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欧洲古代骑士用整体甲和锁子甲比较多,中国和日本古代用鱼鳞甲比较多。哪个更加管用说不好,双方没有对砍过,但现在防弹衣都是整体甲的。1月15日《南华早报》报导,湖南大学土木工程学院建材中心主任朱德举教授领导的团队在《复合材料学报》上发表论文,描述新研制的鱼鳞甲可在15米距离上挡住7.62毫米穿甲燃烧弹的射击,这很厉害了。, X1 q# u& G/ ~/ q1 C8 j2 }. m2 e- l
. d0 [2 ^, ?* t3 z能挡住手枪弹的防弹衣已经不稀奇了,但7.62毫米子弹(哪怕是AK47的中等威力弹而不是北约或者俄制全威力弹)就是不同的问题了,意义也大得多。能挡手枪弹的防弹衣对警察比较有用,这一般也能挡住近炸的炮弹弹片。但战斗士兵需要能挡住突击步枪子弹的防弹衣,能挡住7.62毫米弹就能挡住小口径弹。, v/ d$ j0 E( `$ `
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朱德举的团队受到草鱼鱼鳞的启发,据说这是保护性特别好的鱼鳞,每一片由硬质的表层和弹性的底层组成,按特别的角度斜叠而成,遇到尖物穿刺时,会拧转和把压力分散到其他鳞片而耗散能量,很难刺穿,遭到其他更加凶猛的鱼类的攻击的时候,常常能够全身而退。朱德举的团队研究了其他鱼类和动物的鳞甲,包括穿山甲、鳄鱼等,发现都不如草鱼的鱼鳞。
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2020年,团队研制成能抵挡手枪弹的鱼鳞甲。现在,鱼鳞甲升级到能抵挡7.62毫米穿甲燃烧弹。报导没有详细说是哪一种7.62毫米弹,但提到子弹速度3倍于音速。AK-47的7.62毫米中等威力弹的初速只有2倍多的音速,可以排出。俄制7.62x54毫米全威力弹用SVD狙击步枪或者PK机枪发射时,初速也只有2.5倍音速。Accuracy International的7.62毫米狙击步枪发射的北约7.62x51毫米全威力弹也低于3倍音速,但最接近,基本数据也是普通子弹,穿甲燃烧弹的初速可能更高,估计就是它了。
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# b i# y" \- q* i& d! y3 J- ^8 L这是很了不起的。在2000年,美国的Pinnacle装甲公司研制了“龙甲”鱼鳞甲,号称能抵挡7.62毫米中等威力弹(AK-47弹),而且是普通子弹,不是穿甲弹。美国军方大喜过望,但在签约时发现,在高温、潮湿、剧烈运动等实战条件使得“龙甲”粘合剂失效,叠合变形,实际防弹能力大大下降。合同取消,10年索赔官司后,Pinnacle装甲倒闭了。
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. `! k5 w- a; ^. {2 W# u2 ~4 j8 v朱德举团队在防手枪弹的防弹衣基础上,通过大量的计算、仿真、测试、选材,最后确认:硬质表面材料被击中后,破碎越彻底,吸能也越好。最后选用碳化硅,这是可与金刚钻相媲美的硬质材料。
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研究发现,在理想情况下,最好一片鳞甲的硬质表面直接粉碎、气化,坚韧的弹性底层吸收剩余能量。子弹还要击中下一层鳞片的硬质表层,然后还有一层弹性底层。两层鱼鳞甲下来,7.62毫米全威力穿甲燃烧弹也没了脾气,橡胶靶板上留下不超过20毫米的凹陷。试验中,持续射击会导致凹陷增加,这个没有办法,什么装甲也顶不住盯着打。
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( E7 ?! c2 _9 D3 L: G子弹击中鱼鳞甲后的压力分布: G) ~! J7 j/ r! ^" U! q
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鱼鳞甲背击中后的状态,左为弹性背层,右为X光和照片,可以看到,背层不是均质的,是某种纤维复合材料1 c" G/ m7 |- p0 M2 h9 C3 X
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计算机模拟的击中过程
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整体甲最大的问题还不是重量,而是与人体很难匹配。要么特别庞大、沉重,要么只能覆盖重要部位,而留下不少无防护的身体表面。鱼鳞甲的柔韧性好得多,也因此可以合体,轻得多,实际保护效果也好得多。# k3 E4 i! [ R" N$ A1 e
b( b0 S( H1 }6 p% c- [- ~* y好玩的是百度上关于朱德举的介绍。0 R4 L! I% G4 x$ F4 ^. Z
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朱德举,博士导师,教授,担任建材中心主任、绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室、湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地副主任。
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" r; a+ w8 \9 ]! U$ y. e' g研究方向编辑:& l) | U2 u' i1 o
高性能纤维/织物增强水泥基复合材料) G, X1 g3 {. @5 C# N
防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析$ Z8 G) q6 c# }5 c: u
生物材料和仿生材料的力学行为及多尺度计算分析
' z. w9 ~1 c) a" Z: n* I+ z冲击和高应变率试验技术
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人物经历; {4 G4 F; i+ w
教授, 湖南大学土木工程学院, 长沙,中国,2012–至今* T7 y- `4 @; ?" H/ u* o
博士后(生物/仿生材料), 麦吉尔大学,加拿大, 2010–2011& l% P) A0 E$ V* q) o" o% P
博士(结构/材料工程), 亚利桑那州立大学, 美国, 2006–2009
# {+ |; a+ u b论文题目:Experimental Study and Finite Element Modeling of Woven Fabrics) l( A5 o# E# S9 }1 ?1 s; b( p. K
研究生(岩土地震工程), 阿拉斯加大学, 美国, 2004–2005; M: x( M" q! ^3 U: L" n8 L" Q
本科和硕士(交通土建工程), 东北林业大学, 哈尔滨, 中国, 1997–2003! F' c" u; t% D& { ?& f
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0 d" v; T- {5 z( S9 N0 k1 O: t国家自然科学基金重点项目,U1806225,“海洋环境下高耐久FRP筋海水海砂混凝土材料与结构设计基础理论研究”,2019-2022,主持(在研)
& O0 q2 d* R% F" ]国防科技创新特区,19-H863-03-ZT-003-026-01,“xxx”,2019-2020,主持(在研)2 P3 c! |9 w1 V* c7 ]2 S
国家自然科学基金面上项目,51778220,“动态荷载与温度耦合作用下织物增强混凝土的损伤机理研究”,2018-2021,主持(在研). `3 C! J8 K# z: h8 O/ z! E
湖湘高层次人才聚集工程-创新人才,2018RS3057,2018-2020,主持(在研)
5 ]! b3 v7 n, s7 F% ^4 X' l国家重点研发计划绿色建筑及建筑工业化重点专项,2017YFC0703006,“高性能纤维增强复合材料与新型结构关键技术研究与应用”-课题六“大拉力纤维增强复合材料索、锚具、连接件及其轻量化大跨结构体系研究”,2017-2020,研究骨干(子课题负责人)(在研)
9 D; V: K, H. K; u% k+ J4 \国家自然科学基金重点项目,51638008,“绿色低碳地聚物混凝土材料和结构设计的基础研究”,2017-2021,研究骨干(排名第三,在研)! S8 @6 M" @+ z1 E) G
湖南省重点研发计划项目,2017GK2130,“仿生柔性全身防护装具的设计与制备关键技术研究”,2017-2020,主持(在研)) b3 d+ d. |. h3 |
国防科技创新特区,17-H863-03-ZT-003-008-06 ,“xxx”,2017-2018,主持(已结题)
3 {! H, ^$ a1 h湖南省战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化项目,2016GK4016,“纤维编织网增强混凝土材料与复合结构的关键技术研究与应用示范”,2016-2018,首席专家(已结题)
( t" N' j3 s! v1 v1 b( k6 {装备预研教育部联合基金青年人才基金项目,6141A02033602,“基于鳞片仿生的柔性防护装具关键技术研究”,2016-2017,主持(已结题)* T( H7 X; ]$ Z( Y# M
湖南省科技计划重点项目-国际与区域科技合作,2014WK2026,“高性能仿生防护墙的性能研究”,2014-2016,主持(已结题)4 ^% W" B3 W. q7 \
教育部留学回国人员科研启动基金(第48批),“鱼鳞片多尺度力学行为的实验研究”,2014-2015,主持(已结题)
( N' i2 @+ m/ N- A3 {湖南大学交叉学科研究项目,“仿生高性能防护墙的试验与理论研究”,2013-2014,主持(已结题)4 P3 M) c4 C0 W: h6 L! x9 t
国家重点基础研究发展计划(973),2012CB026200,“应用FRP实现重大工程结构高性能与长寿命的基础研究”-课题四“FRP及其增强结构在极端荷载下的动力响应及控制方法研究”,2012-2016,研究骨干(已结题) 5 L$ \! p3 p6 A# M. B7 k
; X- h; }8 G( e4 j* w2 o1 t& o3 x农林部果然是人狠话不多的地方。; f1 k* C$ \: j
; |5 [4 ]& H0 Q6 F6 H# m5 _. D另外,坊间说得没错:公开发表的都是已结题的项目。 |
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