反爆炸恐怖袭击个体防护技术与装备发展问题研究

张少光，周明明，张波



反爆炸恐怖袭击个体防护技术与装备发展问题研究

张少光，周明明，张波

（陆军工程大学训练基地，江苏 徐州 221004）

基于爆炸恐怖袭击可能对排爆作业人员造成爆炸冲击波、爆炸破片和其他危害，提出了借助装备器材防护、加大距离防护、利用缺口防护、调整姿态防护和警觉意识防护的防护措施和原理，并介绍了目前几种典型的个体防护装备。

反爆炸恐怖袭击；防护装备；防护技术；冲击波

近年来，随着恐怖活动的日益加剧，爆炸恐怖袭击行动隐蔽、破坏力强，给人民的生命财产造成了巨大的损失，影响了社会稳定。面对爆炸装置，排爆人员在探测、排除的过程中，近距离接触爆炸物存在巨大的人身安全风险。如何最大限度地减少作业人员的人身安全隐患，一直是我国公共安全和军事工程领域一个非常现实的重要课题。因此，认真做好反爆炸恐怖袭击行动中的个体防护装备与技术发展问题，研究新时期做好反恐怖军事斗争准备具有积极的现实意义。

1 爆炸恐怖袭击对人体可能造成的主要危害

恐怖分子进行爆炸恐怖袭击时，使用的爆炸装置一般由3部分组成，包括包装物、炸药和起爆系统，其中，包装物又可分为硬包装和软包装。当包装物为软包装时，爆炸装置主要依靠炸药所产生的空气冲击波来杀伤目标；当包装物为硬包装时，爆炸装置的杀伤作用主要依靠爆炸空气冲击波和破片两种作用来杀伤目标[1]。

1.1 爆炸冲击波的危害

根据文献[2]，装药爆炸后的空气冲击波峰值超压计算式为：

式（1）中：△m为无限空中爆炸时冲击波的峰值超压，106 Pa；为梯恩梯的装药质量，kg；为装药距爆心的距离，m；1，2，3为系数，与炸药爆炸环境有关，根据不同的爆炸环境，可取不同的数值。

冲击波对人员的杀伤作用是：引起血管破裂致使皮下或内脏出血；内脏器官的破裂，特别是肝、脾等实质器官的破裂和肺脏的撕裂；肌肉纤维的撕裂。空气冲击波超压与暴露人员损伤程度的关系见表1.

1. 2 爆炸破片的危害

当爆炸装置带有硬质壳体时，装药的爆炸能量既使壳体变形、破坏，产生破片，同时又能使爆炸产物膨胀、飞散和形成空气冲击波。壳体的存在延迟了周围稀疏波进入爆炸装药的时间，因而可以减少装药时能量的损失，大大提高了装药的能量利用率。

破片对目标的杀伤作用以贯穿作用为主，通常以破片的动能来衡量破片的杀伤标准。地雷等爆炸物爆炸后，爆轰波以每秒数千米的速度传播，只需几十微秒的时间炸药就全部爆轰完毕。在这样高速的爆轰波作用下，爆炸物壳体在瞬间承受很大的爆轰产物的压力，产生膨胀变形。当壳体膨胀到p=1.60～1.70时发生破裂（p为壳体破裂时半径，0为壳体未膨胀前的半径），形成大量破片，并在爆轰产物作用下以一定的初速向四周飞散。质量过小的破片没有杀伤作用，这样能对目标起杀伤作用的破片（也称“有效破片”）数小于破片总数。且随着破片飞散距离的增大，有效破片数越来越少，破片动能值也逐步下降。目前，国内外常用3个指标确定破片的杀伤标准，即破片杀伤动能标准min、有效破片重量标准和破片比动能min。距离为的单位球面所占杀伤动能见表2.

表1空气冲击波超压与暴露人员损伤程度的关系

损伤程度冲击波超压（105 Pa） 没有杀伤作用＜0.2 轻微（轻微的挫伤）0.2～0.3 中等（听觉器官损伤、中等挫伤、骨折等）0.3～0.5 严重（内脏严重挫伤＊，可引起死亡）0.5～1.0 极严重（可能大部分死亡）＞1.0

注：*指血管破裂，肝、脾、肺……撕裂

表2 国内常用破片杀伤标准

杀伤目标杀伤动能/（kgf·m）有效破片质量/g杀伤比动能/ （kgf·m/cm2） 杀伤人员7.5～8≥0.4ηmin≥2.6 杀伤马匹12.5≥0.7ηmin≥10 破坏汽车和飞机180～2604～8ηmin≥50

1.3 其他危害

爆炸装置爆炸后，除冲击波和破片对人员的杀伤作用外，还包括冲击波和热辐射等软杀伤。爆炸产生的瞬间高压使整个身体受到冲力而加速。运动的身体在撞到地面或者其他障碍物时很容易产生伤害，有时会骨折、脑淤血等。在加速—减速过程中脊柱很容易受到冲击损伤。热辐射伤害可以导致人产生热脱水、心血管系统负担增加、紧张、急躁、判断力下降等严重后果。另外，暴露于热辐射中会导致个人极度疲劳，大量出汗导致体内电解质失调，钾钠等元素含量增加可能导致人出现腹泻、呕吐、肾功能衰竭等症状[3]。

2 反爆炸恐怖袭击个体防护技术原理及措施[4]

2.1 借助装备器材防护

在反爆炸恐怖袭击行动中，排爆人员面临的最大危险之一就是爆炸装置爆炸时产生的破片对人员的杀伤作用。借助目前各种防护装备器材是最直接和行之有效的措施，其防护机理从根本上说有两个，一个是将爆炸装置碎裂后形成的破片弹开，另一个是通过防护材料消释破片的动能。防护装备器材可以分为专业器材防护和非专业器材防护两种。所谓的专业器材防护，是指借助某些专业制式防爆设备，比如防爆服、排爆服、防爆盾牌等所实施的个体防护；而所谓的非专业器材防护，是指在现实反恐排爆行动中，参战人员依据现场实际情况，躲藏在某些能够吸收、衰减、阻挡冲击波和破片杀伤作用的非专业防爆器材物体背后的一种防护。在这种情况下，现场中选择的防爆材料按照防护效果递减的顺序可以排列为：地下掩体、土围墙、砖墙、汽车、木材、棉被等；而在任何情况下应当尽量避免躲藏在其背后的材料有：玻璃、铸铁、贴有瓷砖的墙体及其他易碎易裂材料。

2.2 加大距离防护

冲击波在空气中随着距离的增加，其衰减幅度很快，因此在涉爆环境应当尽可能加大排爆作业手与爆炸装置之间的距离。根据TNT炸药地面爆炸的空气冲击波破坏作用公式和人员在冲击波作用下的安全临界值与死亡临界值，当知道现场爆炸装置的装药量及其种类时，就可以计算出此时人员的安全距离与死亡距离。值得一提的是，当人员有掩体隐蔽时，上述距离可以缩小1/3.

2.3 利用缺口防护[5]

在建筑防爆当中，一般将建筑结构强度相对其他单元较弱的建筑单元称为缺口。当爆炸装置发生爆炸时，其所产生的大量气体会首先朝向建筑结构强度最为薄弱的地方即缺口部位进行传播、泄压，此时门窗附近的冲击波压强要远远大于周围其他地方的压强。在排爆过程中，爆炸装置存在意外发生爆炸的可能。如果在空旷的野外，爆炸产生的高压气体就会迅速向四周扩散，从而使冲击波作用造成的破坏降到最低，但是如果在室内排爆发生了爆炸，就很有可能由于爆炸冲击波的作用引起房屋的倒塌，从而造成不必要的损失和牺牲。另外，室内的爆炸会引起某此缺口及周围易碎品的破碎，高速飞行的碎片会对室外人员造成伤害。当然，万不得已必须在室内排除爆炸装置时，也可以利用缺口这一特性，尽量打开建筑物的所有门窗，使爆炸所产生的气压定向传播，减弱空气冲击波对建筑物主体结构和内部人员的破坏作用。

2.4 调整排爆姿态防护

在反爆炸恐怖袭击过程中，排爆作业人员的姿态防护也至关重要。作业人员涉爆环境下始终张开嘴巴，保持身体内外的压强处于平衡状态，可以防止人体耳膜在爆炸作用下的破裂。根据空气冲击波对人体破坏的临界压力=0.02～0.03 MPa，人体在空气冲击波作用下鼓膜最容易出现破裂，因此张开嘴巴可以动态保持人体内外压力平衡，进而保护人体鼓膜。

根据文献[6]，人体的不同部位对伤害的承受程度是不同的，人体风险区域数量统计见表3.从表中可以看出，人体头部和四肢的严重损伤数量相差不多，但是胸部的损伤相对较少。头部和上肢的损伤大多数是当时发掘和处理事件造成的，而下肢损伤的大多数是由漏雷事件造成的。因此，根据排爆作业的特点，作业人员在涉爆环境下身体应尽量采取卧姿。根据人体的结构，采取卧姿时，身体的高度将是人体站立时高度的1/5，因此在爆炸环境下人体所受到的冲击波加载面积将是站姿状态下的20%；对破片而言，尤其是当爆炸装置放置在地面的时候，根据爆炸原理，其破片的飞散范围往往与地面呈一定的角度，与地面形成了所谓半真空状态。因此，在爆炸附近采取卧姿会大大减少人体遭受破片冲击的概率。

表3 人体风险区域

严重轻微合计 头部和颈部94148242 上肢92142134 下肢10998207 胸部4077117

2.5 警觉意识防护

所谓警觉意识防护，是指在反爆炸恐怖活动中，作业人员要对爆炸装置的巨大危险性存在高度警觉意识。对在爆炸物排除过程中可能会出现破片、冲击波以及其他可能对人员造成的伤害要有正确的估计和预防措施，对情况不明的爆炸物绝不盲目蛮干、贸然排除。排爆人员除了有高度的警觉意识和专业知识外，还必须具备良好的心理素质，才能保证作业人员的安全。

3 几种个体防护主要装备及特点介绍

3.1 排爆防护服

在进行反爆炸恐怖袭击行动中，作业人员身着排爆防护服装可以最大限度地降低排爆过程中炸药爆炸后所产生的破片、冲击波、高温高压气体和负压等破坏对人员造成的伤害。为满足排爆作业中的恶劣环境要求，既减轻装备质量，又增强作业灵活度和舒适度，各国生产厂家均将高新材料和先进生产工艺运用于防护服的研发中。目前，我军自主研发装备中用于反恐作战的排爆防护服较少，主要有工程兵装备的GGF110型扫雷防护装具，其余大部分属于引进国外的产品。根据爆炸过程中的致伤因素及人体各部位的脆弱程度的不同，一套性能完好的排爆服防护材料外套多采用防火、耐高温的阻燃材料。防弹材料多采用芳纶和超高分子量聚乙烯材料，加强防护插板一般采用玻璃钢复合材料板、聚碳酸醋板、高性能聚乙烯纤维无纬布层压板、涂覆弹性橡胶的防弹钢板等。结构上一般采取组合式的结构，各部件的作用和防护要求不同，这样使整个系统质量减轻、便于穿卸、使用方便、对基本战术动作影响小，其结构由头部保护系统、上身保护系统、下身保护系统和附件等4部分系统构成[7]。

加拿大MED-ENG公司是世界最大的排爆服制造商，设计的排爆服以设计先进、防护能力强、穿着舒适灵活而著称。世界上超过120个国家都在使用其产品。作为MED-ENG公司的经典之作，EOD-7B是目前世界上使用最为广泛的排爆服。高等级的防护能力、优秀的灵活性和极佳的性能价格比是EOD-7B的最大特点。它不但运用了防高强压力、防碎片、防冲击、防弹等先进的防护工艺，同时还针对舒适性、灵活性、可穿性和静电问题进行了精心的设计。

EOD-7B能与MED-ENG公司出品的各种配件配合使用，包括身体冷却眼、通讯系统、可伸缩的操作器和各种防弹钢板等。它主要由衣领、可调节皮带、VELC120尼龙搭扣（修理工具口袋）、无线通讯口袋、弹性应用标签elasticized utility tabs、供电口袋、连接电缆线出线口、金属线通讯系统贴片、冷却系统装置、胸部防护板袋囊、快速脱离盖片、快速脱离拉链、腹部防护袋级、橡胶加固膝部防护垫、靴套等部分组成，其防护等级见表4[8]。

表4 EOD-7B排爆服V-50防护等级

加速度区域加速度区域 560 m/s2上衣/臂/后衣领/脚690 m/s2大腿（含内衬） 600 m/s2上衣后背防护衬770 m/s2膝盖（含内衬） 1.125 km/s2前衣领（含内衬）620 m/s2小腿（含内衬） 1.22 km/s2腹/胸防护板450 m/s2腹股防护衬

3.2 防护挡板

防爆挡板是供排爆人员使用的一种简易人身防护装置，它由底盘和防护板组成。底盘是一个长度不小于200 cm、宽度不小于60 cm的长方形钢架，底部安装4个轮，钢架上装有一块铁板，供排爆人员站立使用。防护板用防爆玻璃制成，长、宽与底盘相同，中下部有孔，可供排爆杆和霰弹枪穿过，四边镶有金属框架。防护板也可以用钢板制成，但需要镶有用防爆玻璃制成的观察窗。防护挡板的底盘与防护板用一个可调的支架连接，可以将防护板支起到所需要的坡度。防护板可与底盘折叠在一起，便于保管和运输。排除爆炸物时，将防护板支起，排爆人员在防护板后面可以对爆炸物进行处理，也可以在防护板后使用摧毁器材将爆炸物摧毁。一旦发生爆炸，可使人免受伤害，而且爆炸产生的空气冲击波可以使底盘连同防护板一起向后滑动，减弱空气冲击波的作用。

除了上述防爆服和防护挡板之外，个体防护还有防爆围栏、防爆冲击网等装备。但这些装备防护等级有限，还应在降低其质量、提高其防护能力和机动灵活方面进行改进。

4 结束语

在爆炸恐怖活动中，爆炸装置发生爆炸时对人体的伤害是多重效应共同作用的结果。目前，我国在爆炸物爆炸对人体的损伤研究以及个体防护装备和材料的研制上还有待进一步开发和论证，为反爆炸恐怖袭击行动中的作业人员提供安全保障。

［1］王新建.爆炸装置杀伤作用与人员防护研究［J］.北京人民警察学院学报，2005（3）：27-28.

［2］张国伟.爆炸作用原理［M］.北京：国防工业出版社，2006.

［3］张志江，王立群，许正光，等.爆炸物冲击波的人体防护研究［J］.防护装备技术研究，2009（1）：8-11.

［4］王新建.爆炸中缺口效应及其防护研究［J］.中国人民公安大学学报（自然科学版），2008（3）：88-90.

［5］王新建.反恐活动中的若干爆炸问题研究［J］.中国人民公安大学学报（自然科学版），2006（4）：68-70.

［6］刘博，纪胜利.排爆服的研制及性能要求［J］.中国特警，2008（3）：55-57.

［7］戴立涛，铝全州，康兴科.单兵排雷防护装具国际标准和试验评估［J］.工程装备论证与试验，2008（3）：47-50.

［8］黄埔耀丹，陈翊.“生命守护神”-EOD-7B排爆服［J］.环球军事，2007（1）：50-52.

2095－6835（2018）18－0025－03

E919；D815.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.025

〔编辑：王霞〕