防彈衣有軟硬兩類,軟質(zhì)防彈衣不可以防刺刀,而硬質(zhì)的能;軟質(zhì)防彈衣不能防步槍,硬質(zhì)防彈衣則看等級(jí),高級(jí)別的可以;打不穿防彈衣的情況下,子彈也能震傷震死士兵;子彈打穿防彈衣,殺傷力會(huì)變得更大。中國(guó)是世界上最大的個(gè)人防彈裝備生產(chǎn)和出口國(guó)家,但國(guó)產(chǎn)防彈衣與國(guó)外仍存在差距。
前段時(shí)間國(guó)內(nèi)熱傳的一段視頻中,國(guó)外槍械愛(ài)好者用7.62毫米大威力步槍測(cè)試零售價(jià)僅100美元的中國(guó)防彈插板,結(jié)果連續(xù)數(shù)槍都無(wú)法擊穿。如今,中國(guó)是世界上最大的個(gè)人防彈裝備生產(chǎn)和出口國(guó)家,能夠以非常低廉的價(jià)格提供主流標(biāo)準(zhǔn)體系最高防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品。
不過(guò)在介紹中國(guó)防彈產(chǎn)品——特別是防彈衣/防彈插板的之前,需要先普及一下防彈衣的一些基本知識(shí)——比如防彈衣能不能防刀刺?能不能防步槍?很多人在談及防彈衣時(shí)還是有一些誤解的。
一:防彈衣能不能防刺刀?
先上結(jié)論:軟質(zhì)的不能,硬質(zhì)的能。
圖:軟質(zhì)防彈衣穿著舒適性好,適合長(zhǎng)時(shí)間穿戴,但防護(hù)能力有限
防彈衣有軟硬兩類,軟質(zhì)防彈衣的主要結(jié)構(gòu)是依靠防彈纖維紡織而成——而任何純粹的纖維織物都不能有效抵御穿刺類的破壞。因此軟質(zhì)防彈衣雖然能抵擋得住手槍彈乃至于部分沖鋒槍彈,但確實(shí)不能抵擋住尖銳刀具——特別是針刺類刀具的穿刺攻擊。
雖然各國(guó)都在推動(dòng)防彈和防刺功能一體化的軟質(zhì)防彈衣研究發(fā)展,但至少在現(xiàn)階段,能夠在防刺性能上達(dá)到專業(yè)防刺服標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品并不存在。
圖:傳統(tǒng)軟質(zhì)防彈衣的原理,是利用高強(qiáng)度纖維的斷裂、變形、抽出的過(guò)程,消耗掉彈頭的動(dòng)能,最后使彈頭喪失進(jìn)一步侵徹的能力,但是不能防尖銳物的穿刺。
而硬質(zhì)防彈裝備中,以高強(qiáng)度金屬材料為核心的產(chǎn)品,是不可能依靠人力讓刀具穿透的。陶瓷類的雖然未見(jiàn)專業(yè)測(cè)試結(jié)果,但僅在理論上講,由于陶瓷易碎,不能排除在多次強(qiáng)力刺擊的過(guò)程中陶瓷碎裂,然后刀刃從陶瓷裂縫中穿過(guò)的概率;但這個(gè)概率就算存在,也非常低,基本上可以認(rèn)為沒(méi)有實(shí)際意義。
二:防彈衣能防步槍彈嗎?
先上結(jié)論:軟質(zhì)防彈衣不能,硬質(zhì)防彈衣看等級(jí),高級(jí)別的可以。
目前主流的最高等級(jí)(美國(guó)NIJ體系下的IV級(jí))防彈產(chǎn)品,能夠抵擋7.62毫米大威力口徑的穿甲彈。也就是說(shuō)蘇聯(lián)SVD、美國(guó)M40A1這一類的狙擊步槍,發(fā)射穿甲彈都打不穿這類防彈產(chǎn)品。
圖:子彈被防彈材料擋下后,在膠泥上留下的沖擊凹陷
圖:能防御高速步槍彈的,都必然帶硬質(zhì)防彈結(jié)構(gòu)
防彈衣的防護(hù)能力需要兩個(gè)方面的支撐,最基本的要求當(dāng)然是打不穿,但與此同時(shí),也要求防彈衣被擊中的瞬間形成的凹陷不能太深——通常來(lái)說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)被限制在44毫米。因?yàn)榘枷萏畹脑?,彈頭的沖擊和動(dòng)能,依然會(huì)大量傳遞到人體內(nèi)較深層的組織,從而引發(fā)嚴(yán)重的骨骼和內(nèi)臟損傷,導(dǎo)致重傷和死亡。
而軟質(zhì)防彈衣在這一方面存在的劣勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。針對(duì)高速、大動(dòng)能的步槍彈來(lái)說(shuō),只有硬質(zhì)結(jié)構(gòu)的防彈材料,才能保證將彈頭的沖擊均勻的分?jǐn)傇诟竺娣e的身體表面,將沖擊瞬間的凹陷深度控制在很小的范圍內(nèi)。
三:打不穿防彈衣的情況下,子彈能震傷震死士兵嗎?
先上結(jié)論:能,機(jī)理學(xué)名為“防彈衣后鈍性傷”;但是絕大多數(shù)情況下受傷程度有限,致死者極少。
防彈衣通過(guò)自身消耗子彈的動(dòng)能來(lái)保護(hù)士兵,但是吸收的最大比率始終是有限的(在90%左右或者略高),還是有一部分會(huì)傳遞到人身上。因此一定范圍、一定深度內(nèi)的皮膚肌肉、骨骼、乃至于心肺等內(nèi)臟挫傷,都會(huì)不同程度的出現(xiàn);而且由于液體不可被壓縮,因此這種沖擊還會(huì)沿著骨骼和血液傳遞,有可能引發(fā)一定程度的腦出血。
圖:國(guó)內(nèi)相關(guān)的致傷研究,采用NIJ的III級(jí)硬質(zhì)防彈插板
圖:外表?yè)p傷
圖:蛛網(wǎng)膜下腔出血
這種沖擊帶來(lái)的傷害,通??赡軙?huì)破壞士兵在數(shù)分鐘內(nèi)的行動(dòng)反應(yīng)能力,程度輕重不一,比如身體強(qiáng)壯意志頑強(qiáng)的人受影響會(huì)較輕。而身體的完全恢復(fù)則需要幾天以上時(shí)間。而這種沖擊傷害嚴(yán)重到致死的極端情況非常少見(jiàn),實(shí)際上直到1969年才由美軍發(fā)現(xiàn)第一起案例。
四:子彈打穿防彈衣,殺傷力會(huì)變得更大?
先上結(jié)論:存在這種可能性,但絕大多數(shù)情況下殺傷力只會(huì)變得更小。
彈頭殺傷力不僅取決于自身的動(dòng)能,還取決于自身能將多少動(dòng)能釋放給人體。對(duì)于一些設(shè)計(jì)很老、飛行穩(wěn)定性過(guò)高的彈種來(lái)說(shuō),確實(shí)存在打穿防彈衣以后,由于彈頭變形、失去穩(wěn)定性而在人體內(nèi)翻滾前進(jìn)——以至于雖然打穿人體之前失去了小部分動(dòng)能,但反而打穿人體以后釋放動(dòng)能的速度和總量大幅提升,反而導(dǎo)致殺傷力增強(qiáng)的情況。
圖:現(xiàn)代彈藥都非常強(qiáng)調(diào)翻滾、破碎殺傷
圖:5.56毫米步槍彈擊穿模擬人體組織明膠的翻滾破碎殺傷過(guò)程
但是這種情況只能建立在兩個(gè)前提下:彈種本身沒(méi)有強(qiáng)化翻滾殺傷設(shè)計(jì),大威力彈種近距離擊穿低防護(hù)等級(jí)防彈衣,消耗動(dòng)能很小。實(shí)際上二戰(zhàn)以后,基于現(xiàn)代彈道創(chuàng)傷學(xué)理論設(shè)計(jì)的新步槍彈——涵括現(xiàn)在所有的小口徑步槍彈,本身都是依靠強(qiáng)化翻滾作用進(jìn)行殺傷的。因此,即使不能攔截下彈頭,防彈衣的效果也能大幅度降低彈頭動(dòng)能,從而減小對(duì)人體的殺傷作用。
至于帶入防彈衣殘片碎屑一類的問(wèn)題——不穿防彈衣被擊中,一樣會(huì)有其他大量異物進(jìn)入傷口,這是被百多年來(lái)的各國(guó)火器傷統(tǒng)計(jì)工作確證無(wú)疑的事情。
五、中國(guó)早期防彈衣采用坦克裝甲車上的陶瓷裝甲材料
國(guó)內(nèi)最早的防彈衣研究始于50年代末期,當(dāng)時(shí)的主要目的是為保衛(wèi)人員和后勤車隊(duì)人員提供防護(hù),前者針對(duì)手榴彈破片和手槍彈,后者針對(duì)美軍空襲時(shí)投下的子母彈殺傷破片。當(dāng)時(shí)使用過(guò)的材料組合包括玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂與木棉;玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂與鉻剛玉;高強(qiáng)度鋁合金等。不過(guò),客觀地說(shuō),這些早期產(chǎn)品的防護(hù)性能都非常有限。
特別值得指出的是,鉻剛玉的主要成分是氧化鋁——這是后來(lái)坦克裝甲車輛上廣泛運(yùn)用的陶瓷裝甲材料的主要成分,美國(guó)首次完成陶瓷復(fù)合裝甲的研制也是在1962年。因此從思路上講,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的鉻剛玉防彈衣研制,還是非常具有前瞻性的——但要強(qiáng)調(diào)的是,現(xiàn)在中國(guó)的陶瓷防彈產(chǎn)品,在技術(shù)上和這種鉻剛玉防彈衣并沒(méi)有直接的傳承關(guān)系。
圖:玻璃鋼是用一層層的玻璃纖維布,用環(huán)氧樹(shù)脂膠水固化起來(lái)的增強(qiáng)塑料;這些街頭隨處可見(jiàn)的搖搖車,外殼就是玻璃鋼制成的
在80年代中國(guó)自己定型的81防彈衣,使用的是鋁合金-尼龍材料。雖然比50年代的玻璃鋼纖維要好得多,但尼龍材料和同時(shí)代的美國(guó)凱夫拉(芳綸類)材料就差遠(yuǎn)了。而在90年代以后,中國(guó)引進(jìn)了包括芳綸在內(nèi)大量先進(jìn)材料的生產(chǎn)技術(shù),這為國(guó)內(nèi)新一代防彈產(chǎn)品的研制、特別是追趕國(guó)際主流和先進(jìn)水平奠定了基礎(chǔ)。
六、國(guó)內(nèi)禁槍,因此防彈衣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同于美國(guó)
60年代以后到90年代之間,中國(guó)的防彈衣開(kāi)發(fā)實(shí)際上主要針對(duì)的是國(guó)內(nèi)的保衛(wèi)工作和公安執(zhí)法,而非軍事行動(dòng)。這帶來(lái)了兩個(gè)方面的現(xiàn)象——首先是開(kāi)發(fā)的防彈衣主要針對(duì)手槍和沖鋒槍等易于隱藏?cái)y帶的小型武器,特別是64手槍、54手槍、79沖鋒槍;其次是標(biāo)準(zhǔn)化、制式化的產(chǎn)品,首先由公安部門列裝,公安系統(tǒng)先行制定防彈衣的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
圖:國(guó)內(nèi)現(xiàn)在自用的防彈衣標(biāo)準(zhǔn),最高就是近距離防護(hù)95步槍射擊
需要提及的是,由于國(guó)內(nèi)事實(shí)上不允許民眾持槍,因此國(guó)內(nèi)公安部門制定的防彈衣防護(hù)等級(jí),和國(guó)際市場(chǎng)最主流的美國(guó)NIJ體系標(biāo)準(zhǔn)不同,明顯偏低。因此在強(qiáng)調(diào)防彈衣等級(jí)的同時(shí),務(wù)必要清楚它是基于哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系下的產(chǎn)物比如國(guó)內(nèi)公安標(biāo)準(zhǔn)下的防彈衣分為五級(jí),最高級(jí)也只能防御56半自動(dòng)步槍、56沖鋒槍發(fā)射的普通彈(軟質(zhì)鋼芯)——在絕大多數(shù)情況下,國(guó)內(nèi)警察面對(duì)的犯罪和恐怖分子,擁有更高級(jí)火力的概率非常低。
在2002年,解放軍也開(kāi)始建設(shè)自己的相關(guān)防彈衣軍用標(biāo)準(zhǔn)——就最核心的防護(hù)能力要求來(lái)說(shuō),就是在公安部基礎(chǔ)上添加了針對(duì)95步槍發(fā)射5.8毫米普通彈的第六級(jí)防護(hù)能力。
圖:NIJ的IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn),能近距離抵御7.62毫米狙擊步槍發(fā)射的穿甲彈
七、國(guó)產(chǎn)防彈衣設(shè)計(jì)和制造以美國(guó)NIJ體系為準(zhǔn)
但要強(qiáng)調(diào)的是,國(guó)內(nèi)軍警部門制定的標(biāo)準(zhǔn)較低,不代表國(guó)產(chǎn)防彈衣的研制水平低。實(shí)際上國(guó)內(nèi)防彈產(chǎn)品的需求量至今都非常小,國(guó)內(nèi)企業(yè)的主要市場(chǎng)全部在海外,其設(shè)計(jì)和制造都是以最主流的美國(guó)NIJ體系為標(biāo)準(zhǔn),高級(jí)產(chǎn)品的防護(hù)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。
簡(jiǎn)單的說(shuō),NIJ標(biāo)準(zhǔn)就是近距離——15米以內(nèi),IIIA級(jí)防護(hù)各類手槍,III級(jí)防護(hù)中口徑大威力及以下級(jí)別的步槍發(fā)射普通彈,IV級(jí)防護(hù)中口徑大威力及以下級(jí)別的步槍發(fā)射穿甲彈。比如文章開(kāi)頭提到的100美元零售價(jià)中國(guó)防彈插板,就是NIJ的IV級(jí)防護(hù)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)軍警的五級(jí)和六級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)NIJ體系下的III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
因此在主流防彈衣產(chǎn)品的防護(hù)能力上,國(guó)內(nèi)、國(guó)外同級(jí)別的產(chǎn)品是沒(méi)有差異的——大家都遵循的是同樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系。同一級(jí)別合格產(chǎn)品的水平高低,體現(xiàn)在盡可能減輕整個(gè)產(chǎn)品的重量,減輕產(chǎn)品在穿戴時(shí)的熱負(fù)荷,提高穿戴的舒適性、靈活性等其它方面。
八、國(guó)產(chǎn)防彈衣與國(guó)外仍存在差距
目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外高端產(chǎn)品相比,滯后的部分往往更多是使用上的一些設(shè)計(jì)——比如快速穿脫,或者是在穿戴上適應(yīng)各種槍械的快速取用等等。這是因?yàn)樵诜缽棶a(chǎn)品研發(fā)和新的戰(zhàn)術(shù)射擊體系進(jìn)步銜接上,國(guó)內(nèi)的環(huán)境無(wú)法與存在巨大民間射擊市場(chǎng)的國(guó)外相比。
最根本的差距,體現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)的基礎(chǔ)對(duì)于國(guó)外依賴性較高——比如一些高端設(shè)備就還需從國(guó)外進(jìn)口。我們對(duì)于進(jìn)口設(shè)備甚至是原料的依賴,都是目前短時(shí)間內(nèi)難以擺脫的。
圖:液體防彈衣原理:剪切增稠液體(簡(jiǎn)稱STF)用手指攪動(dòng)的時(shí)候,由于速度慢力量小,剪切作用很低,此時(shí)性質(zhì)和普通的粘稠液體差不多。
圖:用拳頭猛砸,由于速度高力量大,帶來(lái)的沖擊要猛烈的多;剪切增稠液體的粘稠度會(huì)在瞬間急劇加大,形成硬實(shí)的類固體狀態(tài)。沖擊越猛烈,這種特征越顯著。