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軍事論壇

【軍事論壇】淺析軍用防彈衣科技發展趨勢

◎宋磊

 談到防彈衣(Bulletproof Vest)的始祖,最早可回溯到遠古時代士兵身上的獸皮、牛角、盔甲等防護設備,隨著火藥技術進步,加上作戰形態的改變,現代軍用防彈衣強調輕便、耐磨、耐熱、抗濕等基本需求,其真正目的不再是完全保護士兵不被子彈攻擊,而在於降低或減輕子彈、地雷擊中身體所造成的傷害,同時增加戰場上士兵的「存活率」;此外,防彈衣已不限於軍隊使用,政府的警察單位、民間的保全公司人員亦需要防彈衣的保護,因此更增加防彈衣的市場需求。

 從笨重走向輕便

 身為重要的單兵防護設備,早年由單純合成材料向合成材料與金屬裝甲板、陶瓷片等複合材質發展。受限早年技術,1923年以前第一代防彈衣均採用硬式材料,主要以特殊鋼、鋁合金等金屬做為防彈材料,相當笨重且穿戴不易,總重高達9公斤,亦影響作戰機動力。隨著科技的發達與戰場上的要求,全世界第一款軟式材料防彈衣正式出爐,不但終結防彈衣笨重的印象,對於戰場上的步兵而言,輕便型防彈衣利於身體運動,也增加耐熱、抗寒程度,防護性及舒適性大增。

 由於不同軍種所面對的敵情環境不同,美軍早在二戰期間就針對傘兵、步兵與陸戰隊分別量身打造不同版本的防彈背心。此外,現代戰場上武器日益多元,步兵所面對的不光是傳統的槍砲、刺刀,防彈衣的生存性能備受考驗,為了徹底保護士兵,1970年代後第二代防彈衣「凱夫拉纖維」材質的應用,徹底改變防彈衣的角色與地位。

 鑑於第二代防彈衣大幅提高士兵在戰場上的機動力與生存性,防彈背心的技術快速邁向第三代,通常為複合式防彈衣,以外層的「輕質陶瓷片」為主,內層的凱夫拉纖維材質為輔,透過內、外二層的防護,協助士兵抗彈、排濕、防寒,是目前防彈衣主要的發展趨勢。

  一般而言,現代防彈背心依科技的應用,主要分成6大類,其強項與缺點各不相同,隨著材料科學的適度應用,更能提升防彈背心的防護力,以下針對主要的防彈背心種類進行分析。

 (一)龍鱗甲防彈衣

 由美國「尖峰裝甲公司」開發,該款防彈衣由數十塊陶瓷防彈瓦片和防彈纖維,編織成魚鱗狀,由於外型類似盔甲,因此以「龍鱗甲」來命名。整套龍鱗甲防彈衣重約6公斤,雖然防護力與材質優於其他防彈衣,但對於士兵而言,身穿6公斤的防彈衣,再加上步槍、彈藥、短刀、通訊器材、夜視鏡等裝備,仍然不夠便利。

 (二)硬式防彈衣

 主要以特殊的鋼、鋁合金等金屬做為材料,對於步兵的防護力超過其他防彈衣款式,但重達近20公斤,與古代的盔甲不相上下,不但不利於步兵行走、躲避,更增加士兵的體力負荷,不利於部隊的持久作戰。

 (三)蜘蛛絲防彈衣

 所謂的「蜘蛛絲防彈衣」,顧名思義是從蜘蛛身上萃取蜘蛛絲來做為防彈衣的主要材質,根據美軍歷年的實驗發現,蜘蛛絲擁有良好的附著力與耐衝擊力,對於彈體擊中士兵身體有良好的緩衝能力,相較於傳統的硬式防彈衣更為輕便,是相當適合用於防彈衣的材料,美軍為研發出大量及成本低廉的蜘蛛絲防彈衣,計畫在未來投資超過90萬美元給開發商,將製作實驗型蜘蛛絲防彈衣,並大量供給部隊使用。

 (四)仿生型防彈衣

 仿生型防彈衣將是未來趨勢,人類透過觀察動物來習得先進之事已非首次,早年飛機的發明即是透觀察鳥類翅膀飛行時的角度而來。同理,自然界的海綿、田蚌、鮑魚等生物外殼,由於具有優異的防彈穿透性和減震性能,科學家不排除未來透過逆向工程、3D列印的方式將材質做系統化整理,應用於下一代防彈衣。

 (五)奈米防彈衣

  奈米材料日益普及,運用在軍事裝備亦能如魚得水,由於微觀世界下的材料仍然有巨大的成長空間,透過奈米技術的運用,人們將石墨提煉成石墨烯,其厚度不到頭髮直徑的百萬分之一,傳統上石墨烯運用於半導體元件,但其硬度與鑽石不相上下,因此也可以用來製成超薄防彈衣,提供士兵更優秀的防護設備。

 (六)液體防彈衣

 液體防彈衣應是下一波的開發重點。所謂液體防彈衣,並非將液體放置衣服內,而是將防彈泡沫置於「特殊」液體中,液體附著於衣服後,再讓士兵穿上。一般而言分為兩種液體,第一種稱為「剪切增稠液體」,其基本的物理特性為,碰到固體物質的碰撞後會發生「硬化」反應,藉此達到防彈之效果;值得一提的是,沒有碰到外力後,防彈衣便恢復原有彈性。

  第二種被稱為「加裝鐵粒子的油狀物」,當碰上外力攻擊或碰撞時,防彈衣瞬間變得堅韌來達到防彈效果,同樣的,平時整件防彈衣仍是一套適合士兵穿著的柔軟防身衣物。

  數萬年來,人類在戰場上奔馳,傳統的盔甲、獸衣、動物骨頭,成為直接用於保護士兵的材料與工具,隨著近代兵器的發達,人類迫切在戰場上找尋材質佳、防護力更好、成本相對低廉的防護設備,經由上述各類型防彈衣的介紹與分析,不難看出防彈衣能否受士兵青睞,與材質有直接關聯。

  當外界關注戰機、飛彈、戰車等大型武器的發展時,戰場主角士兵的防護設備亦是各國關心的焦點之一,各大軍火公司不斷從材料適性、增強防護力來為士兵開發出最佳、最舒適的防彈衣,並爭取民間市場,為軍民提供更優異的保護能力。(作者為軍事作家)

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