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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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" U) v8 _; 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。
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3 \: C- V+ M9 _, F1 [( j6 n: ]$ }+ l, I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。7 i/ i- M& U3 @; m* a; P- X
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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。' U/ [" s4 Q& o0 }! K) u
" {, Z2 F5 e; @2 A; ]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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- l- A$ g% ^, Y0 M" 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。
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- {0 r5 {, J5 u' t8 X1 D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。6 s% O. |+ q `8 v2 @. B5 a! w
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子弹击中鱼鳞甲后的压力分布- w [1 H! | x! Z( K
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9 r( Z" t" h( G) k5 u a3 ^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
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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。# G" |: I1 P! }) k- W8 [
' G& L& b2 R0 Z. F# b好玩的是百度上关于朱德举的介绍。0 p! O& N; [9 N' Z b1 p' b C2 M
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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。, T! v+ _; E) F9 c" Q
- W! Z6 y& r) q% R研究方向编辑:: D7 L! O8 ]6 k6 B7 e0 o+ r l
高性能纤维/织物增强水泥基复合材料" ~! b8 I9 Y Y
防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析
, B( a1 U) K4 Q, |, J生物材料和仿生材料的力学行为及多尺度计算分析0 L0 o2 s. Z, v, c# U8 D( @$ L4 ]5 b* I
冲击和高应变率试验技术) i7 \9 ]( G5 s) t4 ?/ `
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人物经历
* c$ T: `. I3 E+ R! U% A教授, 湖南大学土木工程学院, 长沙,中国,2012–至今9 n) e5 @' c' L: I: Q! k7 } }9 P* J
博士后(生物/仿生材料), 麦吉尔大学,加拿大, 2010–2011' q3 ?4 f: t+ ^' \. A, ~
博士(结构/材料工程), 亚利桑那州立大学, 美国, 2006–2009( q2 P. P; |( a9 r. D
论文题目:Experimental Study and Finite Element Modeling of Woven Fabrics
. X$ {8 i, G- G研究生(岩土地震工程), 阿拉斯加大学, 美国, 2004–20051 }9 V0 D" l* v( ?; D2 _) `
本科和硕士(交通土建工程), 东北林业大学, 哈尔滨, 中国, 1997–2003, c8 z! Y" E' Z4 E! q0 t
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科研项目
! q) _9 m1 @* z. H! k& 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)
6 x5 a F j$ `$ k" t* B3 D) I国防科技创新特区,19-H863-03-ZT-003-026-01,“xxx”,2019-2020,主持(在研)$ t; {- e3 g; v n1 H: |; F
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)
2 D: v/ J1 R; u0 J# t5 g2 i8 j4 h湖湘高层次人才聚集工程-创新人才,2018RS3057,2018-2020,主持(在研)0 T% U# |+ ^( }6 i0 }) u+ ^1 S
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 f9 S: `; \* ~5 Z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)
. r2 [) P8 c& i; R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)/ j. X0 O1 B2 s
国防科技创新特区,17-H863-03-ZT-003-008-06 ,“xxx”,2017-2018,主持(已结题)
0 n( E$ v. P* l9 z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)
7 Q# O- Z5 C! |6 g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)
5 j; K+ E8 r; G; E8 P3 h# H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)
7 ?% U& }5 ^5 ^% D& l0 B7 B% C ^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)# r5 J! C4 S0 O6 {4 R1 l
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)
/ Z. R7 l- c$ V- j" Z- k; G! }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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/ u4 @. g d+ H: \! h1 _9 X农林部果然是人狠话不多的地方。# G8 L! t3 A' ]9 o3 Q& W& E
: D8 c0 }- S9 ^8 x6 N3 N: W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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