'美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?'

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美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

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美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

在上世紀60年代的越南戰爭中,美陸軍將M69式尼龍防彈服列為制式裝備。但由於尼龍纖維的抗張強度所限,尼龍防彈服要收到好的防護效果,重量需4.5公斤以上。據有關專家的試驗和分析,穿插上這麼重的防彈服,士兵的作戰能力會降低30%以上。在潮溼炎熱的越南戰場上,美軍士兵更是難以忍受尼龍防彈服所帶來的負擔和悶熱感,而不穿防彈服在現代戰爭中是很危險的。大量的統計分析表明,現代戰爭中彈片是對士兵的主要威脅,它佔導致傷亡原因的3/4,其餘的1/4才是衝擊波,槍彈,燒灼等造成的。因此越南戰爭後,人們—直在尋找合適的防彈服材料。直到70年代,終於出現了較為理想的防彈服材料一“凱夫拉”。

“凱夫拉”(Kevlar)是杜邦公司發明並生產的一種高性能纖維的名稱,也是杜邦公司引以自豪的著名產品。三十多年前, “凱夫拉”誕生於杜邦的實驗室,做為一種對位芳香族聚酰胺,它展示出諸多的優異特性和極其寬廣的應用領域。“凱夫拉”的抗張強度極高,是尼龍纖維的2倍多,它的出現使防彈服的防護性能有了明顯提高。試驗表明,“凱夫拉”吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。

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美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

在上世紀60年代的越南戰爭中,美陸軍將M69式尼龍防彈服列為制式裝備。但由於尼龍纖維的抗張強度所限,尼龍防彈服要收到好的防護效果,重量需4.5公斤以上。據有關專家的試驗和分析,穿插上這麼重的防彈服,士兵的作戰能力會降低30%以上。在潮溼炎熱的越南戰場上,美軍士兵更是難以忍受尼龍防彈服所帶來的負擔和悶熱感,而不穿防彈服在現代戰爭中是很危險的。大量的統計分析表明,現代戰爭中彈片是對士兵的主要威脅,它佔導致傷亡原因的3/4,其餘的1/4才是衝擊波,槍彈,燒灼等造成的。因此越南戰爭後,人們—直在尋找合適的防彈服材料。直到70年代,終於出現了較為理想的防彈服材料一“凱夫拉”。

“凱夫拉”(Kevlar)是杜邦公司發明並生產的一種高性能纖維的名稱,也是杜邦公司引以自豪的著名產品。三十多年前, “凱夫拉”誕生於杜邦的實驗室,做為一種對位芳香族聚酰胺,它展示出諸多的優異特性和極其寬廣的應用領域。“凱夫拉”的抗張強度極高,是尼龍纖維的2倍多,它的出現使防彈服的防護性能有了明顯提高。試驗表明,“凱夫拉”吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

多層“凱夫拉”織物對槍彈也能收到滿意的防護效果。正是因為“凱夫拉”纖維的密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型這些特點,自其面世以後,就在防護領域得到了廣泛的應用。美國陸軍器材司令部的納蒂克研究發展與工程中心,90年代又研製了一種被稱做“斯佩克特拉”(Spectra)的纖維,它具有比“凱夫拉”更優越的性能。用這種纖維材料製成的防彈頭盔和背心,在保持與“凱夫拉”製品同樣防護性能的條件下'其重量可減輕1/3。

近代防彈服發展至今已出現了三代:第一代為硬體防彈服,主要用特種鋼、鋁合金等金屬作防彈材料。這類防彈服的特點是:服裝厚重,通常約有20千克,穿著不舒適,對人體活動限制較大,具有一定的防彈性能,但易產生二次破片。第二代防彈服為軟體防彈服,通常由多層“凱夫拉”等高性能纖維織物製成。其重量輕,通常僅為2~3千克,且質地較為柔軟,適體性好,穿著也較為舒適,內穿時具有較好的隱蔽性,尤其適合警察及保安人員或政界要員的日常穿用。

在防彈能力上,一般能防住5米以外手槍射出的子彈,不會產生二次彈片,但被子彈擊中後變形較大,可引起一定的非貫穿損傷。另外對於於步槍或機槍射出的子彈,一般厚度的軟體防彈服難以抵禦。第三代防彈服是一種複合式的防彈服。通常以輕質陶瓷片為外層,“凱夫拉”等高性能纖維織物作為內層,是目前防彈服主要的發展方向。

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美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

在上世紀60年代的越南戰爭中,美陸軍將M69式尼龍防彈服列為制式裝備。但由於尼龍纖維的抗張強度所限,尼龍防彈服要收到好的防護效果,重量需4.5公斤以上。據有關專家的試驗和分析,穿插上這麼重的防彈服,士兵的作戰能力會降低30%以上。在潮溼炎熱的越南戰場上,美軍士兵更是難以忍受尼龍防彈服所帶來的負擔和悶熱感,而不穿防彈服在現代戰爭中是很危險的。大量的統計分析表明,現代戰爭中彈片是對士兵的主要威脅,它佔導致傷亡原因的3/4,其餘的1/4才是衝擊波,槍彈,燒灼等造成的。因此越南戰爭後,人們—直在尋找合適的防彈服材料。直到70年代,終於出現了較為理想的防彈服材料一“凱夫拉”。

“凱夫拉”(Kevlar)是杜邦公司發明並生產的一種高性能纖維的名稱,也是杜邦公司引以自豪的著名產品。三十多年前, “凱夫拉”誕生於杜邦的實驗室,做為一種對位芳香族聚酰胺,它展示出諸多的優異特性和極其寬廣的應用領域。“凱夫拉”的抗張強度極高,是尼龍纖維的2倍多,它的出現使防彈服的防護性能有了明顯提高。試驗表明,“凱夫拉”吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

多層“凱夫拉”織物對槍彈也能收到滿意的防護效果。正是因為“凱夫拉”纖維的密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型這些特點,自其面世以後,就在防護領域得到了廣泛的應用。美國陸軍器材司令部的納蒂克研究發展與工程中心,90年代又研製了一種被稱做“斯佩克特拉”(Spectra)的纖維,它具有比“凱夫拉”更優越的性能。用這種纖維材料製成的防彈頭盔和背心,在保持與“凱夫拉”製品同樣防護性能的條件下'其重量可減輕1/3。

近代防彈服發展至今已出現了三代:第一代為硬體防彈服,主要用特種鋼、鋁合金等金屬作防彈材料。這類防彈服的特點是:服裝厚重,通常約有20千克,穿著不舒適,對人體活動限制較大,具有一定的防彈性能,但易產生二次破片。第二代防彈服為軟體防彈服,通常由多層“凱夫拉”等高性能纖維織物製成。其重量輕,通常僅為2~3千克,且質地較為柔軟,適體性好,穿著也較為舒適,內穿時具有較好的隱蔽性,尤其適合警察及保安人員或政界要員的日常穿用。

在防彈能力上,一般能防住5米以外手槍射出的子彈,不會產生二次彈片,但被子彈擊中後變形較大,可引起一定的非貫穿損傷。另外對於於步槍或機槍射出的子彈,一般厚度的軟體防彈服難以抵禦。第三代防彈服是一種複合式的防彈服。通常以輕質陶瓷片為外層,“凱夫拉”等高性能纖維織物作為內層,是目前防彈服主要的發展方向。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

防彈衣的新要求

雖然防彈服經過幾十年的發展,已經成為較為成熟的作戰裝備,且防護性能不斷提高,但是任何事物的發展都不是絕對的。防彈服也有著其自身難以克服的缺點和弱點。

作為一種防護裝備,防彈服首先應具備的核心性能是防彈性能。同時作為一種功能性服裝,它還應具備一定的服用性能。

一、防彈性能

防彈服的防彈性能主要體現在以下三個方面:

(1)防手槍和步槍子彈。目前許多軟體防彈服都可防住手槍子彈,但要防住步槍子彈或更高能量的子彈,則需採用陶瓷或鋼製的增強板。

(2)防彈片各種爆炸物如炸彈、地雷、炮彈和手榴彈等爆炸產生的高速破片是戰場上的主要威脅之一。據調查,戰場中的士兵所面臨的威脅大小順序是:彈片、槍彈、爆炸衝擊波和熱。所以,要十分強調防彈片的功能。

(3)防非貫穿性損傷子彈在擊中目標後會產生極大的衝擊力,這種衝擊力作用於人體所生產的傷害常常是致命的。這種傷害不呈現出貫穿性,但會造成內傷,重者危及生命。換句話說,彈頭打在防彈服上,雖未穿透,但其衝擊動能通過防彈服作用於人體,也可能造成人體的內臟傷害,甚至致死。

根據實驗證明, 防護後的內臟傷的發生率和嚴重性是隨著防彈服的防穿透能力的增長而不斷增加和加重的。防穿透是基礎和前提,但一味提高防穿透性能,而忽略了防衝擊動能的性能是危險的。現在有些廠商和使用者在測試防彈服時,將試驗品固定在三合板上,打幾槍未穿透,就認為防彈效果良好,這是不對的。

我們可以看到,被試防彈服後面的三合板多數是破裂的,這是由於彈頭的衝擊動能所致。特別是對於一些硬質材料(金屬)做的防彈服,其防穿透性能很好,但其吸收動能和分散動能的性能較差。所以防止非貫穿性損傷也是防彈服防彈性能的一個重要方面。

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近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

在上世紀60年代的越南戰爭中,美陸軍將M69式尼龍防彈服列為制式裝備。但由於尼龍纖維的抗張強度所限,尼龍防彈服要收到好的防護效果,重量需4.5公斤以上。據有關專家的試驗和分析,穿插上這麼重的防彈服,士兵的作戰能力會降低30%以上。在潮溼炎熱的越南戰場上,美軍士兵更是難以忍受尼龍防彈服所帶來的負擔和悶熱感,而不穿防彈服在現代戰爭中是很危險的。大量的統計分析表明,現代戰爭中彈片是對士兵的主要威脅,它佔導致傷亡原因的3/4,其餘的1/4才是衝擊波,槍彈,燒灼等造成的。因此越南戰爭後,人們—直在尋找合適的防彈服材料。直到70年代,終於出現了較為理想的防彈服材料一“凱夫拉”。

“凱夫拉”(Kevlar)是杜邦公司發明並生產的一種高性能纖維的名稱,也是杜邦公司引以自豪的著名產品。三十多年前, “凱夫拉”誕生於杜邦的實驗室,做為一種對位芳香族聚酰胺,它展示出諸多的優異特性和極其寬廣的應用領域。“凱夫拉”的抗張強度極高,是尼龍纖維的2倍多,它的出現使防彈服的防護性能有了明顯提高。試驗表明,“凱夫拉”吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

多層“凱夫拉”織物對槍彈也能收到滿意的防護效果。正是因為“凱夫拉”纖維的密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型這些特點,自其面世以後,就在防護領域得到了廣泛的應用。美國陸軍器材司令部的納蒂克研究發展與工程中心,90年代又研製了一種被稱做“斯佩克特拉”(Spectra)的纖維,它具有比“凱夫拉”更優越的性能。用這種纖維材料製成的防彈頭盔和背心,在保持與“凱夫拉”製品同樣防護性能的條件下'其重量可減輕1/3。

近代防彈服發展至今已出現了三代:第一代為硬體防彈服,主要用特種鋼、鋁合金等金屬作防彈材料。這類防彈服的特點是:服裝厚重,通常約有20千克,穿著不舒適,對人體活動限制較大,具有一定的防彈性能,但易產生二次破片。第二代防彈服為軟體防彈服,通常由多層“凱夫拉”等高性能纖維織物製成。其重量輕,通常僅為2~3千克,且質地較為柔軟,適體性好,穿著也較為舒適,內穿時具有較好的隱蔽性,尤其適合警察及保安人員或政界要員的日常穿用。

在防彈能力上,一般能防住5米以外手槍射出的子彈,不會產生二次彈片,但被子彈擊中後變形較大,可引起一定的非貫穿損傷。另外對於於步槍或機槍射出的子彈,一般厚度的軟體防彈服難以抵禦。第三代防彈服是一種複合式的防彈服。通常以輕質陶瓷片為外層,“凱夫拉”等高性能纖維織物作為內層,是目前防彈服主要的發展方向。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

防彈衣的新要求

雖然防彈服經過幾十年的發展,已經成為較為成熟的作戰裝備,且防護性能不斷提高,但是任何事物的發展都不是絕對的。防彈服也有著其自身難以克服的缺點和弱點。

作為一種防護裝備,防彈服首先應具備的核心性能是防彈性能。同時作為一種功能性服裝,它還應具備一定的服用性能。

一、防彈性能

防彈服的防彈性能主要體現在以下三個方面:

(1)防手槍和步槍子彈。目前許多軟體防彈服都可防住手槍子彈,但要防住步槍子彈或更高能量的子彈,則需採用陶瓷或鋼製的增強板。

(2)防彈片各種爆炸物如炸彈、地雷、炮彈和手榴彈等爆炸產生的高速破片是戰場上的主要威脅之一。據調查,戰場中的士兵所面臨的威脅大小順序是:彈片、槍彈、爆炸衝擊波和熱。所以,要十分強調防彈片的功能。

(3)防非貫穿性損傷子彈在擊中目標後會產生極大的衝擊力,這種衝擊力作用於人體所生產的傷害常常是致命的。這種傷害不呈現出貫穿性,但會造成內傷,重者危及生命。換句話說,彈頭打在防彈服上,雖未穿透,但其衝擊動能通過防彈服作用於人體,也可能造成人體的內臟傷害,甚至致死。

根據實驗證明, 防護後的內臟傷的發生率和嚴重性是隨著防彈服的防穿透能力的增長而不斷增加和加重的。防穿透是基礎和前提,但一味提高防穿透性能,而忽略了防衝擊動能的性能是危險的。現在有些廠商和使用者在測試防彈服時,將試驗品固定在三合板上,打幾槍未穿透,就認為防彈效果良好,這是不對的。

我們可以看到,被試防彈服後面的三合板多數是破裂的,這是由於彈頭的衝擊動能所致。特別是對於一些硬質材料(金屬)做的防彈服,其防穿透性能很好,但其吸收動能和分散動能的性能較差。所以防止非貫穿性損傷也是防彈服防彈性能的一個重要方面。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

二、服用性能

防彈服的服用性能要求一方面是指在不影響防彈能力的前提下,防彈服應儘可能輕便舒適,人在穿著後仍能較為靈活地完成各種動作。另一方面是服裝對“服裝一人體”系統的微氣候環境的調節能力。對於防彈服而言,則是希望人體穿著防彈服後,仍能維持“人一衣”基本的熱溼交換狀態,儘可能避免防彈服內表面溼氣的積蓄而給人體造成悶熱潮溼等不舒適感,減少體能的消耗。此外,由於其特殊的使用環境,防彈服也要考慮到與其他武器裝備的適配性。

眾多因素影響防彈性能

儘管凱夫拉材料有著種種優秀的特性,但在實際使用中,卻暴露出種種問題。

1.日光照射的影響:當今世界上軟質防彈服用得最多的材料是“凱夫拉”或其他防彈纖維。但它們在陽光照射下,會加速老化。根據實驗表明,若把未老化的新材料的抗張強度定為100%,隨著陽光照射時間的加長其抗張強度急劇下降,照射2000小時後,其抗張強度下降至20%左右。

2.潮溼的影響:防彈纖維受潮後,也會嚴重影響其材料的強度。特別是“凱夫拉”或其他防彈纖維在受潮後,其防彈性能會大大降低。而為了防止防彈材料受潮,在防彈服中增加防潮層或面料,又會在無形中增加防彈服的重量和體積。

3.製作工藝及結構設計的影響:例如,有些廠商為了增加防彈服的防穿透性能,往往將多層的凱夫拉片以經緯方向都銜起來,銜愈密,剛度愈大,但穿著不舒服,同時也降低了吸收衝擊動能的性能。在這一點上,是銜好,還是不銜好,不同的廠商有截然不同的看法。同樣結構設計的優劣,也對防彈服的性能有著明顯的影響。

例如美軍大量裝備的“攔截者”防彈服,在伊拉克戰場上就暴露出了在接縫和防護層的結合部位防護能力薄弱的缺陷,利用這一缺陷,反美武裝給美軍造成了重大的傷亡。有統計顯示,自2007年以來,在美軍的戰鬥傷亡中,有很大一部分是由於在防彈服的結合部位中彈造成的。這一問題至今令美軍頭疼不已。

通過上面的分析我們不難看出,雖然防彈服在近年來有了長足的發展,並在惡劣的實戰環境中經受住了嚴格的考驗,但也不是達到了所謂的“刀槍不入”的境界,還是存在著很多的不足和缺陷,同時,隨著各種先進的武器和殺傷威力大的彈藥的不斷出現,防彈服還要經受更為嚴峻的考驗。

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近年來,隨著各種性能先進的防彈服問世及裝備到軍隊,人們對這些防彈服產生了濃厚的興趣。特別是在近代戰爭中,大量關於防彈服挽救作戰人員生命的報道,使不少人認為只有在小說和科幻電影中才有的“刀槍不入”的神話,已經能在現實中實現了。那麼,這些先進的防彈服真的有如此神奇的作用嗎?

現代防彈服的發展方向

現代防彈服的雛型出現於50年代的朝鮮戰爭期間。美軍首先試驗使用尼龍這類軟質合成纖維材料製做防彈服。他們發現12層特製尼龍纖維布可收到一定的防彈效果。當彈丸擊中防彈服時,縱橫交織的多層尼龍纖維像網一樣裹住彈丸,彈丸繼續運動的話就必須拉伸尼龍纖維,尼龍纖維的張力減低了彈丸的運動速度,消耗並吸收了彈丸的動能。由於彈片的動能和運動速度一般比彈丸低得多,所以尼龍防彈服對彈片的防護作用更明顯。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

在上世紀60年代的越南戰爭中,美陸軍將M69式尼龍防彈服列為制式裝備。但由於尼龍纖維的抗張強度所限,尼龍防彈服要收到好的防護效果,重量需4.5公斤以上。據有關專家的試驗和分析,穿插上這麼重的防彈服,士兵的作戰能力會降低30%以上。在潮溼炎熱的越南戰場上,美軍士兵更是難以忍受尼龍防彈服所帶來的負擔和悶熱感,而不穿防彈服在現代戰爭中是很危險的。大量的統計分析表明,現代戰爭中彈片是對士兵的主要威脅,它佔導致傷亡原因的3/4,其餘的1/4才是衝擊波,槍彈,燒灼等造成的。因此越南戰爭後,人們—直在尋找合適的防彈服材料。直到70年代,終於出現了較為理想的防彈服材料一“凱夫拉”。

“凱夫拉”(Kevlar)是杜邦公司發明並生產的一種高性能纖維的名稱,也是杜邦公司引以自豪的著名產品。三十多年前, “凱夫拉”誕生於杜邦的實驗室,做為一種對位芳香族聚酰胺,它展示出諸多的優異特性和極其寬廣的應用領域。“凱夫拉”的抗張強度極高,是尼龍纖維的2倍多,它的出現使防彈服的防護性能有了明顯提高。試驗表明,“凱夫拉”吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

多層“凱夫拉”織物對槍彈也能收到滿意的防護效果。正是因為“凱夫拉”纖維的密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型這些特點,自其面世以後,就在防護領域得到了廣泛的應用。美國陸軍器材司令部的納蒂克研究發展與工程中心,90年代又研製了一種被稱做“斯佩克特拉”(Spectra)的纖維,它具有比“凱夫拉”更優越的性能。用這種纖維材料製成的防彈頭盔和背心,在保持與“凱夫拉”製品同樣防護性能的條件下'其重量可減輕1/3。

近代防彈服發展至今已出現了三代:第一代為硬體防彈服,主要用特種鋼、鋁合金等金屬作防彈材料。這類防彈服的特點是:服裝厚重,通常約有20千克,穿著不舒適,對人體活動限制較大,具有一定的防彈性能,但易產生二次破片。第二代防彈服為軟體防彈服,通常由多層“凱夫拉”等高性能纖維織物製成。其重量輕,通常僅為2~3千克,且質地較為柔軟,適體性好,穿著也較為舒適,內穿時具有較好的隱蔽性,尤其適合警察及保安人員或政界要員的日常穿用。

在防彈能力上,一般能防住5米以外手槍射出的子彈,不會產生二次彈片,但被子彈擊中後變形較大,可引起一定的非貫穿損傷。另外對於於步槍或機槍射出的子彈,一般厚度的軟體防彈服難以抵禦。第三代防彈服是一種複合式的防彈服。通常以輕質陶瓷片為外層,“凱夫拉”等高性能纖維織物作為內層,是目前防彈服主要的發展方向。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

防彈衣的新要求

雖然防彈服經過幾十年的發展,已經成為較為成熟的作戰裝備,且防護性能不斷提高,但是任何事物的發展都不是絕對的。防彈服也有著其自身難以克服的缺點和弱點。

作為一種防護裝備,防彈服首先應具備的核心性能是防彈性能。同時作為一種功能性服裝,它還應具備一定的服用性能。

一、防彈性能

防彈服的防彈性能主要體現在以下三個方面:

(1)防手槍和步槍子彈。目前許多軟體防彈服都可防住手槍子彈,但要防住步槍子彈或更高能量的子彈,則需採用陶瓷或鋼製的增強板。

(2)防彈片各種爆炸物如炸彈、地雷、炮彈和手榴彈等爆炸產生的高速破片是戰場上的主要威脅之一。據調查,戰場中的士兵所面臨的威脅大小順序是:彈片、槍彈、爆炸衝擊波和熱。所以,要十分強調防彈片的功能。

(3)防非貫穿性損傷子彈在擊中目標後會產生極大的衝擊力,這種衝擊力作用於人體所生產的傷害常常是致命的。這種傷害不呈現出貫穿性,但會造成內傷,重者危及生命。換句話說,彈頭打在防彈服上,雖未穿透,但其衝擊動能通過防彈服作用於人體,也可能造成人體的內臟傷害,甚至致死。

根據實驗證明, 防護後的內臟傷的發生率和嚴重性是隨著防彈服的防穿透能力的增長而不斷增加和加重的。防穿透是基礎和前提,但一味提高防穿透性能,而忽略了防衝擊動能的性能是危險的。現在有些廠商和使用者在測試防彈服時,將試驗品固定在三合板上,打幾槍未穿透,就認為防彈效果良好,這是不對的。

我們可以看到,被試防彈服後面的三合板多數是破裂的,這是由於彈頭的衝擊動能所致。特別是對於一些硬質材料(金屬)做的防彈服,其防穿透性能很好,但其吸收動能和分散動能的性能較差。所以防止非貫穿性損傷也是防彈服防彈性能的一個重要方面。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

二、服用性能

防彈服的服用性能要求一方面是指在不影響防彈能力的前提下,防彈服應儘可能輕便舒適,人在穿著後仍能較為靈活地完成各種動作。另一方面是服裝對“服裝一人體”系統的微氣候環境的調節能力。對於防彈服而言,則是希望人體穿著防彈服後,仍能維持“人一衣”基本的熱溼交換狀態,儘可能避免防彈服內表面溼氣的積蓄而給人體造成悶熱潮溼等不舒適感,減少體能的消耗。此外,由於其特殊的使用環境,防彈服也要考慮到與其他武器裝備的適配性。

眾多因素影響防彈性能

儘管凱夫拉材料有著種種優秀的特性,但在實際使用中,卻暴露出種種問題。

1.日光照射的影響:當今世界上軟質防彈服用得最多的材料是“凱夫拉”或其他防彈纖維。但它們在陽光照射下,會加速老化。根據實驗表明,若把未老化的新材料的抗張強度定為100%,隨著陽光照射時間的加長其抗張強度急劇下降,照射2000小時後,其抗張強度下降至20%左右。

2.潮溼的影響:防彈纖維受潮後,也會嚴重影響其材料的強度。特別是“凱夫拉”或其他防彈纖維在受潮後,其防彈性能會大大降低。而為了防止防彈材料受潮,在防彈服中增加防潮層或面料,又會在無形中增加防彈服的重量和體積。

3.製作工藝及結構設計的影響:例如,有些廠商為了增加防彈服的防穿透性能,往往將多層的凱夫拉片以經緯方向都銜起來,銜愈密,剛度愈大,但穿著不舒服,同時也降低了吸收衝擊動能的性能。在這一點上,是銜好,還是不銜好,不同的廠商有截然不同的看法。同樣結構設計的優劣,也對防彈服的性能有著明顯的影響。

例如美軍大量裝備的“攔截者”防彈服,在伊拉克戰場上就暴露出了在接縫和防護層的結合部位防護能力薄弱的缺陷,利用這一缺陷,反美武裝給美軍造成了重大的傷亡。有統計顯示,自2007年以來,在美軍的戰鬥傷亡中,有很大一部分是由於在防彈服的結合部位中彈造成的。這一問題至今令美軍頭疼不已。

通過上面的分析我們不難看出,雖然防彈服在近年來有了長足的發展,並在惡劣的實戰環境中經受住了嚴格的考驗,但也不是達到了所謂的“刀槍不入”的境界,還是存在著很多的不足和缺陷,同時,隨著各種先進的武器和殺傷威力大的彈藥的不斷出現,防彈服還要經受更為嚴峻的考驗。

美軍也犯愁:防彈服如何能刀槍不入?

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