王信博
熟悉中國古代寓言故事的讀者都不會不知道“自相矛盾”這個成語。作為現(xiàn)代戰(zhàn)場上士兵們的防護用具之一——防彈衣,和輕武器就像矛與盾一樣,相生相克,從誕生之日就隨著輕武器的發(fā)展而不斷成長、進化。防彈衣在歷經烽火硝煙的同時,亦走出了一條屬于自己的發(fā)展之路。材料和技術的進步使得現(xiàn)代防彈衣的材質、性能不斷升級迭代。下面,就讓我們通過防彈衣發(fā)展的關鍵(型號)時期,去探尋現(xiàn)代防彈衣的百年風云!
廣義上來講,防彈衣的淵源可以追溯到中世紀中后期的騎士板甲。盡管在當時以冷兵器為主角的戰(zhàn)場上,板甲更多發(fā)揮的依然是防御傳統(tǒng)冷兵器劈砍的作用,但事實上,面對戰(zhàn)爭中出現(xiàn)的火門槍/火繩槍射出的鉛丸,騎士們身上的板甲也體現(xiàn)了相當不錯的防御能力。上世紀70年代,曼徹斯特大學對三支不同時期不同規(guī)格的,長度分別為12.7厘米(5英寸,14世紀)、25.4厘米(10英寸,15世紀初)、38.1厘米(15英寸,15世紀后期)的火門槍仿制品測試中,在對9.1米距離的2.54毫米軟鋼板進行射擊時,除槍管38.1厘米長的火門槍能達到70%以上的擊穿率,其它兩種尺寸規(guī)格的擊穿率均不足40%。由此可見,騎士的板甲在槍械發(fā)展初期的確能“客串”一把防彈衣的角色,而從更長的時間線上來看,現(xiàn)代防彈衣早期的發(fā)展思路中也有冷兵器時代板甲的設計特征。
真正意義上的現(xiàn)代防彈衣誕生于19世紀90年代,由波蘭裔工程師、神父卡西米爾·齊格林研發(fā)。該防彈衣由4層3毫米厚的絲綢制作(也有說法認為防彈衣內部還有一層鋼板),并采用了“密集編織”這一新工藝,每0.1米2重250克。絲綢防彈衣憑借材料優(yōu)異的韌性和高密度,能夠在近距離內抵擋當時大多數(shù)手槍彈的攻擊。然而,由于原材料的價格極其昂貴,當時一件防彈衣的價格約合800美元,并且防護面積也較小,僅適用于高級要員的貼身防護。雖然它的出現(xiàn)具有劃時代的意義,但就實用性與普及性來看,防彈衣正式投入使用,還是要從一戰(zhàn)時期說起。
燧發(fā)槍時代,傳統(tǒng)的重裝騎士和步兵方陣被“線列式戰(zhàn)術”所取代,燧發(fā)槍的威力使得板甲失去了防護作用,同時滑膛槍管糟糕的射程和精度又使得士兵作戰(zhàn)距離較近,兩、三輪齊射之后便進入白刃格斗模式,身穿護甲則嚴重影響格斗能力。于是,布制軍服與皮革彈帶取代了護甲。然而,隨著二次工業(yè)革命之后,膛線、無煙火藥、金屬彈殼子彈與自動機構在槍械上的運用,單兵的火力投送變得精準而致命,加上火炮與飛機的應用,戰(zhàn)場變得空前殘酷。在這種情況下,為了給士兵們提供更好的防護,人們又開始將目光轉到護甲上面來。
雛形期
第一次世界大戰(zhàn)到第二次世界大戰(zhàn)的30年間是防彈衣發(fā)展的初級階段。面對塹壕中鋪天蓋地的炮彈破片與流彈,參戰(zhàn)各國都加緊了單兵防護裝備的研發(fā),頭盔的發(fā)展迎來了春天!然而受制于技術條件,成熟的單兵護甲卻沒有出現(xiàn),已有的冶金手段無法平衡防護性能與裝備重量的矛盾。唯一小規(guī)模投入實戰(zhàn)的是德軍專為塹壕火力點中機槍手開發(fā)的“龍蝦甲”(因護甲分段相接形似蝦殼而得名),由硅鎳合金制成,可以有效防御敵方機槍手、狙擊手遠距離射來的子彈。但其侶千克的重量只能限制在相對靜止的塹壕火力點中使用,指望普通步兵穿著這么一身去沖鋒陷陣、突擊敵方防線著實不太可能。于是,許多普通士兵打起了自家祖?zhèn)骺椎闹饕?,不少人攜帶家里的“中世紀”板甲應征,也有一些較富裕的人家會像電影《戰(zhàn)馬》中的莊園主一樣,為參戰(zhàn)的兒子、丈夫訂制一副可以穿在襯衣中的胸甲。到了第二次世界大戰(zhàn),高機動,立體化的機械化戰(zhàn)爭使得作戰(zhàn)強度和烈度大大加強,對于單兵護甲的需求更加強烈。新的合金材料的出現(xiàn)也為士兵裝備有效的防彈護具提供了技術上的支撐,比如美軍研制的M1型防破片衣(供轟炸機組使用)和M12型鋁制防彈衣,以及蘇聯(lián)研制的SN型系列胸甲。尤其是蘇聯(lián)的SN-42型,由1.8~2.2毫米的36SG特種鋼制成,重3.5千克,近距離對德軍各型手槍發(fā)射的9毫米帕拉貝魯姆手槍彈“免疫”,百米距離內對PPSh41和MP-38/40沖鋒槍的射擊也有非常好的防護效果。其廣泛裝備于戰(zhàn)斗工兵部隊,在各類城市/攻堅戰(zhàn)中發(fā)揮了巨大作用。在斯帕斯捷緬斯克地區(qū)的戰(zhàn)斗中,穿著SN-42的蘇軍上士拉扎列夫正面遭遇德軍數(shù)發(fā)手槍射擊卻安然無恙,反而將對方擊斃,展現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
當然,金屬材質的防護性能和重量之間的平衡始終是一個難題。這些被稱之為“胸/護甲”的初級防彈衣只能提供給轟炸機機組成員或戰(zhàn)斗工兵之類的對防護性需求大于機動性需求的人員,對于強調機動性的普通步兵和偵察兵并不適用,不具備普及的可能性。
成熟期
一戰(zhàn)德軍的“龍蝦甲”
二戰(zhàn)盟軍轟炸機機組成員彩繪圖,可以看到他們裝備的防彈衣
二戰(zhàn)蘇軍戰(zhàn)斗工兵標配的SN-42胸甲。左圖為SN-42胸甲貼身的一面
二戰(zhàn)蘇軍戰(zhàn)斗工兵標配的SN-42胸甲。左圖為SN-42胸甲貼身的一面
上世紀50年代到90年代的很長一段時間內,防彈衣發(fā)展進入了上升期,軟質防彈衣(Bulletproof vest,簡稱Vest)出現(xiàn)。該階段防彈衣根據防彈材質可分為尼龍和芳綸兩個時期。
防破片衣的裝備,一定程度上降低了朝鮮戰(zhàn)場上美軍的傷亡
PASGT系統(tǒng)包括防彈衣和頭盔
華盛頓越戰(zhàn)紀念碑旁的越戰(zhàn)美軍雕像,身上穿著的是極具那個時代象征的的M69防破片衣
上世紀50年代到70年代尼龍時期的防彈衣主要以美軍M51、M52和M69防破片衣為主(Vest最初即指防破片衣,后變?yōu)閷涃|防彈衣的稱呼),使用玻璃纖維層壓板(M51)和高強度尼龍(M52/69)作為防彈材料,重量在2.7~3.6千克左右,能防護部分炮彈破片和手槍的遠距離射擊。盡管對于北越使用的M43一類的步槍彈依舊束手無策,不過有總比沒有強。尼龍防彈衣的普及,在一定程度上降低了美軍戰(zhàn)場上因破片和流彈導致的傷亡(盡管在越南雨林中穿著厚重的M69是一種巨大的折磨)。同期裝備飛行員的內置氧化鋁/碳化硅板的ABA和VBA防彈衣,對步槍彈的防御效果倒是不錯,只可惜9.3千克的重量對普通士兵來說,依舊不太適合。
70年代初,美國杜邦公司研制成功一種新型芳綸纖維——凱夫拉(Kevlar)。該材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型,吸收彈片動能的能力是尼龍的1.6倍,是鋼的2倍,具有極高的軍用前景。與此同時,美國陸軍納迪克研究實驗室開展一項研究,希望能以凱夫拉來制作新一代的輕型頭盔和防彈背心,來減輕士兵負荷。最后,PASGT防彈衣,即“地面部隊的個人裝甲系統(tǒng)”(Personnel Armor System for Ground Troops)的子系統(tǒng)誕生,防彈衣進入芳綸時代。
PASGT防彈衣采用與M69相似的馬甲式設計,最初采用的防彈材料為第一代凱夫拉(kevlar29),90年代以后采用第二代凱夫拉(kevhr129),重量在4.3千克左右,可抵御9毫米帕拉貝魯姆彈的手槍射擊(美標ⅡA級別)。80年代,蘇軍也在阿富汗戰(zhàn)場開始裝備6B系列防彈衣。但與PASGT純凱夫拉的馬甲式設計不同,6B系列防彈衣采用了吊帶背心式設計,內部還設有鈦合金板用于增強防護(蘇軍對鈦合金材料有一種特殊的情懷,許多頭盔和背心都采用鈦合金制造,6B系列防彈衣也不例外,直到684和685型才將防彈板改為陶瓷材料)。
發(fā)展期
進入21世紀,中、低烈度的地區(qū)沖突和反恐戰(zhàn)爭使得士兵對防彈衣的性能和人機功效提出了更高的要求。成熟的硬質防彈衣(Plate carrier,PC)和軟/硬質(Armor carrier,AC)防彈衣應運而生。AC類防彈衣中最具有代表性的,便是美軍的IBA“攔截者”防彈衣系統(tǒng)。
蘇聯(lián)682防彈衣三視圖
蘇聯(lián)683防彈衣的正面和背面
OTV防彈衣,AC類背心的經典型號。右圖為OTV防彈衣的內部
683防彈衣內部的硬質防彈板和容納襯套
該防彈衣系統(tǒng)由OTV軟質防彈衣和SAPI硬質(碳化硼)防彈插板組成。OTV防彈衣包括可拆洗的護頸、護襠、護臂、本體外套和MK2凱夫拉防彈襯層組成,重3.8千克,防彈能力可達到美標ⅢA級(長槍管卡賓槍發(fā)射的9毫米帕拉貝魯姆彈):兩塊SAPI硬質防彈插板重3.6千克,配合軟質防彈內襯可達到美標Ⅳ級防護(7.62毫米中間/全威力步槍彈射擊),士兵個人可以選擇性加裝。該類防彈衣既有軟質的大防護面積和完整銜接覆蓋優(yōu)勢,又有硬質防護帶來的核心區(qū)強化防護,可更換的防彈內襯可以調節(jié)防彈能力與機動性的平衡,使士兵的任務適應性大大增強。該系統(tǒng)亮點還不止于此,優(yōu)秀的人機功效給士兵帶來了更大的便利:(1)背心采用魔術貼搭扣的馬甲式設計,后部還設有提拉織帶使得士兵在受傷時,可以由醫(yī)護兵快速移動和卸下裝備。(2)背心本體前后均設有類似FLC攜行具的PALs織帶,可將有限的附件包掛載于防彈衣上,一定程度上實現(xiàn)“攜防一體化”,拓展了防彈衣戰(zhàn)術功能。(3)可拆卸式的護頸、護襠、護臂,不同的尺碼與腰部調節(jié)帶相結合,為士兵提供了更為舒適的穿著體驗和可選的防護。后來的升級版IOTV防彈衣則進一步改進結構(馬甲式改為腰腹開合的背心式),增加了快速穿脫系統(tǒng)(快拆扣),增設PALs織帶強化拓展性,貼身面設計透氣層來提高穿著舒適度。時至今日,包括俄軍的6845防彈衣和我軍的15式防彈衣,在設計上依舊體現(xiàn)著這些元素。
美軍IOTV GEN3型防彈衣,是OTV的第三代改進版
MBC-X輕量化型側圍(上)和全包覆型側圍
MBC-X系統(tǒng)通過增加軟質襯層附件,可以由PC防彈衣變?yōu)锳C防彈衣
而更輕更堅固的超高分子量材料(PE或者DSM)技術的成熟,則帶來了以硬質防彈插板防護為主的PC類防彈衣(或稱戰(zhàn)術背心/插板攜行具),它們大多被精銳部隊和特種部隊使用。例如Crye Precision公司的JPC、CPC、AVS戰(zhàn)術背心。此類防彈衣強調輕量化、高機動性和核心防護能力(針對心肺、脊柱重要部位的防護),目的是在維持防護能力與機動性平衡的基礎上,最大限度地提高承載性,降低重量,以保證比AC、Vest類防彈衣有更好的機動性和持續(xù)作戰(zhàn)能力。以俄羅斯MBC-X系統(tǒng)(題圖)為例。該防彈衣分為本體、腰部承載、可替換附件。以承載硬質防彈插板的本體(前板+背板+肩墊)為基礎,通過加裝可掛載附件包的模塊腰帶,能擴大戰(zhàn)術裝備的攜帶能力、改變受力環(huán)境(由肩部受力變成腰、肩部共同受力),腰帶與本體貼身面設有多種類型的透氣/緩沖墊,可供用戶自由搭配:通過可替換附件,可以在背板上直接安裝槍榴彈包、水袋、中型戰(zhàn)術背包等負載,也可以使用其它附件包自由搭配:選裝側圍系統(tǒng)支持輕量化型(鏤空織帶側圍)、全包覆型、AC型(在背板內部加裝一層包括側圍的軟質防彈層,從而轉變成AC類防彈衣)三種側圍;肩墊,前、背板通過鋼芯軟繩和尼龍扣具相聯(lián),具有緊急情況下快速穿脫的功能。除此之外,必要時還可加裝護襠和護臂的防彈組件,增強防護面積??偟膩碚f,以MBC-X為代表的PC防彈衣,已不僅限于為士兵提供必要的彈道防護,更多的是作為“未來士兵系統(tǒng)”的承載平臺,通過防彈衣和各類選裝附件將防護、彈藥、通信功能有機整合在一起,實現(xiàn)單兵裝備的整合與優(yōu)化。這在某種程度上代表了防彈衣未來的發(fā)展方向。
我國防彈衣的研發(fā)起步時間較晚。上世紀50年代,我軍設計了第一款防彈衣,以3毫米玻璃鋼片為防護材料,呈鱗片狀排列,重6~7千克,能夠有效抵御手榴彈破片和手槍彈。60年代抗美援越期間,為保護運輸車隊人員安全,防御美軍飛機投擲的集束炸彈襲擊,我軍又開發(fā)了以玻璃鋼、鉻鋼玉、碳化硼復合材料與鋁合金結構的兩種防彈衣裝備運輸部隊。不過,這些型號都沒有成建制配發(fā)部隊,設計較為落后,防彈材料和重量控制上都存在問題。
國產TF-90防彈背心
到了上世紀80年代,為保障亞運會安保任務,總后軍需裝備研究所研制了TF-90-79/54式防彈衣。該型防彈衣采用特種防彈鋼為防彈材料,吊帶背心式設計,分前后兩片,通過后片的腹部固定帶固定、調節(jié)適合自己的腰圍度,最后在前片上的魔術貼完成固定,兩側無防護(這種設計至今仍存在于部分國產防彈衣上)。其型號后綴79/54標示其分別防護的等級。79型可抵御79式沖鋒槍發(fā)射的51式7.62×25毫米普通手槍彈(以下簡稱51式手槍彈)射擊,54型可抵御54式手槍發(fā)射的51式手槍彈射擊。由于各種原因,解放軍并未正式裝備TF-90防彈衣,反倒是公安、武警裝備較多。該防彈衣作為外銷產品也廣受好評,后來還衍生出TF-95和采用新型芳綸纖維的79式軟質防彈衣。
06式防彈衣的正面(左)和背面
新型15式防彈衣,圖為武警虎斑迷彩款式
作為解放軍第一款成建制規(guī)模配發(fā)的防彈衣,04型防彈衣無疑具有里程碑的意義。該型防彈衣采用軟質防彈內襯,可防51式手槍彈射擊,還設有專門加裝硬質防彈插板的空間以供升級防護等級。04型在總體設計上與TF-90系列相似,但在肩部調節(jié)、開合方式和防彈衣外套材質上有較大的改進,背部還增設有應急提拉帶。該系列共分A、B、C、炮兵四型。A型(未量產)背心前片為鱗片鋼板,后片為凱夫拉材料;B型為步兵基礎款型;C型在B型的基礎上加裝護肩、護頸和護襠;炮兵型防彈防震背心則本體、護肩、護襠一體化,造型也更為圓潤。04型防彈衣推出不久后,我軍又裝備了一款06型特種兵防彈衣。該型防彈衣采用三片式結構,后片通過搭扣和腰部尼龍調節(jié)繩相聯(lián),前片一分為二,左、右采用中間開合并由魔術貼固定。值得一提的是,該防彈衣不僅可以加裝護頸和護襠,其類似美軍FLC裝具上的模塊化織帶使它具備了加裝戰(zhàn)術附件包的功能,一定程度上實現(xiàn)了“攜防一體化”。
后來,我軍開始配發(fā)新的15式防彈衣。該防彈衣配置國標Ⅱ級軟質防彈內襯,可抵御51式手槍彈射擊,還可選用硬質陶瓷防彈插板,提供更高級別的對步槍彈的防護;其設有更多的模塊化織帶,提高了戰(zhàn)術拓展性;兩片結構腰帶式開合+防彈側圍使其具備了側面防護力,同時也更加透氣排汗:新加入的快拆繩扣能迅速脫掉防彈衣,以解決士兵落水和受傷時快速卸去裝備的問題。
04型防彈衣正背面圖
隨著軍民融合和軍事裝備采購的多樣化,武警特戰(zhàn)、空中突擊旅和亞丁灣護航等部隊紛紛采購民營戰(zhàn)術裝備公司生產的各類新型防彈衣(戰(zhàn)術背心)。這些新產品不僅具有模塊化功能和更高的防護力,還兼有水上助浮等特殊功能。
隨著材料學的進步與新設計理念的提出,現(xiàn)代防彈衣正處于新的發(fā)展上升期。一方面,新材料的出現(xiàn)使得生產更高防護等級、更加輕薄的防彈內襯成為可能。在未來,蜘蛛絲纖維、非牛頓流體與磁流變液體可能會取代傳統(tǒng)的芳綸纖維和陶瓷防彈插板。另一方面,防彈衣的外罩材料也將會由具有防紅外功能的迷彩織物制作。在更遠一些的將來,還可能會出現(xiàn)能根據環(huán)境變化而主動改變顏色的光學迷彩防彈衣外罩。而可拆卸的戰(zhàn)術附件包與模塊化織帶相結合,快速穿脫機構、激光鏤空裁剪和立體循環(huán)透氣襯墊技術的成熟運用,則使得防彈衣的戰(zhàn)術功能大大拓展,攜防一體化和人機功效大大增強。在此基礎上,根據未來戰(zhàn)場單兵裝備模塊化和集成化的需求,防彈衣將進一步整合各類單兵電子終端和戰(zhàn)斗用具,甚至可將微型電源和感應器嵌入貼身面,實現(xiàn)裝備攜行、防彈、通信、定位、士兵戰(zhàn)斗/健康能力監(jiān)測、單兵電力供能為一體的綜合系統(tǒng),成為一整套未來士兵信息化作戰(zhàn)支持系統(tǒng)中重要的組成部分。[編輯/山水]