凱夫拉為何可以代替金屬裝甲?

2021-02-26 瀚海狼山

鎧甲、盾牌這些戰爭中用於防禦的裝備,其實就是最早的裝甲。現代考古認為,早在4000年前甚至5000年前的史前戰爭中,貼身鎧甲和盾牌就已經出現。最早的裝甲就是一塊木片,或者一張動物的厚皮革。而進入金屬時代後,才出現了銅質或鐵質的盾牌或者貼身的鎧甲。不過金屬裝甲有一系列的弱點,這些弱點到目前仍然存在。第一,就是金屬裝甲比重太大。不論是當盾牌還是當貼身鎧甲都有點過於沉重,因此就不能製作的太厚太大。當貼身盔甲,只能重點防禦頭部和身體軀幹的重點部位。或者做成鎖子甲那樣的輕裝甲。金屬盔甲還有一大弱點,就是導熱快不保溫,而且很容易磨損皮膚。因此必須在金屬盔甲內側做好皮革或者紡織物的內襯,才能貼身裝備。除了金屬盔甲,古人還發現皮革、絲綢、棉紡織品也可以直接做鎧甲。

這些物質,本質上都是生物纖維。有植物纖維也有動物蛋白纖維。而且這類鎧甲具有比重輕,和人的皮膚直接接觸比較友好。特別是在冬季,絲棉的鎧甲,既可以當鎧甲也可以直接當防寒的外套。遠遠比衣服外面只穿金屬的盔甲舒適。早在宋元時代,就發現穿著絲綢內衣,可以在中箭以後,通過拉動絲綢纖維,把箭頭直接拔出來,這樣的傷口不容易感染。而到了明清時代,厚棉甲如果內部再插入一層鑌鐵金屬縫在裡面,則幾乎任何刀劍都很難穿透。因此到了清代早期,有金屬夾層的厚棉甲已經成為盔甲的主流。這幾乎和當今加強版防彈衣的主流形式如出一轍。這就是在紡織品構成的主防彈衣的中間,再插入特別加強的金屬板或者陶瓷插板。瀚海狼山認為這也說明古人早機認識到,纖維材料也是裝甲的一種。不過過去的人利用的都是天然生物纖維;

而當今的人們,利用的是特殊工藝加工而成的人造高分子纖維材料。1964年,美國某化學公司的員工,偶然性的發現某些高分子纖維有很大的強度,幾乎是同等重量鋼絲的5倍以上。這是一種新型芳綸纖維複合材料,即芳綸1414。1972年正式實現商品化並為該產品註冊商標為Kevlar凱夫拉,分為K29,K49,K49AP等型號。這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型,堅韌耐磨、剛柔相濟,具有刀槍不入的特殊本領。芳綸主要分為兩種,「對位」芳醯胺纖維PPTA和「間位」芳醯胺纖維PMIA。對位芳綸就是大分子相互對稱。分子越對稱,結晶度越高,拉伸模量強度也越高,這是高分子材料的基本物理規律。

凱夫拉出現後,立即就成為單兵防彈衣甚至是坦克裝甲車輛複合裝甲的首選柔性基材。用凱夫拉材料代替尼龍和玻璃纖維,在同樣情況下,單兵防護能力至少可增加一倍,並且有很好的柔韌性,穿著舒適。用凱夫拉材料製作的防彈衣普遍只有2公斤重。即使插入前後防彈陶瓷插板,全重也不過5到6公斤,已經可以抵禦步槍子彈甚至是輕機槍子彈的直接命中。

凱夫拉材料還可以和特種陶瓷、特種鋼材甚至是貧鈾金屬絲分層製造成坦克裝甲車輛的複合主裝甲。可以抵禦高速穿甲彈和第三代反坦克飛彈。在相同反穿甲和反破甲能力的情況下,這種複合裝甲只有純裝甲鋼裝甲重量的三分之一。除了坦克車輛,目前武裝直升機、各種驅護艦甚至航空母艦的主裝甲層,也普遍用凱夫拉材料代替了沉重的裝甲鋼。而且凱夫拉材料還用來強化大渦扇發動機的主風扇。應用非常廣泛。目前誰誰家的企業可以生產世界最高強度的凱夫拉材料,在全球裝甲和防彈衣領域佔據領先地位。

相關焦點

  • 烏克蘭推出新型「凱夫拉-E」步兵戰車
    烏克蘭推出新型「凱夫拉-E」步兵戰車10月28日,根據防務博客的消息,烏克蘭國防承包商UkrInnmash公司公布了其新型凱夫拉-E步兵戰車的原型車,並公布了有關這輛原型車的首張照片MTLBU底盤基礎的122自行榴彈炮又稱M1974式,具備兩棲能力,還可以調整懸掛裝置的高度,可使用400毫米寬度的標準履帶和670毫米寬度的雪地履帶,初始版本的步兵戰車底盤擁有3-10毫米的裝甲,可以防禦小口徑武器和破片的損毀,而「凱夫拉-E」步兵戰車通過增大裝甲厚度加強了防禦能力
  • 【纖維】凱夫拉,擋子彈都沒問題
    力學性能強度:3.6 GPa伸長模量:131 GPa斷裂伸長率:2.8 %熱學性能長期使用溫度:180℃軸向熱脹係數:-2 × 10 ^ (-6) / K熱導率: 0.048 W(m·K)凱夫拉縴維特性
  • 金屬絲坦克裝甲有用嗎?
    據俄羅斯一些媒體報導,俄科學家似乎研製出增材金屬絲裝甲技術。
  • M1坦克為何要用德國萊茵金屬的120毫米滑膛炮?
    那麼為何出現這些現象呢?這就在於美國其實也有自己的國情。比如公路機動洲際飛彈美國實際是研製過的,曾經有侏儒洲際飛彈。不過因為美國海軍的海基戰略力量太強大,發射成功率極高。最終侏儒飛彈項目就被砍掉了。至於一直沒有野戰防空系統。則是美國空軍的對地攻擊力量一直全球領先。習慣了一邊倒的炸別人,而自家的地面力量戰史上幾乎沒有大規模的被炸過。因此不太重視野戰機動防空。
  • 被神話的貧鈾裝甲!
    爆炸反應裝甲是前蘇聯最早應用,其結構一般是在兩層鋼板之間填充特種爆炸反應層,一旦遇到破甲彈的金屬射流,其裝甲塊體立即整片的向外爆炸
  • 破甲彈的藥罩為何都用紫銅?其實也可以用黃金!
    當代幾乎所有反坦克飛彈和反裝甲火箭彈,基本都是空心裝藥的破甲戰鬥部。利用的都是錐形裝藥爆炸後的門羅效應。
  • 俄羅斯新技術:金屬絲製造裝甲廉價又牢固,前坦克軍官潑冷水
    儘管蘇聯在T-64和T-72上使用的複合裝甲技術,要超越同時代的西方坦克,但隨著英國「喬巴姆」裝甲和美國貧鈾裝甲的出現(豹2是個例外,一直到豹2A4,裝甲上的短板才逐漸補齊),在坦克裝甲領域,蘇聯再次開始落後,加上彈藥問題以及防火抑爆系統的落後,俄羅斯坦克在實戰中飛炮塔的機率要遠超西方坦克。
  • 凱夫拉材料出現前 這款鋼盔無人超越
    新式鋼盔借鑑了坦克傾斜裝甲的設計,讓射來的子彈會順著鋼盔弧度而被彈開,鋼盔內部有一個由海綿和皮革製成的內襯。這種鋼盔被命名為M45鋼盔。M56鋼盔因為M45鋼盔的外形,特別像一隻鐵鍋或者是鬥笠,不怎麼美觀(不如以前的M35等德式鋼盔好看),所以被希特勒否決。在希特勒眼中,只有M35、M40和M42鋼盔,才能代表德意志的威武形像。
  • 豹2坦克長期用空心裝甲忽悠,但為何仍給人全球一流的印象?
    這前三強中英國和美國可以各自算一個,另外一家就不用多說了。注意這是當今全球的前三強,而不是二戰期間或者二戰以前的三強。也就是說,基本是從1980年到2020年的這40年來算的。英國之所以能夠入圍,是因為其發明了喬巴姆陶瓷複合裝甲,基本算是從坦克誕生以來鋼鐵裝甲之外的一次G命性的裝甲實力的提高。當然坦克本身也算是英國人的原創。喬巴姆複合裝甲可以以同樣的重量實現相對於純鋼裝甲2倍以上的防穿能力。
  • 豪擲百億下單,為何只買插板?
    但是在美國國家司法研究所指定的防彈衣防護等級標準(NIJ)中,一般的芳綸材料只能達到IIIA級防護水平,只能在一定距離上抵擋9毫米手槍彈、點44英寸馬格南子彈或擁有同等殺傷力的手槍子彈,步槍彈還是可以在有效射程內輕易穿透。
  • 小專題:萊茵金屬8cm PAW 600反坦克發射器
    ,採用高低壓原理髮射破甲彈和高爆彈,對裝甲目標和軟目標造成殺傷。 1943年,德軍提出開發一種輕量化的反坦克武器,它的推進藥消耗量將會少於火箭或者無後坐力炮,在750m的距離上可以命中1x1m的標靶。萊茵金屬公司在開發這種新武器時應用了高低壓(Hoch-Niederdruck)發射原理。
  • 複合裝甲是怎麼防彈的?
    圖:穿甲彈擊穿裝甲的過程就是穿甲彈從鋼裝甲金屬晶粒的間隙中「戳入」裝甲板的過程但是從裝甲的角度來說,要想不被穿甲彈擊穿,唯一有效的辦法就是——減小金屬晶粒之間的間隙,讓穿甲彈戳不進來!要減小金屬晶粒之間的間隙就要讓裝甲變硬,越硬越好。
  • 俄羅斯成功研製「陶瓷防彈衣」防護性能堪比鋼製裝甲
    ,陶瓷裝甲既可以為人員提供保護,也可以配裝陸海空三軍裝備。這種由氧化鋁陶瓷製造的裝甲板展現了高強度防護性能,堪比鋼製裝甲,但尺寸更小,重量更輕。該產品計劃近期開始量產。為了降低裝備戰損和乘員傷亡,1962年,美國一家航空航天公司首次開發出正面為硬質陶瓷的複合裝甲,將氧化鋁陶瓷塊粘到薄約6毫米的韌性鋁背板上,用以抵禦7.62毫米穿甲彈的射擊。也就是在這個時期,美軍開啟了防彈陶瓷大規模軍事應用的先河。對於裝甲車輛,陶瓷複合裝甲成為提高其防護能力的「秘密武器」,英國「挑戰者2」、法國「勒克萊爾」、俄羅斯「阿瑪塔」等主戰坦克,均大量裝備這種裝甲。
  • 99A坦克主炮威力無比,能打穿1米厚的裝甲,為何壽命只有3秒鐘?
    這個片段引發了很多軍迷的熱議,很多人不可以用,火炮的壽命至少也應該有十幾二十年吧,為何電視劇裡說只有短短的8秒鐘?其實,說坦克炮管壽命幾秒,貌似有道理,實際上是個譁眾取寵的說法。馮總披露的國產125毫米坦克炮威力極大,發射新型穿甲彈已經能夠擊穿1000毫米厚的鋼裝甲,也就是1米厚的裝甲。
  • 【重裝坦克】WARSLUG發布1/6比例全金屬「虎王」坦克 欲再現昔日「虎王」雄風
    「虎王」(也稱作虎II)重型坦克是二戰時期德國重型坦克,為代替「虎式」重型坦克而生產。
  • 裝甲裙衣:二戰德軍三號、四號坦克裙板研究
    蘇聯軍隊二戰中在使用反坦克槍方面一直保持著兩個優勢:第一是口徑大,達到了14.5毫米,100米內可以擊穿35-40毫米的裝甲,威力明顯要大於其他歐洲同行;第二是生產和裝備數量大,一個普通步兵團編制內的反坦克槍數量可以高達60支左右,這還不包括各級指揮部和步兵營額外持有數量。因此在1941年到1945年間,蘇軍反坦克槍取得了大量的戰果。