冷却降温的军事应用

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所属分类:百科知识2014年

战场环境对武器装备造成的影响是灾难性的。二战中,美国运到远东地区的航空电子产品60%不能使用。越南战争中,美军大量电子设备不适应热带雨林环境,仅一个月就损坏37%,导致通讯不畅,指挥失灵;从海上运输的武器装备因腐蚀、长霉和鼠害造成大量损失和失效而贻误战机。20世纪80年代,据美国国防部对价值180亿美元、总重量近380万吨的三军库存常规弹药进行调查表明:由于美国本土、欧洲、太平洋等地区自然环境的不同造成的腐蚀和变质,仅陆军维修和销毁的弹药就高达11万吨,造成大量经济损失。

  随着全球天气变暖,未来作战环境变得更加酷热,士兵作战或者行军,因身负背包、穿防护服等阻碍了热量挥发,又因热能消耗体能过快而影响了战斗力;另经测试表明,人体温度过高会使大量血液流向皮肤散热,从而影响判断力。如何改善单兵装备、提升士兵在高温环境下的战斗力呢?这是多年以来世界各国都在关注和研究的问题。

  自动降温的专用作战服

  未来信息化局部战争突发性强、节奏快、强度高,特别是作战环境十分恶劣,提高军服的舒适性显得尤其重要。海湾战争时,中东地区的平均气温达到40℃以上,在这种高温环境下作战,士兵体能消耗大,战斗力下降。最近,美国国际降温物品公司研制出一种新型降温服。该降温服包括背心、帽子、头巾和围巾,由透气性强的外层、导热良好的内层和机织吸水纤维棉絮的

  中层组成。穿用前5分钟将衣服浸入水中,使纤维充分吸收水分,内层既能吸汗又能隔湿,故能使穿着者倍感凉爽舒适。2007年,我军南沙守礁部队专用服装在海军某医学研究所通过专家鉴定。该型服装由热区岛礁迷彩服、热区岛礁内衣裤、护膝护肩、遮阳凉帽、高腰防刺靴组成,增强了防紫外线、抗菌防臭、导湿快干和冷却降温的功能。热区岛礁迷彩服采用自主设计的适合南沙岛礁环境的数码迷彩图案,内衣裤和护膝采用多种新型功能纤维,能有效克服因高温、高湿环境引发的细菌增殖对守礁官兵健康带来的危害;高腰防刺靴采用新型钢片和耐磨贴片,在有效抗击珊瑚等尖锐物刺穿力的同时,降低了鞋体重量,提高了穿着舒适性和耐久性;遮阳凉帽内配降温带,实现了有效遮阳与自动降温功能。

  供多人降温的作战系统

  1991年海湾战争期间,美军和多国部队进入海湾地区时,为使地勤人员在有化学战剂存在的酷暑下正常工作,美空军为费尔柴尔德飞机公司投资了386万美元,研制生产了一种新型间歇性多人降温系统。该系统由空调器、化学战剂过滤器和背心3个部分组成, 空调器产生的冷气流经软管通入化学战剂过滤器,然后再通入防护服的背心内,以起到降温作用。该系统可同时为10名地勤人员供送冷气。

  目前,我国新型的便携式单兵降温系统也研发成功。该系统由深圳某公司历时5年研发而成,并于2007年10月正式在国内推出。该降温系统由降温背心和制冷系统组成,背心前后布满蛇形塑料管道;制冷系统中分别有电池、泵和作为冷源的冰袋。使用时将背心和制冷系统相连接,开启电源后,利用制冷系统中的水泵将冰袋的冰水通过热循环注入背心的塑料管道中,使其循环达到制冷功能,并通过热敏传导使系统达到恒温效果。经测试,在40℃环境下,背心的最低制冷时间为6小时,并且可以通过更换冷源方式实现持续制冷。同时,还可按需求为使用者提供饮用冰水。该系统总重量为2.2千克(不带饮用水),带饮用水时重4.5千克。该系统可以作为坦克、直升飞机、歼击机等的降温装备。因此,它将广泛运用于空军、海军以及陆军等在高温环境下作战的部队,从而保持士兵体力以提升战斗力。

  “快速热交换技术”系统助力降温

  据报道,五角大楼下属的“高级研究计划局”正在与美国斯坦福大学联合研制一种“降温战靴”。在未来的战场上,这种战靴将帮助美军士兵在激烈的作战中“从里到外保持冷静”。医学研究发现,人体过热时,心脏输出血液的20%~30%会涌向皮肤,帮助身体散热,这样就会导致肌肉群分配的血液减少,力量、耐力明显减退。同时,人体的核心器官如心、肺、肝、肾、大脑等处的温度也会升高,使它们的“运转”发生紊乱,严重的可能导致功能衰竭,这就是中暑可能使人丧命的原因。斯坦福大学科学家经过多年研究,找到一种能够使人体“从里凉到外”的方法,它是按照哺乳动物的体温调节规律开发出来的。科学家发现,几乎所有哺乳动物都有自己的“散热器”,它们通过特定的身体表面将多余热量散发到环境中去,如狗的舌头、大象和兔子的耳朵、狗熊的脚掌等。在身体过热时,血液会优先涌向这些部位,实现迅速散热。人体的“散热器”则位于手掌和脚掌处。加利福尼亚的一家公司也开发出一种“快速热交换技术”系统,它可以使人体在短时间内迅速降温。该系统形状像个咖啡壶,里面有个冰冷的锥形钢板。使用者将手伸进去,握住并扳动金属板,将真空装置启动;冰冷的金属板可以使手掌上的血管迅速变冷,真空压力则可以增加流向手掌的血液。冷却的血液循环回体内,就可以使全身的血液降温,这样可以减少热量的散发从而降低体能的消耗。实验表明,“快速热交换技术”系统能在10分钟内将人体的体温从40℃降到正常值,如果自然冷却,这一过程则需要30分钟。这家公司首席执行官称,“该技术比目前任何一种散热方法都要快5倍”。

  【责任编辑】林 京

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