坦克装甲车辆防护材料的研究现状及发展趋势
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俄罗斯霞石主动防御系统(局部)方来袭弹药的一种自卫系统。
根据机理不同,分为压制型(软杀伤)和拦截型(硬杀伤)两大类。
压制型防御系统的历史较为悠久,坦克装甲车辆上的烟雾弹发射器、热烟雾释放装置等,理论上都属于这一类,通过隐真示假对坦克装甲车辆进行防护。
现代化的压制型主动防御系统,包括激光、红外告警等装置,能自动感应来袭威胁,并通过干扰弹、干扰器等对敌方制导弹药或瞄准装置进行干扰,使其丢失或无法锁定目标。
俄罗斯安装在一些坦克上的窗帘光电干扰系统就属于这一类。
此外,还有一些坦克装甲车辆搭载着激光防御系统,可摧毁反坦克武器的光电观瞄设备、导引头或直接致盲射手。
拦截型防御系统由雷达系统、主动拦截弹药等组成,其中雷达系统负责发现敌方来袭弹药,在计算机控制下,该系统会自动向相应方向发射拦截弹,将来袭弹药摧毁或让其偏离目标。
苏联从1977年开始研制鸫主动防御系统。
该系统的突出标志是坦克炮塔周围装有2组四联装拦截弹发射器,每组上方装有一部毫米波雷达天线,与炮塔后部的火控计算机相连。
当雷达探测到来袭弹药后,系统发射拦截弹在距离车辆德国AMAP-ADS主动防御系统(局部)弹用易燃材料制成,在爆炸时完全燃尽,不会产生爆炸破片,以减小附带损伤。
其他国家的一些防务公司近年来也投入大笔资金研发主动防御系统,比如德国迪尔防务公司研发的阿维斯模块化主动防御系统、莱茵金属公司研制的AMAP-ADS 主动防御系统。
这两型系统已投入使用,安装在豹2主战坦克、黄鼠狼2步兵战车等车辆上。
此外,美国的C IC M和铁幕系统、法国的鲨鱼系统、韩国的K APS系统、土耳其的AKKOR系统、乌克兰的屏障系统、波兰的大黄蜂系统等,都是近年来各国研制统在提供防护方面力有不逮,一些后期研发的主动防御系统在应对新型反坦克弹药时防御效果也不理想。
正所谓“一寸长一寸强,一寸短一寸险”,为适应战场形势变化,已有国家针对相关短板,开始加大投入,研发新一代主动防御系统。
新型车辆碰撞防护材料研究与应用在现代社会,交通事故频发,车辆碰撞防护成为了重要的研究领域。
为了提高车辆乘坐者的安全性能,科学家们投入大量精力研究和应用新型车辆碰撞防护材料。
本文将探讨新型车辆碰撞防护材料的研究与应用,包括材料的特点、发展趋势和主要应用领域。
首先,新型车辆碰撞防护材料具备一系列重要特点。
首要的特点是高吸能性能。
在碰撞过程中,车辆乘坐者会受到冲击力的影响,高吸能的材料能够吸收冲击能量,减缓乘坐者所承受的压力。
其次,新型材料具备较低的密度,可以减轻车辆整体重量。
低密度的材料比传统材料更轻巧,有助于提高车辆的燃油经济性和减少污染排放。
此外,新型材料要具备良好的可加工性和成本效益,以便大规模应用于车辆制造业。
随着科技的进步,新型车辆碰撞防护材料的研究和应用得到了极大的发展。
一种重要的新型材料是高强度钢(TWIP和TRIP钢)。
高强度钢具有优异的可塑性和耐用性,能够有效吸收碰撞能量,减少车辆乘坐者的受伤风险。
此外,碳纤维增强复合材料也被广泛应用于车辆制造中。
碳纤维材料具有轻质高强度、刚性好等优点,能够提供卓越的碰撞保护性能。
同时,镁合金和铝合金也被用作车辆碰撞防护材料。
与传统的钢材相比,镁合金和铝合金具有较低的密度和较高的强度,可以减轻车辆整体重量,并提供可靠的碰撞保护。
新型车辆碰撞防护材料的研究和应用还面临着一些挑战。
首先,这些材料的制造过程相对复杂,需要高端技术和设备的支持。
制造过程中的工艺控制和质量保证也是一个关键问题。
其次,新型材料在制造成本方面可能会比传统材料更高,这限制了其大规模应用。
另外,新材料与传统材料相比,相对较新,还需要进一步的研究和验证,以确保其性能的可靠性和稳定性。
尽管面临一些挑战,新型车辆碰撞防护材料仍在不断发展并得到广泛应用。
目前,新型材料已经应用于汽车和公共交通工具的制造中。
这些材料可以保护乘坐者在碰撞中的安全,并减少受伤风险。
此外,新材料还可以提高车辆的燃油经济性和减少污染排放,符合可持续发展的要求。
坦克装甲车辆综合防护系统全身披挂反应装甲块的俄军T-72坦克部队在未来信息化战争中,坦克装甲车辆仍将是网络中心战的核心。
同时,其在战场上也将面临来自陆、海、空等多方位立体攻击,包括动能弹、穿甲弹、破甲弹、反坦克子母弹、反坦克火箭筒、反坦克地雷和软杀伤武器(如电、光、波、场、核、生、化等武器)。
面对性能不断提高、种类形式多样的威胁,坦克装甲车辆单纯依靠增加装甲厚度等传统防御手段已难以抵御。
综合防护概念的出现,为今后坦克装甲车辆防护技术确定了发展方向,为其战场生存力的提高提供了发展空间。
综合防护系统是在现有基础上发展的一种整体式防护手段,通过将坦克装甲车辆的总体设计、装甲防护、主动防护、隐身、烟幕、三防等多种技术手段有机地结合在一起,做到先敌发现、先敌射击、先敌压制、先敌摧毁,形成由外到内的、有效的立体防护系统。
目前,坦克装甲车辆综合防护概念下所采用的防护技术主要是在提高总体设计的基础上,采用主动防护技术、隐身技术和装甲防护技术等。
主动防护主要分为硬杀伤、软杀伤或两者结合在一起的综合主动防护系统三种;隐身技术中目前比较受关注的要数新一代隐身技术和隐身坦克技术;装甲防护技术包括传统均质钢装甲和各类非常规装甲等。
其中,非常规装甲技术不但可以降低坦克装甲车辆的整体重量,还能提高其防护力,有一定的发展前景。
此外,目前坦克装甲车辆所采用的防护措施还有烟雾遮蔽技术、二次效应防护技术及核生化防护技术等等。
总体设计坦克装甲车辆的总体设计,也就是形体防护。
车辆外形是由车长、宽、高、履带着地长、车底距地高,以及车体和炮塔的形状等决定的。
相对而言,车辆高度越低,正面面积越小,被命中的可能性就越小。
车体易被命中部位的装甲尽量倾斜,不仅可以增加“跳弹”的可能性,而且可以增大虚拟厚度,即增大弹丸在装甲内贯穿的距离。
一般是前装甲较厚,倾斜较大,防弹能力和承受冲击的能力都较好。
以色列“梅卡瓦”主战坦克的动力装置前置,并且前装甲又有较大的倾斜角度,因而乘员正面的防护得到加强。
国外装甲钢及其标准发展现状摘要:装甲钢作为坦克装甲车辆的主干材料已获得广泛应用。
随着装甲装备的发展,高性能装甲钢的研究发展越来越受到世界各国的重视,研究人员通过高硬度、高强度、高韧性以及结构设计实现装甲钢的减重需求。
为了实现减重,低密度钢、泡沫钢以及凿孔装甲钢也快速发展起来。
为了满足新型装甲装备的发展需求,推动装甲钢的研制与应用,世界各国制定了装甲钢标准以及抗弹标准。
分析综述了瑞典、法国、德国、英国、澳大利亚和美国等国家的装甲钢的现状以及不同国家装甲钢的现行标准。
通过装甲钢及其标准的对比分析,对我国未来装甲钢研究、应用、推广及标准化工作提出了一些建议。
关键词:装甲钢;高硬度装甲钢;超高硬度装甲钢;标准;规范装甲钢经过100多年的发展,现已成为坦克装甲车辆的主干防护结构材料,广泛用于制造坦克装甲车辆车体和炮塔以及披挂装甲。
装甲钢具有高强度、高韧性和高硬度以及合理淬透性,其中普遍典型使用的中碳装甲钢有Mn-Mo、Cr-Mo或者Ni-Cr-Mo-(V)低合金钢。
对于这些结构装甲钢而言,可焊性是其作为装甲材料的重要指标,为了保证装甲钢的可焊性,合金的碳当量不能太高,一般要求碳当量小于1,通常约为0.8[1]。
除了焊接性能,装甲钢还要求具有良好的冷弯性能和切割性能。
装甲钢最重要的使用性能就是抗弹性能、抗爆轰性能和抗多发弹性能等。
随着装甲钢优化成分设计、冶炼工艺和热处理工艺的不断发展,高性能装甲钢不断涌现。
装甲钢从中低强度向高硬度、超高硬度、高强度和高韧性发展。
目前装甲钢的硬度范围为574-655BHN,抗拉强度达到2 150 MPa。
另外,新型装甲钢及其结构也在不断发展,如凿孔装甲钢、低密度装甲钢和泡沫钢装甲板。
这些装甲钢将会降低面密度,可实现坦克装甲车辆减重。
随着装甲钢的不断发展,装甲钢的标准化也随之快速发展。
从最初的均质轧制装甲钢(MIL-DTL-12560)发展到高硬度装甲钢(MIL-DTL46100),直到超高硬度装甲钢(MIL-DTL-32332)。
浅谈装甲材料的种类与发展装甲防护问题,自从坦克的诞生之日起,就是技术人员研究的永恒话题。
坦克的装甲,是为了在作战时尽可能大的为车辆提供装甲保护,以保障其战场生存能力和战斗人员生命安全。
过去,所有的战车都采用装甲钢板时,装甲材料对于专业人员来说可能不是太大的问题。
但是近几十年来,随着有色金属材料和其他复合材料的应用。
装甲材料的种类和功能有了极大的延伸。
以下是我查阅资料后作出的一点自己的归纳和总结。
从金属材料的角度讲,坦克装甲材料主要分为以下几种:一、铝装甲。
由于铝的硬度和强度要小。
所以此种装甲主要用于轻型装甲车辆。
轻型战车用装甲一般用来防御小口径弹片和弹丸。
铝制装甲的材料一般为铝镁锰合金,其对比与同体积的轧制均质装甲钢来说,最大的优点在于密度小,重量轻。
高标号的7XXX系航空铝合金抗弹能达到RHA (匀轧制装甲钢)的50%,低标号的5XXX系铝合金也能达到RHA的40%左右,比重却只有钢的1/3多一点。
现代新型的步战基本都是铝合金或者至少部分铝合金的,比如M2/3、武士、BMP-3都是如此,相比于老式的钢装甲步兵战车,如BMP-1/2之类,防御强了不少。
但是,需要指出的是:铝合金作装甲也有缺点,一是高标号的航空铝合金造价不斐,也很难加工成大厚度,限制了高标号铝合金的应用,导致大厚度装甲用的基本是5XXX系低标号铝合金;二是铝合金易燃,容易被贫铀弹或者穿燃弹(AP-T)这样的东西引燃。
至于铝合金为什么不在坦克复合装甲面板上应用,是因为坦克面板基本都是HHA(硬化装甲),抗弹性能比起RHA 大约要强化20-30%左右,以M1的HY120为例,抗弹约是4340 RHA的120%左右,这样即便是高标号的7XXX系抗弹也只相当于其的41%左右,重量优势已经不明显了,而且坦克装甲面板很厚,要达到同样抗弹,那么起码要接近300mm的7XXX系铝合金面板,相当难加工而且昂贵;如果用5083之类的低标号型号,那么就要更厚的装甲,那么连铝合金最大的防御/重量优势都没有了。
装甲车主动防御技术1916年9⽉15⽇,⼀种⿊黝黝的钢铁怪物出现在法国索姆河畔,以每⼩时6公⾥的速度隆隆冲进德军阵地,⽤其机枪⽕⼒象秋风扫落叶⼀样,打的德军丢盔卸甲,⼀败涂地。
⾃此,坦克登上了战争舞台,在若⼲精彩演出之后,当之⽆愧的成为了陆战之王。
树⼤招风,尽管随着军事装备技术发展,坦克的装甲防护⼒越来越强,但近年来,反装甲武器类型不断增多,性能不断提⾼,坦克及装甲车辆原有的优势正在削弱。
仅仅通过增加装甲厚度来提⾼防护能⼒的⽅法,会导致装甲车辆的重量不断增加,严重制约车辆的机动性和作战使⽤范围,很难发挥⽕⼒优势。
因此,如何在不增加⾃重的前提下提⾼防护能⼒,成为装甲车辆发展过程中亟待解决的问题。
主动防护系统为解决上述问题提供了⼀个有效的途径,为装甲车辆的未来发展打开了突破⼝。
⼀、主动防护系统的内涵装甲车辆主动防护系统是指通过探测装置获得来袭弹药的运动特征,然后通过计算机控制对抗装置使来袭弹药⽆法直接命中被防护⽬标的⼀组或⼀套装置,⼀般分为⼲扰型、拦截型和综合型,主要由探测装置、计算机处理/控制器和对抗装置三部分组成。
探测装置⽤来获取威胁的特征信息;计算机处理/控制器对探测装置获取的威胁特征信息进⾏分析,产⽣控制信号;对抗装置⽤于解除威胁。
主动防护系统分为⼲扰型、拦截型和综合型三种。
⼲扰型主动防护系统采⽤光学传感器探测威胁⽅位,通过烟雾或激光等光学⼿段⼲扰来袭弹药,达到⾃卫⽬的。
拦截型主动防护系统⼀般使⽤雷达获取来袭弹药的运动特征,然后发射弹药进⾏拦截,使其侵彻能⼒丧失或显著下降。
综合型主动防护系统⼀般采⽤雷达和光学传感器进⾏复合探测,当威胁来临时,车载计算机根据威胁的类型,控制对抗装置对其进⾏⼲扰或拦截,或同时采取这两种措施进⾏复合防护。
显然,综合型主动防护系统具有⼲扰型和拦截型两种防护系统的优点,避免了单独使⽤⼀种防护系统的局限性,防护效能最好。
⼆、外军主动防护系统发展现状⽬前,俄罗斯、美国、以⾊列、德国、英国和⽇本等多个国家都在积极研制主动防护系统。
国外装甲钢及其标准发展现状一、装甲钢材料性能装甲钢是一种具有高强度、高硬度、良好的韧性和抗冲击性能的特种钢材。
它广泛应用于军事、警察、工业安全等领域,用于制造装甲车辆、坦克、舰艇、飞机等装备的防护装甲。
近年来,随着科技的不断进步,装甲钢材料的性能也在不断提升。
二、装甲钢标准制定在国外,装甲钢的标准制定是由各国军方、国家标准机构以及行业协会共同完成的。
这些标准主要包括装甲钢的化学成分、力学性能、金相组织等方面的要求,以确保其能够满足各种应用场景的安全需求。
同时,随着技术的不断发展,装甲钢的标准也在不断更新和改进。
三、装甲钢生产工艺装甲钢的生产工艺主要包括冶炼、连铸、轧制、热处理等环节。
其中,冶炼和连铸环节是保证装甲钢化学成分和金相组织的关键环节;轧制和热处理环节则是保证装甲钢力学性能和抗冲击性能的重要环节。
同时,为了满足不同应用场景的需求,生产工艺也在不断改进和优化。
四、装甲钢应用领域装甲钢的应用领域主要包括军事、警察、工业安全等领域。
军事领域的应用包括坦克、装甲车、舰艇等装备的防护装甲;警察领域的应用包括防暴车、防弹衣等装备的防护装甲;工业安全领域的应用包括采矿、石油化工等行业的安全防护装甲。
五、装甲钢市场趋势随着全球安全形势的不断变化,装甲钢的市场需求也在不断变化。
未来,随着各国军费投入的增加、反恐行动的持续开展以及工业安全意识的提高,装甲钢的市场需求将继续保持增长态势。
同时,随着技术的不断发展,装甲钢的性能也将不断提升,从而进一步推动市场的增长。
六、装甲钢科研进展目前,国外在装甲钢的科研方面取得了许多进展。
一方面,通过不断研究和改进生产工艺,提高了装甲钢的性能和抗冲击能力;另一方面,通过探索新材料的合成方法,为开发更优质的装甲钢提供了新的途径。
此外,一些国家还在积极开展装甲钢材料与其他材料的复合研究,以实现更好的防护效果。
七、装甲钢产业政策分析各国政府对装甲钢产业都给予了高度的重视和支持。
一方面,通过制定相关的产业政策,鼓励企业进行技术创新和产品研发;另一方面,通过加大资金投入和税收优惠等措施,支持企业扩大生产和提高产品质量。
国内外装甲装备发展动态,现状和趋势国内外装甲装备发展动态,现状和趋势随着科技的不断进步和军事实力的提升,装甲装备在国内外的发展也日益迅猛。
本文将从研发动态、现状和未来趋势三个方面来探讨国内外装甲装备的发展情况。
一、研发动态国内外在装甲装备领域的研发动态受到了政府和军方的高度重视。
各国纷纷加大研发投入,推动装甲装备的创新。
在国内,中国一直将军事技术创新作为发展的重要方向。
近年来,中国加强了对装甲装备的研发,取得了一系列重要成果。
例如,“99式主战坦克”、“08式步战车”等装备的研发成功,大大提升了中国陆军的战斗力。
而在国外,美国一直是全球装甲装备研发的领头羊。
美军不断推出新一代的坦克、自行火炮等装备,保持着较强的军事优势。
二、现状在目前的战争环境下,装甲装备的作战能力显得尤为重要。
国内外的装甲装备在性能和技术上有了长足的进步。
装甲防护技术的不断提升,使得装甲装备在现代战争中的生存能力大大增强。
同时,火力打击能力的提升也是装甲装备发展的重要方向。
例如,新型的坦克炮和反坦克导弹的应用,使得装甲装备能够更好地突破敌方防线。
此外,信息化技术的应用也使得装甲装备的指挥控制更加精确和高效。
三、趋势未来的装甲装备发展将呈现出几个重要的趋势。
首先,装甲装备将更加注重多功能和综合作战能力。
战场环境的多变性要求装甲装备能够应对多种作战任务,例如反恐、山地作战等。
因此,未来的装甲装备将更具灵活性和多样性。
其次,装甲装备将更加注重信息化和网络化。
信息化技术的应用使得装甲装备能够实现更高效的指挥控制和作战协同。
此外,装甲装备的自动化和智能化也是未来发展的重要方向。
例如,自动化驾驶系统的应用将提高装甲装备的机动性和生存能力。
最后,装甲装备的能源利用和环保性也是未来发展的重要考虑因素。
随着能源资源的紧张和环境污染的加剧,装甲装备将更加注重能源的高效利用和环保性能的提升。
国内外装甲装备的发展动态、现状和趋势都显示出了一个共同的发展方向,即注重技术创新、提升作战能力和适应多样化的战争环境。
国内铝合金装甲材料发展情况及应用特点铝合金材料在现代化装甲车辆上的应用是提高车辆机动性的重要前提之一,铝合金装甲材料的应用也已经成为装甲车辆轻量化的主要发展趋势之一。
从20 世纪60 年代开始,我国研制铝合金装甲材料,7A52 是研发的第 2 代,已列入国军标 GJB 1540,并成功应用于战车部件、工程炮塔等。
7A52 铝合金铸锭经460 ℃×24 h 均匀化处理后热轧,然后再进行固溶时效处理,具有良好的强韧性配合及抗弹性能,但该合金存在应力腐蚀(SCC,Stress Corrosion Crack⁃ing)开裂敏感的缺点,不适合在腐蚀性气候条件下使用,为此我国自主开发了综合性能更好的 Al-Cu 系第 3 代铝合金装甲材料。
下表总结了我国装甲用铝合金材料的牌号及性能特点。
我国目前装甲车辆的主、次承力部件,如负重轮、炮塔座圈、变速箱、传动箱箱体等用铝合金共计 26 种牌号,包括变形铝合金 18 种牌号、铸造铝合金 8 种牌号。
变形铝合金包括硬铝和超硬铝 6 种牌号、锻造铝合金5 种牌号、防锈铝合金 6 种牌号及特殊铝合金 1 种牌号。
1、密度低、力学性能好铝的密度是钢的1/3,铝合金与装甲钢在相同面密度的条件下,厚度为钢的3倍,其弯曲刚度为装甲钢的9 倍。
因此,采用铝合金能显著提高结构的刚度。
在铝合金中加入适量的合金元素可提高材料的强度,也可通过加工硬化来提高强度,而且还可用热处理来大幅度改善材料的力学性能,所以铝合金可用来制造承受较大载荷的结构件和耐高速冲击的装甲件。
在车体结构设计中,为保障结构刚度而设置的加强筋、加强框架等均可节约省去。
装甲车每减轻1 kg,则携带需要的动力设备即可减少0.6 kg,这又可使车的战斗全重减少。
因此,铝合金在装甲车辆上的使用可引起“链锁式”的减轻质量效果,在不降低抗弹性能的情况下,铝合金装甲材料的使用可减轻质量 6%~20%,有的甚至可以达到 50%。
装甲战争中的坦克与装甲车辆装甲战争是现代战争中的重要组成部分,而坦克与装甲车辆则是装甲战争中的主力。
本文将从坦克与装甲车辆的定义、历史发展、功能特点和未来趋势等方面进行探讨。
一、坦克与装甲车辆的定义坦克,是一种具备防护力量和火力的机动战斗车辆,主要用于执行攻击、掩护和支援任务。
装甲车辆,是指装备有装甲防护措施的机动车辆,包括各种装甲车辆和装甲运兵车等。
二、坦克与装甲车辆的历史发展坦克的概念最早可以追溯到第一次世界大战期间,当时的英国首次推出“坦克”概念的陆军装备。
而装甲车辆的发展则可以追溯到更早的时期,世界各国陆续研制出不同类型的装甲车辆用于作战。
随着科技的进步和战争样式的演变,坦克与装甲车辆的功能和性能得到了极大的提升。
二战中,坦克和装甲车辆的发展达到了顶峰,成为当时战场上的绝对主角,对于战争的结果产生了决定性的影响。
冷战时期,坦克和装甲车辆继续得到改进和升级,成为大国之间军备竞赛的焦点。
三、坦克与装甲车辆的功能特点1. 打击力量:坦克与装甲车辆装备有各种火炮和远程武器系统,能够对地面、空中、水上目标进行打击,具备较强的杀伤力和射击精度。
2. 机动能力:坦克与装甲车辆采用履带和轮式两种行动形式,具备卓越的越障和通过能力,在战场上能够快速机动和突破防线。
3. 防护能力:坦克与装甲车辆采用厚重的装甲材料和装甲结构,能够有效抵御敌方火力的攻击,保障车上人员的生命安全。
4. 持续作战能力:坦克与装甲车辆携带大量弹药和燃料,具备较长的作战时间和战斗持续能力,能够在战场上长时间执行任务。
四、坦克与装甲车辆的未来趋势随着科技的迅猛发展,坦克与装甲车辆也在不断更新换代。
未来,坦克与装甲车辆将向更加智能化、精确化和多样化的方向发展。
在智能化方面,坦克与装甲车辆将应用先进的感知技术和自主决策系统,提高作战效能和反应速度。
同时,坦克与装甲车辆也将加强与其他作战平台的协同作战能力,形成更加紧密的作战网络。
在精确化方面,坦克与装甲车辆将装备更加精确的火力系统和导航系统,提高射击精度和导航定位能力。
新材料技术在军事上的用途也是十分广泛的,用于武器装备可使其升级换代,性能大大提高,目前在军事领域里新材料技术正向高功能化、复合轻量和智能化的方向发展。
陶瓷材料作为一种先进的高技术材料,它具有种高强度、高硬度、耐腐蚀、高耐磨性和重量轻的特点,它不仅应用在坦克的防护上,而且也应用在飞机、舰船、车辆、关键部位的防弹遮蔽层和单兵作战的防护上,它的应用范围越来越广泛。
实践表明,世界上许多先进坦克的防护装甲采用高性能陶瓷后,防护能力明显提高,陶瓷已经成为复合装甲不可缺少的材料之一。
但是,陶瓷材料的易脆性是阻碍它应用的主要原因。
目前,改进陶瓷脆性的研究已取得了较大进展。
主要的途径是通过复合,提高陶瓷的强度、韧性、抗弹性能降低价格,扩大应用领域,提高材料的使用可靠性。
装甲防护的发展史也可以看成是“甲”与“弹”的斗争史,这种“矛”与“盾”的发展是相互并行的。
人们在十分重视研制新的优质抗弹陶瓷的同时,也需要对陶瓷复合装甲的侵彻机理和抗弹机理进行研究;目前对于均质装甲的侵彻和损伤机理的研究在国内外已经发展成熟,而对于由陶瓷组成的复合装甲的侵彻和[1]陶瓷复合装甲材料研究和发展康永柴秀娟1、陕西金泰氯碱化工有限公司技术中心榆林7181002、1TheResearchCenterofShaanxiJintaiChlor-alkaliChemicalCo.,LTD.Yulin718100China;2ShaanxiJintaiChlor-alkaliChemicalCo.,LTD.Yulin718100China12KANGYongCHAIXiu-juan陕西金泰氯碱化工有限公司榆林718100、、;12THE RESEARCH &DEVELOPMENT OF CERAMICCOMPOSITE AMOUR MATERIALS【摘要】陶瓷复合装甲由于在防护领域的应用背景而引起人们的广泛关注。
本文综述了陶瓷复合装甲的研究和发展方向。
F一13玻璃钢学会第十五届全国玻璃铝/复合材料学术年会论文集2003年装甲车辆上用轻质装甲材料综述+杨洪忠邱桂杰(北京玻璃钢研究设计院102101)摘要:本文综合阐述了由陶瓷、钢板及复合材料等复合而成的结构/功能一体化轻质材料在装甲车辆上的应用现状。
对不同类型纤维增强复合材料的性能、防弹材料的性能以厦复合材料的防弹机理进行了阐述。
文中还介绍了结构/功能一体化轻质装甲材料中复合材料的成型工艺。
关键词:轻质装甲材料复合材料性能防弹机理成型工艺入1日U青现代科学技术的飞速发展及其在常规攻击武器系统上的大量应用,攻击武器系统取得了长足的发展,坦克车辆的金属防护层越来越厚,其战斗全重越来越大,严重影响作战的机动性能和快速反应能力。
在坦克车辆发动机功率一定的情况下,为了提高其作战机动能力,应尽量减轻自身重量。
传统的金属材料越来越难以满足新型坦克车辆的综合战技指标要求.为了实现减轻自重、提高坦克车辆防护性能、增强战场突防能力,迫切需要应用轻质高强、具有良好抗弹性能和优良耐疲劳陆能的轻质材料替代传统的金属材料。
用于坦克装甲车辆的轻质材料不仅要重量轻,同时必须满足抗弹、隐身、减震降噪、三防、阻燃等性能要求,现代侦察技术、攻击性武器制导技术、核辐射等的发展对坦克车体防护提出了更高的要求。
传统的金属材料单独使用已不能满足各方面的需求。
纤维增强复合材料具有比强度高,比模量高、性能可设计性强、电性能好及耐疲劳性好等特点,将其与传统的防弹材料,诸如陶瓷、钢板等进行复合得到结构/功能一体化的轻质装甲材料,降低装甲车辆战斗全重达30%以上,实现机动性和防护能力的统一,提高了车辆的生存能力。
2国内外发展现状与趋势20世纪50一60年代是均质铝合金装甲结构材料的时代。
从70年代开始,国外广泛采用氮化硅、碳化硼等高温结构陶瓷与高性能金属、有机复合材料(Kevlar纤维复合材料)研制成多层结构复合材料,用于坦克及轻型装甲车辆中。
如美国“艾布拉姆斯”(M1A1、M1A2)、法国“勒克来尔”、德国“豹2”等都装备了陶瓷复合材料的主甲板,不过这些都只是轻质装甲材料单一性能的体现,并没有作为结构件使用。
车辆防护技术专题爆炸反应装甲发展现状与趋势作者:来源:《现代兵器》2016年第09期防护力是装甲车辆的重要战斗力要素,提高装甲车辆战场生存能力也是各国陆军普遍关注的焦点问题。
在现代战争条件下,装甲车辆面临的威胁更加突出,生存环境更加恶劣。
目前,各国已形成了采用综合防护理念的共识,逐步形成以隐身防护、被动防护、主动防护、二次效应防护为主的防护体系,许多技术已应用于装备建设乃至实战,取得良好效果。
本专题根据国外最新防护技术发展方向,对爆炸反应装甲技术、主动防护技术和被动装甲技术的发展特点和趋势做简要分析。
世界军事强国争相研究复合装甲、反应装甲、电磁装甲等,使坦克装甲抗毁伤能力大为增强。
尤其是爆炸式反应装甲,它依靠钝感炸药引爆产生的爆轰波驱动钢板从侧向干扰射流侵彻,主要用于防护依靠射流侵彻装甲的破甲类型反坦克弹药。
随着防破甲、防穿甲、防串联战斗部以及反应装甲的安全性能等一系列技术难关的突破,反应装甲的性能不断提高,已经成为现代装甲车辆防护系统的重要组成部分。
以、俄、英、美、法、德等国均对爆炸反应装甲进行了深入研究,并已装备部队或经过实战检验。
如美军M1A1/M1A2主战坦克安装了ARAT-2爆炸反应装甲;英国采用Romer系列反应装甲;俄罗斯的多种主战坦克配置了“接触”(Kontakt)和“化石”(Relikt)系列爆炸反应装甲模块;以色列国防军M60坦克上安装了“夹克衫”(Blazer)爆炸反应装甲,在黎以冲突中被证实对防御化学能弹(RPG-7)颇有成效。
以色列率先推出爆炸反应装甲并用于实战 1973年第四次中东战争中,基于聚能效应、采用聚能装药战斗部的反坦克导弹和反坦克火箭弹被埃军应用于西奈沙漠反坦克作战,击毁了以军装甲旅的大量坦克。
这一战例几乎动摇了坦克在现代陆军中的“主战”地位。
1982年,以色列在入侵黎巴嫩的战争中,首次将一种被称为“夹克衫”的反应装甲应用于主战坦克,有效地降低了聚能装药战斗部对装甲车辆的威胁。
装甲车未来发展趋势与挑战装甲车作为现代战争中不可或缺的装备之一,一直在不断演进和发展。
随着科技的飞速进步以及战争形态的变化,装甲车面临着新的机遇和挑战。
从发展趋势来看,首先是智能化程度的不断提高。
未来的装甲车将配备更加先进的传感器、计算机系统和通信设备,使其具备更强的态势感知能力。
这些智能化系统能够实时收集和分析战场信息,为车组人员提供准确的决策支持,从而提高作战效率和生存能力。
其次,隐身性能将成为重要的发展方向。
通过采用新型材料、优化外形设计以及降低热信号等手段,装甲车可以有效减少被敌方探测和攻击的概率。
隐身性能的提升有助于装甲车在复杂的战场环境中更好地执行任务,提高作战的突然性和成功率。
再者,火力系统的升级也是必然趋势。
未来的装甲车可能会装备更强大、更精确的武器,如高能激光武器、电磁炮等。
这些新型武器具有更高的射速、更远的射程和更强的杀伤力,能够有效应对各种威胁。
此外,防护能力的持续增强也是关键。
新型的复合装甲、主动防护系统以及爆炸反应装甲等技术将不断应用于装甲车,提高其抵御各类武器攻击的能力。
同时,对生化防护和核防护的要求也会进一步提高,以适应多样化的战场威胁。
然而,装甲车的发展也面临着诸多挑战。
技术难题是一个重要方面。
虽然新的技术和理念为装甲车的发展带来了机遇,但将这些技术实际应用并实现可靠运行并非易事。
例如,智能化系统的稳定性和可靠性、新型武器的能源供应和散热问题、隐身材料的耐久性等,都需要不断地进行研究和突破。
成本控制也是一大挑战。
先进的技术和高性能的装备往往意味着高昂的成本。
在有限的军费预算下,如何平衡装甲车的性能提升和成本控制,是各国军队都需要面对的问题。
过高的成本可能会限制装甲车的装备数量,从而影响部队的整体作战能力。
另外,维护保障的复杂性也日益凸显。
随着装甲车技术的日益复杂,其维护和保障工作也变得更加困难。
需要培养大量具备专业知识和技能的维修人员,同时建立高效的后勤保障体系,以确保装甲车在战场上的持续作战能力。
Voe. 3"%No. i 2020! 3" "%! 4 $2020 # 8 %Ti钛工业ifi 展-F TANIUMl&'5 [! "l%m ! ?n1!%\! o p ! q a)!v K)@AZ [jNZ " \]%[j %315103#摘 要:综述了国内外装甲钛合金的研究现状"主要论述了抗弹性能及抗毁伤机理、附加装甲结构单元技术%应用 基础研究等&介绍了抗弹性能考核评价及板材验收规范"主要 抗弹性能考核评价方法、抗弹性能 体系建立、板材验定情况等。
通过对装甲钛合金 和发展 的分析,加深人们对装甲钛合金材料和技术的理解,推动装甲钛合金材料的工程化应用。
在进一步论述装甲钛合金 的基础上,提出了未来装甲钛合金研究发展 $:;<: 装甲钛合金& 抗弹性能& 抗毁 理&研究=>?@A : TD146. 23%%%%%BCDEF : A%%%%%BGHA : 100949964!2020#044041408J#E)#A &*M*E#0%)(-%)&*-*2'664)$-%)&*&"+)%-*)1. ',.&,0Z<en.C<ao , Z<u Xcuoon., Gan.Jun , Xcn HacOcn., S<aoZ<cTen!N cn.6o = oanc< oYC<cna0odnanceAcademO , Ncn.6o315103, C<cna #'>0%,-$%( T<cs papeooeSceTed poo.oe s oYoeseaoc< cn i<eYceed oYiciancum aomoosa e aoound i<eTooed iodeepen ououndeosiandcn.and docSei<eappeccaicon oYiciancumaomoos , especca e Oi<eappeccaicon and Yuoi<eocnSesic.aicon oYiciancum aomoos.T<esccenceand eeocn.oYiciancum aomoos , cnceuded 6a e csiccpeoYoomanceand Yaceuoemec<ancsm oYiciancum aomoos , 6a e csiccpeoYoomanceoYmonoeci<ccand consiciuicSepaoioYiciancum a e oOcn aomooconYc.uoaicons , Yundameniaesccenceoeseaoc< oYiciancum aomoos & 6a e csiccpeoYoomanceand aomoopeaiessiandaodc[aicon , cnceuded mei<od on eSaeuaicon oY6a e csiccpeoYoomance , i<ecndeqand daia6aseoY6a e csicccmpacipoopeoices , siandaod oYiciancum peaiescn aomooappeccaicon eaOdoTn & Lcna e O , i<eoeceniappeccaicon oYiciancum aomoosTasoepooied and Yuoi<eocnSesic.aicon Tasdcscu s ed.@#? A&,20( iciancum aomoos & 6a e csiccpeoYoomance & Yaceuoemec<ancsm & oeseaoc< cn appeccaicon坦克装甲车辆的基体装甲材料 有良好的抗弹性能、工艺性能和环境适应性能等$ 的金属基体装甲材料有装甲钢、装甲铝合金、装甲镁合金 和装甲钛合金4种,其中装甲钛合金的综合性能最 , 能 < !抗弹性能、 工艺性能和 环境适 性能的要求*1+$坦克装甲车辆是最重要的陆基武器装备,部队中的装备量较大,装甲钛合金的工研究,特别是高性能 本装甲钛合金颇 视,是30年的研究 V $本文主要论述三方面的内容:装甲钛合金的应IJKL : 2020 _02 _21通信作者:郑超(1986—),男,博士,副研究员、 抗弹性能考核评价 板材验 规 化、 装甲钛合金 发展 ,以期为推动我国装甲钛合金的工程化应用提供参考。
坦克装甲车辆防护材料的研究现状及发展趋势
翁德伟
(陆军装甲兵学院,北京
100071)
摘
要:文章主要对均质装甲钢,复合装甲材料反应装甲,电磁装甲等装机防护材料及技术的研究现状及发展
趋势进行详细的阐述,以此来明确今后的研究方向。
关键词:装甲防护;铝合金;复合装甲;反应装甲;电磁装甲
作者简介:翁德伟(1997-),男,福建莆田人,大学本科,研究方向:材料科学与工程。
装甲战车在世界著名的战役中有着非常重要的作用,1918年英国研制出世界上第一辆坦克装甲车,次年九月就在索姆河战役中投入使用,至今已有百余年历史了。
随着反装甲武器技术水平的提升,世界各大战役中都离不开对装甲武器装备的使用,这要要求装甲武器应不断提高其使用性能,从而在战场中更好的发挥其作用,但装甲车辆的防护性能仅通过加强均质装甲厚度是不科学的,不仅会使装甲车辆变得更加笨重,还会影响装甲车量的机动性能,因此,对装甲车辆的研究应朝着功能化、轻量化以强韧化的方向发展。
1均质装甲
均质装甲是最早出现的装甲材料,英国最先研发出
的装甲坦克也是应用这种材料,厚度仅为8mm ,只能抵挡攻击力较低的枪弹,20世纪30年代,随着坦克装甲的厚度的提升,其防御能力也得到进一步提升,而在今后几十年间,一种新型的聚能装药破甲弹的出现,是普通装甲无法抵挡的,直到今天,坦克装甲车依然离不开对均质装甲的使用,也提高其厚度。
2铝合金装甲材料
为了进一步提高装甲车辆的防护能力,并能够对车
辆的自重进行合理的控制,由此研制出铝合金装甲。
这也符合了对装甲车辆轻便化的要求,这也是铝合金装甲得以普遍应用的重要原因。
20世纪40年代,美国路军坦克机构对铝合金材料以及装甲钢材料的防护性能展开了相应的对比工作,将变形硬化铝合金作为装甲主要材料。
1962年,新型合金装甲板出现,美国也积极展开了防弹测试工作,并在原有铝合金装甲防护材料的基础上展开了进一步的研制,研制出了一种可热处理强化的7039铝合金,这种铝合金具有较强的抗腐蚀性能,成为当时装甲车辆中普遍使用的铝合金装甲材料。
但由于二代铝合金装甲材料存在一定的不足之处,因此美国、英国等也开展了第三代铝合金装甲的研究
工作,其防弹性能更高,也兼具前二代铝合金的防腐性能和焊接性能,可在腐蚀性较强的环境下使用。
我国开展铝合金装甲研制时间较晚,但研制速度较快,也取得了一定的成果,如523、528、S 原183、184、185等铝合金装甲材料,综合发达国家所研制的三代铝合金装甲板基础上所研制出来的,目前,我国已经自主研发出Al-Cu 系第三代铝合金装甲材料———2519A 铝合金装甲材料。
3复合装甲材料
现阶段,在国际上以陶瓷用作装甲防护材料主要为
氧化铝、碳化硼、氮化硅等。
目前,世界各个也纷纷开展了反装甲技术的研究工作,其威力也得到明显增强,要想积极开展陶瓷性能的研究工作,具体方式如下所示:(1)用连续碳纤维增韧补强陶瓷材料;(2)梯度功能材料是一种良好的复合装甲材料,分子量聚乙烯纤维密度较小,制造简单也有着较高的防护性能,因此在新型轻质防弹装甲中被广泛的进行应用。
这些复合材料的质量与钢装甲相同,但防护能力却远高于钢装甲。
纤维复合材料装甲主要使用层压工艺,在收到外来侵袭的时候回通过以下几方面来减低其破坏程度:首先会通过纤维拉伸变形的方式将弹丸的动能进行改变,使其具有良好的纤维性能;其次如果弹丸利用剪切的方朝纤维层压板发起进攻的情况下,那么纤维板会主动地将其动能进行吸收;(3)如果纤维板受到损坏,那么熔融也会受到破坏。
中国的科研工作者应积极开展了对此材料的研究工作,并开发出一种可以在军用飞机中有着非常好应用的轻质复合型材料防弹板,面板和通过特殊的粘合剂粘结在一起,面板是一种复合型材料,使用玻璃纤维制成的,面板非常薄,仅有5.0毫米。
通过多次实践得出,这种材料适用于54手枪式,冲锋枪79型,不仅成本低而且使用起来也特别方便,便于进行加工等特点。
虽然飞机中也常常应用玻璃纤维以及超高分子量聚乙烯
Metallurgy and materials
63
冶金与材料第39卷
(上接第62页)机硅封装材料,但因催化剂与产物的分离过程十分复杂,故此方法并不适用于LED的大规模制备,对此,若改以碱性阴离子交换树脂催化法,则处理的过程则相对较为简单,最重要的供需也仅是通过过滤器将催化剂从反应体系中分离出来,以此既环保又能达到降低成本的功效。
2.2反应温度对有机硅封装材料的合成及性能影响
影响缩聚反应与产物性能的另一重要因素当属温度,且温度对缩聚反应的影响尤为显著。
为确保有机硅封装材料的良好性能,关键便是要对缩聚反应过程中的温度因素予以合理控制,如温度为20℃的情况下,此时催化剂活性较低,会导致有机硅内KH560与DPSD呈现出彼此分离的状态,而后,随着温度的逐渐升高,苯基环氧基有机硅聚合物中的折射率与粘度提升,将使得环氧值持续下降,而当环氧值下降到一定程度后,便会降低产物的交联密度,从而不利于固化封装材料热稳定性的提升。
而当温度达到40℃时,据红墨水实验结果显示,材料的红墨水渗透性十分明显,而在其他温度下则无明显的现象发生。
因此,综合考虑之下,应将温度控制在50℃左右,以此为后续研究反映的
温度条件提供支撑。
3结语
基于强碱性阴离子D296R的催化作用,将促进KH560与DPSD的融合,由此生成具有苯基与环氧基团高折光指数的有机硅聚合物。
而后50℃的环境下持续发生反应12h,以此证明有机硅封装材料具有较强的耐热性能,这对LED器件的制作无疑是十分关键的。
除此之外,当苯基环氧基有机硅聚合物的折光指数为1.547时,有机硅封装材料的粘度与分子质量均最为适宜,且其透光度可达到95%以上。
由此可见,有机硅封装材料于LED封装领域中确有良好的应用前景,故加大对LED封装用有机硅材料的制备与性能的研究亦将具有极强的现实意义。
参考文献
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[3]周珂.LED用有机硅封装材料的制备与性能研究[D].上海:华东理工大学,2014.
纤维等材料,但它们也存在一些不足,如热处理姿态较差,易界面和拉丝,防火性能差,因此在未来的发展过程中应该有很多改进。
4反应装甲
反应装甲的基本元件是两块金属板和夹在其中的钝感混合炸药。
如果破甲射流或动能弹丸通过某种方式向反应装甲进行撞击的情况下,就会引爆炸药,爆炸会顺利驱动金属板并进行反向移动,运动中的物质或动能弹相互作用,从而影响射流带来一定的影响,从而改变动能弹的移动轨迹,严重情况下还会发生断裂的可能,影响射流对的防御能力,不利于对主甲板进行保护。
因此,反应装甲在装甲材料应用中有着非常好的应用前景。
我国开展反应装甲技术的研究较晚,但研究进程较为顺利,研究成果显著,所彦指出的装甲在国际中也有着一定的优势。
虽然装甲技术发展较快,但应用效果良好,但也不可避免的会存在一定的缺陷,一是在对轻型装甲车辆展开应用时,余下的射流会穿穿过主装甲后较薄的轻型车辆,而装甲板也会损坏薄主装甲;二是由于装甲板的抗蚀性以及附加重量限制,很大程度上影响装甲的性能,如果要在反作用装甲模块内制作装甲,要求相关人员需要结合坦克自身的重量展开综合考虑分析。
5电磁装甲
穿破甲技术近年来发展速度不断上升,这也对传统
的装甲防护技术带来严重冲击,但对一些冲击力较强的反装甲技术其无法进行阻挡,因此应找到一种新兴的装甲技术来进行替代,于是电磁装甲应运而生。
电磁装甲通过储存电磁能的方式来降低弹丸的侵蚀性,也可以通过主动出击的方式来对弹丸进行拦截,可以很好地对战斗车辆进行保护。
电磁装甲主要包括被动式和主动式。
而在电磁装甲理念提出后,法国研究人员也相继开展电磁发射防护板的试验,试着通过对装甲板进行提速的方式来抵御弹丸的侵袭,实验结果证明,电磁装甲的防护效果要远高于爆炸反应装甲。
近年,国外对电磁装甲技术的研究已经形成初步的理论,就目前的研究成果来看,美国始终处于技术领先状态,我国为了能够提高自身的军事实力,也应积极开展对电磁装甲技术的研究工作。
6结语
综上所述,随着反装甲技术的快速发展,这也对坦克装甲车辆的生存发展带来一定的威胁,这也在一定程度上带动了新的装甲防护材料及装机防护技术的发展,我国虽然装甲技术研究速度较快,但还有很多地方需要不断地学习,从而拉近与国外的距离。
参考文献
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