基于功能性的防護作訓服優化設計

葉雨薇，　郭曉芳

(內蒙古工業大學 輕工與紡織學院，內蒙古 呼和浩特 010051)

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基于功能性的防護作訓服優化設計

葉雨薇，郭曉芳*

(內蒙古工業大學 輕工與紡織學院，內蒙古 呼和浩特 010051)

摘 要：研究最新型防護作訓服結構設計，針對其所具備功能性特點進行詳細分析并提出具體優化措施，以提高整體的功能性與舒適性。兼顧人體結構以及穿著者訓練特點，基于人體工效學原則對其進行結構優化設計。上衣口袋采用傾斜設計，腰部增加收腰量，衣長適當減短，部分位置增加增強布，褲子腰圍和臀圍都適當收縮，增加貼袋等，完成優化作訓服結構圖與成品制作，并對該設計進行服裝舒適性評價。

關鍵詞：服裝結構設計；優化分析；防護作訓服

防護作訓服作為一種特殊服裝，能夠阻擋外界不穩定因素干擾，具有一定防護作用。基于最新防護作訓服現狀及現代防護作訓服發展趨勢研究發現：開發高性能纖維和改進加工技術應用于防護作訓服制作，例如對位芳綸、間位芳綸纖維等高性能纖維應用；選擇性透過膜復合材料、相變材料等在高性能防護作訓服上應用，減輕了其質量，增加了其透氣透濕性能，還可以調節溫度，顯著地改善防護作訓服穿著舒適性[1-2]。針對目前防護作訓服在散熱與防護性能方面的不足，文中對防護作訓服結構進行改良設計，以適應防護全方位要求與實際需要，提升多功能化要求，提高舒適性及智能化水平。

1防護裝備功能性設計優化分析

1.1迷彩防護裝備舒適性優化分析

1.1.1防護作訓服散熱性優化分析目前，防護作訓服采用的直筒袖型和腋下打孔設計，便于袖子上卷，提高散熱性，但在實際使用中效果較不明顯。由于腋下氣孔只設計了兩個且很小，其透氣性較微弱；加之面料透氣性能不是很好(其面料各項性能參數[3]見表1)；再者，按規定將袖子上卷后，在大臂處的衣袖多達7層，既不美觀，同時排氣性和散熱性較差，還壓迫大臂肌肉，給訓練和作戰帶來一定不便。夏季全國普遍高溫，盛夏季節很多地區氣溫接近或超過人體溫度，這使身穿防護作訓服的穿著者感到不適，很多穿著者出現出痱子和中暑等癥狀。

表1　面料性能基本參數

優化分析：可以借鑒俄國新型作戰服設計樣式，使用拉鏈式長袖，卸下拉鏈即可變成短袖。其散熱效果要遠遠強于多達7層的卷袖，同時也防止因卷袖壓迫肌肉給射擊帶來的不便。借鑒運動服飾增加網格狀內襯面料的設計方式，在防護作訓服軀干部位增加一定數量的通氣孔，以改善其散熱效果，提高防護作訓服的穿著舒適性[4]。

1.1.2防護作訓服膝部、肘部和肩部防護性優化分析防護作訓服通常在肘部、膝部和臀部采用內補丁，為附加關節護墊預留了空間，但還是存在一些缺陷。其內補丁處于針線縫死狀態，實際使用中很少有穿著者能拆開加裝防護墊；沒有配套的制式防護墊，穿著者自行制作也不太方便。在訓練特別是做專業動作時，經常出現著裝人員肘部、膝部受傷的情況；肩部缺少加置護肩的功能，比如槍炮專業人員經常抗著機槍、小炮沖鋒容易磨傷肩膀。

優化分析：改進膝部、肘部現有內補丁用線縫死的設計，可采用粘貼式密封的方法，實現隨個人意愿隨時加裝防護襯墊并配發制式海綿類防護護墊；在肩部增設護肩的功能，并配發制式海綿類防護襯墊，以便需要時隨時加戴，從而滿足不同專業穿著者的需求。

1.1.3防護作訓服靈活性優化分析由于穿著者平時訓練動作幅度較大，加之專業訓練，這對防護作訓服的靈活功能性就有一定的要求。如果防護作訓服的靈活性不夠，在穿著者進行訓練時會對肌肉造成一定壓迫，使得行動不便，影響行動效率；同時因受到擠壓摩擦容易造成皮膚損傷，則會對穿著者的身體帶來不利的影響。

優化分析：將衣袖下方腋窩部位采用弧形帶褶布料縫制，衣袖上揚角度可達180°以上。這種設計可運用到一些運動幅度較大的其他部位，如肘部、膝部、背部等。以提高穿著者在訓練時穿著舒適性，更加活動自如，增加防護作訓服的使用功能性，提高穿著者的行動與訓練的效率，減少由于因穿著不適而造成的身體損傷，更加有利于著裝人員的身體健康。

1.2防護作訓服功能性優化分析

1.2.1防護作訓服口袋優化分析通常防護作訓服全套服裝設有9個口袋，雖然提高了單兵口糧、急救包、地圖、通信器材等裝備物品的攜行能力[5]，但實際使用較不便捷。如大部分口袋均采用垂直開口設計，取放裝備物品較不方便，不能適應特殊環境下方便快捷的使用。特別在小腿部未設置口袋，不便于穿著者蹲姿及匍匐時取放物品。

優化分析：改進當前口袋垂直開口的設計，將垂直開口改成傾斜式開口方式，使用方便快捷。另外，可借鑒美軍及特警服飾特點，在小腿外側膝蓋至作戰靴口部位增設小型置物口袋，便于穿著者在蹲姿及匍匐是取放物品，減小因動作幅度過大被發現的概率。

1.2.2防護作訓服上衣開口方式優化分析無論部隊承擔戰爭任務，還是執行非戰爭軍事行動任務，最基本的要求是快速高效。而現有的防護作訓服使用衣扣著裝，不利于穿著者快速穿著防護作訓服，在不同程度上會影響緊急出動速度。

優化分析：將防護作訓服上衣的衣扣改為拉鏈，由于其操作簡單快捷，只需一步便可穿好服裝，較大程度地提高穿著者穿著速度。

1.2.3防護作訓服褲腳優化分析目前，最新式防護作訓服褲腳主要采用粘貼式設計[6]。由于長期水洗，在加上作戰、訓練時的摸爬滾打難免沾上雜物，褲腳不牢固，久而久之就容易松脫，而根據作戰部隊的作戰特點，時刻要扎緊褲腳。另外，目前防護作訓服生產廠家還沒有完全達到為所有穿著者量身定制的技術要求，穿著者配發的軍服不一定合尺寸，有的褲腳長一些，有的則短一些，在訓練與行動中如果褲腳松脫，容易絆倒，給穿著者帶來安全隱患。

優化分析：將防護作訓服褲腳的設計改成暗扣型加黏貼型。內置暗扣，外設黏貼，讓褲腳扎的更緊、更牢，擺脫褲腳粘貼不牢、松脫的煩惱。

1.2.4作訓帽優化分析作訓帽帽檐加長，便于射擊遮光，有利于雨水滑落。但由于防護作訓服多在訓練、作戰和施工穿著，野外作業機會多，受到風的影響大，經常會發生作訓帽被風刮掉的問題。因此會影響作戰的隱蔽性，不利于穿著者方便安全使用。

優化分析：可以參照常服帽子，在防護作訓服帽子上設計制作松緊式風帶讓穿著者在有風時可以使用，防止作訓帽被風刮遺失現象發生，提高作訓帽的功能使用性。

1.2.5防護作訓服衣領優化分析現代戰場通信非常重要，衣領下方的扣眼可以讓通信線纜穿過。但是穿著者普遍反映扣眼較小，只能通過耳機那種細線。一般通信的線纜都比較粗，不能很容易從扣眼穿出，這樣在使用時就會造成一定的不便。由于電線不整齊，會對著裝人員的行動造成不便，在訓練或野外作業時由于電線過長會容易掛到物體造成通訊失效，同時影響穿著者的行動效率。

優化分析：可將扣眼擴大一些，這樣有利于著裝人員在訓練或野外作業時方便快捷地使用通信設備，還避免由于電線的凌亂對穿著者行動的活動靈動造成影響，可使行動更加快捷。保證通訊穩定，保障人身安全。

1.3其他方面的優化分析

臂章袢既可以用于佩戴臂章，也可以插入不同顏色的熒光識別條方便識別人員，還可以安插筆和其他小工具。可以將這樣設計應用到其他部位，以便于穿著者方便簡捷拿取物品，更加適應特殊環境與訓練要求，減少動作幅度，提高隱蔽性。將防護作訓服背面增加一些插孔，可用于安插偽裝植物提高環境適應性[7]。

2結構優化設計實際應用與評價

2.1結構優化設計與制作

就款式與結構分析而言，在背部、襠部、臀部、袖窿和肘部及膝蓋應采用褶裥設計適當增大或縮小衣下空間便于人體活動；同時兼顧一定的熱濕舒適性[8]。

文中通過調研相關穿著者對防護作訓服反映的情況，從整體結構設計上應考慮增強服裝的嚴密性，尤其是防護作訓服的褲腳口。參考國外的防護裝備，對防護作訓服的衣長進行適當的減短，適當的加大收腰；故對口袋插入方式進行改進；對褲子的腰圍和臀部進行適當調整。

設計中膝蓋和肘部采用增加耐磨補貼布方法。優化設計款式[9]如圖1與圖2所示。

防護作訓服結構優化設計方案：

1) 長度方面：衣長減少2 cm，注重功能性的同時考慮美觀性能；

2) 腰圍方面：增加收腰2 cm，適當地增加收腰會增加外觀美感；

3) 衣身方面： 左側胸袋和蓋袋改為傾斜設計，符合人體的工效學方便拿取物品；

4) 肘部方面：增加方形耐磨面料，增強肘部耐磨性；

5) 腰圍臀圍尺寸： 腰圍減2 cm，臀圍減4 cm，符合人體運動的松量，穿著精神；

6) 褲口尺寸：減少2 cm，便于褲腳塞進鞋里；

7) 膝蓋方面：增加方形耐磨面料，增加膝蓋耐磨性；

8) 小腿方面：左側增加一個口袋，可以多放一些需要的物品，方便蹲姿時拿取物品。

(上述結構優化設計編號與圖5編號所標注位置相對應)

防護作訓服結構優化設計結構[10]如圖3與圖4所示。

防護作訓服優化設計后制作成衣的效果如圖5所示。

2.2優化防護作訓服評價

對優化防護作訓服采用服裝舒適性客觀與主觀評價[11]。主觀評價采用調查穿著者主觀感受進行評分統計得出結果；客觀評價采用實驗得出數據進行評價。

2.2.1主觀評價實驗主觀評價實驗選取25名體型標準男性，每位受試者分別穿著原型和優化防護作訓服進行與訓練運動幅度盡量符合要求的指定動作，包括：越野跑，投擲，射擊，跳躍，舉重。準確完成每項規定動作后，每位受試者分別對原型及優化防護作訓服整體舒適感進行評分，參考評分標準如圖6所示，總體評價結果見表2。

圖6主觀評分標
Fig.6Subjective evaluation standard

表2　主觀評價結果

由表2可以看出，優化防護作訓服舒適性較原防護作訓服有所提高。說明優化建議運用在防護作訓服起到提高服用舒適性作用。

2.2.2客觀評價實驗客觀評價實驗選取5名身體健康，體型標準，平均年齡為22.6歲男性。地點為服裝舒適實驗室，在平均溫度25.3 ℃、濕度22.8%環境下，使用跑步機和心肺測試儀進行實驗。每位受試者分別穿著原型及優化防護作訓服進行實驗，受試者佩戴測試儀在跑步機進行20 min漸進加速跑步運動，以3 km/h開始持續5 min；在第10 min提高到8 km/h持續5 min；在第15 min達到最高時速12 km/h持續5 min。3個階段加速運動以此盡量達到訓練所需強度要求，最后5 min逐漸減速直至停止。實驗期間測試儀實時記錄受試者呼吸變化數據，得到同種測試類型防護作訓服各項心肺性能指標數據最終結果，以此對原型與優化防護作訓服進行對比分析。結果見表3。

表3　客觀評價結果

由表3可以看出，穿著原防護作訓服時比優化防護作訓服時攝氧量與排放二氧化碳量大。由此可以推得穿著原作訓服時運動受到阻礙，需要消耗更多體能去運動，而優化防護作訓服穿著較舒適，可以適應高強度訓練。因此，結構優化設計對加強防護作訓服服用與運動舒適性有一定作用[12]。

3結語

與最新型防護作訓服相比，優化防護作訓服整體耐磨性、舒適性和防護性都有所提高，不但提高穿著者在訓練效率保護穿著者人身安全，并且更能適應現代訓練方式和環境變化。

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(責任編輯：邢寶妹)

Protective Training Uniform Optimization Design Based on Functionality

YE Yuwei，GUO Xiaofang*

(College of Light Industry and Textile,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051，China)

Abstract：This paper introduces the application of the clothing structure design in the professional protection for training clothing for the purpose of increasing the practicability of clothing and making it more suitable for the training needs of the wearer.It focuses on the structure design of the latest protective training uniform,analyzes the functional characteristics of the training uniform and puts forward specific measures to improve the overall functionality and comfort.Give more consideration to the human body structure and wearing characteristics of training,based on ergonomics principle of the structural optimization design,coat pocket turns tilted,waist amount is added,coat with proper length becomes shorter,some parts are reinforced with cloth,the waist and hip are appropriately contracted,patch pockets are added，all of which have been examined by products and the comfortable sensation has been evaluated.

Key words:clothing structure design,optimization analysis,protective training uniform

中圖分類號：TS 941.731

文獻標志碼：A

文章編號：2096-1928(2016)01-0085-05

作者簡介：葉雨薇(1989—)，女，碩士研究生。*通信作者:郭曉芳(1979—)，女，副教授，碩士生導師。主要研究方向為服裝舒適性。Email:516240244@qq.com

收稿日期：2015-08-25；

修訂日期：2015-11-20。