[发明专利]一种抗穿透及抗燃烧效应的轻质防护复合结构

说明书

本发明的目的是提供一种抗穿透及抗燃烧效应的轻质防护复合结构。本发明的结构整体是片状板式面板。本发明中的轻质防护复合结构从迎弹面侧依次为由引燃层、阻燃层、陶瓷、轻质复合材料，相邻面板间使用环氧树脂等粘接剂粘接固连，而穿甲燃烧弹的简化结构由弹芯、被甲、燃烧剂组成。本发明提供的防护结构的主要防弹原理是引燃层破碎被甲、引燃弹头内的燃烧剂，阻燃层内的材料吸收弹头内喷射出的燃烧剂，同时弹芯经过短暂飞行后继续侵彻后续防护结构，具有高硬度高强度的抗弹陶瓷破碎磨损弹体、偏转弹体飞行方向，轻质复合材料可以吸收弹体剩余动能，并通过改变防护结构中各组合层的材料和厚度比例，使防护结构实现兼具抗燃烧效应与侵彻效应的防护效果。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体为一种抗穿透及抗燃烧效应的轻质防护复合结构。

背景技术

现代战争中，毁伤技术与防护技术的发展总是相互联系和相互制约的。随着弹药毁伤技术的进一步发展，战争对弹药武器的防护技术也提出了更高的要求，装甲防护也由最初的均质装甲逐渐发展到后来的间隔装甲、屏蔽装甲、复合装甲、反应装甲等。

目前，战争中常用的弹药对目标不只具有一种毁伤效果，而是将穿甲、破甲、碎甲、破片、爆轰波、燃烧效应等作为复合毁伤元对目标进行打击。大多防护结构在设计过程中只考虑到装甲对弹药的侵彻防护，并未专门涉及到弹药造成的其它附带毁伤效应，如燃烧效应、破片毁伤等。

在针对穿燃弹设计的防护结构中,很少使用阻燃材料对穿燃弹进行防护，本发明在陶瓷复合装甲的基础上，将穿燃弹的燃烧效应和侵彻效应分开进行防护，先使用铝合金和阻燃材料引燃吸收燃烧剂及燃烧产物能量，避免燃烧剂影响后续陶瓷复合装甲的防护性能，再利用陶瓷和轻质复合材料防护弹头的弹芯侵彻。在这个研究思路上，提出一种兼具抗穿甲与燃烧效应的轻质防护复合结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗穿透及抗燃烧效应的轻质防护复合结构，轻质复合材料可以吸收弹体剩余动能，同时作为前者的背板结构，从而更高效地阻止弹体的侵彻，并通过改变防护结构中各组合层的材料和厚度比例，使防护结构实现兼具抗燃烧效应与侵彻效应的防护效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗穿透及抗燃烧效应的轻质防护复合结构，所述防护结构整体为片状板式结构，所述防护结构从迎弹面侧依次为由引燃层、阻燃层、陶瓷层和轻质复合材料层，相邻材料层间使用环氧树脂等高强度粘接剂粘接固连。

优选的，所述引燃层使用高硬度、高强度合金，为起到破碎弹头被甲、引燃燃烧剂的作用，所述引燃层的厚度为2-3mm。

优选的，所述阻燃层使用低密度的阻燃材料，如阻燃棉、铁丝网、泡沫铝等，为起到充分吸收燃烧剂的作用，根据弹头内燃烧剂的质量，所述阻燃层的厚度范围是10-20mm。

优选的，所述陶瓷层使用高硬度、高强度、密度低的抗弹陶瓷，如碳化硼、碳化硅、氧化铝陶瓷等。为起到充分破碎磨损弹头的作用，所述陶瓷层的厚度范围是穿燃弹头弹径的0.6-0.8倍。

优选的，所述轻质复合材料层为高比强度、高比模量、高韧性的纤维增强复合材料，如UHMWPE层合板、芳纶板等，为充分吸收弹体剩余动能，所述轻质复合材料层的厚度范围是穿燃弹头弹径的0.6-1.1倍。

优选的，所述相邻面板间粘接剂的厚度范围是0.2-0.5mm,所述轻质防护复合结构整体使用单层芳纶布进行封装处理,可防止陶瓷破片的飞溅，维持防护结构的完整性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.轻质复合材料使用由超高分子量聚乙烯纤维压合成的高比模量、高比强度UHMWPE(超高分子量聚乙烯)层合板，主要起吸收弹体剩余动能；

2.粘接剂使用环氧树脂等高强度粘接剂，主要起粘接防护结构各组合层，维持复合靶板的结构完整性；