石英夹心装甲研究(一)：引言

• 2023-08-11 01:42:14 来源：哔哩哔哩

(资料图片)

石英夹心装甲旨在在不显著增重和劣化抗穿的前提下提高坦克对破甲弹和碎甲弹的防护效能。本研究起始于1952年，最初仅针对破甲弹。计划调在不牺牲对动能弹的防护的前提下，提高针对破甲弹的防护。

大多数材料抗射流侵彻的能力遵循密度定律，即药形罩与靶板材料密度之比的平方根。依次可以推测，低密度靶靶相对高密度靶的效率更高。然而大厚度的轻质材料不符合设计需求，因此有必要寻找不遵循密度定律的新材料，其中最值得注意的是玻璃。在特定条件下，以厚度衡量，玻璃的抗弹能力优于钢，个别情况下甚至可至2倍以上。石英夹心装甲是这一现象的实际应用。关于玻璃优秀的抗弹能力，有必要先做一些说明。

玻璃是典型的硬脆材料，在常规载荷下不会发生塑性流动。理论上塑性流动在任何载荷下都不会发生。尽管其弹性模量较钢低，仅有69 GPa，但弹性极限很高。当受射流侵彻时，高弹性极限将显现其作用。若靶材为金属，例如钢，射流头部将推动靶材使之塑性流动，而后续射流将不受影响；但不会塑性流动的玻璃在压缩波卸载后将会回弹，沿径向冲击射流，进而造成射流的对称破坏。由此，钢背板将能更有效地抵抗受干扰的射流的侵彻。对射流侵彻金属和玻璃靶的X光和高速摄影可证实以上理论。

由图可见，射流在空气中和侵彻、和 mm玻璃后均有良好的对称性，然而随着玻璃靶的增厚，射流逐渐变得不稳定，并且有相当一部分消失了。

玻璃的特性使之在吸收射流能量后通过弹性回弹将其反作用于射流。此特性在玻璃的高抗射流能力中起到了重要作用。本质上，玻璃能吸收和储存任何侵彻体的能量，无论其侵彻原理是否基于动能，并在随后释放回射弹的方向。由此可以推测，动能弹对侵彻石英装甲的打击可能造成很强的外层损伤，但内层可能几乎不受影响，因为仅被传导了很少动能。

在讨论石英的防护效能时，将使用等效厚度描述。石英的等效受厚度和角度影响。薄石英的等效非常高，厚度为 mm时相当于钢的3倍。而随着厚度的增加，等效将迅速降低，102 mm石英仅有倍等效。当石英板倾斜时，有效厚度按余弦规律相应增加。例如60° 102 mm的有效厚度为203 mm，此时等效系数将降至1或更低。尽管大厚度的石英靶在体积上不再具有优势，其总重量仍然低于钢。例如以重量计算，60° 102 mm的石英的防护能力相当于钢的倍(以厚度计则是倍)。

XM60的钢车体设计为65° mm，即对射流的有效厚度为229 mm。如果使用石英夹心装甲，将 mm钢换为102 mm石英(4倍)，则理论上等效厚度为343 mm，即在不显著增重的前提下提高了50%的效能。此水平的防护足以阻挡大多数破甲弹，后文的测试部分将具体介绍。

XM60的炮塔防护比车体更好，因为其厚度更大。若使用石英夹心装甲，则可免疫几乎所有敌方的直射破甲弹

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