聲波驅(qū)散盾牌的發(fā)展與應(yīng)用

關(guān)鍵詞：聲波驅(qū)散盾牌 定向強聲驅(qū)散 特種盾牌

隨著我國社會的不斷發(fā)展及社會轉(zhuǎn)型的不斷加快，社會上不和諧、不穩(wěn)定因素增多，各類群體性事件和突發(fā)性事件呈逐年上升趨勢，社會穩(wěn)定的形勢更加尖銳復(fù)雜。民族分裂勢力、宗教極端勢力和暴力恐怖勢力在境內(nèi)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(yán)峻的挑戰(zhàn)，維護國家安全統(tǒng)一的任務(wù)還十分艱巨。警察隊伍履行著維護社會穩(wěn)定、保障人民群眾安居樂業(yè)的崇高使命，主要執(zhí)行執(zhí)勤、處置突發(fā)事件等任務(wù)。在新形勢下，警察隊伍面臨的斗爭形式、作戰(zhàn)樣式、地域環(huán)境及對象結(jié)構(gòu)都在發(fā)生著質(zhì)的變化，對斗爭準(zhǔn)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(lǐng)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(fā)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(fā)展和警務(wù)工作的多樣化，盾牌技術(shù)也得到了長足發(fā)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(qū)散功能的盾牌、帶電擊功能的盾牌、帶發(fā)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(yīng)用。聲波驅(qū)散盾牌是一種集防護、警報警示、定向強聲驅(qū)散軟殺傷能力以及便攜性等多種優(yōu)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(yīng)對能力，在處置群體性事件、惡性劫持事件、大規(guī)模抓捕行動及搶險救援行動中，具有非常明顯的作用，已經(jīng)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(qū)散盾牌，如美國Ultra ElectronicsHyperSpike公司的HyperShield產(chǎn)品，瑞典Inferno公司的盾牌系列，都已經(jīng)成功投放市場并有一定的應(yīng)用。我國聲波驅(qū)散盾牌的研究工作起步較晚，在吸收國外先進技術(shù)的同時，將聲波驅(qū)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(qū)散盾牌是聲波武器和防暴盾牌高度發(fā)展、高度融合的產(chǎn)物，聲波驅(qū)散盾牌指的是具備定向強聲驅(qū)散能力的盾牌，由一臺聲波驅(qū)散器和一面防護盾牌構(gòu)成。常見聲波驅(qū)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(chǎn)生的，而這些振動可以通過空氣、水、鋼鐵等介質(zhì)進行傳播并形成聲波。在物理學(xué)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(chǎn)生機械共振，輕則造成頭疼、惡心、眩暈等不適癥狀，重則會產(chǎn)生肌肉痙攣、全身顫抖、呼吸困難和神經(jīng)錯亂等不良后果，甚至發(fā)生血管破裂和內(nèi)臟損壞等導(dǎo)致死亡的嚴(yán)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(fā)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(shè)施、倉庫、大型武器基地等。當(dāng)敵人接近防護范圍時，聲波武器就會發(fā)出警告聲音，阻止敵人前進；如果敵人繼續(xù)前進，那么聲波武器就會發(fā)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(fā)出一種定向的噪聲波，用來在短時間內(nèi)麻痹敵人的聽覺和中樞神經(jīng)，甚至可使敵人在數(shù)分鐘內(nèi)處于昏迷狀態(tài)。噪聲波武器用來對付敵人和恐怖分子具有特殊的效果。發(fā)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(chǎn)生。

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

（4）次聲波武器：它主要是依靠發(fā)出一種震蕩頻率與人體大腦節(jié)律或人體內(nèi)臟器官固有頻率相近的次聲波，使神經(jīng)錯亂或內(nèi)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(xué)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(nèi)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(nèi)。因此，當(dāng)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(fā)生共振，造成人體生理紊亂和嚴(yán)重?fù)p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(dāng)?shù)母邚姶温暡ㄗ饔糜谌梭w，使人體產(chǎn)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(jīng)型損傷和器官型損傷兩大類。其中神經(jīng)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(chǎn)生共振，在人的意識幼覺和心理思維上產(chǎn)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(yán)重時還會引起頭疼、惡心、癲狂和神經(jīng)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(nèi)部器官的固有頻率十分接近，當(dāng)這種次聲波作用于人體時，人體的內(nèi)臟器官會產(chǎn)生強烈的共振，使人呼吸困難、肌肉痙攣，甚至血管破裂、內(nèi)臟受損，嚴(yán)重時還會致人死亡。次聲波在軍事上的應(yīng)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(lǐng)。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(qū)散盾牌上使用的強聲驅(qū)散裝置不涉及超聲和次聲的范疇，強聲器運用獨創(chuàng)的高效電聲轉(zhuǎn)換、輻射器陣列和波束形成技術(shù)，提高了強聲輻射的指向特性，在對目標(biāo)實施有效打擊的情況下，保證了參戰(zhàn)人員的自身安全。強聲器系統(tǒng)設(shè)備由強聲輻射器陣列、機電控制裝置、回轉(zhuǎn)圓盤等組成。強聲輻射器陣列為矩形結(jié)構(gòu)，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(luò)。通過輻射器陣列結(jié)構(gòu)和發(fā)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(fā)生疊加而在其他位置發(fā)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(xiàn)強行驅(qū)暴及遠程喊話宣傳。該部分近距離可發(fā)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(qū)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(gòu)成。聲波驅(qū)散盾牌一般采用防暴盾牌，目前防暴盾牌執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)合材料等，主要形狀有長方形及圓形等。當(dāng)然，強聲驅(qū)散盾牌也有使用防彈盾牌的，目前防彈盾牌執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)合材料等，主要形狀有長方形及圓形等。

聲波驅(qū)散盾牌的功能特性

聲波驅(qū)散盾牌的構(gòu)成決定了該裝備兼具防護與警示、驅(qū)散等主要功能，可以利用盾牌的強聲驅(qū)散特性進行戰(zhàn)術(shù)推進，對目標(biāo)進行驅(qū)散和干擾，減少戰(zhàn)斗員在推進和堅守情況下的正面壓力；同時，驅(qū)散能力還可轉(zhuǎn)為警示和指引作用，為復(fù)雜環(huán)境下的平暴工作起到非常好的指引作用。聲波驅(qū)散盾牌的基本特性在于隨身防護和定向強聲驅(qū)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(qū)散作用。與傳統(tǒng)的單一盾牌裝備及小型便攜式聲波驅(qū)散器相比較，聲波驅(qū)散盾牌的優(yōu)勢在于將盾牌防護和強聲驅(qū)散的功能互補，不僅減小了戰(zhàn)斗人員的正面壓力，還能夠有效地保護驅(qū)散設(shè)備，防止驅(qū)散裝備被損壞。聲波驅(qū)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(xiàn)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(huán)境進行作業(yè)；可以方便的團隊作業(yè)，根據(jù)實際情況進行范圍布置；可以在常規(guī)任務(wù)時對任務(wù)目標(biāo)進行警告和警示；也可以在形式惡化時對任務(wù)目標(biāo)進行軟殺傷，減少了一線戰(zhàn)斗人員面臨的巨大壓力。在驅(qū)散能力上，聲波驅(qū)散盾牌即使與大型聲波驅(qū)散器進行比較也并不遜色，因為強聲驅(qū)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?jīng)Q定了其距離戰(zhàn)斗一線的距離相對較遠，當(dāng)聲波驅(qū)散器內(nèi)發(fā)出的定向聲波到達目標(biāo)人群時，因距離造成的聲波的衰減已經(jīng)非常的明顯，還有可能會對聲波驅(qū)散器與目標(biāo)人群之間的我方人員造成損傷。而聲波驅(qū)散盾牌則不需要考慮距離的問題。聲波驅(qū)散盾牌的使用一定是在戰(zhàn)斗的第一線，在某些時候其聲強甚至超過了大型聲波驅(qū)散器，即使在較遠的距離作業(yè)，聲波驅(qū)散盾牌也可以通過多面盾牌陣列的方式對任務(wù)目標(biāo)進行驅(qū)散，從而達到與大型聲波驅(qū)散器相當(dāng)?shù)尿?qū)散性能。同時，聲波驅(qū)散器的靈活性更是常規(guī)聲波設(shè)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(qū)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(qū)散盾牌有較強的靈活性和適應(yīng)能力，針對執(zhí)行任務(wù)場所的不同，或者同一處置場合情況下任務(wù)階段的不同，聲波驅(qū)散盾的用途也各有不同。例如在救護、搶險救災(zāi)等環(huán)境中，聲波驅(qū)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(zāi)群眾、警員，保護其不受傷害；而在突擊行動中，聲波驅(qū)散盾牌的用途則側(cè)重于保護戰(zhàn)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(jù)事態(tài)發(fā)展的不同狀況，現(xiàn)場處置人員可以有選擇的使用聲波驅(qū)散盾牌的各項主要功能，即在防護條件下對任務(wù)目標(biāo)進行宣傳宣講，警示警告和定向驅(qū)散。

聲波驅(qū)散器操作簡單，常見產(chǎn)品的按鈕見圖3。在拿到聲波驅(qū)散器后，首先打開防塵套，取出聲波驅(qū)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(guān)，打開聲波驅(qū)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(qū)散器定向發(fā)射至目標(biāo)人群；在喊話無效的情況下，根據(jù)上級指示，可以按下一鍵驅(qū)散按鈕，強大的驅(qū)散音可以迫使目標(biāo)單位后退或躲讓，如果發(fā)現(xiàn)有個別目標(biāo)抗性較強，可采用多面驅(qū)散盾牌合作的方式，對其進行驅(qū)散；對于一些頑固分子，戰(zhàn)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(qū)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(yīng)區(qū)隊及以下單位，區(qū)隊以上單位以及特種單位。在區(qū)隊級以下單位中，一般不予配置大型、重型裝備防護及驅(qū)散裝備，在實際作業(yè)中也很難聲波驅(qū)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(qū)散效果，需要通過規(guī)模使用的方式對聲波驅(qū)散盾牌的各方面能力進行加強，使聲波驅(qū)散盾牌發(fā)揮出應(yīng)有的效果，實現(xiàn)保護自己，打擊敵人的作戰(zhàn)目的。在區(qū)隊以上級別的作戰(zhàn)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(yè)還是驅(qū)散作業(yè)，都可以通過隔離帶、防護網(wǎng)、盾牌墻、車載聲波驅(qū)散器及固定式聲波驅(qū)散器等大重型裝備進行實現(xiàn)，即使在進行前推進作業(yè)時，由于大重型裝備可以及時跟進，在一線作戰(zhàn)環(huán)境下，聲波驅(qū)散盾牌的可使用空間也非常有限。在這種情況下，聲波驅(qū)散盾牌的主要功能是在一些重型裝備無法部署的區(qū)域進行靈活部署，并且跟隨一線單位進行推進作業(yè)，以及在任務(wù)前期，重型裝備無法到達時進行機動部署以及在任務(wù)后期抓捕中機動使用。此時聲波驅(qū)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(zhàn)單位進行部署，在無重型裝備的情況下可以將聲波驅(qū)散盾牌集中起來進行規(guī)模使用，或者在重型裝備無法到達的區(qū)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(qū)散盾牌的配置應(yīng)為防彈盾牌加定向警示。在具體作業(yè)時，戰(zhàn)斗員隱蔽在盾牌后方，接近危險場合，并通過定向聲波驅(qū)散器對目標(biāo)人員進行勸說和警告，一方面可以有效地保護戰(zhàn)斗員不會因為暴露而受到傷害，另一方面也防止驅(qū)散設(shè)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(qū)散盾牌一般只部署在有特定任務(wù)的作戰(zhàn)單位，并在特定作戰(zhàn)任務(wù)時才會出現(xiàn)，適用于特別部署。需要強調(diào)的是，聲波驅(qū)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(qū)散器或者盾墻等大重型裝備相提并論，即使通過規(guī)模部署的方式，也只能通過數(shù)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(qū)散盾牌都需要適時部署適情使用，讓其在裝備最擅長的區(qū)域發(fā)揮最大的作用。聲波驅(qū)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(shè)備有機的結(jié)合在一起，合理搭配，正確使用、共同發(fā)力，最大程度的協(xié)助公安民警進行危險環(huán)境下的快速作業(yè)，才能夠讓各種裝備的性能發(fā)揮到最佳。

聲波驅(qū)散盾牌使用的是定向強聲波，聲波可控、可調(diào)，不會使驅(qū)散群體造成人身傷害，規(guī)避了日后的司法糾紛，同時了保證現(xiàn)場執(zhí)勤人員安全，其發(fā)展前景廣闊，但該產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。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(chǎn)品的性能和功能還應(yīng)充分考慮環(huán)境的影響。在沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，選擇產(chǎn)品的時候應(yīng)注意以下幾個方面的問題：

1. 產(chǎn)品應(yīng)操作安全、方便，不能因為安裝了強聲驅(qū)散裝備而降低盾牌的防護效果。強聲驅(qū)散盾牌是在盾牌的基礎(chǔ)上增加強聲驅(qū)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(qū)聲波驅(qū)散盾牌的選擇散開關(guān)。在防護性能上不能因為增加了強聲發(fā)生裝備而降低盾牌本身的防護性能，同時還應(yīng)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(qū)散盾牌喪失了其靈活機動的優(yōu)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(shè)備產(chǎn)生的強聲必須連續(xù)、穩(wěn)定，只有這樣其作用距離、強度才能穩(wěn)定，在實戰(zhàn)中才能起到其應(yīng)有的作用。當(dāng)噪聲超過120db時，就會引起人產(chǎn)生心悸、耳鳴、發(fā)慌、恐懼等心理反應(yīng)；當(dāng)噪聲超過145db時，人會出現(xiàn)頭痛、目眩、惡心等強烈反應(yīng)；在更高的噪聲環(huán)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(yán)重的會引起并發(fā)癥而導(dǎo)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(huán)境適應(yīng)性（含自然環(huán)境、機械環(huán)境及粉塵、電池兼容等）應(yīng)能滿足要求，不能因為環(huán)境條件的變化而使產(chǎn)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(fā)生器的角度、要充分考慮到使用環(huán)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(huán)境對其功能的影響以及裝備本身對周圍設(shè)備的騷擾程度。

4. 裝備的電池性能應(yīng)該滿足使用要求。首先電池容量應(yīng)能保證一定的使用時間（要求至少2小時）。電池應(yīng)能在不同環(huán)境條件下使用。聲波驅(qū)散盾牌是集非致命性武器和防護產(chǎn)品于一體的新型警用裝備，且聲波發(fā)生技術(shù)的發(fā)展很快，而目前還沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有待在今后工作中加強產(chǎn)品的應(yīng)用研究及標(biāo)準(zhǔn)的制定來規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量，引導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展。