邱日祥 公安部特種警用裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

GA293-2012《警用防彈頭盔及面罩》標準解析

邱日祥 公安部特種警用裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

介紹了GA293-2012《警用防彈頭盔及面罩》標準的主要修訂內(nèi)容，重點解讀了防彈頭盔及面罩防彈性能的測試評價方法，并對防彈頭盔的發(fā)展進行了展望。

警用防彈頭盔防彈面罩防彈性能

一、引言

GA293-2001《警用防彈頭盔及面罩》是我國警用防彈頭盔及面罩的第一個社會公共安全行業(yè)標準，于2001年2月15日發(fā)布，同年8月1日實施，已經(jīng)運行了12年，為防彈頭盔及面罩的研制、生產(chǎn)及加快產(chǎn)品發(fā)展、規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量起到了很好的作用。但隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，該標準已不能滿足產(chǎn)品技術(shù)進步的需要，主要存在以下幾個方面的不足：（1）檢測方法不明確，致使不同檢測機構(gòu)之間的理解和執(zhí)行存在較大差異；（2）經(jīng)過大量實驗表明，原標準的部分指標不適應(yīng)新材料、新產(chǎn)品的發(fā)展。為了進一步規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量，全面提高防彈頭盔及面罩的產(chǎn)品技術(shù)水平，根據(jù)公安部裝備財務(wù)局的要求，公安部警標委于2008年11月經(jīng)公安部科技局批準立項修訂GA293-2001《警用防彈頭盔及面罩》。通過大量的試驗，經(jīng)數(shù)據(jù)匯總分析、驗證及多次專題研討，提出了GA293-2012《警用防彈頭盔及面罩》標準修訂版本，該標準于2012年12月26日發(fā)布，2013年3月1日實施。

GA293-2012標準按照GB/T 1.1-2000《標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的規(guī)定進行編寫，共8章及7個附錄，其中附錄F和附錄G為資料性附錄，全部技術(shù)內(nèi)容為強制性。下面就標準中的主要內(nèi)容進行解析。

二、標準解析

（一）強調(diào)了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外觀顏色

標準中嚴格規(guī)定了頭盔的外形及顏色，外形上規(guī)定了防彈頭盔的盔形參數(shù)，附錄D給出了一個盔殼厚度為8mm的頭盔外形，在保證內(nèi)腔尺寸（參見標準的表2）的前提下，盔殼外形因產(chǎn)品厚度的不同允許按比例變化，且厚度必須均勻，盔殼各點厚度偏差應(yīng)在5mm之內(nèi)?？鴼ね獗砻骖伾珣?yīng)為“99”式警服藏藍色。

盔殼尺寸及顏色的嚴格規(guī)定表明了防彈頭盔作為一種警用裝備，必須有統(tǒng)一的外觀以體現(xiàn)中國警察威嚴的形象和鐵的紀律。

（二）規(guī)定了產(chǎn)品的質(zhì)量

由于防彈頭盔是警員執(zhí)行任務(wù)過程中必須佩帶的防護裝備，頭部承載的質(zhì)量都需要頸椎承受，而頸椎是人體容易疲勞的薄弱部位，在滿足防護要求的前提下，希望頭盔和面罩的重量越輕越好，這樣可以減輕頸椎的負擔，適當延長穿戴時間而不至于使佩戴者頭昏眼花。因此，在標準中嚴格規(guī)定了頭盔和面罩的質(zhì)量（參見標準的表3）。

（三）規(guī)定了頭盔涂層的要求

在新標準中對外觀涂層要求有三處明確規(guī)定：（1）盔殼外表面涂層應(yīng)均勻平滑、無外來雜質(zhì)、氣泡、脫皮、剝落等缺陷；（2）常溫下，防彈頭盔在水中浸泡24h后，盔殼表面不應(yīng)出現(xiàn)裂縫、起泡、分層的現(xiàn)象；（3）防彈頭盔經(jīng)低溫（-25℃，3h）和高溫（55℃，3h）處理后，盔殼表面不應(yīng)出現(xiàn)裂縫、起泡、分層的現(xiàn)象。

標準中取消了對漆膜附著力的測試，而是通過上述規(guī)定及試驗對涂層性能進行要求，更加科學、直觀。在以往測試過程中發(fā)現(xiàn)，有些涂層材料性能不好、涂層工藝不過關(guān)的產(chǎn)品會出現(xiàn)脫皮、剝落等現(xiàn)象，或在浸水及環(huán)境處理后出現(xiàn)起泡、脫皮、剝落等現(xiàn)象。

（四）明確了產(chǎn)品標志

新標準對防彈頭盔產(chǎn)品按材料分類【金屬（代號J）、非金屬（代號F）、金屬與非金屬復(fù)合（代號H）】、防護性能分類（1級和2級）及頭盔盔殼尺寸分規(guī)格（L號和M號）沒有變化。但是，防彈頭盔產(chǎn)品代號改為由產(chǎn)品名稱代號（FDK）、防護等級代號、盔殼材質(zhì)代號、企業(yè)自定義代號和產(chǎn)品型號代號、盔殼規(guī)格代號組成，如FDK2F-AB01-L代表防護等級為2級、由非金屬材料制成、盔殼規(guī)格為大號、企業(yè)代號為AB、產(chǎn)品型號為01型的防彈頭盔。

防彈面罩的產(chǎn)品代號由產(chǎn)品名稱代號（FDM）、防護等級代號（1級和2級）、企業(yè)自定義代號和產(chǎn)品型號代號組成，如FDM2-AB02代表防護等級為2級、企業(yè)代號為AB、產(chǎn)品型號為02型的防彈面罩。

警用防彈頭盔及面罩作為一種單警防護裝備，存在防護等級、保質(zhì)期等與使用密切相關(guān)的關(guān)鍵指標，為了使用的安全、方便及可追溯，產(chǎn)品上必須有清晰永久性的產(chǎn)品標識，這是公安裝備規(guī)范化的基本要求。標識的內(nèi)容應(yīng)包括以下信息：制造廠中文名稱或商標、產(chǎn)品名稱和代號、產(chǎn)品編號、執(zhí)行標準號、生產(chǎn)日期（年、月）、有效期。

（五）頭盔下頦帶裝置強度要求發(fā)生變化

GA293-2012版標準中下頦帶解脫扣的強度要求是：下頦帶緊急脫扣的牢固度應(yīng)大于500N，在外力大于1000N時應(yīng)解脫或撕裂。該要求充分考慮到了頭盔的實用性和人性化。下頦帶必須有一定的強度，即在500N的拉力下，附件不能發(fā)生斷裂、滑脫及緊急脫扣不應(yīng)脫開或損壞；當遇到戴頭盔騎摩托車發(fā)生事故等特殊情況時，下頦帶裝置應(yīng)能自動斷裂、頭盔脫落以保護使用者頭部的安全。

（六）規(guī)定了阻燃性能要求

新標準充分考慮到了防彈頭盔和面罩在平暴等復(fù)雜環(huán)境中面對火焰的情況，規(guī)定了防彈頭盔的盔殼、防彈面罩的緊鎖裝置及透明面板的續(xù)燃時間應(yīng)小于等于5s。

（七）明確了防彈面罩與頭盔之間的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系

標準中明確規(guī)定了防彈面罩和頭盔之間的連接為可拆卸式，面罩由透明面板和連接鎖緊裝置組成。使用中防彈面罩位于面部正前方與面部基本平行，面罩的上端緊貼頭盔帽檐；面罩的固定鎖緊裝置在不借助工具的情況下，應(yīng)能方便地裝卸；固定鎖緊裝置功能可靠，未鎖緊時應(yīng)翻轉(zhuǎn)靈活，鎖緊時應(yīng)牢固可靠。

（八）面罩的可視性能有新的規(guī)定

標準中規(guī)定了防彈面罩表面應(yīng)無劃傷、氣泡、異物和油污等，面罩周邊光滑；面罩試驗區(qū)域內(nèi)無任何影響透視的因素，且其透光率應(yīng)大于75%；防彈面罩光畸變最大量應(yīng)為6’；內(nèi)表面不應(yīng)結(jié)霧。上述規(guī)定充分保證了面罩在各種環(huán)境下使用，保證觀察對象不變形、低溫環(huán)境面罩不結(jié)霧。

（九）防彈性能及其測試方法的變化

防彈性能要求及測試方法的規(guī)范是該標準修訂的核心。標準起草小組廣泛收集國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，包括NIJ0106.01《防彈頭盔標準》、HPW-TP-0401.01B《防彈頭盔》、STANAG 2920、ACH Specifications、GJB5115-2004《軍用防彈頭盔安全技術(shù)性能要求》及以上標準的修訂版本，及時掌握國內(nèi)外最新相關(guān)技術(shù)發(fā)展動態(tài)，同時對近400頂頭盔進行實彈測試。經(jīng)過多次專家會議討論及歸納總結(jié)，涉及以下9個方面的變化：

1.防護等級的劃分

標準對產(chǎn)品防護等級中各類槍型的描述改為對各種槍彈類型、標稱質(zhì)量、初速、規(guī)格和彈頭結(jié)構(gòu)等的描述，如此規(guī)定保證了試驗評價的一致性，詳見標準的表1。

同時還在標準的附錄B中列出了其它需要特別關(guān)注的特殊槍彈威脅類型，見標準的表B.1。

以上規(guī)定表明：

（1）標準嚴格規(guī)定了防彈性能評價中突出了彈頭結(jié)構(gòu)及彈頭速度，而槍型僅是參考。要達到規(guī)定彈速，若使用制式彈，一般只有使用不多、保養(yǎng)良好的制式槍才能達到要求。實驗室一般使用彈道槍管發(fā)射、裝填彈藥等方式實現(xiàn)。

（2）標準對產(chǎn)品的防護等級沒有定死，而是開放式的，其它防護等級產(chǎn)品的評價可參考該標準進行。

2.防彈性能的判定發(fā)生了變化

首先是定義的變化，在第三章中給出了“穿透”的定義，與原標準有很大變化，規(guī)定防彈頭盔或面罩被有效命中后，其內(nèi)表面出現(xiàn)通孔或看到彈頭的現(xiàn)象為穿透。該規(guī)定突出的是頭盔/面罩上出現(xiàn)通孔，或雖然看不到通孔，但是在頭盔/面罩的背面能看到有彈頭或破片（可以是彈頭的破片，也可以是頭盔上部件受沖擊后產(chǎn)生的金屬破片）。這種判定更直觀、更嚴格，充分考慮到了子彈的不穩(wěn)定性。其次是在防彈性能的規(guī)定中還要求，經(jīng)過防彈性能測試后的頭盔的下頦帶與盔頂懸掛系統(tǒng)應(yīng)無零件脫落。

對于防彈面罩，防彈性能符合要求的情況除規(guī)定不能發(fā)生穿透外，防彈面罩的背面應(yīng)不能有裂縫和飛濺物，且透明面板與連接鎖緊裝置不能分離。

3.調(diào)整了防彈性能測試的環(huán)境條件

新標準在測試浸水、高溫、低溫處理后的防彈性能外，還增加了對常溫條件下的防彈性能的要求，原因在于防彈頭盔及面罩產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不僅與設(shè)計、原材料質(zhì)量有關(guān)，還與加工工藝的穩(wěn)定性密切相關(guān)，產(chǎn)品質(zhì)量的控制要求高，原來的三頂頭盔或三個面罩用來評價一種產(chǎn)品的質(zhì)量，數(shù)量太少。因此，綜合考慮常溫、高溫、低溫及浸水等各個條件下的產(chǎn)品性能，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的全面把握。

同時，將溫度適應(yīng)性范圍調(diào)整為-25℃～55℃。

4.測試樣品數(shù)量發(fā)生了變化

因為測試條件的增加，防彈頭盔的型式試驗至少5頂；防彈面罩的型式試驗至少9套，其中常溫、高溫、低溫及浸水條件各需2套，每套面罩的防彈性能試驗只能射擊1發(fā)子彈。增加樣品的數(shù)量主要是考慮提高測試結(jié)果的可信度。

同時，標準中還明確了抽樣檢驗的項目及抽樣方案，詳見標準的表5和表6。

5.防彈頭盔的彈痕高度指標調(diào)整至25mm

彈痕高度反映頭盔在受沖擊時的剛性，國外防彈頭盔標準中還沒有將該指標作為產(chǎn)品的評價指標。將彈痕高度引入GA293-2001標準作為評價防彈頭盔性能還是我國首次提出的，但當時只有鋼盔、金屬與非金屬的復(fù)合盔及芳綸頭盔。隨著材料的發(fā)展，防彈性能更高、質(zhì)量更輕的超高分子量聚乙烯頭盔的出現(xiàn)，使原有標準的指標已無法適應(yīng)新產(chǎn)品的需求。在大量實驗的基礎(chǔ)上，新標準在改進試驗方法后，將彈痕高度指標定在25mm，能夠滿足頭盔的使用需求。

6.對防彈性能測試支架進行了明確規(guī)定

標準的附錄A對防彈頭盔的測試支架進行了嚴格的規(guī)定，頭模應(yīng)符合GB/T2428-1998成年人頭面部尺寸的標準，用鋁材質(zhì)制作，頭模與基座總重量為5.0kg±0.5kg，詳見圖1。

從圖1可以看出，頭模上有十字槽，使頭盔在受到子彈沖擊時提供了充分的自由變形空間。帶滑軌的頭模支架系統(tǒng)雖然是固定的，但是與下面的底座有一定的空隙和彈性變形空間。將防彈頭盔或面罩試樣固定在頭模上，頭盔下頦帶扣緊于頭模下頦位置，收緊帶體直至頭盔后部下沿與頭模后部下沿平齊，使用拉緊裝置向上提拉頭盔，拉緊力為20N，用以保證頭盔在頭模上的狀態(tài)一致。

另外，防彈面罩測試的時候一定要配套支架，并將面罩固定在頭盔上進行全面測試。

7.實彈測試方案發(fā)生了變化

防彈頭盔的防彈性能評價涉及四種環(huán)境條件，且每種條件下的測試部位和數(shù)量不盡相同，詳見標準的表7。

值得注意的是，常溫條件下防彈頭盔測試5發(fā)子彈，每個彈著點的彈痕高度都應(yīng)進行測量；而其它三個經(jīng)環(huán)境處理后的樣品的彈著點只測量第一發(fā)的彈痕高度，而哪是第一發(fā)則根據(jù)試驗的實際情況定，標準沒有要求。

8.對環(huán)境處理后的測試時間間隔提出了新的要求

試驗的環(huán)境溫度為23℃±2℃，相對濕度為30%～70%。經(jīng)條件處理后的頭盔或面罩，實驗要求在離開條件試驗箱5min內(nèi)完成防彈性能試驗，確保實驗結(jié)果的穩(wěn)定性和一致性。

9.為產(chǎn)品防彈性能的評價提供了新的方法

在新標準中增加了附錄F和附錄G，規(guī)定了V50和V0的實驗方法。為產(chǎn)品設(shè)計和進一步評價產(chǎn)品（尤其是使用年限到期的產(chǎn)品）提供了更好的參考依據(jù)。

（十）增加了質(zhì)量一致性的規(guī)定

由于防彈頭盔和面罩是直接關(guān)系警員生命安全的裝備，標準中明確提出了產(chǎn)品的安全使用要求。明確了防彈頭盔或面罩在使用過程中應(yīng)在常溫、常濕、避光狀況下保存，受到任何槍彈射擊后不能繼續(xù)使用。同等使用條件下，防彈頭盔或面罩進行批量抽查時，防彈性能試驗中任意一頂防彈頭盔出現(xiàn)穿透或彈著點彈痕高度大于25mm，任意一個面罩出現(xiàn)穿透或受彈后彈頭被阻斷、背面出現(xiàn)飛濺物，則本批防彈頭盔或面罩不能繼續(xù)使用。

本標準規(guī)定合格防彈頭盔或面罩的使用年限應(yīng)大于或等于5年。同時還提出了對于過期或性能不確定的防彈頭盔或面罩，可參照附錄F防彈頭盔安全性能評估方法進行安全性評估。上述規(guī)定充分考慮到本標準的不可預(yù)見因素可能導(dǎo)致的威脅，從而確保防彈頭盔或面罩的安全性。

三、結(jié)語

新標準的出版和實施將對警用防彈頭盔的研制、生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范起到非常重要的作用。防彈頭盔和面罩作為一種個體防護裝備，人們對其安全防護性能、使用舒適性及外觀性能的要求越來越高。目前，國內(nèi)外很多機構(gòu)正在研究重量對頸椎疲勞性的影響因素，以及如何評價頭盔受子彈沖擊后，穿戴者受到的傷害及其力學指標閾值。防彈頭盔產(chǎn)品的發(fā)展在提高安全防護性能、降低重量的同時，還要與防毒面具、瞄準鏡、夜視及通訊裝備有機結(jié)合，使其成為一個單兵作戰(zhàn)平臺。