張少光，周明明，張波

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反爆炸恐怖襲擊個(gè)體防護(hù)技術(shù)與裝備發(fā)展問題研究

張少光，周明明，張波

（陸軍工程大學(xué)訓(xùn)練基地，江蘇 徐州 221004）

基于爆炸恐怖襲擊可能對(duì)排爆作業(yè)人員造成爆炸沖擊波、爆炸破片和其他危害，提出了借助裝備器材防護(hù)、加大距離防護(hù)、利用缺口防護(hù)、調(diào)整姿態(tài)防護(hù)和警覺意識(shí)防護(hù)的防護(hù)措施和原理，并介紹了目前幾種典型的個(gè)體防護(hù)裝備。

反爆炸恐怖襲擊；防護(hù)裝備；防護(hù)技術(shù)；沖擊波

近年來，隨著恐怖活動(dòng)的日益加劇，爆炸恐怖襲擊行動(dòng)隱蔽、破壞力強(qiáng)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失，影響了社會(huì)穩(wěn)定。面對(duì)爆炸裝置，排爆人員在探測(cè)、排除的過程中，近距離接觸爆炸物存在巨大的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。如何最大限度地減少作業(yè)人員的人身安全隱患，一直是我國公共安全和軍事工程領(lǐng)域一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的重要課題。因此，認(rèn)真做好反爆炸恐怖襲擊行動(dòng)中的個(gè)體防護(hù)裝備與技術(shù)發(fā)展問題，研究新時(shí)期做好反恐怖軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 爆炸恐怖襲擊對(duì)人體可能造成的主要危害

恐怖分子進(jìn)行爆炸恐怖襲擊時(shí)，使用的爆炸裝置一般由3部分組成，包括包裝物、炸藥和起爆系統(tǒng)，其中，包裝物又可分為硬包裝和軟包裝。當(dāng)包裝物為軟包裝時(shí)，爆炸裝置主要依靠炸藥所產(chǎn)生的空氣沖擊波來殺傷目標(biāo)；當(dāng)包裝物為硬包裝時(shí)，爆炸裝置的殺傷作用主要依靠爆炸空氣沖擊波和破片兩種作用來殺傷目標(biāo)[1]。

1.1 爆炸沖擊波的危害

根據(jù)文獻(xiàn)[2]，裝藥爆炸后的空氣沖擊波峰值超壓計(jì)算式為：

式（1）中：△m為無限空中爆炸時(shí)沖擊波的峰值超壓，106 Pa；為梯恩梯的裝藥質(zhì)量，kg；為裝藥距爆心的距離，m；1，2，3為系數(shù)，與炸藥爆炸環(huán)境有關(guān)，根據(jù)不同的爆炸環(huán)境，可取不同的數(shù)值。

沖擊波對(duì)人員的殺傷作用是：引起血管破裂致使皮下或內(nèi)臟出血；內(nèi)臟器官的破裂，特別是肝、脾等實(shí)質(zhì)器官的破裂和肺臟的撕裂；肌肉纖維的撕裂?？諝鉀_擊波超壓與暴露人員損傷程度的關(guān)系見表1.

1. 2 爆炸破片的危害

當(dāng)爆炸裝置帶有硬質(zhì)殼體時(shí)，裝藥的爆炸能量既使殼體變形、破壞，產(chǎn)生破片，同時(shí)又能使爆炸產(chǎn)物膨脹、飛散和形成空氣沖擊波。殼體的存在延遲了周圍稀疏波進(jìn)入爆炸裝藥的時(shí)間，因而可以減少裝藥時(shí)能量的損失，大大提高了裝藥的能量利用率。

破片對(duì)目標(biāo)的殺傷作用以貫穿作用為主，通常以破片的動(dòng)能來衡量破片的殺傷標(biāo)準(zhǔn)。地雷等爆炸物爆炸后，爆轟波以每秒數(shù)千米的速度傳播，只需幾十微秒的時(shí)間炸藥就全部爆轟完畢。在這樣高速的爆轟波作用下，爆炸物殼體在瞬間承受很大的爆轟產(chǎn)物的壓力，產(chǎn)生膨脹變形。當(dāng)殼體膨脹到p=1.60～1.70時(shí)發(fā)生破裂（p為殼體破裂時(shí)半徑，0為殼體未膨脹前的半徑），形成大量破片，并在爆轟產(chǎn)物作用下以一定的初速向四周飛散。質(zhì)量過小的破片沒有殺傷作用，這樣能對(duì)目標(biāo)起殺傷作用的破片（也稱“有效破片”）數(shù)小于破片總數(shù)。且隨著破片飛散距離的增大，有效破片數(shù)越來越少，破片動(dòng)能值也逐步下降。目前，國內(nèi)外常用3個(gè)指標(biāo)確定破片的殺傷標(biāo)準(zhǔn)，即破片殺傷動(dòng)能標(biāo)準(zhǔn)min、有效破片重量標(biāo)準(zhǔn)和破片比動(dòng)能min。距離為的單位球面所占?xì)麆?dòng)能見表2.

表1空氣沖擊波超壓與暴露人員損傷程度的關(guān)系

損傷程度沖擊波超壓（105 Pa） 沒有殺傷作用＜0.2 輕微（輕微的挫傷）0.2～0.3 中等（聽覺器官損傷、中等挫傷、骨折等）0.3～0.5 嚴(yán)重（內(nèi)臟嚴(yán)重挫傷＊，可引起死亡）0.5～1.0 極嚴(yán)重（可能大部分死亡）＞1.0

注：*指血管破裂，肝、脾、肺……撕裂

表2 國內(nèi)常用破片殺傷標(biāo)準(zhǔn)

殺傷目標(biāo)殺傷動(dòng)能/（kgf·m）有效破片質(zhì)量/g殺傷比動(dòng)能/ （kgf·m/cm2） 殺傷人員7.5～8≥0.4ηmin≥2.6 殺傷馬匹12.5≥0.7ηmin≥10 破壞汽車和飛機(jī)180～2604～8ηmin≥50

1.3 其他危害

爆炸裝置爆炸后，除沖擊波和破片對(duì)人員的殺傷作用外，還包括沖擊波和熱輻射等軟殺傷。爆炸產(chǎn)生的瞬間高壓使整個(gè)身體受到?jīng)_力而加速。運(yùn)動(dòng)的身體在撞到地面或者其他障礙物時(shí)很容易產(chǎn)生傷害，有時(shí)會(huì)骨折、腦淤血等。在加速—減速過程中脊柱很容易受到?jīng)_擊損傷。熱輻射傷害可以導(dǎo)致人產(chǎn)生熱脫水、心血管系統(tǒng)負(fù)擔(dān)增加、緊張、急躁、判斷力下降等嚴(yán)重后果。另外，暴露于熱輻射中會(huì)導(dǎo)致個(gè)人極度疲勞，大量出汗導(dǎo)致體內(nèi)電解質(zhì)失調(diào)，鉀鈉等元素含量增加可能導(dǎo)致人出現(xiàn)腹瀉、嘔吐、腎功能衰竭等癥狀[3]。

2 反爆炸恐怖襲擊個(gè)體防護(hù)技術(shù)原理及措施[4]

2.1 借助裝備器材防護(hù)

在反爆炸恐怖襲擊行動(dòng)中，排爆人員面臨的最大危險(xiǎn)之一就是爆炸裝置爆炸時(shí)產(chǎn)生的破片對(duì)人員的殺傷作用。借助目前各種防護(hù)裝備器材是最直接和行之有效的措施，其防護(hù)機(jī)理從根本上說有兩個(gè)，一個(gè)是將爆炸裝置碎裂后形成的破片彈開，另一個(gè)是通過防護(hù)材料消釋破片的動(dòng)能。防護(hù)裝備器材可以分為專業(yè)器材防護(hù)和非專業(yè)器材防護(hù)兩種。所謂的專業(yè)器材防護(hù)，是指借助某些專業(yè)制式防爆設(shè)備，比如防爆服、排爆服、防爆盾牌等所實(shí)施的個(gè)體防護(hù)；而所謂的非專業(yè)器材防護(hù)，是指在現(xiàn)實(shí)反恐排爆行動(dòng)中，參戰(zhàn)人員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，躲藏在某些能夠吸收、衰減、阻擋沖擊波和破片殺傷作用的非專業(yè)防爆器材物體背后的一種防護(hù)。在這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)中選擇的防爆材料按照防護(hù)效果遞減的順序可以排列為：地下掩體、土圍墻、磚墻、汽車、木材、棉被等；而在任何情況下應(yīng)當(dāng)盡量避免躲藏在其背后的材料有：玻璃、鑄鐵、貼有瓷磚的墻體及其他易碎易裂材料。

2.2 加大距離防護(hù)

沖擊波在空氣中隨著距離的增加，其衰減幅度很快，因此在涉爆環(huán)境應(yīng)當(dāng)盡可能加大排爆作業(yè)手與爆炸裝置之間的距離。根據(jù)TNT炸藥地面爆炸的空氣沖擊波破壞作用公式和人員在沖擊波作用下的安全臨界值與死亡臨界值，當(dāng)知道現(xiàn)場(chǎng)爆炸裝置的裝藥量及其種類時(shí)，就可以計(jì)算出此時(shí)人員的安全距離與死亡距離。值得一提的是，當(dāng)人員有掩體隱蔽時(shí)，上述距離可以縮小1/3.

2.3 利用缺口防護(hù)[5]

在建筑防爆當(dāng)中，一般將建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)其他單元較弱的建筑單元稱為缺口。當(dāng)爆炸裝置發(fā)生爆炸時(shí)，其所產(chǎn)生的大量氣體會(huì)首先朝向建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最為薄弱的地方即缺口部位進(jìn)行傳播、泄壓，此時(shí)門窗附近的沖擊波壓強(qiáng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于周圍其他地方的壓強(qiáng)。在排爆過程中，爆炸裝置存在意外發(fā)生爆炸的可能。如果在空曠的野外，爆炸產(chǎn)生的高壓氣體就會(huì)迅速向四周擴(kuò)散，從而使沖擊波作用造成的破壞降到最低，但是如果在室內(nèi)排爆發(fā)生了爆炸，就很有可能由于爆炸沖擊波的作用引起房屋的倒塌，從而造成不必要的損失和犧牲。另外，室內(nèi)的爆炸會(huì)引起某此缺口及周圍易碎品的破碎，高速飛行的碎片會(huì)對(duì)室外人員造成傷害。當(dāng)然，萬不得已必須在室內(nèi)排除爆炸裝置時(shí)，也可以利用缺口這一特性，盡量打開建筑物的所有門窗，使爆炸所產(chǎn)生的氣壓定向傳播，減弱空氣沖擊波對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部人員的破壞作用。

2.4 調(diào)整排爆姿態(tài)防護(hù)

在反爆炸恐怖襲擊過程中，排爆作業(yè)人員的姿態(tài)防護(hù)也至關(guān)重要。作業(yè)人員涉爆環(huán)境下始終張開嘴巴，保持身體內(nèi)外的壓強(qiáng)處于平衡狀態(tài)，可以防止人體耳膜在爆炸作用下的破裂。根據(jù)空氣沖擊波對(duì)人體破壞的臨界壓力=0.02～0.03 MPa，人體在空氣沖擊波作用下鼓膜最容易出現(xiàn)破裂，因此張開嘴巴可以動(dòng)態(tài)保持人體內(nèi)外壓力平衡，進(jìn)而保護(hù)人體鼓膜。

根據(jù)文獻(xiàn)[6]，人體的不同部位對(duì)傷害的承受程度是不同的，人體風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域數(shù)量統(tǒng)計(jì)見表3.從表中可以看出，人體頭部和四肢的嚴(yán)重?fù)p傷數(shù)量相差不多，但是胸部的損傷相對(duì)較少。頭部和上肢的損傷大多數(shù)是當(dāng)時(shí)發(fā)掘和處理事件造成的，而下肢損傷的大多數(shù)是由漏雷事件造成的。因此，根據(jù)排爆作業(yè)的特點(diǎn)，作業(yè)人員在涉爆環(huán)境下身體應(yīng)盡量采取臥姿。根據(jù)人體的結(jié)構(gòu)，采取臥姿時(shí)，身體的高度將是人體站立時(shí)高度的1/5，因此在爆炸環(huán)境下人體所受到的沖擊波加載面積將是站姿狀態(tài)下的20%；對(duì)破片而言，尤其是當(dāng)爆炸裝置放置在地面的時(shí)候，根據(jù)爆炸原理，其破片的飛散范圍往往與地面呈一定的角度，與地面形成了所謂半真空狀態(tài)。因此，在爆炸附近采取臥姿會(huì)大大減少人體遭受破片沖擊的概率。

表3 人體風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

嚴(yán)重輕微合計(jì) 頭部和頸部94148242 上肢92142134 下肢10998207 胸部4077117

2.5 警覺意識(shí)防護(hù)

所謂警覺意識(shí)防護(hù)，是指在反爆炸恐怖活動(dòng)中，作業(yè)人員要對(duì)爆炸裝置的巨大危險(xiǎn)性存在高度警覺意識(shí)。對(duì)在爆炸物排除過程中可能會(huì)出現(xiàn)破片、沖擊波以及其他可能對(duì)人員造成的傷害要有正確的估計(jì)和預(yù)防措施，對(duì)情況不明的爆炸物絕不盲目蠻干、貿(mào)然排除。排爆人員除了有高度的警覺意識(shí)和專業(yè)知識(shí)外，還必須具備良好的心理素質(zhì)，才能保證作業(yè)人員的安全。

3 幾種個(gè)體防護(hù)主要裝備及特點(diǎn)介紹

3.1 排爆防護(hù)服

在進(jìn)行反爆炸恐怖襲擊行動(dòng)中，作業(yè)人員身著排爆防護(hù)服裝可以最大限度地降低排爆過程中炸藥爆炸后所產(chǎn)生的破片、沖擊波、高溫高壓氣體和負(fù)壓等破壞對(duì)人員造成的傷害。為滿足排爆作業(yè)中的惡劣環(huán)境要求，既減輕裝備質(zhì)量，又增強(qiáng)作業(yè)靈活度和舒適度，各國生產(chǎn)廠家均將高新材料和先進(jìn)生產(chǎn)工藝運(yùn)用于防護(hù)服的研發(fā)中。目前，我軍自主研發(fā)裝備中用于反恐作戰(zhàn)的排爆防護(hù)服較少，主要有工程兵裝備的GGF110型掃雷防護(hù)裝具，其余大部分屬于引進(jìn)國外的產(chǎn)品。根據(jù)爆炸過程中的致傷因素及人體各部位的脆弱程度的不同，一套性能完好的排爆服防護(hù)材料外套多采用防火、耐高溫的阻燃材料。防彈材料多采用芳綸和超高分子量聚乙烯材料，加強(qiáng)防護(hù)插板一般采用玻璃鋼復(fù)合材料板、聚碳酸醋板、高性能聚乙烯纖維無緯布層壓板、涂覆彈性橡膠的防彈鋼板等。結(jié)構(gòu)上一般采取組合式的結(jié)構(gòu)，各部件的作用和防護(hù)要求不同，這樣使整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量減輕、便于穿卸、使用方便、對(duì)基本戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作影響小，其結(jié)構(gòu)由頭部保護(hù)系統(tǒng)、上身保護(hù)系統(tǒng)、下身保護(hù)系統(tǒng)和附件等4部分系統(tǒng)構(gòu)成[7]。

加拿大MED-ENG公司是世界最大的排爆服制造商，設(shè)計(jì)的排爆服以設(shè)計(jì)先進(jìn)、防護(hù)能力強(qiáng)、穿著舒適靈活而著稱。世界上超過120個(gè)國家都在使用其產(chǎn)品。作為MED-ENG公司的經(jīng)典之作，EOD-7B是目前世界上使用最為廣泛的排爆服。高等級(jí)的防護(hù)能力、優(yōu)秀的靈活性和極佳的性能價(jià)格比是EOD-7B的最大特點(diǎn)。它不但運(yùn)用了防高強(qiáng)壓力、防碎片、防沖擊、防彈等先進(jìn)的防護(hù)工藝，同時(shí)還針對(duì)舒適性、靈活性、可穿性和靜電問題進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)。

EOD-7B能與MED-ENG公司出品的各種配件配合使用，包括身體冷卻眼、通訊系統(tǒng)、可伸縮的操作器和各種防彈鋼板等。它主要由衣領(lǐng)、可調(diào)節(jié)皮帶、VELC120尼龍搭扣（修理工具口袋）、無線通訊口袋、彈性應(yīng)用標(biāo)簽elasticized utility tabs、供電口袋、連接電纜線出線口、金屬線通訊系統(tǒng)貼片、冷卻系統(tǒng)裝置、胸部防護(hù)板袋囊、快速脫離蓋片、快速脫離拉鏈、腹部防護(hù)袋級(jí)、橡膠加固膝部防護(hù)墊、靴套等部分組成，其防護(hù)等級(jí)見表4[8]。

表4 EOD-7B排爆服V-50防護(hù)等級(jí)

加速度區(qū)域加速度區(qū)域 560 m/s2上衣/臂/后衣領(lǐng)/腳690 m/s2大腿（含內(nèi)襯） 600 m/s2上衣后背防護(hù)襯770 m/s2膝蓋（含內(nèi)襯） 1.125 km/s2前衣領(lǐng)（含內(nèi)襯）620 m/s2小腿（含內(nèi)襯） 1.22 km/s2腹/胸防護(hù)板450 m/s2腹股防護(hù)襯

3.2 防護(hù)擋板

防爆擋板是供排爆人員使用的一種簡(jiǎn)易人身防護(hù)裝置，它由底盤和防護(hù)板組成。底盤是一個(gè)長度不小于200 cm、寬度不小于60 cm的長方形鋼架，底部安裝4個(gè)輪，鋼架上裝有一塊鐵板，供排爆人員站立使用。防護(hù)板用防爆玻璃制成，長、寬與底盤相同，中下部有孔，可供排爆桿和霰彈槍穿過，四邊鑲有金屬框架。防護(hù)板也可以用鋼板制成，但需要鑲有用防爆玻璃制成的觀察窗。防護(hù)擋板的底盤與防護(hù)板用一個(gè)可調(diào)的支架連接，可以將防護(hù)板支起到所需要的坡度。防護(hù)板可與底盤折疊在一起，便于保管和運(yùn)輸。排除爆炸物時(shí)，將防護(hù)板支起，排爆人員在防護(hù)板后面可以對(duì)爆炸物進(jìn)行處理，也可以在防護(hù)板后使用摧毀器材將爆炸物摧毀。一旦發(fā)生爆炸，可使人免受傷害，而且爆炸產(chǎn)生的空氣沖擊波可以使底盤連同防護(hù)板一起向后滑動(dòng)，減弱空氣沖擊波的作用。

除了上述防爆服和防護(hù)擋板之外，個(gè)體防護(hù)還有防爆圍欄、防爆沖擊網(wǎng)等裝備。但這些裝備防護(hù)等級(jí)有限，還應(yīng)在降低其質(zhì)量、提高其防護(hù)能力和機(jī)動(dòng)靈活方面進(jìn)行改進(jìn)。

4 結(jié)束語

在爆炸恐怖活動(dòng)中，爆炸裝置發(fā)生爆炸時(shí)對(duì)人體的傷害是多重效應(yīng)共同作用的結(jié)果。目前，我國在爆炸物爆炸對(duì)人體的損傷研究以及個(gè)體防護(hù)裝備和材料的研制上還有待進(jìn)一步開發(fā)和論證，為反爆炸恐怖襲擊行動(dòng)中的作業(yè)人員提供安全保障。

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2095－6835（2018）18－0025－03

E919；D815.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.025

〔編輯：王霞〕