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龍鱗甲真的可以有:中國的石墨烯超級裝甲

【科羅廖夫談軍事欄目第32期】

從人類學會戰争以來,铠甲對于軍隊具有無以倫比的重要性。在古代,铠甲與弓弩在正規軍隊才能裝備,屬于軍國利器,民間一向是禁止的。與之相反,刀劍倒是可以在民間使用。到了摩托化和機械化戰争時期,世界主要軍事強國競相争奪坦克裝甲防彈技術的制高點。

一直以來,各國軍隊都想尋找一種理想的防彈材料,這種終極材料應該同時具備以下性能:密度大、重量輕,抗壓性能好、耐受高溫、不容易破碎、成本低容易生産。早期經過表面硬處理的裝甲鋼具備上述大部分性能要求,表面堅硬,而背後具有韌性,從而成為上世紀六十年代以前大多數裝甲車輛的防彈材料,唯一的缺點是重量過大。後來又出現了鋁制裝甲,重量比較輕,防彈性能好,缺點是成本較高,焊接工藝差,隻适合薄裝甲車輛,在坦克上應用的不多。

再後來,發明了複合裝甲,鋼裝甲加工成中空結構,中間填入幾層複合材料,通過不同性能、不同密度的防彈材料,來削弱穿甲彈和破甲彈,盡管複合材料的防彈性能未必比裝甲鋼強多少,但幾層複合材料卻可以超過裝甲鋼,同時總重量卻比裝甲鋼大大減輕。蘇聯一般在複合裝甲塊裡面填入玻璃鋼纖維,例如T-64坦克炮塔前裝甲為三明治結構,由三層組成,外層為80毫米厚鋼質裝甲,中間層為104毫米厚的玻璃鋼纖維,内層為20毫米厚的鋼質裝甲,防彈性能大幅提高,可有效抗擊同時期歐美尾翼穩定脫殼穿甲彈,抗擊破甲彈的能力提高一倍以上。歐美國家則在複合裝甲之間填入改性陶瓷,最典型的是英國發明的喬巴姆裝甲,通過約束在一起的陶瓷塊來提高防彈能量。

【科羅廖夫談軍事欄目第32期】

上世紀八十年代以來,以凱芙拉纖維為代表的芳綸類防彈材料開始獲得應用,這種材料比較适合制作防彈衣和複合裝甲内襯材料,特點是輕便、韌性強,抗沖擊強,但不耐受高溫,抗多次打擊能力弱,成本比較高。所以隻在防彈衣和輕型裝甲上得到應用,在重型裝甲車輛上的使用尚不理想。

那麼問題來了,這世界上就不存在一種即輕便,防彈性能又好的材料麼?

答案當然是有的。

日前,國内多家研究機構紛紛推出新型新概念防彈材料,例如上海矽酸鹽研究所,以及浙江大學高分子科學與工程課題組。這些研究機構都在制造有史以來最輕固體物質“碳海綿”——石墨烯海綿,預計今年年底就能看到工業化産品。

石墨烯海綿具備極強的高彈性,被壓縮到原體積80%以後仍可以恢複原狀。同時具有重量優勢,石墨烯海綿是目前世界上已知的最輕固體新材料,屬于一種氣凝膠,是以石墨烯為牆壁,碳納米管為支架,兩種材料的水溶液在低溫環境下凍幹,去除水分、保留骨架,最後形成的一種超輕材料。抗壓抗沖擊性能強,可承受力度超過每平方英寸1.45萬磅的外力重擊,防護能力比鋼材強10倍。同時具有抗重複沖擊性能好的有點,抗擊外力重擊1000次以上仍能保持穩定性能。

【科羅廖夫談軍事欄目第32期】

央視報道顯示,外層為鋁裝甲闆,内部為石墨烯海綿填充的裝甲塊,具有陶瓷裝甲的防彈能力,可承受14.5毫米機槍彈的打擊,而且具有單位面積抗多次打擊能力,圖片顯示一塊300X300mm見方的裝甲塊,連續承受3發14.5毫米槍彈的設計,僅擊穿了外層的鋁裝甲闆。

國産的56式14.5毫米機槍彈,是以蘇聯B32式14.5x114毫米彈為基礎仿制,這種彈藥在二戰期間是為了反坦克槍而開發的,其曳光穿甲彈采用碳化鋼彈芯,在500米距離上能擊穿32毫米厚度的垂直裝甲。由于穿甲性能好威力大,B32型14.5毫米穿甲彈也成為北約組織四級防護動能彈标準,即在200米距離上可抵禦B-32穿甲彈的射擊,大多數履帶式和輪式裝甲車的正面裝甲防護力也就如此。

盡管中國研制的超級防彈材料尚未有工程應用,但我們看到在實驗室就已經顯露出石墨烯海綿材料的優異防彈性能,相信不遠的将來,中國的坦克或裝甲車輛能夠應用這種防彈性能好、即輕便又有韌性的理想裝甲。

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