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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。
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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。. d% {3 a& ?: `& d \0 Y6 d
! C& S4 Z# j: R0 h1 q r- x5 `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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3 [ E* d5 ]7 k' ^9 t6 K3 m2020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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) E1 Z2 L+ c1 q. u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。9 }- ?' Z) Q+ l; F$ \" `: ?* V G! F
' n# D* I! }. ^7 }' s m2 q! K, F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。7 ^3 b6 r* a6 x* n( f* r
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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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子弹击中鱼鳞甲后的压力分布- g( d" M# s" l, K
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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
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计算机模拟的击中过程" k. n7 B( S ?8 ^
/ ^- d6 n3 }* [0 Q) \- g# R6 N' d3 Q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。1 F% q" D3 p, Y0 c) t3 g
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好玩的是百度上关于朱德举的介绍。% q0 J6 m8 P3 g9 l% E+ G# b, x
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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。( I, E) `" M1 u1 a2 [( W
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研究方向编辑:+ r! m+ }8 p+ R- Y* L; C3 C
高性能纤维/织物增强水泥基复合材料
) o# k* N% p2 i0 Z. \. Y* x) J防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析# A$ x& M7 O0 c: h9 A- L- }. {( d# q
生物材料和仿生材料的力学行为及多尺度计算分析
+ L6 ~& H3 C9 y% k7 B冲击和高应变率试验技术
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人物经历2 M- K7 s2 k) i2 X+ S
教授, 湖南大学土木工程学院, 长沙,中国,2012–至今
2 \& \% a5 k5 V# ~博士后(生物/仿生材料), 麦吉尔大学,加拿大, 2010–2011) Z! F7 q+ R" p6 E9 I7 p. H; t' w
博士(结构/材料工程), 亚利桑那州立大学, 美国, 2006–2009
" i0 }6 `% J7 f2 L: @+ Q论文题目:Experimental Study and Finite Element Modeling of Woven Fabrics
9 _9 i. p g4 F/ U" t! E* _0 N研究生(岩土地震工程), 阿拉斯加大学, 美国, 2004–2005- K1 @# p' o2 W& @5 _" q- 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
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1 V& O; g! Y' D3 g科研项目
" r# Z/ Q0 C0 g( @& \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)
, ^$ ~1 p3 l4 e: c" g* [4 f$ y国防科技创新特区,19-H863-03-ZT-003-026-01,“xxx”,2019-2020,主持(在研)) x' d) e7 u, t8 { _: v* n$ G1 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)
7 Y, {. w* T5 ?& C湖湘高层次人才聚集工程-创新人才,2018RS3057,2018-2020,主持(在研)
" q) O# q6 I! W+ l3 ?0 G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)
2 f7 ^& o2 L) D% j$ L/ V2 ~* n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)! A! g2 ]# a+ `
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)/ m- U) \* ]$ C. o
国防科技创新特区,17-H863-03-ZT-003-008-06 ,“xxx”,2017-2018,主持(已结题)$ f" V3 q4 k: U, N$ e- c+ }! D
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)* f; w K5 w6 }9 I s
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)( L5 F. e9 |/ [. e" E3 ~) F
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)
! p: v! ] J# a& f3 k7 L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)
% |* B$ L& x3 n$ s! k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)5 f3 T# n' @. Y$ D; o
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) 6 d) S8 s: e, O9 ~! |0 Z
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农林部果然是人狠话不多的地方。2 C* k7 `/ d q2 V/ y' [+ l
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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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