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塑料能用来做火炮?这是真的!

发布日期:2018-08-20 15:51:08

西安兵工科技杂志社 兵工科技


图注:宁波大成材料股份公司展出的展板,里面介绍到了新型碳纤维工程塑料在迫击炮座板和车辆轮毂上的应用

火炮是热兵器时代开始以来的战争主角之一,钢铁制造的火炮,以巨大的杀伤威力和惊天动地的发射效果,树立了令人敬畏的形象。这也长时间地将钢铁和火炮联系在了一起。但随着先进军用材料的不断发展,一些被认为是“理所当然”老观念正在被颠覆,目前,包括中国在内的一些先进国家,正在逐步用新型工程塑料来制造火炮。塑料能用来做火炮?这事儿是真的。

新型工程塑料能造炮

用来做火炮的新型工程塑料当然不是普通的塑料,它的核心,是近些年来发展火热的碳纤维复合材料。碳纤维具有高强度、高模量、耐高温和低密度等优异性能,而且值得强调的是,碳纤维还具有很好的“合作性能”,不但可以以碳纤维材料为主,制造碳纤维刹车盘、碳纤维飞机承力部件等工程部件,碳纤维还可以依照一定的比例和组合方式与其它新型材料,比如树脂基材料等一起“合作”,形成新的高性能复合材料。

比如国内的一家民营军工企业——江苏宁波大成新材料就研发出这样一种以碳纤维为主的新型材料。该公司以碳纤维、石墨烯和高聚合物聚酰胺等树脂材料复合制备出一种先进的高性能热塑性工程塑料,该新型复合材料,不但具有工程塑料所需的高冲击性能,而且还继承了石墨烯和碳纤维高强度、高模量、低密度、耐磨性好、易加工成型等优点。最关键的是,该工程塑料,在比强度、韧性等力学性能上不逊于铝、镁、锌等传统的金属材料,可应用于国防军工、兵器部件等轻量化装备领域,取代上述的传统轻量化金属材料。

举个例子,新型工程塑料可以用来做迫击炮的座板,此前该座板是用钢材来制造的,重量很大。美国陆军在采用碳纤维工程塑料制造迫击炮座板后,产品性能与钢板材料相当,重量却减轻了50%,使用方便,更加便携,大大提高了迫击炮兵的快速作战能力。

除了座板,新型碳纤维工程塑料,还能制造火炮的炮管外壳,美国陆军装备的大名鼎鼎的M3E1“卡尔·古斯塔夫”无后座力火箭炮,其炮管外壳就采用碳纤维工程塑料材料,比起金属材料来减重达0.9千克。为该火炮成为最轻的步兵攻坚武器做出了重要贡献。

而随着技术更加进步,碳纤维工程塑料在火炮上应用可能会广泛,目前以美国洛克希德·马丁公司为代表的一些企业,已经开始用碳纤维工程塑料来制造火炮最核心的部件——炮管,炮管在火炮发射时耐高压耐高温,要求比迫击炮座板和无后坐力炮炮管外壳要高得多。但洛马公司用新型碳纤维工程塑料制造的120毫米迫击炮炮管,重量不但大大减轻,而且射击性能一点不比传统钢制炮管差,最关键的是,它可以拆成两段由单兵背负,每节才重不到30千克。根据报道,目前国内有科研单位也在积极研发和试验用新型碳纤维工程塑料材料来做火炮炮管。

结语

随着碳纤维工程塑料性能的不断提升和大规模工业化批生产的推进,它在军工领域的应用前景更加广阔,未来不止火炮要用新型碳纤维工程塑料来制造,军用车辆也可以用它来造。欧洲科研机构经过试验已经发现,使用碳纤维工程塑料制造轮毂,可以减重40%以上;应用于车辆车身和底盘,可以减重50%以上,这意味着军用车辆可以有效减重,以大幅提升机动和防护性能。以后,也许会有更多的武器装备会用新型碳纤维工程塑料来制造!


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