石墨烯復合裝甲問世 強度是鋼的100倍
石墨烯復合裝甲問世 強度是鋼的100倍
近日，某集團軍陸軍航空兵部隊新聞消息中，人們欣喜的發(fā)現(xiàn)我國自行研制的武直-10，武直-19武裝直升機都披掛上了附加“防護裝甲”，一直讓人擔心的武裝直升機防護性能偏弱的缺點得到了有效彌補。由于眾所周知的原因，我國的航空動力一直大大落后于西方歐美發(fā)達國家。作為直-10的國產(chǎn)動力渦軸-9發(fā)動機，雖然滿足了我國武直動力不受制于人的要求，但其最大功率只有1000至1100千瓦，與其原型機裝備的加拿大普惠公司生產(chǎn)的（原為美國普惠分公司，后自立門戶）PT-6B渦軸發(fā)動機相比，功率足足小了400千瓦左右，導致設(shè)計單位在設(shè)計后期不得不對機體大幅減重。因此與國外的武裝直升機相比，我軍服役的武直很少有披掛附加裝甲的照片流出。
與我國直-10同樣級別的歐洲空中客車直升機公司（原歐洲直升機公司）研制生產(chǎn)的EC-665虎式武裝直升機由于發(fā)動機性能優(yōu)秀，在歷次航展表演中均“全副披掛”，其前后座艙外側(cè)，發(fā)動機艙檢查和維護口蓋內(nèi)側(cè)均安裝了附加裝甲。而最新的圖片可以清晰的看出，武直-10直升機的附加裝甲防護面積要明顯大于虎式武裝直升機，除了前后座艙外側(cè)的大面積附加裝甲外，兩個發(fā)動機短艙外側(cè)也披掛了一組防護面積較大的附加裝甲板。因此“全狀態(tài)版”的直-10動力和傳動艙的裝甲防護要明顯優(yōu)于同級別的虎式武裝直升機。有專業(yè)媒體認為我國的渦軸-9發(fā)動機很可能進行了動力升級，甚至換裝了功率更大的新型號發(fā)動機，才有可能加掛重量不菲的附加防護裝甲。軍事專家認為，發(fā)動機很可能還是原來的渦軸-9發(fā)動機，“全狀態(tài)版”直-10公開露面的原因是我國在防彈裝甲減重方面有了重大突破。
有資料稱，目前我國輕型裝甲車一般采用鋼制防彈裝甲，其密度為9.3克/立方厘米，武裝直升飛機則采用鈦合金防彈裝甲，稍輕一些，密度也達4.95克/立方厘米，而未來戰(zhàn)爭中對陸軍的遠程投送能力、武裝直升飛機的有效載荷能力都提出越來越高的要求，這就對減輕裝備重量提出了苛刻要求，使得以前使用的鋼制裝甲和鈦合金裝甲已不能滿足未來武器裝備發(fā)展的需要。因此急需一種密度低、防彈效果好、抗打擊，成本低、容易批量生產(chǎn)，適用于輕型裝甲車和武裝直升機抗擊輕武器和12.7毫米反器材武器攻擊的裝甲板技術(shù)方案。公開資料披露，我國北京航空材料研究院（以下簡稱航材院）的科研人員經(jīng)多年苦心研究，研制出了滿足上述要求的石墨烯復合防彈材料。
石墨烯是一種由單層碳原子構(gòu)成的片狀結(jié)構(gòu)新材料，它是世界上已知的最薄、最堅硬、導熱性及導電性最好的納米材料，其強度高達1.01TPa，是結(jié)構(gòu)鋼的100倍，而密度卻是結(jié)構(gòu)鋼的1/5。與同為號稱超級材料的碳納米管相比，具有更大的比強度、比表面積和更低的生產(chǎn)成本，有望代替碳納米管成為未來復合材料中最理想的填料和增強體。將石墨烯增強的鋁基復合材料用于裝甲板領(lǐng)域，有望進一步降低裝甲板的密度，優(yōu)化輕質(zhì)裝甲板的性能。在航材院開發(fā)出樣品之后，引起了天津相關(guān)單位的極大興趣，2015年12月，與航材院就產(chǎn)業(yè)化項目達成合作意向，共同成立了中航裝甲科技有限公司，迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。截止到2017年底，已經(jīng)實現(xiàn)稅收近400萬元。其發(fā)布的產(chǎn)品公開資料稱，其制備的防彈裝甲板密度低于2.8克/立方厘米，僅是防彈鋼板密度的30%，防彈鈦合金板的56%，經(jīng)過多次實際打靶測試，其防彈效果和抗多次打擊能力明顯好于同等厚度的防彈鈦合金板。
也優(yōu)于同等厚度的防彈鋼板，能有效抵御100米外初速為900米/秒的12.7毫米鎢合金穿甲彈，而昂貴的石墨烯含量僅為1%左右，其余均為價格便宜的鋁合金和碳化硅材料，部隊完全用的起。與航空鋁合金相比，僅僅增重3%。因此，在武直-10，武直-19用中航裝甲科技有限公司生產(chǎn)的石墨烯復合防彈材料替換原來的鈦合金防彈裝甲材料后，飛機機體實現(xiàn)了大幅減重。假設(shè)原武直-10鈦合金防彈裝甲和俄羅斯米-28鈦合金裝甲重量一樣，同為350千克，現(xiàn)僅需196千克，減重達154千克，完全可以將空出來的重量用來披掛石墨烯附加裝甲，近一步提高防彈能力。
除此之外，石墨烯復合防彈材料更是我軍猛士高機動車輛的理想防護材料。隨著我軍全面機械化的進一步深入，新一代6輪猛士高機動車有可能是我軍裝備規(guī)模最大的運兵車輛。但由于成本的限制，要想大幅度提高防護能力比較困難，而石墨烯復合防彈材料完美的解決了這一難題，滿足了陸軍以較低成本實現(xiàn)全軍普遍實現(xiàn)機械化，裝甲化的愿望。
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