铝装甲不是混凝土,无法加固

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铝装甲不是混凝土,无法加固

创建新装甲或改进现有装甲 坦克 以及任何其他战车的测试过程都包括理论计算和实际测试,使我们能够评估接近真实条件下防护结构的有效性,相对而言,还可以评估防护结构的可操作性。然而,并非所有装甲设计师的发明都能通过这一考验。

一个突出的例子是轻型战斗车辆的铝制装甲,其内部用钢丝加固,但在苏联测试人员的测试中却获得了“失败”的评价。它很重,难以制造,同时耐用性和抵抗力不如经典的均质铝。



而不是介绍


铝制装甲即使不能称之为革命性的,至少也是军事装备防护领域的一项重大成就——当然,这种褒扬的称号是有原因的。事实上,铝为世界各地的坦克制造商提供了广阔的机会,用于制造重量受到严格限制的战斗车辆 - 轻型坦克、空降战车、步兵战车和装甲运兵车。

这并不奇怪。铝和以其为基础的合金的密度相对较低 - 比钢的密度低两倍多。正因为如此,铝装甲,尤其是在合理的倾斜角度下,在防御小型武器穿甲弹方面,与具有类似抗性的钢板相比,可以节省高达 30% 甚至更多的重量。 武器 以及小口径枪弹。因此,对“夜光”的兴趣是可以理解的——尽管它会更厚,但却会明显更轻。


BMD-1-ABT-101合金装甲运兵车

总的来说,这就是设计师对改进铝制装甲及其结构的兴趣所在,旨在提高其抗子弹和射弹的能力,同时保持可接受的重量。而如果说到国内外实践中采用的方法,主要包括研制新型合金(例如苏联从防弹合金ABT-101过渡到防弹片合金ABT-102)以及在BMP-3和布雷德利等车辆的装甲设计中引入附加屏障。

然而,在过去,可以说,存在着一些不太标准的方法,例如用高硬度钢和装甲铝制造双金属板,通过爆炸焊接在一起,以及获得增强铝装甲。我们已经在文章中写到了第一个 “双金属装甲:一瓶中既有铝又有钢”,今天我们重点讲第二个。

几乎像钢筋混凝土


奇怪的是,我们需要从钢筋混凝土开始。想必大家对它至少有一个基本的了解。钢筋混凝土结构,无论是板、桩还是其他构件,都以非常简单的形式用金属(较少见的是其他材料)加固,这些加固材料以棒、网或框架的形式存在,从而增加了结构的整体强度。嗯,增强铝装甲是类似的东西。


这个想法是基于将钢丝网或棒引入铝合金装甲板,通过热轧或焊接将铝层与放置在它们之间的网(棒)连接成一个单元。理论上,与重量略有增加的均质板相比,这种加固应显著提高装甲对破坏性武器的抵抗力,因为应以这样的方式提供与网/杆的重叠,即子弹(或射弹)在任何情况下都能够击中钢部件,克服外层的铝层。

现在当然无法说出哪个国家的工程师首先提出了制造这种复合材料的想法;然而,苏联至少从1970世纪XNUMX年代末开始也对这个课题感兴趣,因为乍一看这项技术很有前景。不过,时至今日,在普通装甲车爱好者乃至专家中,仍存在一些类似的猜测,比如为什么还没想到用铝和钢进行交叉,这样BMP和BMD就不会这么“千疮百孔”了。


然而,理论是一回事,实践又是另一回事,因此唯一能够告诉我们装甲品质的只有其炮击试验报告。当然,还有一些——它们于 1980 年在苏联技术文献中发表,不再代表任何秘密,所以让我们继续熟悉它们,但首先了解一下介绍性信息。

测试中使用了用于生产BMD-1的铝合金AD20、D-6、AMG48、V48、K10和系列防弹合金ABT-1制成的板材。为了加固它们,使用了直径为 0,3 至 5 毫米的钢丝,这些钢丝由高强度不锈钢 X18N9T 以及高碳钢 U8A 和 U9 制成。直径小于 1 毫米的钢丝增强材料采用热轧工艺实现,直径大于 1 毫米的钢丝增强材料采用爆炸焊接工艺实现。


钢丝增强铝铠装剖面图(爆炸焊接)

这样获得的装甲板用7,62毫米和12,7毫米口径的穿甲弹以不同角度射击,以模拟军用车辆装甲的设计倾斜角度,然后与相同合金制成的均质板进行比较评估其抵抗力和等效重量。

那么,结果如何?毕竟,让我们回想一下,从理论上讲,由于铝中存在钢纤维而产生的加固作用应该可以提高装甲的防弹(以及防弹丸)能力,从而额外摧毁密度较低的材料厚度中的攻击者。

这里,可能值得立即回答有关这种装甲的生存能力的逻辑问题,这意味着屏障在反复暴露于破坏性武器时保持防护功能的能力。当然,对此也有一些抱怨,因为用棒加固的铝板在受到少量撞击后就会出现分层的趋势。然而,由于钢纤维与铝基体的高质量粘合(生产技术问题),一些 150x150 毫米的板材表现出良好的耐久性,可承受多达 10-12 次撞击而不会分层。

问题还存在于其他地方。加强型装甲显得很重,这是可以理解的,因为钢材显然不会减轻重量,反而会相反。但与均质铝板相比,重量差异非常大 - 在一些样品中差异高达 30% 或更多。例如,一块厚度为 101 毫米、用十层网(由钢丝制成)加固的 ABT-19,5 合金板的重量与一块厚度为 101 毫米的 ABT-26 均质板的重量相同。

然而,质量的增加并没有通过钢筋板耐久性的提高而得到补偿。在实验烧制过程中发现它们的性能具有高度的各向异性。换句话说,如果沿着金属线的方向以一定角度击中钢板,子弹只需移动并绕过它,就能轻易穿透装甲。如果击中时与导线呈一定角度,那么子弹在接触导线时,会根据装甲板的厚度进行正常化(改变其轨迹,使其接近垂直于装甲),这只会增加其穿透能力。

要了解情况有多糟糕,您可以看看下表。它包含有关使用钢丝网加固铝的数据 - 顺便说一句,对于棒材来说情况也大致相同。


在表格中,值得注意的是抵抗程度(Vпкп),以条件损坏的最大速度表示 - 即在装甲中不会形成通孔、缺口等的子弹速度。嗯,当然,是在大量的板坯上。在所有这些参数中,增强铝装甲明显不如均质板——没有增加抵抗力,只有无用的重量增加。此外,随着强化装甲厚度的增加,耐久性和重量的差异只会越来越大。

所以,铝装甲不是混凝土,无法加固。然而,不能排除制造这种装甲结构以及“钢+铝”双金属板的负面经验影响了更“高效”的层状铝装甲的开发(你可以阅读它 这里) PAS,据传言,它可以用于轮式回旋镖和履带式库尔干人-25。

来源:
“增强材料对提高铝装甲抵抗力的影响。” N.P. Neverova,B.D.楚欣,E.V. Shiryaev 等人。
47 评论
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  1. 0
    6 March 2025 05:01
    如果我没记错的话,这就是贫铀装甲的基础方法——钢基质和铀增强材料。但对于MBT来说,重量并不是那么重要。
    1. +1
      6 March 2025 19:17
      引用:Vladimir_2U
      这是贫铀装甲所采用的方法——钢基质和铀增强材料。

      不,不是这样的! “铀”装甲设计与众不同!
      1. +1
        7 March 2025 03:20
        Quote:尼古拉耶维奇一世
        不,不是这样的! “铀”装甲设计与众不同!

        那么,简而言之,怎么做呢?
        1. 0
          7 March 2025 16:28
          引用:Vladimir_2U
          那么,简而言之,怎么做呢?
          :排列方式不同。
          笑 笑
        2. +2
          7 March 2025 23:11
          引用:Vladimir_2U
          那么,简而言之,怎么做呢?

          艾布拉姆斯坦克的“铀”装甲是以英国的“乔巴姆”装甲为基础的。只是美国人没有使用碳化钨刀片,而是使用了贫铀刀片。现在,在我看来,艾布拉姆斯坦克使用的是第三代“铀”装甲。 (第一辆艾布拉姆斯坦克安装了乔巴姆导弹)
          1. 0
            8 March 2025 04:54
            Quote:尼古拉耶维奇一世
            只是美国人没有使用碳化钨刀片,而是使用了贫铀刀片。

            但是这与铀“加固”嵌入钢基质中的事实有什么矛盾呢?
            比如有这样的信息:
            为了改善装甲,增加防护效能,铀板具有特殊的结构。它由许多彼此靠近的短平行杆组成。

            来源:https://treeofbonsai.ru/blog/ustroistvo-i-xarakteristiki-uranovoi-broni-abramsa-podrobnyi-analiz
  2. +4
    6 March 2025 05:41
    负面结果也是一种结果。此外,苏联还有一些经验:生产出性能优良的防碎玻璃,内部用钢丝网加固。
    关于有多少精彩的发现
    准备一个开明的精神
    和经验,困难的儿子,
    和天才,悖论的朋友,
    和机会,发明者上帝
    (普希金)
    1. +3
      6 March 2025 09:28
      Quote:业余
      此外,苏联还有一些经验:生产出优质的防碎玻璃,内部用钢丝网加固。

      目前它正在生产并用于建筑领域。我肯定有
  3. BAI
    0
    6 March 2025 06:04
    如何焊接铝装甲,特别是加强装甲上的孔?
    1. +2
      6 March 2025 06:58
      如何焊接铝装甲,特别是加强装甲上的孔?

      CO2 半自动
      氩焊
      1. +2
        6 March 2025 08:06
        氩气上进行氩焊。二氧化碳的情况则不同
        1. +3
          6 March 2025 20:14
          我提出了两个选择
  4. IVZ
    +11
    6 March 2025 06:38
    铝装甲的重量优势比人们普遍认为的要高一些。由于板材厚度较大,结构的刚度增加,从而简化了框架各种加固元件的设计,或者完全不需要它们。
    1. +6
      6 March 2025 07:08
      没错,这就是为什么美国和苏联两大军事强国都将赌注押在铝上……
      在大规模多系列生产中,工作的复杂性并不是那么重要。
  5. +4
    6 March 2025 06:57
    在我看来,在现代社会,铝与高分子聚乙烯覆盖袋配合使用效果很好,其他一切都很昂贵 笑
    1. +7
      6 March 2025 08:40
      LBT 的经典“三明治”结构: - 外部带有陶瓷装甲的钢或复合材料屏幕
      - 空气层
      - 铝制船体,配备 ABT-2 型装甲
      - 防碎片衬里由芳纶织物制成,也可以由高分子聚乙烯制成,但在我看来,在弹壳内使用它比较困难
  6. -7
    6 March 2025 08:19
    硬铝装甲最早取自 M113,并在苏联重新制造。以使设备更轻便,更适合空运。
    1. +9
      6 March 2025 11:37
      引用:dragon772
      硬铝装甲最早取自 M113,并在苏联重新制造。以使设备更轻便,更适合空运。
      第一批 M-113 的防护性能与普通铝合金没有什么不同;没有什么可复制的。
      我们的铝制装甲是从零开始打造的。
  7. +14
    6 March 2025 08:24
    理论上,与重量略有增加的均质板相比,这种加固应显著提高装甲对破坏性武器的抵抗力,因为应以这样的方式提供与网/杆的重叠,即子弹(或射弹)在任何情况下都能够击中钢部件,克服外层的铝层。
    没有任何理论说过如此荒谬的话。这简直是​​苏联工程师未经审查就在其辩解中写下的胡言乱语。我敢打赌,你自己在做这件事的时候一定笑了不少。
    混凝土板作为一个整体承受荷载。或者,当在某个有限区域受到负载时,它会将负载分散到更大的区域上。这些负载会随着时间的推移而分散,以至于一些建筑物可以承受数百年之久。
    当装甲板被击中时,其所受载荷作用在极其有限的、极小的面积上,载荷的大小是巨大的,而暴露时间可以忽略不计。冲击力根本来不及“扩散”到楼板和钢筋上。将混凝土与装甲进行比较就像将糖与真空进行比较。只是为了好玩。
    苏联工程师和科学家期待什么?他们希望发现一些全新的东西。因为国家给了他们机会,所以这个领域的先驱者们试图用他们的研究覆盖尽可能多的未知领域)总是存在着我们不知道的事情的可能性。这正是聪明人所寻求的。
    这并没有发生。嗯,科学的道路包含无数的死胡同......
    1. -2
      6 March 2025 21:32
      这正是聪明人所寻求的。

      有一幅动画片。
      “狼说:小动物们,凡是你们在森林里找到的东西,都是我的,是我丢的。”
  8. +6
    6 March 2025 08:30
    加固铝的思维过程本身就不清楚,如果没有打到钢筋,钢筋混凝土就可以用锤钻钻孔而不会出现任何问题,这里也是一样。加固可以增加整体刚度,但对于防止局部冲击却起不到多大作用。
  9. +5
    6 March 2025 08:43
    我靠!我记得,在我的学校教育历史上,我在高中时“发明”了这种金属复合材料(用钢“线”增强的铝)!我对自己很满意,甚至还给一些杂志社发了求婚信!现在看来……这是一条死路! 追索权
  10. +4
    6 March 2025 09:42
    外科医生对铝制品十分厌恶,因为其碎片很难检测和取出。
    1. +2
      6 March 2025 12:05
      X 射线可以显示一切。你的评论文字太短了。
  11. 0
    6 March 2025 11:27
    铝作为一种粘性金属,在组合装甲中用作装甲层之一很有意义,但它的耐热性较差,所以在我看来,它作为BM船体的基础用处不大
  12. +2
    6 March 2025 12:16
    我想知道是否有人尝试过使用粉末冶金法将粗粒刚玉密封到由铝(或其合金)制成的基质中?
    1. 0
      6 March 2025 14:45
      我也认为用较硬的材料来增强较软的材料是错误的。
      情况应该相反。
    2. 0
      9 March 2025 00:34
      如果可能的话,向切割圈发射一颗子弹,切割圈本质上是用刚玉加固的钢丝网。嗯,一般来说,从化学角度来看,刚玉是氧化铝。
      1. 0
        9 March 2025 15:27
        如果可能的话,向切割圈发射一颗子弹,切割圈本质上是用刚玉加固的钢丝网。

        您混淆了“温暖”和“柔软”。 眨眼
        嗯,一般来说,从化学角度来看,刚玉是氧化铝。

        就是这样! 非常好
  13. +1
    6 March 2025 15:49
    与钢装甲相比,BMP 整体重量的增加不超过 5%。这一切是否值得如此麻烦,还是只对像 BMD 这样的机载 Tachanka 有意义,因为着陆重量和浮力对它们很重要?
    1. +2
      6 March 2025 16:41
      上世纪初曾尝试用钢丝或增强材料来增强铝;现在使用的铝复合材料含有超过15%(体积)的增强微粒。例如氮化硼,顺便说一下,金属复合材料(包括基于铝的复合材料)广泛用于航天领域,以保护卫星免受碎片碰撞。因此它也可以用于装甲车。 。
      1. +1
        6 March 2025 18:08
        这是可能的......但是铝比钢更贵,而且焊接更困难(并且在森林中焊接/焊接),而且它的厚度是钢的2倍,但同时更易碎,装甲在被击中时会破裂(顺便说一下,为此,通过增加其粘度来降低BMP3装甲的强度),而且它还会燃烧,与钢不同 - 这一点即使在阿富汗也很明显。并且不可能恢复。

        那么底线是什么? BMP的重量不是20吨,而是18-19吨。对于浮动弹道导弹防御系统来说,这一点很重要,但对于重型步兵战车来说并不重要。
        1. +1
          7 March 2025 10:31
          引用:Totor5
          与钢铁不同,它还会燃烧——这一点即使在阿富汗也很明显。并且不可能恢复。

          因此,修复被烧毁的钢制装甲车几乎是不可能的,因为由于受热,钢材会失去其原有的性能
          1. -1
            7 March 2025 18:56
            这要视情况而定,但当罐壳从内部燃烧时,没有人愿意从罐头里出来。凯夫拉衬里可能会降低危险,但它在哪里呢?
            步兵需要一辆基于 T90 的新型步兵战车,配有坡道且内部没有炸药——顶部的 30 毫米(57 毫米)模块就足够了。粗略地说,它就是一辆前面有发动机、后面有坡道的终结者。
            空降兵和海军陆战队需要放弃BMD(其装甲可被机枪击穿),改用可附加装甲的BMP3。
            1. 0
              11 March 2025 22:26
              只是为了好玩,看看参考书:固体铝片在什么温度下开始燃烧?特别是片状/棒状(不是粉末!)。

              您将会感到非常惊讶...我保证。

              因此,当步兵战车或装甲运兵车中的铝开始燃烧时,那里肯定不会有人活着。

              因此,您对“当罐头外壳内部着火时,没人愿意从罐头里出来。“完全没有必要。”
              1. 0
                11 March 2025 22:50
                只需稍加修补即可重返战斗
      2. 0
        8 March 2025 07:36
        让我想起了硅铝合金(铝和硅的合金)......
  14. 0
    6 March 2025 18:24
    奇怪的是,他们焊接了板材,但没有想到用液态铝填充网,因为那里的熔化温度非常不同。尽管这仍然是一条死路。电偶和不同的温度膨胀很快就会破坏这种连接。
    我想尝试用玻璃纤维大块增强的铝装甲,并将非牛顿流体块固定到位,就像当前的 DZ 一样。机械冲击和急流都会显著减弱。
    1. 0
      9 March 2025 00:38
      这是正确的。钢和铝不太相容。更确切地说,铝是一个相当不友好的家伙。电工将会确认。他和他的哥哥泰坦一起患上了一种严重的衰老疾病。
  15. 0
    6 March 2025 18:35
    铝质柔软但轻,钢质坚固但重。
    您是否尝试过用钢箔壳中的刚玉球(或立方体)填充装甲的外层?
    1. 0
      9 March 2025 00:44
      刚玉(铝的氧化物)可以轻松倒入钢中,烧结在钢板之间,并且通常以各种方式使用。它是一种相当惰性且耐火的材料。刚玉基陶瓷是微波技术的宠儿。很多东西都是用它制成的,无论是通过烘烤还是切割(这项技术已经发展了 30 多年)。
  16. 我刚刚观看了布雷德利装甲对抗14.5 KPVT的模拟。根据对布拉德利的评论,看起来两层相隔的薄钢层加上铝是一个可行的解决方案。确实,它对尺寸有不利影响。
  17. +1
    6 March 2025 21:58
    混凝土具有非常好的抗压性能。同时,一切都处于非常糟糕的紧张状态,这通过加固得到了补偿,并且完美地应对了这种情况。但是在这个应用选项中,正如本文所述,一切都令人悲伤。
  18. +1
    7 March 2025 00:36
    小时候,我在一本儿童科普书中读到过钢筋混凝土是如何被发明的,以及它为何如此成功。铁和混凝土的热膨胀系数相同。因此,钢筋混凝土结构在剧烈的温度波动条件下仍能保持其强度。我不知道铝和钢的温度系数有多大差别,但它们会在气候变化下长期使用时极大地影响装甲的强度。
    而且,如果打个粗略的比方,用钢丝网加固铝材,就好比用内衬钢丝网的棉袄来代替钢铁骑士的铠甲,抵御带有尖锐钢头的箭矢。
  19. +2
    7 March 2025 10:13
    最初选择了错误的方法来解决问题。混凝土是一种坚硬的材料,但同时又非常易碎。使用延性钢加固混凝土解决了这个问题。硬度依然存在,但脆性却消失了。铝柔软且具有延展性。钢既坚硬又坚韧。事实证明,用钢来加固铝是没有意义的。这种油呈黄油状,你不能给它起别的名字。此事已得到证实。经验是真理的标准。
    1. 0
      9 March 2025 01:00
      混凝土是一种坚硬的材料,但同时又非常易碎。
      这取决于混凝土的种类。
      最重要的是,当谈到混凝土(在这种情况下是钢筋混凝土)时,每个人都记得钢筋,但每个人都忘记了混凝土的另一个基础。没有人记得碎石。毕竟,混凝土本身(不是钢筋混凝土)本质上是用水泥砂浆粘合的碎石。如果碎石质量好(M1200的鹅卵石),预先冲洗干净无异物,按照工艺要求用水泥砂浆填充,我真想看看你会如何展现这种混凝土的“非常脆弱”。
      我听电工们说过,他们非常幸运,能够进入苏联面板房屋,那里的混凝土略带蓝色,强度极高。加固材料和优质鹅卵石之间差别不大。
      1. 0
        13 March 2025 13:30
        混凝土很脆弱,这是事实,无论你浇注的是什么等级,M900、M1200 甚至更高。如果您只是照原样用锤子敲打它,那么是的,这仍然是一项工作,但如果您将混凝土板或柱子水平放置在外部支撑上并在中间施加力,它就会破裂。钢筋消除了这个力矩,在板的下部它平衡了张力,而混凝土的上部将保持不变,因为混凝土的抗压性能很好。