材质更“酷” 解读军队防寒服科技密码

2020-10-23 08:39:46　来源：解放军报

　　韩笑吴上

　　70年前，抗美援朝战场，长津湖战役。中国人民志愿军第九兵团官兵身穿单薄棉衣，在极寒天气下，与美国海军陆战队最精锐的陆战一师展开长达10天的艰苦奋战，迫使“武装到牙齿”的美军经历了一次前所未有的败退。

　　对于我们志愿军将士来说，也因武器装备以及后勤保障远远落后于对手而付出了巨大牺牲。最为突出的，是因保暖物资未能及时补充而导致非战斗减员。其中，有3个连队呈战斗队形全部冻亡牺牲在设伏地点，成为让对手也敬畏的“冰雕连”。这是世界战争史上最震撼人心的战斗场景之一！

　　今日读史，人们不禁扼腕叹息：当时，志愿军将士如能穿上保暖的军队防寒服该有多好！

　　时至今日，随着综合国力的提升和科学技术的进步，我军被装保障早已超越御寒的低级阶段，并融入世界军队防寒服发展大潮：从诸如棉衣、皮衣、羽绒服、涤纶絮片防寒服、防风透湿作战服，到超羽绒絮片防寒服、阻燃保暖作战服、轻质防寒大衣，一场兼顾保暖、减重、便捷的军队防寒服革命正在进行中。近日，据新闻报道：又有多个品种的新型边防巡逻被装全面列装我军边防部队。2020年的寒冬即将来临，身着既轻便合体又防风保暖的防寒服，高原边防官兵们在这个冬天会“格外温暖”。

　“别冻着”为起点

　　从新中国成立到上世纪60年代以前，受客观条件限制，我军冬服一直是单一层次，只有不带罩衣的棉衣，俗称“老棉袄”。

　　60年代初，我军把冬服由单一层次改成了以罩衣、紧身棉衣、绒衣裤、衬衣裤等组成的多层次。

　　当时，高原和寒区部队官兵大部分穿着和内地部队一样，保暖性明显不足。面对高寒缺氧和风雪肆虐，高原边防巡逻任务中，官兵们被冻伤甚至因严重冻伤失去生命的情况时有发生。

　　为此，我军军需保障科研人员寝食难安，“别冻着我们的战友”成为他们日夜攻关的奋斗目标。

　　军需保障科研人员发现，高原和寒区的世居群众有很好的御寒经验。于是，他们先后深入东北、内蒙古等地区，在了解其防寒经验基础上，参照其长期以来以动物皮毛御寒为主的做法，一针一线地完成了皮大衣、皮帽子、皮手套和毛皮鞋等“四皮”的研发，有效解决了长期困扰高原和北疆边防官兵服装保暖量不足的难题。保暖问题解决了，但由此带来的衣服笨重、臃肿，成为制约战斗力发挥的新问题。

　　经过多年努力，我军突破相关技术难题，于2003年成功研制出03系列高原轻便防寒服。这是我军冬服保障上的一次革命——共有针织内衣、绒背心、绒衣、棉衣、冬迷彩服、羽绒大衣、防寒面罩、雪地披风、内手套、外手套、栽绒帽等11个品种，有效满足了高原边防部队冬季巡逻、执勤、训练、作战和日常生活需要。

　　在随后的几年里，我军又优化品种，形成07系列防寒服，重点改进棉衣、绒衣、内衣、冬作训服和作训大衣，研究确定了高寒区冬服配套层次，搭配了皮帽、防寒面罩、内手套、外手套、冬袜、防寒鞋，并针对站岗需要研制了公用皮大衣。

　　07系列防寒服发放后，更加满足了我军从高原到极地边防驻军防寒需求，为我军广大官兵特别是边防官兵适应严寒、战胜严寒提供了有力保障。

　御寒强调透气

　　寒冷条件下，人体冷感主要源于风的快速散热和水的快速导热。保持体温，一要防风，尽量减少风降温效应；二要保暖，尽量使自身温度不散失。水比空气导热快，衣服湿度越大导热就越快。如果衣内水分不能及时排出体外而累积在体表或者服装材料中，就会导致人体失温，从而造成冻伤。因此，防寒服不仅要具备较强的防风保暖效果，还应具有拒水、透湿功能。

　　要实现这一点，关键在于材料。一些军事强国在研发防寒服上发展较早，其防风透湿材料研究也占据了一定先机。20世纪70年代，国外戈尔公司独家发明和生产了一种新型薄膜面料，其每平方厘米有14亿个小孔。这些小孔是液态水滴的两万分之一，水滴无法穿透它，水蒸气却能排放出去。如果在新型薄膜面料后面放一台灵敏的风速仪，而在前端使用鼓风机模拟大风环境，任由大风劲吹，风速仪仍一动不动。因此，新型薄膜面料既能防风、透湿，还能拒水，被科研人员称为“世纪之布”。

　　我军早期的“四皮”防寒服，虽然防风保暖效果很好，但“体量”过大，直接影响到部队的机动灵活性。03和07系列防寒服保温层主料采用棉和羽绒，都有不防风和湿后增重且保暖量大幅度下降的不足。2013年以来，从新一代防寒大衣研究开始，我军成功研制出新型防风防水透湿面料，解决了防风防水和透气问题，服装的保暖效果实现了质的飞跃。

　保暖兼顾减重

　　研究表明，作战环境下士兵的生理舒适最大负荷为18.5公斤。过多重量会影响单兵的机动性并降低其作战能力，应尽可能减少士兵的携带负荷。

　　冬季防寒保暖服装由于保暖需要，与夏季服装相比厚重臃肿，造成士兵行动不便，自然影响到单兵作战效能。

　　因此，防寒服的减重至关重要。而要减重，关键还是需研究应用高性能材料。

　　二战后至上世纪60年代之间，世界不少军队的第一代防寒服絮填材料多采用棉等天然纤维，通过增加着装厚度御寒。这无疑增加了着装重量，肢体活动受到较大限制，妨碍了正常执勤作战。20世纪60年代，各国军队的第二代防寒服大多使用聚酯絮料取代天然棉絮作为主保温层，但仍未明显减重。20世纪80年代中期之后，国外一家公司发明了划时代的保暖材料“P棉”。这种保暖材料采取超细中空纤维缠绕粗中空纤维的方式，模拟羽绒树状结构，实现了比羽绒重量更轻、保暖性更强的效果，有的外军借势推出第三代防寒作战服。其寒区服装分为6层，在第4、5、6层均使用了“P棉”。

　　近年来，有的外军防寒服主保温层开始采用中空纤维、三维卷曲纤维、超细纤维、各种蓄热纤维等轻薄尖端材料，减重效果明显。比如，外军某防寒服保暖外套，整件重量约820克，作战时穿着这一防寒服，既轻又暖，与快速机动作战理念高度契合。

　　我军设计的03和07系列防寒服，大量采用摇粒绒、超细纤维革、熔喷棉、羽绒等新材料，并首次引入轻量化和分层保暖的理念，使其厚度大大减少、单兵负荷减轻，大幅提升了雪域高原部队高寒缺氧条件下生存和作战能力。

　　2013年以后，我军开始研制轻质防寒大衣，以超细纤维絮片与羽绒复合絮片作为主保暖层，使冬服配套保暖量增加、重量减轻；新型棉衣裤采用超细保暖絮片为主保暖材料，保暖性、蓬松度、压缩回弹性和絮片保暖持久性更好，重量也随之减轻。

　　近年来，我军也开展了拒水型“P棉”研发应用，在防寒服减重研究上成功“赶队”。

未来材质更“酷”

　　历经70年发展，我军防寒服研究应用早已今非昔比，长津湖战役留给我们的冻伤之痛将不会再重演。

　　时间进入新世纪20年代，新一轮技术革命正处于孕育阶段，其“引爆点”之一就是新材料。

　　目前，包括我国在内的世界各国在军队防寒服研究上，都纷纷瞄准超细纤维、气凝胶和石墨烯等新材质发力。系统研究表明，这些材质在防寒服应用上具有广阔前景。

　　——超细纤维是直径5微米以下的纤维，纤维织物手感极为柔软，并有良好的吸湿散湿性，是理想的防寒服内层衣物材料。

　　——气凝胶是世界最轻的固体，密度为3.55千克/立方米，仅为空气密度的2.75倍。硅气凝胶的纳米微孔洞结构，能有效抑制气体分子的热传导，是理想的防寒服保暖层填充物。

　　——石墨烯具有非常好的热传导性能，纯的无缺陷单层石墨烯，是目前为止导热系数最高的碳材料，是未来主动式保暖服装研发的希望所在。

　　拥有更“酷”材质的军队防寒服，值得期待！