セント・オールバンズの郊外にある小さな研究施設で、研究者グループが防弾チョッキの最新技術を限界まで押し上げている。
セント・オールバンズから5マイルほど離れた、有刺鉄線が張り巡らされた金網フェンスで隠された、ありふれた施設で、少人数の研究者グループが一日中、刺したり、撃ったり、切りつけたりしている。彼らの目的は？ 最悪の事態が起こった際に、英国警察官が着用する防弾チョッキがナイフや銃弾から彼らを守れるかどうかを確認することだ。
ずんぐりとした建物の一つ、警察の装備を身につけたマネキンがぎっしりと詰まった部屋で、国防科学技術研究所（DSTL）の銃器と防護具の専門家、グラハム・スミス氏が刺傷の物理的メカニズムについて説明している。「人間が刺されると、エネルギーは長時間かけて蓄積されます。ナイフが刺さり、腕が突き抜ける瞬間に、この二重のピークが生まれます」と、スミス氏は身振り手振りを交えて説明する。
スミス氏の隣の机の上には、湾曲した刃を持つ、いかにも凶悪そうなステンレス製のナイフが置かれている。しかし、このナイフは柄の代わりに、大きなプラスチックの塊にくさびで固定されている。スミス氏によると、これは元々、DSTLの研究者が試験用の装甲にナイフを高速で発射できるように設計されたものだったという。
しかし、最初のテストラウンドを経て、スミス氏らは空気砲が刺傷を模倣する最も正確な方法ではないことに気づいた。空気砲から投げられたナイフは、瞬間的なエネルギーの爆発で標的に命中し、それで終わりだ。ナイフは跳ね返って何も残らない。セント・オールバンズ研究所の研究者たちは、攻撃の威力を測定するために、遠隔測定トラッカーを取り付けたダミー人形を刺すボランティアを何人か募った後、防弾チョッキの限界をテストするための新たな装置を考案した。
この新しい装置は、平屋建ての建物の天井から屋根裏まで伸びる透明なチューブで、銀行や病院で書類や現金を運ぶのに今でも時々使われる空気圧チューブによく似ている。しかし、この長いチューブには、はるかに恐ろしいものが詰め込まれている。中には、研ぎ澄まされた鋼鉄の刃が、いくつかの発泡スチロール製のインサートに裏打ちされたプラスチックの塊に押し込まれている。刃がチューブの先端から落ちる際、24～33ジュールのエネルギーが放出される。これは、ほとんどの人が刺す際に発揮できる力の上限値だ。そして、発泡スチロールが収縮し再び膨張するのと同時に、ナイフは再びエネルギーを放出し、落下した防具に突き刺さる。
しかし、これは耐刺装甲の四角形には敵わない。試験後、DSTLの主任科学者トム・ペインが刃を掲げる。数秒前まで鋭利だった先端は、ほぼ完全に鈍くなっている。
ペイン氏とスミス氏にとって、この鈍い刃は、彼らの仕事が計画通りに進んでいることの証だ。内務省の資金援助を受けているDSTLは、英国の警察官が着用する防弾チョッキと防護具の試験基準を定めている。2017年7月には、防弾・防刃チョッキの最新の防弾チョッキ基準を発表した。これは1993年以来続く長い基準の最新版となる。警察はこれらの基準を参考に、民間メーカーからどのような防弾チョッキを購入するかを決定する。
セント・オールバンズ研究所で試験されている四角い防弾チョッキは、主にアラミド繊維でできています。アラミド繊維はケブラー繊維を含む強力な合成繊維の一種で、刃の貫通を防ぐために密に織り込まれています。「このタイプの防弾チョッキは、刃の鋭さを鈍らせ、ナイフの動きを止め、エネルギーを吸収して貫通を阻止することを目的としています」とペイン氏は言います。「繊維の密度が非常に高いため、刃は貫通しません。」
初期の防刃ベストは、刃の貫通を防ぐため、金属製の環状パーツが連結された構造だった。しかし、警官たちは結局、かさばって暑くなるこのベストを着用せず、パトカーの後部座席に置きっぱなしにしていた。そして、スミス氏は、誰も着たがらない防刃ベストは、実際にはほとんど防護効果がない、と指摘する。
現代の防刃ベストは、比較的軽量なアラミド繊維で作られており、チェーンメイルのような薄い金属層、または樹脂コーティングされた繊維と組み合わせることで、刃を捉えて逸らします。「私たちが目にする脅威と、防護服の快適性と性能を両立させることが重要です」とスミス氏は言います。防刃ベストはまた少し異なり、首や腕など、ナイフによる貫通攻撃を受けにくい部位では刃が跳ね返るように設計されています。
DSTLの最新基準に合格するには、防刃防弾チョッキは刃が防弾チョッキの背面から8ミリメートル以上突き抜けないようにしなければなりません。この深さは、ナイフが体内を貫通しても主要臓器に命中する最小の深さであるため、この基準が定められました。床には、肺、心臓、肝臓、脾臓、腎臓という五大臓器の輪郭が描かれたマネキンがずらりと並んでいます。「人の体のすべての部分を覆うことは物理的に不可能です」とDSTLの主任科学者サラ・オルーク氏は言いますが、防弾チョッキが五大臓器を可能な限り多く覆うことが主な目的です。
しかし、DSTLは時折、新たな兵器の噂を耳にする。それはつまり、試験室に戻って防具の基準が新たな脅威に対応できるかどうかを確認しなければならないことを意味する。例えば、スミス氏は刑務所から、囚人がナイフではなくスパイクを使用しているという話を耳にするようになった。「囚人はスパイクに似たようなものを作り上げる傾向があることが分かっています」と彼は言う。スパイクから身を守るには、防具の繊維密度を防刃ベストよりもさらに高くする必要がある。そうすることで、武器が繊維の間をすり抜けて防具を貫通するのを防ぐことができるのだ。
2000年代初頭、国家警察長官会議から、犯罪者が古い武器を購入し、再び弾丸を発射できるように改造しているという情報が伝わってきました。「弾薬は旧式の口径のものが多いため入手が困難ですが、様々な製造方法が登場しています」とスミス氏は説明します。古い武器に関しては、既存の防弾基準を新たな脅威に対してテストした結果、防弾チョッキは比較的低威力の武器に対して既に防御能力があることが判明しました。しかし、脅威に先手を打つため、DSTLは常に情報収集に努めています。
DSTLの潜在的脅威リストでは、古式武器は比較的低いランクに位置付けられている。施設の反対側、6本の刃物が展示されたケースと腐食性物質実験室を過ぎると、研究者たちが防弾チョッキがピストルやライフルの攻撃に耐えられるかどうかをテストする射撃場がある。
射撃場の一角では、プラスチリナ（弾道試験でよく使われる非硬化性粘土の一種）で作られた人間の胴体に、防護ベストが装着されている。防刃防護の合否基準は、刃が防護服を8ミリメートル以上貫通するかどうかだが、弾丸の場合は、弾丸が命中した後にプラスチリナの模型に残るクレーターの深さが基準となる。
秒速720メートル以上の弾丸が、高速弾に対する防護に一般的に使用されるセラミックまたはシリコンカーバイド製のプレートに命中すると、衝撃力によってプレートの背面がドーム状に変形します。プラスチリナのこのへこみの深さが25ミリメートル未満であれば、この防護具は、転倒したり重度の打撲を負ったりする可能性はあるものの、人を守る役割を果たします。
防弾性能において、装甲が弾丸を完全に防ぐことが主な目標だとオルーク氏は言い、目の前の作業台に置かれた2発の弾丸を指差した。1発はまだ無傷だが、もう1発は装甲板に撃ち込まれ、弾丸とは似ても似つかない。金属片はまるで裂けて剥がれ落ちたかのように見え、花びらのように見える。オルーク氏によると、この「花びら化」は装甲が役割を果たし、弾丸の空気力学的特性を低下させ、装甲への貫通を阻止したことを示す兆候だという。
しかし、オルーク氏は、弾丸が人体に与える影響を推定するために粘土を使うことには限界があることを認めている。DSTLは、シリコンやゼラチン製の模型への移行を検討している。これらは人間の物理的特性をより忠実に模倣しているものの、現在の模型ほど試験基準に用いられてきた歴史は長くない。しかし、より人間に近い模型に移行できれば、DSTLはより防護力の高い防具を製造できるだけでなく、着用性も向上させる可能性がある。「人体により近い、検証済みの方法があれば、防具の負担を軽減する変化を促進できるかもしれません」とオルーク氏は言う。
この記事はWIRED UKで最初に公開されました。
マット・レイノルズはロンドンを拠点とする科学ジャーナリストです。WIREDのシニアライターとして、気候、食糧、生物多様性について執筆しました。それ以前は、New Scientist誌のテクノロジージャーナリストを務めていました。処女作『食の未来：地球を破壊せずに食料を供給する方法』は、2010年に出版されました。続きを読む
