装备抗火箭筒发射弹复合装甲结构优化
2021-02-02 11:21:57 作者:姚广春 来源:东北大学 分享至:

本文以总统专车、装甲车、军用方舱、轻型坦克等装备防护为目标,讨论这些装备防火箭筒弹攻击所需材料和防护结构优化。


1、火箭筒发射弹性能


美国“蝮蛇”火箭筒,弹头重4.07Kg,弹径70mm,距离100m时能击穿400mm厚度匀质钢板装甲。


美国M72A1式、M72A2式和M72A3式66mm火箭筒,能穿破305mm匀质钢板。俄罗斯RPG-7V1式40mm火箭筒对坦克和火炮,能破325mm厚度匀质钢板。


RPG-18发射64mm的PG-18型破甲弹,能破375mm匀质钢板厚度。


RPG-27式105mm火箭筒,单发型反坦克武器,发射105mm破甲火箭弹,可对付坦克、步兵战车、装甲人员输送车自行火炮和其他装甲目标。可以穿破650mm厚度匀质钢板装甲。

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图1.美国M72A火箭筒

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图2.俄罗斯RPG火箭筒


中国51式火箭筒,发射90毫米反坦克火箭破甲弹,能破100毫米厚度匀质钢板。另一种是241型90毫米尾翼式反坦克火箭弹,能破152毫米厚度匀质钢板装甲。


2、抗火箭筒弹装甲结构


2.1钢板防护装甲


要防护美国“蝮蛇”火箭筒,M72A2式和M72A3式火箭筒,俄罗斯RPG-7V1式火箭筒和RPG-18火箭筒弹,匀质钢板防护装甲厚度需要达到400mm,面密度为3.12吨。即使使用装甲钢板,面密度也要达到2吨以上。


质量太大了,不可能应用在防弹汽车、总统专车、轻型装甲车上。


2.2防弹陶瓷装甲


防弹陶瓷板,厚度需要400mm,面密度1.4吨;


制造400mm厚度陶瓷防弹板也困难。


不可能应用在防弹汽车、总统专车、轻型装甲车上。


2.3PE纤维UD板装甲


防火箭筒弹装甲的匀质钢板厚度需要400mm,换成PE纤维UD板,厚度需要900mm,面密度873Kg。


由于装备空间有限,不能采用太厚装甲,另外,制造太厚的陶瓷防弹板和PE纤维UD板也困难。


应用在防弹汽车、总统专车、轻型装甲车上可能性也不存在。


2.4钛合金/泡沫铝复合装甲结构


5mm厚度钛合金防弹板与20mm厚度泡沫铝组合,5mm厚度钛合金板相当于10mm匀质钢板,20mm泡沫铝可以使弹着点面积扩大50倍,即,在钛合金面板上单位面积的攻击力减小到1/50,也就是相当于500mm厚度匀质钢板。可以防火箭筒弹攻击。


面密度为32Kg。


在钛合金板表面喷涂3mm聚脲层,抗弹能力还能提高。


2.5铝与PE纤维复合面板/泡沫铝复合装甲结构


铝与PE纤维复合面板(6mm铝板,4mmPE纤维织布)10mm厚度,相当于10mm厚度匀质钢板,与20mm厚度泡沫铝复合,可以使弹着点面积扩大50倍,在铝面板上单位面积攻击力减小到1/50,也就是相当于500mm厚度匀质钢板。可以防火箭筒弹攻击。


面密度为29Kg。


在铝板表面喷涂聚脲层,抗弹能力还能提高,面密度为30Kg左右。


3、一些装备防火箭筒弹结构优化


3.1首长专车防弹装甲结构优化


普京总统专车采用钛合金复合装甲,相当于有400mm厚度匀质钢板装甲,能防火箭筒弹攻击,见图3。

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图3.普京专车,抗火箭筒弹


特朗普总统专车采用相当于400mm厚度匀质钢板的复合装甲,见图4,能抗火箭筒弹攻击。

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图4.美国总统专车,抗火箭筒弹

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图5.中国首长红旗专车


中国首长乘坐的红旗专车(图5)的防护装甲只能防护12.7mm穿甲弹,比特朗普总统专车,普京总统专车防护水平低很多。


为了保护首长安全,建议采用5mm钛合金面板/20mm泡沫铝复合装甲,钛合金面板喷涂聚脲涂层,面密度为33Kg左右,复合装甲厚度为28mm左右。


这种复合装甲可以抗7.62mm,12.7mm穿甲弹,美国“蝮蛇”火箭筒弹,M72A2式和M72A3式火箭筒弹,俄罗斯RPG-7V1式火箭筒弹和RPG-18火箭筒弹的攻击。


3.2武装直升飞机底部抗弹装甲结构优化


武装直升飞机对地面攻击很有效,然而由于低空飞行,容易被地面的火力攻击,例如12.7mm穿甲弹,火箭筒弹,美国“毒刺”导弹的攻击。苏联在阿富汗战争中损失333架米-24武装直升飞机,主要被美国“毒刺”导弹打掉的。


美国“毒刺”导弹,是一种便携式防空导弹,采用红外、紫外制导技术,命中率高,接近目标时爆炸并以破片进行攻击。


我国武直飞机底部防护结构较弱,目前只研究抗12.7mm穿甲弹,不能抗“毒刺”导弹,火箭筒弹的攻击。台湾从美国购买了150枚“毒刺”便携导弹,专门应对大陆武直飞机,一枚“毒刺”导弹打掉一架武直飞机。另外,火箭筒发射弹也能打武直飞机。


采用5mm厚度钛合金与20mm泡沫铝复合底板,喷涂3mm聚脲层(图6),可以抗1000Mpa爆炸冲击波,弹着点作用面积扩大50倍以上,单位面积攻击力缩减到50分之一以下,能够抗7.62mm穿甲弹、12.7mm穿甲弹、大部分火箭筒弹和“毒刺”导弹攻击。


这种复合装甲结构能够抗1000Mpa爆炸冲击波,可以抗“毒刺”爆炸冲击波的攻击。爆炸碎片的攻击力缩减到1/50,不能进入飞机内部。

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图6.武直飞机底部防弹结构


3.3轻型装甲车与军用方舱抗弹装甲结构优化


现在的轻型装甲车和方舱大都采用钢板或陶瓷防弹板结构,抗弹能力较低,一般防对火箭筒弹没有防护能力。


采用聚脲涂层的铝与PE纤维复合面板(6mm铝板,4mmPE纤维织布)10mm厚度,与20mm厚度泡沫铝复合,即,3mm聚脲+10mm铝与PE纤维复合面板+20mm泡沫铝,相当于400mm厚度匀质钢板,可以防7.62mm、12.7mm穿甲弹和火箭筒弹攻击,如图7所示。


面密度为30Kg左右。


防弹面板也可以采用钛合金面板,3mm聚脲+5mm钛合金面板+20mm泡沫铝,总厚度28mm。相当于500mm匀质钢板装甲,可以防7.62mm、12.7mm穿甲弹和火箭筒弹攻击。


面密度为33Kg左右。


这种装甲防弹效果很好,但是很贵,5mm钛合金面板价格是10mm铝板的20多倍。


采用铝与PE纤维复合面板10mm厚度,与20mm厚度泡沫铝复合装甲经济价格便宜,面质量也比较小。

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图7.轻型装甲车防弹装甲结构


4、关于防火箭筒弹装甲结构的开发


4.1关于打靶试验


3mm聚脲/5mm钛合金面板/20mm泡沫铝复合装甲、3mm聚脲/10mm铝板与PE纤维复合面板/20mm泡沫铝复合装甲,都需要12.7mm穿甲弹,距离100m,打靶试验,美国“蝮蛇”火箭筒,M72A2式和M72A3式火箭筒,俄罗斯RPG-7V1式火箭筒和RPG-18火箭筒弹打靶试验,实际验证防弹效果。


3mm聚脲层/5mm厚度钛合金/20mm泡沫铝武直飞机复合底板,抗“毒刺”导弹打靶试验,50米与100米打靶,测试防护效果。


参照打靶结果调整各组份厚度。


4.2复合装甲样品制作


各种复合装甲样品可由东北大学装备防护研究中心制作和提供,也可以由东北大学装备防护研究中心于军工单位合作进行。


4.3经费来源


请国家科工局、军工行业以及相关部门提供打靶等试验经费,支持国防装备防护结构的发展。

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