根据统计,美国每年大约有十万人被枪击伤害,那么假如人的皮肤是防弹的,我们该用什么材料来代替皮肤?蜘蛛丝和防弹皮肤有什么关系?
子弹的威力我想每个人或多或少都从**或者书籍上了解过一些,一颗子弹在每秒800米的速度下可以穿过墙壁,金属,当然还有人类的皮肤,所以科学家们对于防弹皮肤的研究已经持续了很多年。世界上第一块防弹皮肤是由荷兰研究小组使用蜘蛛丝制作的,但是蜘蛛不会产生大量的蜘蛛丝,而且想要养殖蜘蛛产丝也是非常困难,因此可以将们就想利用基因技术让山羊生产蜘蛛丝,他们将蜘蛛丝的基因和山羊的DNA拼接在一起,当这只基因被改造的山羊生产的时候,羊奶里就会富含蜘蛛丝蛋白,这样科研人员就能获得足够的蜘蛛丝,再将这种蜘蛛丝蛋白和人体细胞结合起来就能创造出防弹皮肤。
经过实验,这样的皮肤的确可以挡住子弹,但是子弹的威力不能太大,这一切都要归功于蜘蛛丝。这种蛋白质比凯布拉尔强三倍,比钢铁强五倍。那么假设我们改进了这种技术,让防弹皮肤可以轻松的阻挡大威粒子弹,而且替换了我们的正常皮肤,那么会发生什么?这种新型的皮肤可能比我们现在的皮肤更薄更嫩,因为蜘蛛丝要比人类的头发细1000倍,当它和我们的细胞结合形成新的皮肤后,这种皮肤会更让人感到舒适。有了这种皮肤,我们的身体就无法被枪支穿透,全世界每年至少要减少数十万人的伤亡。只是这种基因改造的费用应该非常的昂贵,普通人应该很难去更换新型皮肤,唯一能够大规模更换的群体大约是士兵和警察。他们将不再需要防弹盔甲和防护装备,这会节省下来一大笔的钱,同时也能减轻负重,让身体更加的灵活。不过这并不意味着更换了防弹皮肤就不会造成伤亡,也许我们的皮肤是坚不可摧,无法刺透,那么我们的内脏呢?
子弹的冲击力非常的大,虽然防弹皮肤能够打出子弹,但却无法阻挡冲击波,在足够的重量下,能够震断人的骨头,伤害到人的内脏。就像有人打你一拳,虽然无法打破你的皮肤,但会造成内伤。而且依照人类的习惯,当我们替换了更坚韧的防弹皮肤,那么必然会有科学家去研制威力更大更致命的武器,它的威力足以轻易的穿透防弹皮肤,让这一切变得毫无意义。所以人类如果有一天要毁灭,那么内斗将会占有很大一部分的原因。
为何士兵很少穿防弹衣呢?
从影视作品中,我们经常可以看到这样的场景。警察执法时穿防弹衣,确实可以保护警察,中枪的警察也可以因为穿防弹衣而生存。在影视作品中,士兵们经常穿防弹衣执行任务,但在现实生活中,士兵们可能不会穿防弹衣上战场。一些军事专家甚至提醒说,如果你想在战场上生活,那么不要穿防弹衣在战场上,为什么防弹衣可以保护警察不受子弹伤害,但不能保护士兵在战场上的生命安全?
事实上,防弹衣的作用原理是依靠材料来减缓子弹的速度,防止子弹进入体内。最早的防弹衣是由金属制成的,依靠厚重的金属来防止子弹击穿。然而,这种防弹衣有一个缺点,那就是防弹衣本身很厚。对于士兵来说,如果没有必要,他们应该在战场上尽可能少地承受重量。厚重的防弹衣会导致士兵行动不便,进而更容易受到敌人的火力攻击。因此,为了避免这种情况,防止更大的危机,士兵在战场上作战时可能不会穿防弹衣。
随着现代材料学的不断发展,制作防弹衣的材料已经从金属变成了相对较轻的复合材料,防弹衣的重量已经从原来的十几公斤减少到现在的几公斤。然而,即使重量减轻了这么多,防弹衣对士兵来说仍然是一个巨大的负担。对于在战场上作战的士兵来说,被流弹击中的概率相对较小,弹药不足更有可能发生。因此,士兵可以携带更多的弹药,因为他们可以携带更多的弹药。毕竟,携带更多的弹药可以杀死更多的敌人,战场上的弹药比保护更重要。
防弹衣会区分防护等级,警察一般面对歹徒是手持手枪,在这种情况下,软防弹衣基本上可以阻挡大多数手枪子弹,但战场上的士兵是敌人的步枪,步枪穿透比手枪大得多,软防弹衣不能阻挡步枪子弹的射击,军用防弹衣基本上是在防弹背心的基础上,以达到更高的防护水平。例如,美军现役防弹衣由防弹背心和防弹插板组成,可以给士兵带来更好的防弹效果。然而,随着弹药的不断发展,子弹的穿透力也越来越强,因此防弹衣无法防止一些子弹的直接射击。
防弹衣虽然在战场上比较鸡肋,但在某些场景下,防弹衣还是有效的。例如,在巷战中,防弹衣可以挡住子弹的一部分方向。在**《黑鹰坠落》中,美国队遭到索马里武装袭击,一名士兵下车反击,结果被背后的敌人击中,美国士兵当场死亡,原因是他的队友在离开前告诉他,没有必要安装防弹板,因为他们可以很快完成任务返回基地,所以他被敌人从背后杀死。从**中的这一片段可以看出,防弹背心在巷战中仍然起着很大的作用。
无论如何,士兵的生命是非常宝贵的,在战场上也应该尽可能确保士兵的生命安全,所以现在世界上许多国家不仅专注于发展士兵的防护设备,而且开发一些无人驾驶的战斗设备,未来的战争可能是无人驾驶的战斗武器,士兵可能真的不需要防弹衣来保护自己,因为他们不需要在战场上战斗,只需在后面控制无人作战武器即可。
这个问题涉及到物理学和运动学的复杂领域。简单来说,子弹的速度变慢十倍可能会使人类更容易躲避,但并不一定保证可以完全躲避。
首先,我们需要理解子弹的速度是如何影响其杀伤力的。当子弹从枪管中射出时,它的速度决定了它的穿透力。如果子弹的速度降低十倍,那么它的穿透力也会相应地降低,因此可能更容易被物体阻挡或者改变方向。
然而,躲避子弹并不只是取决于子弹的速度,还有其他因素需要考虑。例如,人的反应时间、运动速度、感知能力等都会影响他们是否能够躲避子弹。
根据科学数据,正常人的反应时间在015秒到04秒之间。如果子弹的速度降低十倍,也就是大约每秒66米(根据现行手枪弹标准),那么从看到子弹到反应并躲避的时间可能会增加一些,但具体增加多少需要进一步计算。
然而,即使子弹速度降低十倍,这并不意味着人类可以完全躲避子弹。因为还有其他因素需要考虑,比如子弹的弹道、人的位置和运动状态等。
综上所述,子弹速度降低十倍可能会使人类更容易躲避,但并不保证可以完全躲避。
防弹背心亦称防弹衣,是一种像胄甲一样,用于减少经由爆炸物、手枪、霰弹枪甚至来福枪子弹伤害的防护衣物,使用者多是警察、军队和保安员,此外也有平民,不过罪犯有时亦会穿着来犯案。
简介
“防弹背心”这个名字或会引起误解它可以抵御一切子弹。事实上,防弹背心的效能是以防护等级来划分的(详见下表)。低等级防弹衣对来福枪子弹和大口径手枪弹只能提供轻度(甚至没有)的保护(22吋口径的长身来福枪子弹则属例外;大部分的防弹背心都能有效防备这种低威力的子弹)。总的来说,一般防弹背心都能良好地抵御以手枪发射的手枪子弹(当然具体情况视乎防护等级而异)。
防弹衣中更可以置入金属(钢或钛)、陶瓷或聚乙烯材料的硬质保护板,以对某些致命部位提供额外的保护。这些硬质保护板能有效防护所有的手枪子弹和某些来福枪子弹。军用的防弹背心一般都属于这一类,因为没有这些保护板的软质防弹衣根本不能有效地抵挡几乎所有的军用来福枪子弹。而北约的共同研究轻武器技术(CRISAT)计划对防弹衣的标准,更规范其中必须置入钛金属板。
实际上,防弹衣并不能直接的把子弹挡回去,而是利用防护材料把子弹的作用力分散到整幅体表的较大面积区域内,将它的动能吸收,使其尽量在穿入人体之前就停下来。在这个过程中,亦会因子弹变形,而进一步降低它的穿透力。尽管防弹衣能够避免子弹穿入人体所造成的伤害,但中枪者的身体仍然无可避免地因吸收了子弹的能量,而受到钝伤。因此在大多数情况下,中枪者只会于中枪部位出现瘀斑而已,但有时仍会出现局部严重的内部创伤。当然,相对而言,这种受伤远比被一颗子弹打进没有穿防弹衣的人体时,所造成的严重伤害较为轻得多。
多数防弹衣对于箭、冰锥或刀之类锐器的捅刺并不能提供多少防护作用,因为这些锐器的作用力都集中在一个很小的范围内,令其尖端得以刺穿用防弹纤维所织成的防护层。不过现时某些特制的防弹衣,由于使用了Dyneema®等特殊材料,所以对锐器的捅刺和砍劈可提供一定的防护。现时这类防弹衣多被用作保护执法者和狱警而使用。
历史
由于火器在中世纪后期的出现,为抵挡那些自早期火器射出的金属弹丸,当时不少骑士和贵族均购买新的胄甲。而当时那些制造铁匠会向胄甲开枪,若能在胄甲上只留下一个凹陷的,即证明了它的防弹能力。
最早出现的软式纤维防弹背心是以蚕丝编织而成的,于十九世纪末期由当时的芝加哥神父嘉斯玛‧萨嘉兰 (Casimir Zeglen)开发出来。该防弹背心厚约1/8英吋,内为四层丝质编织物,因使用上这昂贵的物料而价值不菲(于1914年时售价约为800美元一件,这相当于2005年的15,000美元)。这种昂贵的防弹背心在当时能抵御由黑色火药手枪所发射出来较慢速的子弹。1914年6月28日引致第一次世界大战发生的奥地利弗朗茨·斐迪南大公行刺事件,这位当时的奥匈帝国继承人当时便是身穿了一件类似的丝绸防弹背心,但行凶者加夫里若·普林西普却利用一把32口径的柯尔特自动手枪(非使用黑色火药)击中其没有受保护的颈项而令其丧生。
在第一次世界大战时,美国发展出数款防弹衣,其中包括一套由一块胄甲和头盔组成、以镍铬钢合金材料制成的波斯特体盾(Brewster Body Shield),能抵御当时的英制刘易斯式机枪子弹(约每秒2,700呎,即820米/秒);但它却很重,约40磅(即18公斤)。另一款防弹衣由美国大都会博物馆于1918年2月设计。其胸甲是参照一些十五世纪时的胄甲设计而成,重量达27磅(即12公斤),穿着人士的活动会受到限制并发出金属碰撞声。另一款是以皮绳将钢片串起而成的背心,钢片互相重叠,重量为11磅(即5公斤);这设计较为贴身,而且穿起来亦较舒服。
至1920年代末期到1930年代初,美国的犯罪份子开始穿著一些以棉垫和布料所制造较便宜的防弹背心犯案。这些早期的防弹背心基本上能抵御每秒1000呎以下(约300米/秒)较慢速的手枪子弹的攻击,这包括当时的22、25、S&W 32 LR、S&W 32、38和45各口径的子弹。因此而逼使如联邦调查局等执法机关改用新开发具更大威力的357麦林子弹以作抗衡。
稍后到第二次世界大战初期阶段,美国不断的在国内研究供步兵使用的防弹背心,可是它们大都太重,不单和当时的装备不匹配,也同时影响了穿著者的活动能力。因此对步兵专用的防弹衣研究只好停止,焦点亦转移到研究给空勤人员使用的"高射炮防护背手"(Flak jacket)。这些高射炮防护背心由尼龙制成,能抵挡高射炮炮弹碎片,但仍无法抵御38或357口径麦林子弹。日本在二战期间亦制造了数款步兵防弹背心,但没有被正式使用。一直到1944年中期,美国重新启动对步兵防弹背心的研究,最后为美军生产了一批防弹背心,其中包括T34、T39、T62E1、M12等型号。
对于苏联红军而言,他们也开发出一些防弹衣,例如SN-38、 SN-39、 SN-40、 SN-40A、 和SN-42各型号。型号中的'SN'代表钢金属材料,而数字则是指设计年份。这些款式中只有SN-42被正式投产。其包含了二块锻压钢板用以保护躯干正面和鼠蹊部位。这些钢板厚约2毫米,重约35公斤。这些防弹衣被供应给攻击工兵(SHISBr)及一些装甲旅的坦克步兵 (Tankodesantnikam)使用。从实战经验得悉,在100至125米的射程上,纳粹德国著名的MP40冲锋枪配备的9毫米子弹没有能力穿透这款防弹衣。因此它特别适用于城市巷战,尤其是如斯大林格勒之战,当时德军大量的使用了MP40冲锋枪。但因为这款防弹衣太重的关系,令它不适用于在开放战场冲锋的士兵。
在朝鲜战争期间,美国军方生产了数款防弹背心,包括M-1951 (Chriss Body, 2002),但这款防弹衣被批评:“(它)在重量上有很大幅度的改善,不过却不能成功的阻挡子弹和破片” (Military, 2004)。 因此,著名的凯芙拉(Kevlar)就上场了。但凯芙拉防弹衣也同样有其缺点:“如果大块的碎片或者高速子弹击中它,子弹的动能将对穿著者产生致命的钝伤”(Military, 2004)。 于是乎便有1994年的游骑兵胄甲(Ranger Body Armor)出现了,纵使这种现代防弹衣已被设计得更轻巧足以供战场上的步兵穿著,并维持著对步枪子弹的防护能力,但它仍有缺点:“它仍较一般步兵穿著的(PASGT)防破片防弹衣要重,而且亦不如后者般可对肩颈提供到足够的弹道防护”(Military, 2004)。
现时美国军方最新部署的装甲名为拦截者多用途防弹衣系统 尽管它也有缺点, 但它能有效地抵挡所有类型的中、低速的子弹威胁。 由凯芙拉编织而成的现代防弹背心由1975年开始均经美国警方进行了测试。自此以后,业界开发出除凯芙拉纤维外的许多新的纤维材料和织造方法,比如:DSM公司的Dyneema、Akzo公司的Twaron、Toyobo公司的 Zylon (最近有争议称,据一份新的研究报告表明,这种产品失效速度很快,以至在保护性能上较预期有很大的差距)、和霍尼威尔公司的GoldFlex。这些新型物料被标榜比凯芙拉更轻、更薄、更强的抵御能力,但与此同时也远为昂贵。
防护等级
美国安全检测实验室公司(Underwriters Laboratories)与美国国家司法研究所(National Institute of Justice)分别就供执法人员使用的防弹背心的防弹能力而订立了标准,它们是前者的(UL Standard 752)以及美国国家司法研究所的(NIJ Standard 010104RevA)。下面的分类就是国家司法研究所在其标准中,根据对抗穿透能力及对钝伤产生的保护能力而对防弹背心界定为不同的级别:
防护等级 可以防护的弹药
I 级
(22 LR; 380 ACP子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量26克(40喱),以不超过参考速度329米/秒(1080呎/秒)碰击的22口径长管来福枪的铅质圆头弹(LR LRN); 及一颗质量62克(95喱),以不超过参考速度322米/秒(1055呎/秒)碰击的380口径柯尔特自动手枪的全金属包裹圆头弹(FMJ RN)。
IIA 级
(9毫米; 40 S&W子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量8克(124喱),以不超过参考速度341米/秒(1120呎/秒)碰击的9毫米口径手枪的全金属包覆圆头弹(FMJ RN); 及一颗质量117克(180喱),以不超过参考速度322米/秒(1055呎/秒)碰击的40 S&W 卡宾枪的全金属包覆弹(FMJ)。此外,它亦必须同时俱备 I 级防护等级的所述性能。
II 级
(9毫米; 357麦林子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量8克(124喱),以不超过参考速度367米/秒(1205呎/秒)碰击的9毫米口径手枪的全金属包覆圆头弹(FMJ RN); 及一颗质量102克(158喱),以不超过参考速度436米/秒(1430呎/秒)碰击的357口径麦林的软头金属被覆弹(JSP)。此外,它亦必须俱备 I 级及 IIA 级防护等级的所述性能。
IIIA 级
(高速9毫米; 44麦林子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量8克(124喱),以不超过参考速度436米/秒(1430呎/秒)碰击的9毫米口径手枪的全金属包覆圆头弹(FMJ RN); 及一颗质量156克(240喱),以不超过参考速度436米/秒(1430呎/秒)的44口径麦林的半包覆式空心弹(SJHP)。此外,它亦必须可抵抗绝大部份手枪子弹的威胁,而仍同时俱备 I 级、IIA 级及 II级防护等级的所述性能。
III 级
(来福枪子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量96克(148喱),以不超过参考速度847米/秒(2780呎/秒)碰击的762毫米口径全金属包覆弹(FMJ)(例如美军制式的M80型子弹)。此外,它亦必须俱备 I 级、IIA 级、II 级及 IIIA 级防护等级的所述性能。
IV 级
(来福枪穿甲子弹类) 这一级的防弹衣可抵御一颗质量108克(166喱),以不超过参考速度869米/秒(2850呎/秒)碰击的30口径卡宾枪穿甲弹(AP)(例如美军制式的M2型穿甲子弹)。此外,它亦必须俱备 I 级、IIA 级、II 级、IIIA 级及 III 级防护等级的所述性能。
对于警方拆炸弹专家来说, 他们通常都会穿著厚身的防弹衣,藉以抵御那些恐怖袭击事件常见的中型炸弹威胁。
凯夫拉防不住81子弹。美国标准单兵防护为20层凯夫拉纤维和5mm厚的钢板,这不足以抵挡近处射来的54手枪的子弹,更不用说步枪子弹了。凯夫拉虽然强韧,但只能阻止弹片的前进,对子弹的冲击力几乎没有减少。即使凯夫拉纤维能阻挡子弹穿透人体,子弹强大的动能仍然可以把人致残致死。
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