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防刺知识

生命安全防护,“防刺”是重中之重。有关“防刺”,您不得不要了解的一些冷知识。高甲防护,针对广大客户经常提及和关心的“防刺”、“防砍”、“防割”相关知识,进行了整理。(以下所有图片均来自于网络,如若侵权,请联系高甲防护,我们将立马更换。)

- 生命是强大的,也是脆弱的

- 何谓防刺

- 时至今日,全球因刀剑所造成的人员伤亡远大于枪支

- 防刺不能防弹,防弹不能防刺

- 蒙古骑兵为何可以横扫欧亚?

- 没有绝对的防刺

- 抗日神剧中的五毛特效和狗血剧情

- 防刺标准的制定以及为什么防刺标准是全球严格的?

- 为什么高甲防护的大多数标准产品只采用了一层防刺材料?


生命是强大的,也是脆弱的


  生命系统,从早期的单细胞浮游生物,到多细胞动植物。从无脊椎动物到哺乳动物,功能越来越高级,人类作为站在整个生物链顶端的生命形式。亿万年生物进化的结果表明:但凡能够存活下来的,肯定是有原因的。验证了那句古话“存在即合理”。人体中,常见的心、肝、胆、脾、胃、肾等核心器官。也是作为较为脆弱的部分,深深地隐藏在胸腔的保护中,我们俗称“肋骨”。这样子的布局,是为了大限度地保护身体机能,免受外界侵害。

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图1 人体中各部分核心器官示意图(图片来源于网络)

  一般情况下,人们不会因为缺胳膊、少腿而致命。更有甚者,人体可以在上述核心器官的部分缺失情况下,生命正常运转。例如,医学上可以对胃功能进行部分切除,肺叶的部分损伤,心脏的人工搭桥,都是在弥补正常功能部分缺失的前提下,对生命功能的延续!因此,从这一点而言,生命系统是强大的!

  另一方面,人体在整个环境系统中,会遭遇一些突发情况,比方说,脑部的撞击,刀具的刺入心脏。诸如此类,都会导致整个生命系统正常运转的骤停,如若不能得到及时妥善介入救助,生命危机突显!相比较于疾病的缓慢过程,这种短时间内的,外部对生命系统的破坏,影响剧烈!因此,从这个角度而言,生命系统也是脆弱的。正如“明天和意外,不知道哪一个会先到来”?人体生命安全防护,永远都是一个迫切且现实的课题!


   何谓防刺


  为什么中世纪骑士,每人标准配置的是一把长剑,而不是一把大砍刀或一把板斧? 日本所谓的武士刀,实际上,决斗时用得更多的是剑刺的效果。有关冷兵器,即我们通常认识中的,刀光剑影,一般有且只有这几个伤人动作:

砍----“大刀砍向敌人的头颅”

刺----“宝剑刺向敌人的心脏”

割----“弯刀割下敌人的首级”

  这几句,是我们耳熟能详的描述,也是标准的杀敌动作。也是由这几个动作的伤害特性,所决定的。在战场上,如何能够快速有效地攻击对手,是成败的关键。对相于“砍”、“割”而言,“刺”的杀伤力强悍!“刺击”动作,更加容易直达人体核心致命器官。“砍”和“割”,一般只能伤及人体表皮。

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图2 中世纪骑士标准配置的长剑(图片来源于网络)

  人体的各个部分比例,头部相对于身体面积要小很多,所以,大刀砍向头颅,准确性的概率相对而言要低很多,并且人体会躲闪。割的动作,就更加不言而喻了,因为只能是颈脖的狭窄区域,一般只能对无任何抵抗者实施。因此,在前胸、后背的大面积区域内,刺入任何一个点,都将可能是致命的。在战斗中,“刺“因而也是相对效率更高的动作。生命防护,重中之重,就是”防刺“。

  从物理学分析,“刺”的作用,是在一个点上面。而“割”和“砍”,是作用于一条线,因此从技术难度而言,防砍和防割,只需要在一整条线上的确保不要出现断裂即可,而防刺,却要保证组成一条线上的任何一个点,都不能出现弱节,可见难度非同一般。

  打个比方,话说古代战争,攻城和守城,二者的比例是极不相称的,当年明朝,土木堡大败之后,瓦剌军带领两万骑兵,来攻打北京城,当时北京城有20万守军,但是依然人心惶惶。当时就觉得很不可思议。经过分析得知,20万守军,需要守住那么多的城门,确保不能出现任何一个弱节,20万守军要平均分配到每个城门,而兵力就相当分散了,而2万攻城军,都是骑兵,机动性极强,只要找得了任何一个弱节,即可攻城成功。因此,通过类比,攻城的,犹如“刺”。守城的,犹如“防刺”。“防刺”需要确保每一个点,不能出现弱节。难度可见一斑!

  这一点,可以从淘宝上面搜索得知,很多产品可以防割,但是真正的防刺(去除掉那些假冒伪劣)是少之又少。 这一点是由技术难度所决定的。


     时至今日,全球因刀剑所造成的人员伤亡远大于枪支


  有可能大家会觉得不可思议,火器(枪炮子弹)所造成的杀伤力多大啊!简直是冷兵器(刀、剑、匕首等)的多少个数量级倍数。而真实情况,由此而造成伤亡的数据对比,特别是和平年代,因刀具而造成的伤亡,要远远大小枪枝,更加明显。正如同,在美国,迄今为止,因肥胖而导致的死亡人数,其数量要比美国在二战中伤亡,还要多。这个事实,可以自行网络检索求证。

  因此,生命安全防护,防刀剑相对防弹,要更加重要和紧迫。“防刺”比“防砍”、“防割”也要更加关键!高甲防护,专注于柔性防刺材料的开发及其制品的生产!


   防刺不能防弹,防弹不能防刺


  实际上,防弹技术和防刺技术是两个完全不一样的功能领域。对于高速运行中的子弹,防弹衣的工作原理,是利用高强无纬布或者防弹装甲,首页是让弹头变形,并且阻挡其强大的势能,第二步是利用类似网兜效果(如高强聚乙烯无纬布),兜住整个子弹,降低其势能,直到完全静止。从而实现对人体的安全防护。

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图3 高速旋转飞行中的子弹(图片来源于网络)

  对于防刺技术,是在一个防护面积中,不能有任何一个弱节,根据压强的原理,相同的力道,刀头越尖锐,刺击效果越强。防刺技术的机理,是阻挡任何一个尖锐的物件,在动程中的持续进入。从而达到防刺的效果。

国际市场上,以欧洲市场为例,相同面积的防刺材料,其价格是防弹材料的5倍。由此得知,如何制作兼具柔性、轻薄和高防护性能的防刺材料,相对而言,也是全球的难题。高甲防护,基于穿山甲鳞片结构的仿生学原理,在柔性防刺领域的开创性工作,希望能够推动该防刺领域的技术,向前更进一步。为人体的生命安全防护,做出一番特别的贡献!

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图4 尖锐的刀尖是致使的危险(图片来源于网络)

  另外一种产品,就是结合了二者的特性,即“双防产品”即防弹也防刺的材料,其实这种产品,打个比方,想要两种完全不能机理性能,必然要牺牲掉一些性能。鱼和熊掌不可兼得,想要融合的更多,说明就需要放弃的更多。“双防产品”,截止目前,科学上,还没有找到合适的材料,兼顾两个不同方向的功能,特别是在服用性能,会急剧降低。对于金属材料反而不一样,例如“合金”原理,只要很少部分比例新的材料即可改变整个合金材料的物理化学性能。只可惜,针对目前的非金属防弹且防刺的“双防产品”,新的材料还在不断地寻找与研发中。


   蒙古骑兵为何可以横扫欧亚?


  曾经横扫欧亚大陆的蒙古重骑兵,厉害之处,并非其骇人的圆月弯刀,因为弯刀只有近身搏斗时,才能具有明显的杀伤效果。当时的蒙古,是马背上的战斗民族,强悍的战争威力,部分来源于其重型长弓!据可靠资料记载,当时世界上,蒙古长弓的杀伤距离和杀伤力,没有哪个能及。加上马匹的快速机动性,简直就是现代化的装甲部队。(时至今日,装甲部队也是各国的重要军力组成部分。)

  战斗伊始,首先,蒙古重骑兵,先远距离弓箭射击,在几百米范围内,在敌人未能够得着的前提下,即遭遇了蒙古重骑兵的致命打击。

  第二步,蒙古重骑兵,充分利用其自身的强大冲击能力,击溃敌军防线。

  第三步,就是近距离圆月弯刀抹脖子! 因此当时几乎没有任何一个军队,可以抵御蒙古骑兵的这三轮轮番攻击战术。(虽然当时蒙古骑兵火器也相当普及,但主要用于攻城作战,此乃后话)。

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图5 蒙古重骑兵示意图(图片来源于网络) 

对于攻击力超强的远距离攻击武器,蒙古强弓,古代欧洲骑士的锁子甲,如螳臂当车,根本无法阻挡蒙古骑兵的横扫。

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图6 中世纪骑士标配的锁子甲(图片来源于网络)

  因此,锁子甲相对而言,更加适合于近距离的,防砍,防割。淘宝上有商家出售,但更多的是作为一种观赏用品。实用性,甚是怀疑。

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图7 强弓面前的锁子甲(图片来源于网络)

  有关于长弓的强大攻击力,高甲防护,之前并非了解,直到一个喜好射箭的圈内客户,尝试寻找一种轻薄的单层柔性非金属防刺材料,用作弓箭射击训练的安全防护产品时。高甲防护应客户需求,提供了相应的测试产品,用于备选采购方案。在实际测试过程中,我们对强弓的穿透能力,产生了敬畏之心!结果是,目前为止,高甲防护的单层柔性防刺材料,还无法应对弓箭的刺穿防护,我们寄希望于下一代性能更加强韧的防刺材料。对于想要了解弓箭的刺穿能力的详细信息,可以索要相关的测试视频,敬请联系高甲防护,技术咨询。

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图8 弓箭示意图(图片来源于网络)

  言归正轨,因此对抗蒙古重骑兵的办法,就是要抵挡得住弓箭穿刺打击,增强重弓箭防刺穿的盾牌,或者装甲强度, 第二步,需要抵挡住蒙古重型骑兵的冲击强度和近距离的砍杀,还要有相应的攻防能力。 历史上,做得到这点的,就只有古罗马的重型装甲兵团,是可以抵挡蒙古骑兵的军队。

   说白了,就是利用更加厚重的盾甲,大面积地抵御弓箭的穿透力,再利用步兵方阵,来抵御战马的强大机动性和冲击力。近距离作战时,对蒙古重骑兵的马匹进行攻击,使其失去行动能力,则是对作战士兵进行攻击。

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图9 古罗马重型兵团防御战斗示意图(图片来源于网络)

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图10 古罗马重型兵团移动示意图(图片来源于网络)

  一言以蔽之,“刺”!乃生命防护的安全隐患!从古罗马重型兵团的照片示意图中,可以看出,当防护盾牌的重量和面积达到一定程度时,已经无法满足穿戴的服用性能了。因为无法穿在作战士兵身上,因此只能做成盾牌,手动移位。通过集体的力量来达到防御的效果。

  当代的防刺,力度和强度,远远低于彼时的重弓。为了更加合理地应对日常刀具、匕首的风险。高甲防护,专注于柔性可服用性能,防刺材料的研发及其制品生产。可以理解的是,高甲防护的单层柔性防刺材料,防护性能,与古罗马重型兵团的盾牌相比较而言,简直是九牛一毛!不得不承认。因为我们专注的是,可以做得进衣服里面的,防护日常环境中百分之九十以上的刺击刀具和刺穿强度。高甲防护,可以通过将若干层现有的防刺材料进行叠加,从而达到更高级别的防护要求。

   高甲防护的柔性防刺技术,应对绝大多数日常刀具和绝大多数力道的刺击。详见“视频展示样”。与此同时,我们诚邀请广大客户及同行,对我们的防刺材料进行实际真刀测试。索要免费测试小样,请联系高甲防护,技术咨询。


   没有绝对的防刺


  从上面的内容中,其实有一个道理不言而语,那就是,矛和盾,实际上是一个相对的概念,没有绝对的防刺!当穿一件普通的厚实毛衣,应对一根圆头木棍而言,当然刺不进去。但不能说该毛衣就是防刺的。防刺衣和防弹衣的道理是一样的。一件防普通手枪威力的防弹衣,但是无法防得住冲锋枪的子弹,而狙击步枪的威力更强,因此相对应的防弹衣的级别就需要更高!

  一毫米厚度钢板的防刺能力,绝对不如两毫米厚度的钢板。依此类推,不同材质和不同刀尖角度,刺击的力度不同,会对应不同的防刺级别及要求。

  因此,没有绝对的防刺!高甲防护的产品,同样是可以被刺穿的,基于不同的力道,不同的刀具,具有不一样的结果!那么什么样的防刺结果,是真正的防刺呢?


     抗日神剧中的五毛特效和狗血剧情


  在抗日神剧中,经常会有一些大刀力搏一群鬼子的特效镜头。真实的历史是,当年侵华日军的军刺杀伤力,是大刀的很多倍。因此,当时军民,付出了多得多的伤亡代价,才终于打败了侵华日军。真实情况,惨不忍睹,因此,我们要更加珍惜和平年代。下面的这幅虽然是网上的一幅画作,但可以对比出,双方的武器差异巨大,当然也是当时国力的差距。永远要记住,“刺”动作比“砍”的杀伤力,要多出好几个数量级。

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图11 油画中的短兵相接残酷场面(图片来源于网络)

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图12 威武雄壮的英勇且悲壮大刀军(图片来源于网络)

因此,下面的这种抗日神剧,稍微有点儿生活常识的人,都可以理解,纯粹是导演的五毛钱特效。实际上也是在侮辱观众的智商!电影还有很长的路要走,此乃后话!

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图13 五毛特效镜头的大刀能将人砍成两半(图片来源于网络)


   防刺标准的制定以及为什么防刺标准是全球严格的?


  如上综述,“刺”比“砍”和“割”更加具有伤害性和致命性,因此,从安全防护角度而言,“防刺”是重中之重。针对“防刺”的概念,需要先厘清三个问题点:

首先,  什么样的能量级别进行测试?

第二,  什么样的测试刀具进行测试?

第三,  穿透多少距离算真正的防刺?

这三个问题,我尽量用简单的语言来描述。

首先,让一个手无束鸡之力的老人,和一个常年健身的成年人,用同样的一个刀具(比方说西瓜刀)来刺击相同的一块材料,二者的刺击效果肯定是不一样的。因此,刺击的力道是防刺标准的一个重要参数。目前国际上通用的是用24~25焦耳(一种能量单位)左右的能量级别。这个力道,相当于一个成年人,在战场上拼刺到的力度。一个战士在战场上的,你死我亡的时刻,基本上是可以迸发出大力道的时候。

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图14 战场上拼刺刀的力度是绝大多数人无法企及的(图片来源于网络)

   一般情况下,这种强度的力道只有极少部分人能够达得到的,以及也要配合相应的刀具。日常普通环境下,我们只能达到3焦耳左右的能量级别,公安部规定,但凡超过2.5焦耳的刀具,就是属于管制刀具了。

   第二,什么样的测试到具,因为根据刀刃的不同,相同的力道,测试结果差异很大。这一点很好理解,刀尖越锐利的,相同力道,刺击效果越致命。正所谓,两强相争勇者胜。凡是越尖锐的,越是容易刺进,刺进深度也越大。

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图15 不同的刀具拥有不同的刺击效果(图片来源于网络) 

所以,测试标准中,对于刀具要统一,国际上目前通用的测试标准中(美国NIJ标准,GA68标准,德国VPAM标谁)都是采用的这种刀具。

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16 国际上通用的防刺标准测试刀具的一种(图片来源于网络)

  第三, 解决了测试力道和测试刀具统一了之后,接下来的一个问题就是,刺穿多少,算是合格的防刺产品? 打个比方,在24焦耳能量的刺击下,防刺材料的厚度是10毫米(打个比方)的前提下,如果测试刀尖不能穿透(这是指哪怕一个针眼也不露出)。这是典型意义上的“防刺合格”产品。那么如果穿透了1毫米,理论上是“不防刺”。但是对于这么高的能量级别而言,即使作用在人体上,穿透1毫米,其结果也只是受点儿皮外伤,不会致命。因此可以说如果穿透了1毫米,也是安全的,针对这么高能量的防刺级别。如果在24焦耳下穿透1毫米,那么在12焦耳下,肯定是无法穿透,请记住(12焦耳依然是一个绝大部分用,用一般刀具无法达到的能量)。依此类推,如果穿透2毫米呢?3毫米呢? 到底什么样的穿透深度不是致命的呢? 就是基于人体的核心器管在表皮的深度,以此作为评判标准。平均而言,人体核心器官都是在表皮两公分即20毫米以下。因此欧洲和美国的标准中(这两个标准具有代表性),以不触及人体核心器官为临界值。在测试能量级别下,但凡穿透不超过20毫米的产品,即为合格的防刺产品!

  在这一点上,防刺标准是全球严格的,因为不允许哪怕0.1毫米的刺穿,但凡测试下来,若几次有0.1毫米的刺穿深度,就判为不合格产品。相应的结果就是,警用防刺服,是全球警察中重量大的,即是笨重的。美国的NIJ标准和欧洲德国的VPAM标准,能量在24焦耳和25焦耳,都是允许穿透不超过20毫米,即两公分的深度之内,就可以判定该材料是防刺合格产品!这一点,忍不住,再次吐槽一下子。

  在合理刺穿深度且不会致命的前提下,允许适当穿透,这样的标准制定的好处,就是可以使警用装备重量做到轻薄。因为毕竟是那么高的能量级别,普通人加上普通的刀具,根本无法刺破的。即使刺破,也只是皮外伤,基本上不会致命!

  高甲防护,专注于这种轻重量级别的柔性防刺材料的研发和制品生产,单层防刺材料,应对普通刀具,应用于绝大多数生命安全保护场合。相应地,多层防刺材料的累计叠加,以应对更高要求的防刺场合,这二者是不矛盾的。


   为什么高甲防护的大多数标准产品只采用了一层防刺材料?

所以,我们的产品,根据新的内部测试结果来看,达到24焦耳不穿透(哪怕是0.1毫米也不允许),需要5层(新的测试结果),而根据德国的VPAM测试标准,25焦耳能量级别,需要3层即可满足。

  有一点,需要不厌其烦地再次重点阐明的,目前没有民用级别的防刺标准,GA68-2008作为警用防刺标准,是要上战场拼刺刀的场合。其相应的结果,就是达到这种标准的防刺衣,目前还没有轻薄的单层技术可以达到,比方说类同于一件冬天的大衣重量。大约两瓶大可乐的重要。实际情况是,在绝大多数是致命和受伤场合,是普通的刀具,如剪刀,手持匕首。绝大多数的力道也是普通人所能施加的。

  国际上,ISO13998作为首个针对民用级别4.9焦耳防刺标准,也是允许穿透不超过一定距离。所以,国际上的所有标准都是兼顾防护装备的轻薄性的同时,允许一定的穿透,只不过这种穿透的前提是,对人体不会产生致命结果。

焦耳这种能量单位,实际上是非常抽象的。世界通行的标准中,用的是24焦耳能量,就是相当于2.4公斤(俗称4.8斤)重的铁块,从1米左右的高度,自由下降砸到脚上的力度。如果前面再绑一把尖刀,基本上是人挡杀人,佛挡杀佛的强度了。

  高甲防护,专注于轻量级防刺,采用了单层防刺材料结构。一层的防刺效果,请参见“视频展示”栏,视频展示效果有限,有鉴于此,我们诚邀请广大客户及同行,对我们的防刺材料进行实际测试。有关寄送免费测试小样,请联系高甲防护,技术咨询。


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