一种复合装甲板及具有其的装甲车的制作方法

本发明涉及装甲车制造技术领域，更具体地，涉及一种复合装甲板及具有其的装甲车。

背景技术

随着反恐局势日益加剧，军警各方要求防护车辆应满足更高的安全等级，同时兼具快速反应能力及中远程机动能力，对车体安全性、轻量化及高机动性等综合性能要求越来越高。传统防护钢板通过增加厚度来提高防护等级，但其整车增重较多，难以满足轻量化及高机动性需求。陶瓷因其密度低模量高，在高温下几乎不丧失硬度的特点，是近些年热点防弹装甲材料之一。在弹丸高速轰击下，首先陶瓷的高硬度能够使弹头钝化变形甚至是破碎，此后陶瓷碎片与弹丸间产生急剧摩擦，碎片甚至反向飞溅，两个过程都能够大量吸收弹头的飞行动能；同时对于高防护级别的穿甲燃烧弹，能够很好的抵御冲击瞬间产生的高温对车体的破坏，但由于陶瓷存在塑性差断裂强度低等缺点，至今不能作为单独装甲使用。泡沫金属材料相比于传统的实体金属材料，由于其内部存在大量的孔洞结构，同时兼有金属和气泡特征，获得了许多独特的优良性能，但其自身的强度和刚度较低，也不适合单独作为结构件使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种复合装甲板，该装复合装甲板具有较高的强度和刚度，满足较高的防护等级，且质量较轻，便于安装和拆卸。

本发明还提供一种具有该复合装甲板的装甲车。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的复合装甲板，包括：

陶瓷面板，所述陶瓷面板为若干个陶瓷模块拼接而成的片状体；

防弹钢板，所述防弹钢板固定设置在所述陶瓷面板的一侧；

夹心层，所述夹心层设置在所述陶瓷面板与所述防弹钢板之间，所述夹心层采用泡沫金属材料制成；

涂料层，所述涂料层涂覆在所述陶瓷面板的另一侧表面。

优选地，所述夹心层为泡沫铝板。

优选地，所述陶瓷面板、所述防弹钢板和所述夹心层通过螺栓件固定连接。

优选地，所述陶瓷面板的厚度≥3mm。

优选地，所述防弹钢板的厚度≥2mm。

优选地，所述泡沫铝板的厚度≥5mm。

优选地，所述泡沫铝板的密度低于0.5g/cm³，为防弹钢板密度的2.5％～6.5％。

优选地，所述陶瓷面板的陶瓷密度低于3.5g/cm³，为所述防弹钢板密度的30％～45％。

优选地，所述泡沫金属材料的孔隙率范围在80％-90％之间，孔径范围在3～5mm之间。

根据本发明第二方面实施例的装甲车，包括根据上述实施例所述的复合装甲板。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

1)根据本发明实施例的复合装甲板，能有效抵抗弹丸冲击，尤其针对在冲击瞬间燃烧机燃烧释放局部集中热量的穿甲燃烧弹类型；

2)在承受弹丸冲击时能够有效提高装甲吸能减震能力，并同时减少防弹钢板的冲击变形，降低车体内部发生零件脱落甚至形成二次打击的防护风险；

3)具有较好的抗撕裂能力，能够保证装甲受弹后的整体性并降低弹头碎片及破碎陶瓷片的反向飞溅，减小对车辆周边的目标打击伤害能力；

4)保养维护成本低且实现轻量化和高机动性，安装和拆卸更加灵活。

附图说明

图1为本发明实施例复合装甲板的爆炸结构示意图；

图2根据本发明实施例复合装甲板安装在整车上的部分结构示意图；

图3根据本发明实施例复合装甲板的安装结构示意图。

附图标记：

复合装甲板100；

陶瓷面板10；

夹心层20；

防弹钢板30；

涂料层40；

螺栓件50；螺栓51；锁紧螺母52；

夹心层和陶瓷面板组合板60。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的复合装甲板100。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的复合装甲板100，包括陶瓷面板10、防弹钢板30、夹心层20和涂料层40。

具体而言，陶瓷面板10为若干个陶瓷模块拼接而成的片状体，防弹钢板30固定设置在陶瓷面板10的一侧，夹心层20设置在陶瓷面板10与防弹钢板30之间，夹心层20采用泡沫金属材料制成，涂料层40涂覆在陶瓷面板10的另一侧表面。

也就是说，采用陶瓷面板10作为面板层，防弹钢板30作为背板，且中间设有夹心层20，并在陶瓷面板10的表面涂覆有涂料层40，由于陶瓷材料具有较高的硬度、强度和热稳定性，因而能够有效的抵抗弹丸的冲击，尤其针对在冲击瞬间燃烧机燃烧释放局部集中热量的穿甲燃烧弹类型，同时将陶瓷面板10由若干个陶瓷模块拼接而成，在局部陶瓷模块、泡沫铝发生碎裂剥离后，可切割后局部替换，降低保养维护成本，方便陶瓷模块的安装和拆卸。夹心层20采用泡沫金属材料制成，泡沫金属材料其内部存在大量的孔洞结构，同时兼有金属和气泡特征，其孔隙的体积与多孔体总体积之比达到90％以上，具有一定强度和刚度，在承受弹丸冲击时能够有效提高装甲板的吸能减震能力，同时减少防弹钢板30的冲击变形，降低装甲车内部发生零件脱落甚至形成二次打击的防护风险；陶瓷面板10、夹心层20和防弹钢板30形成“三明治”装甲板的主结构，在装甲板的主结构的陶瓷面板10的表面采用高韧性、高弹性体的防护型涂料进行封装，形成了硬-软-强韧排列结构，充分发挥各种材料的性能特点，实现逐层吸能抗冲击防护效果，同时涂料层40有效降低陶瓷面板10受弹后的破裂面积及二次飞溅物伤害，提高抗击多发弹的能力，充分发挥陶瓷高硬度、抗压强度好的特点。

优选地，该复合装甲板100的形状可以制造成曲面形状，最大程度保证与其安装的车身造型辨识度及造型接缝处的防护等级。

由此，根据本发明实施例的复合装甲板100，采用硬度强度大、热稳定性优的陶瓷面板10作为面板层，能有效抵抗弹丸冲击，尤其针对在冲击瞬间燃烧机燃烧释放局部集中热量的穿甲燃烧弹类型，泡沫金属材料作为夹心层20，在承受弹丸冲击时能够有效提高装甲吸能减震能力，并同时减少防弹钢板30的冲击变形，降低车体内部发生零件脱落甚至形成二次打击的防护风险，涂料层40作为功能封装涂层具有较好的抗撕裂能力，能够保证装甲受弹后的整体性并降低弹头碎片及破碎陶瓷片的反向飞溅，减小对车辆周边的目标打击伤害能力，陶瓷面板10分为若干个陶瓷模块便于更换和保养，降低维护成本，且安装和拆卸更加灵活。

根据本发明的一个实施例，夹心层20为泡沫铝板，泡沫铝材料具有密度小、高吸收冲击能力、耐高温、消声效果好等优异的物理及力学性能，能够有效吸收冲击波达到减震的效果，且质量较轻，能够使复合装甲板100整体的质量减轻，且能够更好的抵抗多发弹的冲击破坏，提升装甲的防护能力及寿命。

根据本发明的另一个实施例，陶瓷面板10、防弹钢板30和夹心层20通过螺栓件50固定连接，如图3所示，采用螺栓51穿过夹心层和陶瓷面板组合板60和防弹钢板30在另一侧用锁紧螺母52进行固定，该安装方式不仅安装牢固，且便于安装和拆卸。

在本发明的一个优选实施例中，陶瓷面板10的厚度≥3mm，防弹钢板30的厚度≥2mm，泡沫铝板的厚度≥5mm，该厚度既能够有效的抵抗弹丸的冲击，同时该厚度相对较薄，质量较轻。

在本发明的一些实施例中，泡沫铝板的密度低于0.5g/cm3，为防弹钢板30密度的2.5％～6.5％，陶瓷面板10的陶瓷密度低于3.5g/cm3，为防弹钢板30密度的30％～45％。泡沫铝板、防弹钢板30和陶瓷面板10的密度采用上述比例关系，与传统防弹钢板30达到同样防护性能相比可大幅降低整车重量，实现轻量化和高机动性。

在本发明的另一个优选实施例中，泡沫金属材料的孔隙率范围在80％-90％之间，孔径范围在3～5mm之间。采用该范围的孔隙率及孔径，在弹体侵彻过程中可以延缓应力波到达时间，削弱应力波的波头压力，改善复合结构层间的阻抗匹配，迟滞弹体侵彻过程，有效延缓和降低防弹钢板30的初始冲击应力，减小一次打击下装甲板的损伤范围，提高抗多发打击能力，泡沫铝内部封装有气体，这些气体在受到压缩力的作用时会产生反弹，相当于气体弹簧，而且受力越大，反弹力也越大，在弹丸击中外层陶瓷面板10后，碎裂的弹丸与破坏陶瓷锥体一起作用于泡沫铝板，受到泡沫铝内部气体的反弹，进而达到吸收弹丸剩余动能的目的，且泡沫铝的气孔壁较薄，气孔壁内部分布有大量的铝钙化合物，气孔壁表面则分布有致密的氧化膜，因此泡沫铝可以忍受远高于其本体合金熔点的高温而不发生坍塌，也不会发生铝热反应。

本发明的一个具体实施例中，以53穿甲燃烧弹为例，100m射击距离采用纯防弹钢板30防护方式，一般防弹钢板30厚度要求不小于17mm才能有效防护，采用本发明的复合装甲板100达到同样的防护级别，采用本发明装甲板仅需增加不足5mm厚度，其整体的密度却能降低50％以上，实现了装甲板的轻质化，高防护等级的效果。

总而言之，根据本发明实施例的复合装甲板100，能有效抵抗弹丸冲击，尤其针对在冲击瞬间燃烧机燃烧释放局部集中热量的穿甲燃烧弹类型，在承受弹丸冲击时能够有效提高装甲吸能减震能力，并同时减少防弹钢板30的冲击变形，降低车体内部发生零件脱落甚至形成二次打击的防护风险，具有较好的抗撕裂能力，能够保证装甲受弹后的整体性并降低弹头碎片及破碎陶瓷片的反向飞溅，减小对车辆周边的目标打击伤害能力，保养维护成本低且实现轻量化和高机动性，安装和拆卸更加灵活。

根据本发明实施例的复合装甲板100包括根据上述实施例的装甲车，可以将复合装甲板100封装成披挂装甲，通过披挂方式即不影响装甲车的机动性，同时能够提升车辆防护等级，由于根据本发明上述实施例的复合装甲板100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的装甲车也具有相应的技术效果，即具有更高的防护等级，更加轻量化，方便安装和拆卸。根据本发明实施例的装甲车的构成和操作对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。