俞舟燕 刘开
摘要:防弹头盔作为战场上的必备武器,各国均争相研究,了解国外的专利申请情况有助于国内防弹头盔技术的发展。
关键词:防弹;头盔;国外;专利
前言
本文主要对1971年后的防弹头盔的国外专利申请状况的趋势以及国外专利重要申请人进行分析,从中得到相关的防弹头盔技术发展趋势,以及各阶段专利申请国家分布和主要申请人分布。
一、国外专利申请趋势
图1示出了防弹头盔国外专利申请趋势,大致可以分为四个时期,各时期划分以申请量增长率的变化为标准。
(1)萌芽期(1975年之前)
从图1中可以看出,从1971年至1975年之间,申请量极少,这也是因为材料发展未跟上,人们关注点还在头盔结构和多功能角度上,至于头盔的安全防弹性能等技术分支还处在萌芽阶段。在DWPI数据库收录的专利范围内,1971年开始出现关于防弹头盔的专利申请,该申请由加拿大申请人GENTEX公司申请。在此时期内,专利申请量基本集中在英国、加拿大以及美国等国家。另外,美国开始出现关于防弹头盔的专利申请,也说明防弹头盔领域强国的美国在早期就开始关注防弹头盔技术领域,这也从一个侧面体现了美国防弹头盔基础强大,技术发展时间较长,有较深的历史文化底蕴。
(2)平稳增长期(1976-1995年)
从图1可见,从1976年开始,关于防弹头盔的专利每年的申请量明显比1975年之前的申请量多,专利申请量的发展总体趋势趋于平稳增长。
图2示出了1976-1995年平稳增长期申请量国别分布,从图中可以看出,该时期内专利申请量分布的国家地区相较之前大幅度增加,其中欧洲地区以德国的申请量居首,随后是法国和英国。这也从侧面说明这个时期内,美国、日本和法国的防弹头盔技术和市场发展迅猛,虽然各自的申请量没有超过德国,但是美国的申请量已接近德国,德国的专利申请量在1989-1994年之间申请量逐渐下降。这也从侧面反映了德国关于防弹头盔的技术发展以趋于稳定或者趋于成熟。
(3)快速增长期(1996-2010年)
由图3中可以看出,在1996-2010年之间,关于防弹头盔的申请量呈现跨越式增长,可谓是防弹头盔技术发展的黄金时期。尤其以2002-2008年的增长势头最为迅猛,申请量大幅度增加,这也是防弹头盔在这段时间迅猛发展的一个侧面写照,说明市场对于防弹头盔的需求急剧增加,对于这方面的技术关注度也急剧的提升,才会出现了量的飞跃。在2002-2010年间,经过量的飞跃之后,申请量增长趋势趋于缓和,并有所下降。之后在2010年之间又出现了量的提升。
图3示出了1996-2010年快速增长期申请量国别分布,这段时期内,德国申请量趋于稳定,美国申请量持续增长,技术发展成熟度也较高,俨然成为防弹头盔领域领头,日本在的申请量较低。苏军在上世纪80年代也开始研究新式头盔,由于美欧北约对前苏联/俄罗斯在芳纶纤维材料技术上的封锁,早期研制出的6B14等型号,都是对老式SSh-68的改进,性能并没有质的飞跃,所以都无疾而终。90年代末,俄罗斯的芳纶纤维技术终于取得突破,研制出第一顶复合材料头盔6B7,俄国的申请量,因此俄国在1998-2008均有稳定的申请量,另外韩国在2007-2009年之间的申请量也急剧增多。
防弹头盔领域专利申请量数量从2011年开始呈现下滑趋势,防弹头盔技术发展也到了其成熟期,申请量逐渐下降,主要原因是:防弹头盔的改进除了宏观结构上的提升,就是微观材料结构和材料种类选择的改进,现今头盔的宏观结構发展已经较为成熟,无非是固定连接装置和多插口扩展以使头盔达到多功能的技术效果;随着材料技术的不断成熟,不同防弹材料间的层叠结构或工艺使防弹头盔不仅防弹且轻便,防弹头盔技术人员的关注点已经从对防弹头盔本身的改进更多的转向了其他智能安全系统的研发;这一时期主要的申请国家以美国和韩国为主,德国与日本、英国的申请量均较少(参见图5)。
二、国外专利申请重要申请人分析
本小节从国外专利申请重要申请人方面对国外相关防弹头盔领域的专利申请做进一步分析,主要考虑申请人历年(1971年至2014年)的申请总量,按照申请总量进行排名,取前8名。
由此可以看出,排在前8名的申请人集中在美国、德国和日本三个国家。前三名被美德日三个国家的申请人占据,也说明这三个国家的防弹头盔技术发展水平较为先进。
三、国外专利申请重要技术分支总体趋势
由于防弹头盔所具有的功能技术分支是本文的研究重点,因此,以下从国外专利申请中关于各个功能分支的申请量来研究各个技术分支的总体申请趋势。
(1)材料分支
防弹头盔不仅需要有较好的防弹功能,也得使穿戴着舒适即要求轻便,因此在材料上予以改进是本领域技术人员的热门研究方向,从图9示出的各重要技术分支总体申请趋势图可以看出,材料技术在1971年便有相关专利申请,并且在1971-2004年之间一直保持有稳定的申请量,在2004年之后的申请量增长迅速,增长幅度较高。该技术分支的申请趋势总体趋于平稳上升,所跨周期较长。说明国外关于防弹头盔技术材料分支的研究很早就已经开始,并且一直延续至今,申请量均保有一定量,同时也说明材料技术一直以来是人们研究的重点技术,也是一直以来未能很好克服的技术问题。
(2)多功能智能化技术分支
随着夜视、激光、光学和新材料等技术的广泛运用,现在的头盔已成为士兵的“外脑”。头盔壳作为一个系统平台,用以安装通信装置、听力增强装置、整体式夜视/夜间机动性传感器、高分辨率显示器等装备。目前,美、英、法等国家的头盔都有了较大突破,成为单兵作战的重要平台;另外防碰撞、防激光、防火耐热、减震降噪、伪装等多种功能也是现代化作战所必须的。从图9可以看出,该技术分支同材料技术分支的申请趋势接近,说明该技术分支也是本领域技术人员研究的重点,也是一直未能很好克服的技术问题。
(3)宏观结构分支
头盔既要防弹又要舒适,除了从材料的领域进行改进,也可在相对宏观结构上的改进,例如宏观上设置外壳的凸起形状以便反射子弹;头盔为无缝连接头盔以防止孔隙处防弹能力减弱;在外壳与内壳之间加防震、吸波层;在与头部接触的地方加缓冲层;也可为了舒适吸汗加上特殊的层状结构。从图7可以看出,该技术分支同上述两个技术分支的趋势大致相同,所跨周期均较长,也是技术人员一直关注的技术问题。
四、结语
从国外防弹头盔的专利技术发展来看,该技术领域的技术成熟度已经非常高,国外的防弹头盔技术发展经历了一个漫长的发展周期,国内申请人申请专利需开辟新途径。由于材料技术国外公司的技术发展已经非常成熟,因此,国内申请人可以加强防弹头盔集成多种功能角度的研发,使得在防弹头盔上实现更多更好的辅助功能。
参考文献:
[1]赖娘珍.芳纶纤维复合材料界面粘结性能的研究[D].华东理工大学
2011
[2]周宏,陈晓.现代军用防弹头盔盔形设计研究[J].中国个体防护装备.2009(05)