防彈衣能讓士兵在火舌下安然無恙嗎?
據(jù)美國《陸軍時(shí)報(bào)》報(bào)道,美軍預(yù)計(jì)在2019年大規(guī)模換裝新式的更為輕便的單兵護(hù)具,屆時(shí)美軍士兵可以在戰(zhàn)斗時(shí)多攜帶近4千克的彈藥。這也標(biāo)志著土豪美軍將要拉開新一輪單兵防護(hù)裝具換裝的大幕。
提到防護(hù)裝具,有《鋼鐵俠》《美國隊(duì)長》里主角們堅(jiān)不可摧、刀槍不入的套裝,還有特工片里保護(hù)主人公的防彈西裝、雨傘的“黑科技”,不過對(duì)于軍迷來說,更容易想到的就是單兵防護(hù)裝備了,它保護(hù)著每一個(gè)戰(zhàn)士的生命,讓他們穿過槍林彈雨、躲避襲擊。那么,造價(jià)高昂的防彈衣真的是無堅(jiān)不摧的嗎?它真的能讓士兵在火舌下安然無恙嗎?
防彈衣的防彈層是用金屬、陶瓷片、尼龍、凱芙拉、合成纖維、液體防護(hù)材料等構(gòu)成單一或復(fù)合型防護(hù)結(jié)構(gòu)。
好防彈衣,用料是關(guān)鍵
研究防彈衣,首先需要了解防彈衣的防護(hù)機(jī)理。防彈衣主要由衣套和防彈層兩部分組成。衣套常用化纖織品制作。防彈層是用金屬、陶瓷片、尼龍、凱芙拉、超高分子量聚乙烯纖維、液體防護(hù)材料等材料,構(gòu)成單一或復(fù)合型防護(hù)結(jié)構(gòu)。防彈層可吸收彈頭或彈片的動(dòng)能,對(duì)低速彈頭或彈片有明顯的防護(hù)效果,在控制一定的凹陷情況下可減輕對(duì)人體胸、腹部的傷害。
防彈衣之所以具有防護(hù)作用,防彈層功不可沒。因此,梳理防彈層材料的發(fā)展,可以為我們勾勒出一幅清晰的防彈衣發(fā)展之路。
而戰(zhàn)爭同樣是促進(jìn)防護(hù)裝備發(fā)展的關(guān)鍵因素。第一次世界大戰(zhàn)中,出現(xiàn)了以天然纖維織物為服裝襯里,配以鋼板制成的防彈衣。第二次世界大戰(zhàn)中,彈片的殺傷力增加了80%,而傷員中70%因軀干受傷而死亡。各參戰(zhàn)國,尤其是英、美兩國開始不遺余力地研制防彈衣。
1942年10月,英軍首先研制成功了由三塊高錳鋼板組成的防彈背心。美軍則在1945年6月研制成功鋁合金與高強(qiáng)尼龍組合的M12防彈背心。值得注意的是,M12防彈背心采用了當(dāng)時(shí)最新研制成功的尼龍66合成纖維。此后,合成纖維逐漸取代高強(qiáng)度鋼板成為防彈衣的主要材質(zhì)。
未來防護(hù)裝備真的能像科幻片里那樣無堅(jiān)不摧嗎?
上世紀(jì)70年代初,一種具有超高強(qiáng)度的合成纖維———?jiǎng)P芙拉由美國杜邦公司研制成功,并很快在防彈領(lǐng)域得到了應(yīng)用。凱芙拉的成功以及后來的特沃綸、斯派克特的出現(xiàn)及其在防彈衣的應(yīng)用,使以高性能紡織纖維為特征的軟質(zhì)防彈衣逐漸盛行。
然而,對(duì)于高速槍彈,尤其是步槍發(fā)射的子彈,純粹的軟質(zhì)防彈衣仍是難以勝任的。為此,人們又研制出了軟硬復(fù)合式防彈衣,以纖維復(fù)合材料作為增強(qiáng)面板或插板,以提高整體防彈衣的防彈能力。
近年來,一種新興的防彈材質(zhì)在蓬勃發(fā)展,這便是液體防彈材料。
據(jù)美國媒體報(bào)道,美國萊斯大學(xué)的研究人員正在研究一種新型聚氨酯納米材料,該材料不僅能夠阻擋子彈的射擊,還能進(jìn)行自我修復(fù)。當(dāng)遭遇小型物體高速撞擊時(shí),這種復(fù)雜的聚氨酯納米材料會(huì)“融化”成液體,從而阻止小型物體前進(jìn),并堵住它們的撞擊入口,完成自我修復(fù)。未來,使用這種防彈材料的防彈衣將能夠?qū)崿F(xiàn)高防護(hù)性、低重量。
矛與盾:打破防彈神話
小口徑步槍的普及使得與防彈衣的矛盾之爭更加激烈。
自美軍于上世紀(jì)60年代裝備M-16步槍、蘇軍在70年代裝備AK-74步槍開始,小口徑步槍在世界范圍內(nèi)以極快的速度普及開來。以北約部隊(duì)目前普遍裝備的SS1095.56×45毫米子彈為例,該彈彈頭為尖頭、錐底、鋼/鉛心復(fù)合結(jié)構(gòu)、銅被甲;彈殼為無凸緣式、瓶形;底火為伯丹式;裝藥為雙基扁球藥。該彈是典型的小口徑步槍子彈,初速946米每秒,槍口動(dòng)能1794焦耳,平均最大膛壓380兆帕斯卡,遠(yuǎn)距離射擊時(shí)仍具有優(yōu)異的侵徹性能。
北約的測試表明,目前大量裝備的防彈衣只能在理論上抵擋SS109彈的侵徹,但在實(shí)際使用環(huán)境中,考慮到防彈衣的老化、保養(yǎng)、戰(zhàn)場環(huán)境等問題,防彈衣的性能是要打折扣的。即便子彈沒能擊穿士兵穿戴的防彈衣,但子彈巨大的動(dòng)能在瞬間被防彈衣吸收后,最終將作用到士兵胸部、腹部的軟組織上面,子彈巨大的作用力仍會(huì)對(duì)士兵造成嚴(yán)重傷害甚至有可能奪走士兵的生命。
同時(shí),隨著單兵作戰(zhàn)武器的不斷發(fā)展、豐富,防彈衣與單兵攜行裝具結(jié)合成為了一種趨勢(shì)。如果飛行的子彈擊中了士兵攜行裝具里的彈藥,后果將不堪設(shè)想。
圖為美軍在伊拉克戰(zhàn)場上受重傷的士兵。雖然子彈未能擊穿防彈衣,但是巨大的動(dòng)能使該士兵受到嚴(yán)重傷害。
防彈衣并非“絕對(duì)保險(xiǎn)”
伊拉克戰(zhàn)場的實(shí)例證明,穿著帶有碳化硼防彈板的“攔截者”防彈衣的士兵,沒有因被步槍之類輕武器擊穿保護(hù)部位而死亡,用實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷證明了防彈衣在戰(zhàn)場上的特殊作用。但防彈衣不能過分神化,它只能在一定距離之外發(fā)生作用,目前防護(hù)級(jí)別最高的防彈衣也只能保證能夠有效防范在3厘米外發(fā)射9毫米巴拉貝魯姆子彈的手槍。
同時(shí),穿戴防彈衣的士兵在戰(zhàn)場上有可能反復(fù)中彈,并且士兵此時(shí)往往不能及時(shí)更換防彈衣或防彈板。軟質(zhì)防彈衣在經(jīng)受住“第一擊”后相應(yīng)部位的纖維就會(huì)拉伸或者斷裂,或因彈頭的高溫而燒焦,對(duì)再次來襲的彈頭很可能不再具備防御能力。
對(duì)復(fù)合防彈衣來說,防彈板的碎裂是吸收能量的主要方式,遭受一次命中后就會(huì)造成相應(yīng)部位較大面積的破壞,嚴(yán)重降低了整個(gè)防彈衣的防彈性能,在鄰近部位再次被直接命中時(shí),防彈材料能否抵擋“第二擊”就很成問題了。而且防彈衣在受到反復(fù)沖擊時(shí),防彈板通常會(huì)發(fā)生移動(dòng)而偏離原位,也在一定程度上影響使用者的安全。
此外,防彈衣并不能有效防衛(wèi)尖銳兵器的刺殺。目前普遍裝備的防彈衣都是采用編織的方法制造的,靠的是疊層架構(gòu)的方式來增強(qiáng)防彈材料的防護(hù)性能。而尖銳的兵器恰恰可以穿透各種軟質(zhì)防護(hù)材料,對(duì)士兵造成致命一擊。
防彈衣絕非是萬能產(chǎn)品,它還存在著種種問題,但它的存在確實(shí)能大大提高使用者的生存概率。從美軍在伊拉克的戰(zhàn)爭實(shí)踐中可以清楚地發(fā)現(xiàn),防彈衣使士兵的生存能力有了飛躍性的提高。
防彈衣的前途也是明朗的,隨著新材料的不斷出現(xiàn)和舊有問題的逐步克服,未來的防彈衣必定會(huì)更輕、更耐久、更舒適,而且能抵御更大的挑戰(zhàn),同時(shí)它還會(huì)和多功能軍服甚至是“士兵系統(tǒng)”的發(fā)展結(jié)合起來,最終成為保持使用者戰(zhàn)斗力和信心的可靠保障。