一項原本用於消防滅火的技術，被引入非致命武器研究領域，於是一款新型水炮誕生了－－ 氣壓脈衝噴霧技術源於消防滅火技術，是20世紀90年代出現並發展起來的。德國IFEX公司是這一領域的“領頭羊”，其開發的IFEX-3000氣壓脈衝噴射滅火裝備及相關產品發展很快，不僅有輕便的個人滅火槍，也有背負式、推車式和可與消防車相接的輕便滅火系統；還可安裝在機車、小型卡車、直升飛機上，以適應不同任務的需要。
基本介紹
- 中文名：車載式防暴水炮
- 領域：非致命武器研究領域
- 性質：用於消防滅火的技術
- 時間：20世紀90年代
概述,簡介,裝備,研究領域,威力解析,水炮組成,性能特點,
概述
簡介
氣壓脈衝噴霧技術的滅火原理就是利用壓縮空氣為動力，在極短時間內由超快開啟的排氣閥噴出，推動儲水筒中的滅火劑並將其以極高的速度發射出去，空氣與液體分子摩擦碰撞產生霧化的液體顆粒，它們具有很大的動能，可以穿透火焰及上升的氣流，直接射入火灶，液體顆粒汽化後使火焰溫度迅速下降，達到滅火目的。
裝備
許多國家都配備了這種裝備，國內近年也研製開發了背負式輕型氣壓脈衝噴霧水槍及其配套裝備，廣泛用於消防部門及煤礦救護。
研究領域
西安武警工程學院將氣壓脈衝技術原理引入研究領域，推出了新型車載式防暴水炮，將氣壓脈衝噴霧技術套用於大型車載防暴水炮，其技術複雜、集成程度高，尚屬國內首例。
威力解析
車載式防暴水炮利用壓縮空氣為動力，在極短的時間內由排氣閥排出，推動身管中的刺激劑液體以較高的速度噴出，空氣與液體分子摩擦碰撞產生粒度大約為2－200微米的霧化顆粒，從空中落到地面約用時3－5秒，在目標區域會形成一個刺激劑霧團。內裝的刺激劑對人的眼睛、皮膚及上呼吸道神經末梢的痛覺感受器有強烈的刺激作用，使人產生不可耐受的疼痛、閉眼流淚及噴嚏等反應。刺激劑的濃度愈大，刺激效果愈強，同時刺激效果在很大程度上取決於顆粒的狀態。
相關研究表明：刺激劑固體顆粒粒度大於100微米時，沉降快且易被鼻毛擋住，不能進入體內。對乾燥皮膚而言，大的固體刺激劑顆粒與神經感受器之間充滿了空氣介質，不易直接作用，效果也不強烈；顆粒小時，又容易隨著空氣流動從皮膚表面划過，不易沉降在皮膚上，效果也不好。只有當粒度在5－40微米範圍內時，才容易進入人的呼吸道和支氣管，從而對人體的作用效果最強烈。如果刺激劑呈液態微粒狀態，將對眼睛、皮膚、上呼吸道有強烈的綜合作用，因為液體都有較大的表面張力，易附在物體表面且有最大的接觸面積。小微粒能被吸入呼吸道，刺激黏膜。落到眼睛和皮膚上時，能產生強酸燒灼般的疼痛。在相同的質量、濃度條件下，小的刺激劑顆粒比大顆粒有更大的比面積，這樣刺激劑的利用率最高。所以刺激劑以霧態使用時，一旦人處於霧團中，將受到全方位的刺激作用，躲得了呼吸道，躲不了眼睛和皮膚受到刺激劑的攻擊。
水炮組成
車載脈衝防暴水炮由炮身、供氣系統、供液系統、反后座裝置、隨動系統、監視瞄準系統、控制系統、載炮車輛及附屬設備組成。水炮炮身主要由炮口、身管、氣壓控制室等部分組成。其工作原理是：以高壓壓縮空氣作為動力源，氣壓控制室的額定壓力為30MPa，容積20升，出口處有減壓閥，可輸出2.5MPa壓縮空氣進入氣控室，當其中的壓力達到2.5MPa後充氣停止；儲水箱中的水在水泵的作用下，連續向炮膛內補充，同時加入刺激劑，充滿後即可發射。按壓發射按鈕，控制閥在電磁閥的作用下快速開啟，氣控室內的壓縮空氣快速噴出，推動空氣與水分子摩擦碰撞並經炮口產生霧化，形成水與刺激劑的霧化流，完成一次發射。此時打開進水閥，可自動進行補水補氣，準備下一次發射。
車載式防暴水炮
車載式防暴水炮水炮實現刺激劑液體的可控射擊，關鍵在於控制閥。水炮採用了閥芯控制腔壓力平衡設計，使得閥門具有排氣快、控制力小、沒有空耗的優點。在密封形式上，採用了金屬與非金屬複合的形式，使密封更加可靠。
在閥芯的設計上，採用了低摩擦材料，使閥芯及閥體間沒有金屬接觸，大大降低了摩擦，提高了閥的快速性並實現了無油潤滑，使流道的局部能量損失降低了20%。
炮口擋板的材料壽命也是一個關鍵問題，它既要有較好的彈性和合適的彈性係數，以便於炮口打開，又要能夠防止多次發射出現的變形，使其控制在允許的範圍內，同時，還要耐刺激劑的腐蝕。普通橡膠材料壽命短，達不到要求。通過多次摸索和實驗，綜合了橡膠和塑膠的優點，配製了一種新型橡塑材料，滿足了壽命要求。
與連續噴射水流的水炮不同，噴霧水炮的一個脈衝發射時間極短，屬毫秒級，同樣的水量用射流水炮需要1－2秒，因此噴霧水炮發射時後坐力較大，雖然比不上大口徑火炮，但較輕武器大得多。為了緩衝後坐力，保證發射時的穩定，降低對炮架的衝擊，設計了反後坐裝置。
對於後坐能量較小的輕武器，一般採用彈簧式復進機。由於彈簧為儲能元件，在整個後坐過程中只儲存能量而不消耗能量，但噴霧水炮後坐力較大，如果只採用彈簧緩衝裝置，則在復進到位時炮身仍具有較大的動能，將產生較為劇烈的剛性碰撞，嚴重影響水炮的穩定性和壽命，因此，必須加裝液壓緩衝裝置，用以消耗大部分後坐與復進的能量，使發射與復進時動作平穩。
該水炮採用彈簧式復進機，定孔活塞式液壓緩衝裝置，兩者合二為一，大大減輕了質量和體積。發射時，彈簧壓縮吸收一定的能量，活塞向後運動壓縮緩衝液，迫使其從活塞小孔流向前方；復進時，彈簧伸張，緩衝液又從前方經小孔流向後方，在流動過程中，產生較大的阻力，使後坐能量轉變為熱能散失掉。彈簧吸收的能量僅保證在最惡劣的情況下能使水炮及時、快速、穩定到位。
供液系統的任務是向炮身及時加注需要的液體，根據不同的使用場合和處置對象，變換液體的性質為純水或刺激劑。
供液系統由帶水位顯示的貯水箱、刺激劑箱、低壓直流驅動水泵及電磁閥、單向閥、注水時間控制繼電器組成。注水時間預先設定。如果僅需要充水，則關閉刺激劑箱閥門，啟動注水開關，水泵運轉同時水箱電磁閥打開，液體通過炮身進水口單向閥向炮身內注水，按預先設定的時間注入水後，電磁閥、水泵自動停止工作，此時為待擊狀態。如果需要刺激劑，則打開刺激劑箱閥門，主管中的水流經過刺激劑箱管口時，刺激劑在重力及流動壓差作用下流入主管，隨水流向炮身。
水位檢測器分別檢測兩水箱水位並將數量信息顯示在操作面板上。
在控制系統作用下，隨動系統賦予水炮規定的射向與射角。由電源提供低壓直流電流，採用直流伺服電機、減速器、減速機及正齒齒輪驅動。水炮正確的射向由雲台上的監視攝像機及操作板上的手柄控制，其轉動的水平角度與監視器同步；轉動極限位置利用磁電自動控制，運轉到極限位置時停止，此時只能向相反方向運轉。炮口的俯仰由面板上的手柄控制，俯仰角度由置於俯仰驅動伺服電機內的旋轉編碼器傳出的旋轉角度脈衝信號經換算成對應的炮口角度，在數字顯示器上直接觀測。水炮使用完畢後按動復位開關，水炮自動復位。
監視瞄準系統中的監視器用來監視車外情況並用於水炮的瞄準，由監視攝像機、面板上的螢光屏組成。監視攝像機為全天候防水、自冷卻、加熱型CCD攝像機。其固定在炮架一側，與炮身同步水平運轉。監視器為彩色液晶顯示器，安裝在操作面板上，可供操作者觀察車外情況，監視系統採用直流電源供電。
控制系統由操作面板、機箱、執行機構、電源等組成，操作面板各按鈕依操作者意圖控制機箱內相應的功率元件，功率元件輸出的電信號控制相應的執行機構。
性能特點
機動性高，震懾力強
水炮為車載式，可快速抵達作戰區域投入戰鬥，為迅速控制騷亂局面贏得時間。如果車輛底盤採用警用裝甲車，其防護性、越野性、威懾性會有質的提高。配合其他車載防暴武器的使用，可形成一個綜合作戰平台，極大增強震懾力和作戰效能。
作戰效能多樣，使用範圍廣
除了可套用於防暴目的外，其本身就是一台較好的滅火裝備，可在多種複雜情況下處置較大的火情。對於水源缺乏或離火場較遠的情況，其優越性將得以充分體現。
刺激劑可以根據警方執行任務性質的不同進行更換，如為驅散騷亂人群可採用催淚劑、臭味劑、染色劑；為防止恐怖分子利用車輛襲擊重要目標或逃跑，可採用超級防滑劑等。
刺激劑高效霧化，刺激效果好
水炮採用目前國際上流行的CS、OC刺激劑，兩種刺激劑混合使用，經水炮高效霧化以後，以2－200微米的粒度水霧射出，較單一的刺激劑而言明顯增強了刺激效果。同時水炮瞬間噴出高速、霧化的水流，形成一個大面積的霧化帶，覆蓋面廣，刺激劑使用效率較射流水炮得到極大提高。脈衝水炮間歇發射，刺激劑消耗量少，經濟性好，也方便了戰場的清潔。
氣壓脈衝噴霧技術套用於防暴控暴是一個全新的概念。脈衝噴霧水炮的研製與套用，將為警方處置各類群體性騷亂事件，應對各種複雜情況提供一種有效的作戰手段。
