浅析各国防弹衣的研制状况及其发展走向

从防弹衣的发展历程可以看到,其性能的提高一直与高技术材料的应用密切相关。60年代末70年代初,“凯夫拉”(Kevlar)纤维的问世不仅代表着合成纤维技术史上一个新的里程碑,而且也给防弹衣带来了突破性的飞跃。

    从各国防弹衣的研制状况可以看出,防弹衣的发展呈现出以下的趋势: 

    高新技术材料将得到更广泛的应用 

    从防弹衣的发展历程可以看到,其性能的提高一直与高技术材料的应用密切相关。60年代末70年代初,“凯夫拉”(Kevlar)纤维的问世不仅代表着合成纤维技术史上一个新的里程碑,而且也给防弹衣带来了突破性的飞跃。1986年,荷兰阿克苏(AKZO)公司发明了“特沃纶”(Twaron)纤维,并于1991年进一步提高了其强度,生产出了性能更佳的TwaronCT,成为聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的另一代表品牌。在Kevlar、Twaron等芳纶纤维不断升级换代的同时,美国联合信号(AlliedSignal)公司和荷兰DSM公司先后推出了各自品牌的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,进一步减轻了防弹衣的重量,提高了防弹能力,成为当前极富竞争力的防弹纤维。 

    目前应用于防弹领域的原料除了上述两类高性能纤维以外,还有高强聚丙烯纤维、尼龙、高性能E型玻璃纤维、S型纤维、压缩陶瓷材料等。椐报道,英国T&N公司于1994年研制出了一种新型的碳化硼陶瓷防弹材料,不仅重量轻,防弹性能好,而且价格比其他防弹陶瓷便宜。 

    为了谋求更高的防弹性能,一些特殊的材料也成为人们研究的对象。最近,英国南安普敦大学的科学家们发明了一种用从液体水晶提炼的纤维制成的防弹背心。研究人员在实验过程中发现,当对一层水晶施加电压时,所有水晶呈同一方向排列并形成一个长形分子链。用化学手段使水晶分子链结合,形成强拉力纤维,然后用天然树脂将纤维定型,便制成超强力纤维。据发言人说,这是世界上最先进的防弹背心。另外,蜘蛛丝也被认为是制作防弹衣的优良材料,只是目前由于大规模养殖蜘蛛的一系列问题尚未解决,还不具备实用价值。但科学家们已经开始运用仿生学理论研制人工蜘蛛丝,以期求得强力更高而质量更轻的防弹材料。 

    目前,防弹衣技术的发展仍处于一个相对稳定的阶段,但从目前人们的研究方向可以看到,新材料的出现无疑将对其产生巨大的推动作用。 

    防护能力的不断提高 

    防弹衣防护能力的提高不仅意味着更强的防弹能力,同时使之具有集多种防护性能于一体的综合防护能力。 

    随着现代武器威力的不断提高,迫使防弹衣的防弹性能也不断升级。为此,人们不仅努力开发新材料,同时也在充分利用现有的材料,通过结构的改进谋求更高的防弹能力。英国研制的一种新的软硬式防弹防刺背心,基体采用高强聚丙烯纤维,在其防弹夹层中加入陶瓷增强材料。高强聚丙烯纤维可吸收冲击能量并阻止陶瓷碎片伤及人体,能够有效地用于对自动**子弹的防护。与此同时,为了更大程度地为人体提供全面的保护,未来的防弹衣将更合理地扩大防护面积,增强对颈部及下腹部的保护,同时,避免对人体活动的限制。 

    防护能力提高的另一体现在于抗多次射击的能力。陶瓷片的碎裂是软硬复合式防弹衣吸收能量的主要方式,但陶瓷片在受到一次弹击后就会造成较大面积的破坏,严重地降低了防弹衣的防弹性能,抵御多次弹击的能力很差。近年来,许多国家研制出了将陶瓷和玻璃钢的优点集于一身的新型防弹衣。在子弹击中防弹衣的瞬间,玻璃钢能成功地将集中于一点上的巨大撞击力分散到整个防弹衣上,避免陶瓷片的破碎。即使陶瓷片破碎,由于与玻璃钢紧密结合,也不会脱落,仍能继续发挥一定的防弹作用。另外,在悬挂系统的设计上也考虑到了抗多次射击的要求,美国波因特・布兰克(PointBlank)公司的研究人员认为,通常的防弹背心在受多次冲击时,防弹板会发生移动而随意偏离原位,影响防弹能力。为此,他们设计了专门的固定装置,提高了防弹衣的抗多次射击的性能。 

    非贯穿性损伤是衡量防护能力的一个重要方面。日本最新研制的超高性能防弹衣是由三层材料复合而成,其主要材料为kevlar,外层贴以陶瓷防弹片,其内层有氨基甲酸乙酯减震材料。据称,近距离**子弹也难以将该防弹衣击穿。 

    在防弹能力不断提高的同时,防弹衣的防护功能也进一步扩展到了防刺、防火等。目前许多国家的防弹衣在其外罩料上都运用了美国杜邦(DuPont)公司的诺梅克斯(Nomex)纤维,从而赋予防弹背心以良好的防火、防辐射功能。

    更轻、更舒适的防弹衣 

    随着防弹衣研究水平的提高,人们已不满足于仅考虑防弹衣的防弹性能。无论从实用角度还是从商业角度来考虑,轻型、舒适、方便的防弹衣都是使用者和生产厂家所共同追求的。目前防弹衣的总重量一般控制在10千克以内。当今最著名的几种防弹背心的重量都成功地控制在3~5千克之间。 

    美国纳蒂克研究、开发工程(NatickRD&E)中心一直致力于美国军用防弹衣–地面部队个人防弹系统(PASGT)防弹背心的研究和改进。新改进的PASGT采用独到的设计,使其具有了很高的适体性。背部的Kevlar防弹层分为四部分:上背部由相互叠合的三块防弹层组成,并分别与下背部的另一块防弹层搭接。这一结构使防弹背心能够适应人体在做各种不同动作时所引起的体形变化。采用了弹性带和折扣的垫肩使上臂的活动更为灵活。同时,与其他个人装具的适配性也得到了增强。日军将新式防弹衣的形状由过去的长方形改为八角龟甲型,使整体防弹衣更适合人体,不妨碍士兵的动作。 

    波因特・布兰克公司的防弹衣研究人员认为,散热是防弹衣穿着舒适性的主要问题,因此他们对防弹衣的散热性能,即维持人体舒适感的热湿交换平衡条件非常重视。该公司研究开发的CCI系统、特斯波(Transpor)系统和白色的库美斯(CoolMax)T恤都是为了改善“人-衣”系统的微气候。 

    所有这些表明,未来的防弹衣将为人们提供更为舒适的保护。 
综上所述,现代的防弹衣已经历了半个多世纪的发展历程。科学技术的发展推动了防弹材料的不断更新换代,特别是芳纶和高强聚乙烯纤维等高性能纤维的出现,完成了防弹衣由“硬”向“软”的转变,在提高防弹性能的同时满足了人们对防弹衣穿着舒适性的要求。在防弹衣未来的发展中,以高新技术材料为特征的防弹衣,其防弹性能将不断提高,穿着更轻更舒适。可以想见,高新材料的研究开发仍将是防弹衣发展的基础和动力。

浅析各国防弹衣的研制状况及其发展走向

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