自从火器问世以来,如何保护战士免受子弹和弹片伤害的问题便一直存在。自30年代初开始,苏联红军便致力于解决这一问题,并着手研发本国的钢盔。
在防护装备的研发过程中,科学研究主要集中在两个方向:一是寻找头盔的最佳形状,确保其既轻便又技术先进;二是寻找一种钢材,这种钢材需要兼具良好的防弹性能和韧性。这种特殊材料不仅适用于头盔,还能用于各种防护盾和护板。经过不懈的努力,到1935年底,苏联终于找到了理想的合金材料,并完善了淬火技术。同年11月,首批型号为SШ-36的钢制头盔正式问世。
为军队提供钢制头盔是当时的首要任务,但其生产过程相当复杂,导致产量远远跟不上计划。钢材和生产技术存在诸多缺陷,因此研发团队不断进行改进工作,优化头盔形状,并测试新的头盔样品和新型合金。然而,关于士兵身体其他部位的防护研究却相对较少。尽管如此,苏联的多个机构还是收到了来自发明家们的各种防护装置建议,包括盾牌、胸甲等。这些建议最终被转交给了红军的装备供应管理局或苏联国防部。虽然其中一些建议用金属得以实现并进行了测试,但并未被大规模采纳,例如安装在步枪上的手臂和脸部防护装置,以及被称为“钢铁之心”的胸口口袋内防弹板等。
在这些提案中,伊·M·维恩布拉特工程师于1937年4月16日提交的项目格外引人注目。这位来自伊热夫斯克厂(位于科尔皮诺)技术条件局(KB №2)的主任工程师,向苏联国防部的发明部门提交了一份详细的“防弹胸甲”设计方案,包括解释说明和图纸。这款胸甲主要用于防御7.62毫米步枪子弹(尽管未具体说明是哪种型号),由两部分组成,旨在保护胸部和肩膀免受子弹、刺刀和剑的伤害。此外,胸甲底部还配备了腹部保护带。维恩布拉特的这一创新设计主要面向突击队、机械化步兵和骑兵等高风险作战部队。该项目的提出不仅引起了国防部领导层对战士个人防护问题的重视,也为后续的相关研究提供了重要的方向和动力。
工程师伊. M.维恩布拉特提出的"防弹胸甲"(RGVA)
维恩布拉特提出了两种防弹胸甲的设计方案,分别采用2毫米和3毫米厚的IZ-2防弹钢板。他进行了详细的防弹性计算:2毫米版本能在850米距离内提供正面子弹防护,而3毫米版本则能承受350-400米距离的射击。此外,这款胸甲还能抵御刺刀和军刀的攻击。对于3毫米版本,维恩布拉特还对重量进行了理论计算:上部(胸部防护)重3.21千克,下部(腹部防护)重1.62千克。
维恩布拉特的项目得到了伊热夫斯克工厂军事工程师第三级军事代表B.A.德宾斯基的支持。德宾斯基于1937年4月15日提交了一份报告,强调了该提案的价值,并建议进行实验样品的射击测试。该信件经过苏联国防部的发明部门审查后,于5月14日回复称有必要制作两种防弹胸甲的实验样品,并在射击场进行测试。为了完成这些任务,伊热夫斯克工厂的主要炮兵代表拉基达被指派负责测试。
随后,拉基达于6月1日发表了他的结论,强调需要尽快制作试验样品以评估结构设计和防护装甲厚度。最终,到1937年9月13日,用于生产的模具和第一批3毫米防弹胸甲样品已经制造完成。延迟的原因是由于工厂车间领导层的更换(当时工厂经历了一波清洗浪潮)。
从防弹板的原料中切割出板材后,这些样品在射击场进行了射击测试。根据测试结果,防弹胸甲的防护性能得到了评估。值得注意的是,制造出的样品与最初的设计略有不同:IZ-2钢被更经济的FD-5654钢所取代,同时胸甲的固定系统也进行了调整。经过轧制和淬火等工艺处理后,防弹胸甲的防护性能达到了“符合军事技术管理局所采纳的防护装甲要求”的标准。
伊·M·维恩布拉特设计的防弹胸甲在视觉呈现上分为两部分:左侧是防弹胸甲本身,右侧则是穿着时的整体外观。
为了测试其防护效果,进行了金属板材射击实验。实验条件包括在距离400米处以90度角射击,以及在350、300和200米处以30度角射击。测试结果表明,防弹胸甲在400米距离内能有效抵御射击,未发生击穿;然而,在30度角射击下,200米距离处出现了穿透,这验证了之前的初步计算。
另外,实际制作的胸部防护样品重量略高于预期计算值(3.49千克),而下部腹部防护部分尚未制作完成。
1937年11月初,经过板材射击测试后,制作的试验样品防弹胸甲被送交给由高级中尉法布里基领导的内务部师进行实地测试。根据1937年11月13日的测试结果,我们得出了以下结论和建议:
右肩部需要依据枪托大小进行削减,以提高穿戴的舒适度。
胸甲的带子固定系统需要进行调整优化。
在背部增加毡垫和弹簧,以减轻对背部的压力并提高舒适度。
实际穿戴和在不同姿势下的使用表明,胸甲能够有效减轻胸部压力,尤其在冬季穿着大衣时效果更佳。但夏季穿戴条件仍需进一步研究和测试。同时,胸甲的重量对士兵行军负担较小,适合短距离行军。
建议在实际射击测试后再次检查胸甲的防护性能。
考虑在所有位置使用扁平弹簧替代带子,以提高稳定性和舒适度。
基于所得结果,维恩布拉特得出了苏联红军需要防弹胸甲的结论,并建议在建立尺寸标准和技术条件后将其投入批量生产。他还进行了所需数量的大致计算,预计每月需求量为15,000至20,000个,每年则为170,000至220,000个。
1937年12月27日,工作报告被发送至苏联国防人民委员部的第七主管部门,并于1月15日转交给红军的装备供应管理局。在报告中,维恩布拉特提出了向伊热夫斯克工厂订购一批试验样品防弹胸甲的建议。随后,1月24日,副人民委员阿·伊·叶戈罗夫报告了这一情况,并请求批准订购1000个试验样品。然而,次日,叶戈罗夫被解职,并被任命为第七军区的军队指挥官,随后不幸被捕并处决。
尽管一段时间内有关防弹胸甲的问题被搁置,但它并未被遗忘。在装备供应管理局,维恩布拉特的设计图纸和报告被仔细研究。1938年3月5日,关于改进防弹胸甲的建议再次被发送至苏联国防人民委员部第七主管部门,建议内容主要包括:
1.缩短肩部衬垫4厘米,以提高穿着舒适度;
2.缩短背面凸起3厘米,以更好地适应胸甲下摆;
3.增大右肩部的开口,以适应步枪枪托;
4.磨平贴身部位的边缘,减少摩擦和不适;
5.对前颈部分进行圆角修整,增强安全性;
……
8.开发一种特殊钢材品种,该材料应兼具韧性和硬度,并尽量减少熔化铅的涡流作用可能带来的有害后果。
СН-38——苏联红军首个批量生产的防弹胸甲
1938年8月,维恩布拉特的防弹胸甲项目再次受到关注。作为项目的原作者,他被召唤到装备供应管理局,展示了1938年6月27日改进后的设计。然而,在他返回伊热夫斯克工厂后不久,维恩布拉特不幸被内务人民委员部逮捕。更令人唏嘘的是,1938年10月,装备供应管理局的电报才姗姗来迟,要求他将样品提交给国防人民委员维罗希洛夫元帅审批。
至那时,苏联的多个部委(包括工业技术委员会、国防人民委员部、国防委员会和装备供应管理局)已就防弹胸甲的制造商、试验批量规模及试验时间进行了初步协商。根据维恩布拉特的计划,伊热夫斯克工厂应在1939年1月1日前生产1000件防弹胸甲,并在同年1月至4月期间进行部队测试。这也解释了后续发生的一系列事件。
尽管尚未收到装备供应管理局和国防人民委员部关于防弹胸甲的正式决定,但在向维罗希洛夫元帅请示后,1938年10月22日,重工业人民委员卡加诺维奇下令LMZ(即Lysvensky Metalworks,前身为《工业》报社工厂)在1939年1月1日前设计和制造试验批量的钢制防弹胸甲。这些胸甲包括250件重量为4-5公斤的型号和250件重量为2-2.5公斤的轻型型号。鉴于LMZ与第13研究所在钢质头盔开发上的紧密合作,同一团队的工程师也参与了防弹胸甲的研发工作。
LMZ一接到卡加诺维奇的指示便迅速行动起来,没有等待装备供应管理局制定基于维恩布拉特工作的防弹胸甲技术条件和型号。因此,当装备供应管理局的代表抵达LMZ时,他们已经研发出三种不同型号的防弹胸甲,并正根据这些型号生产试验批量。尽管这些防弹胸甲都被标记为СН-38,但它们实际上是具有不同设计的产品。此外,1938年11月9日,维罗希洛夫元帅的信函也到达,其中详细说明了战术技术要求(TТТ)以及试验批次的验收程序。TТT中规定了不同重量防弹胸甲的防弹能力,即重量为4-5公斤的胸甲能在350米距离内抵御子弹,而重量为2-2.5公斤的胸甲则能在700米距离内保持防弹性能。
СН-38两节式防弹胸甲的整体外观(俄罗斯国家军事档案馆)
工程师维恩布拉特被定罪后,被送往列宁格勒地区内务人民委员部特别技术局——“沙拉什卡”。在那里,他尝试重新开始防弹胸甲的研究工作,并于1939年6月9日写信给装备供应管理局,但为时已晚,因为这项工作已由其他工厂和研究所接手。
1939年1月5日,LMZ代理董事长朱可夫在一份报告中向卡加诺维奇和维罗希洛夫汇报,LMZ在第13研究所的协助下成功完成了生产试验批量钢质防弹胸甲的任务。总共制造了491件防弹胸甲(据其他文件显示,实际数量可能稍高,稍后会详细提及),其中包括四种不同结构的类型。这是苏联制造的第一批钢质防弹胸甲,尽管数量有限,但已实现了批量生产。具体类型包括:
三节式重型类型——107件
两节式重型类型——115件
两节式轻型类型——260件
两节式超轻型类型——9件
СН-38三节式防弹胸甲的整体外观(俄罗斯国家军事档案馆)
这些防弹胸甲采用了一种新型的硅锰镍钢材料,该材料还用于СШ-38–2实验头盔中 - 经过轻微修改后,该头盔被采纳并以СШ-39的索引号装备给了RKKA。这些防弹胸甲不仅在零件数量和钢板厚度上有所不同,而且在衬垫结构上也有所不同(位于身体和防弹胸甲之间的衬垫)。
由三部分组成的СН-38只制造了重型类型(防弹胸甲厚度为3.5–3.6毫米),并安装了两种类型的衬垫结构,一种衬垫是海绵橡胶,用棉布包裹两面。另一种是由两层棉布制成,轮廓处缝制了一层海绵橡胶,其他性能是完全一样的。
СН-38两节式胸甲则共制造了三种类型:重型(防弹胸甲厚度为3.5–3.6毫米)、轻型(1.5–1.6毫米)和超轻型(1.15–1.25毫米)。这三种胸甲还使用了七种类型的衬垫结构。总之,可以区分出九种不同类型的СН-38,它们在结构、钢板厚度和衬垫结构类型上各不相同。在文件中未能找到每种类型的СН-38防弹胸甲的生产数量。
金属厚度(毫米) 内衬类型 内衬重量(公斤) 胸甲重量(公斤) 防弹性(米)
3.5–3.6毫米 海绵橡胶,两面包裹棉布 0.510–0.555 6.0–6.2 350
3.5–3.6毫米 两层棉布,轮廓处缝制一层海绵橡胶 0.270–0.310 5.6–5.8 350
1.5–1.6毫米 两层棉布,领口处缝制一层海绵橡胶 0.160 3.0–3.1 600–700
1.5–1.6毫米 两层棉布,轮廓处缝制一层海绵橡胶 0.270–0.310 3.1–3.2 600–700
1.5–1.6毫米 海绵橡胶(在胸部区域),两面包裹棉布 0.410–0.440 3.3–3.4 600–700
1.5–1.6毫米 海绵橡胶(连续的),两面包裹棉布 0.510–0.555 3.4–3.5 600–700
1.15–1.25毫米 毛呢,领口处缝制一层海绵橡胶 – 2.35–2.4 –
1938年12月29日发布的《钢制防弹胸甲射击试验报告》披露了若干引人注目的细节:按照技术要求,所有重型和轻型防弹胸甲的实验批次均须通过个体射击测试。对于重型防弹胸甲,测试时射击距离为350米;而轻型防弹胸甲则需在700米距离下进行射击测试。由于LMZ(Lysvensky Metalworks)缺乏自己的试验场,因此试验时子弹是从25米处射击的。在测试过程中,重型防弹胸甲所受的子弹初速为612.9米/秒,轻型防弹胸甲的子弹初速为362.9米/秒,而超轻型防弹胸甲的子弹初速则为320米/秒。
SN-38的三节式重型型号(左侧)和两节式重型型号(右侧)
根据这份文件,我们能够精确掌握SN-38所有类型胸甲的生产数量。文件详细列出了提交测试和通过测试的胸甲数量,以及各自的通过率:
a)三节式重型型号共生产了289个,其中通过测试的为250个,通过率高达86%;
B)两节式重型型号共生产了277个,其中通过测试的为251个,通过率高达90%;
c)轻型型号共生产了9个,且全部通过测试,通过率为100%。
文件还强调了对通过测试的少量胸甲进行实弹再测试的必要性,这一测试在1939年1月2日进行。除了按照要求的射击距离进行测试外,还额外进行了来自600米、500米、250米和50米的测试。共有20个重型和轻型型号的胸甲参与了这次测试。
根据测试结果,胸甲完全符合战术技术要求:轻型型号的胸甲在500米距离上被击穿,而重型型号的胸甲在250米距离上有50%的情况被击穿。此外,还指出两部分重型型号的胸甲具备折叠功能,像盾牌一样使用,且在50米距离上不会被击穿。
两个SN-38两节式轻型型号样品
SN-38试验批次的胸甲需要进行全面的测试,以确定其在红军中的实际使用效果。根据1939年1月4日军事外务部长的命令,这些胸甲被送往位于Щурово的试验场进行测试,测试内容主要包括:
a)评估胸甲的抗弹能力和防止子弹溅射(即子弹命中时产生的碎片溅射)的能力;
b)测定子弹撞击力及其对胸腔和腹部的潜在影响;
c)测试在步行时佩戴胸甲的效果。
根据1939年1月15日军事工业部会议的决定,这些试验应在2月5日前完成,并由军事外务部负责领导。在这个过程中,红军卫生部(СУ)也积极参与其中。1939年1月17日,军事外务部长向卫生部提出请求,希望卫生部能向军事医学院院长发出指示,要求进行动物实验,以“...发现子弹撞击时对生物体生理特性的所有潜在影响”。
在1月下旬,各类型的胸甲在莫斯科进行了展示,并据此制定了更详细的战术技术要求。这些要求于1月26日由国防委员会主席沃罗什洛夫元帅批准,其中明确了胸甲的形式(由两部分组成)以及它可折叠作为护盾使用的可能性。
位于莱斯瓦市的头盔博物馆收藏的三节式SN-38重型型号,配备第一种类型的内衬装置
根据1939年1月28日苏联人民委员会国防委员会的命令,为了在不同战术环境和战斗条件下测试胸甲的性能,它们被送往第一莫斯科步兵师和米哈伊洛夫命名的第一莫斯科步兵团进行测试(胸甲于2月14日才正式送达)。
根据2月21日的测试结果,报告指出在佩戴胸甲的同时携带弹药袋、铲子和防毒面具存在一些不便,并对胸甲对士兵行动能力的影响进行了评估,同时提出了一系列关于改进结构的建议。鉴于这些发现,报告提出了延长测试期限至3月10日的请求。测试期最终被延长,并于1939年3月17日根据进一步的军事测试编写了详细的报告。报告确认:
跨越、爬行和滑雪等行动不受影响;
短距离奔跑时疲劳感不明显;
在短距离行军(5、7和12公里)中,胸甲能够平衡背包的重量,减轻士兵的疲劳感;
自行挖掘时胸甲不妨碍行动;
投掷手榴弹、准备射击和卧姿射击均不受影响;
使用刺刀时胸甲提供了良好的防御保护。
然而,报告也指出了胸甲的几个缺点:
在跪姿、坐姿和站立射击时,肩部凹槽部分被部分遮盖,影响了瞄准;
行进时,胸甲与士兵大腿摩擦;
紧密贴合导致胸部容易出汗;
水平肩带的固定方式不舒适,士兵难以自行穿脱胸甲。
在总结中,报告建议:
生产不同尺码的胸甲以满足不同士兵的需求;
修改肩部部件,使其更加陡峭;
扩大肩膀缺口以适应枪托;
钢制胸甲在将来的战争中有望挽救许多士兵、指挥官和政治工作者的生命。
直至1939年8月,对钢制胸甲的研究工作暂时告一段落。虽然SN-38并未投入大规模生产,但它为红军士兵个人防护装备的发展做出了重要的贡献。