高性能纖維助力俄羅斯防彈衣又輕又結實

為了增強士兵在未來戰爭中的生存率,大國軍隊普遍為軍隊大規模地配發防彈衣等防護設備,防彈衣的普及率不斷上升。而防彈衣的原理也很簡單,就是通過改進新的材料,在獲取較好穿著性和舒適性的情況下盡可能地提高強度。目前來看,防彈衣主流材料包括凱夫拉纖維、碳纖維以及高強PE纖維,這三者之中,高強PE纖維是具發展前景的材料,俄羅斯新的防彈衣設計就是依托這種材料而來。
 
  據俄羅斯衛星網1月15日消息報道,俄羅斯技術集團武器消息人士表示,俄軍未來的"百人長"單兵裝備,將依靠特殊材料來實現創紀錄的輕重量,同時其保護程度將超過所有現有防彈衣。根據俄羅斯方面公布的資料,"百人長"可以阻止以每秒670米速度飛行的彈片,擁有極佳的防護性,而且還能夠抵消打擊沖擊,從而減小士兵因遭受沖擊而承受內臟損傷的概率。
 
  防彈衣設備核心的技術就是材料,俄軍"百人長"系列材料為高強PE纖維,也就是超高分子量聚乙烯纖維。雖然聚乙烯通常被人們當作塑料的代名詞,但超高分子聚乙烯纖維和塑料材質的差距是非常巨大的,超高分子聚乙烯纖維是上堅韌的纖維,其強度是鋼鐵的15倍,與廣泛被用于制作防彈衣的凱夫拉纖維相比,強度也要高出2倍,其防護性能自然也就比一般的凱夫拉纖維防彈衣要好得多。此外,這種材質不僅極其堅固,而且異常地輕,其單位密度只有0.97克/立方厘米,由于此密度比水還要小,因此這種材質的防彈衣扔到水里都可以浮在水面上。
 
  有人用八個字來形容超高分子量聚乙烯纖維的特點,那就是“輕薄如紙,堅硬如鋼”,這樣的形容應該說是恰如其分的,完全符合了軍用防彈衣材料的堅固性和重量要求。這種材料的高性能也體現在西方的出口禁運方面,早在上世紀90年代,生產該類纖維的美國、日本、荷蘭和部分西方明確規定,對社會主義實行技術封鎖和軍備產品禁運,禁運名單中就包括超高分子量聚乙烯纖維??梢姡軌蛏a這種材料,也是技術的一個體現??傮w來看俄羅斯在這方面還屬于追趕的行列,美國和西方還是處于梯隊。不過,在俄羅斯能夠制造此類材料之后,俄軍可能將更快地將材料轉為高端軍用品所用。
  除去正常的制造防彈衣外,俄羅斯技術集團武器部門工業主管別克漢奧茲多耶夫就指出,考慮將動力鈦外骨骼加入"百人長"組成中的可能性。簡單說,就是將具備動力的外骨骼系統和超高分子量聚乙烯纖維材料共同使用。一方面,機械外骨骼系統能夠為士兵提供強大的動力支持,但完全由合金板塊來負擔防護則可能造成造價和重量嚴重超標,導致士兵靈活性不增反減。若在使用機械合金外骨骼骨架的情況下,用合金板塊負責重要部位防護,用較輕也較容易折疊的超高分子聚乙烯纖維材料來負擔其余部分防護,顯然會取得更好的效果。事實上,哪怕是2mm的高性能材料的加入,也能在不給士兵增加太多額外負擔的情況下,較為明顯地提升防護性能,這樣的思路可謂是綜合考慮了成本、性能和實用性,未來外骨骼系統很有可能采取多種材料復合制造的設計思路。