什麼叫做複合裝甲?
複合裝甲是一種革命性的裝甲
複合裝甲的出現從根本上改變了至上世紀50年代中期至70年代末期戰場上「彈強甲弱」的環境,徹底粉碎了那些懷疑論者「坦克無用」的錯誤思想!
複合裝甲是一種將兩層以上不同厚度、不同性能的裝甲材料組合在一起的非均質裝甲。
要把複合裝甲說清楚,就要先說明白彈丸/金屬射流是怎麼穿透裝甲的。
穿甲彈——作用原理是穿甲彈芯利用動能「硬碰硬」的「砸」穿裝甲
破甲彈——作用原理是利用炸藥爆炸產生的高溫高壓將彈頭內部的金屬葯罩瞬間熔化,然後在爆轟推力的作用下形成金屬射流,以每秒12000米至15000米的速度「噴」穿裝甲
至於碎甲彈,其實就是利用炸藥爆炸產生振動將裝甲背面「振」飛出去使坦克受「內傷」,現在已經基本淘汰,本文就不再說明。
好了說完了穿甲原理,在來說複合裝甲就簡單了!
複合裝甲的防護原理1.硬面層——硬面層由硬度和抗壓和耐高溫能力極強的材料組成,是複合裝甲的核心!目前美國使用貧化鈾材料,其餘各國採用陶瓷材料;目的是「反擊」來襲彈丸/金屬射流!這一層材料的硬度極高又抗壓和耐高溫,可以使來襲的穿甲彈彈丸被撞碎,也能承受金屬射流的高壓和高溫。
2.吸能層——吸能層是由高韌性的變形材料組成,目的是利用材料自身的形變吸收來襲彈丸的剩餘能量。
3.冗餘層——冗餘層是複合裝甲的最後一道防線(現在一般稱為「防崩落層」),是用有一定強度的高韌性材料來吸收來襲彈丸剩餘殘體和崩落的自己碎片。
(圖片說明:典型複合裝甲結構)合格的複合裝甲說完了複合裝甲的原理,我在來說一個很少有人提及的「複合裝甲合格標準」!
坦克之所以使用複合裝甲其目的就是在不增加額外重量的條件下,增強防護能力!所以複合裝甲會有一個合格標準:
防護能力至少相當於同等厚度的勻質鋼裝甲的80%以上,而自身重量要比同等厚度、同等面積的勻質鋼裝甲減少30%以上!達到這個標準的複合裝甲才是合格的複合裝甲!
複合裝甲與傳統勻質鋼裝甲的區別在複合裝甲出現之前,坦克和裝甲車輛都是使用的勻質鋼裝甲,這種裝甲也被稱為傳統裝甲。
勻質鋼裝甲顧名思義就是一種以同一種鋼材製造的裝甲,裝甲從內到外的材質是同一種。彈丸/金屬射流在穿透裝甲的過程中所受到的阻力也是均勻的。所以,勻質鋼裝甲要想增加防護能力就只有增加厚度一種方法。
複合裝甲就是指由多種材料製成的裝甲,並不一定是複合材料製造的裝甲。比如蘇聯乃至今天的俄羅斯自用的T-72B上的複合裝甲,就是鋼+氧化鋁製成,不是複合材料,但確實是複合裝甲。再比如,美國的M1A1HA上的貧鈾裝甲,96B上的「鋼-聚氨酯玻璃鋼-鋼」三明治結構682裝甲,也屬於複合裝甲的範疇。
所以重點是:多種材料製成。
複合裝甲最開始其實不是為防禦穿甲彈而生的,是為了對付破甲彈。所以早期的複合裝甲在對抗APFSDS這種穿甲彈時,效果並不見得好。
破甲彈,全稱是:空心裝葯破甲彈,是通過炸藥的聚能效應爆炸後形成的金屬射流穿透裝甲。
二戰結束之後,火藥技術的進步以及滑膛炮,滑動彈帶的出現,使得破甲彈的穿透力大幅度提高。到1960年的時候,當時美蘇等國使用的破甲彈,對均質裝甲的垂直穿深都達到了400mm級別。而坦克的裝甲防護等效不超過200mm。從原理上講,破甲彈的穿甲深度可以達到炮彈口徑的6-7倍,很明顯,均質鋼裝甲對破甲彈是毫無防護能力的。
一時間裝甲無用論甚囂塵上。最典型的例子就是西德的豹1,基本就是一裸奔車。
破甲彈從原理來講,是依靠金屬射流的超壓燒穿金屬裝甲,所以複合裝甲的選材都是耐高溫材料,並且通過介質的變化,干擾金屬射流的傳播。所以複合裝甲對於破甲彈有很好的防護效果。不過對於穿甲彈,則不見得有多好。
一般而言,在等厚度的情況下,複合裝甲的抗穿都要比均質鋼裝甲更低。但是如果是在等重量的前提下,複合裝甲在抗穿方面的表現還是要比均質鋼裝甲好。
一般而言,複合裝甲的成分有這樣一些:氧化鋁,碳化硅,還有二硼化鈦,它們的共同點就是:都屬於陶瓷。而陶瓷的具體定義則是:高熔點,高硬度,耐磨,耐氧化。所以這4點,就是複合裝甲選材的關鍵。
普通裝甲是用單一材料製成的,如鋼裝甲、鋁合金裝甲,又稱均質裝甲。隨著反坦克炮彈、導彈和火箭彈的穿透力不斷增大,均質裝甲抵禦不了這類武器的攻擊。繼續增加裝甲的厚度固然可以提高坦克的防護力,但增加裝甲厚度勢必增加坦克的重量,影響坦克的機動性。於是,人們想出用不同的材料製成多層裝甲,這就是複合裝甲。由於所用的材料不同,複合裝甲有多種,有的內外兩層用金屬,中間夾一層非金屬材料;有的由四五層金屬、非金屬材料疊合而成。有的複合裝甲各層之間留有空隙,稱為間隙式裝甲。
複合裝甲有多層,穿甲彈或破甲彈每穿透一層都要消耗一定的能量。由於各層材料硬度不同,可以使穿甲彈的彈芯或破甲彈的金屬射流改變方向,甚至把穿甲彈芯折斷。因此,複合裝甲的防穿透能力比均質裝甲要高得多。在裝甲的單位面積重量相同時,複合裝甲抗破甲彈的能力比均質鋼裝甲提高兩倍。
20世紀70年代初,蘇聯T-72主戰坦克最先採用複合裝甲,坦克車身的前裝甲用鋼-玻璃鋼-鋼製成,炮塔前裝甲用鋼-陶瓷-鋼製成。1976年,英國發明一種稱為「喬巴姆」的複合裝甲,曾經在國外軍界引起一陣轟動,被認為是裝甲技術的一項創新。它是由特種鋼、鈦和陶瓷等材料製成。英國的「挑戰者」-1和「挑戰者」-2 坦克分別採用第一代和第二代「喬巴姆」裝甲。美國「艾布拉姆斯」M1主戰坦克採用由鈦合金、高強度防彈纖維織物和鈦合金製成的複合裝甲;MIA1和M1A2 坦克用的貧鈾裝甲也是一種複合裝甲。
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