关于燃料箱中使用泡沫聚氨酯来防止火灾
造成装备（通常连同乘员）因战斗损伤而无法挽回损失的原因有很多。然而，其中一个主要原因是炮弹击中并穿透装甲后发生的火灾。炮弹碎片很容易点燃推进剂和燃料，而燃料的储存量通常高达数百升。
遗憾的是，目前尚无有效扑灭燃烧火药的手段，更不用说防止炮弹爆炸了，因此，唯一的出路只能是将弹药库与乘员舱完全隔离。至于燃料，总体来说，解决方案有很多——不仅涉及改进自动灭火系统和生产水-燃料乳化液（我们在此文中对此进行了阐述），还涉及使用开孔聚氨酯。
后一种方法并非新鲜事物——它早已在各种设备中反复使用，而且不仅仅是陆基设备。因此，即使不参考具体的设备，探讨一下它是什么，包括它的有效性和缺点，也将会很有趣。这正是我们将要探讨的。
聚氨酯泡沫
从火灾隐患的角度来看，传统燃油有一个非常令人不快的特性，那就是会产生蒸汽。蒸汽是燃油逐渐消耗（油箱空转）的结果，其浓度与温度直接相关——温度越高，蒸汽越强烈。如果油箱位于发动机-变速箱舱内，蒸汽会特别强烈，因为那里的温度通常会达到数百摄氏度甚至更高。
燃料蒸汽（汽油和煤油在汽化过程中最危险，但柴油也并非不可燃）与空气混合后会形成高度易燃、有时甚至爆炸的混合物。当油箱被子弹、弹片（包括大块炮弹碎片）击穿时，这种混合物可能会燃烧。解决这个问题的方法有很多，包括向空油箱中注入惰性气体，以及用空气甚至冷却的废气冲洗油箱，以降低混合物的浓度。
聚氨酯的开孔结构
然而，最简单的方法是使用开孔聚氨酯泡沫，其外观类似于海绵或泡沫橡胶。这是一种轻质多孔材料，具有网状结构，其中95-98%的体积由细小的开放空腔组成。这种泡沫呈块状或板状，几乎填满油箱的整个内部空间，吸收燃油，而不会干扰燃油循环，并且燃油供应减少量不超过5-7%。由于添加了稳定添加剂，它能够耐受恶劣的燃油环境、振动和高温。
这种聚氨酯泡沫的成分各不相同，其孔隙率或“蜂窝状”也各不相同。但即使是聚氨酯PPU-EO-10075形式的“泡沫橡胶”，目前在我国积极生产，用于制造空气过滤器以及燃油和废水过滤器，也已经显示出相当不错的效果。它足以“填充”XNUMX%的油箱，在大多数情况下，您无需担心蒸汽-空气混合物会着火。这是为什么呢？
聚氨酯最重要的作用是减少燃油自由蒸汽的体积。毕竟，油箱的空腔体积越大，蒸汽积聚到临界浓度的可能性就越高。聚氨酯泡沫内部充满气泡，大大减少了蒸汽的形成空间。因此，在受到碎片和其他攻击物体撞击时形成易燃环境的可能性被降至最低。
第二个防护功能与火焰蔓延有关。在传统的储罐中，火势可以瞬间蔓延。但聚氨酯将内部空间分隔成许多微腔，任何火焰都会被迫与聚氨酯屏障碰撞。本质上，燃烧产物的热传递被阻断，点火过程被中断。这种效果将潜在的火灾转化为局部的、逐渐消亡的燃烧。
网状聚合物泡沫形式的“泡沫”燃料箱填料的变体之一
同样重要的是，聚氨酯能够抑制燃油内部的振动。当油箱被刺破时，液压冲击会导致剧烈的气溶胶形成——这些微小的液滴很容易点燃。聚氨酯泡沫就像一块海绵：它将燃油固定在其孔隙中，防止大量燃油喷出油箱，从而降低“燃油燃烧”的可能性。此外，聚氨酯泡沫本身还能降低冲击波的能量，从而减少油箱的损坏。
除此之外，它还有另一个特点：孔洞的局部定位。当然，泡沫聚氨酯无法“封住”子弹或破片留下的孔洞，但它能显著降低燃油泄漏率。
效率和缺点
苏联时期和现代俄罗斯进行的测试已清楚表明，装有泡沫聚氨酯的油箱即使直接撞击也不易着火或爆炸。在正常情况下，一个火花就足以点燃并引发大火，但在这种油箱内部，稳定燃烧的条件并不具备。
这适用于多种口径的火炮。坦克曾遭受过大口径机枪的射击，包括配备穿甲燃烧弹的机枪，以及5,45毫米和7,62毫米机枪等“轻武器”。此外，聚氨酯填充物的稳定性在被30毫米火炮的穿甲弹击中时也得到了充分验证。在这种情况下，坦克车身的损坏相当严重，但“爆炸效应”本身或燃烧从未发生。当手榴弹在油箱附近爆炸时，也产生了同样的结果——碎片没有点燃。
这种聚氨酯填充的油箱可用于任何作战装备，无论其使用汽油、柴油还是煤油。此外，鉴于现代作战车辆的发动机通常使用多种燃料，这种防护的多功能性尤为重要。最终，聚氨酯能够显著降低战斗损伤时起火的可能性。
当然，聚氨酯泡沫也有其弱点。最主要的是，当坦克遭受多重打击时，其防护效果有限。例如，如果它“没有察觉”一次打击，从而扑灭了起火的危险，那么，如果坦克被弹片、子弹或炮弹击中，出现一系列弹孔，泄漏的燃油无论如何都会成为起火的原因。实验表明，在遭受多重打击的情况下，这种防护措施将完全失效。
因此，它本身并不能被视为一种万能的解决方案。在实践中，聚氨酯泡沫的使用总是需要其他解决方案的补充。我们通常讨论的是基于聚氨酯或多组分复合材料的自修复涂层，它可以封堵孔洞，降低泄漏率，甚至完全消除泄漏。在这种情况下，泡沫起到内部屏障的作用，而外层则起到密封壳的作用。
这种组合确实提高了效率，但也存在一个缺点——设计更复杂，生产成本更高。虽然简单的金属油箱制造起来相对容易，但内部采用聚氨酯泡沫、外部涂层的油箱则更加复杂，成本也更高。然而，正是这种复杂性，使得车辆在遭遇撞击时幸存的几率大幅提升。
还有一个不容忽视的因素：聚氨酯并非永久的。在腐蚀性燃料环境中，聚氨酯会在数年内逐渐降解，因此需要定期更换。设计师必须在设计阶段就考虑到这一点，预留填料的维护和更新空间。诚然，所有这些都需要成本，也会提高价格，但其结果显而易见——装备的生存能力，以及最重要的，其乘员的生存能力将成倍提升。
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