防弹衣是用什么材料制作的?

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介绍防弹衣古代战争中使用的主要地刀,矛,弓箭等冷兵器,士兵身披盔甲可有效地保护身体,减少冷兵器的伤害.自从出现枪,炮等火器后,这种情况就发生了改变.为防火器,需要重打30-40公斤的甲胄,这将使士兵很难完成各种战斗任务.於是,进入火器朝代后,盔甲便渐遭淘汰.
但是,人们并未放弃对身体防护装备的追求.第一次世界大战中,人们发现士兵的伤亡大部分是由炮弹,手榴弹.炸弹和地雷的弹片造成的.这期间诞生的钢盔在实战中证明了可有效地防护弹片对士兵头部的伤害.在一次和二次世界大战中,曾有一些国家研制和使用过钢或合金钢制做的胸甲和防弹衣.但由於过於沉重,穿著后行动不便,步兵实际无法使用.直至本世纪40年代以前,人们所考虑的防弹衣材料一直未跳出金属材料的圈子.
现代防弹衣的雏型出现於50年代的朝鲜战争期间.美军首先试验使用尼龙这类软质合成纤维材料制做防弹衣.他们发现12层特制尼龙纤维布可收到一定的防弹效果.当弹丸击中防弹衣时,纵横交织的多层尼龙纤维象网一样裹住弹丸,弹丸继续运动的话就必须拉伸尼龙纤维,尼龙纤维的张力减低了弹丸的运动速度,消耗并吸收了弹丸的动能.由於弹片的动能和运动速度一般比弹丸低得多,所以尼龙防弹衣对弹片的防护作用更明显.
在60年代的越南美陆军将M69式尼龙防弹衣列为制式装备.但由於尼龙纤维的抗张强度所限,尼龙防弹衣要收到好的防护效果,重量需4.5公斤以上.据有关专家的试验和分析,穿插上这麼重的防弹衣,士兵的作战能力会降低30%以上.在潮湿炎热的越南战场上,美军士兵更是难以忍受尼龙防弹衣所带来的负担和闷热感,而不穿防弹衣在现代战争中是很危险的.大量的统计分析表明,现代战争中弹片是对士兵的主要威胁,它占导致伤亡原因的3/4其余的1/4才是冲击波,枪弹,烧灼等造成的.因此越南战争后,人们一直在寻找合适的防弹衣材料.直到70年代,终於出现了较为理想的防弹衣材料-「凯夫拉」.
「凯夫拉」是美国杜邦公司於60年代中期研制出的一种合成纤维,并於1972年实现了工业化生产.其全称为「聚对苯二甲酰对苯二胺纤维」,「凯夫拉」是它的商品名.「凯夫拉」的抗张强度极高,是尼龙纤维的2倍多,它的出现使防弹衣的防护性能有了明显提高.试验表明,「凯夫拉」吸收弹片动能的能力是尼龙的1.6倍,是钢的2倍.多层『凯夫拉「织物对枪弹也能收到满意的防护效果.由於用「凯夫拉」制作防弹衣比尼龙防弹衣重量轻,防弹性能好,所以它受到了许多国家军队和警察的青睐.目前除了美国之外,德、法、英、以色列、意大利都研制和装备「凯夫拉」防弹衣.
近年来的多次局部战争中的实例证明,「凯夫拉」防弹衣确实能为士兵提供很好的保护作用.1983年的一天,5名美国海军陆战队员正在黎巴嫩首都贝鲁特接头巡逻,突然有人投来一枚手榴弹,由於当时美国士兵都穿著「凯夫拉」防弹衣,手榴弹在他们附近爆炸后,居然未造成死亡和重伤,只有未受防弹衣防护的上下肢受了轻伤.
据说美国陆军器材司令部的纳蒂克研究发展与工程中心,90年代又研制了一种被称做「斯佩克特拉」的纤维,它具有比「凯夫拉」更优越的性能.用这种纤维材料制成的防弹头盔和背心,在保持与「凯夫拉」制品同样防护性能的条件下,其重量可减轻1/3.
防弹衣及防弹原理
防弹衣概述防弹衣是「能吸收和耗散弹头、破片动能,阻止穿透,有效保护人体受防护部位的一种服装」.从使用看,防弹衣可分警用型和军用型两种.从材料看,防弹衣可分为软体、硬体和软硬复合体三种.软体防弹衣的材料主要以高性能纺织纤维为主,这些高性能纤维远高於一般材料的能量吸收能力,赋予防弹衣防弹功能,并且由於这种防弹衣一般采用纺织品的结构,因而又具有相当的柔软性,称为软体防弹衣.硬体防弹衣则是以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝、碳化矽等硬质非金属材料为主体防弹材料,由此制成的防弹衣一般不具备柔软性.软硬复合式防弹衣的柔软性介於上述两种类型之间,它以软质材料为内衬,以硬质材料作为面板和增强材料,是一种复合型防弹衣.
作为一种防护用品,防弹衣首先应具备的核心性能是防弹性能.同时作为一种功能性服装,它还应具备一定的服用性能.
防弹性能防弹衣的防弹性能主要体现在以下三个方面：(1)防手枪和步枪子弹目前许多软体防弹衣都可防住手枪子弹,但要防住步枪子弹或更高能量的子弹,则需采用陶瓷或钢制的增强板.(2)防弹片各种爆炸物如炸弹、地雷、炮弹和手榴弹等爆炸产生的高速破片是战场上的主要威胁之一.据调查,一个战场中的士兵所面临的威胁大小顺序是：弹片、枪弹、爆炸冲击波和热.所以,要十分强调防弹片的功能.(3)防非贯穿性损伤子弹在击中目标后会产生极大的冲击力,这种冲击力作用於人体所生产的伤害常常是致命的.这种伤害不呈现出贯穿性,但会造成内伤,重者危及生命.所以防止非贯穿性损伤也是防弹衣防弹性能的一个重要方面.
服用性能防弹衣的服用性能要求一方面是指在不影响防弹能力的前提下,防弹衣应尽可能轻便舒适,人在穿著后仍能较为灵活地完成各种动作.另一方面是服装对「服装-人体」系统的微气候环境的调节能力.对於防弹衣而言,则是希望人体穿著防弹衣后,仍能维持「人-衣」基本的热湿交换状态,尽可能避免防弹衣内表面湿气的积蓄而给人体造成闷热潮湿等不舒适感,减少体能的消耗.此外,由於其特殊的使用环境,防弹衣也要考虑到与其他武器装备的适配性.
防弹衣的发展历程
作为一种重要的个人防护装备,防弹衣经历了由金属装甲防护板向非金属合成材料的过渡,又由单纯