但子弹巨大的动能在瞬间被防弹衣吸收后,最终将作用到士兵胸部、腹部的软组织上面,子弹巨大的作用力仍会对士兵造成严重伤害甚至有可能夺走士兵的生命。 同时,随着单兵作战武器的不断发展、丰富,防弹衣与单兵携行装具结合成为了一种趋势。如果飞行的子弹击中了士兵携行装具里的弹药,后果将不堪设想。

高炮背心最初是在第二次世界大战中使用,配发给轰炸机乘员或者其他需要的单位。他们主要面对的威胁是来自地面的高射炮弹,这些炮弹会在飞机飞行的高度爆炸,破片击穿蒙皮毁伤设备和人员。在当时除了敌军的战斗机,高射炮是轰炸机的主要威胁。不过虽然高炮背心可以挡下破片,但无法防御子弹。(而从那之后,英语中在非正式场合就用flak vest一直指代“破片背心”了,即使这些背心是普遍配发给地面作战单位使用,译注)

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图为美军在伊拉克战场上受重伤的士兵。虽然子弹未能击穿防弹衣,但是巨大的动能使该士兵受到严重伤害。

防弹衣技术在二战中得到发展,但最初的版本顶多能防御小口径手枪弹,比如.38sp或者威力更小的弹药,运气好能挡下来9mm。

防弹衣并非“绝对保险” 伊拉克战场的实例证明,穿着带有碳化硼防弹板的“拦截者”防弹衣的士兵,没有因被步枪之类轻武器击穿保护部位而死亡,用实战经历证明了防弹衣在战场上的特殊作用。但防弹衣不能过分神化,它只能在一定距离之外发生作用,目前防护级别最高的防弹衣也只能保证能够有效防范在3厘米外发射9毫米巴拉贝鲁姆子弹的手枪。 同时,穿戴防弹衣的士兵在战场上有可能反复中弹,并且士兵此时往往不能及时更换防弹衣或防弹板。软质防弹衣在经受住“第一击”后相应部位的纤维就会拉伸或者断裂,或因弹头的高温而烧焦,对再次来袭的弹头很可能不再具备防御能力。 对复合防弹衣来说,防弹板的碎裂是吸收能量的主要方式,遭受一次命中后就会造成相应部位较大面积的破坏,严重降低了整个防弹衣的防弹性能,在邻近部位再次被直接命中时,防弹材料能否抵挡“第二击”就很成问题了。而且防弹衣在受到反复冲击时,防弹板通常会发生移动而偏离原位,也在一定程度上影响使用者的安全。 此外,防弹衣并不能有效防卫尖锐兵器的刺杀。目前普遍装备的防弹衣都是采用编织的方法制造的,靠的是叠层架构的方式来增强防弹材料的防护性能。而尖锐的兵器恰恰可以穿透各种软质防护材料,对士兵造成致命一击。 防弹衣绝非是万能产品,它还存在着种种问题,但它的存在确实能大大提高使用者的生存概率。从美军在伊拉克的战争实践中可以清楚地发现,防弹衣使士兵的生存能力有了飞跃性的提高。 防弹衣的前途也是明朗的,随着新材料的不断出现和旧有问题的逐步克服,未来的防弹衣必定会更轻、更耐久、更舒适,而且能抵御更大的挑战,同时它还会和多功能军服甚至是“士兵系统”的发展结合起来,最终成为保持使用者战斗力和信心的可靠保障。

到了越战,美军仍然在使用防破片背心。这些背心相对二战时期的前辈已经有了长足的进步,但本质上仍然没有变化。越战之后破片背心的技术仍然在继续改进,使其变得更轻防护性能更强。

在越南作战的士兵抱怨他们的防破片背心根本挡不住北越军的AK步枪子弹,只能防炮弹和榴弹的破片。除了休伊直升机成员,大多数人在越南都不喜欢穿这玩意,因为实在太重太热了。

越战时期的防破片背心基本都是以弹道尼龙纤维作为防护材料,经常有人会把这玩意当成凯夫拉。这种尼龙材料的主要优势在于重量轻。弹道尼龙属于第一代防弹纤维,以网状结构阻滞子弹。

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防弹板

现代的战术背心最早于80年代投放市场。美军在越南战争获得的诸多经验和教训,其中之一甚至可以追溯到一战时期,那就是如何权衡护甲的防护能力和重量。这是一对互相矛盾的指标,更好的防护性能意味着重量的上升。而对于步兵来说,他们的背包就已经够重了,再算上武器和弹药的重量,一般人都已经寸步难行了,这种情况下再穿一件沉重的防护背心,全部负重会超过80磅。

不过,这个时候防护技术得到了一点进步。

美国陆军和陆战队在80年代投入大量资金进行研究,以寻求更轻的防弹板材料(越战时期也有能防弹的背心,机组乘员使用的俗称“鸡肉盘”的背心就是,但实在太过沉重,单块防弹板重量达到4.5公斤,几乎是现在同等防护等级的防弹板的1.5倍,译注),为步兵提供还说得过去的防护能力。不过材料技术在各个领域——汽车、飞机乃至建筑——包括防弹板在内都不例外:那就是重量越轻,强度越低。

PC类背心(Plate Carrier,指以防弹板为核心和主要防护能力的承载背心)在这时走入公众视野。这类背心一般都是可扩展或者模块化设计,并且可以替换不同重量和防护等级的防弹板,可根据任务威胁级别自主决定,灵活替换。这都得益于其他防弹材料技术的推进:陶瓷、塑料和纤维等。不同的材料各有其优缺点。

不同防弹材料复合使用是当今各种防弹板所主要采用的技术。凯夫拉纤维是第一种能够切实防弹的纤维材料,它可以承受自身重量五倍的拉伸力。一般情况下,子弹射到钢板上,如同打在墙壁或者护盾上一页,钢板主要功能是停止子弹侵彻并分散其动能。

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而防弹纤维则有一点不同。当子弹打到防弹纤维材料上,弹头首先会被纤维材料构成的网状结构所俘获,吸收和分散子弹的动能。多层防弹纤维材料叠在一起,构成多层的网状结构,可阻滞并使来袭弹头发生形变,阻止其进一步侵彻。但是硬质弹头会破坏这种作用,这就是普通弹头和穿甲弹头的区别。

1980年代,美军开始装备PASGT防护系统,而后则是OTV防弹衣,一件真正能够为步兵提供防弹能力的防护背心。

在第二篇文章里,我们将对防弹等级分类和不同的防弹板进行介绍,点评其优缺点。

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