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科学家打造“液体盔甲”酷似未来终结者战士



文章发布时间:2015/5/26 15:01:18



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    据国外媒体报道,科学家研制一款被称为“超级凝胶”的新型防弹衣,可为战士们提供轻量级的安全防护,而且还便于机动。传统意义上的防弹衣非常厚重,单兵作战过程中需要穿戴陶瓷板凯夫拉防弹衣覆盖大面积的身体部位,但这也意味着降低了战士们的机动能力、灵活性和速度。著名的凯夫拉防弹系列装备不仅体积巨大,而且重量大、散热性差。例如在伊拉克和阿富汗等战争地区,作战环境温度可高达120华氏度,厚重的防弹衣也会加速作战人员疲劳程度。 
      这款革命性的“超级凝胶”防弹衣由著名的英国航空航天巨头BAE系统公司设计,该公司业务覆盖全球武器出口,世界著名的军火制造商、航空航天以及安全领域。新型防弹衣的最新指标意味着可为未来单兵作战提供更大、更轻的安全防护,使得战士拥有更好的灵活性。特殊的液体被嵌入到凯夫拉隔层中,战士穿戴上这样的防弹衣可为身体提供五倍于钢的防护强度,和现有的防弹衣相比,在厚度以及重量上都有较大的飞跃,比如重量仅是防弹衣平均重量的一半,使得它可成为名副其实的超薄型“超级盔甲”。 
       被用于防弹衣设计的神奇液体被称为切变致稀性流体(Shear Thickening),其又可称为拟塑性流体(pseudoplastic fluid),该液体有着特殊的电子可自由中止行为,当液体受到瞬间扰动时,粒子就会发生大量碰撞,并形成抵抗进一步干扰的能力,但如果扰动足够大时,这些粒子将会“锁”在一起。因此,可以想象,当一颗高速飞行的子弹击中“超级凝胶”防弹衣时,这些特殊的液体不仅能吸收冲击的能量,并极快变硬,从而阻止了子弹的进一步的贯穿。而在其他情况下,该防弹衣又能保持一定柔软程度,方便士兵机动。 
        据英国航空航天巨头BAE系统公司商业材料与设计部门主管斯图尔特·彭尼(Stewart Penney)介绍:假设我们正在缓慢地搅动一桶盛有切变致稀性流体的容器,在最初阶段可以感觉到液体的阻力较小,随着搅动幅度的不断加大,就会明显感觉到阻力的增加。这种防弹的超级液体也可以被嵌入到凯夫拉防弹衣中,当坚实的凯夫拉防弹衣与切变致稀性流体相结合形成的“超级凝胶”新型防弹衣就变得更轻、防护能力更强,厚度只有现役防弹衣的45%。 
此外,神奇的拟塑性流体也会限制凯夫拉防弹衣在结构上的形变,并扩大使冲击能量发散的区域。当一颗子弹高速击中现役的防弹衣时,防弹衣在弹着点往往会发生形变而向内弯曲,虽然可以防止子弹进一步贯穿而击中人体,但常常会留下较大负面伤害和疼痛。而新型防弹衣可将冲击能量在极短的时间内散发开,可防止传统防弹衣在子弹击中部分可能造成的瘀伤疼痛、皮肤破裂或者损伤肋骨,甚至给内脏器官造成创伤。 
       测试中,英国BAE航空航天系统公司先进技术中心的研究人员使用了九毫米口径的手枪往具有十层凯夫拉与嵌入了切变致稀性流体的防弹上射击,同时也设置了三十一层未经处理的凯夫拉材料。结果显示“超级凝胶”新型防弹衣在被子弹击中后,冲击的影响被分散到大片区域上,这意味着一名战士受到子弹负面伤害或者穿透防弹衣而死亡的概率减少,因为子弹的冲击能量并不集中的一点上。 
       配备标准陶瓷板的防弹背心重量大约在25磅,英国BAE系统公司有信心将“液体盔甲”的重量减少到现役防弹背心的一半,这将大大减少单兵作战人员的负担,使他们能更有效地完成他们的任务。研究人员认为这款新型“液体盔甲”目前只能承受住九毫米口径的手枪子弹,下一步将研发能承受诸如AK-47等威力更大的突击步枪子弹。 
除了军事用途外,该防弹衣还可以用于快速反应警察部队和救护队员。尖端的防弹衣可以减少单兵作战人员以及快速反应部队成员所冒的风险,但是在既能保证防护安全,又能不影响战士运动灵活性的新型防弹衣开发道路上,仍然还有很长的路要走。


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