張洋洋， 趙洪山， 彭偉， 胡春東， 楊志剛， 董瀚2,

(1.清華大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 北京 100084；2.鋼鐵研究總院， 北京 100081；3.上海大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 上海 200444；4.上海大學(xué) (浙江)高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院， 浙江 嘉興 314100)

0 引言

“以子之矛，陷子之盾，何如？”可見(jiàn)，矛與盾的斗爭(zhēng)自古有之。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，武器彈藥的侵徹能力不斷提高，對(duì)應(yīng)“盾”的防護(hù)能力也在不斷增強(qiáng)與進(jìn)步，為較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)防護(hù)材料抵抗各種侵徹彈丸的能力，各種防彈標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生且內(nèi)容不斷充實(shí)和完善。

由于各國(guó)制式槍彈口徑及彈藥結(jié)構(gòu)的差異，根據(jù)受到威脅程度的不同分別制定了各自相關(guān)的防彈標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家司法協(xié)會(huì)自1972年發(fā)布第一部防彈衣標(biāo)準(zhǔn)NIJ 0101.00，至今已經(jīng)50年。在長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)里，美國(guó)的防彈衣標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了8次修訂和完善，其中2008年發(fā)布的NIJ 0101.06是目前世界范圍內(nèi)防彈衣防護(hù)等級(jí)評(píng)定應(yīng)用最廣泛的防彈標(biāo)準(zhǔn)之一。針對(duì)防彈頭盔防護(hù)能力的等級(jí)劃分，美國(guó)司法協(xié)會(huì)修改完善了NIJ 0106.01防彈頭盔標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射擊實(shí)驗(yàn)的裝備和實(shí)施細(xì)則做了詳細(xì)說(shuō)明。此外，由美國(guó)商業(yè)保險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)室制定的防護(hù)設(shè)備防彈標(biāo)準(zhǔn)UL 752也是國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的防彈標(biāo)準(zhǔn)之一；俄羅斯作為軍事大國(guó)，制定發(fā)布的防彈標(biāo)準(zhǔn)較多，其中應(yīng)用較廣泛的有GOST 34286—2017《防彈衣分類(lèi)和一般規(guī)范》和GOST 34282—2017《裝甲防護(hù)車(chē)輛 一般技術(shù)要求》；英國(guó)防彈衣最新標(biāo)準(zhǔn)是2017年發(fā)布的HOSDB《警用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)》，替換了HOSDB《警用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)》2007版；德國(guó)防彈衣標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用最多的是SCHUTZKLASS標(biāo)準(zhǔn)2008版，裝甲車(chē)輛防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)常用的為VPAM-APR防彈標(biāo)準(zhǔn)—2021；歐盟EN 1522—1998《窗、門(mén)、鎖扣防彈要求和分類(lèi)》和EN 1063—1999《建筑玻璃、安全玻璃窗、防彈玻璃抗彈實(shí)驗(yàn)和分類(lèi)》替換了老舊的德國(guó)DIN 52290防彈標(biāo)準(zhǔn)和英國(guó)BS 5051防彈標(biāo)準(zhǔn)，是目前歐盟成員國(guó)應(yīng)用較多的兩部防彈標(biāo)準(zhǔn)；北約作為一個(gè)影響力較大的國(guó)際軍事組織，制定發(fā)布了許多軍事設(shè)施和裝備的標(biāo)準(zhǔn)，其中防彈標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較多的有STANAG 2920《個(gè)人裝甲材料和戰(zhàn)斗服裝的彈道測(cè)試方法》和STANAG 4569《裝甲車(chē)輛成員防護(hù)等級(jí)》；我國(guó)各種防彈標(biāo)準(zhǔn)也在隨著防護(hù)材料和威脅程度的變化而不斷完善，目前應(yīng)用較多的主要有中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA 141—2010《警用防彈衣》、GA 164—2018《專(zhuān)用運(yùn)鈔車(chē)防護(hù)技術(shù)要求》、GA 165—2016《防彈透明材料》、GA 293—2012《警用防彈頭盔及面罩》、GA 423—2015《警用防彈盾牌》、GA 668—2006《警用防暴車(chē)通用技術(shù)條件》等。

伴隨著武器彈藥侵徹力度的提升和防護(hù)材料技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，各國(guó)相應(yīng)的防彈標(biāo)準(zhǔn)不斷進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與完善，使其更加符合新形勢(shì)下的防護(hù)要求。因此了解和掌握不同國(guó)家最新的防彈標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求對(duì)于我國(guó)從事相關(guān)行業(yè)的研究人員具有十分重要的意義。目前評(píng)價(jià)裝甲防護(hù)材料抗彈性能的方法主要有3種：第1種是根據(jù)抵抗槍彈威脅程度進(jìn)行材料抗彈能力等級(jí)劃分；第2種是測(cè)定其防護(hù)系數(shù)；第3種是測(cè)定防護(hù)材料的極限穿透速度。防彈標(biāo)準(zhǔn)多采用第1種方法，后兩種方法多用于裝甲鋼等均質(zhì)裝甲抗彈能力的評(píng)價(jià)。本文將從防彈衣、防彈頭盔、裝甲車(chē)輛防護(hù)、透明材料和其他防護(hù)設(shè)備4個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行常用的防彈標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級(jí)進(jìn)行歸納、總結(jié)和分析，并對(duì)防護(hù)級(jí)別和主要侵徹彈丸的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和對(duì)比，同時(shí)簡(jiǎn)要介紹了部分標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)彈丸類(lèi)型和靶試條件及合格判據(jù)的具體要求和說(shuō)明。同一標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)級(jí)別的彈丸侵徹能量不同，對(duì)于初始動(dòng)能的計(jì)算采用如下公式：

式中：為彈頭質(zhì)量；為彈速，槍口與測(cè)速裝置距離較近，由于風(fēng)阻等引起的速度變化較小，因此將標(biāo)準(zhǔn)中彈速作為槍口初速來(lái)計(jì)算初始動(dòng)能。與彈藥工程相關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)縮寫(xiě)如表1所示。

表1 彈藥相關(guān)術(shù)語(yǔ)縮寫(xiě)Table 1 Terms and abbreviations related to ammunition

1 常用防彈標(biāo)準(zhǔn)研究與對(duì)比

1.1 防彈衣標(biāo)準(zhǔn)

防彈衣是單兵(警)防護(hù)體系中最重要的組成部分，幫助穿戴人員抵抗彈丸和破片的侵徹?，F(xiàn)代防彈衣的雛形是一戰(zhàn)時(shí)期天然纖維加蠶絲防彈背心和二戰(zhàn)期間錳鋼片和亞麻布的簡(jiǎn)單搭配。隨著防彈衣防護(hù)性能的發(fā)展與進(jìn)步，如何評(píng)價(jià)其防護(hù)能力成為迫切需要解決的問(wèn)題，防彈標(biāo)準(zhǔn)在此需求背景下制定并不斷修訂完善。

1.1.1 NIJ 0101.06防彈衣標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)是世界上擁有私人槍支數(shù)量最多的國(guó)家，由此引發(fā)的槍擊發(fā)案率非常高。美國(guó)國(guó)家司法協(xié)會(huì)2008年發(fā)布的NIJ 0101.06防彈衣防彈標(biāo)準(zhǔn)成為目前國(guó)際上防彈衣防護(hù)評(píng)定應(yīng)用最多的標(biāo)準(zhǔn)之一，我國(guó)出口國(guó)外的防彈衣大多按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試與評(píng)定。

NIJ 0101.06防彈標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級(jí)劃分及相關(guān)測(cè)試條件如表2所示，該標(biāo)準(zhǔn)將防護(hù)性能劃分為5個(gè)等級(jí)(特殊測(cè)試未列入等級(jí)劃分)，分別為抵抗手槍彈丸威脅的ⅡA級(jí)、Ⅱ級(jí)、ⅢA級(jí)，抵抗步槍彈丸威脅的Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)，取消了NIJ0101.04A標(biāo)準(zhǔn)中的最低防護(hù)等級(jí)Ⅰ級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定同一防護(hù)等級(jí)中列出的兩種槍彈類(lèi)型全部測(cè)試，如ⅡA級(jí)測(cè)試的兩種彈丸分別為9×19 mm全金屬被甲圓頭鉛心彈和.40 S&W全金屬被甲平頭鉛心彈，兩種彈頭結(jié)構(gòu)不同，因此穿甲破壞效果也不同。由于材料抗彈性能與自身溫度有一定關(guān)系，大部分防彈標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試的防護(hù)裝備需進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是指將防彈衣經(jīng)高溫、高濕、機(jī)械磨損、浸泡處理，旨在考察經(jīng)此類(lèi)處理后防彈衣的抗彈性能。NIJ 0101.06標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試樣品的數(shù)量、大小型號(hào)及彈著點(diǎn)的位置均作了要求，硬質(zhì)防彈衣中插板的樣品尺寸≤254 mm×305 mm。

表2 NIJ 0101.06防彈衣防彈能力等級(jí)劃分Table 2 NIJ 0101.06 Body armor protection rating

1.1.2 NIJ 0101.07防彈衣標(biāo)準(zhǔn)

NIJ 0101.07防彈衣標(biāo)準(zhǔn)草稿于2018年發(fā)布并公審復(fù)評(píng)，旨在用于替換NIJ 0101.06防彈衣標(biāo)準(zhǔn)。新版標(biāo)準(zhǔn)將防彈衣劃分為防手槍彈HG級(jí)和防步槍彈RF級(jí)兩大類(lèi)，彈丸初始動(dòng)能從最低防護(hù)等級(jí)634 J至最高防護(hù)等級(jí)4 124 J。各防護(hù)等級(jí)劃分及相關(guān)射擊要求如表3所示。 NIJ 0101.07標(biāo)準(zhǔn)中取消了新舊防彈衣彈速差異，全部采用高彈速。此外還取消了NIJ 0101.06標(biāo)準(zhǔn)中的ⅡA級(jí)，與 NIJ 0101.06相比，新標(biāo)準(zhǔn)增加了測(cè)試步槍彈丸的種類(lèi)，RF1等級(jí)的防彈衣需要測(cè)試M80、M43、M193的射擊實(shí)驗(yàn)，3種彈丸既有全威力高動(dòng)能彈丸，又有高穿透彈丸，對(duì)防彈衣防護(hù)級(jí)別的要求既要能抵抗全威力彈丸，又要能抵抗中間威力彈和高穿透彈丸，表明防彈標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防護(hù)材料防彈性能要求越來(lái)越嚴(yán)格。RF2等級(jí)防彈衣在RF1等級(jí)基礎(chǔ)上增加了SS109彈丸測(cè)試，該彈丸與M193彈丸尺寸相同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)及彈心材料有差異，SS109為鉛心底座鋼制尖頭彈，侵徹穿透能力優(yōu)于M193。新舊兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最高防護(hù)級(jí)別均要求能抵抗.30-06 M2全金屬銅被甲尖頭穿甲彈的侵徹，彈心材質(zhì)為硬質(zhì)鋼心，硬度為 785 HV。 此外，靶試測(cè)試結(jié)果要求彈坑部位未出現(xiàn)可視性通透裂紋，且最大背痕凹陷深度≤44 mm。

表3 NIJ 0101.07防彈衣標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)能力等級(jí)劃分Table 3 NIJ0101.07 Body armor protection rating

1.1.3 GOST 34286—2017防彈衣分類(lèi)和一般規(guī)范

俄羅斯GOST 34286—2017防彈衣分類(lèi)和一般規(guī)范于2017年發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)將防彈衣防彈能力劃分為BR1～BR6共6個(gè)等級(jí)，如表4所示。此標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)防彈衣防刺、防獵槍、防破片能力進(jìn)行評(píng)級(jí)，等級(jí)代號(hào)分別是S級(jí)、S1級(jí)和S2級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)中BR1～BR3是抵御手槍威脅的防護(hù)等級(jí)，3個(gè)等級(jí)要求接受測(cè)試樣品被有效擊中后背面襯底材料凹陷深度≤17 mm。由于BR3級(jí)測(cè)試彈頭采用硬度較高的強(qiáng)化鋼心彈，即使彈丸動(dòng)能小于BR2級(jí)測(cè)試彈丸，但防護(hù)級(jí)別卻更高。BR4～BR6是抵抗步槍威脅的防護(hù)等級(jí)，新標(biāo)準(zhǔn)中這3個(gè)級(jí)別防彈性能要求靶板未穿透即可，未對(duì)靶板背面襯底材料凹陷深度作要求。該標(biāo)準(zhǔn)的最高防護(hù)級(jí)別為BR6級(jí)，接受測(cè)試彈丸為12.7×108 mm全金屬鋼被甲尖頭穿甲燃燒彈，彈丸初始動(dòng)能16 602 J，是目前所有防彈衣標(biāo)準(zhǔn)中最高的防護(hù)等級(jí)。

表4 俄羅斯GOST 34286防彈衣防護(hù)等級(jí)劃分Table 4 Russia standard GOST 34286 armored clothing protection rating

1.1.4 HOSDB-2017警用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)

英國(guó)內(nèi)政科學(xué)發(fā)展部于1993年發(fā)布警用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)第1版，經(jīng)歷了20多年的修改和完善，于2017年發(fā)布最新的防彈衣標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將防彈衣防護(hù)等級(jí)劃分為HO1～HO4四個(gè)等級(jí)和防霰彈槍SG1級(jí)，此外還將.357 Magnum和SS109兩種彈丸列為特殊級(jí)別，如表5所示。HO1、HO2級(jí)防彈衣用來(lái)抵御手槍彈丸威脅，這兩個(gè)級(jí)別防御的槍彈類(lèi)型相同，彈速不同。HO3、HO4級(jí)防彈衣用來(lái)抵御步槍彈丸威脅。相對(duì)于2007版防彈標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)HO3等級(jí)增加了AK47射擊M43彈丸(7.62×39 mm)的測(cè)試。最高防護(hù)級(jí)別HO4測(cè)試彈丸為7.62×51 mm SAKO公司生產(chǎn)的.308Win 480A POWERHEAD全銅開(kāi)尖彈，該彈為全銅制造，在彈尖處有開(kāi)口，并加裝塑料風(fēng)帽，此風(fēng)帽在侵徹過(guò)程中輔助彈頭擴(kuò)張，該彈頭結(jié)構(gòu)較為特殊，形貌如圖1所示。特殊級(jí)別中的3種武器彈藥未在英國(guó)警察隊(duì)伍中列裝，因此將其歸納為特殊級(jí)別。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靶板背痕深度要求隨防護(hù)等級(jí)不同而有變化，如表5所示。

表5 英國(guó)HOSDB-2017防彈衣標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級(jí)劃分Table 5 Protection rating in HOSDB Body Armor Standard 2017 (UK)

圖1 SAKO公司.308 Win 480A POWERHEAD彈頭形貌Fig.1 Macroscopic feature of .308 Win 480A Powerhead

1.1.5 SCHUTZKLASS防彈衣標(biāo)準(zhǔn)2008版

SCHUTZKLASS防彈衣標(biāo)準(zhǔn)2008版是德國(guó)應(yīng)用較多的防彈標(biāo)準(zhǔn)之一，該標(biāo)準(zhǔn)將防彈衣及插板防彈能力分為SKL～SK4五個(gè)等級(jí)，各等級(jí)劃分及射擊條件如表6所示。防彈衣插板測(cè)試樣品的尺寸要求為350 mm×400 mm，該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有樣品浸水后的射擊要求，但有接觸性射擊測(cè)試要求，有別于其他防彈標(biāo)準(zhǔn)?？箯椥阅芤髲椡栉创┩笜悠?，彈坑部位未出現(xiàn)可視性通透裂紋，且樣品背部彈痕深度<42 mm。

表6 德國(guó)SCHUTZKLASSE防彈標(biāo)準(zhǔn)(2008)防護(hù)等級(jí)劃分Table 6 Protection rating in SCHUTZKLASSE standard for bullet resistance (2008) (German)

1.1.6 GA 141-2010警用防彈衣

我國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)的制定相較于歐美等國(guó)家起步稍晚，但經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展已經(jīng)較為完善。防彈衣標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行版本為2010年發(fā)布的GA 141—2010《警用防彈衣》標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將防彈衣防護(hù)等級(jí)劃分為 6級(jí)，如表7所示，并對(duì)防彈衣的試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則做了詳細(xì)要求，1～4級(jí)防護(hù)等級(jí)測(cè)試彈丸均為手槍彈丸，初始動(dòng)能在249～753 J之間，3級(jí)防護(hù)和4級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸尺寸結(jié)構(gòu)相同，但二者彈心材質(zhì)不同，4級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸為鋼心彈，其侵徹能力優(yōu)于具有相同初始動(dòng)能的3級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸。5級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸為7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈丸初始動(dòng)能2 116 J，該防護(hù)級(jí)別接近 NIJ 0101.07 中的RF1級(jí)。6級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸為7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈丸初始動(dòng)能3 307 J。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品防彈性能要求為所有彈頭未穿透防彈衣，無(wú)可視性通透裂紋，且背痕深度≤25 mm，低于美國(guó)NIJ0101.06標(biāo)準(zhǔn)(≤44 mm)背痕深度。對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行高低溫和浸水濕熱環(huán)境預(yù)處理后稱(chēng)為舊防彈衣。浸水實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)30 min，高溫實(shí)驗(yàn)溫度為70 ℃±2 ℃，相對(duì)濕度80%，處理時(shí)長(zhǎng)240 h。

表7 警用防彈衣防護(hù)等級(jí)劃分Table 7 Police ballistic resistance of body armor protection rating

1.1.7 防護(hù)等級(jí)對(duì)比與分析

以防護(hù)級(jí)別為橫坐標(biāo)，彈丸初始動(dòng)能為縱坐標(biāo)，對(duì)上述6個(gè)常用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)各防護(hù)等級(jí)的侵徹彈丸初始動(dòng)能進(jìn)行對(duì)比和分析，結(jié)果如圖2所示，同一等級(jí)中若測(cè)試2種或3種槍彈，對(duì)比時(shí)選用這幾種彈丸動(dòng)能的最大值，未將獵槍、霰彈槍、破片等防護(hù)級(jí)別列入圖2。

圖2 常用防彈衣各防護(hù)等級(jí)彈丸初始動(dòng)能對(duì)比Fig.2 Comparison of muzzle kinetic energy on body armor protection levels

從彈丸初始動(dòng)能來(lái)看，目前防彈衣防彈標(biāo)準(zhǔn)中防護(hù)級(jí)別最高的是俄羅斯GOST 34286—2017標(biāo)準(zhǔn)中的6級(jí)防護(hù)，測(cè)試彈丸為12.7×108 mm全金屬鋼被甲尖頭穿甲燃燒彈，彈頭質(zhì)量48.2 g，彈丸初始動(dòng)能16 602 J，明顯高于其他標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試彈丸的初始動(dòng)能；其次為美國(guó)NIJ 0101.07標(biāo)準(zhǔn)中的RF3級(jí)和 NIJ 0101.06 中的Ⅳ級(jí)，測(cè)試彈丸均為.30-06全金屬銅被甲尖頭穿甲彈，該彈丸尺寸為7.62×63 mm，彈頭質(zhì)量10.7 g±0.1 g，彈丸初始動(dòng)能4 124～4 163 J。 我國(guó)GA 141—2010標(biāo)準(zhǔn)最高防護(hù)6級(jí)測(cè)試槍彈為79/85式狙擊步槍發(fā)射53式7.62×54 mm全金屬鋼被甲尖頭鋼心彈，彈頭質(zhì)量9.6 g，彈丸初始動(dòng)能3 307 J。圖2表明，我國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)中手槍和步槍各防護(hù)等級(jí)測(cè)試彈丸的初始動(dòng)能均比國(guó)外同等級(jí)偏低。

從各等級(jí)測(cè)試彈丸結(jié)構(gòu)和材質(zhì)看，中、俄、德三國(guó)測(cè)試彈丸多用全金屬覆銅鋼被甲彈丸，俄羅斯測(cè)試彈丸彈心大多為強(qiáng)化鋼心彈，硬度較高，侵徹能力較強(qiáng)，而且BR5-BR6級(jí)測(cè)試彈丸采用含有燃燒劑的穿甲燃燒彈，穿甲毀傷作用更大。我國(guó)測(cè)試彈丸彈心材質(zhì)多為低碳鋼，彈心硬度偏低，英、美兩國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)各等級(jí)測(cè)試多采用全金屬銅被甲彈丸，彈丸彈心材質(zhì)多為鉛合金，硬度較低。俄羅斯 GOST 34286—2017標(biāo)準(zhǔn)在BR3防護(hù)等級(jí)中測(cè)試手槍彈丸為9×19 mm的穿甲彈，彈丸初始動(dòng)能雖然只有588 J，但其彈心硬度高，穿透能力好，因此威脅程度高于其他標(biāo)準(zhǔn)同級(jí)別手槍彈丸。

對(duì)比各國(guó)防彈衣標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級(jí)，我國(guó)GA 141—2010標(biāo)準(zhǔn)中5級(jí)防護(hù)能力介于NIJ 0101.06標(biāo)準(zhǔn)的ⅢA級(jí)與Ⅲ級(jí)之間，接近NIJ 0101.07標(biāo)準(zhǔn)的 RF1級(jí)和HOSDB—2017標(biāo)準(zhǔn)中的HO3級(jí)，略低于GOST 34286—2017標(biāo)準(zhǔn)的BR4級(jí)；GA 141—2010標(biāo)準(zhǔn)中6級(jí)防護(hù)能力接近NIJ 0101.07中的RF2級(jí)和德國(guó)SCHUTZKLASS—2008標(biāo)準(zhǔn)中的SK3級(jí)，介于 GOST 34286—2017標(biāo)準(zhǔn)中的BR4與BR5級(jí)之間，低于HOSDB—2017標(biāo)準(zhǔn)中的HO4級(jí)。我國(guó)軍用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)GJB 4300A—2012最高防護(hù)等級(jí)的測(cè)試彈丸為7.62×54 mm穿甲燃燒彈，該彈丸彈頭質(zhì)量10.45 g，初始動(dòng)能3 428 J，該等級(jí)防護(hù)能力接近 NIJ 0101.07 標(biāo)準(zhǔn)中的RF3級(jí)，GOST 34286—2017標(biāo)準(zhǔn)中的BR5級(jí)，優(yōu)于HOSDB—2017標(biāo)準(zhǔn)中的HO4級(jí)和SCHUTZKLASS—2008標(biāo)準(zhǔn)中的SK4級(jí)。除上述6部防彈標(biāo)準(zhǔn)外，北約制定發(fā)布的STANAG 2920個(gè)人裝甲材料和防彈衣彈道測(cè)試方法也是經(jīng)常用到的防彈標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主要用來(lái)測(cè)試樣品抵御子彈、破片、飛鏢3種侵徹體的值，并未進(jìn)行防護(hù)等級(jí)劃分，因此本文未將該標(biāo)準(zhǔn)列入對(duì)比分析中。

經(jīng)過(guò)上述對(duì)比與分析可知，我國(guó)GA 141—2010標(biāo)準(zhǔn)中各防護(hù)等級(jí)測(cè)試彈丸初始動(dòng)能均低于其他國(guó)家防彈標(biāo)準(zhǔn)中同級(jí)別測(cè)試彈丸，同等級(jí)測(cè)試彈丸種類(lèi)也少于國(guó)外防彈標(biāo)準(zhǔn)，一部分原因是由于國(guó)內(nèi)外制式槍彈類(lèi)型、私有槍支數(shù)量、槍擊案件發(fā)生率、防護(hù)裝備使用環(huán)境等因素有差異所導(dǎo)致。

1.2 防彈頭盔

防彈頭盔是用于保護(hù)頭部免受彈丸或炮彈破片傷害的一種單兵防護(hù)裝備，其防護(hù)能力對(duì)提高被保護(hù)人員的生存能力、減少傷亡至關(guān)重要。隨著材料發(fā)展，防彈頭盔的制作材料也由開(kāi)始的金屬材料逐漸發(fā)展成為芳綸、超高分子聚乙纖維、纖維增強(qiáng)型樹(shù)脂基等復(fù)合材料。

1.2.1 NIJ 0106.01防彈頭盔標(biāo)準(zhǔn)

隨著槍彈威脅程度的加劇，美國(guó)司法協(xié)會(huì)修訂完善了NIJ 0106.01防彈頭盔標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)防彈頭盔必須滿(mǎn)足的性能做了相關(guān)規(guī)定及要求，頭盔的防彈性能等級(jí)劃分如表8所示。該標(biāo)準(zhǔn)將防彈頭盔劃分為Ⅰ級(jí)、ⅡA級(jí)、Ⅱ級(jí)和ⅢA級(jí)。Ⅰ級(jí)防御的彈丸威脅和NIJ 0101.04A防彈標(biāo)準(zhǔn)中Ⅰ級(jí)相同。ⅡA和 Ⅱ級(jí)要求防御的槍彈類(lèi)型一致，彈速不同，產(chǎn)生不同的初始動(dòng)能來(lái)劃分防彈頭盔的防護(hù)能力。ⅢA級(jí)是修訂后增加的防護(hù)級(jí)別，防御彈丸威脅和NIJ 0101.06中ⅢA相同。防彈頭盔標(biāo)準(zhǔn)NIJ 0106.01修訂版綜合了防彈衣標(biāo)準(zhǔn)NIJ 0101.04A和NIJ0101.06中手槍彈丸威脅的防護(hù)等級(jí)。

表8 防彈頭盔NIJ 0106.01(修訂版)防彈標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分Table 8 Protection rating in NIJ Standard 0106.01 for Ballistic Helmet (modified) (US)

該標(biāo)準(zhǔn)要求每個(gè)防護(hù)等級(jí)的兩種槍彈類(lèi)型均要測(cè)試，每個(gè)頭盔在常溫下接受4次射擊，彈著點(diǎn)位置分別為頭盔的前后左右的中間區(qū)域，4次射擊結(jié)束后，如果未發(fā)生穿透和通透性裂紋，則對(duì)第2個(gè)經(jīng)過(guò)浸水實(shí)驗(yàn)預(yù)處理后的頭盔進(jìn)行上述射擊實(shí)驗(yàn)，防彈性能要求與常溫下頭盔相同。

1.2.2 GA293—2012警用防彈頭盔及面罩

GA293—2012《警用防彈頭盔及面罩》標(biāo)準(zhǔn)將防彈頭盔防護(hù)能力劃分為兩個(gè)等級(jí)，如表9所示，每個(gè)等級(jí)只需測(cè)試一種彈丸即可。該標(biāo)準(zhǔn)各等級(jí)防彈性能要求每個(gè)頭盔射擊次數(shù)5次，比NIJ0106.01標(biāo)準(zhǔn)射擊次數(shù)多1發(fā)。彈著點(diǎn)位置分別為頭盔前后左右頭頂各1發(fā)，彈丸有效擊中目標(biāo)后，彈擊面背部未出現(xiàn)穿透或看不到彈頭，彈坑背痕高度≤25 mm，彈著點(diǎn)間距及距邊緣距離≥50 mm，且懸掛緩沖系統(tǒng)無(wú)零件脫落。

對(duì)防彈面罩的防彈要求為：按表9中規(guī)定的防護(hù)等級(jí)測(cè)試，0°角正面射擊一次，彈丸未穿透面罩，內(nèi)側(cè)無(wú)飛濺物，連接鎖緊裝置不能分離，彈著點(diǎn)距邊緣距離≥30 mm。1級(jí)防護(hù)面罩要求質(zhì)量≤1 200 g，2級(jí)防護(hù)面罩要求質(zhì)量≤1 500 g。此外，GA 293—2012標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防彈頭盔及面罩的耐水性能、高低溫環(huán)境適應(yīng)性、阻燃性能，對(duì)面罩的透光率、光畸變性能、防霧性能均做了要求。

表9 防彈頭盔防護(hù)等級(jí)劃分Table 9 Bulletpro of helmets protection rating

1.2.3 防護(hù)等級(jí)對(duì)比與分析

如圖3所示，對(duì)NIJ 0106.01(Modified)防彈頭盔、GA 293—2012這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中各防護(hù)等級(jí)彈丸初始動(dòng)能進(jìn)行比較，我國(guó)防彈頭盔的防護(hù)等級(jí)劃分?jǐn)?shù)量少于美國(guó)NIJ0106.01(Modified)標(biāo)準(zhǔn)，且同級(jí)別彈丸初始動(dòng)能也小于NIJ0106.01(Modified)標(biāo)準(zhǔn)。在射擊次數(shù)方面，我國(guó)GA 293—2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每頂頭盔接受前、后、左、右、頂部共計(jì)5次射擊，NIJ 0106.01(Modified)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定每頂頭盔只接受前、后、左、右4次射擊即可，相對(duì)于GA 293—2012標(biāo)準(zhǔn)減少一次頂部射擊。目前防彈頭盔主要用來(lái)抵擋手槍彈或者低能量彈丸破片，對(duì)步槍彈或者高能量的彈丸破片，防彈頭盔尚不能形成有效防護(hù)。NIJ 0106.01(Modified)標(biāo)準(zhǔn)同一個(gè)防護(hù)等級(jí)均需測(cè)試幾種不同的彈丸威脅，GA 293—2012標(biāo)準(zhǔn)每個(gè)等級(jí)只測(cè)試一種彈丸威脅，我國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)增加每個(gè)等級(jí)測(cè)試彈丸威脅的種類(lèi)。此外，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)阻燃、耐水等其他性能做了要求。

圖3 防彈頭盔各防護(hù)等級(jí)彈丸初始動(dòng)能對(duì)比Fig.3 Comparison of muzzle energy on the ballistic helmet protection levels

1.3 裝甲防護(hù)車(chē)輛防彈標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)代化裝甲防護(hù)車(chē)輛既能為車(chē)內(nèi)乘員在復(fù)雜惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中提供有效的安全保障，又可以搭載配備偵察和攻擊敵人的武器，因此成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中不可或缺的軍事裝備。裝甲車(chē)輛防彈標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)車(chē)輛進(jìn)行防彈能力等級(jí)劃分，可以準(zhǔn)確地幫助行動(dòng)指揮者選擇合適的裝甲車(chē)輛應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境中各種彈丸或破片的威脅。

1.3.1 STANAG 4569裝甲車(chē)輛乘員防護(hù)等級(jí)

北約是以美國(guó)為首的國(guó)際軍事組織，該組織制定發(fā)布的STANAG 4569裝甲車(chē)輛乘員防護(hù)等級(jí)對(duì)輕型裝甲車(chē)輛防彈抗爆性能進(jìn)行等級(jí)劃分，本文主要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中所測(cè)動(dòng)能彈的防護(hù)等級(jí)進(jìn)行對(duì)比分析。

該標(biāo)準(zhǔn)定義了裝甲車(chē)輛抵抗動(dòng)能彈和炮彈破片的6種防護(hù)級(jí)別，如表10所示。測(cè)試彈丸口徑范圍從5.56～30 mm不等，其中包括AP、API、APDS、APFSDS等多種大口徑彈丸，5級(jí)和6級(jí)防護(hù)測(cè)試彈藥形貌如圖4所示。模擬彈丸破片尺寸規(guī)格為 20 mm 級(jí)，破片材質(zhì)選用冷軋退火態(tài)4337H鋼或4340H鋼，熱處理后硬度30 HRC±1 HRC。該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)動(dòng)能彈的射擊次數(shù)要求為300 mm×300 mm區(qū)域內(nèi)垂直靶面射擊3次，防彈性能要求為靶板未產(chǎn)生可視性裂紋且背面未產(chǎn)生飛濺碎片。

表10 北約標(biāo)準(zhǔn)STANAG 4569對(duì)動(dòng)能彈及破片的防護(hù)等級(jí)劃分Table 10 NATO STANAG 4569 protection rating for KE projectile and FSG

圖4 北約防彈標(biāo)準(zhǔn)STANAG 4569中5級(jí)、6級(jí)防護(hù)要求測(cè)試彈丸形貌對(duì)比Fig.4 Comparison of penetrator morphology of level 5&6 on the bulletproof standard STANAG 4569

STANAG 4569—2014標(biāo)準(zhǔn)1級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸有3種，分別是M193、SS109、M80彈，該防護(hù)等級(jí)接近NIJ0101.07中RF2等級(jí)。2級(jí)防護(hù)測(cè)試7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭穿燃彈，彈頭質(zhì)量7.77 g，初始動(dòng)能1 877 J，雖然彈丸初始能量不及 1級(jí)防護(hù)測(cè)試M80彈，但硬質(zhì)鋼心穿燃彈侵徹破壞能力優(yōu)于M80彈。此外，所有等級(jí)測(cè)試彈速均略低于標(biāo)準(zhǔn)彈速該標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)內(nèi)外常用防彈標(biāo)準(zhǔn)中防護(hù)級(jí)別要求最高的標(biāo)準(zhǔn)之一。

1.3.2 GOST 34282—2017裝甲防護(hù)車(chē)輛通用技術(shù)要求

GOST 34282—2017《裝甲防護(hù)車(chē)輛通用技術(shù)要求》于2017年發(fā)布，是俄羅斯專(zhuān)門(mén)針對(duì)裝甲車(chē)輛進(jìn)行防護(hù)能力評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)將防彈材料的防護(hù)級(jí)別劃分為BR1～BR6和防獵槍的S1共7個(gè)級(jí)別，各防護(hù)等級(jí)測(cè)試所用武器彈藥和GOST 34286—2017《防彈衣分類(lèi)和一般技術(shù)規(guī)范》相同，如表11所示，在GOST 34286—2017《防彈衣分類(lèi)和一般技術(shù)規(guī)范》基礎(chǔ)上刪掉了防刺級(jí)別和防破片級(jí)別。彈丸射擊次數(shù)根據(jù)受測(cè)靶板面積來(lái)確定，靶面積≤250 mm×250 mm時(shí)，射擊1發(fā)彈丸；靶面積在 250 mm×250 mm至500 mm×500 mm之間時(shí)，射擊2發(fā)彈丸；面積≥500 mm×500 mm時(shí)，射擊3發(fā)彈丸，彈著點(diǎn)位置不做要求。射擊方位為靶試目標(biāo)的任意方位，射擊角度為0°角。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各等級(jí)防彈性能要求是未穿透靶板和背部不產(chǎn)生飛濺碎片即可。

表11 俄羅斯GOST 34282裝甲專(zhuān)用車(chē)輛防護(hù)等級(jí)劃分Table 11 Armored cars protection rating in GOST 34282 standard (Russia)

1.3.3 VPAM-APR-2021防彈標(biāo)準(zhǔn)

VPAM防彈標(biāo)準(zhǔn)由德國(guó)獨(dú)立評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)——防彈材料和結(jié)構(gòu)認(rèn)證中心制定發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)多用于裝甲防護(hù)車(chē)輛的防彈能力評(píng)定，尤其在民用防彈車(chē)輛領(lǐng)域應(yīng)用較多，其他領(lǐng)域的防護(hù)裝備也經(jīng)常采用該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防護(hù)等級(jí)測(cè)試。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)測(cè)試子彈的威脅程度將防護(hù)材料細(xì)分為10個(gè)防護(hù)級(jí)別和一個(gè)特殊級(jí)，如表12所示，各等級(jí)測(cè)試彈丸口徑從 5.5～14.5 mm，彈丸初始動(dòng)能從168～26 308 J。靶板彈著點(diǎn)位置要求為：500 mm×500 mm的區(qū)域內(nèi)，射擊次數(shù)為3次，3個(gè)彈著點(diǎn)構(gòu)成正三角形，且彈著點(diǎn)間距為120 mm±10 mm。

表12 VPAM-2021防彈標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分Table 12 Protection rating in VPAM-2010 bulletproof standards

VPAM-APR-2021標(biāo)準(zhǔn)9級(jí)防護(hù)測(cè)試彈藥為7.62×51 mm P80穿甲彈，彈丸被甲材質(zhì)為全金屬銅被甲，彈心為硬質(zhì)鋼心，彈頭公稱(chēng)質(zhì)量9.6 g，而SCHUTZKLASS防彈衣標(biāo)準(zhǔn)2008版SK4級(jí)防護(hù)測(cè)試彈藥同樣為7.62×51 mm P80穿甲彈，彈丸被甲材質(zhì)為全金屬覆銅鋼被甲，彈心為硬質(zhì)鋼心，彈頭公稱(chēng)質(zhì)量9.7 g±0.2 g。

1.3.4 GA 164—2018專(zhuān)用運(yùn)鈔車(chē)防護(hù)技術(shù)要求

GA 164—2018《專(zhuān)用運(yùn)鈔車(chē)防護(hù)技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)鈔車(chē)防彈性能劃分為兩類(lèi)，其中A級(jí)、B級(jí)測(cè)試槍彈為79式7.62 mm輕型沖鋒槍發(fā)射DAP51B式7.62×25 mm全金屬覆銅鋼被甲圓頭鋼心彈，彈丸初始動(dòng)能為753 J；C級(jí)防護(hù)抗彈性能試驗(yàn)為56式?jīng)_鋒槍發(fā)射7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈丸初始動(dòng)能為2 116 J。等級(jí)劃分和射擊條件要求如表13所示，防彈性能要求為對(duì)運(yùn)鈔車(chē)駕駛艙、水箱、油(電源)箱射擊時(shí)子彈未穿透，且透明防護(hù)板內(nèi)側(cè)不產(chǎn)生飛濺物。除運(yùn)鈔車(chē)駕駛艙門(mén)射擊孔處的射擊次數(shù)為1次外，其余防彈受試部位均為3發(fā)彈。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彈著點(diǎn)位置做了一定要求。

表13 運(yùn)鈔車(chē)防彈性能等級(jí)劃分Table 13 Protection rating for cash transport vans

1.3.5 GA 668—2006警用防暴車(chē)通用技術(shù)條件

根據(jù)GA 668—2006《警用防暴車(chē)通用技術(shù)條件》，對(duì)該類(lèi)型車(chē)輛的防彈性能劃分為A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)三個(gè)等級(jí)，如表14所示。

表14 警用防暴車(chē)防彈性能等級(jí)劃分Table 14 Bulletproof performance rating for police anti-riot vehicles

A級(jí)防護(hù)和GA 164—2018標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)、B級(jí)相同，測(cè)試彈丸為7.62×25 mm全金屬覆銅鋼被甲圓頭鋼心彈；B級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸56式7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈頭質(zhì)量8.05 g，彈頭直徑和長(zhǎng)度分別為7.62 mm和26.8 mm，長(zhǎng)徑比約為3.5。C級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸為DBP87式5.8×45 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈頭質(zhì)量4.15 g，彈頭直徑和長(zhǎng)度分別為5.8 mm和25 mm，長(zhǎng)徑比約為4.3，在一定范圍內(nèi)，長(zhǎng)徑比與侵徹能力正相關(guān)，5.8 mm彈丸穿透性能更好，造成的威脅程度更大，因此防護(hù)級(jí)別的判定還與測(cè)試彈丸的結(jié)構(gòu)相關(guān)。

1.3.6 防護(hù)等級(jí)對(duì)比與分析

圖5為裝甲防護(hù)車(chē)輛常用防彈標(biāo)準(zhǔn)各防護(hù)等級(jí)測(cè)試彈丸初始動(dòng)能的對(duì)比，STANAG 4569—2014標(biāo)準(zhǔn)中5級(jí)和6級(jí)炮彈初始動(dòng)能分別是96 141 J和186 543 J，遠(yuǎn)高于其他防護(hù)等級(jí)的初始動(dòng)能，未在圖5中列出。STANAG 4569標(biāo)準(zhǔn)中的2級(jí)和VPAM-APR-2021標(biāo)準(zhǔn)中的8級(jí)測(cè)試彈丸均為7.62×39 mm全金屬被甲尖頭穿燃彈，彈丸初始動(dòng)能雖然較低，但穿甲彈彈心硬度約65HRC，且彈頭內(nèi)部裝有燃燒劑，其威脅程度高于M80或SS109彈。因此防護(hù)級(jí)別的高低還與測(cè)試彈丸的彈心材質(zhì)有關(guān)。STANAG 4569三級(jí)測(cè)試彈丸為7.62×51 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鎢心穿甲彈和7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心穿燃彈，彈丸初始動(dòng)能分別為3 633 J和3 792 J。GOST 34282—2017防彈標(biāo)準(zhǔn)BR5級(jí)和 VPAM-APR-2021標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)測(cè)試彈丸同為7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭穿燃彈，但二者要求彈速不同，因此侵徹穿透能力不同。STANAG 4569—2014是目前輕型裝甲防護(hù)車(chē)輛防彈標(biāo)準(zhǔn)中等級(jí)要求最高的標(biāo)準(zhǔn)之一。

圖5 裝甲車(chē)輛常用防彈標(biāo)準(zhǔn)各等級(jí)測(cè)試彈丸初始動(dòng)能對(duì)比Fig.5 Comparison of muzzle energy from the testing of armor vehicle protection levels in the commonly used ballistic standards

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)鈔車(chē)和警用防暴車(chē)的防彈水平要求較低，最高防護(hù)級(jí)別為GA 668—2006《警用防暴車(chē)通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中C級(jí)，測(cè)試槍彈為95式步槍射擊5.8×42 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，彈丸初始動(dòng)能1 795 J，其防護(hù)水平接近于STANAG 4569—2014一級(jí)和VPAM-APR-2021的7級(jí)，介于俄羅斯GOST 34282—2017中的BR4和BR5級(jí)之間。

1.4 透明材料或其他防護(hù)設(shè)備

1.4.1 設(shè)備防彈標(biāo)準(zhǔn)UL 752

美國(guó)的防彈標(biāo)準(zhǔn)除了NIJ系列之外，另外一個(gè)較為常用的防彈標(biāo)準(zhǔn)是UL 752。該標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室制定發(fā)布，主要用于評(píng)定透明材料、建筑物、防彈車(chē)輛等設(shè)備的防護(hù)能力，共劃分10級(jí)和一個(gè)S級(jí)，如表15所示。

表15 設(shè)備防彈標(biāo)準(zhǔn)UL 752防護(hù)能力等級(jí)劃分Table 15 Bullet resistance equipment standard UL752 protection rating

此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靶板彈著點(diǎn)位置，測(cè)試樣品數(shù)量，測(cè)試靶板溫度分別作了不同的規(guī)定。對(duì)測(cè)試防護(hù)樣品的防彈性能要求是彈丸未穿透樣品，背部未產(chǎn)生碎片或產(chǎn)生的少量碎片未對(duì)靶板背部457 mm處的瓦楞紙板(厚度3.2 mm)產(chǎn)生損壞。樣品尺寸305 mm×305 mm，除此之外，對(duì)靶板彈著點(diǎn)的位置做了要求。防護(hù)等級(jí)1～3要求3個(gè)彈著點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形，且每?jī)蓚€(gè)彈著點(diǎn)至少間隔102 mm±12.7 mm。從初始動(dòng)能來(lái)看，4級(jí)、5級(jí)測(cè)試彈丸的初始動(dòng)能明顯高于6級(jí)和7級(jí)，但射擊彈丸數(shù)量和射擊位置要求不同。4級(jí)、5級(jí)的彈丸射擊數(shù)量各為1發(fā)，彈著點(diǎn)在靶板中間位置；6級(jí)、7級(jí)、8級(jí)的彈丸射擊數(shù)量各為 5發(fā)，且彈著點(diǎn)要求落在邊長(zhǎng)114 mm的正方形4個(gè)頂角和中心位置，對(duì)防彈材料的抗彈性能是一個(gè)非?？量痰囊?。因此即使4級(jí)、5級(jí)的初始動(dòng)能高于 6級(jí)、7級(jí)，但抗彈性能仍低于6級(jí)、7級(jí)防彈材料，表明等級(jí)防護(hù)能力的劃分與彈著點(diǎn)的位置和單位面積的射擊次數(shù)也有一定關(guān)系。

1.4.2 EN 1063—1999防彈標(biāo)準(zhǔn)

EN 1063—1999《建筑物玻璃、安全玻璃、防彈玻璃實(shí)驗(yàn)和分類(lèi)》是歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)為評(píng)價(jià)透明材料的抗彈性能而制定的防彈標(biāo)準(zhǔn)，是目前歐盟成員國(guó)應(yīng)用最多的防彈標(biāo)準(zhǔn)之一，防護(hù)能力等級(jí)劃分如表16所示。該標(biāo)準(zhǔn)將靶板材料防護(hù)性能劃分為 7級(jí)。 EN 1063 前3個(gè)級(jí)別測(cè)試彈丸和EN 1522相同；EN 1063中的BR5級(jí)只需測(cè)試.44 Magnum全金屬銅被甲平頭鉛心彈，而EN 1522中的FB4級(jí)需測(cè)試.357 Magnum全金屬覆銅鋼被甲尖錐鉛心彈和.44 Magnum全金屬銅被甲平頭鉛心彈；EN 1063中的BR5級(jí)和EN 1522中的FB5級(jí)均需測(cè)試SS109彈；EN 1063中的BR6級(jí)只測(cè)試M80彈，而EN 1522中FB6級(jí)則需分別測(cè)試M80彈和SS109彈；兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的最高防護(hù)級(jí)別BR7級(jí)和FB7級(jí)相同，測(cè)試7.62×51 mm穿甲彈。EN 1063將霰彈槍威脅等級(jí)列為SG1和SG2兩個(gè)級(jí)別，2019版未正式發(fā)布。每件靶板的射擊次數(shù)除SG1為1發(fā)彈外，其余均為每塊靶板3發(fā)彈。

表16 EN 1063防彈標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)能力等級(jí)劃分Table 16 Protection rating in EN1063 bulletproof standard

1.4.3 EN 1522—1998防彈標(biāo)準(zhǔn)

EN 1522—1998窗、門(mén)、鎖扣防彈要求和分類(lèi)是歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)1998年發(fā)布的防彈標(biāo)準(zhǔn)，主要用于對(duì)非透明裝甲材料的防彈能力進(jìn)行評(píng)定。防護(hù)等級(jí)分類(lèi)如表17所示。FB1～FB4為防護(hù)手槍彈丸威脅的等級(jí)，彈丸初始動(dòng)能在168～1 510 J之間。FB5～FB7為防護(hù)步槍彈丸威脅的等級(jí)，彈丸初始動(dòng)能在1 805～3 294 J之間。該標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)FB7測(cè)試彈丸7.62×51 mm全金屬銅被甲尖頭穿甲彈，初始動(dòng)能為3 294 J，彈心硬度63 HRC，僅從測(cè)試彈丸威脅程度來(lái)看，介于UL752標(biāo)準(zhǔn)8級(jí)與9級(jí)之間。該標(biāo)準(zhǔn)將霰彈槍威脅單獨(dú)列為FSG級(jí)。

表17 EN 1522—1998標(biāo)準(zhǔn)防彈等級(jí)分類(lèi)Table 17 Protection rating in EN 1522—1998 bulletproof standard

1.4.4 GA 165—2016防彈透明材料

我國(guó)對(duì)防彈透明材料制定的最新防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為GA 165—2016《防彈透明材料》。該標(biāo)準(zhǔn)將防彈透明材料的防護(hù)性能分為6級(jí)，如表18所示。1級(jí)、2級(jí)測(cè)試槍彈類(lèi)型和GA 141—2010《警用防彈衣》標(biāo)準(zhǔn)相同；3級(jí)防護(hù)測(cè)試槍彈類(lèi)型為79式 7.62 mm 微型沖鋒槍發(fā)射7.62×25 mm全金屬覆銅鋼被甲圓頭鋼心彈；4級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸7.62×39 mm 全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，其彈丸威脅程度介于 EN 1063 標(biāo)準(zhǔn)BR4級(jí)與BR5級(jí)之間，EN 1522標(biāo)準(zhǔn)FB4級(jí)與FB5級(jí)之間；5級(jí)防護(hù)測(cè)試彈藥為7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈，其彈丸威脅程度接近于EN 1063標(biāo)準(zhǔn)BR6級(jí)和EN 1063標(biāo)準(zhǔn)FB6級(jí)；最高防護(hù)級(jí)別為6級(jí)，測(cè)試槍彈類(lèi)型為 85式 7.62 mm狙擊步槍射擊7.62×54 mm穿甲燃燒彈，彈丸威脅程度高于EN 1063和EN 1522防彈標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸。由于UL 752對(duì)彈著點(diǎn)位置和彈擊次數(shù)做了特殊要求，未將GA 165—2016標(biāo)準(zhǔn)中各防護(hù)等級(jí)與UL 752各等級(jí)作比較。

表18 防彈透明材料防彈性能等級(jí)劃分Table 18 Ballistic transparent material protection rating

該標(biāo)準(zhǔn)要求彈頭或彈片未穿透靶板，同一防護(hù)級(jí)別中如靶板背面有飛濺物但沒(méi)有穿透測(cè)試瓦楞紙板，定義為A類(lèi)防彈級(jí)別，如靶板背面無(wú)飛濺物則定義為B類(lèi)防彈級(jí)別。此外，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)靶板的靶試實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度做4個(gè)等級(jí)劃分，分別為Ⅰ級(jí)(0 ℃，40 ℃)、Ⅱ級(jí)(-10 ℃，-55 ℃)、Ⅲ級(jí)(-25 ℃，-55 ℃)、Ⅳ級(jí)(-55 ℃，-85 ℃)，高低溫處理時(shí)間均為3 h。

1.4.5 GA 423—2015警用防彈盾牌

防彈盾牌根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般分為手持式盾牌和輪式盾牌。GA 423—2015《警用防彈盾牌》防護(hù)等級(jí)劃分和測(cè)試槍彈與GA 141—2010《警用防彈衣》相同，如表7所示，但射擊次數(shù)不同，每塊盾牌常溫下射擊次數(shù)為盾體9次，觀察窗1次，射擊孔蓋板 1次，共計(jì)11發(fā)，高低溫和浸水后的射擊次數(shù)如表19 所示。對(duì)盾牌防彈性能要求為彈丸有效擊中目標(biāo)后，彈擊面背部未出現(xiàn)通孔或通透性裂紋。高溫處理溫度為55 ℃中保持3 h，取出后5 min之內(nèi)完成射擊實(shí)驗(yàn)，低溫處理溫度為-22 ℃中保持3 h，取出后5 min之內(nèi)完成射擊實(shí)驗(yàn)。

表19 警用防彈盾牌射擊實(shí)驗(yàn)要求Table 19 Shooting experiment requirements of police ballistic shields

GA 423—2015《警用防彈盾牌》對(duì)防護(hù)面積和盾牌質(zhì)量、彈著點(diǎn)位置做了要求，手持式盾牌防護(hù)面積≥0.16 m，單個(gè)盾牌質(zhì)量≤6 kg；輪式盾牌防護(hù)面積≥0.5 m，防護(hù)等級(jí)6級(jí)的單個(gè)盾牌質(zhì)量≤35 kg，其余單個(gè)盾牌質(zhì)量≤28 kg。此外，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行阻燃性能檢驗(yàn)、漆膜附著力檢驗(yàn)、把手與盾體之間連接強(qiáng)度檢驗(yàn)等。

1.4.6 防護(hù)等級(jí)對(duì)比與分析

圖6為透明材料或其他防護(hù)設(shè)備防彈標(biāo)準(zhǔn)中各等級(jí)測(cè)試彈丸初始動(dòng)能的對(duì)比，從彈丸侵徹能量上來(lái)看，此類(lèi)防彈標(biāo)準(zhǔn)最高防護(hù)級(jí)別是美國(guó)UL 752防彈標(biāo)準(zhǔn)中的10級(jí)防護(hù)，測(cè)試彈丸為12.7×99 mm全金屬銅被甲尖頭鉛心彈，彈丸初始動(dòng)能16 816 J。

圖6 透明材料或其他防護(hù)設(shè)備防彈標(biāo)準(zhǔn)各等級(jí)彈丸初始動(dòng)能對(duì)比Fig.6 Comparison of muzzle energy from the transparent material or equipment protection level testing according to different standards

我國(guó)此類(lèi)防彈標(biāo)準(zhǔn)中的最高防護(hù)級(jí)別是 GA 165—2016《防彈透明材料》標(biāo)準(zhǔn)中的6級(jí)，測(cè)試彈丸7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭穿燃彈，彈丸初始動(dòng)能3 428 J。這兩個(gè)防護(hù)級(jí)別均高于 EN 1063—1999和EN 1522—1998標(biāo)準(zhǔn)中的7級(jí)防護(hù)。

UL752防彈標(biāo)準(zhǔn)中4級(jí)、5級(jí)測(cè)試彈丸威脅程度遠(yuǎn)大于6級(jí)、7級(jí)，但4級(jí)、5級(jí)均射擊1發(fā)彈丸，6級(jí)、7級(jí)防護(hù)射擊5發(fā)彈丸，且彈著點(diǎn)位置要求是在邊長(zhǎng)114 mm的正方形內(nèi)4個(gè)頂點(diǎn)和兩條對(duì)角線的交點(diǎn)，表明單位面積內(nèi)的射擊次數(shù)也是裝甲材料防護(hù)等級(jí)評(píng)定的影響因素。

2 標(biāo)準(zhǔn)中常用測(cè)試彈丸分析與對(duì)比

對(duì)常用防彈標(biāo)準(zhǔn)中一些小口徑步槍彈丸進(jìn)行分析與對(duì)比，如表20所示。由于同種彈藥在不同的防彈標(biāo)準(zhǔn)中采用參數(shù)不一致，表20中各彈藥部分參數(shù)優(yōu)先選取應(yīng)用最廣泛的防彈標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)，其次選取簡(jiǎn)氏彈藥手冊(cè)和美國(guó)陸軍小口徑彈藥數(shù)據(jù)技術(shù)手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)值。中、俄、德三國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試彈藥彈頭被甲多為全金屬覆銅鋼被甲，英、美兩國(guó)所用測(cè)試子彈彈頭被甲多采用黃銅制成。

表20 防彈標(biāo)準(zhǔn)中各等級(jí)測(cè)試常用步槍武器子彈參數(shù)Table 20 Bullet parameters for level test of common rifles accroding to the bulletproof standards

常用防彈標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)測(cè)試中的7.62×51 mm NATO標(biāo)準(zhǔn)彈丸主要有M80、M993、P80這3種全威力彈，共涉及14部防彈標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了防彈衣、裝甲防護(hù)車(chē)輛、透明材料和其他防護(hù)設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域。M80和P80這兩種彈丸的彈頭被甲既有全金屬銅被甲又有全金屬覆銅鋼被甲，NIJ 0101.06標(biāo)準(zhǔn)中Ⅲ級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸為全金屬鋼被甲M80彈，而在UL 752標(biāo)準(zhǔn)8級(jí)和STANAG 4569—2014標(biāo)準(zhǔn)1級(jí)防護(hù)中測(cè)試全金屬銅被甲M80彈。P80彈在VPAM-APR—2021、EN 1522、EN 1063這三部標(biāo)準(zhǔn)為全金屬銅被甲，在SCHUTZKLASSE—2008防彈衣標(biāo)準(zhǔn)中為全金屬覆銅鋼被甲。此外，3種7.62×51 mm NATO彈的彈芯材質(zhì)也不同，M80為鉛心彈，P80為硬質(zhì)鋼心彈，M993為鎢心彈。

7.62×39 mm口徑彈丸是國(guó)內(nèi)外防彈標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)測(cè)試中常用的一種中間威力彈，共涉及12部防彈標(biāo)準(zhǔn)。該尺寸彈丸主要有56式7.62 mm普通彈(俄羅斯57N231)和56式7.62 mm穿甲燃燒彈兩種。兩種彈藥彈頭被甲均為全金屬覆銅鋼被甲，普通彈彈心材質(zhì)為低碳鋼，硬度較低，穿燃彈彈心為經(jīng)過(guò)熱處理的硬質(zhì)鋼。適配射擊槍械為AK47步槍?zhuān)@是目前世界上現(xiàn)存數(shù)量最多的槍支，通過(guò)對(duì)比美標(biāo)NIJ和英標(biāo)HOSDB的新舊標(biāo)準(zhǔn)可知，新標(biāo)準(zhǔn)均將步槍AK47發(fā)射7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈加入到防護(hù)等級(jí)測(cè)試的槍彈體系中。

7.62×54 mm口徑彈丸主要有53式7.62 mm普通彈、53式7.62 mm穿甲燃燒彈(俄羅斯7BZ3)兩種，本文共涉及9部防彈標(biāo)準(zhǔn)用其進(jìn)行防彈能力等級(jí)測(cè)試，該口徑彈丸普通彈和穿燃彈彈頭被甲均為全金屬覆銅鋼被甲，彈頭形狀均為尖頭。普通彈彈心材質(zhì)為低碳鋼，硬度較低；穿燃彈彈頭為經(jīng)熱處理的硬質(zhì)鋼。此外兩種彈彈頭長(zhǎng)度不同：普通彈彈頭直徑和長(zhǎng)度為7.87 mm和33.3 mm，彈頭長(zhǎng)徑比為4.2；穿燃彈彈頭直徑和長(zhǎng)度分別為7.87 mm、37.9 mm，彈頭長(zhǎng)徑比4.8。僅從長(zhǎng)徑比來(lái)看，后者侵徹能力更優(yōu)異。

常用防彈標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)測(cè)試中的5.56×45 mm NATO標(biāo)準(zhǔn)彈主要有M193和SS109(M855)兩種，共涉及9部常用防彈標(biāo)準(zhǔn)。兩種彈頭被甲均為全金屬銅被甲。M193彈心材質(zhì)為鉛心，彈頭直徑和長(zhǎng)度分別為5.66 mm、19.2 mm，彈頭長(zhǎng)徑比3.4；SS109(M855)彈心內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為特殊，由鉛心底座和鋼制侵徹尖頭組成，因此具有優(yōu)異的侵徹穿透能力和出色的彈道性能。彈頭直徑和長(zhǎng)度分別為5.66 mm、23 mm，彈頭長(zhǎng)徑比為4.1。美國(guó)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)在SS109(M855)彈頭基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，研制出了侵徹鋼頭外露的M855A1彈，彈道性能及侵徹能力更優(yōu)于M855彈，因此優(yōu)化彈丸結(jié)構(gòu)是提高彈丸侵徹破壞能力的重要途徑之一。6種常用彈藥形貌結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 防彈標(biāo)準(zhǔn)中6種常用小口徑彈丸形貌對(duì)比Fig.7 Morphology and size comparison of small-caliber bullets according to the ballistic protection standards

3 總結(jié)與展望

1972年美國(guó)發(fā)布世界第一部防彈標(biāo)準(zhǔn) NIJ 0101.00至今已經(jīng)50周年，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，各個(gè)國(guó)家針對(duì)各種防護(hù)裝備所制定的防彈標(biāo)準(zhǔn)日趨完善，標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)也更為細(xì)致。

1)從防彈標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍來(lái)看，可以將防彈標(biāo)準(zhǔn)分為防彈衣、防彈頭盔、裝甲防護(hù)車(chē)輛、透明材料和其他防護(hù)設(shè)備四大類(lèi)。有些防彈標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍較為固定，如NIJ 0101.06主要針對(duì)防彈衣所制定，有些防彈標(biāo)準(zhǔn)較為通用，如北約防彈標(biāo)準(zhǔn)STANAG 4569，雖然主要用于裝甲防護(hù)車(chē)輛，因其防護(hù)級(jí)別較高，一些防彈衣硬質(zhì)插板為展示自身防彈性能良好，也會(huì)采用這個(gè)防彈標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2)從防彈標(biāo)準(zhǔn)的使用對(duì)象來(lái)看，從最初的警務(wù)或軍事人員發(fā)展到如今有安保需求的普通民眾，如NIJ 0101系列防彈衣標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)從最初的警用防彈衣標(biāo)準(zhǔn)更改為后來(lái)的個(gè)人防彈衣標(biāo)準(zhǔn)，再到現(xiàn)在的防彈衣標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)VPAM-APR—2021防彈標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于民用防護(hù)車(chē)輛領(lǐng)域。

3)從防彈標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)等級(jí)來(lái)看，同等級(jí)測(cè)試槍彈類(lèi)型越來(lái)越多，測(cè)試彈丸的威力也越來(lái)越大。NIJ 0101.07 在NIJ 0101.06的測(cè)試基礎(chǔ)上增加了 7.62×39 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭鋼心彈和5.56×45 mm 全金屬銅被甲尖頭鉛心彈(M193)，取消 NIJ 0101.06 中防護(hù)級(jí)別最低的ⅡA級(jí)；俄羅斯GOST 34286—2017防彈標(biāo)準(zhǔn)最高防護(hù)級(jí)別從舊標(biāo)準(zhǔn)防御7.62×54 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭穿甲燃燒彈升級(jí)為防御12.7×108 mm全金屬覆銅鋼被甲尖頭穿甲燃燒彈，也是目前防彈衣標(biāo)準(zhǔn)中最高防護(hù)等級(jí)。

4)防護(hù)等級(jí)的評(píng)定不僅由各等級(jí)測(cè)試彈丸初始動(dòng)能大小決定，還與測(cè)試彈體結(jié)構(gòu)、彈心材質(zhì)、單位面積射擊次數(shù)、射擊角度、靶板面密度有關(guān)。

5)不同的防彈標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)同一種彈藥采用的彈丸參數(shù)有所差異，NIJ 0101.06中IV級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸M2 AP初速878 m/s，美國(guó)商業(yè)保險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)室制定的UL 752防彈標(biāo)準(zhǔn)中9級(jí)防護(hù)測(cè)試彈丸同為 M2 AP，但彈速為標(biāo)準(zhǔn)彈速828 m/s。

我國(guó)相關(guān)防彈標(biāo)準(zhǔn)的制定起步稍晚，內(nèi)容大多參照NIJ系列的防彈標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際面臨的槍支彈藥威脅而制定，經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展與完善，相關(guān)防護(hù)裝備對(duì)應(yīng)的防彈標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)也較為齊全。但與美俄等軍事強(qiáng)國(guó)相比，我國(guó)制定的防彈標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)級(jí)別偏低，測(cè)試槍彈的種類(lèi)較為單一。我國(guó)是一個(gè)防護(hù)裝備出口大國(guó)，每年有大量質(zhì)優(yōu)價(jià)低的防護(hù)用品和裝備出口至世界的各個(gè)國(guó)家和地區(qū)，由于各國(guó)制式彈藥和使用槍支環(huán)境的差異，國(guó)內(nèi)外常用防彈標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試彈丸種類(lèi)和威力方面有明顯差距，隨著武器彈藥威脅程度提高，我國(guó)防彈標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)添加測(cè)試彈丸種類(lèi)或提高各防護(hù)等級(jí)測(cè)試彈丸威力，來(lái)對(duì)防護(hù)裝備的抗彈性能各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行更精確劃分。此外，現(xiàn)代化的防彈裝備多趨向于高科技化和人工智能化，這也是今后相關(guān)防彈標(biāo)準(zhǔn)需要完善進(jìn)步的方向。

感謝劍橋大學(xué)羅炳程博士后、上海大學(xué)韋習(xí)成教授、上海大學(xué)陸恒昌講師、中國(guó)鋼研集團(tuán)王存宇教授、范建文教授在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)搜尋收集工作中的幫助。