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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。, @" D# x5 d* P" R, w r1 R
& \& f0 n/ t! O9 G* u0 p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。& A7 u9 I7 D3 q$ n* S9 s# o
# N$ l3 {2 D6 n' k, C8 w+ j3 L7 j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。- i! U$ \( |. F ^
9 g' d# ^0 A2 r( ~! K2020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。) [4 d$ { b+ n1 s+ ]! R
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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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V; C" V! e" U/ l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。; a; u& \; _; u, ^# U$ b
' j" x _5 a" i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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* k1 ~: F% h2 I; v `6 l, y子弹击中鱼鳞甲后的压力分布/ w# _; w, ]* b- O/ E
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3 y8 Y2 r, K5 W a7 t: |) {9 l7 D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
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& S! v' ?% v! X: R0 Q3 @! Q; p2 n计算机模拟的击中过程
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/ \/ v+ B) K" X6 }5 ~0 a9 w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。( j5 l* e$ ?7 B- Z: f2 V
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好玩的是百度上关于朱德举的介绍。8 i' M6 I" r, y5 @
9 t& y# s* T/ ]* Z/ d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。4 D' p) J/ o, e/ f
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- |# F, W2 }% Y' S3 Z* O1 K高性能纤维/织物增强水泥基复合材料5 G7 U8 J; }' o) x8 y* x
防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析
0 T; Q* x" j ]0 v/ \生物材料和仿生材料的力学行为及多尺度计算分析
; d5 p; o6 S s/ v# k, L6 ^1 ^7 `冲击和高应变率试验技术
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人物经历6 l2 G. p8 u9 Q X. b" u
教授, 湖南大学土木工程学院, 长沙,中国,2012–至今
, d) {$ v% }1 l- c* \- Y' V博士后(生物/仿生材料), 麦吉尔大学,加拿大, 2010–20115 T1 p7 P5 V# T- S4 o
博士(结构/材料工程), 亚利桑那州立大学, 美国, 2006–2009% l3 b' Z$ V0 i* e9 d7 Q2 B5 c
论文题目:Experimental Study and Finite Element Modeling of Woven Fabrics
; W0 c+ v8 i* U& e/ ^' _4 t' p0 E( Y研究生(岩土地震工程), 阿拉斯加大学, 美国, 2004–2005
9 U* L0 o* V2 A% N+ c6 [0 {本科和硕士(交通土建工程), 东北林业大学, 哈尔滨, 中国, 1997–2003
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科研项目% X, }8 U2 n9 N9 h+ s5 i3 _# S
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): k% ^1 T" k% R& O9 L
国防科技创新特区,19-H863-03-ZT-003-026-01,“xxx”,2019-2020,主持(在研)( _+ b- ]. S0 P- R9 M5 j j
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)& S" J& ]# n3 w, c
湖湘高层次人才聚集工程-创新人才,2018RS3057,2018-2020,主持(在研)
$ }. _0 B! K, o" |# q: M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)
! b5 G b3 ^& C `7 z D; `) R: w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)0 u+ }: s2 n0 S# x7 @) {% E) N" d* A* d
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)5 B& D1 e1 n. I: q& H* B& j
国防科技创新特区,17-H863-03-ZT-003-008-06 ,“xxx”,2017-2018,主持(已结题)
. {: `2 W+ Y9 c$ J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)6 I9 i1 Q& [6 O q. T) L; k* Q
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)
. n+ Z- g% y4 V3 D. x* U- P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)' D) m8 K. H3 i% J3 ~$ K4 _$ f
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)
: {% b3 b$ g* Z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)
* S4 S' ~% O( c8 @5 d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)
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农林部果然是人狠话不多的地方。
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0 W0 k0 @) P, @4 Q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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