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聲波驅散盾牌的發展與應用

2016-04-15   瀏覽次數:19988

摘 要:介紹了警用聲波驅散盾牌的基本概念、結構組成、功能定位、使用方法,并對國內外聲波驅散盾牌的技術發展進行了展望。

關鍵詞:聲波驅散盾牌 定向強聲驅散 特種盾牌

隨著我國社會的不斷發展及社會轉型的不斷加快,社會上不和諧、不穩定因素增多,各類群體性事件和突發性事件呈逐年上升趨勢,社會穩定的形勢更加尖銳復雜。民族分裂勢力、宗教極端勢力和暴力恐怖勢力在境內外敵對勢力的支持教唆下蠢蠢欲動,安全形勢仍然面臨著嚴峻的挑戰,維護國家安全統一的任務還十分艱巨。警察隊伍履行著維護社會穩定、保障人民群眾安居樂業的崇高使命,主要執行執勤、處置突發事件等任務。在新形勢下,警察隊伍面臨的斗爭形式、作戰樣式、地域環境及對象結構都在發生著質的變化,對斗爭準備的要求也越來越高,對適合于政策性、軍事性、法律性、社會性不同領域要求的警用裝備需求更顯得迫在眉睫。在處置群體性事件及突發事件過程中,對警用裝備的要求尤為突出。盾牌作為一種防御性裝備古已有之,隨著科技日新月異的發展和警務工作的多樣化,盾牌技術也得到了長足發展,不僅防護能力不斷提高,功能也越來越多,如具有定向聲波驅散功能的盾牌、帶電擊功能的盾牌、帶發射催淚彈裝置的盾牌等,且這些多功能盾牌逐步在武警、公安一線得到應用。聲波驅散盾牌是一種集防護、警報警示、定向強聲驅散軟殺傷能力以及便攜性等多種優勢于一身的新型多功能警用裝備,大大提高了公安民警在危機面前的應對能力,在處置群體性事件、惡性劫持事件、大規模抓捕行動及搶險救援行動中,具有非常明顯的作用,已經逐漸成為了警用裝備家族中不可或缺的一員。美國,以色列和其他一些西方國家最早研制聲波驅散盾牌,如美國Ultra ElectronicsHyperSpike公司的HyperShield產品,瑞典Inferno公司的盾牌系列,都已經成功投放市場并有一定的應用。我國聲波驅散盾牌的研究工作起步較晚,在吸收國外先進技術的同時,將聲波驅散盾牌的類型擴展到了幾乎所有的盾牌形式和種類。

聲波驅散盾牌的功能特性

聲波驅散盾牌是聲波武器和防暴盾牌高度發展、高度融合的產物,聲波驅散盾牌指的是具備定向強聲驅散能力的盾牌,由一臺聲波驅散器和一面防護盾牌構成。常見聲波驅散盾牌的外形見圖1和圖2。

聲音是由物體的機械振動所產生的,而這些振動可以通過空氣、水、鋼鐵等介質進行傳播并形成聲波。在物理學中,聲波也包括超聲波和次聲波。超聲波是頻率高于20000Hz的聲波;次聲波是頻率低于20Hz的聲波,次聲波不容易衰減,不易被水和空氣吸收。超聲波和次聲波都不能引起人耳的聽覺,人能感覺的聲音頻率在20Hz~20000Hz,其中最敏感的是1000Hz~3000Hz之間的聲音。聲波之所以能對人體造成傷害,甚至置人于死地,主要因為某種頻率的聲波會使人體的某些器官產生機械共振,輕則造成頭疼、惡心、眩暈等不適癥狀,重則會產生肌肉痙攣、全身顫抖、呼吸困難和神經錯亂等不良后果,甚至發生血管破裂和內臟損壞等導致死亡的嚴重后果。實驗表明,聲波武器對人體具有不可置疑的殺傷作用,而對建筑物和武器裝備等物體幾乎沒有破壞所用。目前聲波武器主要有以下幾種:

(1)強聲波武器:它主要依靠發生強聲波致使敵人失去行動能力,而對敵人不會造成長時期的傷害,其主要用途是用作防御武器,用來保護大型的軍事設施、倉庫、大型武器基地等。當敵人接近防護范圍時,聲波武器就會發出警告聲音,阻止敵人前進;如果敵人繼續前進,那么聲波武器就會發出強聲波,其能量足以使敵人喪失行動能力。

(2)噪聲波武器:它主要依靠發出一種定向的噪聲波,用來在短時間內麻痹敵人的聽覺和中樞神經,甚至可使敵人在數分鐘內處于昏迷狀態。噪聲波武器用來對付敵人和恐怖分子具有特殊的效果。發生強噪聲的方法主要是電磁性噪聲,利用磁場脈動、磁致伸縮、電源頻率脈動等引起電氣部件的振動而產生。

(3)超聲波武器:它主要依靠發出一種高能量的超聲波,并造成強大的空氣壓力,使人體產生視覺模糊、惡心等生理反應,從而使敵方喪失作戰能力。

(4)次聲波武器:它主要是依靠發出一種震蕩頻率與人體大腦節律或人體內臟器官固有頻率相近的次聲波,使神經錯亂或內臟劇烈疼痛甚至死亡,這是目前威力最大、也是最成熟的聲波武器。生理學研究表明,人體各器官都有一個固定的振動頻率,稱為人體器官的固有頻率,它們通常在3Hz~12Hz之間。例如:腹部內臟的固有頻率為4Hz~8Hz,其中心臟的固有頻率是5Hz,頭部的固有頻率為7Hz~12Hz,均處于次聲波的范圍之內。因此,當次聲波作用于人體時,固有頻率和次聲波頻率相近的器官就在次聲波的作用下發生共振,造成人體生理紊亂和嚴重損傷。次聲波武器就是利用頻率與人體各主要器官的固有頻率相當的高強次聲波作用于人體,使人體產生共振,從而起到損傷破壞作用。按其作用于人體的不同部位,可分為神經型損傷和器官型損傷兩大類。其中神經型損傷是由于次聲波頻率和大腦的固有頻率極其相近,這種頻率的次聲波作用于人體時會刺激人的大腦,使之產生共振,在人的意識幼覺和心理思維上產生一定的影響,從而起到傷害作用。比如它可造成人的注意力無法集中,難以進行正常的工作,在一定程度上喪失生理活動能力,嚴重時還會引起頭疼、惡心、癲狂和神經錯亂,甚至休克昏迷不醒;器官型損傷是因次聲波頻率和人體內部器官的固有頻率十分接近,當這種次聲波作用于人體時,人體的內臟器官會產生強烈的共振,使人呼吸困難、肌肉痙攣,甚至血管破裂、內臟受損,嚴重時還會致人死亡。次聲波在軍事上的應用從實踐中證實了它傳播速度快,穿透能力強,作用距離遠,具有無孔能人、見縫插針的特殊本領。次聲武器因其超強的穿透力,使敵我雙方都難以防護。強聲驅散盾牌上使用的強聲驅散裝置不涉及超聲和次聲的范疇,強聲器運用獨創的高效電聲轉換、輻射器陣列和波束形成技術,提高了強聲輻射的指向特性,在對目標實施有效打擊的情況下,保證了參戰人員的自身安全。強聲器系統設備由強聲輻射器陣列、機電控制裝置、回轉圓盤等組成。強聲輻射器陣列為矩形結構,各換能器陣元分布在一個平面上,縱橫整齊平行,形成一個矩形的包絡。通過輻射器陣列結構和發射信號的相位控制,強聲輻射器陣列使待反射聲波在指定地點或方向上發生疊加而在其他位置發生破壞性干涉,從而以波束的形式在一定的方向上傳播。利用定向聲波傳播原理,通過對聲壓級的控制,實現強行驅暴及遠程喊話宣傳。該部分近距離可發出125db以上的強大的噪音,使人惡心難受甚至瞬間失聰,對近距離的人群有顯著的驅散效果。

盾牌及其特性

盾牌由防護面板,觀察窗以及攜帶握持裝置構成。聲波驅散盾牌一般采用防暴盾牌,目前防暴盾牌執行的標準的《GA422-2008防暴盾牌》,防護面板使用的主要材料主要有聚碳酸酯、鋁合金、玻璃鋼及高性能材料復合材料等,主要形狀有長方形及圓形等。當然,強聲驅散盾牌也有使用防彈盾牌的,目前防彈盾牌執行的標準的《GA423-2003防彈盾牌》,防護面板使用的主要材料主要有防彈鋼板、高性能材料復合材料等,主要形狀有長方形及圓形等。

聲波驅散盾牌的功能特性

聲波驅散盾牌的構成決定了該裝備兼具防護與警示、驅散等主要功能,可以利用盾牌的強聲驅散特性進行戰術推進,對目標進行驅散和干擾,減少戰斗員在推進和堅守情況下的正面壓力;同時,驅散能力還可轉為警示和指引作用,為復雜環境下的平暴工作起到非常好的指引作用。聲波驅散盾牌的基本特性在于隨身防護和定向強聲驅散,隨身防護使得該裝備具備一定的防護性和便攜性,同時具備警示和驅散作用。與傳統的單一盾牌裝備及小型便攜式聲波驅散器相比較,聲波驅散盾牌的優勢在于將盾牌防護和強聲驅散的功能互補,不僅減小了戰斗人員的正面壓力,還能夠有效地保護驅散設備,防止驅散裝備被損壞。聲波驅散盾牌的便攜性可以方便裝備隨時部署,就地展開,真正實現0展開時間;可以由單警攜帶,進入房間,通道,洞穴,廢墟等狹小危險環境進行作業;可以方便的團隊作業,根據實際情況進行范圍布置;可以在常規任務時對任務目標進行警告和警示;也可以在形式惡化時對任務目標進行軟殺傷,減少了一線戰斗人員面臨的巨大壓力。在驅散能力上,聲波驅散盾牌即使與大型聲波驅散器進行比較也并不遜色,因為強聲驅散使用的都是高頻聲波,這種聲波在空氣中傳播時衰減非常明顯,而大型裝備的部署方式決定了其距離戰斗一線的距離相對較遠,當聲波驅散器內發出的定向聲波到達目標人群時,因距離造成的聲波的衰減已經非常的明顯,還有可能會對聲波驅散器與目標人群之間的我方人員造成損傷。而聲波驅散盾牌則不需要考慮距離的問題。聲波驅散盾牌的使用一定是在戰斗的第一線,在某些時候其聲強甚至超過了大型聲波驅散器,即使在較遠的距離作業,聲波驅散盾牌也可以通過多面盾牌陣列的方式對任務目標進行驅散,從而達到與大型聲波驅散器相當的驅散性能。同時,聲波驅散器的靈活性更是常規聲波設備所無法比擬的,靈活的特性和多樣化的部署方式使得聲波驅散盾牌有著更為寬泛的使用空間。作為一款攻防兩用型警用裝備,聲波驅散盾牌有較強的靈活性和適應能力,針對執行任務場所的不同,或者同一處置場合情況下任務階段的不同,聲波驅散盾的用途也各有不同。例如在救護、搶險救災等環境中,聲波驅散盾牌的主要用途是警示群眾,指引方向,防護對象則為受災群眾、警員,保護其不受傷害;而在突擊行動中,聲波驅散盾牌的用途則側重于保護戰斗人員不受敵對分子的威脅,聲波裝備則成為和敵對分子進行對話的重要工具,這樣可以減少身體暴露給突擊隊員可能帶來的危險;在群體性事件中,根據事態發展的不同狀況,現場處置人員可以有選擇的使用聲波驅散盾牌的各項主要功能,即在防護條件下對任務目標進行宣傳宣講,警示警告和定向驅散。

聲波驅散盾牌的操作與部署

聲波驅散器操作簡單,常見產品的按鈕見圖3。在拿到聲波驅散器后,首先打開防塵套,取出聲波驅散盾牌,檢查盾牌的外觀是否破損及異常,在確定無誤后,按下電源開關,打開聲波驅散器,同時按下話筒按鈕,即可對話筒進行喊話,喊話聲音通過電路放大后,通過聲波驅散器定向發射至目標人群;在喊話無效的情況下,根據上級指示,可以按下一鍵驅散按鈕,強大的驅散音可以迫使目標單位后退或躲讓,如果發現有個別目標抗性較強,可采用多面驅散盾牌合作的方式,對其進行驅散;對于一些頑固分子,戰斗員則可利用盾牌進行掩護并推進至近距離,采用極端手段進行制服。

聲波驅散盾牌的部署方式大體可分為全面部署、比例部署和特別部署三種部署方式,分別對應區隊及以下單位,區隊以上單位以及特種單位。在區隊級以下單位中,一般不予配置大型、重型裝備防護及驅散裝備,在實際作業中也很難聲波驅散盾牌的操作與部署得到類似裝備的支援。為了達到必要的防護能力及聲波驅散效果,需要通過規模使用的方式對聲波驅散盾牌的各方面能力進行加強,使聲波驅散盾牌發揮出應有的效果,實現保護自己,打擊敵人的作戰目的。在區隊以上級別的作戰行動中,由于可以得到大型聲波裝備的有力支持,無論防護作業還是驅散作業,都可以通過隔離帶、防護網、盾牌墻、車載聲波驅散器及固定式聲波驅散器等大重型裝備進行實現,即使在進行前推進作業時,由于大重型裝備可以及時跟進,在一線作戰環境下,聲波驅散盾牌的可使用空間也非常有限。在這種情況下,聲波驅散盾牌的主要功能是在一些重型裝備無法部署的區域進行靈活部署,并且跟隨一線單位進行推進作業,以及在任務前期,重型裝備無法到達時進行機動部署以及在任務后期抓捕中機動使用。此時聲波驅散盾牌的部署可以進行比例配制,如按照3:1或4:1的比例對作戰單位進行部署,在無重型裝備的情況下可以將聲波驅散盾牌集中起來進行規模使用,或者在重型裝備無法到達的區域靈活使用。另外在一些特殊的場合,比如反劫持情況,需要特別部署特種聲波盾牌,此時部署的聲波驅散盾牌的配置應為防彈盾牌加定向警示。在具體作業時,戰斗員隱蔽在盾牌后方,接近危險場合,并通過定向聲波驅散器對目標人員進行勸說和警告,一方面可以有效地保護戰斗員不會因為暴露而受到傷害,另一方面也防止驅散設備被危險分子破壞,同時在心理上也會給犯罪分子以極大的心理壓力,這樣的聲波驅散盾牌一般只部署在有特定任務的作戰單位,并在特定作戰任務時才會出現,適用于特別部署。需要強調的是,聲波驅散盾牌只是一款單警使用的多功能警用裝備,其無論是進攻中的軟殺傷性能,還是盾牌的防護能力,都無法與大型聲波驅散器或者盾墻等大重型裝備相提并論,即使通過規模部署的方式,也只能通過數量上的增加達到性能上一定的提高,并不能全面達到和大重型裝備具備相同的能力,因此無論在部署還是使用中,對于聲波驅散盾牌都需要適時部署適情使用,讓其在裝備最擅長的區域發揮最大的作用。聲波驅散盾牌并不能夠完全替代類似功能的所有裝備,只有將各型警用設備有機的結合在一起,合理搭配,正確使用、共同發力,最大程度的協助公安民警進行危險環境下的快速作業,才能夠讓各種裝備的性能發揮到最佳。

聲波驅散盾牌的選擇

聲波驅散盾牌使用的是定向強聲波,聲波可控、可調,不會使驅散群體造成人身傷害,規避了日后的司法糾紛,同時了保證現場執勤人員安全,其發展前景廣闊,但該產品在國內還沒有技術標準。由于聲音的衰減很快、如果定向作用不強,其傳播的距離極其有限,并且對使用人員的傷害也比較大,同時,產品的性能和功能還應充分考慮環境的影響。在沒有相關標準的情況下,選擇產品的時候應注意以下幾個方面的問題:

1. 產品應操作安全、方便,不能因為安裝了強聲驅散裝備而降低盾牌的防護效果。強聲驅散盾牌是在盾牌的基礎上增加強聲驅散功能,因此要求裝備的人機功效性好、操作方便、具有安全的保險裝置,不能很隨便就能啟動強聲驅聲波驅散盾牌的選擇散開關。在防護性能上不能因為增加了強聲發生裝備而降低盾牌本身的防護性能,同時還應充分考慮到使用者的機動靈活性,不能增加太多的重量,否則就聲波驅散盾牌喪失了其靈活機動的優勢,目前手持式防彈盾牌和防暴盾牌的重量要求分別是不高于6kg和4kg。

2. 設備產生的強聲必須連續、穩定,只有這樣其作用距離、強度才能穩定,在實戰中才能起到其應有的作用。當噪聲超過120db時,就會引起人產生心悸、耳鳴、發慌、恐懼等心理反應;當噪聲超過145db時,人會出現頭痛、目眩、惡心等強烈反應;在更高的噪聲環境里,人的聽覺器官將受到傷害,引起耳鼓膜破裂出血、永久性失去聽力,甚至還會精神失常,嚴重的會引起并發癥而導致死亡。對大多說人來說,遭遇這種強聲,即使捂住耳朵,也會感到頭疼,少部分人會更加強烈,甚至雙膝跪地。

3. 裝備的環境適應性(含自然環境、機械環境及粉塵、電池兼容等)應能滿足要求,不能因為環境條件的變化而使產品失效。單從盾牌的角度,主要是高溫、低溫對其防護效能的影響比較大,但是從強聲發生器的角度、要充分考慮到使用環境溫度、濕度、鹽霧、粉塵、機械振動、沖擊、跌落等影響,同時對于使用電致強生的裝備還要充分考慮到外界電池環境對其功能的影響以及裝備本身對周圍設備的騷擾程度。

4. 裝備的電池性能應該滿足使用要求。首先電池容量應能保證一定的使用時間(要求至少2小時)。電池應能在不同環境條件下使用。聲波驅散盾牌是集非致命性武器和防護產品于一體的新型警用裝備,且聲波發生技術的發展很快,而目前還沒有相應的技術標準,有待在今后工作中加強產品的應用研究及標準的制定來規范產品質量,引導產品發展。


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