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发信人: dragon (猎鹰), 信区: Green
标  题: 美国陆军材料技术的近期动向 
发信站: 紫 丁 香 (Sat Oct  9 08:13:22 1999), 转信


美国陆军材料技术的近期动向
１__演示验证减重33％的复合材料装甲车
美国陆军已计划1994～1998年对17～22吨可空运履带式复合材料装甲车结构和装甲进行
可行性先期技术演示验证，其重量至少比钢、铝结构车辆减轻33％，而防护能力相当。
验证包括复合材料的可制造性，可修复性，耐久性，大截面复合材料的剪裁、连接以及
信号特征管理的集成，评估复合材料用于战车结构经济可承受性等。1998～1999年完成
22吨复合材料装甲车先期技术演示验证近10000千米耐久性试验。1998～1999年还要实现
某些材料工艺技术的应用转移，包括：多功能集成装甲系统的共注射树脂转移模塑技术
；改进神经网络反馈/前馈能力的工艺控制方法；厚截面复合材料件的制备和传感器纤维
编织集成制造工艺；复合材料层板的多平面损伤探测和复合材料设计制造模拟工具等。
2000～2004年甲车厚复合材料制造成本将降低30％。
２__演示验证电炮减重材料，常规炮管寿命将提高10倍
美国陆军将在2005～2013年演示验证电热化学坦克炮，炮口动能将达到25～30兆焦， 炮
口速度2.5千米/秒。1998年针对有关常规武器装备和电炮减轻重量，提高耐久性，满足
特定综合力学性能和物理性能需求的耐磨涂层和先进复合材料进行演证。2001年对中、
大口径常规火炮炮管耐磨耐烧蚀涂层的有效性进行演示验证，届时将使炮管寿命比现在
提高10倍。其中1998年着手开发了坦克炮管涂层及工艺；1999年确定涂层候选材料和进
行涂层制备；2000年对涂层进行评估；2001年在次口径炮管上进行涂层试验。
３__演示验证晴橡胶履带板，寿命将提高到300％
美国陆军1999年将演示验证28吨车辆的带式履带；2000年将演示验证晴橡胶履板，采用
晴橡胶将使履带板寿命从1６00千米提高到４８００千米。2000～2004年演示验证的M2“
布雷德利”履带战车将使车辆信号特征降低30～50％，履带减重23％，履带板寿命提高
300％。
４__开发四类轻型装甲材料，使防护重量降低30％
美国陆军已计划在2001～2004年通过对（1）功能梯度材料；（2）高模量聚合物纤维（
3）改性烧结B#-[4]C/SiC；（4）超细晶粒陶瓷基复合材料等四类轻型装甲材料的开发支
撑新型装甲系统的发展，2004年的作战系统防护重量将降低30％。
５__约束装甲陶瓷技术方向已明确
美国陆军目前正在对横向和纵向约束条件下提高抗弹能力的陶瓷进行性能表征和评估工
作，试验采用的弹芯长细比为20，弹速1800米/秒，闪光Ｘ射线照片显示穿甲弹芯被约束
的装甲陶瓷在界面处摧毁，弹芯材料在约束陶瓷前的薄弱层内流动。美国陆军已明确，
将在2004年采用速度为2000米/秒以上更大口径的弹丸，对约束条件下提高抗弹性能的先
进装甲陶瓷进行演示验证；并计划在2005～2013年实现约束装甲陶瓷向用户的应用转移
。
６__减重达40％的超轻型防弹材料将进入应用阶段
美国陆军已提出演示验证材料面密度小于5磅/平方英尺的超轻型抗弹材料计划，将对材
料动态性能、化学成分、显微组织及其相互关系进行深入研究，并将在比目前材料减轻
40％的新材料开发和设计中得到应用体现，还将对防弹材料选定组合的抗弹性能进行定
性和定量化研究。1996年确定轻型陶瓷和聚合复合材料的基本动态响应；1997年确定材
料有关动态性能及响应与提高抗弹能之间的关系；1998年通过模拟提供对提高材料性能
的指导；1999年将对最佳超轻型防弹材料的抗弹性能和动态响应进行演示验证，并实现
向士兵系统司令部的应用转移。
７__导弹整流罩和透明装甲陶瓷计划
美国陆军超高速导弹导引头整流罩材料计划将开发７０毫米直径导弹导引头整流罩。透
明尖晶石陶瓷和其它玻璃陶瓷及聚合物材料将在1999年进行抗弹性能演示验证。透明装
甲陶瓷抗弹性能满足或超过现有玻璃/聚合物，重量和厚度将降低30％，同时可提高可见
光和近红外区透射率，具有优秀的耐磨性、强度和崐高温性能。1997年完成针对弹体破
片和12.7毫米穿甲弹的材料抗弹性能数据库1998年利用1997年得到的数据开发最优化的
试验性透明装甲；1999年将设计制造样件，安装在现有成品中；2005～2013实现透明低
成本氮氧化铝工艺。
８__未来战斗部的主要材料:钽、钼、钨
美国陆军指出，钽、钼、钨等重合金材料用于动能穿甲弹芯和空心装药战斗部对摧毁未
来先进装甲系统是至关重要的。目前存在的材料技术挑战包括：钽的显微组织和塑性之
间的关系，锻造工艺优化，钼和钨合金的工艺参数优化等。美国陆军计划2003年实现侵
彻性能与贫铀材料相当的全尺寸钨穿甲弹芯；2005～2013年实现用钨药型罩取代传统的
铜药型罩。
９__低成本钛合金将实现向坦克和战车的应用转化
美国陆已确定采用先进复合材料和钛合金及其它轻型材料，减轻未来战车重量，其中钛
合金主要还是成本问题。目前正在评估低成本钛合金的可焊性、力学性能和抗弹性能；
1998年演示验证低成本钛合金用于轻重量装甲和武器系统（如增强空运机动性榴弹炮）
工艺；1998～1999年完成坦克炮塔低成本钛合金件的低融覆率焊接工艺；钛合金板的激
光加工工艺；并实现低成本钛合金向坦克机动车和军械司令部的应用转移。
１０__开发其它新材料
美国陆军将开发的其它新材料还包括：用于减振降噪的埋入复合材料的智能材料；开发
用于动力系统的陶瓷热障涂层和耐磨涂层；利用计算机辅助设计聚合物分子结构，开发
用于改进透明装甲和用于化学、生物试剂防护的可控透气性屏障材料；开发材料在各种
复杂现象中行为的预测模型，包括弹道侵彻和破坏爆轰动力学，环境降解，化学试剂渗
透等；开发具有更高抗弹性能同时保持高韧性、可焊性，经济可承受性和抗应力腐蚀开
裂的高强度钢和钛合金；开发和改进用于光学观瞄系统的防激光材料；用于传感器防护
的非线性光学材料等。

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         ------没有比人更高的山，
                   没有比脚更长的路。

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