乌克兰开发3D打印防雷蜘蛛靴排雷

防雷蜘蛛靴听起来可能是在幻想游戏中可以找到的很酷的魔法物品之一，但这种专门设计的四条腿的防雷鞋子存在于现实生活中，实际上是一种拯救生命和肢体的问题。

路透社最近发布的一条新闻片段强调了来自外喀尔巴阡山的乌克兰第128独立山地突击旅的作战工程师如何使用自制的防雷蜘蛛靴绑在作战靴上，以保护自己免受雷区密集的杀伤人员地雷伤害，这些雷区阻碍了乌克兰对俄罗斯在乌克兰南部防御工事的袭击。
防雷蜘蛛靴是一种用于排雷活动的足部保护装置，与传统的排雷保护装备结合使用。用平台将靴子从地面提起，与爆炸源保持一定距离，从而增强了对脚部的保护。靴子放在一个平台上，四条腿站立支撑平台，两条腿向前，两条腿向后，都稍微指向侧面。平台用带子固定在靴子上。平台的底部由一个装满铝质蜂窝板的V形钢制容器保护。爆炸能量和弹片被分散两旁，从脚部偏转并被靴体吸收。

防雷蜘蛛靴的四腿设计通过多种机制降低了地雷的爆炸风险。首先，这种防雷靴子的四个尖头蜘蛛腿增加了引爆地雷的水平“防区外”范围，有可能使脚、腿和腹股沟免受直接从下面发射的爆炸的伤害。

更重要的是，蜘蛛腿在地面和穿着者的脚之间形成了几英寸的垂直“距离”。由此产生的间隙显著减少了从地面上的爆炸直接传递给穿戴者的能量，包括允许更多的爆炸能量向侧面释放。

最后，靴子的鞋底形状和材料经过专业防雷设计，可以偏转并消融吸收由此产生的能量，使其远离持有者的脚和腿。因此，用防雷蜘蛛靴踩在一个典型的杀伤人员地雷上，虽然可能受伤，但也更有可能仍然有一条腿和一只脚幸存，也可以避免因失血过多而死亡的风险，就像失去四肢后经常发生的那样。   

《华尔街日报》最近的一篇报道估计，自2022年2月23日俄罗斯与乌克兰全面武装冲突爆发以来，已有2万至5万乌克兰人因地雷爆炸截肢。

相反，新的、更慢的方法是在袭击之前派遣工兵，采用步行和夜间使用各种排雷工具手动清除俄罗斯雷区。在这种方法中，工兵们面临着地雷和俄罗斯军队袭击的双重风险。来自前线的报告表明，这和听起来一样可怕和危险，乌克兰工兵伤亡惨重。

乌克兰曾表示，在其反攻中造成最多伤亡的仍然是地雷，而不是敌人的炮火。俄罗斯的战术包括允许乌克兰军队占领布满地雷的遗弃战壕，在更容易发现的反坦克地雷下埋设杀伤人员地雷，以及（根据路透社的一篇报道）将杀伤人员地雷隐藏在成堆的俄罗斯士兵尸体下做成诡雷，以残害试图从战场上清除伤亡人员的乌克兰军队。 
实际上，防雷蜘蛛靴的原型概念已经存在了大约四分之一个世纪。它最初由加拿大医学工程系统公司（Med Eng systems）设计，该公司为爆炸物条例处理人员制造个人防护装备，就像电影《Hurt locker（拆弹部队）》中工兵穿载的排雷防爆套装一样。  
 
自1998年以来，纽约大都会现代艺术博物馆甚至一直收藏着一对防雷蜘蛛靴。博物馆指出，这种引人注目但功能齐全的靴子“……包含了自我牺牲的材料，例如铝质蜂窝板，包裹在平台下侧的V形钢容器中，以吸收爆炸的冲击。”

《常规武器销毁杂志》2000年的一项研究指出，现有的传统排雷防爆靴可以应付装填30-50克炸药地雷的较弱爆炸，但由于其与地雷和地面的直接物理接触，其效果有限：“这种接触增加了冲击传递到鞋底。传统的鞋子还将排雷者的脚直接放在地雷上方，在这个区域，膨胀的气流可以给减震器相对较高的质量带来显著的动能，然后这些能量必须被脚和小腿吸收选择合适的材料非常困难。该区域的压力超过了大多数塑料的极限。因此，这些材料往往在没有机会发挥作用之前就在这种压力状态下失效。”

将靴子安装在替代肢体上对比测试，该公司将传统防雷靴和防雷蜘蛛靴分别暴露在25至200克C4炸药（埋在30毫米的沙子下）的爆炸下，并比较了由此产生的影响。

他们发现，在最小的25克装填炸药爆炸下，防雷蜘蛛靴可以将人类腿部的加速度降低80-90%。测试显示可以看出，即使面对200克的更大装填炸药爆炸，这些靴子也能在爆炸中幸存下来——减去四条伸展的蜘蛛腿中的两条。

他们总结道：“200克C4的引爆或大型杀伤人员地雷（PMA­1和PMN系列地雷）产生的爆炸即使使用防雷蜘蛛靴，预计也会伤害靴子内的四腿。然而，与传统的防雷靴或标准战斗靴相比，受伤程度和治疗将大大降低，因为在传统的防雷靴或标准战斗靴中，脚部和小腿的损伤可能需要截肢和广泛的康复。”

加拿大医学工程系统公司生产了这种所谓的足部保护系统，但直至今天它没有出现在公司网站上出售。一篇旧文章指出，智利早在2003年获得了一些防雷蜘蛛靴作为军事援助，以协助扫雷，同年的一张照片显示，加拿大第24野战中队/第2战斗工兵团在阿富汗喀布尔部署了一些防雷蜘蛛靴参与排雷。   

乌克兰工兵装备的那些防雷蜘蛛靴是本土生产的。最初，在2022年，乌克兰国家紧急服务局收到了几双加拿大制造的防雷蜘蛛靴。随后，该局将这些靴子交给了总部位于哈尔科夫的乌克兰斯普林集团中心的主管伊霍尔·伊费缅科。在三周多的时间里，他成功研制出了乌克兰本土版的防雷蜘蛛鞋。截至2023年3月，他的公司已经交付了10双（7双众筹，3双捐赠），并正在跟进制作65双。
斯普林集团中心现在使用3D打印机来制造防雷蜘蛛靴的组件，这仍然很耗时。据报道，每双售价15000格里夫纳（约合406美元）。乌克兰各单位目前正在征集这些系统的捐款。考虑到乌克兰战场真实的情况，防雷蜘蛛靴的订单和交付量似乎大幅增加。该公司还设计了一种个人防护罩来保护工兵免受炮弹弹片的伤害。

斯普林集团中心表示，这种防雷靴对俄罗斯使用的苏联PFM-1、PMN-1和PMN-2型杀伤人员地雷特别有效。  
目前，数百万枚地雷和无数未爆炸的非地雷弹药（炸弹、火箭、炮弹等）已经埋在乌克兰的土地上。如果战争明天突然结束，未来仍将有许多年危险的爆炸物拆除处理工作，以应对地雷威胁并恢复受污染的农田的使用。

这种处置仍然是一种需求巨大的服务，将继续对执行者构成致命风险。因此，如果防雷蜘蛛靴被证明成功地降低了生命和肢体的风险，那么它们可能只会在乌克兰和其他仍受大量雷区影响的国家变得更加突出。

防雷蜘蛛靴对俄罗斯杀伤人员地雷型号有效名单见下表