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系列化作战靴的研制与设计(组图)
特种装备网 发布时间:2015-11-19
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    摘 要:通过分析外军作战靴系列化装备情况,结合我军作战靴装备现状,总结出应根据地域环境条件及军种作战特点,研发我军系列化作战靴的基本思路,并提出通用作战靴、沙漠作战靴、丛林作战靴等我军系列化作战靴的具体研制方案。

    关键词:作战靴;系列化;设计思路

    作战靴是军队的重要被服类装备品,“千里之行,始于足下”,一双性能优异的鞋靴不仅能提高士兵行军速度,帮助官兵各项战术动作的完成,同时,还能减少在训练、作战过程中的脚伤,对提高部队战斗力具有重要作用。

    外军一向重视作战靴开发与研制,为适应不同作战环境、作战条件及作战手段,其作战靴一直沿着功能多样化、品种系列化方向发展,逐步形成了平时与战时、特殊地区与一般地区、通用性与特殊性几大系列。

    美军研制的有热区长筒靴、丛林战靴、干冷战靴、湿冷战靴、沙漠作战靴等适宜不同地区穿用的作战靴。此外,美军对同一军兵种用作战靴还进行细化装备,例如有美海军作战靴、美海军陆战队作战靴、美海军陆战队热区丛林作战靴等。英国、法国、德国、日本以及新加坡等各个国家也都加快了系列化作战靴的研制速度。

    目前,我军装备的作战靴按季节分为通用型作战靴和防寒靴。作战靴具备基本的防水、阻燃、鞋底抗穿刺等防护性能,防寒靴主要装备我军寒区、高寒区部队,保暖性为其主要性能。根据各兵种的特点,我军还配发有伞兵作训靴、二炮专用作战防护靴等。

    由于我国幅员辽阔,气候与地理环境相差很大,并且周边环境复杂,面临的战争环境和作战样式多样,装备一种或几种作战靴还不能满足穿着需求,我军作战靴应根据地域环境、作战方式以及战场需求向系列化方向发展。

    1 我军系列化作战靴的研发思路

    就地域气候而言,我国东北季风区湿润程度高,多丛林、丘陵;西北干旱区东部为草原,向西逐渐为荒漠;青藏高原北起昆仑-阿尔金-祁连山,南至喜马拉雅山脉,平均海拔在4500m以上;南方大多数省份属于热带、亚热带山岳丛林地域气候,还有部分属于热带海洋性气候,气温高、热辐射强、多雨、湿度大。

    就作战方式及战场环境而言,我国与相邻个别国家的领土争端问题日益凸显,面临着复杂的安全形势,研究丛林、沿海、高原山地等特殊地域作战鞋靴,为提高部队战斗力起到了积极作用。

    根据我国各气候区域及作战方式,可以将我军作战靴分为通用作战靴、沙漠作战靴、丛林作战靴、高原山地作战靴以及两栖作战靴进行研究。从外军作战靴研制情况看,我军系列化作战靴的研发可从以下方面重点展开。


    1.1 科学、合理的设计

    作战靴属于特殊职业鞋,首先,作战靴的设计应建立在对穿用者实际穿着需求、穿着环境及穿着条件进行充分调研和了解的基础上开展。其次,作战靴楦型的设计及号型的设置应依据军人这个特殊人群脚型分布规律和特点,以保证鞋靴具备较好的适脚率和合脚性。再次,设计应符合人体足部生理结构与机能,具备运动灵活性,避免产生足部运动损伤等现象。

    设计上的精益求精、细致入微,可以增加鞋靴的舒适性,减缓脚部疲劳。例如美军在海湾战争中使用的沙漠长筒靴,采取了防扭伤结构(2~3英寸宽的踝保护织物),增加了皮革、泡沫塑料靴垫,以适应士兵在沙漠中行走,并在靴口加有环形衬垫,以防沙子灌入,还改进了防汗功能结构,在靠靴底内侧开有2个透气孔,以防脚部过热,穿上这种鞋靴的士兵不再受沙漠炎热气候的煎熬。

    1.2 研制与应用新材料

    新材料是提高作战靴防护性能的重要途径。随着科学技术的进步,制鞋新功能材料得到快速发展。例如,结实、耐磨、抗撕裂且质轻的CORDURA织物,能满足在极其恶劣的环境使用。强韧而耐久的MERAMAX聚氨酯弹性体,具备轻质、耐磨、防滑、柔韧、减震、回弹、舒适、耐热、阻燃、耐油、耐溶剂、耐水解等性能。针对不同环境、不同运动特点开发制作的高性能的VIBRAM鞋底,能满足足部多种状态下的功能需要,提高成鞋整体性能。

    此外,性能优异的功能性材料不断开发,例如专为鞋类开发而成的超薄THINSULATE材料,具备优异的保暖性,其超细纤维能捕捉和容纳身体的热量,即使在潮湿情况下,也具备较好的保暖性。采用银离子制作的X-STATIC鞋里,在高湿热环境同样具备杀菌除臭、调节体温的功能,且在较长时间内仍能发挥较好的功能。

    具有优异的耐热阻燃性能的NOMEX ,能经受明火高温,不会熔融滴落或助燃,使阻燃、隔热、舒适和耐穿等性能更加卓越。阻燃性能优异的ARCLITE-FR鞋底,可以在-40℃~300℃范围内具备较好的舒适度和耐穿性。

    1.3 合理选用生产工艺

    生产工艺的合理选用可以提高产品质量,实现成鞋功能化设计。

    目前被广泛使用的注射工艺,包括橡胶双密度注射工艺、聚氨酯与橡胶注射工艺、聚氨酯双密度注射工艺等,其制作出的鞋底分为发泡层和密实层,使鞋底具备弹性、缓冲性的同时,具有较优异的耐磨性、耐折性等,并且该工艺生产快捷,质量稳定性好,其在登山鞋、劳保鞋、特种防护鞋等生产领域占有一席之地。

    胶粘、线缝、硫化、注射等制鞋工艺都有各自的优缺点,合理利用就能提高成鞋的质量及功能。


    2 我军系列化作战靴设计思路

    针对我国各地域特点,结合我军军人穿着需求,拟提出以下几种作战靴的设计思路。

    2.1 通用作战靴设计

    外军一直以来对通用作战靴进行的轻量、舒适化研究,以减轻士兵的脚部疲劳,提高战斗力。如美军的轻质作战靴,主要采用高技术轻质合成材料制成,在设计上尽量避免使用金属和皮革,除密封在内底与外底之间的勾心部件用了少量金属外,鞋靴上没有其它金属材料,这大大减轻了鞋靴重量,同时,通过采用舒适的皮质鞋沿口、超长的皮质鞋舌、腰窝处支撑结构以及舒适透气的鞋垫等设计,赋予作战靴良好的舒适性能。

    我军通用作战靴存在配发广、穿着时间长的特点,该靴主要突出耐穿性和舒适性,具备较好的耐磨性及抗穿刺性能。

    我军通用作战靴研究内容包括:一是选择耐磨、舒适、透气的鞋材;二是楦型、款式、结构以及工艺设计,以保证较高的适脚率;三是研究具备较好抗穿刺性能的柔软防刺层。

    我军通用作战靴研制方案为,帮面采用皮布结合方式,皮革有很好的防水、透气、耐磨性,布面可以增加帮面的舒适柔软性,能更好的保护脚踝不受摩擦和伤害。

    超长设计的鞋舌内包裹一层海绵,柔软、舒适又伏脚,不易歪斜,能减轻鞋带的勒压;超前设置的鞋眼结构便于跗面调节,适合多种脚型穿用,提高适脚率,并且便于快速穿脱。

    双密度鞋底重量轻、弹性好,能增加外底柔软度,起到很好的减震、舒适效果,同时还具有橡胶外底的耐磨、耐折等特点,加上减震、干爽、防臭抑菌的吸附鞋垫,可以减轻脚部负荷,减缓脚部疲劳。见图1。

图 1 通用作战靴方案


    2.2 沙漠作战靴设计

    沙漠地区水源稀少,植被稀疏,空气湿度小,昼夜温差大,白天气温上升极快,高温时间长,夜间较凉,整夜无云,地面辐射强,散热快,因此,沙漠作战靴需具备较好的伪装性、隔热性、透气性以及防沙性,同时应考虑到昼夜温差带来的脚部冷暖问题。

    外军装备的沙漠作战靴多为棕色反绒革,具有好的伪装性和透气性,鞋底材料的选用多从耐磨、隔热性考虑,如美军原作战靴的靴底防刺层为钢板,由于钢板很容易将热量导入靴内,之后改进的作战靴采用了开夫拉材料。

    沙漠作战靴的防沙性也是研究的重点,沙子常会从靴口或一些透气孔钻入,使人行走不便,甚至磨伤脚面。

    美军在海湾战争中使用的沙漠长筒靴,因考虑其排汗性能,在靠近靴底内侧设计有2个透气孔,以防脚过热,但由于沙漠地带风沙大,沙子常会从透气孔钻入,因此这种设计之后被取消。

    隔热、透气、防沙性是沙漠作战靴首要研究问题,如何在沙漠异常炎热的环境下保持脚部干爽舒适,是外军沙漠作战靴研制的总方向。美军着力研究一种“降温战靴”,提高士兵训练质量以及在炎热战场上的作战能力,这种降温战靴是利用美国斯坦福大学开发的“快速热交换技术”研制的,通过人体脚掌达到迅速散热的效果。

    我军沙漠作战靴帮面、鞋底应采用隔热、透气材料,靴口与腿部应紧密结合,防止沙子钻入,并设计防沙护腿以及薄厚不同的两种袜子,以适应昼夜温差带来的影响。见图2。

图 2 沙漠作战靴方案


    2.3 丛林作战靴设计

    丛林地区植被茂盛,气候潮湿,多雨,多泥泞,因此,外军丛林作战靴多从防水、抗穿刺、防滑排泥性考虑。

    美军最早的丛林作战靴面采用防潮的尼龙和皮革,有两个排气孔,靴底是“巴拿马”式结构,使泥浆很容易的从靴底夹缝中清除出去,靴底内夹有一层金属片,防止荆棘穿刺。

    1990年,原本为绿色尼龙的帮面变为黑色,靴重为1500g,使其更加标准化和舒适。

    1995年,为提高热区丛林作战靴的使用性能,研究单位对现行热区丛林作战靴又进行了改进,在不影响耐磨性的前提下,新式作战靴的重量更轻,透气性、舒适性更好,颜色由纯黑色改为迷彩色;靴口设计为带衬层的软口,防止磨脚和提高穿着舒适性;靴筒高度为18cm,可保护踝关节不受伤害;75mm宽的防水帆布对踝部提供了很好的支撑作用;用缓冲式靴内底代替硬内底,防止脚底出现水泡;用玻璃纤维材料取代钢片,进一步减轻重量,增强了防刺能力。

    我军丛林作战靴主要从舒适透气性、抗穿刺性、防滑排泥性方面进行研究。首先,选择一种透气、防水的帮面材料,其次,设计出适宜泥泞地区穿用的靴底花纹,增强作战靴的防滑、排泥性;再次,防止鞋带外露被树枝、荆棘挂到。丛林中,腿部易被灌木棘划伤或容易使异物落入靴内,可以设计一种防护型腿套。见图3。

图 3 丛林作战靴方案


    2.4 高原山地作战靴设计

    高原山地地区山坡陡峭,崎岖不平,多沙石和泥泞,战士活动量较大,山地作战靴应对脚部包覆性好、结实、耐磨,鞋底防滑减震性好,登山过程中能延缓脚部疲劳。

    高原山地作战靴的研制可以吸取登山运动鞋的特点,登山鞋一般采用结实的皮革和纺织面料做帮面;鞋里采用合成纺织布料,重量轻,内含防水分子,同时具备透气性,保持脚面皮肤干爽,如“高尔泰克斯”材料、堪培拉等材料均为首选材料;登山鞋对鞋底的设计很重视,力求达到综合平稳、减震、舒适的效果,一般选用具有一定强度和弹性的内底,由几种不同强度的微孔橡胶制成的强度高、舒适性好的中底,具有较深的鞋底花纹,符合雪地或岩面防滑要求的耐磨外底。

    除此以外,部分户外用鞋多采用人性化设计理念,例如,加宽脚趾在鞋内的空间,增强行走的稳定性,更好协调脚步运动;非对称式系带方式,使鞋前部系带与脚趾跟保持平行角度,增强鞋与脚的同步性等。

    总之,国内外登山鞋多从穿着的舒适性着手,进行人性化设计,并从登山过程中鞋底需要有较好耐磨防滑性考虑,这些方面都值得借鉴。见图4。

图 4 高原山地作战靴方案


    2.5 两栖作战靴设计

    外军两栖作战靴资料搜集中对美海军陆战队作战靴了解的资料最为具体。该靴鞋面采用柔软的防水皮革,中底采用聚氨基甲酸酯,内底采用软衬垫起缓冲作用,楔型中底和外底的设计增加了靴底的柔软性,以及提高靴底与地面的接触面和摩擦力。 除此以外,该靴的束带系统作了改进,将其调节度一直延伸到脚趾处,能够最大限度的满足脚的舒适度及运动功能。

    两栖作战靴用于水陆两种环境作战,既要保证战士穿用这种靴在水中不易被滑倒,又要保证从水中登陆后水能自动从靴内排出,由此,确定研究重点在靴的排水性能和靴底在水中的防滑性。见图5。

图 5 两栖作战靴方案

    3 结 语

    系列化作战靴的研制以满足我军官兵在不同地域训练、作战的足部防护需求和特定使用需求为前提,对完善我军被装产品装备体系,提升部队战斗力具有重要作用。

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[来源:总后军需装备研究所责任编辑:胡婷婷]
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