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增强士兵的士气与信心——美军FAST系列头盔解析

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在3月结束的美国2011年枪展上,Ops-Core公司(国内有译法称为“作战核心公司”)展出了以FAST系列头盔为主打的全系列产品,成为这次展览中的最大看点之一。

越来越重要的士兵装备

今天在伊拉克和阿富汗战场上的美国士兵拥有比以前更多的头部保护装备:防雾风镜;防弹、防冲击的头盔;通信或听力保护设备。特种部队士兵的装备就更多了。

上世纪90年代,美军开发了新一代的MICH头盔作为“陆地勇士”系统的一部分,并在本世纪初开始逐步替换老旧的PASGT头盔,列装到一线陆军地面部队。海军陆战队仍在使用PASGT头盔的改进型LWH头盔。

佩戴MICH头盔的美军士兵

佩戴PASGT头盔的美军士兵

MICH头盔相对PASGT头盔的一大优势在信息化部分,它可以更好地使用夜视和通信设备等。美军特种部队是最早使用MICH头盔的单位。根据任务的不同,他们还同时使用过IBH头盔、RBR战斗头盔等多种防弹头盔,使用的非防弹头盔就更多了。海豹特种部队在第一次海湾战争时期甚至使用过航母地勤用的头盔。

图示:美国军队中昙花一现的IBH头盔,英文全称是“IntegratedBallisticHelmet”,中文含义为“一体化防弹头盔”。它是由ILCDover公司与USSOCOM(美国特种作战司令部)联手开发的一款头盔。

电影《勇者行动》(ActofValor)中,右边那个特战队员佩戴的正是IBH头盔。

很多时候,特种部队会在头上添加夜视仪、防毒面具、通信耳麦、照明设备、身份识别装置等。这些设备由不同厂商生产,多数时间直接用胶带粘在头盔上,只适合临时使用。但这些头盔暴露出很多问题。

图示:一个加装了护目镜、夜视仪、战术手电和频闪指示灯的ACH头盔。顶着这样的头盔,士兵的脖子真是吃不消啊。ACH头盔其设计为MICH头盔的衍生。

传统头盔无论是什么材料制成的,在设计上都偏重于保护作用,不能很好的承重,使用较重夜视设备的时候容易前倾。因此,通常要在头盔扣带系统后方添加一条颈带来保护脖子(MICH头盔就采用这种设计);或在头盔后方添加配重来改变头盔的重心,这样会导致头盔更重。

图示:因在设计之初未考虑加装夜视仪等附件,实际使用中MICH即出现严重的重心失调问题。下图为MICH、ACH和FAST三种头盔加装夜视仪后视轴晃动对比示意图。

所以,现有头盔上使用的夜视设备都设计成设备本体、翻折式支架和支架座三部分。支架和支架座可以分离,只有在需要使用的时候才安装在支架座上。不过这又造成了新问题:士兵运动时夜视仪支架会晃动,容易造成使用者目眩。不同人的感觉不同,有人觉得很轻微,有人则因目眩产生晕眩。如果把夜视设备和头盔设计成整体,头盔和头部之间也有相互运动,同样会产生目眩。

另外,MICH头盔衬垫的寿命比较短,容易受气候影响而失去弹性。针对这些问题,美国有很多企业推出了改进型的MICH头盔。比如Gentex公司推出了TBH头盔,MICH头盔的主生产厂MSA则推出了改进型的ACH头盔。这两种头盔外形基本和MICH头盔一样,本文后面用MICH头盔来泛指这两种头盔。

美军中有个笑话:“政府配发的东西都是最廉价的东西”。因而士兵自己掏钱升级个人装备很普遍。针对这个市场,不少厂家为MICH、PASGT等主流头盔开发了改良性能的附件,本文的开头提到的Ops-Core公司就是靠这个业务起家的。

FAST系列头盔

Ops-Core公司的主业是生产军事和运动领域的高端产品,主要是眼睛、面部、头部防护的产品。2006~2007年,该公司针对MICH头盔的缺陷开发了头部锁定扣带系统、ARC附件导轨连接器系统等改良附件。那时候Ops-Core还是和MSA这样的大厂协作,ARC系统上就打着MSA的标记,由MSA负责销售。有了一定实力后,Ops-Core开始设计新的头盔——FAST系列。

图示:Ops-Core公司2006~2007年即针对MICH头盔的缺陷开发了ARC附件导轨连接器系统等改良附件。上图为安装了Ops-Core公司ARC系统的MSA公司ACH头盔。请注意左图的ARC上打着有MSA的标记。

目前FAST系列头盔主要已经发展出防弹盔、伞盔、基础盔三种主要产品。

◎防弹盔

FAST防弹盔的外形比较像小护耳的TC2002型MICH头盔,其护耳大小介于TC2001型MICH头盔(无护耳型)和TC2002型(小护耳型)之间。由于护耳小到可以忽略,所以佩戴者的耳朵部分和脸部完全露出,这个设计是为了不和耳机或者耳罩等听力保护设备相冲突。头盔前缘没有前沿,后部能护住整个后脑。

Ops-Core公司并没有公开头盔的具体材料,只是简单的说是碳纤维+超高分子量聚乙烯。不过该公司透露,FAST头盔在防护面积与TC2002相同的情况下,重量轻了约20%。从重量和昂贵的价格来看,应该是某种新型纤维材料。

头盔的防弹性一般用V50值来衡量。用多个斜边圆柱体在不同速度条件下射击头盔,如果有50%的斜边圆柱体无法射穿头盔,那么这时斜边圆柱体的速度就是V50值。美军使用好几种重量的斜边圆柱体来测试。

我国国产80头盔的V50值是366米/秒、QGF系列芳纶盔是630米/秒、老款PASGT盔是609米/秒、使用凯夫拉KM2纤维生产的较新型PASGT盔是686米/秒、德国现役凯夫拉头盔是620米/秒、北约通用芳纶头盔是487米/秒。

21世纪初,中国的GK80式钢盔仍在服役。

按Ops-Core公司官网公布的数据,FAST防弹盔被16格令重的斜边圆柱体射击的V50值大约是739.14米/秒(16格令大约折合1.03678克)。

此外,Ops-Core公司官网宣布,其用9毫米全金属被甲弹测试FAST防弹盔的V50值是441.96米/秒,达到了美国国家司法研究所的IIIA级标准。防弹盔的颜色有美国克里耶精确公司开发的MulitCam全地形迷彩、沙色、绿色、黑色和美国海军陆战队沙漠数码迷彩5种。

美军头盔是分大小号的,不过FAST头盔的尺码很有意思,分为S/M、M/L、和L/XL三种,而不是传统的S、M、L、XL等。S/M号适合头围在53~56厘米的人,含全套出厂附件和VAS夜视仪支架座的总质量(下同)为1.211千克,有效防护面积636平方厘米;M/L适合头围56~59厘米的人,质量1.328千克,有效防护面积669平方厘米;L/XL适合头围59~61厘米的人,质量1.445千克,有效防护面积707平方厘米。

MulitCam全地形迷彩涂装的FAST碳纤维盔

◎伞盔

美军各部队在进行机降、伞降、垂降等训练时,常常会发生剧烈的磕碰。而PASGT头盔虽然能防弹,防冲撞能力却很差,并不能胜任训练中的防护任务。于是美军在这些情况下会使用不防弹、但防冲撞能力强的各种滑板盔。部分士兵甚至在作战时也戴着伞盔。

电影《黑鹰坠落》中,三角洲特种部队就戴着Protec牌的黑色滑板盔作战,很容易和其他戴着PASGT盔的普通部队区别开。国内的军迷就把这些滑板盔统称为伞盔。需要指出的是,这种伞盔概念和我军空降兵装备的伞盔并不完全一样。

电影《黑鹰坠落》剧照:头戴Protec牌黑色滑板盔作战的三角洲特种部队士兵(红圈处)

美军特种部队也给伞盔安装过夜视仪,但出现了很多问题。FAST伞盔就是针对这个市场研发的。设计目标提供一种能防钝物打击或撞击的头盔,要能携带夜视设备和其它模块化设备,盔体要轻巧,但不要求防弹。

FAST伞盔最早被称为防撞盔,现在的正式名字是碳纤维盔。笔者依然简称其为伞盔。伞盔的外形和防弹盔几乎完全一致,只是盔顶像普通滑板盔一样有8个卵形的通气孔。其颜色、尺码和防弹盔一样,只是质量小多了:S/M号质量为638克,M/L号为682克,L/XL号为744克。

FAST伞盔的碳纤维外壳也采用塑料注模技术一体成型。虽然轻巧但很坚固,能避免摩擦和撞击造成的变形。头盔的内部衬垫可以吸收冲击能量。这种头盔稳定、舒服,可以给夜视设备提供稳定的安装平台。

◎基础盔

FAST防弹盔的官方零售价格是882美元(不含VAS夜视仪支架座),而MICH这类头盔的价格在300美元左右,中国国产芳纶盔的价格在1500元人民币左右。FAST伞盔的官方价格是593美元(同样不含VAS),Protec等厂的滑板盔大约几十美元,国产仿制Protec外形的低端滑板盔才几十人民币。可见,FAST头盔的价格实在是太贵了,很难在军迷中普及。

美国的民间军品市场是非常庞大的,为了不丢掉这些客户,Ops-Core公司在2010年夏天推出了基础盔。基础盔的全称是基础跳跃盔,是FAST伞盔的简化版,分为运动型和军用型两种。军用型官网价格239美元的,运动型价格203美元。

图示:FAST的碳纤维盔(上)和基础盔(下)盔内对比示意图。清注意碳纤维盔开有8个卵形通气孔,而基础盔则为8个菱形通气孔。

基础盔盔体用塑料注模工艺生产,并在尼龙纤维中混入了35%的玻璃纤维。这虽然不如伞盔的材料,也还算坚固。外表颜色除了迷彩颜色外,还增加了红色可选。基础盔比伞盔还轻:S/M号(军用型全附件)质量为577克,M/L号为611克,L/XL号为643克。

运动型基础盔进一步简化,将扣带改为运动头盔常用的、下颚不分叉的单一扣带,取消了BISS系绳,换用成本更低的EPS材料防撞垫。

红色涂装的FAST基础盔。请注意正面盔体上一体成型的夜视仪支架座。

FAST基础盔的夜视仪支架座与盔体上一体成型。由于没有额外的金属零件,其质量也有所减少。基础盔接口能兼容标准的夜视仪支架,包括传统的军用制式“犀牛”架,Norotos公司的AKA2架,Wilcox公司的L4G24、L4G01、L4G02、L4G21、L4G29等等。其接口很紧,使用者不必担心夜视仪晃动。而且这个部分的盔体厚度很大,正常使用时不用担心支架座破裂或断开。

◎安装调节头盔

厂家为头盔配了一张卡片,详细叙述了使用方法,特别是第一次使用前的装配。

安装标配套件比较简单,首先安装枕骨拨盘调节带,然后把拨盘调到合适的程度。安装头部锁定扣带系统时,先把后面两条织带同时向前拉直,然后把前面的两条织带向下拉直。最后装上衬垫,就可以使用了。

FAST头盔安装调节示意图

安装通信耳机或保护听力耳罩设备则相对复杂。如果直接在老式头盔上使用有硬质头带的耳机设备会挤压头部,非常不舒适。士兵通常会拆掉头带,用织带把耳罩套在头上,再戴头盔;或者先给头盔打孔,再把耳机设备的头带和耳罩分别装在合适位置,最后再重新组合起来。

这大大缩短了安装和取下耳机设备的时间。头盔不会影响耳机设备的使用,也不会挤压耳朵。

图示:借助专用安装模块,FAST头盔可以将市面上多数的军用耳机“一网打尽”,装卸也较为便捷,不会给佩戴者头部造成不适的感觉。

从Ops-Core公司2011年的产品目录上可以看到,他们还新开发了带护耳的防弹盔,护耳型大小类似TC2000型MICH头盔,防护面积略大于MICH盔。其它部分同无护耳的防弹盔。还有一款带面部护罩的全防护型号,护罩为轻质防弹材料。目前这两款高防护型号还未上市,所以Ops-Core公司官网上没有它的页面。

Ops-Core公司目前只向美国军队、执法部门和保安人员提供防弹盔,普通军迷正常渠道下只能购买FAST伞盔。

2011年的FAST头盔新型号:护耳型(上)和带面部护罩的全防护型(下)

Ops-Core头盔附件

◎ARC附件导轨连接器系统

笔者曾经看见一张照片:为了给机降用的滑板盔上固定一个求生灯,特战队员用胶带把头盔和求生灯一起一层层缠起来,样子有些可笑。即便如此,在恶劣战场环境中,附件也很容易脱落。而在头盔上开安装孔,可以解决易脱落问题,可每个设备的大小和安装位置都不同,要满足所有安装需求,就要在头盔上开很多孔。这样千疮百孔的头盔恐怕没有什么防弹性可言了。

因此,为了满足这样的需求,Ops-Core公司开发了ARC系统。

ARC附件导轨连接器系统是FAST头盔的标准装备之一,外观特征非常明显,就是一个能在头盔上安装全部标准战术附件的连接器,类似于步枪上的皮卡汀尼导轨。ARC导轨根据头盔的外形和用途进行了全新设计。

ARC附件导轨连接器系统及其配用的皮卡汀尼导轨接头和Wing-Loc导轨接头

ARC导轨采用楔形槽,由玻璃强化尼龙制成,安装在头盔小护耳上。其安装螺母是T型的,以防弹片击中螺钉时可能产生的二次伤害。导轨没有锋利的倒角,边缘也做了钝化处理。附件的导轨可以在楔形槽中滑动。ARC上面还有垂直的开槽,用来锁紧附件导轨。

ARC导轨附件中还包含皮卡汀尼导轨接头和Wing-Loc导轨接头,还可选配22毫米单圆孔或21毫米双圆孔相机/灯具钳以及SureFire公司X200/X300战术灯转换钳——这种钳扣可以俯仰。

卡槽上还可以使用Ops-Core公司开发的锁定/旋转夹,只要旋转一下,就可以迅速解开上面的战术附件。在空降中万一发生突发紧急情况下,比如连接在这种接头上的风镜带发生缠绕影响开伞时,就可以迅速将风镜和风镜带一起抛离,避免发生严重的事故。

ARC导轨配套的锁定/旋转夹,可以用来固定各型风镜。

两条导轨交界的拐角处有个插槽,可以安装风镜带插扣卡子。士兵可以把风镜带套在卡子上,然后插在插槽里。这样风镜就不会因为风镜带在头盔上滑动而脱落。防毒面具或氧气面罩的带子也可以通过这个卡子安装在头盔上。这样,不用取下头盔就能配戴面具,还避免了面具本身的插扣和带子造成的混乱。这个插孔也可以安装其它附件。

ARC系统最早是为ACH头盔开发的。FAST头盔延用了其设计理念,但进行了全新设计,功能也有所增强。Ops-Core公司还用ARC系统的成果改造老型号,在ARC系统基础上设计了2010款ACH盔用的新导轨。

◎BISS夜视设备系绳

这是从每侧ARC导轨下方伸出的弹性系绳,用来紧固各种单眼或双眼夜视设备及其支架,解决夜视设备的响声和稳定性问题。BISS系绳不长,末端有弹簧扣环。它紧套在夜视设备上,能减轻其晃动、减小夜视仪架发出杂音,还能防止夜视仪架突然脱落。

例如与PVS-7夜视仪及其支架搭配使用的时候,该绳能用金属扣同时扣住PVS-7夜视仪两侧的小耳,把夜视仪紧紧拉在头盔上,避免左右晃动。

不使用的时候,系绳末端的扣环可以扣在风镜插扣卡子上,然后插入ARC拐角的插槽,也可以扣在VAS夜视仪支架座的下方。在很多照片上,也能看到系绳相互扣在一起,放在头盔前沿,避免缠绕其它设备。不过这样会导致系绳长时间处于伸长状态而失去弹性。系绳如果绷在前沿,还可能会从盔体上滑下而打到脸上。

◎衬垫悬挂系统

FAST头盔和MICH头盔的悬挂系统都使用衬垫,但两者的材料、外观、用法不完全一样。前者采用的是所谓的EPP,即聚丙烯泡沫。衬垫外表面裹着一层低密度乙烯基化合物(LDV),和头部接触的表面采用人造革材料。

EPP是非常耐用的、有记忆性的闭孔泡沫,能反复吸收能量而不会凹陷或裂开。LDV材料非常柔软,可以改善头盔的舒适性,同样具有耐用、高抗弯曲强度的特点。两种材料都不会受水蒸气、气压、温度的影响。

所采用的人造革是Novasuede牌仿小山羊皮,很柔软。头盔系统中其他接触皮肤部分的人造革材料都是同一品牌,譬如衬垫、颈带表面等,而且这些部分可以拆下来洗涤或更换。

盔体内部固定着一组预制魔术贴的钩面,用来安装衬垫。这种魔术贴和头盔外表上的不同,其厚度很小,像普通的布料一样,几乎看不出来钩面的小钩或者绒面的小圈。它能牢固地粘住衬垫,却不会勾住其它布料或者头发。很多婴儿纸尿裤上也有这种魔术贴,即使接触到婴儿的皮肤也不会造成伤害。

FAST头盔衬垫悬挂系统结构示意图

◎枕骨拨盘调节系统

MICH头盔的侧面弹性衬垫可以适应不同的头围,省去了传统头盔悬挂系统中的头围调节装置。因此MICH头盔比PASGT盔舒服一些。但只靠这些衬垫不能保证头盔紧贴头部,很容易发生相对头部的运动,这在使用夜视仪时特别明显。

FAST头盔则增加了枕骨突出部拨盘调节系统,即枕骨拨盘调节系统。调节拨盘正好位于脑后枕骨突起的位置,通过橡胶拨盘机构来收紧或放松环绕头部的调节带,其有很大的调节范围。调节带由塑料制成,表面覆盖着一层柔软的人造革,还可以预先小幅度弯曲成适合用户头部的形状,让佩戴者更舒适。

枕骨拨盘调节系统可以适应多种头型,并能多段调节。

枕骨拨盘调节带能从前面分开,把耳机的头带装在调节带和盔体之间,这样头盔就不会压迫耳机头带,进而压迫头部,保证了舒适性。

◎头部锁定扣带系统

FAST头盔悬挂系统的扣带是OpsCore公司自己开发的头部锁定头部锁定悬挂系统,和枕骨拨盘调节带结合使用,其稳定性比MICH头盔的悬挂系统高3倍。头部锁定扣带系统开始也是为ACH头盔设计的,当时设计了H型和X型两种,不过X型稳定性不如H型,FAST头盔没有采用。

头部锁定扣带系统和枕骨拨盘调节带结合使用,FAST头盔的佩戴稳定性大大提高。

头部锁定系统采用传统工艺编织的1.5厘米宽织带,因为和皮肤接触,表面非常柔软、舒服。密集的缝线把织带连接在一起,所有的针脚都很整齐。Ops-Core公司还特地为头部锁定系统开发了外观低调的塑料硬件,用于调节的“日”字型环上有小齿,能更好地锁住织带。调节时,“日”字环向头顶方向滑动就能放松织带,向下颚方向滑动就能收紧,士兵戴着战术手套时也能操作。因此,头部锁定系统不再使用传统头盔扣带上的魔术贴、松紧带等小零碎。

扣带上侧开的塑料插扣是Ops-Core公司的专利产品,上有“头部锁定”字样。母插扣在织带交叉处上方,公插扣可以很方便地插入,戴着手套也能操作。下颚带上的下颚罩外侧采用同样的织带,内侧接触皮肤部分也是Novasuede牌人造革材料。后面两条扣带上装有可调节的颈带,这个设计和MICH盔一样。颈带内侧和皮肤接触面使用人造革材料。扣带的T字型安装螺钉采用了防弹设计,被击中时可以防止二次伤害。士兵用硬币等物品就能安装扣带。

FAST头盔配套的O2空降用防风面罩及扣带

头部锁定稳定性好的关键在于,所有的织带都是绷直使用。从侧面看调节好的扣带:后部织带从颈后一直到下颚罩的交点处都是拉直的;前部织带从头盔下沿到交点处也是直的。两条拉直的织带和头盔一起形成一个稳定的三角形。而MICH头盔的扣带从侧面看是多边形的。头部锁定的下颚扣带没有采用托下巴的杯型垫,而我军头盔上很喜欢用这个附件。

选择头盔和头部锁定扣带系统时,可以根据使用习惯选择左侧或右侧插扣。左撇子选择右侧插扣,贴腮射击时插扣不会挤压脸部。

◎VAS夜视仪支架座

FAST头盔的销售策略中,最让笔者不能理解的就是这个夜视仪支架座,它并不包含在头盔附件内,需要单独花55美元购买。FAST头盔的一大特点就是改善了使用夜视设备的稳定性,可是厂家却把头盔和夜视仪支架座分开销售,不知道是出于什么考虑。

VAS是视觉扩充系统的缩写。从名字上看,Ops-Core公司已经不仅仅把它作为夜视仪支架座来设计,而是考虑了更广泛的用途。不过笔者还是按传统称其为夜视仪支架座。VAS外观是五角形的,用铝合金制成,重约34克)。中间的开槽能安装美军A3256368接口标准、Norotos公司的INVG标准接口或AKA2标准接口的夜视仪支架。

其它厂商针对VAS夜视仪支架座,开发不少配套产品,以适应FAST头盔。

部队使用情况

2009年,美国空军特种作战司令部(AFSOC)开始为其特种兵部队选用新头盔,以替换MICH头盔,最后FAST防弹头盔胜出。AFSOC进行了小批量采购,首先装备给驻日本嘉手纳空军基地的第31搜救中队进行测试评估。

这支部队的主要任务是乘直升机进入战区——也就是入侵到他国领海、领空、领土——营救陷入敌后的飞行员、特种部队或特工。他们要时刻准备着在枪林弹雨下救人。比如越战中,越军击落美军飞行员后往往不急着抓捕,而是在飞行员周围设伏,伏击前来救援的美军。很多时候,美军不但没救走飞行员,救援的飞机/直升机还被击落。因此31中队的“工作环境”相当恶劣。

图示:美空军第31搜救中队士兵正在为日本自卫队人员演示快速破拆作业。他头戴的就是FAST防弹头盔,士兵的头部下俯,但头盔并未出现有前倾的迹象。

从美军官网公布的情况来看,除了31搜救中队外,在阿富汗的第33远征救援中队和第58救援中队也在使用FAST头盔,他们可能是使用FAST头盔最早投入实战检验的部队。看来AFSOC对FAST头盔还比较满意。不过这些部队都使用无护耳的防弹盔,未见使用伞盔、基础盔及其他新产品。

美军在阿富汗、伊拉克征战数年,很多老装备在实战中暴露出不少问题,也总结了很多经验。这些经验教训指导了新装备的研制。FAST头盔就是典型例子,它使美军拥有了远比其他国家优秀的头盔。我军还没有完全普及芳纶盔,一些新型国产头盔迟迟未见批量装备。

有些装备不大规模配备使用是很难暴露出问题的。美军的MICH头盔就是如此。其暴露出的大量问题、尤其是夜视仪晃动问题催生了FAST头盔。而我军很多部队都没有使用头戴式夜视仪的经验。没用过的东西,哪来的使用经验?

电视剧《垂直打击》中特战队员在头盔内使用通信耳机,就是在头盔上打孔安装的,耳机头带露在头盔外。有些影视作品里还出现了给头盔土法安装上了电筒、枪瞄等镜头……这虽然很好笑,却反映出实际装备中并无成熟的解决方法。希望美军的经验教训和科研成果,能对我国的头盔研制起到一定的借鉴作用。

电视剧《垂直打击》剧照:特战队员佩戴的头盔打孔安装通信耳机,耳机头带露在头盔外。

Ops-Core新推出的民用户外头部装备综合携行具