汪 送

(武警工程大學(xué) 裝備管理與保障學(xué)院， 西安 710086)

2020年美國國內(nèi)爆發(fā)的全國性暴騷亂事件，以及2019年的香港事件代表著新一輪的大規(guī)模群體性事件，這些事件既有利益集團(tuán)的背后驅(qū)使，也有普通民眾的聚眾抗議，但都伴隨有打砸搶燒等惡劣行徑，頗具恐怖主義色彩。隨著人道主義呼聲的逐漸高漲，處置此類暴騷亂事件通常需要借助非致命武器。發(fā)展最早的非致命動能武器在處置此類事件中發(fā)揮著重要作用，在香港警察的“止暴制亂”行動中就運用了美國非致命技術(shù)公司的MP-4-R3型沖擊棍彈、美國低致命公司的ALS 4006D海綿彈、ALS1202橡膠痛塊彈和美國CTS公司的2581型布袋彈，這些彈藥旨在對目標(biāo)造成暫時性疼痛，實現(xiàn)對目標(biāo)的驅(qū)散和拒止。

作為非致命動能武器主要成員的防暴動能彈自誕生起就不斷引發(fā)致殘致亡等嚴(yán)重傷害事件[1-4]，為對比分析不同類型防暴動能彈的性能特點和致傷機理，通過分析防暴動能彈的發(fā)展歷程，剖析典型損傷案例并劃分不同沖擊部位損傷譜，基于對主流動能彈丸結(jié)構(gòu)特性的分析，預(yù)測新一代防暴動能彈的發(fā)展趨勢，為國內(nèi)現(xiàn)役防暴動能彈的安全服役提供參考，為新型防暴動能彈的優(yōu)化設(shè)計提供借鑒。

1 防暴動能彈發(fā)展歷程

作為發(fā)展最早、使用最頻繁的非致命動能武器，防暴動能彈是當(dāng)前防暴反恐、騷亂控制的主戰(zhàn)裝備。根據(jù)沖擊損傷案例[1-4]及《全球槍發(fā)非致命彈藥圖鑒》[5]披露的彈藥信息，得到如圖1所示的防暴動能彈發(fā)展歷程圖。

圖1 防暴動能彈發(fā)展歷程示意圖

由圖1可知：防暴動能彈主要經(jīng)歷了硬質(zhì)彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復(fù)合型彈丸4個發(fā)展階段，其中硬質(zhì)彈丸以鋼芯橡膠彈、塑料棍彈和木棍彈為主，彈丸硬度較大，最小安全射距較遠(yuǎn)，其中RCC-95鋼芯橡膠彈的最小安全射距達(dá)40 m，40 m處91.1%彈著點所在圓的直徑為164 cm，70 m處61.1%彈著點所在圓的直徑為250 cm[6]，可見隨著射距的增加，射擊精度下降迅速，從而極易對目標(biāo)造成意外傷害。橡膠彈丸樣式較多，既有獨彈丸又有多彈丸，AM-403/P彈丸和Flash-Ball?彈丸在沖擊時自身有一定變形，RB-1-FS彈丸設(shè)計有鰭片尾翼，提高了飛行穩(wěn)定性，多彈丸橡膠彈近距離采用“跳彈攻擊”方式進(jìn)行射擊；布袋彈經(jīng)歷了片狀、筒式、尾翼穩(wěn)定3個發(fā)展階段，布袋彈丸通過尼龍布袋包裹鉛沙，沖擊目標(biāo)時布袋延展性較好，沖擊動能較大，但比動能較??；復(fù)合型彈丸由硬質(zhì)彈體和軟質(zhì)彈頭組成，沖擊目標(biāo)時形成先后兩次沖擊載荷，有效射程覆蓋范圍較大，最小安全射距較近，戰(zhàn)術(shù)靈活性較高。

2 防暴動能彈典型損傷案例及損傷譜研究

非致命動能彈丸由密度低于制式槍彈的材料制成，體積大、速度低、重量輕，其設(shè)計旨在降低穿透皮膚的風(fēng)險，同時對有生目標(biāo)產(chǎn)生嚴(yán)重疼痛，并在較大程度上減少嚴(yán)重或致命傷害的概率[7]。但因操作失誤、射彈擴散、目標(biāo)移動等原因，不可避免地導(dǎo)致意外傷害，因防暴動能彈沖擊而造成的致殘致亡案例屢見不鮮。

2.1 防暴動能彈典型損傷案例分析

為分析不同類型防暴動能彈的沖擊損傷特性，通過調(diào)研和查閱文獻(xiàn)資料，得到如表1所示的防暴動能彈典型損傷案例表。表中區(qū)分彈丸類型、沖擊部位、損傷類型、損傷圖像、損傷特性和損傷致因進(jìn)行不同類型動能彈丸對比。從對比結(jié)果可知，幾乎所有的穿透性損傷都是由于近距離射擊所致，即使是號稱“柔性”彈丸的布袋彈在近距離射擊時也會造成皮膚穿透，通常穿透傷會導(dǎo)致彈丸和彈托在目標(biāo)體內(nèi)滯留，從而加大了損傷救治的難度。近距離射擊所導(dǎo)致的非穿透性鈍性傷通常造成較為嚴(yán)重的表皮挫傷和內(nèi)臟挫傷，個別彈丸還會造成骨折和組織撕裂，常見的內(nèi)臟損傷包括心臟、肺和肝臟挫傷、脾破裂。當(dāng)鈍性沖擊造成肋骨骨折后，折斷的肋骨還會進(jìn)一步刺穿心臟和肺，從而加大了致命風(fēng)險。小口徑的霰彈極易造成眼部穿透傷和多處沖擊損傷，因此通常采取“跳彈攻擊”的方式，通過瞄準(zhǔn)地面，動能彈丸撞擊地面后進(jìn)而沖擊目標(biāo)的下肢，但這進(jìn)一步降低了已經(jīng)很差的瞄準(zhǔn)能力，不同的入射角將形成復(fù)雜的沖擊點，從而導(dǎo)致意外傷害在所難免。大口徑動能彈丸，如44 mm的Flash-Ball?彈丸和40 mm的NS復(fù)合型彈丸，通常不會穿透目標(biāo)皮膚，但近距離射擊時，也會對目標(biāo)表皮造成嚴(yán)重挫傷，同時傷及內(nèi)臟，當(dāng)以銳角沖擊時，還會造成目標(biāo)皮膚的撕裂。雖然表中列出的損傷致因主要是近距離射擊，但動能彈丸的固有安全隱患，如覆蓋薄層橡膠的鋼芯彈丸、未展開的布袋彈丸，都會如同剛體一般，穿透人體，并造成重度傷害，此外，即使是同一動能彈丸，對不同目標(biāo)和不同沖擊部位也會形成不同的損傷結(jié)果。為規(guī)避意外傷害事件并提高防暴動能彈的作戰(zhàn)效能，需要熟悉彈丸的技術(shù)性能、使用場合和安全注意事項，并針對不同耐受性的目標(biāo)合理調(diào)整射距和射角。

表1 防暴動能彈典型損傷案例

2.2 防暴動能彈沖擊損傷譜

通過分析不同類型防暴動能彈對人體的沖擊損傷案例，預(yù)計在沖擊部位將產(chǎn)生擦傷、挫傷、撕裂和穿透，而因為應(yīng)力波的傳播，還會引發(fā)沖擊部位以外的骨折、內(nèi)臟挫傷、撕裂和出血。

根據(jù)彈丸的沖擊部位和對目標(biāo)的沖擊能量，會產(chǎn)生大范圍的嚴(yán)重?fù)p傷，甚至包括死亡。據(jù)不完全統(tǒng)計，動能彈丸造成穿透傷或鈍性傷的部位及其損傷譜如下所示[14]：

?頭部沖擊：顱骨骨折，可能伴有腦血腫；

?眼部沖擊：眼球破裂、角膜擦傷和撕裂傷；

?胸部沖擊：肋骨骨折、心臟震蕩、挫傷、肺挫傷、氣胸和血胸；

?腹部沖擊：腹部內(nèi)臟挫傷、破裂和撕裂；

?四肢沖擊：長骨開放性或閉合性骨折。

在所有損傷當(dāng)中，頭部沖擊是最常見的死亡和嚴(yán)重傷害的原因，其次是胸部沖擊，這表明沖擊部位是決定防暴動能彈致傷程度的主要影響因素。彈藥手冊和培訓(xùn)項目通常建議使用人員把瞄準(zhǔn)點指向四肢和大肌肉群，并遠(yuǎn)離其他脆弱區(qū)域(例如：頭部、頸部、脊椎、肝臟和腎臟區(qū)域)。

3 防暴動能彈結(jié)構(gòu)特性研究

為對比不同類型防暴動能彈的性能特點，通過收集不同發(fā)展階段動能彈丸的性能指標(biāo)，得到如表2所示的不同類型動能彈丸性能參數(shù)表。表中按彈丸類型、彈丸數(shù)量、結(jié)構(gòu)參數(shù)、重量、初速、動能和有效射距等指標(biāo)進(jìn)行對比，彈丸類型基本區(qū)分了硬質(zhì)彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復(fù)合型彈丸四大類，對應(yīng)著圖1中防暴動能彈的4個發(fā)展階段。綜合分析可知，不同彈丸因結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和初速各不相同，從而導(dǎo)致戰(zhàn)技指標(biāo)相差懸殊。出現(xiàn)差異一方面是因為動能彈丸來自不同國家、不同廠商，且適用于不同的防暴發(fā)射器；另一方面則是選用的性能測試標(biāo)準(zhǔn)不同，如我國驗證動能彈非致命性的不穿透25 mm厚的紅松木板和穿透1 mm厚牛皮紙的測試標(biāo)準(zhǔn)。這些差異的形成，使得我們改進(jìn)和研制防暴動能彈不能繼續(xù)沿著仿制國外彈藥的路子前進(jìn)，而必須開展沖擊損傷機理相關(guān)的基礎(chǔ)研究工作，進(jìn)而從根本上解決制約我國非致命動能武器快速發(fā)展的瓶頸問題。

表2 不同類型動能彈丸性能參數(shù)

為進(jìn)一步實現(xiàn)對不同類型彈丸性能的定量比較，基于表2數(shù)據(jù)，對不同類型彈丸的比動能、動量進(jìn)行了計算，對比了不同彈丸的動能、比動能、動量和有效射程，結(jié)果如圖2所示。硬質(zhì)彈丸動能較大，有效射程范圍雖然覆蓋大，但最小安全射距較遠(yuǎn)，其中RCC-95和MA/RA 88的最小安全射距分別為40 m和30 m，也即當(dāng)射距低于該數(shù)值時，極易對目標(biāo)造成過度傷害，但當(dāng)射距較遠(yuǎn)時，這些彈丸又因彈道擴散形成一個較大的散布圓，從而增大了擊中脆弱部位的概率；橡膠彈、布袋彈和復(fù)合型彈丸的動能在一定區(qū)間內(nèi)浮動，基本都小于200 J。圖2(b)中對布袋彈比動能的計算沒有考慮布袋沖擊時的擴展，因此實際沖擊比動能要小于計算值，但從分布來看，橡膠彈和布袋彈的比動能分布較為分散。對比動能、比動能和動量數(shù)據(jù)可知，不同公司生產(chǎn)的復(fù)合型彈丸數(shù)據(jù)分布均較為集中，動能值在150～190 J內(nèi)，比動能值在7.5～15 J/cm2內(nèi)，動量在3～5 kg·m/s內(nèi)，同時復(fù)合型彈丸的有效射程范圍較大，最小安全射距較短，特別是XM1006彈丸和BIP 6425彈丸的最小安全射距僅為1.5 m，極大靈活了這些彈藥的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法，消除了使用人員近距離射擊的顧慮。同時，復(fù)合型彈丸均采用線膛槍發(fā)射，射擊精度普遍較高，總體而言，新一代的復(fù)合型防暴動能彈性能更為優(yōu)越。

圖2 表2中不同類型動能彈丸性能

4 新一代防暴動能彈發(fā)展趨勢研究

結(jié)合防暴動能彈經(jīng)典沖擊損傷案例和不同類型動能彈丸性能的對比可知，新一代非致命動能彈丸結(jié)構(gòu)特性具有如下發(fā)展趨勢：

1) 彈丸普遍口徑較大，近距離射擊時穿透有生目標(biāo)皮膚的概率較低，通常僅引發(fā)鈍性創(chuàng)傷；

2) 彈丸為可變形彈丸，由軟質(zhì)橡膠、海綿、泡沫等材料加工制作，沖擊目標(biāo)瞬間通過自身形變耗散部分沖擊能量，減小了對目標(biāo)造成過度傷害的風(fēng)險；

3) 通過彈丸彈帶(或環(huán)形引導(dǎo)圈)與防暴槍膛線配合實現(xiàn)彈丸的自旋穩(wěn)定，減小了彈丸飛行過程中出現(xiàn)翻滾和偏航的概率，大為提高了打擊精度；

4) 彈丸采用軟質(zhì)彈頭和硬質(zhì)彈體的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以對目標(biāo)形成先后兩次沖擊載荷，近距離射擊時沖擊力較大，彈頭變形大、耗能多、沖擊能量傳遞比??；遠(yuǎn)距離射擊時，彈頭變形小、耗能少、沖擊能量傳遞比高，從而具備了在有效射程范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)體內(nèi)的沖擊能量近似恒定的功效；

5) 彈丸具有多重非致命打擊效應(yīng)，除了通常的動能打擊，還可以耦合催淚刺激、染色標(biāo)記等多重作用效果。

5 結(jié)論

1) 防暴動能彈經(jīng)歷了硬質(zhì)彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復(fù)合型彈丸4個主要發(fā)展階段，當(dāng)前硬質(zhì)彈丸已基本淘汰，呈現(xiàn)橡膠彈丸、布袋彈丸和復(fù)合型彈丸共存的局面；使用人員需熟悉所用彈藥的性能，結(jié)合使用條件和目標(biāo)特性進(jìn)行合理運用，在提高防暴動能彈作戰(zhàn)效能的同時，確保使用安全性，極力規(guī)避意外傷害事件；

2) 防暴動能彈沖擊損傷包括穿透傷和鈍性傷，穿透傷多因近距離射擊所致，通常導(dǎo)致彈丸滯留目標(biāo)體內(nèi)，從而增大了二次傷害和損傷救治的難度；近距離射擊所導(dǎo)致的鈍性傷極易引發(fā)表皮和內(nèi)臟嚴(yán)重挫傷；

3) 防暴動能彈損傷譜以沖擊部位的擦傷、挫傷、撕裂、穿透和沖擊部位以外的骨折、內(nèi)臟挫傷、氣胸和血胸為典型表征；

4) 復(fù)合型彈丸動能、比動能、動量較其他類型動能彈丸，數(shù)據(jù)分布更為集中，有效射程范圍跨度更大，最小安全射距更短，戰(zhàn)術(shù)靈活性更大，消除了近距離射擊的顧慮；

5) 新一代動能彈丸將具備大口徑、大變形、自旋穩(wěn)定、復(fù)合結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生多重打擊效應(yīng)等主要特征，可提高飛行穩(wěn)定性、作用效果并顯著降低對有生目標(biāo)的穿透和過度傷害。