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西方研制新型作战头盔 或能防护爆炸冲击波伤害

2012年10月30日18:14
作者:知远

  战斗头盔用了几百年时间才从用来防护刀枪棍棒造成外伤发展到用来防护弹片损伤头部。直到最近,配发给前线部队的普通头盔才真正能够在某些时候提供对高速子弹的有限防护。从本质上说,20世纪的大部分作战头盔都是为在战壕或散兵坑作战设计的。在战壕和散兵坑里,弹道威胁大多是来自上方。直到最近几年,人们的注意力才转移到对简易爆炸装置(IDE)爆炸导致的钝性外伤提供更好的防护以及解决头盔边缘与防弹背心之间部位缺乏防护的问题上来。

  根据美国陆军在2009年的报告,自部署到伊拉克以来,某旅战斗队的3973名人员中有1292人受过伤,其中有907人经临床医师确诊患有创伤性脑损伤。这一数字意味着在单一战斗单位中有超过四分之一(22.8%)的人患上了脑损伤,尽管每名士兵都装备有防弹头盔。在最好的情况下,这些人会患上战后头痛和(或)头晕,随着时间推移还会出现烦躁易怒现象和记忆问题,挥之不去。

  与施工现场用的安全帽做一简单类比:当屋顶石片掉落时,安全帽应该能保护人的头部;当一袋水泥从二楼脚手架掉落在人的头部时,安全帽对于阻止水泥对头部造成钝性外伤起不到太大作用;当搬运脚手杆或梯子时因粗心大意导致其突然打在人的脸上时,安全帽起不到任何作用。

  英国的Mk.6型作战头盔由NP航空航天公司制造,其设计是在上世纪八十年代中期引入的,来自于北爱尔兰街道上十几年的城市作战经验。在钝性外伤的防护方面,这种设计大大优于当时的其他很多头盔。该公司采用人体工程学重新设计的Mk.7型头盔延续了Mk.6型头盔优点,包括大量使用内部垫料和颅盖型的支撑框架。从2009年开始,为满足紧急作战的需求,在阿富汗服役的部队配发了Mk.7型头盔。

  NP航空航天公司设计了模块化的AC900/ICH(综合作战头盔)模型,解决了为头盔下缘到防弹背心之间的暴露部位提供防护的问题。AC900/ICH提供了下颌保护装置和全脸面罩两个配件,配件的固定方式设计独特,安装面罩的支架也适合安装夜视装置。获得专利的多轴向壳体结构使AC900/ICH在不降低防护水平的情况下重量减少了10%,这有助于抵消安装下颌保护装置后增加的重量。

  在写作本文时,还没有适合目前英国前线部队配发的GS Mk.7型头盔使用的面罩和下颌保护装置。如果是在发生内乱的情况下部署军事人员,不管是海外作战部署还是在国内支援警察(比如说再次发生2011年8月英国那样的骚乱),估计将有必要补发带有面罩附件的老式Mk.6头盔。

  在大西洋对岸,美国陆军2011年2月初宣称正在寻求一种改进的作战头盔设计——增强型作战头盔(Enhanced Combat Helmet,ECH),这种头盔的防弹能力超过了先进作战头盔(Advanced Combat Helmet,ACH),先进作战头盔于2003年首次大量配发部队,目前仍在战场上使用。尽管表面看来增强型作战头盔与其要替代的先进作战头盔区别不大,但据士兵防护及单兵装备(Soldier Protection and Individual Equipment,SPIE)项目主管说,两者在性能上的差别非常大。

  增强型作战头盔要比目前美国陆军大多数部队配发的头盔稍厚,但重量略轻。据称,增强型作战头盔在头部防护能力方面有了巨大飞跃。确实有报道说这种头盔在试验期间表现非常好,以至于需要开发一种新式测试系统来评估它在保护士兵头部免遭弹片伤害上的效果。人们本来希望增强型作战头盔要在防弹性能方面比先进作战头盔提高35%,但从里程碑版本得到的数据显示实际结果要比期望值好得多。

  美国陆军对新式头盔的最初需求是200,000顶,但根据测试结果,士兵防护及单兵装备项目主管相信陆军对新式头盔的需求会增加。另外,美国海军陆战队也参与了增强型作战头盔的开发,并且也在寻求重新装备其部署的人员,目前这些人员配发的是先进作战头盔,据信美国国防部已采购了150万套先进作战头盔。

  对于创伤性脑损伤问题(该问题在某些圈子里引发的关注与无法阻止高速子弹所引发的关注差不多),士兵计划执行办公室(Program Executive Office Soldier)的彼得•N•富勒(Peter N. Fuller)将军表示:“增强型作战头盔有可能减少创伤性脑损伤。我们看到它有很大的潜力,我们正在努力加速产品开发的进程。”

  增强型作战头盔由Ceradyne Diaphorm公司制造,被称为“防御者”无缝防弹头盔(Seamless Ballistic Helmet,SBH),这种头盔使用了专利的热塑复合材料头盔成型技术,改善了对弹片和轻武器的防护效果。厂家说,美军的作战头盔终于可以阻挡步枪子弹了。据称,头盔壳体所采用的无缝防弹头盔技术来自一种多层层压材料,使用这种材料无须切割或缝合任何单层,壳体成型后的所用的层压材料几乎没有折叠,这就保证了壳体性能和厚度的一致性。

  Ceradyne公司声称,把热塑复合材料作为制作增强型作战头盔主壳体的材料不但提高了壳体的防弹能力而且还对工艺产生了很大影响。预计在海水、温度骤变、高空、盐雾和室外等作战环境下这种头盔的性能也不会降低,这是由制造头盔所用材料(尤其是头盔主要部分采用的热塑树脂和纤维材料)的类型和化学性质决定的。

  士兵计划执行办公室估计美国陆军第一批部队将于2012财年第2季度装备增强型作战头盔。请注意,美国的增强型作战头盔与以色列设计的供作战部署的澳大利亚国防军使用的“拉宾特克”RBH303增强型作战头盔不是一码事。

  在更北部,加拿大国防部已经开始试验“士兵综合头戴系统”(Soldier Integrated Headwear System,SIHS),该系统的一个组成部分就是“先进模块化多重威胁防护头戴系统”(Advanced Modular Multi-threat Protective Headwear System)。从2007年开始,加拿大国防部国防研究开发小组就在开发和改进作战头盔,努力填补头盔在防护方面的一些空白。

  据该小组的一名科学家说,他们知道加拿大目前配发的头盔、防弹背心和防弹挡板的表现非常不错,所以在研究和开发上他们努力要做的是关注一些更有挑战性的防护领域。弥补防护上的空白(例如对头盔和防弹背心之间部位的防护)并提供对面部的保护,不但要防护子弹的威胁还要进入防护爆炸冲击波威胁的领域

  2011年11月,士兵系统集成集团(Soldier System Integration Group)的马克•拉特利(Mark Rutley)曾谈及,先进模块化多重威胁防护头戴系统的头盔是一个模块化系统,包括一个内壳、一个防弹外壳、一个下颌保护装置、一个面罩和一个颈部保护装置。在最近的试验中,加拿大所做的工作是把士兵和新的头盔设计放到尽可能真实再现的作战环境中,以测试先进模块化多重威胁防护头戴系统概念的表现,确保设计真正有效。

  来自第22团第2营的步兵班长因特索恩(Intasorn)在试验中表示:“这种装备(模块化头盔)的优点是你可以根据每次任务的需要来改造它。”他的同事卡尔(Carle)中士进一步解释说,根据手头任务的需要,展开后勤行动时可以使用基本型头盔,而作战时则可使用提供最大防护的下颌保护装置和面罩。

  加拿大防弹眼镜制造商视威迅军事公司(Revision Military)(目前该公司在向很多北约国家供应作战用眼睛保护装备)把业务扩展到了模块化头盔领域,希望能够满足国家的需要。去年9月该公司在伦敦2011国际防务展(DSEI)上公布了革命性的BATLSKIN模型。此前我们曾在2010年米尔布鲁克(Millbrook)防御车辆动态(Defence Vehicle Dynamics)展览会上见到过早期的视威迅模型,在展览会上英国国防装备和支持(Defence Equipment & Support)小组的一名成员身着这套模型进行了展示。

  在伦敦国际防务展数周之前,视威迅军事公司在7月28日的一篇新闻稿中宣布签订了为期3年价值近200万美元的合同,进军士兵系统的头盔业务,通过持续不断地设计、开发和演示供乘车和徒步士兵使用的可扩展模块化头盔系统,为美国陆军开发下一代头部保护系统,并使其技术成熟度等级达到6级。新系统旨在提供比目前头盔更好的冲击防护能力并整合电子设备和电力供应,也可使士兵定制自己所需防护的水平,根据手头任务需要操作装备。

  美国陆军纳提克(Natick)士兵研发与设计中心的项目工程师唐•李(Don Lee)表示:“目前的情况是尚未采用以士兵为中心的设计原则把头部防护和功能能力设计成一体化平台,这妨碍了对重量、平衡性和集成子组件的优化。”在特别谈到视威迅公司带来的好处时,他说:“这个开发合同支持头盔电子设备和显示系统——可升级的陆军技术目标(Upgradeable Army Technology Objective),预计会开发一体化的头盔系统技术,包括升级的子弹和冲击防护,集成防化学、生物、放射和核功能的面具,全脸防护以及向士兵和陆战队员提供可操作信息的集成抬头显示器和传感器输入端。我们期待最终产品是一些工具和技术,使美国陆军和陆战队配备全面发展的、优化的头盔系统走上战场,这些系统能够提供更好的头部保护并考虑到增强的态势感知,从而提高任务效能,使我们的士兵和陆战队员在战场上拥有决定性优势。”

  视威迅公司新的全集成模块化设计以BATLSKIN为基础,集成了外伤衬垫、通信系统、抬头显示器、防化学、生物、放射和核面具、增强型夜视镜,并且配备了可选的面罩和下颌保护装置来提供对钝力、爆炸和子弹更好的防护(相对于仅有头盔壳体)。

  视威迅军事公司首席执行官乔纳森•布兰雪(Jonathan Blanshay)说:“由于战斗的性质已经改变,战场外伤的类型也发生了变化,越来越多的士兵患上了由钝力、爆炸或子弹冲击造成的头外伤和创伤性脑损伤。基于对头部保护系统的广泛研究与开发,视威迅公司相信自己拥有技术、科学和冲击测试方面的知识来设计一种新式头盔和头部保护系统,这种系统能帮助减少脑部损伤,重量更轻,并且能够提供优良的防弹能力。使士兵头部免遭损伤的战斗已经打响,我们的目标是开发最好的防护产品,把新设计、新材料和新程序带给那些为国家服务的人。”

  从阿富汗战区汲取的经验使军事设计者们对装备进行了重新思考,以应对加剧的或以前没有遇到过的威胁(这种事例在战争时期很常见)。医疗程序在近期的重大进步、引入骨盆保护技术、改进防弹服以及引入防护更好的巡逻车辆使士兵生存几率有了大幅度上升(即使某地区有大量的简易爆炸装置)。然而,有两方面的问题仍然需要进一步取得进展,而后再考虑一般问题,这两方面的问题是防御轻微钝性外伤损伤(mBTI)和防御面部损伤。

  头盔设计最新发展和引入下颌保护装置及全脸面罩过程中还存在问题,解决这些问题还有一段很长的路要走。由于国防预算受到了限制,并且从阿富汗撤军迫在眉睫,对于那些在危险中服役的人们而言,这些开发工作能否真正取得成功还不确定。知远∕刀锋

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