國產防彈衣、頭盔淺談
國產防彈衣、頭盔淺談
作為戰場上士兵的“守護神”,防彈衣和防彈盔從戰火中誕生到今天,經歷了一個相當長的發展過程。隨著實戰的需要,科學技術的不斷進步,現代的“甲胄”已發展到了新的階段??此坪唵蔚目?、甲,實際上涉及多個技術門類,凝聚著新科技的結晶,其內涵已遠超過古代“甲胄”的范疇。
新成立后,經過幾十年數代人的不懈努力,我國防彈衣和頭盔的研制取得了很大的成績,在當今同領域里占有重要的地位,足以讓我們引以為驕傲與自豪。
縱向的發展
防彈衣
20世紀50年代末,我國即開始防彈衣的研制。早的防彈衣由玻璃鋼與木棉組成,對手榴彈破片及手槍彈有一定的防護效果。之后研制的鉻鋼玉―玻璃鋼防彈衣和高強鋁合金防彈衣,目的是防美制子母彈的殺傷。以上的防彈衣曾伴隨我軍高炮部隊一起入越參加援越抗美(1965―1970)。進入70年代后,我們又研發了鋁合金―高強尼龍防彈衣,即81式防彈衣,目的是防64式手槍和其他兇器對人體的傷害,是公安部門代列裝裝備。值得提及的是80年代以來,我國技術人員根據需求而研制了不同類型的防彈衣??偤筌娦柩b備研究所于90年代初成功的研制了TF90-54防彈衣,其結構為特殊鋼+高強度尼龍材料,裝備對象為一線部隊、武警、公安及安保人員,目的是防以54式手槍為代表的各種手槍彈(51標準彈及51-1鋼芯彈,彈速450m/s)。TF90-54防彈衣防護效果優良,重量輕,防護面積大,與國外流行的芳綸(凱夫拉)―陶瓷防彈衣相比,在同等防護標準情況下,54防彈衣重量輕30%,防護面積大77%,價格僅為其1/4。優良的品質使其獲得了科技進步二等獎,軍隊科技進步一等獎。該系列的TF95-79防彈衣,能有效防止79式輕型沖鋒槍發射的彈速520s/m51式標準/鋼芯彈的打擊。90年代,軍需所又在國內率先引進國外新材料和技術,研制出新一代非金屬芳綸防彈衣。武警科技開發部及公安部系統與國內企業也研制了多種類型、品種齊全、性能良好的防彈衣產品。
防彈頭盔
70年代,我國開始立項研制代防彈頭盔――GK-80鋼盔。1979年的邊境自衛反擊戰,加快了新頭盔研制與裝備的速度(戰后統計表明,作戰中我傷員60%傷在頭部,而這其中80%是由彈片及流彈造成)。1982年80盔正式裝備我軍,在80年代(1980―1988年)南疆邊境作戰中,80盔為減輕部隊傷亡,保證戰斗勝利發揮了重要作用。它獲得了科技進步三等獎。GK-80盔目前仍在部隊大量使用,并在相當長的時間里為我武警、公安部隊的主要裝備。80盔使用重量不超過1350g,其改進型為GK-80A型,主要是懸掛系統由兩點式固定改為四點固定,增加了穩定性。
90年代,我國研制成功了第二代頭盔――QGF02防彈盔。這是我們種以芳綸材料制造的頭盔,盔重不超過1450g,其各項指標較大幅度地超過80盔,防護面積增大了21%,防彈效能提高了38%,舒適性、穩定性大為提高。其綜合性能達到了國際同類產品的先進水平,超過了上種芳綸盔――美國的M88(PASGT)頭盔。02盔于1997年先裝備我駐港部隊,之后陸續列裝全軍。02盔的研制成功具有劃時代的意義。它獲得了軍隊科技進步一等獎。在此之后,武警部隊和國內有關部門與廠家也研制了多種金屬與非金屬頭盔,呈現了百花齊放的局面,讓使用單位可以有不同的選擇余地。
橫向的比較
目前我國的防彈衣與頭盔的研制緊緊追蹤先進水平,與國際同步發展并有鮮明的特色。我們的“甲胄”成本低,重量輕,性能好,某些方面達到之,讓人欣慰。
以總后“護神”系列TF90-54/TF95-79防彈衣,武警部隊WJY-99-2/4系列防彈衣和四川四環裝甲SH-79防彈衣為例,它們均采用鋼質材料,使用我國自制的911A、FD-1特種鋼等鋼種,防彈標準很高,均防54式手槍及79式輕型沖鋒槍近距離發射的51-1鋼芯彈(彈速450~520m/s)的打擊。四環裝甲防彈衣采用FD-1中碳多元低合金超高強結構鋼,具有在任一區域、任一距離、同一彈著點可承受槍彈重合打擊的能力,100mm2面積上可承受5發子彈的打擊。上恐怕還沒有幾件防彈衣能經受住如此嚴酷而苛刻的考驗吧!幾年前在德國舉辦的一次防護裝具展會上,我國的“護神”防彈衣在實彈射擊對比實驗中,在規定距離上擋住了所使用的各類槍械的打擊,而其他的各類眾多防彈衣均被擊穿。“護神”因此博得了國外同行的認可與贊許,讓人揚眉吐氣!現在我們的鋼質防彈衣重量已成功地控制在4~6kg之內。從人機工程學講,防彈衣重量不超過人體重量的10%不影響穿著與技戰術動作。與國外比對,在防彈效果相同條件下,我們的產品重量輕30~40%,同時還具有很好的性能價格比。而非金屬防彈衣的研制也是成果累累,產品性能優良。
我國防彈頭盔的發展同樣成績顯著。80年代定型、列裝的GK-80/A鋼盔,采用我國獨立研制的材料――232鋼,即中碳低合金高強稀土鋼,而沒有使用外軍廣泛應用的錳鋼、高錳鋼和非碳錳鋼。80盔防護標準達到375m/s,可防64式、77式手槍發射的7.62mm64標準彈和54式手槍7.62mm51減藥彈(彈速320~340m/s)及低速彈片(手榴彈、地雷破片)的近距離打擊。30~50m距離上可防7.62mm的51標準彈、9mm巴拉貝魯姆彈的打擊(手槍發射),防護能力超過美國M1-961盔(采用高碳高錳奧氏體鋼)、蘇/俄SSH-68盔(采用中碳低合金高強錳鋼)及日本M-66盔、英國MK-4盔、德國IA-1盔等外軍鋼盔,成為當時防護性能好的鋼質盔。90年代以來,總后、武警、公安系統研制了多種鋼質頭盔,性能良好,體現了我國先進的技術水平。
我們研制的二代合成材料頭盔是換代產品,有代表性的有總后QGF-02芳綸盔、武警UD-75基綸盔、重慶盾之王的FDK02-II基綸盔等等,防護能力均達到了防54式手槍標準彈(彈速450m/s)的打擊。新一代基綸材料(超高分子量聚乙烯纖維)比芳綸材料(芳香族聚脂酰胺纖維)性能更好,如防水、強度、抗老化等方面。所制頭盔比芳綸盔重量輕200~300kg。與國外同代頭盔如美國M-88,法國的佳雷/UHMWPE,俄羅斯P7-U/P7N-2、英國MK-6(NPM1)及德國產品等相比,我國頭盔在各項指標上均達到或超過了外軍頭盔。目前我國多個廠家生產了多種型號的合成材料防彈盔并廣泛裝備應用。我國的防彈衣及頭盔批量出口許多,為祖國贏得了聲譽。
幾點啟示
我國防彈衣、頭盔的發展也折射出了同領域技術進步的印記。
1、技術水平不斷進步與發展
制造防彈衣、頭盔的材料,經歷了從金屬到非金屬,從普通鋼到合金鋼,從普通化纖到芳綸、基綸,從單一材料到復合材料,從性能一般到高強度、高韌性、高硬度、高彈模量的不斷發展,而這個發展是沒有止境的。每發展一步,產品性能就提高一步。隨著新材料、新技術、新工藝的出現,產品的結構、內在質量也在不斷變化與改進,目的是減輕重量、提高防護力,擴大防護面積、提高舒適性、方便性并向防火、防水、偽裝等多功能方面發展。從各國發展趨勢看,正在日益廣泛地應用各種合成材料,其優點明顯。如合成纖維制造的頭盔與鋼質盔相比,一般講防護面積大15~20%,防彈效能提高20~40%,重量輕20~30%,舒適性、穩定性、隔熱性、環境適應性明顯提高。英國新一代防彈衣采用新型碳化硅陶瓷,該材料重量輕,防彈性能好且造價低。這種防彈衣能在10mm2面積上能擋住射速850m/s的7.62mm子彈的打擊(即相當于79/85狙擊步槍發射的53步機彈),優點明顯。日本新型復合材料防彈衣采用高性能芳綸+新型復合陶瓷+氨基甲烷乙酯減震材料,該防彈衣能阻擋5.56mm子彈的打擊(即M-16等步槍發射的子彈,彈速980m/s),性能優異。法國采用荷蘭DSM公司的基綸材料作為防彈衣主體,加基綸纖維壓板作插板,產品質量輕,能防AK-47自動步槍等的近距離打擊。
近年來,新材料研究在繼續進行,如人造蛛絲、水晶纖維、納米材料等??梢灶A見,性能優良的材料將不斷應用于防護用具上。
2、多種原料并存,相互補充
直到科技高度發展的今天,我們仍不能說有哪種材料是十全十美而沒有缺陷的。以鋼材與合成纖維相比較,鋼質材料價格低、防彈效果好,不易出現非貫穿性損傷,使用壽命長;而合成纖維材料質量輕、舒適性好,不易出現跳彈等,但彼方的優點恰是此方相對應的缺點。盡管合成材料是當前及日后發展的主流,但目前仍是多種材料并存、共用,相互補充,或單一形式或復合形式,如鈦―鋼,鋼―尼龍,鋁―鈦,鋼―芳綸(基綸),陶瓷―玻璃鋼,芳(基)綸―陶瓷,芳綸―基綸等等。芳綸材料防彈效果比較有限,特別是防非貫穿性損傷,因此一般要加襯層或插板,如鋼或復合鋼板、復合陶瓷板等以提高防護效果。
高標準的防彈衣,無論國內外,采用的結構基本相同。如防彈速750~950m/s這個級別上(防AK47/74、M-16、56/81等槍發射的5.45/5.56mm步槍彈和7.62mm的56步槍彈等),一般采用鋼質材料制造,防彈衣重7~10kg。我國產品有SHAM-81型、總后56型及FDY-6Y和DY-81型等。前后部采用防彈效果不同面板的辦法可降低防彈衣重量,因為在實戰中前部的打擊為猛烈。如國產FY2000-5-1防彈衣,前部防56/81步機彈,后部防54手槍標準彈,重量只有5kg不到。另一類采用芳(基)綸材料加插板結構,如我國武警UD-5型、沈陽FDY6-RY型等防彈衣,采用鋼板、鋼-鈦復合板或陶瓷板提高防護標準,防彈衣重約5~8kg。
如果再提高防彈標準,達到防彈速850~950m/s的7.62mm步機彈和5.8mm步機彈(79/85狙擊步槍、95自動步槍發射)的水平,一般采用芳綸-基綸材料加復合陶瓷板進行防護,如總后高標準防彈衣等,重量約10kg。這一類防彈衣為全防護型,但重量較大,一般用于狙擊手執行戰斗任務時穿用。
3、根據國情發展并勇于創新
防護產品的研發使用一方面要跟蹤先進水平,另一方面又要充分考慮國情,根據自身條件與需求,從材料到工藝技術,力爭以低成本達到好的效果,同時要勇于實踐,大膽創新。目前各國均在大力發展新型材料產品,不可否認,芳綸等材料輕而舒適,但其成本高且化學穩定性與防非貫穿性損傷效果相對較差。在成本―重量―效果―防護面積之間尋求佳平衡點,這個問題看似簡單,實際上相當不容易,也是我們應努力追求的目標。面對資金并不寬裕的實際情況,我們不應該放棄金屬材料的研發,在這方面我們成績不俗。如采用911A、DF-1、GJB32等特殊鋼制造的防彈衣達到或超過了國外同等級別防彈衣的標準,如總后TF-95-79,武警的WJY-4等。北京金神寶公司采用半智能化宇航高級合金材料制造的防彈衣重量輕,防彈效果好(防54手槍鋼心彈,彈速450m/s),且防密集射擊。
目前國外除俄羅斯外已基本上不再研發新的金屬頭盔。而我國基于前述的原因,在鋼制盔研制方面仍在不斷努力。由北京安龍公司與總后3523廠研制的2000―4鋼制頭盔,防彈能力達到520m/s彈速,即能在近距離有效防止輕型沖鋒槍7.62mm鋼心彈的五點打擊。此盔已列裝警察國際維和部隊。武警科技部研制的WJ-PKK-01-5型鋼制頭盔具有與2000-4盔同等防護能力,已批量裝備武警部隊。廣東粵安器材廠制造的GGK―93T/II鋼盔是我國種高標準防彈頭盔,可四點防輕型沖鋒槍鋼心彈,頂點防54手槍鋼心彈,目前為公安部隊主要裝備之一。以上幾種盔型防彈能力均超過國際高防護標準。
在復合材料頭盔方面,武警部隊研制的996-2/3頭盔采用鋼―基綸復合結構,防護標準高(防54手槍及輕沖發射的鋼心彈)而成本相對較低。重慶盾之王公司的FDK01-II盔也采用鋼―基綸復合材料,防彈標準與國內外各種單質芳(基)綸盔相同,價格為芳基綸盔的1/2,重量較輕(1.45kg)。這些復合盔綜合性能均超過國外的同類產品,如俄羅斯的SSH-68M(鋼―基綸材料)、K-6盔(鋁、鈦復合材料)及德國復合盔等。在工藝上我們也不斷創新。北京東方上宇公司研制的芳(基)綸材料全效型頭盔,盔體上無鉆孔(不需要螺釘緊固),防護面積為100%(一般來說,鉆孔中心半徑38mm范圍防彈效果明顯降低)。武警部隊制造的WJY-2/4防彈衣不但防彈標準高,而且鋼板塊之間采用鎖接而非一般常用的搭接結構,解決了鋼板塊之間30度角縫隙漏彈的問題(盡管這個問題出現的概率很低),進一步提高了防彈能力,更好的保障了戰士的安全。










































