复合材料在坦克装甲防护中的应用趋势

    随着自动化技术和智能技术的不断发展,未来的主战坦克将在更加复杂、恶劣的环境中作战,在这种环境中,主战坦克若要克敌制胜,提高生存力,在考虑基本设计之外,应综合运用各种先进技术,其中装甲防护是坦克获得生存力的主要手段之一,而现代装甲技术的迅速发展,与高技术、新材料的发展息息相关,下面将着重介绍在未来坦克装甲防护中复合材料的应用。
    1 采用复合材料制造坦克车体、炮塔,以提高其机动性
  装甲和反装甲武器之间的激烈竞争,使目前各国的坦克装甲不断加厚、加重,导致坦克的重量剧增。目前,各国现役的新一代主战坦克,重量一般达到50t左右,影响坦克机动能力的提高。美国己试验成功增强塑料车体的步兵战车,如复合材料“布雷得利”步兵战车的车体重量比常规车体轻27%。据计算,采用复合材料的装甲车装甲重量将减少35%~40%。采用复合材料装甲不但能减轻重量、降低成本,而且可增加战斗负荷,提高战场生存能力。普通坦克常因中弹着火而严重毁损,而复合材料车体着火的装甲内壁温度不会明显升高,可防止乘员烧伤或弹药引燃,且中弹后无金属崩落现象,车体易修复。由于上述优点,近年来复合材料已成功用于现代坦克上,如M1A1,T-80,“豹”2等坦克均不同程度地使用复合材料,并且已由非承力部件逐步发展到用于主承力件。由于复合材料的大量使用,使坦克的机动能力大大提高。
    2采用复合材料,以满足坦克隐形的要求
  提高坦克战场生存能力还必须合理设计坦克外形,采用圆滑过渡的外表面,减少平面结合处的棱角,从而减少雷达波的有效反射面积。坦克金属装甲的固有的弱点是雷达信号特征明显,易被敌方的红外、雷达等光电探测器材发现。复合材料不仅比重小,强度高,防弹性能好,还具有下述特点:对光波和雷达波反射比金属弱,并可吸收部分雷达波;具有材料性能和结构外形的可设计性,以制成具有佳隐形结构外形;可减少各发热部位的红外辐射和抑制车辆的推进噪声,使坦克的各种主、被动信号减少到低限度。近年来,一些研制成功可以吸收、屏蔽雷达的Kev1ar纤维复合材料。美国研制的高强度S-2型玻璃纤维增强模压热固性复合材料、荷兰新近研究的超高强度聚乙烯纤维复合材料,都具有上述特点,是一种可供装甲车辆外形使用的很有前途的隐形材料。
    3 采用三维织物复合材料
  三维织物复合材料具有高强度、高刚度、抗冲击性能好的特点,因此将其用于坦克装甲材料不仅具有一般复合材料的特点,还可进一步提高坦克的防护能力。目前,国外已有报道将其用于复合装甲,并拟采用此种结构复合材料制造坦克装甲车辆的车身、车底、炮塔、座椅等。
    4 反应装甲中的高效吸能材料与灵敏装甲中使用的高分子材料
  随着反坦克武器威力的增大,反应装甲技术也迅速发展。近出现的新型反应装甲,采用金属夹层结构,但其夹层不是惰性材料、炸药,而是一种非爆炸性的高效吸能材料,该材料是一种高韧弹性体(或微孔弹性体),也可采用塑料、复合材料,它能起到破坏射流和吸收弹性波能量的作用,可以提高装甲材料的抗弹性能,同时在使用上也比爆炸反应装甲安全。
  灵敏装甲与传统的被动式装甲不同,它可主动改变弹九或射流的动量方向,若这种灵敏装甲的某部位受到破坏,还可自行修复。在灵敏装甲层以下有多个装有引发剂的小型球体,球体周围为单体材料。当弹丸撞击使球体破裂时,引发剂从球体中释放出来,与周围的反应物聚合,得到的高分子材料可用以填补受攻击后装甲的缺陷。