介绍**衣
古代战争中使用的主要地刀，矛，弓箭等冷兵器，士兵身披盔甲可有效地保护身体，减少冷兵器的伤害。自从出现**，炮等火器后，这种情况就发生了改变。为防火器，需要重打30-40公斤的甲胄，这将使士兵很难完成各种战斗任务。于是，进入火器朝代后，盔甲便渐遭淘汰。但是，人们并未放弃对身体防护装备的追求。第一次世界大战中，人们发现士兵的伤亡大部分是由炮弹，**。**和**的弹片造成的。这期间诞生的钢盔在实战中证明了可有效地防护弹片对士兵头部的伤害。在一次和二次世界大战中，曾有一些**研制和使用过钢或合金钢制做的胸甲和**衣。但由于过于沉重，穿着后行动不便，步兵实际无法使用。直至本世纪40年代以前，人们所考虑的**衣材料一直未跳出金属材料的圈子。现代**衣的雏型出现于50年代的**战争期间。美军首先试验使用尼龙这类软质合成纤维材料制做**衣。他们发现12层特制尼龙纤维布可收到一定的**效果。当弹丸击中**衣时，纵横交织的多层尼龙纤维象网一样**弹丸，弹丸继续运动的话就必须拉伸尼龙纤维，尼龙纤维的张力减低了弹丸的运动速度，消耗并吸收了弹丸的动能。由于弹片的动能和运动速度一般比弹丸低得多，所以尼龙**衣对弹片的防护作用更明显。在60年代的越南美陆军将m**式尼龙**衣列为制式装备。但由于尼龙纤维的抗张强度所限，尼龙**衣要收到好的防护效果，重量需4。5公斤以上。据有关专家的试验和分析，**上这么重的**衣，士兵的作战能力会降低30%以上。在潮湿炎热的越南战场上，美军士兵更是难以忍受尼龙**衣所带来的负担和闷热感，而****衣在现代战争中是很危险的。大量的统计分析表明，现代战争中弹片是对士兵的主要威胁，它占导致伤亡原因的3/4其余的1/4才是冲击波，**弹，烧灼等造成的。因此越南战争后，人们一直在寻找合适的**衣材料。直到70年代，终于出现了较为理想的**衣材料-「凯夫拉」。凯夫拉」是美国杜邦公司于60年代中期研制出的一种合成纤维，并于1972年实现了工业化生产。其全称为「聚对苯二甲酰对苯二胺纤维」，「凯夫拉」是它的商品名。凯夫拉」的抗张强度极高，是尼龙纤维的2倍多，它的出现使**衣的防护性能有了明显提高。试验表明，「凯夫拉」吸收弹片动能的能力是尼龙的1.6倍，是钢的2倍。多层『凯夫拉「织物对**弹也能收到满意的防护效果。由于用「凯夫拉」制作**衣比尼龙**衣重量轻，**性能好，所以它受到了许多****和**的青睐。目前除了美国之外，德、法、英、以色列、意大利都研制和装备「凯夫拉」**衣。近年来的多次局部战争中的实例证明，「凯夫拉」**衣确实能为士兵提供很好的保护作用。1983年的一天，5名美国海军陆战队员正在黎巴嫩首都贝鲁特接头巡逻，突然有人投来一枚**，由于当时美国士兵都穿着「凯夫拉」**衣，**在他们附近**后，居然未造成死亡和重伤，只有未受**衣防护的上下肢受了轻伤。据说美国陆军器材司令部的纳蒂克研究发展与工程中心，90年代又研制了一种被称做「斯佩克特拉」的纤维，它具有比「凯夫拉」更优越的性能。用这种纤维材料制成的**头盔和背心，在保持与「凯夫拉」制品同样防护性能的条件下，其重量可减轻1/3。**衣及**原理
**衣概述
**衣是「能吸收和耗**头、破片动能，阻止穿透，有效保护人体受防护部位的一种服装」。从使用看，**衣可分**型和**型两种。从材料看，**衣可分为软件、硬件和软硬复合体三种。软件**衣的材料主要以高性能纺织纤维为主，这些高性能纤维远高于一般材料的能量吸收能力，赋予**衣**功能，并且由于这种**衣一般采用纺织品的结构，因而又具有相当的柔软性，称为软件**衣。硬件**衣则是以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝、碳化矽等硬质非金属材料为主体**材料，由此制成的**衣一般不具备柔软性。软硬复合式**衣的柔软性介于上述两种类型之间，它以软质材料为内衬，以硬质材料作为面板和增强材料，是一种复合型**衣。作为一种防护用品，**衣首先应具备的核心性能是**性能。同时作为一种功能**装，它还应具备一定的服用性能。**性能
**衣的**性能主要体现在以下三个方面：(1)防手**和步****目前许多软件**衣都可防住手****，但要防住步****或更高能量的**，则需采用陶瓷或钢制的增强板。(2)**片各种**物如**、**、炮弹和**等**产生的高速破片是战场上的主要威胁之一。据调查，一个战场中的士兵所面临的威胁大小顺序是：弹片、**弹、**冲击波和热。所以，要十分强调**片的功能。(3)防非贯穿性损伤**在击中目标后会产生极大的冲击力，这种冲击力作用于人体所生产的伤害常常是致命的。这种伤害不呈现出贯穿性，但会造成内伤，重者危及生命。所以防止非贯穿性损伤也是**衣**性能的一个重要方面。服用性能
**衣的服用性能要求一方面是指在不影响**能力的前提下，**衣应尽可能轻便舒适，人在穿着后仍能较为灵活地完成各种动作。另一方面是服装对「服装-人体」系统的微气候环境的调节能力。对于**衣而言，则是希望人体穿着**衣后，仍能维持「人-衣」基本的热湿交换状态，尽可能避免**衣内表面湿气的积蓄而给人体造成闷热潮湿等不舒适感，减少体能的消耗。此外，由于其特殊的使用环境，**衣也要考虑到与其他武器装备的适配性。**衣的发展历程
作为一种重要的个人防护装备，**衣经历了由金属装甲防护板向非金属合成材料的过渡，又由单纯合成材料向合成材料与金属装甲板、陶瓷护片等复合系统发展的过程。人体装甲的雏形可追溯至远古，原始民族为防止身体被伤害，曾用天然纤维编织带作为护胸的材料。武器的发展迫使人体装甲必须有相应的进步。早在19世纪末期，用在日本中世纪的铠甲上的真丝也用在了美国生产的**衣上。1901年，威廉?麦肯雷**被****发生后，**衣引起了美国国会的瞩目。尽管这种**衣可防住低速的手****(弹速为122米/秒)，但无法防住步****。于是，在第一次世界大战中，出现了以天然纤维织物为服装衬里，配以钢板制成的**衣。厚实的丝绸服装也一度曾是**衣的主要组成部分。但是，真丝在战壕中变质较快，这一缺陷加上**能力有限和真丝的高额成本，使真丝**衣在第一次世界大战中受到了美**械部的冷落，未能普及。在第二次世界大战中，弹片的杀伤力增加了80%，而伤员中70%因躯干受伤而死亡。各参战国，尤其是英、美两国开始不遗余力地研制**衣。1942年10月，英军首先研制成功了由三块高锰钢板组成的**背心。而在1943年度，美国试制和正式采用的**衣就有23种之多。这一时期的**衣以特种钢为主要**材料。1945年6月，美军研制成功铝合金与高强尼龙组合的**背心，型号为m12步兵**衣。其中的尼龙66(学名聚酰胺66纤维)是当时发明不久的合成纤维，它的断裂强度(gf/d：克力/旦)为5.9～9.5，初始模量(gf/d)为 21～58，比重为1.14克/(厘米)3，其强度几乎是棉纤维的二倍。**战争中，美陆军装备了由12层**尼龙制成的t52型全尼龙**衣，而海军陆战队装备的则是m1951型硬质「多隆」玻璃钢**背心，其重量在2.7～3.6千克之间。以尼龙为原料的**衣能为士兵提供一定程度的保护，但体积较大，重量也高达6千克。70年代初，一种具有超高强度、超高模量、耐高温的合成纤维—凯夫拉(kevlar)由美国杜邦(dupont)公司研制成功，并很快在**领域得到了应用。这种高性能纤维的出现使柔软的纺织物**衣性能大为提高，同时也在很大程度上改善了**衣的舒适性。美军率先使用 kevlar制作**衣，并研制了轻重两种型号。新**衣以kevlar纤维织物为主体材料，以**尼龙布作封套。其中轻型**衣由6层kevlar织物构成，中号重量为3.83千克。随着kevlar商业化的实现，kevlar优良的综合性能使其很快在各**队的**衣中得到了广泛的应用。kevlar 的成功以及后来的特沃纶（twaron）、斯派克特（spectra）的出现及其在**衣的应用，使以高性能纺织纤维为特征的软件**衣逐渐盛行，其应用范围已不限于军界，而逐渐扩展到警界和政界。然而，对于高速**弹，尤其是步**发射的**，纯粹的软件**衣仍是难以胜任的。为此，人们又研制出了软硬复合式**衣，以纤维复合材料作为增强面板或插板，以提高整体**衣的**能力。综上所述，近代**衣发展至今已出现了三代：第一代为硬件**衣，主要用特种钢、铝合金等金属作**材料。这类**衣的特点是：服装厚重，通常约有20千克，穿着不舒适，对人体活动限制较大，具有一定的**性能，但易产生二次破片。第二代**衣为软件**衣，通常由多层kevlar等高性能纤维织物制成。其重量轻，通常仅为2～3千克，且质地较为柔软，适体性好，穿着也较为舒适，内穿时具有较好的隐蔽性，尤其适合**及保安人员或政界要员的日常穿用。在**能力上，一般能防住5米以外手**射出的**，不会产生二次弹片，但被**击中后变形较大，可引起一定的非贯穿损伤。另外对于步**或机**射出的**，一般厚度的软件**衣难以抵御。第三代**衣是一种复合式的**衣。通常以轻质陶瓷片为外层，kevlar等高性能纤维织物作为内层，是目前**衣主要的发展方向。**衣的**机理及其影响因素
**衣的**机理从根本说有两个：一是将弹体碎裂后形成的破片弹开；二是通过**材料消释**的动能。美国在二三十年代研制出的首批**衣是靠连在结实衣服内的搭接钢板提供防护的。这种**衣以及后来类似的硬件**衣即是通过弹开**或弹片，或者使**碎裂以消耗分解其能量而起到**作用的。以高性能纤维为主要**材料的软件**衣，其**机理则以后者为主，即利用以高强纤维为原料的织物「抓住」**或弹片来达到**的目的。研究表明，软件**背心吸收能量的方式有以下五种：（1）织物的变形：包括**入射方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形；（2）织物的破坏：包括纤维的原纤化、纤维的断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体；（3）热能：能量通过摩擦以热能的方式散发；（4）声能：**撞击**层后发出的声音所消耗的能量；（5）弹体的变形。为提高**能力而发展起来的软硬复合式**衣，其**机理可以用「软硬兼施」来概括。**击中**衣时，首先与之发生作用的是硬质**材料如钢板或增强陶瓷材料等。在这一瞬间的接触过程中，**和硬质**材料都有可能发生形变或断裂，消耗了**的大部分能量。高强纤维织物作为**衣的衬垫和第二道防线，吸收、扩散**剩余部分的能量，并起到缓冲的作用，从而尽可能地降低了非贯穿性损伤。在这两次**过程中，前一次发挥著主要的能量吸收作用，大大降低了射体的侵彻力，是**的关键所在。影响**衣**效能的因素可从发生相互作用的射体（**或弹片）和**材料两个方面考虑。就射体而言，它的动能、形状和材料是决定其侵彻力的重要因素。**头，尤其是铅芯或普通钢芯弹在接触**材料后会发生变形。在这一过程中，**被消耗了相当一部分动能，从而有效地降低了**的穿透力，是**能量吸收机理的一个重要方面。而对于**、**等**时产生的弹片或**形成的二次破片来说，情形就显著不同了。这些弹片的形状不规则，边缘锋利，质量轻，体积小，在击中**材料尤其是软件**材料后不变形。一般说来，这类碎片的速度也不高，但是量大而密集。软件**衣对这类碎片能量吸收的关键在于：破片切割、拉伸**织物的纱线并使其断裂，且使织物内部纱线之间和织物不同层面之间的相互作用，造成织物整体形变，在上述这些过程中碎片对外做功，从而消耗自身的能量。在上述两种类型的身体能量吸收过程中，也有一小部分的能量通过摩擦（纤维/纤维、纤维/**）转化为热能，通过撞击转化为声能。在**材料方面，为了满足**衣要最大程度地吸收**及其他射体动能的要求，**材料必须具有强度高、韧性好、吸能能力强的性能。目前用于**衣上，尤其是软件**衣上的材料都以高性能纤维为主。这些高性能纤维以高强和高模为重要特征。一些高性能纤维如碳纤维或硼纤维等，虽具有很高的强度，但由于柔韧性不佳，断裂功小，难以纺织加工，以及价格高等原因，基本上不适用于人体**衣。具体说来，对**织物而言，其**作用主要取决于以下方面：纤维的拉伸强力、纤维的断裂伸长和断裂功、纤维的模量、纤维的取向度和应力波传递速度、纤维的细度、纤维的集合方式，单位面积的纤维重量，纱线的结构和表面特征，织物的组织结构，纤维网层的...