冷卻降溫的軍事應用

孫立華

戰場環境對武器裝備造成的影響是災難性的。二戰中，美國運到遠東地區的航空電子產品60%不能使用。越南戰爭中，美軍大量電子設備不適應熱帶雨林環境，僅一個月就損壞37%，導致通訊不暢，指揮失靈；從海上運輸的武器裝備因腐蝕、長霉和鼠害造成大量損失和失效而貽誤戰機。20世紀80年代，據美國國防部對價值180億美元、總重量近380萬噸的三軍庫存常規彈藥進行調查表明：由于美國本土、歐洲、太平洋等地區自然環境的不同造成的腐蝕和變質，僅陸軍維修和銷毀的彈藥就高達11萬噸，造成大量經濟損失。

隨著全球天氣變暖，未來作戰環境變得更加酷熱，士兵作戰或者行軍，因身負背包、穿防護服等阻礙了熱量揮發，又因熱能消耗體能過快而影響了戰斗力；另經測試表明，人體溫度過高會使大量血液流向皮膚散熱，從而影響判斷力。如何改善單兵裝備、提升士兵在高溫環境下的戰斗力呢？這是多年以來世界各國都在關注和研究的問題。

自動降溫的專用作戰服

未來信息化局部戰爭突發性強、節奏快、強度高，特別是作戰環境十分惡劣，提高軍服的舒適性顯得尤其重要。海灣戰爭時，中東地區的平均氣溫達到40℃以上，在這種高溫環境下作戰，士兵體能消耗大，戰斗力下降。最近，美國國際降溫物品公司研制出一種新型降溫服。該降溫服包括背心、帽子、頭巾和圍巾，由透氣性強的外層、導熱良好的內層和機織吸水纖維棉絮的中層組成。穿用前5分鐘將衣服浸入水中，使纖維充分吸收水分，內層既能吸汗又能隔濕，故能使穿著者倍感涼爽舒適。2007年，我軍南沙守礁部隊專用服裝在海軍某醫學研究所通過專家鑒定。該型服裝由熱區島礁迷彩服、熱區島礁內衣褲、護膝護肩、遮陽涼帽、高腰防刺靴組成，增強了防紫外線、抗菌防臭、導濕快干和冷卻降溫的功能。熱區島礁迷彩服采用自主設計的適合南沙島礁環境的數碼迷彩圖案，內衣褲和護膝采用多種新型功能纖維，能有效克服因高溫、高濕環境引發的細菌增殖對守礁官兵健康帶來的危害；高腰防刺靴采用新型鋼片和耐磨貼片，在有效抗擊珊瑚等尖銳物刺穿力的同時，降低了鞋體重量，提高了穿著舒適性和耐久性；遮陽涼帽內配降溫帶，實現了有效遮陽與自動降溫功能。

供多人降溫的作戰系統

1991年海灣戰爭期間，美軍和多國部隊進入海灣地區時，為使地勤人員在有化學戰劑存在的酷暑下正常工作，美空軍為費爾柴爾德飛機公司投資了386萬美元，研制生產了一種新型間歇性多人降溫系統。該系統由空調器、化學戰劑過濾器和背心3個部分組成， 空調器產生的冷氣流經軟管通入化學戰劑過濾器，然后再通入防護服的背心內，以起到降溫作用。該系統可同時為10名地勤人員供送冷氣。

目前，我國新型的便攜式單兵降溫系統也研發成功。該系統由深圳某公司歷時5年研發而成，并于2007年10月正式在國內推出。該降溫系統由降溫背心和制冷系統組成，背心前后布滿蛇形塑料管道；制冷系統中分別有電池、泵和作為冷源的冰袋。使用時將背心和制冷系統相連接，開啟電源后，利用制冷系統中的水泵將冰袋的冰水通過熱循環注入背心的塑料管道中，使其循環達到制冷功能，并通過熱敏傳導使系統達到恒溫效果。經測試，在40℃環境下，背心的最低制冷時間為6小時，并且可以通過更換冷源方式實現持續制冷。同時，還可按需求為使用者提供飲用冰水。該系統總重量為2.2千克（不帶飲用水），帶飲用水時重4.5千克。該系統可以作為坦克、直升飛機、殲擊機等的降溫裝備。因此，它將廣泛運用于空軍、海軍以及陸軍等在高溫環境下作戰的部隊，從而保持士兵體力以提升戰斗力。

“快速熱交換技術”系統助力降溫

據報道，五角大樓下屬的“高級研究計劃局”正在與美國斯坦福大學聯合研制一種“降溫戰靴”。在未來的戰場上，這種戰靴將幫助美軍士兵在激烈的作戰中“從里到外保持冷靜”。醫學研究發現，人體過熱時，心臟輸出血液的20%～30%會涌向皮膚，幫助身體散熱，這樣就會導致肌肉群分配的血液減少，力量、耐力明顯減退。同時，人體的核心器官如心、肺、肝、腎、大腦等處的溫度也會升高，使它們的“運轉”發生紊亂，嚴重的可能導致功能衰竭，這就是中暑可能使人喪命的原因。斯坦福大學科學家經過多年研究，找到一種能夠使人體“從里涼到外”的方法，它是按照哺乳動物的體溫調節規律開發出來的。科學家發現，幾乎所有哺乳動物都有自己的“散熱器”，它們通過特定的身體表面將多余熱量散發到環境中去，如狗的舌頭、大象和兔子的耳朵、狗熊的腳掌等。在身體過熱時，血液會優先涌向這些部位，實現迅速散熱。人體的“散熱器”則位于手掌和腳掌處。加利福尼亞的一家公司也開發出一種“快速熱交換技術”系統，它可以使人體在短時間內迅速降溫。該系統形狀像個咖啡壺，里面有個冰冷的錐形鋼板。使用者將手伸進去，握住并扳動金屬板，將真空裝置啟動；冰冷的金屬板可以使手掌上的血管迅速變冷，真空壓力則可以增加流向手掌的血液。冷卻的血液循環回體內，就可以使全身的血液降溫，這樣可以減少熱量的散發從而降低體能的消耗。實驗表明，“快速熱交換技術”系統能在10分鐘內將人體的體溫從40℃降到正常值，如果自然冷卻，這一過程則需要30分鐘。這家公司首席執行官稱，“該技術比目前任何一種散熱方法都要快5倍”。

【責任編輯】林 京