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据统计,美军在朝鲜战争中,由于装备了M52尼龙防弹衣,挡住了70%的直接命中的杀伤物,使因胸、腹部被击中致死的概率降低65%,总的减员率降低15%。
据报道,1983年的一天,5名美国海军陆战队员在贝鲁特街头巡逻时,突然遭到一枚手榴弹的袭击,手榴弹在他们附近爆炸,由于当时他们都穿着凯夫拉防弹衣,居然没有造成死亡和重伤,只有上、下肢的轻伤。
以上统计和报道有力地证明了防弹衣的防护作用和防护效能。那么,防弹衣防弹的奥秘是什么呢?下面我们就谈谈防弹机理和防弹标准。
防弹衣的防弹机理
防弹衣的防弹机理从防弹方式上说有两种:一是将弹体碎裂后形成的破片弹开;二是通过防弹材料消释弹头的动能。
目前使用的如金属、防弹陶瓷、高性能复合材料及非金属与金属或陶瓷的复合材料等硬质材料防弹衣,其防弹机理主要是在受弹头冲击时材料发生破碎、裂纹、冲塞,以及多层复合板出现分层等现象,从而吸收弹头大量的冲击能。当材料的抗力超过弹头的冲击能时,即可发生弹头弹回而不贯穿现象。若防弹衣采用高性能纤维如防弹尼龙、芳纶纤维、基纶纤维等软质材料时,其防弹机理主要是弹头对纤维进行拉伸和剪切,同时,纤维将冲击能向冲击点以外的区域进行传播,能量被吸收掉而将破片或弹头捕裹在防弹层里(图1为单根纤维在弹头冲击下的变化情况)。 x
试验表明,软质防弹衣有5种吸收能量的方式:
(1)织物的拉伸变形:指弹头入射方向的变形和入射点临近
区域的拉伸变形;
(2)织物的毁坏:包括纤维的断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体;
(3)热能:弹头的能量通过摩擦以热能方式散发;
(4)声能:弹头撞击防弹层后发出的声音所消耗的能量;
(5)弹头的形变。
这里需要指出的是,这种被称为“软装甲”的软质防弹衣不能阻止具有足够能量或较重的直射弹头侵入人体。因此有必要附加坚硬的插板、陶瓷板或复合板,即软、硬质材料相结合,将两种防护机理集成在一起,才能起到对人体的保护作用从而达到防弹的目的。
这种软硬复合式防弹衣的防弹机理是这样的:当弹头击中防弹衣时,首先与防弹衣中第一道防线的防弹钢板或增强陶瓷板或复合板接触,在接触的瞬间,弹头和硬质防弹材料都可能产生形变和断裂,于是,消耗了弹头大部分能量。而软质防弹材料作为第二道防线,吸收并扩散弹头剩余部分的能量,并起到缓冲作用,从而阻止并降低了贯穿性损伤。
防弹衣防破片的机理是:由于手榴弹、炸弹等爆炸时产生的破片和弹片形状不规则,其边缘锋利,体积小,质量轻,在击中防弹材料特别是软体防弹材料后不变形,这时破片切割、拉伸防弹织物的纤维并使其断裂;破片也使织物内部纤维之间和织物不同层面之间相互作用,造成织物整体形变,在破片破坏防弹衣时,就消耗了自身的能量。同时,破片也有一小部分能量通过摩擦转化为热能,通过撞击转化为声能。于是防弹衣就阻止了破片对胸腹部乃至颈部(高领防弹衣)的伤害。
防弹衣的防护标准
防弹标准等级是对防弹衣(包括防弹头盔)等人体防护装备进行计量和检验的标准,是衡量军、警用防护装备性能的重要指标。各国军队按照本国情况制定了不尽相同的标准,但基本上采用“V50值”这一概念作为防弹性能的衡量标准。也就是说,给出防弹衣可能接受的弹头或破片能量,并以此算出在多大的速度上,弹头或破片能有50%的概率击穿防护包装。据此得出穿透弹和被阻弹的平均弹速“V50值”。
测试防弹衣V50值的方法如图2。
此外,有的国家如德国还对防弹衣进行湿度测试、温度测试和各种补充试验。
湿度测试:将防弹衣或其一部分浸入15～20℃的水中1小时,控干3分钟后由射手对其直接射击。
温度试验:将防弹衣或其一部分放置在-20±5℃温度下冷却至少12小时,然后由射手对其直接射击。对没有浸水或冷却的防弹衣进行温度检验的作法是先在20℃室温、空气湿度50～80%的室内放置至少12小时,然后再对防弹衣进行直接射击。
补充试验:各国对补充试验标准要求不同。在欧洲,防破片性能的检验按2920号NATO标准进行。该标准对补充试验标准要求是不规定角度,而德国自己规定为90°角。90°角的意思是将武器置于与防弹衣成90°角的状态,再对其实施近程射击。有的还将防弹衣放在代用黏土块上绷紧后,进行射击,这样可以确定防弹衣的隆起部分在被弹头击中时的凹陷深度即创伤深度。
各国防弹标准等级如下:
美国警用防弹背心的防护等级见表。
法国的防弹标准等级有Ⅰ级、Ⅱ级、ⅡA级、ⅡS级、Ⅲ级、ⅢA级和Ⅳ级。
德国的防弹标准等级有Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。
南联盟的防弹标准等级只有标准级和特殊级。
世界各国防弹衣的防护等级尽管有所不同,但是防弹衣的防弹性能衡量标准都是共同的,那就是,能防护的弹头质量越大,速度越高,则防弹衣的性能就越好.[quote][/quote] |
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发表于 2009-11-14 20:29:37
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