初步认识防弹陶瓷

        2020年注定是个不平凡的一年，突如其来的疫情打破了人民的生活，全国上下，协同一心，终于打赢了这场没有硝烟的战役。

 

    6月中旬中印加勒万河谷边境爆发冲突，造成人员伤亡。随后中印展开多轮军事谈判，缓和局势。但近期边境再发冲突，双方在边境对峙。在紧张局势中，还发生了一戏剧性事件，一辆拖车被一辆民用卡车撞到，发生翻倾，导致车上一辆BMP-2步兵战车滑落下来，正好砸中一名军官，致其当场身亡。

 

    此次事故的祸首BMP-2战车重达15吨，属于70年代的苏式履带式步兵战车，性能较差，目前已被新式的战车取代，防护和动力更强，火力更猛。

 

    战场上，战车和武器这样一对矛与盾的组合，技术发展迅速，你追我赶。

 

    今天我们就来聊一聊，战车或装甲车是如何来增强防护，抵御先进武器的攻击及摧毁。

 

 

    钨合金高速动能穿甲弹的初速高达1700～1800m/s，可以在1000m的距离上击穿800mm的均质装甲钢板；而现在各国第3代主战坦克装备的精密装药破甲弹的破甲威力可穿透1200～1500mm的均质装甲钢板。因此，通过增加装甲钢的厚度来抵御对于坦克和装甲车辆的攻击根本不可能实现，这一状况促进了复合装甲的加速研制和广泛应用。目前，先进的复合装甲在垂直厚度200～250mm大倾角安装时，就可有效地抵御穿甲弹和破甲弹对坦克的首上和炮塔的侵彻，而其中重要的材料之一就是高性能的抗弹陶瓷材料。

 

 

    大多数复合陶瓷装甲都是采用结构陶瓷靶面+金属/非金属背靶结构，如下图所示：

 

 

复合陶瓷装甲抗弹机理

 

    复合装甲陶瓷板中的陶瓷的主要功能是钝化、侵蚀和破碎弹体，并且传递冲击载荷，不同陶瓷板的性能对于弹体的破坏有着特别大的影响。事实证明，陶瓷抗弹机理具有特殊性，与均质装甲钢相比，它的侵蚀机理研究要复杂的多，陶瓷材料性能对陶瓷复合护甲弹性性能的影响，有许多不同的、甚至是矛盾的结论。首先，与金属靶板对比，陶瓷在受到高速的碰撞的过程中，其高硬度、低韧度的特性使得陶瓷发生严重的变形进而破碎、断裂，所以，粉碎区陶瓷材料的性能大大影响其弹道响应；另外，复合装甲陶瓷结构的抗弹性能主要与复合装甲板的厚度、材料属性、分布状态及其放置的倾角等因素有关。

 

图为弹头侵彻复合装甲陶瓷的原理简图

 

    弹体对复合陶瓷装甲材料的侵蚀过程主要经历开坑、侵彻和冲塞三个过程。

 

    陶瓷层扮演着两方面的作用：(1)使弹体减速的同时也令弹体变形或碎裂；(2)将弹体的冲击力分散到一个较大的区域，使金属背板能产生利于吸能的大变形，避免其在局部被直接穿透。

 

下面通过一组图了解下复合陶瓷防弹板的防弹效果

 

 

    写到这里，想起了电影《战狼2》中的台词，犯我中华者，虽远必诛。广大科研工作者及相关企业助力现代化国防，为祖国的安康构筑坚实的壁垒。愿边境早日恢复和平！