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塑料能用來做火炮?這是真的!

發布日期:2018-08-20 15:51:08

西安兵工科技雜志社 兵工科技


圖注:甯波大成材料股份公司展出的展闆,裡面介紹到了新型碳纖維工程塑料在迫擊炮座闆和車輛輪毂上的應用

火炮是熱兵器時代開始以來的戰争主角之一,鋼鐵制造的火炮,以巨大的殺傷威力和驚天動地的發射效果,樹立了令人敬畏的形象。這也長時間地将鋼鐵和火炮聯系在了一起。但随着先進軍用材料的不斷發展,一些被認為是“理所當然”老觀念正在被颠覆,目前,包括中國在内的一些先進國家,正在逐步用新型工程塑料來制造火炮。塑料能用來做火炮?這事兒是真的。

新型工程塑料能造炮

用來做火炮的新型工程塑料當然不是普通的塑料,它的核心,是近些年來發展火熱的碳纖維複合材料。碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫和低密度等優異性能,而且值得強調的是,碳纖維還具有很好的“合作性能”,不但可以以碳纖維材料為主,制造碳纖維刹車盤、碳纖維飛機承力部件等工程部件,碳纖維還可以依照一定的比例和組合方式與其它新型材料,比如樹脂基材料等一起“合作”,形成新的高性能複合材料。

比如國内的一家民營軍工企業——江蘇甯波大成新材料就研發出這樣一種以碳纖維為主的新型材料。該公司以碳纖維、石墨烯和高聚合物聚酰胺等樹脂材料複合制備出一種先進的高性能熱塑性工程塑料,該新型複合材料,不但具有工程塑料所需的高沖擊性能,而且還繼承了石墨烯和碳纖維高強度、高模量、低密度、耐磨性好、易加工成型等優點。最關鍵的是,該工程塑料,在比強度、韌性等力學性能上不遜于鋁、鎂、鋅等傳統的金屬材料,可應用于國防軍工、兵器部件等輕量化裝備領域,取代上述的傳統輕量化金屬材料。

舉個例子,新型工程塑料可以用來做迫擊炮的座闆,此前該座闆是用鋼材來制造的,重量很大。美國陸軍在采用碳纖維工程塑料制造迫擊炮座闆後,産品性能與鋼闆材料相當,重量卻減輕了50%,使用方便,更加便攜,大大提高了迫擊炮兵的快速作戰能力。

除了座闆,新型碳纖維工程塑料,還能制造火炮的炮管外殼,美國陸軍裝備的大名鼎鼎的M3E1“卡爾·古斯塔夫”無後座力火箭炮,其炮管外殼就采用碳纖維工程塑料材料,比起金屬材料來減重達0.9千克。為該火炮成為最輕的步兵攻堅武器做出了重要貢獻。

而随着技術更加進步,碳纖維工程塑料在火炮上應用可能會廣泛,目前以美國洛克希德·馬丁公司為代表的一些企業,已經開始用碳纖維工程塑料來制造火炮最核心的部件——炮管,炮管在火炮發射時耐高壓耐高溫,要求比迫擊炮座闆和無後坐力炮炮管外殼要高得多。但洛馬公司用新型碳纖維工程塑料制造的120毫米迫擊炮炮管,重量不但大大減輕,而且射擊性能一點不比傳統鋼制炮管差,最關鍵的是,它可以拆成兩段由單兵背負,每節才重不到30千克。根據報道,目前國内有科研單位也在積極研發和試驗用新型碳纖維工程塑料材料來做火炮炮管。

結語

随着碳纖維工程塑料性能的不斷提升和大規模工業化批生産的推進,它在軍工領域的應用前景更加廣闊,未來不止火炮要用新型碳纖維工程塑料來制造,軍用車輛也可以用它來造。歐洲科研機構經過試驗已經發現,使用碳纖維工程塑料制造輪毂,可以減重40%以上;應用于車輛車身和底盤,可以減重50%以上,這意味着軍用車輛可以有效減重,以大幅提升機動和防護性能。以後,也許會有更多的武器裝備會用新型碳纖維工程塑料來制造!