反爆炸恐怖襲擊個體防護技術與裝備發展問題研究

張少光，周明明，張波

?

反爆炸恐怖襲擊個體防護技術與裝備發展問題研究

張少光，周明明，張波

（陸軍工程大學訓練基地，江蘇 徐州 221004）

基于爆炸恐怖襲擊可能對排爆作業人員造成爆炸沖擊波、爆炸破片和其他危害，提出了借助裝備器材防護、加大距離防護、利用缺口防護、調整姿態防護和警覺意識防護的防護措施和原理，并介紹了目前幾種典型的個體防護裝備。

反爆炸恐怖襲擊；防護裝備；防護技術；沖擊波

近年來，隨著恐怖活動的日益加劇，爆炸恐怖襲擊行動隱蔽、破壞力強，給人民的生命財產造成了巨大的損失，影響了社會穩定。面對爆炸裝置，排爆人員在探測、排除的過程中，近距離接觸爆炸物存在巨大的人身安全風險。如何最大限度地減少作業人員的人身安全隱患，一直是我國公共安全和軍事工程領域一個非常現實的重要課題。因此，認真做好反爆炸恐怖襲擊行動中的個體防護裝備與技術發展問題，研究新時期做好反恐怖軍事斗爭準備具有積極的現實意義。

1 爆炸恐怖襲擊對人體可能造成的主要危害

恐怖分子進行爆炸恐怖襲擊時，使用的爆炸裝置一般由3部分組成，包括包裝物、炸藥和起爆系統，其中，包裝物又可分為硬包裝和軟包裝。當包裝物為軟包裝時，爆炸裝置主要依靠炸藥所產生的空氣沖擊波來殺傷目標；當包裝物為硬包裝時，爆炸裝置的殺傷作用主要依靠爆炸空氣沖擊波和破片兩種作用來殺傷目標[1]。

1.1 爆炸沖擊波的危害

根據文獻[2]，裝藥爆炸后的空氣沖擊波峰值超壓計算式為：

式（1）中：△m為無限空中爆炸時沖擊波的峰值超壓，106 Pa；為梯恩梯的裝藥質量，kg；為裝藥距爆心的距離，m；1，2，3為系數，與炸藥爆炸環境有關，根據不同的爆炸環境，可取不同的數值。

沖擊波對人員的殺傷作用是：引起血管破裂致使皮下或內臟出血；內臟器官的破裂，特別是肝、脾等實質器官的破裂和肺臟的撕裂；肌肉纖維的撕裂。空氣沖擊波超壓與暴露人員損傷程度的關系見表1.

1. 2 爆炸破片的危害

當爆炸裝置帶有硬質殼體時，裝藥的爆炸能量既使殼體變形、破壞，產生破片，同時又能使爆炸產物膨脹、飛散和形成空氣沖擊波。殼體的存在延遲了周圍稀疏波進入爆炸裝藥的時間，因而可以減少裝藥時能量的損失，大大提高了裝藥的能量利用率。

破片對目標的殺傷作用以貫穿作用為主，通常以破片的動能來衡量破片的殺傷標準。地雷等爆炸物爆炸后，爆轟波以每秒數千米的速度傳播，只需幾十微秒的時間炸藥就全部爆轟完畢。在這樣高速的爆轟波作用下，爆炸物殼體在瞬間承受很大的爆轟產物的壓力，產生膨脹變形。當殼體膨脹到p=1.60～1.70時發生破裂（p為殼體破裂時半徑，0為殼體未膨脹前的半徑），形成大量破片，并在爆轟產物作用下以一定的初速向四周飛散。質量過小的破片沒有殺傷作用，這樣能對目標起殺傷作用的破片（也稱“有效破片”）數小于破片總數。且隨著破片飛散距離的增大，有效破片數越來越少，破片動能值也逐步下降。目前，國內外常用3個指標確定破片的殺傷標準，即破片殺傷動能標準min、有效破片重量標準和破片比動能min。距離為的單位球面所占殺傷動能見表2.

表1空氣沖擊波超壓與暴露人員損傷程度的關系

損傷程度沖擊波超壓（105 Pa） 沒有殺傷作用＜0.2 輕微（輕微的挫傷）0.2～0.3 中等（聽覺器官損傷、中等挫傷、骨折等）0.3～0.5 嚴重（內臟嚴重挫傷＊，可引起死亡）0.5～1.0 極嚴重（可能大部分死亡）＞1.0

注：*指血管破裂，肝、脾、肺……撕裂

表2 國內常用破片殺傷標準

殺傷目標殺傷動能/（kgf·m）有效破片質量/g殺傷比動能/ （kgf·m/cm2） 殺傷人員7.5～8≥0.4ηmin≥2.6 殺傷馬匹12.5≥0.7ηmin≥10 破壞汽車和飛機180～2604～8ηmin≥50

1.3 其他危害

爆炸裝置爆炸后，除沖擊波和破片對人員的殺傷作用外，還包括沖擊波和熱輻射等軟殺傷。爆炸產生的瞬間高壓使整個身體受到沖力而加速。運動的身體在撞到地面或者其他障礙物時很容易產生傷害，有時會骨折、腦淤血等。在加速—減速過程中脊柱很容易受到沖擊損傷。熱輻射傷害可以導致人產生熱脫水、心血管系統負擔增加、緊張、急躁、判斷力下降等嚴重后果。另外，暴露于熱輻射中會導致個人極度疲勞，大量出汗導致體內電解質失調，鉀鈉等元素含量增加可能導致人出現腹瀉、嘔吐、腎功能衰竭等癥狀[3]。

2 反爆炸恐怖襲擊個體防護技術原理及措施[4]

2.1 借助裝備器材防護

在反爆炸恐怖襲擊行動中，排爆人員面臨的最大危險之一就是爆炸裝置爆炸時產生的破片對人員的殺傷作用。借助目前各種防護裝備器材是最直接和行之有效的措施，其防護機理從根本上說有兩個，一個是將爆炸裝置碎裂后形成的破片彈開，另一個是通過防護材料消釋破片的動能。防護裝備器材可以分為專業器材防護和非專業器材防護兩種。所謂的專業器材防護，是指借助某些專業制式防爆設備，比如防爆服、排爆服、防爆盾牌等所實施的個體防護；而所謂的非專業器材防護，是指在現實反恐排爆行動中，參戰人員依據現場實際情況，躲藏在某些能夠吸收、衰減、阻擋沖擊波和破片殺傷作用的非專業防爆器材物體背后的一種防護。在這種情況下，現場中選擇的防爆材料按照防護效果遞減的順序可以排列為：地下掩體、土圍墻、磚墻、汽車、木材、棉被等；而在任何情況下應當盡量避免躲藏在其背后的材料有：玻璃、鑄鐵、貼有瓷磚的墻體及其他易碎易裂材料。

2.2 加大距離防護

沖擊波在空氣中隨著距離的增加，其衰減幅度很快，因此在涉爆環境應當盡可能加大排爆作業手與爆炸裝置之間的距離。根據TNT炸藥地面爆炸的空氣沖擊波破壞作用公式和人員在沖擊波作用下的安全臨界值與死亡臨界值，當知道現場爆炸裝置的裝藥量及其種類時，就可以計算出此時人員的安全距離與死亡距離。值得一提的是，當人員有掩體隱蔽時，上述距離可以縮小1/3.

2.3 利用缺口防護[5]

在建筑防爆當中，一般將建筑結構強度相對其他單元較弱的建筑單元稱為缺口。當爆炸裝置發生爆炸時，其所產生的大量氣體會首先朝向建筑結構強度最為薄弱的地方即缺口部位進行傳播、泄壓，此時門窗附近的沖擊波壓強要遠遠大于周圍其他地方的壓強。在排爆過程中，爆炸裝置存在意外發生爆炸的可能。如果在空曠的野外，爆炸產生的高壓氣體就會迅速向四周擴散，從而使沖擊波作用造成的破壞降到最低，但是如果在室內排爆發生了爆炸，就很有可能由于爆炸沖擊波的作用引起房屋的倒塌，從而造成不必要的損失和犧牲。另外，室內的爆炸會引起某此缺口及周圍易碎品的破碎，高速飛行的碎片會對室外人員造成傷害。當然，萬不得已必須在室內排除爆炸裝置時，也可以利用缺口這一特性，盡量打開建筑物的所有門窗，使爆炸所產生的氣壓定向傳播，減弱空氣沖擊波對建筑物主體結構和內部人員的破壞作用。

2.4 調整排爆姿態防護

在反爆炸恐怖襲擊過程中，排爆作業人員的姿態防護也至關重要。作業人員涉爆環境下始終張開嘴巴，保持身體內外的壓強處于平衡狀態，可以防止人體耳膜在爆炸作用下的破裂。根據空氣沖擊波對人體破壞的臨界壓力=0.02～0.03 MPa，人體在空氣沖擊波作用下鼓膜最容易出現破裂，因此張開嘴巴可以動態保持人體內外壓力平衡，進而保護人體鼓膜。

根據文獻[6]，人體的不同部位對傷害的承受程度是不同的，人體風險區域數量統計見表3.從表中可以看出，人體頭部和四肢的嚴重損傷數量相差不多，但是胸部的損傷相對較少。頭部和上肢的損傷大多數是當時發掘和處理事件造成的，而下肢損傷的大多數是由漏雷事件造成的。因此，根據排爆作業的特點，作業人員在涉爆環境下身體應盡量采取臥姿。根據人體的結構，采取臥姿時，身體的高度將是人體站立時高度的1/5，因此在爆炸環境下人體所受到的沖擊波加載面積將是站姿狀態下的20%；對破片而言，尤其是當爆炸裝置放置在地面的時候，根據爆炸原理，其破片的飛散范圍往往與地面呈一定的角度，與地面形成了所謂半真空狀態。因此，在爆炸附近采取臥姿會大大減少人體遭受破片沖擊的概率。

表3 人體風險區域

嚴重輕微合計 頭部和頸部94148242 上肢92142134 下肢10998207 胸部4077117

2.5 警覺意識防護

所謂警覺意識防護，是指在反爆炸恐怖活動中，作業人員要對爆炸裝置的巨大危險性存在高度警覺意識。對在爆炸物排除過程中可能會出現破片、沖擊波以及其他可能對人員造成的傷害要有正確的估計和預防措施，對情況不明的爆炸物絕不盲目蠻干、貿然排除。排爆人員除了有高度的警覺意識和專業知識外，還必須具備良好的心理素質，才能保證作業人員的安全。

3 幾種個體防護主要裝備及特點介紹

3.1 排爆防護服

在進行反爆炸恐怖襲擊行動中，作業人員身著排爆防護服裝可以最大限度地降低排爆過程中炸藥爆炸后所產生的破片、沖擊波、高溫高壓氣體和負壓等破壞對人員造成的傷害。為滿足排爆作業中的惡劣環境要求，既減輕裝備質量，又增強作業靈活度和舒適度，各國生產廠家均將高新材料和先進生產工藝運用于防護服的研發中。目前，我軍自主研發裝備中用于反恐作戰的排爆防護服較少，主要有工程兵裝備的GGF110型掃雷防護裝具，其余大部分屬于引進國外的產品。根據爆炸過程中的致傷因素及人體各部位的脆弱程度的不同，一套性能完好的排爆服防護材料外套多采用防火、耐高溫的阻燃材料。防彈材料多采用芳綸和超高分子量聚乙烯材料，加強防護插板一般采用玻璃鋼復合材料板、聚碳酸醋板、高性能聚乙烯纖維無緯布層壓板、涂覆彈性橡膠的防彈鋼板等。結構上一般采取組合式的結構，各部件的作用和防護要求不同，這樣使整個系統質量減輕、便于穿卸、使用方便、對基本戰術動作影響小，其結構由頭部保護系統、上身保護系統、下身保護系統和附件等4部分系統構成[7]。

加拿大MED-ENG公司是世界最大的排爆服制造商，設計的排爆服以設計先進、防護能力強、穿著舒適靈活而著稱。世界上超過120個國家都在使用其產品。作為MED-ENG公司的經典之作，EOD-7B是目前世界上使用最為廣泛的排爆服。高等級的防護能力、優秀的靈活性和極佳的性能價格比是EOD-7B的最大特點。它不但運用了防高強壓力、防碎片、防沖擊、防彈等先進的防護工藝，同時還針對舒適性、靈活性、可穿性和靜電問題進行了精心的設計。

EOD-7B能與MED-ENG公司出品的各種配件配合使用，包括身體冷卻眼、通訊系統、可伸縮的操作器和各種防彈鋼板等。它主要由衣領、可調節皮帶、VELC120尼龍搭扣（修理工具口袋）、無線通訊口袋、彈性應用標簽elasticized utility tabs、供電口袋、連接電纜線出線口、金屬線通訊系統貼片、冷卻系統裝置、胸部防護板袋囊、快速脫離蓋片、快速脫離拉鏈、腹部防護袋級、橡膠加固膝部防護墊、靴套等部分組成，其防護等級見表4[8]。

表4 EOD-7B排爆服V-50防護等級

加速度區域加速度區域 560 m/s2上衣/臂/后衣領/腳690 m/s2大腿（含內襯） 600 m/s2上衣后背防護襯770 m/s2膝蓋（含內襯） 1.125 km/s2前衣領（含內襯）620 m/s2小腿（含內襯） 1.22 km/s2腹/胸防護板450 m/s2腹股防護襯

3.2 防護擋板

防爆擋板是供排爆人員使用的一種簡易人身防護裝置，它由底盤和防護板組成。底盤是一個長度不小于200 cm、寬度不小于60 cm的長方形鋼架，底部安裝4個輪，鋼架上裝有一塊鐵板，供排爆人員站立使用。防護板用防爆玻璃制成，長、寬與底盤相同，中下部有孔，可供排爆桿和霰彈槍穿過，四邊鑲有金屬框架。防護板也可以用鋼板制成，但需要鑲有用防爆玻璃制成的觀察窗。防護擋板的底盤與防護板用一個可調的支架連接，可以將防護板支起到所需要的坡度。防護板可與底盤折疊在一起，便于保管和運輸。排除爆炸物時，將防護板支起，排爆人員在防護板后面可以對爆炸物進行處理，也可以在防護板后使用摧毀器材將爆炸物摧毀。一旦發生爆炸，可使人免受傷害，而且爆炸產生的空氣沖擊波可以使底盤連同防護板一起向后滑動，減弱空氣沖擊波的作用。

除了上述防爆服和防護擋板之外，個體防護還有防爆圍欄、防爆沖擊網等裝備。但這些裝備防護等級有限，還應在降低其質量、提高其防護能力和機動靈活方面進行改進。

4 結束語

在爆炸恐怖活動中，爆炸裝置發生爆炸時對人體的傷害是多重效應共同作用的結果。目前，我國在爆炸物爆炸對人體的損傷研究以及個體防護裝備和材料的研制上還有待進一步開發和論證，為反爆炸恐怖襲擊行動中的作業人員提供安全保障。

［1］王新建.爆炸裝置殺傷作用與人員防護研究［J］.北京人民警察學院學報，2005（3）：27-28.

［2］張國偉.爆炸作用原理［M］.北京：國防工業出版社，2006.

［3］張志江，王立群，許正光，等.爆炸物沖擊波的人體防護研究［J］.防護裝備技術研究，2009（1）：8-11.

［4］王新建.爆炸中缺口效應及其防護研究［J］.中國人民公安大學學報（自然科學版），2008（3）：88-90.

［5］王新建.反恐活動中的若干爆炸問題研究［J］.中國人民公安大學學報（自然科學版），2006（4）：68-70.

［6］劉博，紀勝利.排爆服的研制及性能要求［J］.中國特警，2008（3）：55-57.

［7］戴立濤，鋁全州，康興科.單兵排雷防護裝具國際標準和試驗評估［J］.工程裝備論證與試驗，2008（3）：47-50.

［8］黃埔耀丹，陳翊.“生命守護神”-EOD-7B排爆服［J］.環球軍事，2007（1）：50-52.

2095－6835（2018）18－0025－03

E919；D815.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.025

〔編輯：王霞〕