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Vol.103 防弹衣如何救你的命

这是今天最常见的自动步枪 AK-47,它的子弹口径是 7.62 毫米,射出枪口的初速度可达 725 米/秒,击中人体的瞬间会撕裂出一个巨大的空腔破坏内脏,并裂出碎片嵌在体内。

但只要穿上这样一件防弹衣,你就可以在 15 米开外近乎毫发无损地挨上一枪。

防弹衣是如何救你一命的?

防弹衣的原理就是通过材料的变形破裂,吸收和消耗子弹或破片的动能,阻止其穿透。

最朴素的防弹衣就是这些形态各异的金属板,在两次世界大战中非常常见。这种铁甲重量可达 10kg 以上,不仅严重影响活动,防弹效果也捉襟见肘,只挡得住部分威力较小的手枪、冲锋枪,而当时像 98K 这类中口径全威力步枪则可以在 300 米外轻易打穿。

现代防弹衣的终极追求是在保证防护性能的同时尽可能轻薄,根据防弹结构的材质不同,主要可分为软质、硬质两类。

软质防弹衣一般由高性能纤维通过高密度的纺织和 20~40 层的重叠而成,利用多层细网的拉伸、断裂、摩擦,吸收消耗子弹的动能从而拦截。

20 世纪 60 年代,美国杜邦公司合成出一种新的芳纶纤维,命名为凯夫拉。这种纤维的强度可达同体积钢丝的 5 倍以上,但重量只有五分之一,迅速用于防弹衣的制造。

除了纤维本身的材质性能,纺织的结构同样会影响防弹效果。

我们日常见到的织物都是由经线、纬线交织而成,受到枪击时,冲击波会在交织点处受到阻碍,难以向外扩散,使得子弹直接打中的纤维承受过多能量而被击穿。

防弹衣通常使用的则是无纬布,由纤维单向排列并用热塑性树脂压制而成。把这些无纬布交叉重叠,再用热塑性树脂压制,受到子弹冲击时,由于没有交织点,能量会迅速扩散到较大范围上去,使更多纤维参与吸收能量,防弹性能更好。

凯夫拉虽然是理想的防弹材料,但遇到水或紫外线容易降解,保质期通常在 3-5 年。

近年来,防弹性能更好、性质也更稳定的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)正在逐渐替代凯夫拉成为软质防弹衣的主流材料。但这种纤维唯一的缺点就是不耐高温,高于 70℃ 强度就会下降。

而凯夫拉可耐 400℃ 的高温,突遇 900℃ 以上时还会直接碳化,形成隔热层。对于防止爆炸伤害,还是凯夫拉更有效,能帮你防住面前爆炸的一斤 C4 炸药。

这类软质防弹衣的厚度一般只有 1cm 左右 ,可以做成背心、外套、护裆等各种样式,方便穿戴。价格多在 1000~2000 元。

根据中国的警用防弹衣标准,软质防弹衣最高能达到 4 级,即可以在 5 米开外挡住大部分手枪和冲锋枪的射击,但这还不够用。

2014 年,广东警方在一次缉毒行动中,就遭遇疑犯用格洛克手枪射击钢芯弹,直接穿透了防弹衣。

要想防住这些杀伤力更高的武器,乃至战场上的步枪、狙击枪,还是硬质防弹衣更靠谱。

硬质防弹衣的关键是这块防弹插板,可分为三种材质:金属板、由凯夫拉这类纤维经树脂强化后的复合板以及复合陶瓷板。

复合陶瓷板是其中防弹性能最好的,由氧化铝、碳化硅和碳化硼这类高强度结构陶瓷与凯夫拉等材料的背板贴合制成。

这种陶瓷防弹插板的厚度多在 3cm 左右,重 2~3 公斤,在受到枪击时,陶瓷板会与高速旋转的金属弹头剧烈摩擦,将弹头尖端磨削减小其穿透力,并通过局部破碎和纤维材料背板的形变最终耗尽子弹的动能。

陶瓷防弹插板可以达到 6 级以至更高级的防弹标准。甚至面对巴雷特 M82 这种使用 12.7mm 口径子弹的重型狙击步枪也能替你挡住。

当然,这种硬质防弹衣的价格也比软质更贵,通常在 3000 元以上。

按照中国的标准,只要承受的子弹在防弹衣的防护等级之内,防弹衣的凹陷就会控制在 25 毫米以内,这个距离相当于标准心肺复苏按压深度的二分之一,并不会出现肋骨骨折的情况。

事实上,中国关于防弹衣凹陷深度的标准甚至比美国还高,且同样防护等级下,价格只有六分之一。也正是凭借这种价格优势,国产防弹衣今天占据了全球 70% 的市场份额。

而除了给人用,中国还研发了给警犬用的防弹衣和防弹头盔,真正做到救你一条狗命。