未來戰場上士兵的“保護神”

魏岳江+一博

外媒稱，美國陸軍將研究如何利用轉基因蠶 改善防彈衣，并使之變輕。據說，美軍研制這種材料已有大約10年，6年前，蠶首次產出“非 傳統”蛋白（含有天然蛋白纖維的蠶絲）。

防彈衣是在古代鎧甲的基礎上發展起來的，其防彈效果十分顯著。調查資料表明，在第一次世界大戰中，英國軍隊在戰場上80%的陣亡人員是因中速流彈和碎彈片而死。穿上防彈衣后，可有效地阻擋流彈和碎彈片，傷亡率降低58%。其中胸部受傷造成的死亡率從30%降到8%，腹部受傷的死亡率從39%降到7%，受保護部位負傷率降低了74%。

隨著防彈材料的發展，防彈衣對未來士兵的保護將更加嚴密，可以說是刀槍不入、彈不能進身，形形色色的防彈衣將層出不窮。

防彈衣的種類

防彈衣的品種與型號較多。從防護等級分，可分為防彈片、防低速子彈、防高速子彈三級;從式樣上分，有背心式、茄克式、套頭式三種;從使用對象分，有地面部隊人員防彈系統防碎彈片背心、戰車乘員防彈系統防碎彈片防彈衣、保安防彈衣、要人防彈衣等多個品種。而且每一個品種又由于穿著對象的不同，設計式樣、防彈衣材料的使用都不一樣。

以要人為例，要人防彈衣是國家領導人和政界要人進行公開活動時為防止敵對分子的殺害而穿著的裝備，其既要具備高防彈性能，又不能太顯眼。一般設計成西服式樣，防彈層多用軟性材料制成。隨著防彈衣研究水平的提高，人們已不滿足于僅考慮防彈衣的防彈性能。無論從實用角度還是從商業角度來考慮，輕型、舒適、方便的防彈衣都是使用者和生產廠家所共同追求的目標。目前，防彈衣的總重量一般控制在10千克以內。當今最著名的幾種防彈背心的重量都成功地控制在3～5千克之間。從使用角度看，防彈衣可分警用型和軍用型兩種。根據材料，防彈衣可分為軟體、硬體和軟硬復合體三種。軟體防彈衣的材料主要以高性能紡織纖維為主，這些高性能纖維遠高于一般材料的能量吸收能力，賦予防彈衣防彈功能，并且由于這種防彈衣一般采用紡織品制成，因而又具有相當的柔軟性，稱為軟體防彈衣。硬體防彈衣則是以特種鋼板、超強鋁合金等金屬材料或者氧化鋁、碳化硅等硬質非金屬材料為主體防彈材料，由此制成的防彈衣一般不具備柔軟性。軟硬復合式防彈衣的柔軟性介于上述兩種類型之間，它以軟質材料為內襯，以硬質材料作為面板和增強材料，是一種復合型防彈衣。作為一種防護用品，防彈衣首先應具備的核心性能是防彈性能。同時作為一種功能性服裝，它還應具備一定的服用性能。防彈衣的服用性能要求在不影響防彈能力的前提下，防彈衣應盡可能輕便舒適，人在穿著后仍能較為靈活地完成各種動作。

防彈衣的結構材料

防彈衣的結構主要由衣套和防彈層兩部分組成。衣套常用化纖織物制作，起覆蓋和保護防彈層的作用，有的衣套也有一定的防彈作用。防彈層用金屬、玻璃鋼、陶瓷、尼龍、凱夫拉（芳綸）等硬質和軟質材料單一或復合制作，能使彈頭、彈片被彈開和嵌住，并消釋子彈、彈片的沖擊動能，對人體起保護作用。衣套由過去單一的覆蓋防彈層的作用，發展到今天的具有防火、防水、偽裝等功能的高性能防彈衣套。防彈層的厚度，根據不同使用對象，以防護性能與穿著舒適之間的最佳平衡數來確定。防彈層的結構有單一的，也有復合的，復合的有多種防彈材料的復合，也有防彈材料與減震材料的復合。防彈材料有的被做成整體，也有的被做成片狀再一片一片搭接起來。整體的會導致行動不便，目前，剛性材料一般做成片狀，穿在身上活動度大，軟性防彈材料一般都做成整體性的。

防彈材料的發展經歷了一個漫長的歷史過程，從普通的鋼材到合金鋼，從金屬材料到玻璃鋼，從普通化纖到芳綸，從單一材料到復合材料。每走一步，都使防彈衣的性能提高一大步。盡管防彈材料五花八門，品種繁多，但歸納起來，只有金屬（包括合金材料）、玻璃鋼、陶瓷、尼龍、碳化硅和凱夫拉六大類。其中，后三種是軟性防彈材料，具有許多優良性能，已逐漸代替前三種剛性材料。尼龍是軟性防彈材料，采用多層高強尼龍布，可有效防御手槍子彈和沖鋒槍子彈，重量較輕;碳化硅纖維是一種無機纖維，它具有特別高的彈性模量，受到沖擊時產生撕裂而吸收彈片的能量，削弱碎彈片對人體的傷害;凱夫拉纖維具有耐高溫、高強高模量，其強度是鋼的5倍，采用這種材料制成的防彈衣，防彈效果較好，穿著較舒適。當子彈或碎彈片射到凱夫拉層時，纖維本身受力變形，將消耗掉子彈或彈片的動能，從而保護了穿用者的安全。最近，超高分子量聚乙烯開始用于防彈層。尼龍、凱夫拉、超高分子量聚乙烯均是以其柔軟的織物或是浸漬了樹脂類化學物質的織物制作防彈層，其防彈的機理是相同的：利用它們的強度抵御子彈或碎彈片，抵御不了時，纖維扭曲變形嵌住子彈或碎彈片，第一層擋不住，還有第二層，頗有前仆后繼的味道。

美國科學家通過轉基因桑蠶能夠培育出人造蜘蛛絲，未來它將被用于制造更結實的纖維，用于制造燒傷患者使用的紡織品和繃帶，以及防彈衣。

新型防彈衣顯露戰場

防電子防彈衣

這種防彈衣不僅能防彈，而且還能在捕捉到來襲炮彈所發出的信號以后，立即進行處理，并在幾微秒之內對信號進行修改，并發送出去，使來襲炮彈引信受騙上當，在距離目標幾百米的地方就誤認為已到達了應該引爆的高度，從而提前爆炸。它不僅能對付單發炮彈，而且可對付多彈來襲。

護神防彈衣

它采取先進技術，不斷改進材料、改進工藝，由防彈鋼片和高強纖維防彈織物組成的防彈層，可分散和消耗掉子彈所具有的能量?？捎行Х乐故謽?、輕型沖鋒槍彈對人體的傷害。

蜘蛛絲防彈衣

蜘蛛絲也被認為是制作防彈衣的優良材料，只是目前由于大規模養殖蜘蛛的一系列問題尚未解決，還不具備實用價值。但科學家們已經開始運用仿生學理論研制人工蜘蛛絲，以期求得強度更高而質量更輕的防彈材料。在美國南部的佛羅里達州和許多拉美國家，生活著一種別名叫作“金眼”的蜘蛛，其體形較大，素以結網粘捕飛鳥而著稱。近年來，美國軍方對這種蜘蛛進行了大量研究，發現它的絲有著非常好的力學性能，抗張強度和彈性俱佳，是制作防彈衣物極為理想的材料。用它制作的防彈衣，重量將更輕、防彈性能將更好。目前，美國正在研究利用人工方法生產蜘蛛絲，采取生物基因工程技術生產絲纖維蛋白物，與蜘蛛絲進行混合，生產出制作防彈衣的材料。另外，我國成都天友公司最近正研制開發OEM1基因桑樹工程和轉蜘蛛絲蛋白基因工程。

仿生防彈衣

這種防彈衣，采用具有松塔和鹿角等生物屬性的材料制作。穿上這種防彈衣的士兵，將可以抗風雨、防子彈。這是因為松塔能有效地對付潮濕，當大氣濕度下降，松塔的鱗狀葉子便會自動張開進行“呼吸”?；诖?，利用類似松塔結構的人造纖維系統，組成新的纖維結構，能適應外界自然條件的變化。

多能防彈衣

使用最新材料制成，全重7.6公斤，包括戰斗服、防彈衣、手套、新型戰斗靴、制冷圓領衫、承載元件等。具有防彈、防化學戰劑、防火、防熱核、防紅外監視、防激光、抗御風雨等多種功能。

防恐怖防彈衣

在當年美國總統里根遭到欣克利手槍刺殺后，各國軍界對防彈衣的研究掀起了一股新的浪潮，各種各樣的防恐怖防彈衣紛紛問世，大大提高了警衛防護能力。

高科技輕型防彈衣

在現代戰場上，士兵要面臨更多新式輕武器的威脅，防彈衣變得日益重要起來，但防彈衣的重量和防護性之間的關系一直沒能得到較好的解決。為了解決這個問題，經過研究，美國陸軍和海軍陸戰隊推出了一種新型防彈背心，它采用先進的復合材料，重量大幅度減輕，比美軍目前使用的防彈背心減輕了10英鎊！而且防護效果較好，可抵御7.62毫米槍彈的正面射擊。據研究人員透露，由于填充物使用了復合材料，使新型防彈背心的重量僅為16英鎊（大約7.2公斤）。另外，該防彈背心可根據執行任務的不同而進行定制，一般情況下，如士兵在維和行動中執行巡邏任務時，可穿著標準的型號，能有效抵御9毫米手槍彈的射擊;而在執行更加危險的作戰任務時，士兵可在防彈背心上加裝額外的裝甲片，能抵御7.62毫米步槍彈的多點射擊，防護效果大大加強。 考慮到每個人的身材不同，這種額外的裝甲片有5種尺寸可供選擇。而且，裝甲片的拆卸也很方便，只要用力拉一下就可卸下來。另外，該防彈背心不僅對胸部和背部提供了保護，它對頸部也有較好的防護能力。

“液體裝甲”防彈衣

據美國媒體報道，為了增強美軍士兵在戰場上的機動性與靈活性，美軍此前一直在致力于開發一種重量更輕、使用更方便的“液體裝甲”防彈衣。美軍研究工作實驗室此前一直在為美軍士兵的“凱夫拉”防護用具系列研制一種全新的“液體裝甲”，以使整套護具更加輕便靈活。據從事這一研發項目的官員稱，一旦這種新型的“液體裝甲”防彈衣研制成功并裝備給美軍士兵，那么美軍士兵在執行作戰任務時在跑動過程當中將會非常靈便，不會阻礙他們快速行進以及準確瞄準目標?！耙后w裝甲”的關鍵成分是一種名為“剪切增稠液體”的物質。剪切增稠液體由懸浮在聚乙二醇中的堅硬粒子組成。聚乙二醇是無毒的，能承受的溫度范圍很大。極其細小的硅微粒（非常堅硬）是“剪切增稠液體”的另一成分。這種流動性很強的液體和堅硬的微粒結合后，能形成一種性能不同尋常的材料。美國陸軍研究實驗室武器與材料研究委員會負責該項目的工程師透露說，“剪切增稠液體”非常容易變形，會像液體一樣流動。然而，一旦子彈或破片擊中背心，它就會變成一種堅硬的材料，阻止射彈擊穿士兵的身體。監獄警衛和警官都可以從這種技術中獲益，液體裝甲的防刺能力遠遠強于傳統的防彈背心，這種能力對于監獄警衛尤其重要，因為他們經常受到手工制作的尖銳武器的襲擊。