初步認識防彈陶瓷

        2020年注定是個不平凡的一年，突如其來的疫情打破了人民的生活，全國上下，協同一心，終于打贏了這場沒有硝煙的戰役。

 

    6月中旬中印加勒萬河谷邊境爆發沖突，造成人員傷亡。隨后中印展開多輪軍事談判，緩和局勢。但近期邊境再發沖突，雙方在邊境對峙。在緊張局勢中，還發生了一戲劇性事件，一輛拖車被一輛民用卡車撞到，發生翻傾，導致車上一輛BMP-2步兵戰車滑落下來，正好砸中一名軍官，致其當場身亡。

 

    此次事故的禍首BMP-2戰車重達15噸，屬于70年代的蘇式履帶式步兵戰車，性能較差，目前已被新式的戰車取代，防護和動力更強，火力更猛。

 

    戰場上，戰車和武器這樣一對矛與盾的組合，技術發展迅速，你追我趕。

 

    今天我們就來聊一聊，戰車或裝甲車是如何來增強防護，抵御先進武器的攻擊及摧毀。

 

 

    鎢合金高速動能穿甲彈的初速高達1700～1800m/s，可以在1000m的距離上擊穿800mm的均質裝甲鋼板；而現在各國第3代主戰坦克裝備的精密裝藥破甲彈的破甲威力可穿透1200～1500mm的均質裝甲鋼板。因此，通過增加裝甲鋼的厚度來抵御對于坦克和裝甲車輛的攻擊根本不可能實現，這一狀況促進了復合裝甲的加速研制和廣泛應用。目前，先進的復合裝甲在垂直厚度200～250mm大傾角安裝時，就可有效地抵御穿甲彈和破甲彈對坦克的首上和炮塔的侵徹，而其中重要的材料之一就是高性能的抗彈陶瓷材料。

 

 

    大多數復合陶瓷裝甲都是采用結構陶瓷靶面+金屬/非金屬背靶結構，如下圖所示：

 

 

復合陶瓷裝甲抗彈機理

 

    復合裝甲陶瓷板中的陶瓷的主要功能是鈍化、侵蝕和破碎彈體，并且傳遞沖擊載荷，不同陶瓷板的性能對于彈體的破壞有著特別大的影響。事實證明，陶瓷抗彈機理具有特殊性，與均質裝甲鋼相比，它的侵蝕機理研究要復雜的多，陶瓷材料性能對陶瓷復合護甲彈性性能的影響，有許多不同的、甚至是矛盾的結論。首先，與金屬靶板對比，陶瓷在受到高速的碰撞的過程中，其高硬度、低韌度的特性使得陶瓷發生嚴重的變形進而破碎、斷裂，所以，粉碎區陶瓷材料的性能大大影響其彈道響應；另外，復合裝甲陶瓷結構的抗彈性能主要與復合裝甲板的厚度、材料屬性、分布狀態及其放置的傾角等因素有關。

 

圖為彈頭侵徹復合裝甲陶瓷的原理簡圖

 

    彈體對復合陶瓷裝甲材料的侵蝕過程主要經歷開坑、侵徹和沖塞三個過程。

 

    陶瓷層扮演著兩方面的作用：(1)使彈體減速的同時也令彈體變形或碎裂；(2)將彈體的沖擊力分散到一個較大的區域，使金屬背板能產生利于吸能的大變形，避免其在局部被直接穿透。

 

下面通過一組圖了解下復合陶瓷防彈板的防彈效果

 

 

    寫到這里，想起了電影《戰狼2》中的臺詞，犯我中華者，雖遠必誅。廣大科研工作者及相關企業助力現代化國防，為祖國的安康構筑堅實的壁壘。愿邊境早日恢復和平！