防暴動能彈發展現狀及趨勢分析

汪 送

(武警工程大學 裝備管理與保障學院， 西安 710086)

2020年美國國內爆發的全國性暴騷亂事件，以及2019年的香港事件代表著新一輪的大規模群體性事件，這些事件既有利益集團的背后驅使，也有普通民眾的聚眾抗議，但都伴隨有打砸搶燒等惡劣行徑，頗具恐怖主義色彩。隨著人道主義呼聲的逐漸高漲，處置此類暴騷亂事件通常需要借助非致命武器。發展最早的非致命動能武器在處置此類事件中發揮著重要作用，在香港警察的“止暴制亂”行動中就運用了美國非致命技術公司的MP-4-R3型沖擊棍彈、美國低致命公司的ALS 4006D海綿彈、ALS1202橡膠痛塊彈和美國CTS公司的2581型布袋彈，這些彈藥旨在對目標造成暫時性疼痛，實現對目標的驅散和拒止。

作為非致命動能武器主要成員的防暴動能彈自誕生起就不斷引發致殘致亡等嚴重傷害事件[1-4]，為對比分析不同類型防暴動能彈的性能特點和致傷機理，通過分析防暴動能彈的發展歷程，剖析典型損傷案例并劃分不同沖擊部位損傷譜，基于對主流動能彈丸結構特性的分析，預測新一代防暴動能彈的發展趨勢，為國內現役防暴動能彈的安全服役提供參考，為新型防暴動能彈的優化設計提供借鑒。

1 防暴動能彈發展歷程

作為發展最早、使用最頻繁的非致命動能武器，防暴動能彈是當前防暴反恐、騷亂控制的主戰裝備。根據沖擊損傷案例[1-4]及《全球槍發非致命彈藥圖鑒》[5]披露的彈藥信息，得到如圖1所示的防暴動能彈發展歷程圖。

圖1 防暴動能彈發展歷程示意圖

由圖1可知：防暴動能彈主要經歷了硬質彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復合型彈丸4個發展階段，其中硬質彈丸以鋼芯橡膠彈、塑料棍彈和木棍彈為主，彈丸硬度較大，最小安全射距較遠，其中RCC-95鋼芯橡膠彈的最小安全射距達40 m，40 m處91.1%彈著點所在圓的直徑為164 cm，70 m處61.1%彈著點所在圓的直徑為250 cm[6]，可見隨著射距的增加，射擊精度下降迅速，從而極易對目標造成意外傷害。橡膠彈丸樣式較多，既有獨彈丸又有多彈丸，AM-403/P彈丸和Flash-Ball?彈丸在沖擊時自身有一定變形，RB-1-FS彈丸設計有鰭片尾翼，提高了飛行穩定性，多彈丸橡膠彈近距離采用“跳彈攻擊”方式進行射擊；布袋彈經歷了片狀、筒式、尾翼穩定3個發展階段，布袋彈丸通過尼龍布袋包裹鉛沙，沖擊目標時布袋延展性較好，沖擊動能較大，但比動能較小；復合型彈丸由硬質彈體和軟質彈頭組成，沖擊目標時形成先后兩次沖擊載荷，有效射程覆蓋范圍較大，最小安全射距較近，戰術靈活性較高。

2 防暴動能彈典型損傷案例及損傷譜研究

非致命動能彈丸由密度低于制式槍彈的材料制成，體積大、速度低、重量輕，其設計旨在降低穿透皮膚的風險，同時對有生目標產生嚴重疼痛，并在較大程度上減少嚴重或致命傷害的概率[7]。但因操作失誤、射彈擴散、目標移動等原因，不可避免地導致意外傷害，因防暴動能彈沖擊而造成的致殘致亡案例屢見不鮮。

2.1 防暴動能彈典型損傷案例分析

為分析不同類型防暴動能彈的沖擊損傷特性，通過調研和查閱文獻資料，得到如表1所示的防暴動能彈典型損傷案例表。表中區分彈丸類型、沖擊部位、損傷類型、損傷圖像、損傷特性和損傷致因進行不同類型動能彈丸對比。從對比結果可知，幾乎所有的穿透性損傷都是由于近距離射擊所致，即使是號稱“柔性”彈丸的布袋彈在近距離射擊時也會造成皮膚穿透，通常穿透傷會導致彈丸和彈托在目標體內滯留，從而加大了損傷救治的難度。近距離射擊所導致的非穿透性鈍性傷通常造成較為嚴重的表皮挫傷和內臟挫傷，個別彈丸還會造成骨折和組織撕裂，常見的內臟損傷包括心臟、肺和肝臟挫傷、脾破裂。當鈍性沖擊造成肋骨骨折后，折斷的肋骨還會進一步刺穿心臟和肺，從而加大了致命風險。小口徑的霰彈極易造成眼部穿透傷和多處沖擊損傷，因此通常采取“跳彈攻擊”的方式，通過瞄準地面，動能彈丸撞擊地面后進而沖擊目標的下肢，但這進一步降低了已經很差的瞄準能力，不同的入射角將形成復雜的沖擊點，從而導致意外傷害在所難免。大口徑動能彈丸，如44 mm的Flash-Ball?彈丸和40 mm的NS復合型彈丸，通常不會穿透目標皮膚，但近距離射擊時，也會對目標表皮造成嚴重挫傷，同時傷及內臟，當以銳角沖擊時，還會造成目標皮膚的撕裂。雖然表中列出的損傷致因主要是近距離射擊，但動能彈丸的固有安全隱患，如覆蓋薄層橡膠的鋼芯彈丸、未展開的布袋彈丸，都會如同剛體一般，穿透人體，并造成重度傷害，此外，即使是同一動能彈丸，對不同目標和不同沖擊部位也會形成不同的損傷結果。為規避意外傷害事件并提高防暴動能彈的作戰效能，需要熟悉彈丸的技術性能、使用場合和安全注意事項，并針對不同耐受性的目標合理調整射距和射角。

表1 防暴動能彈典型損傷案例

2.2 防暴動能彈沖擊損傷譜

通過分析不同類型防暴動能彈對人體的沖擊損傷案例，預計在沖擊部位將產生擦傷、挫傷、撕裂和穿透，而因為應力波的傳播，還會引發沖擊部位以外的骨折、內臟挫傷、撕裂和出血。

根據彈丸的沖擊部位和對目標的沖擊能量，會產生大范圍的嚴重損傷，甚至包括死亡。據不完全統計，動能彈丸造成穿透傷或鈍性傷的部位及其損傷譜如下所示[14]：

?頭部沖擊：顱骨骨折，可能伴有腦血腫；

?眼部沖擊：眼球破裂、角膜擦傷和撕裂傷；

?胸部沖擊：肋骨骨折、心臟震蕩、挫傷、肺挫傷、氣胸和血胸；

?腹部沖擊：腹部內臟挫傷、破裂和撕裂；

?四肢沖擊：長骨開放性或閉合性骨折。

在所有損傷當中，頭部沖擊是最常見的死亡和嚴重傷害的原因，其次是胸部沖擊，這表明沖擊部位是決定防暴動能彈致傷程度的主要影響因素。彈藥手冊和培訓項目通常建議使用人員把瞄準點指向四肢和大肌肉群，并遠離其他脆弱區域(例如：頭部、頸部、脊椎、肝臟和腎臟區域)。

3 防暴動能彈結構特性研究

為對比不同類型防暴動能彈的性能特點，通過收集不同發展階段動能彈丸的性能指標，得到如表2所示的不同類型動能彈丸性能參數表。表中按彈丸類型、彈丸數量、結構參數、重量、初速、動能和有效射距等指標進行對比，彈丸類型基本區分了硬質彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復合型彈丸四大類，對應著圖1中防暴動能彈的4個發展階段。綜合分析可知，不同彈丸因結構、材質和初速各不相同，從而導致戰技指標相差懸殊。出現差異一方面是因為動能彈丸來自不同國家、不同廠商，且適用于不同的防暴發射器；另一方面則是選用的性能測試標準不同，如我國驗證動能彈非致命性的不穿透25 mm厚的紅松木板和穿透1 mm厚牛皮紙的測試標準。這些差異的形成，使得我們改進和研制防暴動能彈不能繼續沿著仿制國外彈藥的路子前進，而必須開展沖擊損傷機理相關的基礎研究工作，進而從根本上解決制約我國非致命動能武器快速發展的瓶頸問題。

表2 不同類型動能彈丸性能參數

為進一步實現對不同類型彈丸性能的定量比較，基于表2數據，對不同類型彈丸的比動能、動量進行了計算，對比了不同彈丸的動能、比動能、動量和有效射程，結果如圖2所示。硬質彈丸動能較大，有效射程范圍雖然覆蓋大，但最小安全射距較遠，其中RCC-95和MA/RA 88的最小安全射距分別為40 m和30 m，也即當射距低于該數值時，極易對目標造成過度傷害，但當射距較遠時，這些彈丸又因彈道擴散形成一個較大的散布圓，從而增大了擊中脆弱部位的概率；橡膠彈、布袋彈和復合型彈丸的動能在一定區間內浮動，基本都小于200 J。圖2(b)中對布袋彈比動能的計算沒有考慮布袋沖擊時的擴展，因此實際沖擊比動能要小于計算值，但從分布來看，橡膠彈和布袋彈的比動能分布較為分散。對比動能、比動能和動量數據可知，不同公司生產的復合型彈丸數據分布均較為集中，動能值在150～190 J內，比動能值在7.5～15 J/cm2內，動量在3～5 kg·m/s內，同時復合型彈丸的有效射程范圍較大，最小安全射距較短，特別是XM1006彈丸和BIP 6425彈丸的最小安全射距僅為1.5 m，極大靈活了這些彈藥的戰術戰法，消除了使用人員近距離射擊的顧慮。同時，復合型彈丸均采用線膛槍發射，射擊精度普遍較高，總體而言，新一代的復合型防暴動能彈性能更為優越。

圖2 表2中不同類型動能彈丸性能

4 新一代防暴動能彈發展趨勢研究

結合防暴動能彈經典沖擊損傷案例和不同類型動能彈丸性能的對比可知，新一代非致命動能彈丸結構特性具有如下發展趨勢：

1) 彈丸普遍口徑較大，近距離射擊時穿透有生目標皮膚的概率較低，通常僅引發鈍性創傷；

2) 彈丸為可變形彈丸，由軟質橡膠、海綿、泡沫等材料加工制作，沖擊目標瞬間通過自身形變耗散部分沖擊能量，減小了對目標造成過度傷害的風險；

3) 通過彈丸彈帶(或環形引導圈)與防暴槍膛線配合實現彈丸的自旋穩定，減小了彈丸飛行過程中出現翻滾和偏航的概率，大為提高了打擊精度；

4) 彈丸采用軟質彈頭和硬質彈體的復合結構設計，可以對目標形成先后兩次沖擊載荷，近距離射擊時沖擊力較大，彈頭變形大、耗能多、沖擊能量傳遞比小；遠距離射擊時，彈頭變形小、耗能少、沖擊能量傳遞比高，從而具備了在有效射程范圍內轉移到目標體內的沖擊能量近似恒定的功效；

5) 彈丸具有多重非致命打擊效應，除了通常的動能打擊，還可以耦合催淚刺激、染色標記等多重作用效果。

5 結論

1) 防暴動能彈經歷了硬質彈丸、橡膠彈丸、布袋彈丸和復合型彈丸4個主要發展階段，當前硬質彈丸已基本淘汰，呈現橡膠彈丸、布袋彈丸和復合型彈丸共存的局面；使用人員需熟悉所用彈藥的性能，結合使用條件和目標特性進行合理運用，在提高防暴動能彈作戰效能的同時，確保使用安全性，極力規避意外傷害事件；

2) 防暴動能彈沖擊損傷包括穿透傷和鈍性傷，穿透傷多因近距離射擊所致，通常導致彈丸滯留目標體內，從而增大了二次傷害和損傷救治的難度；近距離射擊所導致的鈍性傷極易引發表皮和內臟嚴重挫傷；

3) 防暴動能彈損傷譜以沖擊部位的擦傷、挫傷、撕裂、穿透和沖擊部位以外的骨折、內臟挫傷、氣胸和血胸為典型表征；

4) 復合型彈丸動能、比動能、動量較其他類型動能彈丸，數據分布更為集中，有效射程范圍跨度更大，最小安全射距更短，戰術靈活性更大，消除了近距離射擊的顧慮；

5) 新一代動能彈丸將具備大口徑、大變形、自旋穩定、復合結構和產生多重打擊效應等主要特征，可提高飛行穩定性、作用效果并顯著降低對有生目標的穿透和過度傷害。