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重塑 “铠甲”：军用防护材料迭代之变
前不久，《科学》杂志刊发的一篇研究文章披露，美国西北大学开发出一种超强防撕裂材料。世界多家防务公司表示，这款材料的发明有望改变现代防弹衣的设计理念。
瞬息万变的战场上，如何更好地抵御伤害一直是军工领域关注的重点。从冷兵器时代的青铜甲胄到信息化战争中的智能装甲，防护材料的每一次革新，都在重新定义战场生存法则。那么，在战场“矛”与“盾”的交锋中，军用防护材料经历了怎样的发展之路？不同时期具备哪些不同特点？未来又将走向何方？
金属材料一度“独领风骚”
追溯起来，人类对士兵身体防护的需求贯穿着整个战争史。
早在冷兵器时代，就出现了皮革、铜铁等材料制成的铠甲。进入14世纪后，黑火药席卷欧亚战场。人们逐渐认识到，传统铠甲已无法满足战场需求。但直到第一次世界大战期间，现代意义上的军用防护材料才迎来重要发展。
第一次世界大战中，拉锯的壕沟战让英国军队损失惨重，为士兵制造一款能够抵御低速流弹和炮弹破片的“护身甲”成为当务之急。英国科研人员将目光锁定强度和硬度较大的金属材料，率先打造出钢丝马甲。但这种马甲重达9千克，打仗很不方便。一战结束后，各军事大国开始下大力研制防弹衣。然而，“超重”问题始终是影响士兵机动性的一大“痛点”，科研人员为此开启了艰难的探索。
1941年苏德战争爆发后，为减少前线人员伤亡，苏军炮兵总局对各军工厂的单兵护甲进行了竞标测试。在此期间，莫斯科钢铁学院研发了热轧钢胸甲，但因代工厂工艺缺陷，导致胸甲的防护性能大幅降低。同时，苏军第48研究所使用淬火回火等工艺，生产多款护甲及轻量化背心式防弹衣，也因防护面积过小被淘汰。
最终，苏军第13研究所的SN-42胸甲在竞标中脱颖而出。这款胸甲采用2毫米厚的36SG钢制造，重3.5千克，可抵御100米外德军MP-40冲锋枪发射的9毫米子弹，在斯大林格勒保卫战中发挥了重要作用。
现代战争中，新的作战方式对士兵的速度和灵活性提出了新的要求，金属材料在单兵防护领域逐渐退出舞台中心，更多是以插板的形式存在。但在坦克、装甲车等大型装备领域，金属仍是无可替代的防护核心材料。以德国新型豹2A7主战坦克为例，其炮塔和车体部分安装了“先进模块化装甲防护”组件，该组件由钢合金、纳米钢和纳米陶瓷等材料制成，使薄装甲板具备了更强的韧性和硬度，机械性能实现翻倍。
此外，随着技术的不断进步，一些新型金属防护材料也开始崭露头角。比如，钛合金具有低密度、高强度、耐腐蚀的特性，现已成为高端轻量化防护材料的理想选择。而钨合金则凭借其高密度、高硬度、耐高温及优异的抗弹性能，在军事领域扮演着“动能杀伤与硬核防护”的重要角色。
合成材料实现“后来居上”
20世纪中叶，化学工业领域迎来革命性突破，一系列合成材料为军用防护材料的升级换代带来了契机。
高性能纤维的诞生是升级换代的第一声“惊雷”。尼龙纤维虽在二战时期已用于制造防弹衣，但实战表明，尼龙防弹衣的强度不足以抵御步枪子弹射击。
真正的突破发生在1964年，波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克在研究一种轮胎材料时，意外合成了一种质地轻薄的乳状溶液，当时，这种浑浊溶液通常被认为无用而丢弃。然而，克沃勒克说服了负责运行喷头丝的技术人员查尔斯·斯姆林，尝试将这种溶液放入喷头丝中进行测试。
结果出乎意料——在尼龙断裂的情况下，这种新的纤维依旧完好。经过不断研究改进，1971年，杜邦公司正式将其命名为“凯夫拉”。凯夫拉纤维的强度是同等质量钢铁的5倍，密度却仅为钢铁的1/5。采用了凯夫拉材料的头盔，防弹性能大大提高。行动期间，一顶PASGT头盔甚至挡住了对手AK-47突击步枪射出的子弹。“凯夫拉”的成功开启了软质防弹衣的时代。
然而，穿上防弹衣也并不代表就有了“金钟罩”。软质防弹衣的材质决定了它只能在一定距离上防御部分口径较小的子弹，对较大口径的榴弹，它仍是心有余而力不足。
如何破解软质防弹衣的“罩门”？
软硬复合式材料给出了答案。相比于材质本身的创新，软硬复合式防护材料是一种材料结构的升级。20世纪90年代初，美国陆军开发了一款专门的护甲。这件护甲用凯夫拉材料作内衬，外加一块8磅重的氧化铝陶瓷板，在1993年10月的摩加迪沙战役中，展现出了不俗的防护效果。
在此基础上，美国陆军正式推出了IBA防弹背心，由凯夫拉材料作背心主体，由碳化硼或碳化硅陶瓷制成“嵌入式轻武器护板”。这款背心可以抵挡7.62毫米步枪弹的射击，一度风靡当时的战场。
经过一段时间的发展，这种“软硬兼具”的复合式防护材料基本形成了一种通用的构成：外层由轻质陶瓷片、金属板等硬质材料制成，通过材料变形来吸收和减缓子弹或者弹片的冲击力，同时将剩余能量传递给内层的高性能纤维织物进行进一步吸收。
新型材料发展方兴未艾
军用防护材料演进史的背后，既是一部材料科学的创新史，也是一部战争形态的变革史。
随着战争进入信息化时代，电子战、网络战等成为重要作战样式，交战双方“发现即摧毁”的能力大幅提升。传统的防护装备已经难以满足现代战场的需要，防护材料的发展迎来新的挑战。
一方面，武器装备和作战平台越来越先进，种类越来越多，负重与战斗力之间的矛盾不断升级。
据美国陆军研究实验室的一份报告显示，在伊拉克和阿富汗服役的美军士兵中，平均每人负重高达53公斤，从战场上撤离的负伤人员中，有1/3是由于肌肉骨骼损伤、韧带损伤和脊椎损伤引起的，是作战负伤数量的两倍。
另一方面，随着信息化、智能化、无人化技术与装备的大量运用，战场空间正逐步向深海、太空、电磁等多维空间领域拓展，战场威胁不再局限于传统的枪弹和炮弹破片，而是向更加多元复合的方向发展。
2024年叙利亚出现的“电磁IED”，仅利用手机信号触发微波脉冲，就导致23台装甲车电子系统烧毁，充分暴露了传统防护材料在“无形战场”中的短板。
为适应这种新变化，军用防护材料也加快自身发展，在一系列高新技术助攻下，呈现出新特征、新趋势：
——轻量化。英国BAE公司利用一种名为“剪切增稠液”的特殊液体研发出一款液体防弹衣。
——多功能。俄罗斯的“战士-3”单兵作战系统中，其头盔和作战服采用的电诱导材料可以根据环境改变颜色，模仿复杂的图形，达到一定的隐身效果。
——智能化。美国陆军曾开发过一种自愈合防护材料，当其受到划伤或弹片冲击出现裂纹时，内部的微胶囊会破裂释放出修复剂，自动完成裂口修补。
军用防护材料的发展轨迹，折射出人类对战争规律认知的深化。从被动防御到主动适应，从单一功能到智能集成，每一次突破，都是重塑战场上“矛”与“盾”平衡的过程。
据《解放军报》
瞬息万变的战场上，如何更好地抵御伤害一直是军工领域关注的重点。从冷兵器时代的青铜甲胄到信息化战争中的智能装甲，防护材料的每一次革新，都在重新定义战场生存法则。那么，在战场“矛”与“盾”的交锋中，军用防护材料经历了怎样的发展之路？不同时期具备哪些不同特点？未来又将走向何方？
金属材料一度“独领风骚”
追溯起来，人类对士兵身体防护的需求贯穿着整个战争史。
早在冷兵器时代，就出现了皮革、铜铁等材料制成的铠甲。进入14世纪后，黑火药席卷欧亚战场。人们逐渐认识到，传统铠甲已无法满足战场需求。但直到第一次世界大战期间，现代意义上的军用防护材料才迎来重要发展。
第一次世界大战中，拉锯的壕沟战让英国军队损失惨重，为士兵制造一款能够抵御低速流弹和炮弹破片的“护身甲”成为当务之急。英国科研人员将目光锁定强度和硬度较大的金属材料，率先打造出钢丝马甲。但这种马甲重达9千克，打仗很不方便。一战结束后，各军事大国开始下大力研制防弹衣。然而，“超重”问题始终是影响士兵机动性的一大“痛点”，科研人员为此开启了艰难的探索。
1941年苏德战争爆发后，为减少前线人员伤亡，苏军炮兵总局对各军工厂的单兵护甲进行了竞标测试。在此期间，莫斯科钢铁学院研发了热轧钢胸甲，但因代工厂工艺缺陷，导致胸甲的防护性能大幅降低。同时，苏军第48研究所使用淬火回火等工艺，生产多款护甲及轻量化背心式防弹衣，也因防护面积过小被淘汰。
最终，苏军第13研究所的SN-42胸甲在竞标中脱颖而出。这款胸甲采用2毫米厚的36SG钢制造，重3.5千克，可抵御100米外德军MP-40冲锋枪发射的9毫米子弹，在斯大林格勒保卫战中发挥了重要作用。
现代战争中，新的作战方式对士兵的速度和灵活性提出了新的要求，金属材料在单兵防护领域逐渐退出舞台中心，更多是以插板的形式存在。但在坦克、装甲车等大型装备领域，金属仍是无可替代的防护核心材料。以德国新型豹2A7主战坦克为例，其炮塔和车体部分安装了“先进模块化装甲防护”组件，该组件由钢合金、纳米钢和纳米陶瓷等材料制成，使薄装甲板具备了更强的韧性和硬度，机械性能实现翻倍。
此外，随着技术的不断进步，一些新型金属防护材料也开始崭露头角。比如，钛合金具有低密度、高强度、耐腐蚀的特性，现已成为高端轻量化防护材料的理想选择。而钨合金则凭借其高密度、高硬度、耐高温及优异的抗弹性能，在军事领域扮演着“动能杀伤与硬核防护”的重要角色。
合成材料实现“后来居上”
20世纪中叶，化学工业领域迎来革命性突破，一系列合成材料为军用防护材料的升级换代带来了契机。
高性能纤维的诞生是升级换代的第一声“惊雷”。尼龙纤维虽在二战时期已用于制造防弹衣，但实战表明，尼龙防弹衣的强度不足以抵御步枪子弹射击。
真正的突破发生在1964年，波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克在研究一种轮胎材料时，意外合成了一种质地轻薄的乳状溶液，当时，这种浑浊溶液通常被认为无用而丢弃。然而，克沃勒克说服了负责运行喷头丝的技术人员查尔斯·斯姆林，尝试将这种溶液放入喷头丝中进行测试。
结果出乎意料——在尼龙断裂的情况下，这种新的纤维依旧完好。经过不断研究改进，1971年，杜邦公司正式将其命名为“凯夫拉”。凯夫拉纤维的强度是同等质量钢铁的5倍，密度却仅为钢铁的1/5。采用了凯夫拉材料的头盔，防弹性能大大提高。行动期间，一顶PASGT头盔甚至挡住了对手AK-47突击步枪射出的子弹。“凯夫拉”的成功开启了软质防弹衣的时代。
然而，穿上防弹衣也并不代表就有了“金钟罩”。软质防弹衣的材质决定了它只能在一定距离上防御部分口径较小的子弹，对较大口径的榴弹，它仍是心有余而力不足。
如何破解软质防弹衣的“罩门”？
软硬复合式材料给出了答案。相比于材质本身的创新，软硬复合式防护材料是一种材料结构的升级。20世纪90年代初，美国陆军开发了一款专门的护甲。这件护甲用凯夫拉材料作内衬，外加一块8磅重的氧化铝陶瓷板，在1993年10月的摩加迪沙战役中，展现出了不俗的防护效果。
在此基础上，美国陆军正式推出了IBA防弹背心，由凯夫拉材料作背心主体，由碳化硼或碳化硅陶瓷制成“嵌入式轻武器护板”。这款背心可以抵挡7.62毫米步枪弹的射击，一度风靡当时的战场。
经过一段时间的发展，这种“软硬兼具”的复合式防护材料基本形成了一种通用的构成：外层由轻质陶瓷片、金属板等硬质材料制成，通过材料变形来吸收和减缓子弹或者弹片的冲击力，同时将剩余能量传递给内层的高性能纤维织物进行进一步吸收。
新型材料发展方兴未艾
军用防护材料演进史的背后，既是一部材料科学的创新史，也是一部战争形态的变革史。
随着战争进入信息化时代，电子战、网络战等成为重要作战样式，交战双方“发现即摧毁”的能力大幅提升。传统的防护装备已经难以满足现代战场的需要，防护材料的发展迎来新的挑战。
一方面，武器装备和作战平台越来越先进，种类越来越多，负重与战斗力之间的矛盾不断升级。
据美国陆军研究实验室的一份报告显示，在伊拉克和阿富汗服役的美军士兵中，平均每人负重高达53公斤，从战场上撤离的负伤人员中，有1/3是由于肌肉骨骼损伤、韧带损伤和脊椎损伤引起的，是作战负伤数量的两倍。
另一方面，随着信息化、智能化、无人化技术与装备的大量运用，战场空间正逐步向深海、太空、电磁等多维空间领域拓展，战场威胁不再局限于传统的枪弹和炮弹破片，而是向更加多元复合的方向发展。
2024年叙利亚出现的“电磁IED”，仅利用手机信号触发微波脉冲，就导致23台装甲车电子系统烧毁，充分暴露了传统防护材料在“无形战场”中的短板。
为适应这种新变化，军用防护材料也加快自身发展，在一系列高新技术助攻下，呈现出新特征、新趋势：
——轻量化。英国BAE公司利用一种名为“剪切增稠液”的特殊液体研发出一款液体防弹衣。
——多功能。俄罗斯的“战士-3”单兵作战系统中，其头盔和作战服采用的电诱导材料可以根据环境改变颜色，模仿复杂的图形，达到一定的隐身效果。
——智能化。美国陆军曾开发过一种自愈合防护材料，当其受到划伤或弹片冲击出现裂纹时，内部的微胶囊会破裂释放出修复剂，自动完成裂口修补。
军用防护材料的发展轨迹，折射出人类对战争规律认知的深化。从被动防御到主动适应，从单一功能到智能集成，每一次突破，都是重塑战场上“矛”与“盾”平衡的过程。
据《解放军报》