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专题报告

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无坚不摧的碳纤维复合材料(CFRP)——头盔与防弹衣篇

1 F-35飞行头盔

F-35飞行头盔主体全部使用高性能碳纤维复合材料,先进的头盔显示系统为飞行员提供了前所未有的态势感知能力。所有飞行员需要的信息如空速、航向、高度、目标信息和雷达警告均投射在头盔的面罩上。远比传统抬头显示器先进的头盔使飞行员能够更好的发挥战力。 

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科学家们经多年努力,研制出了碳纤维复合材料防弹头盔,其性能明显优于同等重量的芳纶头盔。在采用T300级碳纤维材质,头盔仅重1.2公斤的情况下,可有效防止54式手枪连续发射5发子弹的侵彻。在采用T800T1000级碳纤维材质,头盔重1.8公斤的情况下,可有效防住79微型冲锋枪、AK4756半动步枪等不同枪型发射的制式子弹的侵彻。

同时还开发出了碳纤维复合材料防弹胸插板,在重量减轻20%的情况下,可有效防止AK47步枪连续发射556式步枪子弹的侵彻,以及85式狙击步枪发射53式制式子弹的侵彻。同时,其寿命延长到10年以上,至少为芳纶防弹头盔的一倍。

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2 UMW智能盔甲

UWM由澳大利亚Chiron Global公司开发,该公司召集了一群经验丰富的工程、技术和产品设计人员,最终设计和打造了这款智能盔甲。UWM智能盔甲的主体部分是一件由高强度碳纤维复合材料打造的胸甲,这件盔甲被设计成可以抵抗真实武器的高冲击力攻击。除了能最大程度地保护穿戴盔甲的选手之外,这件胸甲还配备了定制感应器系统,能够感应到接受到攻击的具体部位和强度。

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3 EXFIL战术头盔

Team Wendy美国俄亥俄州克利夫兰的护具制造商,它生产头盔被部分现役美军特种部队采用。Team Wendy "EXFIL"战术头盔的盔体采用高强度碳纤维复合材料材质,重量轻、强度高、耐磨性强且内衬部分采用了全新设计。

内衬由TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)材料制成,采用了一系列获得专利的热塑性聚氨酯(TPU)结构,对冲击防护进行了优化,能够充分分散外部冲击力。TPU 内衬可抵抗磨损和极端环境,透气性好。 

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4防弹衣

在现代化单兵作战过程中,防弹衣是一种很好的保护措施。当前新型防弹衣由软质防弹背心与硬质防弹插板两部分组成,其中软质防弹背心由高强度纤维织物制成,而硬质防弹插板由防弹陶瓷片和纤维增强树脂基复合材料背板构成。这种防弹衣的防弹能力强,二次伤害小,舒适轻便,可根据任务强度灵活选择配置,综合性能明显优于钢制防弹衣。   

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5 传统防弹材料凯夫拉(Kevlar

凯夫拉是一种具有超高强度、超高模量、耐高温的合成纤维。这种高性能纤维的出现使柔软的纺织物防弹衣性能大为提高,同时也在很大程度上改善了防弹衣的舒适性。相比尼龙和玻璃纤维防弹衣,重量减轻50%;在单位面积质量相同的情况下,其防护力至少可增加1倍,并且具有很好的柔韧性。 

6 超高分子量聚乙烯纤维UHMWPE 

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)是由相对分子质量在100万到500万的聚乙烯纺成的纤维,是目前世界上强度最高与比重最轻的纤维,其强度比钢丝高15倍,但是很轻,最多可比芳纶等材料轻40% 

在国防军需装备方面,由于该纤维的耐冲击性能好,比能量吸收大,在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料,如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、降落伞等,其中以防弹衣的应用最为引人注目。


源:材料委天津院、前沿材料

此文由中国复合材料工业协会搜集自网络,文章不用于商业目的,仅供行业人士交流,引用请注明出处。

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