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解讀軍隊防寒服科技密碼

來源︰中國軍網-解放軍報 作者︰韓笑 吳上 發布︰2020-10-23 07:30:00

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70年前,抗美援朝戰場,長津湖戰役。中國人民志願軍第九兵團官兵身穿單薄棉衣,在極寒天氣下,與美國海軍陸戰隊最精銳的陸戰一師展開長達10天的艱苦奮戰,迫使“武裝到牙齒”的美軍經歷了一次前所未有的敗退。

對于我們志願軍將士來說,也因武器裝備以及後勤保障遠遠落後于對手而付出了巨大犧牲。最為突出的,是因保暖物資未能及時補充而導致非戰斗減員。其中,有3個連隊呈戰斗隊形全部凍亡犧牲在設伏地點,成為讓對手也敬畏的“冰雕連”。這是世界戰爭史上最震撼人心的戰斗場景之一!

今日讀史,人們不禁扼腕嘆息︰當時,志願軍將士如能穿上保暖的軍隊防寒服該有多好!

時至今日,隨著綜合國力的提升和科學技術的進步,我軍被裝保障早已超越御寒的低級階段,並融入世界軍隊防寒服發展大潮︰從諸如棉衣、皮衣、羽絨服、滌綸絮片防寒服、防風透濕作戰服,到超羽絨絮片防寒服、阻燃保暖作戰服、輕質防寒大衣,一場兼顧保暖、減重、便捷的軍隊防寒服革命正在進行中。近日,據新聞報道︰又有多個品種的新型邊防巡邏被裝全面列裝我軍邊防部隊。2020年的寒冬即將來臨,身著既輕便合體又防風保暖的防寒服,高原邊防官兵們在這個冬天會“格外溫暖”。

解讀軍隊防寒服科技密碼

■韓 笑 吳 上

“別凍著”為起點

從新中國成立到上世紀60年代以前,受客觀條件限制,我軍冬服一直是單一層次,只有不帶罩衣的棉衣,俗稱“老棉襖”。

60年代初,我軍把冬服由單一層次改成了以罩衣、緊身棉衣、絨衣褲、襯衣褲等組成的多層次。

當時,高原和寒區部隊官兵大部分穿著和內地部隊一樣,保暖性明顯不足。面對高寒缺氧和風雪肆虐,高原邊防巡邏任務中,官兵們被凍傷甚至因嚴重凍傷失去生命的情況時有發生。

為此,我軍軍需保障科研人員寢食難安,“別凍著我們的戰友”成為他們日夜攻關的奮斗目標。

軍需保障科研人員發現,高原和寒區的世居群眾有很好的御寒經驗。于是,他們先後深入東北、內蒙古等地區,在了解其防寒經驗基礎上,參照其長期以來以動物皮毛御寒為主的做法,一針一線地完成了皮大衣、皮帽子、皮手套和毛皮鞋等“四皮”的研發,有效解決了長期困擾高原和北疆邊防官兵服裝保暖量不足的難題。保暖問題解決了,但由此帶來的衣服笨重、臃腫,成為制約戰斗力發揮的新問題。

經過多年努力,我軍突破相關技術難題,于2003年成功研制出03系列高原輕便防寒服。這是我軍冬服保障上的一次革命——共有針織內衣、絨背心、絨衣、棉衣、冬迷彩服、羽絨大衣、防寒面罩、雪地披風、內手套、外手套、栽絨帽等11個品種,有效滿足了高原邊防部隊冬季巡邏、執勤、訓練、作戰和日常生活需要。

在隨後的幾年里,我軍又優化品種,形成07系列防寒服,重點改進棉衣、絨衣、內衣、冬作訓服和作訓大衣,研究確定了高寒區冬服配套層次,搭配了皮帽、防寒面罩、內手套、外手套、冬襪、防寒鞋,並針對站崗需要研制了公用皮大衣。

07系列防寒服發放後,更加滿足了我軍從高原到極地邊防駐軍防寒需求,為我軍廣大官兵特別是邊防官兵適應嚴寒、戰勝嚴寒提供了有力保障。

御寒強調透氣

寒冷條件下,人體冷感主要源于風的快速散熱和水的快速導熱。保持體溫,一要防風,盡量減少風降溫效應;二要保暖,盡量使自身溫度不散失。水比空氣導熱快,衣服濕度越大導熱就越快。如果衣內水分不能及時排出體外而累積在體表或者服裝材料中,就會導致人體失溫,從而造成凍傷。因此,防寒服不僅要具備較強的防風保暖效果,還應具有拒水、透濕功能。

要實現這一點,關鍵在于材料。一些軍事強國在研發防寒服上發展較早,其防風透濕材料研究也佔據了一定先機。20世紀70年代,國外戈爾公司獨家發明和生產了一種新型薄膜面料,其每平方厘米有14億個小孔。這些小孔是液態水滴的兩萬分之一,水滴無法穿透它,水蒸氣卻能排放出去。如果在新型薄膜面料後面放一台靈敏的風速儀,而在前端使用鼓風機模擬大風環境,任由大風勁吹,風速儀仍一動不動。因此,新型薄膜面料既能防風、透濕,還能拒水,被科研人員稱為“世紀之布”。

我軍早期的“四皮”防寒服,雖然防風保暖效果很好,但“體量”過大,直接影響到部隊的機動靈活性。03和07系列防寒服保溫層主料采用棉和羽絨,都有不防風和濕後增重且保暖量大幅度下降的不足。2013年以來,從新一代防寒大衣研究開始,我軍成功研制出新型防風防水透濕面料,解決了防風防水和透氣問題,服裝的保暖效果實現了質的飛躍。

保暖兼顧減重

研究表明,作戰環境下士兵的生理舒適最大負荷為18.5公斤。過多重量會影響單兵的機動性並降低其作戰能力,應盡可能減少士兵的攜帶負荷。

冬季防寒保暖服裝由于保暖需要,與夏季服裝相比厚重臃腫,造成士兵行動不便,自然影響到單兵作戰效能。

因此,防寒服的減重至關重要。而要減重,關鍵還是需研究應用高性能材料。

二戰後至上世紀60年代之間,世界不少軍隊的第一代防寒服絮填材料多采用棉等天然縴維,通過增加著裝厚度御寒。這無疑增加了著裝重量,肢體活動受到較大限制,妨礙了正常執勤作戰。20世紀60年代,各國軍隊的第二代防寒服大多使用聚酯絮料取代天然棉絮作為主保溫層,但仍未明顯減重。20世紀80年代中期之後,國外一家公司發明了劃時代的保暖材料“P棉”。這種保暖材料采取超細中空縴維纏繞粗中空縴維的方式,模擬羽絨樹狀結構,實現了比羽絨重量更輕、保暖性更強的效果,有的外軍借勢推出第三代防寒作戰服。其寒區服裝分為6層,在第4、5、6層均使用了“P棉”。

近年來,有的外軍防寒服主保溫層開始采用中空縴維、三維卷曲縴維、超細縴維、各種蓄熱縴維等輕薄尖端材料,減重效果明顯。比如,外軍某防寒服保暖外套,整件重量約820克,作戰時穿著這一防寒服,既輕又暖,與快速機動作戰理念高度契合。

我軍設計的03和07系列防寒服,大量采用搖粒絨、超細縴維革、熔噴棉、羽絨等新材料,並首次引入輕量化和分層保暖的理念,使其厚度大大減少、單兵負荷減輕,大幅提升了雪域高原部隊高寒缺氧條件下生存和作戰能力。

上圖為輕質防寒大衣材料結構示意圖。

2013年以後,我軍開始研制輕質防寒大衣,以超細縴維絮片與羽絨復合絮片作為主保暖層,使冬服配套保暖量增加、重量減輕;新型棉衣褲采用超細保暖絮片為主保暖材料,保暖性、蓬松度、壓縮回彈性和絮片保暖持久性更好,重量也隨之減輕。

近年來,我軍也開展了拒水型“P棉”研發應用,在防寒服減重研究上成功“趕隊”。

未來材質更“酷”

歷經70年發展,我軍防寒服研究應用早已今非昔比,長津湖戰役留給我們的凍傷之痛將不會再重演。

時間進入新世紀20年代,新一輪技術革命正處于孕育階段,其“引爆點”之一就是新材料。

目前,包括我國在內的世界各國在軍隊防寒服研究上,都紛紛瞄準超細縴維、氣凝膠和石墨烯等新材質發力。系統研究表明,這些材質在防寒服應用上具有廣闊前景。

——超細縴維是直徑5微米以下的縴維,縴維織物手感極為柔軟,並有良好的吸濕散濕性,是理想的防寒服內層衣物材料。

——氣凝膠是世界最輕的固體,密度為3.55千克/立方米,僅為空氣密度的2.75倍。 氣凝膠的納米微孔洞結構,能有效抑制氣體分子的熱傳導,是理想的防寒服保暖層填充物。

——石墨烯具有非常好的熱傳導性能,純的無缺陷單層石墨烯,是目前為止導熱系數最高的碳材料,是未來主動式保暖服裝研發的希望所在。

擁有更“酷”材質的軍隊防寒服,值得期待!

責任編輯︰于雅倩
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