防弹衣的前世今生

The past and present of body armor

纵览古代军旅诗词，“甲”字出现频率极高，“操吴戈兮被西甲”“将军金甲夜不脱”，一个“甲”字，体现了军队对将士身体防护的重视。今天，各国军队对“甲”的重视程度依然如故，只不过，现代战争中的“甲”，是我们熟知的防弹衣。

防弹衣介绍

防弹衣，又叫避弹衣，避弹背心，避弹服，单兵护体装具等，用于防护弹头或弹片对人体的伤害，包括步兵防弹衣、飞行人员防弹衣和炮兵防弹衣等。

防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套常用化纤织品制作。防弹层是用金属(特种钢、铝合金、钛合金)、陶瓷片(刚玉、碳化硼、碳化硅、氧化铝)、玻璃钢、尼龙、凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维、液体防护材料等材料，构成单一或复合型防护结构。

凯夫拉纤维的诞生

20世纪70年代，出色的防弹衣材料——凯夫拉现身。这种材料强度是同等质量钢铁的5倍，密度仅为钢铁的1／5。用它制成的防弹衣穿在身上，既柔软贴身、屈伸自如，又有很强的防弹能力。不仅如此，用凯夫拉制成的防弹衣还能抗酸碱腐蚀，且具有较强耐热阻燃性，再加上抗静电特性，是更为理想的可穿戴“盾牌”。

凯芙拉纤维主要用来制作绳索、电缆、涂漆织物、防弹背心，代替玻璃纤维缠绕制成固体火箭发动机燃烧室壳体，还用作轮胎帘子线，可耐150℃~160℃高温。凯芙拉纤维的另一重要应用是取代致癌的石棉，用作各种制动器的刹车片、密封垫及离合器衬片的补强材料。

凯夫拉纤维在防弹衣领域的性能优势

在制造避弹衣的众多防弹材料中，用芳族聚酰胺类有机纤维代替尼龙和玻璃纤维，可使避弹衣的重量减轻50%；在单位面积质量相同的情况下，其防护力至少可增加1倍，并且具有很好的柔韧性。用这种材料制成的防弹衣仅重2-3千克，而且穿着舒适，行动方便。

凯夫拉纤维继玻璃纤维、碳纤维、硼纤维之后被用作增强纤维，其抗张强度是一般有机纤维的4倍，模量为涤纶的9倍。凯夫拉纤维的比重小，比强度高于玻璃纤维、碳纤维和硼纤维。

美国用了6年时间研制出用芳族聚酰胺类有机纤维制成的头盔，结束了作为美国陆军象征有名的"钢盔"时代。这种头盔仅重1.45千克，其防弹性能比原标准钢盔高出了33%。同时，这种新头盔更贴近头部，使用者感觉更加舒适。

凯夫拉纤维液体防弹衣中的牛顿黏性定律

由牛顿黏性定律可知，液体的黏度值是恒定不变的，比如水、酒精等液体被称作牛顿流体。那么，非牛顿流体就是不满足牛顿黏性定律的液体，它的黏度值则是一个变化量。这就体现了非牛顿流体的重要特性：流体的黏度值会随着压力和冲击力的增加而增大。 

凯夫拉纤维防弹衣。利用非牛顿流体特性，科学家研制出剪切增稠液，它所包含的纳米球形颗粒，是自然界中最坚硬的非金属材料之一，这种材料能起到防弹、防刺和减震的作用。当我们把传统凯夫拉纤维浸入剪切增稠液中，经过一系列复杂的工艺制造，就诞生了神奇的液体防弹衣。

与普通防弹衣相比，液体防弹衣所用材料更少，厚度减少45%，因此更加轻薄，便于单兵作战行动。剪切增稠液与凯夫拉纤维黏合在一起时，能够高效吸收子弹产生的冲击力，当子弹撞击到液体防弹衣时，冲击力立刻被分散，破坏力大幅降低，拥有更强的防护性能。