防弹装甲的制作方法

本实用新型涉及武器防护领域，具体而言，涉及一种防弹装甲。
背景技术：
：随着武器威力日益增大，战争环境的复杂化，对于坦克、军车及军机等武器装备的防护能力提出了越来越高的要求，然而武器装备的载重能力有限，防护结构的增加会影响武器装备的机动性，同时也带来成本的问题。战斗部毁伤能力与装甲防护技术是矛与盾的关系，现代武器系统不断向着“远程压制、精确打击、高效毁伤”的方向发展，装甲防护技术也随之不断提高，新材料是发展高新装甲防护材料的物质基础，新型结构设计是提高装甲防护能力的重要手段，二者有效结合成为提高装甲防护性能的重要方法。现有的陶瓷复合防弹装甲已经广泛应用于军事领域，例如坦克，直升机等，但面密度较大，为此也有些技术采用了金属泡沫夹芯结构，点阵结构等来提高防弹性能，但是金属泡沫夹芯密度较大，且有孔径限制。而点阵结构的装甲，若着弹点不同，其防弹效果也有所区别。因此，有必要对现有的装甲进行改进，以提高武器装备的搭载能力和机动性。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种防弹装甲，以提高武器装备的搭载能力和机动性。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种防弹装甲，该防弹装甲包括：由外层到内层依次层叠设置的表面束缚层、陶瓷层、夹芯结构层以及背板层，夹芯结构层为蜂窝结构与塑料泡沫层叠而成的多层结构，和/或，夹芯结构层为蜂窝结构与第一纤维复合层叠置形成的多层结构。进一步地，防弹装甲还包括第二纤维复合层，第二纤维复合层位于陶瓷层与夹芯结构层之间。进一步地，表面束缚层选自碳纤维复合材料束缚层、芳纶复合材料束缚层及玻璃钢复合材料束缚层中的一种；第二纤维复合层及背板层各自独立地选自平均分子量超过17万的聚乙烯纤维复合材料板、芳纶复合材料板及玻璃钢复合材料板中的一种。进一步地，陶瓷层选自氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷及碳化硼陶瓷中的一种。进一步地，蜂窝结构为铝蜂窝结构或芳纶蜂窝结构，第一纤维复合层选自聚乙烯纤维复合材料层、芳纶复合材料层及玻璃钢复合材料层中的一种。进一步地，表面束缚层的厚度为1～3mm。进一步地，陶瓷层的厚度为8～15mm。进一步地，第二纤维复合层的厚度为10～30mm。进一步地，夹芯结构层的厚度为8～15mm。进一步地，背板层的厚度为2～5mm。应用本实用新型的技术方案，通过在陶瓷层和背板层之间增设夹芯结构层，该夹芯结构层通过采用蜂窝结构与塑料泡沫层叠而成的多层结构，和/或为蜂窝结构与第一纤维复合层叠置形成的多层结构，既具有吸波性能，又能降低面密度，从而减轻防弹装甲的重量，提高防弹装甲的装载能力和机动性。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施例中的防弹装甲的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：1、表面束缚层；2、陶瓷层；3、第二纤维复合层；4、夹芯结构层；5背板层。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。为了改善现有技术中的防弹装甲的机动性，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种防弹装甲，该防弹装甲包括由外层到内层依次层叠设置的表面束缚层1、陶瓷层2、夹芯结构层4以及背板层5，夹芯结构层4为蜂窝结构与塑料泡沫层叠而成的多层结构，和/或，夹芯结构层4为蜂窝结构与第一纤维复合层叠置形成的多层结构。现有的披挂式装甲一般由表面束缚层1，陶瓷层2和背板层5三层组成，与现有的防弹装甲相比，本申请的上述防弹装甲通过在陶瓷层2和背板层5之间增设夹芯结构层4，该夹芯结构层4通过采用蜂窝结构与塑料泡沫层叠而成的多层结构，和/或为蜂窝结构与第一纤维复合层叠置形成的多层结构，既具有吸波性能，又能降低面密度，从而减轻防弹装甲的重量，提高防弹装甲的装载能力和机动性。上述夹芯结构层4中的塑料泡沫优选为硬质泡沫(弹性模量大于700MPa的泡沫塑料)，具有硬度大，质量轻的优势。在上述防弹装甲的基础上，为进一步提到防弹性能，在一优选实施例中，防弹装甲还包括第二纤维复合层3，第二纤维复合层3位于陶瓷层2与夹芯结构层4之间。由于陶瓷层2主要起钝化子弹或者破片的效果，但其抗弯性能差，界面粘接弱，上述优选实施例中，通过在陶瓷层2与夹芯结构层4之间设置第二纤维复合层3，一方面其本身能进行防弹，另一方面能支撑陶瓷层2，纤维的剪切侵彻导致冲塞和拉伸断裂消耗大量的动能，进而进一步提高了防弹装甲的防弹性能。此外，还能增强陶瓷层2与其他结构层的粘结性能。上述防弹装甲中，表面束缚层1及背板层5具体可以采用现有的装甲中常用的结构层。在本申请一种优选的实施例中，表面束缚层1选自碳纤维复合材料束缚层、芳纶复合材料束缚层及玻璃钢复合材料束缚层中的一种；第二纤维复合层3及背板层5各自独立地选自超高分子量聚乙烯纤维复合材料板、芳纶复合材料板及玻璃钢复合材料板中的一种。上述表面束缚层1采用上述各种复合材料束缚层，主要用于降低陶瓷层2碎片的飞出，同时防止陶瓷层2的脱落。背板层5主要是防住侵彻中的碎片，也有防弹作用。上述各种第二纤维复合层3是通过综合考虑各层的变形匹配、密度、粘接性能及环境性能而选择得到的。上述超高分子量聚乙烯纤维复合材料板为现有技术中超高分子量聚乙烯与高性能纤维形成的复合材料板。超高分子量聚乙烯为平均分子量超过17万的聚乙烯。同样地，陶瓷层2可以采用现有防弹装甲中所用的陶瓷。在一种优选实施例中，陶瓷层2选自氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷及碳化硼陶瓷中的一种。这些陶瓷的硬度高，防弹性能好。上述高硬度的陶瓷层2能够钝化或碎裂子弹或者碎片，同时分散损伤能量。上述夹芯结构层4通过综合考虑其面密度、吸能效率和成本，从现有的蜂窝结构中选择重量轻且具有缓冲应力作用的蜂窝结构。在一种优选实施例中，采用铝蜂窝结构或芳纶蜂窝结构，而第一纤维复合层选自聚乙烯纤维复合材料层、芳纶复合材料层及玻璃钢复合材料层中的一种，这些第一纤维复合层的剪切侵彻导致冲塞和拉伸断裂消耗大量的动能，从而既能缓冲弹头或碎片的冲击力，提高防弹性能，又能减轻防弹装甲的整体重量，提升武器装备的搭载能力或机动性。本申请的防弹装甲是通过综合考虑防弹能力，工艺性，环境性，成本等因素而设计的一种轻质陶瓷、纤维复合材料和吸能结构的复合材料装甲，能降低防护结构的面密度，并将子弹或者碎片的破坏限制在小范围内。在一种优选的实施例中，表面束缚层1的厚度为1～3mm。在一种优选的实施例中，陶瓷层2的厚度为8～15mm。在一种优选的实施例中，第二纤维复合层3的厚度为10～30mm。在一种优选的实施例中，夹芯结构层4的厚度为8～15mm。在一种优选的实施例中，背板层5的厚度为2～5mm。上述优选实施例，通过对各功能结构层的厚度进行优化，使得各结构层的性能进行匹配优化，从而从整体结构上提高防弹效果。本实用新型的其他实例也可以根据不同的防护要求和环境要求，对材料匹配、各层厚度和界面粘接进行调整。现有的披挂式装甲一般由三层组成，表面束缚层，陶瓷层和背板层，其中表面束缚层一般用玻璃纤维复合材料；陶瓷层一般用氧化铝、碳化硅和碳化硼；背板层一般采用芳纶复合材料，超高分子量聚乙烯纤维复合材料，玻璃纤维复合材料，钢板。对于防护NATOSTANAG4569二级工况来说，现有的装甲方案是2mm玻璃钢+10mm碳化硅+10mmPE，而采用本实用新型可以用2mm玻璃钢+8mm碳化硅+5mmPE+12mm夹芯结构+2mmPE就能满足，夹芯选择铝蜂窝和芳纶纸蜂窝，分别为实例2和实例3。对比测试在北京208所进行，距离30米，采用AK穿甲弹进行射击，速度均大于695m/s,打3发，测试防护方案的防弹性能，测试结果见表1。表1：防护方案试件尺寸(mm)距离(m)速度(m/s)面密度(Kg/m2)试验结果现有护方案300*30030＞69548未穿透实例2300*30030＞69540.8未穿透实例3300*30030＞69540.6未穿透从表1的测试结果可知，本实用新型方案的面密度降低约16％。从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型的轻质陶瓷复合材料防弹装甲结构相比同等防护能力的其他防护结构能实现面密度至少降低10～20％。实用新型中采用材料设计和功能设计相结合，通过高硬度的陶瓷层，轻质纤维复合层，吸能夹芯结构和背板的优化设计，最大限度的发挥陶瓷层的钝化能力，纤维复合层的能量吸收等因素，既有结构性能的梯度，也有功能的梯度，来提高整体结构的防弹性能，同时由于夹芯结构的设计，一方面提高了防弹性能，另一方面也带来了成本的降低。对于武器装备上有防护需求的部位，既可以单独作为武器装备的外部披挂结构，也可以和武器不同部位需求结合起来。主要应用于军用车辆，坦克，军机，舰船上需要防护子弹或者碎片破坏的部分。本实用新型属于武器装备防护设计
技术领域：
，具体涉及一种用于抵御子弹侵彻和破片冲击的复合装甲结构。主要作用：(1)提升武器装备的生存能力和人员安全，比如二级防护结构就可以防护住7.62mm穿甲燃烧弹距离30m处射击，子弹初速695m/s，或者距离80m处155mm炮弹破片，子弹速度630m/s，此时能保证内部设施或者人员不受伤害；(2)与同等级防护结构相比，面密度降低10-15％,一方面提高了机载能力，另一方面提高了机动性。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3