俄羅斯Ratnik-3作戰服模型。據悉，該作戰服採用新型防護材料，能幫助士兵達到一定隱身效果。供圖：陽 明

  前不久，《科學》雜誌刊發的一篇研究文章披露，美國西北大學開發出一種超強防撕裂材料。世界多家防務公司&&，這款材料的發明有望改變現代防彈衣的設計理念。

  瞬息萬變的戰場上，如何更好地抵禦傷害一直是軍工領域關注的重點。正所謂“一代材料、一代裝備”，軍用防護材料的演進始終與戰爭形態緊密交織。從冷兵器時代的青銅甲胄到信息化戰爭中的智能裝甲，防護材料的每一次革新，都在重新定義戰場生存法則。

  那麼，在戰場“矛”與“盾”的交鋒中，軍用防護材料經歷了怎樣的發展之路？不同時期具備哪些不同特點？未來又將走向何方？本期，我們一探究竟。

  金屬材料一度“獨領風騷”

  追溯起來，人類對士兵身體防護的需求貫穿着整個戰爭史。

  早在冷兵器時代，就出現了皮革、銅鐵等材料製成的鎧甲。進入14世紀後，黑火藥席捲歐亞戰場。人們逐漸認識到，傳統鎧甲已無法滿足戰場需求，越來越多不同材質的防護裝備相繼問世。

  直到第一次世界大戰期間，現代意義上的軍用防護材料才迎來重要發展。

  第一次世界大戰中，拉鋸的壕溝戰讓英國軍隊損失慘重，為士兵製造一款能夠抵禦低速流彈和炮彈破片的“護身甲”成為當務之急。英國科研人員將目光鎖定強度和硬度較大的金屬材料，率先打造出鋼絲馬甲。但這種馬甲重達9千克，步兵穿上它，打仗很不方便。因此，“護身甲”主要配發給轟炸機飛行員，盡可能地保護他們在空中免遭子彈或彈片傷害。

  一戰結束後，世界各軍事大國開始下大力研製防彈衣。然而，“超重”問題始終是影響士兵機動性的一大“痛點”，科研人員為此開啟了艱難的探索。以蘇聯SN-42胸甲為例，這一經典防彈衣的背後，是一場激烈的競爭。

  1941年蘇德戰爭爆發後，為減少前線人員傷亡，蘇軍炮兵總局對各軍工廠的單兵護甲進行了競標測試。在此期間，莫斯科鋼鐵學院研發了熱軋鋼胸甲，還設計了折疊腳架，但因代工廠工藝缺陷，導致胸甲的防護性能大幅降低。同時，蘇軍第48研究所使用淬火回火等工藝，生産多款護甲及輕量化背心式防彈衣，也因防護面積過小被淘汰。

  最終，蘇軍第13研究所的SN-42胸甲在競標中脫穎而出。這款胸甲採用2毫米厚的36SG鋼製造，重3.5千克，可抵禦100米外德軍MP-40衝鋒槍發射的9毫米子彈，在斯大林格勒保衛戰中發揮了重要作用。

  優異的硬度和穩定性，奠定了金屬材料在軍用防護領域的地位。

  通過優化金屬成分和熱處理工藝，如今的金屬防護材料正向着強度更高、韌性更高的方向發展。例如，裝甲鋼中加入鉻、鎳、鉬等元素，可以改善其綜合性能，使其在面對高速彈丸衝擊時，既能有效抵禦穿透，又能減少脆性斷裂的風險。

  現代戰爭中，新的作戰方式對士兵的速度和靈活性提出了新的要求，金屬材料在單兵防護領域逐漸退出舞&&心，更多是以插板的形式存在。但在坦克、裝甲車等大型裝備領域，金屬仍是無可替代的防護核心材料。以德國新型豹2A7主戰坦克為例，其炮塔和車體部分安裝了“先進模塊化裝甲防護”組件，該組件由鋼合金、納米鋼和納米陶瓷等材料製成，使薄裝甲板具備了更強的韌性和硬度，機械性能實現翻倍。

  此外，隨着技術的不斷進步，一些新型金屬防護材料也開始嶄露頭角。比如，鈦合金具有低密度、高強度、耐腐蝕的特性，現已成為高端輕量化防護材料的理想選擇。而鎢合金則憑藉其高密度、高硬度、耐高溫及優異的抗彈性能，在軍事領域扮演着“動能殺傷與硬核防護”的重要角色。

  由此可見，金屬材料發展至今，仍然是不可或缺的軍用防護材料。一代代科研人員經過不懈地努力與探索，不斷刷新着金屬防護材料的性能。

  合成材料實現“後來居上”

  20世紀中葉，化學工業領域迎來革命性突破，一系列合成材料為軍用防護材料的發展帶來了契機。於是，世界各國紛紛着手本國軍用防護材料的升級換代，實現材料的“減重強能”。

  高性能纖維的誕生是升級換代的第一聲“驚雷”。尼龍纖維雖在二戰時期已用於製造防彈衣，但實戰表明，尼龍防彈衣的強度不足以抵禦步槍子彈射擊。

  真正的突破發生在1964年，波蘭裔美國女化學家斯蒂芬妮·克沃勒克在研究一種輪胎材料時，意外合成了一種質地輕薄的乳狀溶液，當時，這種渾濁溶液通常被認為無用而丟棄。然而，克沃勒克説服了負責運行噴頭絲的技術人員查爾斯·斯姆林，嘗試將這種溶液放入噴頭絲中進行測試。

  結果出乎意料——在尼龍斷裂的情況下，這種新的纖維依舊完好。經過不斷研究改進，1971年，杜邦公司正式將其命名為“凱夫拉”。凱夫拉縴維的強度是同等質量鋼鐵的5倍，密度卻僅為鋼鐵的1/5，這一特性使其在防彈領域展現出巨大優勢，被譽為“裝甲衛士”。

  同一時期，考慮到越南戰爭中鋼制防護裝備的局限性，美國陸軍納迪克研究實驗室試圖將“凱夫拉”應用於步兵防護系統，設計出地面部隊單兵裝甲系統（PASGT）頭盔，並參與了1983年美國入侵格林納達的軍事行動。

  採用了凱夫拉材料的頭盔，防彈性能大大提高。行動期間，一頂PASGT頭盔甚至擋住了對手AK-47突擊步槍射出的子彈。雖然這只是一個特例，但不可否認的是，體驗過PASGT頭盔的舒適性和極好的防彈性能之後，士兵們都將其視為最重要的防護裝具。

  “凱夫拉”的成功開啟了軟質防彈衣的時代，其後的特沃倫纖維、超高分子量聚乙烯纖維等高性能合成纖維的出現與應用，使防護裝備實現了輕量化與高強度的完美結合。

  然而，穿上防彈衣也並不代表就有了“金鐘罩”。軟質防彈衣的材質決定了它只能在一定距離上防禦部分口徑較小的子彈，對較大口徑的榴彈，它仍是心有餘而力不足。此外，一些軟質防彈衣被子彈第一次擊中後，相應部位纖維會拉伸或者斷裂，對連續射擊的子彈無法形成有效防禦。最致命的是，刀具、匕首等尖銳兵器很容易刺破纖維材料，使其喪失防護功能。

  如何破解軟質防彈衣的“罩門”？

  軟硬複合式材料給出了答案。相比於材質本身的創新，軟硬複合式防護材料是一種材料結構的升級。20世紀90年代初，美國陸軍開發了一款專門的護甲。這件護甲用凱夫拉材料作內襯，外加一塊8磅重的氧化鋁陶瓷板，在1993年10月的摩加迪沙戰役中，展現出了不俗的防護效果，防彈性能得到驗證。

  在此基礎上，美國陸軍正式推出了IBA防彈背心，由凱夫拉材料作背心主體，由碳化硼或碳化硅陶瓷製成“嵌入式輕武器護板”。這款背心可以抵擋7.62毫米步槍彈的射擊，一度風靡當時的戰場。

  經過一段時間的發展，這種“軟硬兼具”的複合式防護材料基本形成了一種通用的構成：外層由輕質陶瓷片、金屬板等硬質材料製成，通過材料變形來吸收和減緩子彈或者彈片的衝擊力，同時將剩餘能量傳遞給內層的高性能纖維織物進行進一步吸收。

  合成材料的應用，標誌着軍事防護領域的又一次飛躍。隨着技術的進步和戰場環境的複雜化，軍用防護材料的發展已經從單一的均質材料向多種材料複合的方向延伸。

  新型材料發展方興未艾

  軍用防護材料演進史的背後，既是一部材料科學的創新史，也是一部戰爭形態的變革史。

  隨着戰爭進入信息化時代，電子戰、網絡戰等成為重要作戰樣式，交戰雙方“發現即摧毀”的能力大幅提升，快速部署、高速機動、靈活反應成為制勝關鍵。傳統的防護裝備已經難以滿足現代戰場的需要，防護材料的發展迎來新的挑戰。

  一方面，武器裝備和作戰&&越來越先進，種類越來越多，負重與戰鬥力之間的矛盾不斷升級。

  據美國陸軍研究實驗室的一份報告顯示，在伊拉克和阿富汗服役的美軍士兵中，平均每人負重高達53公斤，從戰場上撤離的負傷人員中，有1/3是由於肌肉骨骼損傷、韌帶損傷和脊椎損傷引起的，是作戰負傷數量的兩倍。

  另一方面，隨着信息化、智能化、無人化技術與裝備的大量運用，戰場空間正逐步向深海、太空、電磁等多維空間領域拓展，戰場威脅不再局限於傳統的槍彈和炮彈破片，而是向更加多元複合的方向發展。

  2024年敘利亞出現的“電磁IED”，僅利用手機信號觸發微波脈衝，就導致23&裝甲車電子系統燒燬，充分暴露了傳統防護材料在“無形戰場”中的短板。

  為適應這種新變化，軍用防護材料也加快自身發展，在一系列高新技術助攻下，呈現出新特徵、新趨勢：

  ——輕量化。為了提高士兵和裝備在戰場上行動的靈活性和機動性，科研人員正在不斷開發新型高性能輕質材料。比如，英國BAE公司利用一種名為“剪切增稠液”的特殊液體研發出一款液體防彈衣。“剪切增稠液”與凱夫拉材料結合後，不僅厚度減少了近一半，同時可以分散衝擊力，提升防護性能。

  ——多功能。現代戰場環境複雜、威脅多元，軍用防護材料將突破防殺傷的單一定位，實現多元化功能集成。俄羅斯的“戰士-3”單兵作戰系統中，其頭盔和作戰服採用的電誘導材料可以根據環境改變顏色，模仿複雜的圖形，達到一定的隱身效果。此外，新開發的作戰服織物還可防止人體熱量散發，具備防紅外功能。

  ——智能化。智能防護材料的設計理念是有感知、響應和自我調節功能的新型材料，它能夠根據外界環境的變化自動調整自身性能，以提供最佳的防護效果。例如，美國陸軍曾開發過一種自癒合防護材料，當其受到劃傷或彈片衝擊出現裂紋時，內部的微膠囊會破裂釋放出修復劑，自動完成裂口修補。

  軍用防護材料的發展軌跡，折射出人類對戰爭規律認知的深化。從被動防禦到主動適應，從單一功能到智能集成，每一次突破，都是重塑戰場上“矛”與“盾”平衡的過程。隨着高新技術的不斷發展及其在軍事領域的應用，新的防護材料將不斷涌現，給未來戰場帶來更加深刻的變革。（姬嗣愚 姜子晗 李金鵬）