朱海剛

摘 要 隨著高性能防彈纖維的出現(xiàn)和發(fā)展，人們對(duì)防彈纖維及其復(fù)合材料的研究也越來(lái)越活躍。各國(guó)紛紛將注意力投入到防彈纖維及其復(fù)合材料武器平臺(tái)以及其中某些構(gòu)件的制造研究領(lǐng)域，并已取得了顯著成果。本文對(duì)防彈纖維在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行了概述總結(jié)，為下一步研究防彈纖維的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 防彈纖維 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TO327.1；TJ810.38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

新型防彈纖維的開(kāi)發(fā)使復(fù)合材料頭盔的研制得到了很大的發(fā)展。最先采取行動(dòng)的是美國(guó)人，他們于1978年研制的新型凱夫拉頭盔標(biāo)志著頭盔的發(fā)展進(jìn)人了新時(shí)代。新型的PASGT頭盔比鋼盔防護(hù)能力大1倍以上。它采用高抗沖凱夫拉織物浸枯合劑壓制而成，防護(hù)能力強(qiáng)、質(zhì)量小、導(dǎo)電率低，其綜合防護(hù)性能比鋼盔提高了4～5倍。繼美國(guó)之后，英國(guó)、俄羅斯、以色列等軍隊(duì)也開(kāi)始使用“凱夫拉”、“尼龍”、“超高分子聚乙烯”等高性能纖維材料的頭盔。

1“凱夫拉”頭盔

由于凱夫拉纖維結(jié)構(gòu)中芳酰胺分子束沿纖維軸高度有序排列，因此其抗拉強(qiáng)度極高、吸收破片動(dòng)能的能力也較好。根據(jù)有關(guān)射擊試驗(yàn)證明，對(duì)于阻擋2.79g彈頭能力，“凱夫拉”比尼龍高40%；對(duì)于0.49g破片的防護(hù)，比尼龍高14%；對(duì)0.16g破片的防護(hù)，比尼龍高17%；在吸收破片動(dòng)能的能力和對(duì)微小破片方面，“凱夫拉”比尼龍和鋼高40%；對(duì)于1.1g破片，“凱夫拉”比尼龍高96%，比鋼高187%。平均看來(lái)，“凱夫拉”吸收破片動(dòng)能的能力是尼龍的1.6倍，是鋼的2倍。多層凱夫拉織物對(duì)彈頭的防護(hù)效果也很好。此外，“凱夫拉”還具有穩(wěn)定性好，對(duì)所有化學(xué)物質(zhì)不起反應(yīng)，不燃燒，不熔化等特點(diǎn)。

美軍于1978年開(kāi)始用高強(qiáng)度、高模量、低密度的“凱夫拉”纖維制作頭盔，1983年裝備部隊(duì)。該頭盔的正式名稱(chēng)為“地面部隊(duì)單兵防護(hù)系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“PASGT”，俗稱(chēng)“德國(guó)兵”，因?yàn)樵擃^盔外形與第二次世界大戰(zhàn)時(shí)納粹德軍的頭盔相似，并且增大了對(duì)耳側(cè)和后頸的防護(hù)面積。該頭盔懸掛系統(tǒng)采用兩端固定式，并可調(diào)節(jié)，共有4種規(guī)格，99.9%的美國(guó)軍人都適戴。美軍“凱夫拉”頭盔的內(nèi)襯使用注塑成型工藝，一次成型。其中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.42kg。其防護(hù)性能標(biāo)志V50值可達(dá)609.6m/s，能防9mm手槍彈彈頭和破片。

德軍的頭盔是由“凱夫拉”織物和酚醛樹(shù)脂壓制成型的。在其質(zhì)量比原鋼盔減少30%的情況下，防護(hù)能力卻比鋼盔提高了160～200%。而且，阻燃性、熱穩(wěn)定性好，能防輕微輻射。德軍中號(hào)頭盔的質(zhì)量為0.96kg，彈擊試驗(yàn)V50值可達(dá)620m/s，它可阻擋原北約標(biāo)準(zhǔn)的9mm手槍彈彈頭。

日軍日本自衛(wèi)隊(duì)目前裝備的防彈頭盔有2種，66式鋼盔和88式“凱夫拉”頭盔。由于66式鋼盔是仿照美軍鋼盔制作的，尺寸不適合日本人的頭形特點(diǎn)，且質(zhì)量大，戴上搖晃，因此日軍于1985年著手研制新型“凱夫拉”頭盔。88式“凱夫拉”頭盔。其中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.1kg，顏色為橄欖綠，厚度10mm，質(zhì)量比66式鋼盔輕20%，防彈能力卻提高了20～30%。特別是其盔形的質(zhì)心設(shè)計(jì)合理，正好與人的頭部中心吻合，戴時(shí)穩(wěn)定性明顯提高。日軍的88式“凱夫拉”頭盔于1986年進(jìn)行技術(shù)性能評(píng)定，1988年正式裝備部隊(duì)一個(gè)師（首先裝備北海道駐軍6000頂），之后以每年6000～8000頂?shù)乃俣妊b備部隊(duì)。

北約軍事集團(tuán)司令部認(rèn)為，在不斷加強(qiáng)軍事力量的過(guò)程中，只有戰(zhàn)斗力強(qiáng)的軍人方能取得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利，而單兵防護(hù)裝備的作用十分重要。北約集團(tuán)的輕型頭盔使用高強(qiáng)度、高模量的“凱夫拉”材料制作。整盔的彈擊試驗(yàn)V50值為487.7m/s，能防破片對(duì)頭部的傷害。該頭盔戴著穩(wěn)定、舒適、質(zhì)量小，中號(hào)頭盔的質(zhì)量為1.19kg。

我國(guó)在1997年研制并裝備了QGF02防彈頭盔，該頭盔采用我國(guó)自行研制的芳綸纖維制造，外形借鑒了美國(guó)PASGT頭盔的設(shè)計(jì)，所不同的是護(hù)耳上方略呈圓弧狀，而不是直線。頭盔重量1.45千克，比美軍最小尺寸的PASGT都輕。與我軍原先配備的GK80式鋼盔相比，防護(hù)面積增大16%，防彈能力提高38.4%。其防碎片，防彈性能都比較好，整體性能與PASGT頭盔持平。QGF02頭盔于1997年開(kāi)始裝備駐港部隊(duì)，并逐步成為特種部隊(duì)和警察的制式頭盔。

2尼龍頭盔

尼龍纖維復(fù)合頭盔適合于對(duì)低速、大塊破片的防護(hù)，但總體防護(hù)性能不是很好。目前裝備尼龍頭盔的主要是英國(guó)軍隊(duì)和以色列軍隊(duì)。

英軍1988年開(kāi)始向部隊(duì)發(fā)放MK-6型頭盔，以取代MK-4型鋼盔。該頭盔由23層防彈尼龍高溫高壓成型，全重1.2kg。士兵可根據(jù)頭部的需要選擇大小。該頭盔的彈擊試驗(yàn)V50值可達(dá)300～600m/s，能防高、低速小口徑槍彈彈頭及破片。

以色列軍隊(duì)的尼龍纖維增強(qiáng)復(fù)合頭盔是由層壓防彈尼龍和玻璃纖維布制作的。中型頭盔的質(zhì)量為1.09kg，能防護(hù)低速小口徑槍彈彈頭及破片。

3超高分子聚乙烯頭盔

超高分子聚乙烯頭盔所用的超高分子聚乙烯纖維的強(qiáng)度和模量都高于“凱夫拉”纖維，而且密度小，是目前力學(xué)性能最好的防彈纖維。最近幾年開(kāi)始用于防彈頭盔領(lǐng)域。

由于超高分子量聚乙烯纖維國(guó)產(chǎn)化水平很高，因此國(guó)內(nèi)有多家研究所和廠商都研制使用這種材料的防彈頭盔，目前公安人員已經(jīng)開(kāi)始配備采用這種材料研制的新型防彈頭盔。

纖維材料頭盔的出現(xiàn)在軍界引起了不同的反應(yīng)。有人擔(dān)心這種頭盔的使用壽命不長(zhǎng)，還有人擔(dān)心在浸濕的情況下性能可能降低。但事實(shí)很快消除了這些顧慮?？椢锞酆项^盔幾乎在所有指標(biāo)上都超過(guò)了鋼盔，它不僅對(duì)爆炸破片提供可靠的防護(hù)，甚至還能抵御一些手槍彈頭，而且戴著舒適得多。另外，由于凱夫拉等聚合物材料導(dǎo)熱性低，因此新一代頭盔不像鋼盔那樣悶熱，冬季不會(huì)使頭部?jī)鰝?，而且也不?huì)被無(wú)線電偵察發(fā)現(xiàn)。

總之，隨著纖維性能的不斷提高以及成型工藝的迅猛發(fā)展，纖維復(fù)合材料必將越來(lái)越多地應(yīng)用于防護(hù)裝備領(lǐng)域，為防護(hù)裝備性能的提高做出了革命性的貢獻(xiàn)。

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