新型警用防暴頭盔及其發(fā)展

邱日祥 石凌飛 周鑫 公安部第一研究所

引言

隨著國際局勢的變化及經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，我國反恐防暴壓力加大，公安部為了提升公安戰(zhàn)斗力、強化“暖警惠警”工程，結(jié)合技術(shù)發(fā)展提升民警防護裝備的安全性與舒適性，于2020年底成立專班立項研究警用防暴頭盔的改型升級工作。新型警用防暴頭盔歷經(jīng)全過程研發(fā)流程，經(jīng)報部領(lǐng)導(dǎo)批準，命名為“2020式警用防暴頭盔”，于2022年1月正式列入警用裝備序列。

警用防暴頭盔是適合公安全警種使用的能夠有效防護警員頭部、面部、頸部免受銳器、利器、棍棒及非爆炸性投擲物（如潑灑腐蝕性化學(xué)液體）攻擊的警用頭盔，是警務(wù)人員在反恐防暴斗爭中佩戴的保護自身安全、保存戰(zhàn)斗力的必備防護裝備。我國第一個警用防暴頭盔標準是2001年發(fā)布的，隨后于2012年進行了修訂，前后兩個版本的標準變化不大，主要規(guī)定了產(chǎn)品的外觀、結(jié)構(gòu)與組成、防護性能等核心指標[1,2]。隨著技術(shù)與警務(wù)工作需求的發(fā)展，對警用防暴頭盔在盔型種類、結(jié)構(gòu)組成及性能方面都有了新的需求。在全國致力于警用裝備發(fā)展的各位專家學(xué)者、企業(yè)家的共同努力下，經(jīng)過兩年多的研究，新型警用防暴頭盔得以研制成功并發(fā)布了《新型警用防暴頭盔戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標》。下面通過新舊防暴頭盔的對比，著重介紹新型防暴頭盔技術(shù)要求的主要變化、性能測試方法與產(chǎn)品質(zhì)量控制，為讀者全面了解新型防暴頭盔的特點提供參考。

一、新型防暴頭盔的主要變化

（一）盔型及結(jié)構(gòu)組成的變化

新、舊盔型均是基于GB/T 2428-1998《成年人頭部尺寸》，其基礎(chǔ)平面、冠平面及中矢面的相交線等基礎(chǔ)盔型數(shù)據(jù)基本不變。在GA 294-2012《警用防暴頭盔》標準中只規(guī)定了全盔型一種盔型，如圖1所示，而新型防暴頭盔分為A型和B型，如圖2所示。新舊防暴頭盔在結(jié)構(gòu)組成上的主要差別如下：

在原全盔盔型的基礎(chǔ)上增加了一種半盔盔型，不僅能適應(yīng)不同警務(wù)工作的需要，也為了更好應(yīng)對我國不同地域的氣候環(huán)境。半盔型通風(fēng)透氣性好、質(zhì)量輕，適用于日常執(zhí)勤執(zhí)法；全盔型防護更全面，適用于處置群體騷亂、暴恐事件等特殊任務(wù)。

在半盔型防暴頭盔上增加了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)軌，以便于安裝通信、照明、攝錄像等外掛設(shè)備，為頭盔成為戰(zhàn)術(shù)平臺提供技術(shù)支撐。

要求襯墊、面罩、護頸可拆洗清洗、可更換，確保了使用的衛(wèi)生性，方便輪流使用。

懸掛佩戴系統(tǒng)可調(diào)節(jié)，為提升頭盔的隨動性及穩(wěn)固重心提供了基本保障，也為實現(xiàn)一盔共用及在不同環(huán)境條件下使用成為可能。頭盔規(guī)格由原來的L、M、S三個規(guī)格變成了大、小兩個規(guī)格，主要通過懸掛佩戴系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)頭盔的適配性，減輕了實際應(yīng)用中采購、使用和保管各方人員的負擔(dān)。

選配組件采用模塊化設(shè)計，包括護目鏡（具有防激光或防紫外功能）、頭套（具有阻燃功能）等。增加選配組件，提升了頭盔的作戰(zhàn)環(huán)境的適應(yīng)性；采用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)了頭盔的可維修性，提升了頭盔的使用壽命。

全盔型防暴頭盔面罩增加了鎖止裝置。確保了面罩開合2000次后，能夠穩(wěn)定保持完全開合和完全拉下的位置，不會因為使用時間長，卡鎖機構(gòu)發(fā)生磨損或變形而面罩的鎖定失效。

（二）重量的變化

因為人的頸椎部位神經(jīng)比較集中，相對比較薄弱、承重能力比較差，頭盔的重量與其使用性能關(guān)系密切，原則上在確保安全的前提下頭盔越輕越好[3]。在現(xiàn)有材料水平及確保安全的前提下，新型半盔型警用防暴頭盔（不含護頸及選配組件）質(zhì)量應(yīng)小于等于1.2kg，基礎(chǔ)盔應(yīng)小于等于0.75kg；新型全盔型警用防暴頭盔（不含護頸及選配組件）質(zhì)量應(yīng)小于等于1.35kg。比GA294-2012標準規(guī)定的1.65kg輕了不少，大大提升了頭盔的舒適性。

（三）護頸的結(jié)構(gòu)及性能

在GA 294-2012標準中只明確了護頸的外形及尺寸：“護頸應(yīng)使用軟質(zhì)材料制成，應(yīng)為可拆卸式，與殼體連接可靠，沿中矢面延伸出警用防暴頭盔殼體外的有效部分長度為120mm±20mm，見圖1”，并沒有對其性能提出明確要求。而新型防暴頭盔中半盔型防暴頭盔的護頸是可拆卸的，全盔型防暴頭盔的護頸是分體式的，見圖2，且明確了護頸應(yīng)具備防割性能，刀口壓力20N、刀片轉(zhuǎn)速20r/min，每次割穿發(fā)生時，切割周數(shù)不少于3周，應(yīng)符合GA 614-2006中的相關(guān)要求。

二、核心指標試驗

警用防暴頭盔的產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系到廣大民警的生命安全與執(zhí)勤執(zhí)法的有效性，控制好產(chǎn)品質(zhì)量對研制、生產(chǎn)、檢驗及使用各方都很關(guān)鍵。下面就新型防暴頭盔的產(chǎn)品性能關(guān)鍵指標測試進行探討，為后續(xù)標準修訂及產(chǎn)品質(zhì)量控制提供參考。

（一）頭盔的功能試驗

新型警用防暴頭盔應(yīng)能保護頭部、面部、頸部等部位免受切割、穿刺、擊打、非爆炸性投擲物等傷害。防暴頭盔的基本結(jié)構(gòu)是盔體、內(nèi)襯、懸掛佩戴系統(tǒng)、面罩、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)軌、護頸。盔體一般由工程塑料或纖維復(fù)合材料制成，是硬質(zhì)結(jié)構(gòu)；面罩一般是由聚碳酸酯材料制成的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)；導(dǎo)軌一般也是工程塑料制成，硬質(zhì)結(jié)構(gòu)。這些硬質(zhì)結(jié)構(gòu)在抵抗切割、穿刺、擊打等傷害時有一定優(yōu)勢，但在搭接部位要能很好防護液體拋灑物，需要搭接部位的結(jié)構(gòu)緊湊防護嚴密；頸部的防護只能靠護頸實現(xiàn)，而護頸為軟質(zhì)結(jié)構(gòu)，當前標準只考慮了防割，沒有考慮防刺、防化學(xué)藥品的耐腐蝕性能；還有，在現(xiàn)有指標體系中，還有待考慮盔殼面罩、護頸的抗紫外線老化性能指標。

（二）頭盔的隨動性評價

頭盔的懸掛佩戴系統(tǒng)是可以調(diào)節(jié)的，不同的松緊度對頭盔的隨動性影響較大；其次，頭盔上增加了可以配置通信、照明、攝錄像等外掛設(shè)備的導(dǎo)軌，在測試隨動性時，應(yīng)該配置相應(yīng)形狀與重量的樣件一同測試。當然，隨動性測試的頭型、旋轉(zhuǎn)與俯仰速度及角度等指標是基礎(chǔ)，把這些與實際使用中相當?shù)膮?shù)充分考慮進去才能保證頭盔使用中的隨動性、舒適性。

（三）護頸的防割性能測試

當前的防割手套試驗機的夾具僅適用于薄型防割手套，多層材料組成的厚型、尺寸大于手套的護頸，有待調(diào)整夾具或只能從護頸上取樣件進行試驗。由多層材料構(gòu)成的厚型結(jié)構(gòu)在20N的壓力作用下，測試過程中刀刃兩邊與材料的摩擦大大增加了切割周數(shù)，沒有評價出產(chǎn)品實際的耐切割性能。在后續(xù)研究中有待研究更科學(xué)的測試方法及測試指標，如增加結(jié)構(gòu)的耐磨性、拉伸強度及撕裂強度等。

（四）抗穿刺性能測試

目前抗穿刺性能的指標要求是，警用防暴頭盔應(yīng)能承受88.2J能量的穿刺，穿刺時落錘不應(yīng)穿透警用防暴頭盔與試驗頭模產(chǎn)生接觸。因錐頭的角度大（見圖3），且殼體與頭模之間還有緩沖材料及緩沖空間，因此只要頭盔在吸收碰撞能量性能及抗沖擊強度性能符合標準的要求，其耐穿刺性能試驗中錐體幾乎不會出現(xiàn)落錘穿透警用防暴頭盔與試驗頭模產(chǎn)生接觸的現(xiàn)象，也就是說當前的抗穿刺試驗不能真正模擬實際場景中的刀刺試驗。

（五）吸收碰撞能量試驗及抗沖擊強度性能試驗

在吸收碰撞能量試驗及抗沖擊強度性能試驗中，有兩點值得考慮：一是頭盔在頭模上的狀態(tài)非常關(guān)鍵，否則對吸收碰撞能量的試驗結(jié)果影響較大，對抗沖擊強度性能試驗結(jié)果有一定影響。GA 294-2012目前的要求是，按照使用說明書將頭盔調(diào)整至正常使用狀態(tài)，將懸掛系統(tǒng)調(diào)至最緊。在實際操作中有待明確調(diào)整頭箍的尺寸與頭模頭圍尺寸一致，懸掛系統(tǒng)調(diào)至最緊也有待模擬實際使用狀態(tài)將拉緊力的大小進行規(guī)定（如50N），否則不同的試驗人員對緊的掌握不一致，造成試驗結(jié)果不一致。二是該兩項試驗都是用落錘沖擊試驗機，落錘下落的軌跡是固定的，在測試盔體頂、前、左、右、后五個部位過程中，頭模狀態(tài)應(yīng)及時改變，將沖擊點的切平面與落錘自由下落軌跡垂直。

（六）可靠性試驗

新型防暴頭盔的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標中包括了導(dǎo)軌系統(tǒng)耐磨強度、面罩和護頸勤務(wù)使用強度、頭圍調(diào)整勤務(wù)使用強度及卡扣插拔性能等可靠性指標。在可靠性試驗中應(yīng)盡量用設(shè)備使試驗自動化，以保證試驗結(jié)果的一致性。不管是人工試驗還是使用設(shè)備的自動化試驗，試驗狀態(tài)應(yīng)與實際使用狀態(tài)相近，試驗過程的速度、頻次要考慮材料特性。值得注意的是，對于導(dǎo)軌有待定義為標準件，其強度、使用壽命及配合間隙應(yīng)能與安裝的設(shè)備相匹配，經(jīng)可靠性試驗后，配合間隙的變化量應(yīng)予以規(guī)定。

（七）涂層附著力試驗

涂層附著力大于等于GB/T 9286-1998中的3級規(guī)定，GB/T 9286的最新標準是2021版本。該方法由高至低分為0～5等六個級別，且試驗使用平整的試驗樣件，因此試驗應(yīng)在與頭盔相同噴涂工藝的試件上進行[4]。

（八）防潑濺性能試驗

在GA 294-2012標準中稱為防滲漏性能，其要求是，警用防暴頭盔應(yīng)能承受試驗液體的噴灑，試驗頭模不應(yīng)被變色；面罩在閉合后，與殼體接合部位應(yīng)有防液體流入功能。在試驗方法中有待明確試驗液體噴灑或傾倒的速度參數(shù)。

三、產(chǎn)品質(zhì)量控制

裝備的質(zhì)量關(guān)系民警的生命安全與執(zhí)法的有效性，在注重產(chǎn)品發(fā)展的同時，產(chǎn)品質(zhì)量控制非常重要。產(chǎn)品的質(zhì)量不僅與其設(shè)計相關(guān)，與其加工過程中的原材料、工藝質(zhì)量關(guān)系也非常密切。因此，生產(chǎn)企業(yè)不但要注重產(chǎn)品的型式檢驗，還要重視生產(chǎn)過程中的原材料檢驗、過程檢驗及成品出廠檢驗。在原材料過程中，應(yīng)該對采購的所有原材料根據(jù)企業(yè)自身能力按照相關(guān)標準進行抽樣檢驗，確保原材料的質(zhì)量符合設(shè)計要求；生產(chǎn)階段，每一工段（序）應(yīng)在監(jiān)督上一工序質(zhì)量的前提下做好本工序質(zhì)量，并有質(zhì)檢部門進行隨機抽檢，盡量控制不合格品率；在成品完工以后，應(yīng)按照產(chǎn)品標準進行100%的出廠檢驗，避免不合格品流入市場[5]。

作為使用部門，在采購前應(yīng)全面了解相關(guān)技術(shù)標準，做好技術(shù)指標的確認。采購產(chǎn)品交付使用前，應(yīng)做好隨機抽樣的交收檢驗工作，以確保民警手中的產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)標準及采購技術(shù)的要求。

四、防暴頭盔的發(fā)展趨勢

防暴頭盔是警察執(zhí)行警務(wù)活動保護自身安全的必備裝備，隨著碳纖維、石墨烯、納米等新技術(shù)在防暴頭盔上的使用，產(chǎn)品的防護性能將得到提高且產(chǎn)品重量降低，這樣產(chǎn)品的舒適性更高；隨著電子、通信技術(shù)的發(fā)展，可穿戴的便攜式視聽、通信裝備越來越小型化、高性能化，若將這些裝備集中到頭盔上，頭盔將成為一個作戰(zhàn)平臺，為打擊對方提供了更及時、更大范圍的信息，為適應(yīng)新環(huán)境下的警務(wù)活動提供了基礎(chǔ)，甚至全盔盔殼上的通聲孔都可以用新型電子傳聲設(shè)備所替代，這樣，全盔型防暴頭盔就不存在防潑濺的盲區(qū)；要提升全盔型防暴頭盔在炎熱季節(jié)使用時的舒適性，還有待開發(fā)頭部的通風(fēng)透氣設(shè)備。