[发明专利]一种多层装甲防护系统

说明书

技术领域

本发明涉及装甲系统，特别涉及一种以泡沫金属作为装甲系统的能量吸收体，使被保护车辆在遭受枪弹或爆炸物冲击时免于破坏。

背景技术

近年来，防爆安全已成为世界各国所关注的一个研究领域。为了降低和防止枪弹或爆炸物对目标车辆的破坏，提高其防爆抗冲击能力，可以采用增加装甲防护系统单层介质厚度和改进系统结构的方案。然而，增加单层介质的厚度不仅使防护系统的质量增大，降低了车辆的机动性，而且大幅度提高了使用成本。对装甲防护系统的结构进行适当改进，在保持甚至减少系统自重的前提下，提高其防爆抗冲击能力完全可行。

传统装甲防护系统的外层为高强抗撞击板(一层金属板或陶瓷板)，中间层为陶瓷板，内层为金属背板。在此构造中，中间层陶瓷板是脆性材料，在弹片的撞击下变形、碎裂，背板阻挡穿过陶瓷板的残余弹片和碎裂的陶瓷片，外层则起保护中间层陶瓷板的作用。

弹片与陶瓷板碰撞的瞬间，在与撞击面相对应的反面轴线上形成初始裂纹，并在此处产生最大的压应力，从而导致背板在撞击中心产生最大变形及背板向后方瞬间剧烈的运动，使背板对陶瓷面板的支撑力减弱，陶瓷板反面产生的初始轴向裂纹开始沿着弹方向返回。裂纹的聚合导致弹片作用处的陶瓷开始全面断裂，弹片侵彻面板时的阻力及能量耗散迅速衰减，弹片仍以较完整的外形和较高的动能冲击背板。因此，传统装甲系统的陶瓷板不能有效抵抗弹片的冲击，无法对车辆进行有效地保护。

发明内容

本发明的目的是针对传统装甲防护板结构方面的缺点，提供一种多层装甲防护系统。通过向多层装甲板之间加入泡沫金属作为能量吸收体，增强对目标车辆内设备和人员的保护。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种多层装甲防护系统，包括：外、中、内三层防护结构，所述的外、中、内三层防护结构，是在外层高强抗撞击板和内层高延展性背板之间填充一种泡沫金属作为中层，并通过聚乙烯树脂将泡沫金属与外层高强抗撞击板和内层高延展性背板粘结，形成具有高强抗撞击的外板、能量吸收体的泡沫金属夹芯层和高延展性背板的“三明治”结构，且这种“三明治”至少有一组。

所述的泡沫金属是孔隙率为60～90％的闭孔泡沫金属，较佳的泡沫金属是孔隙率为75％的闭孔泡沫铝。所述的高强抗撞击板为陶瓷板或金属板。所述的高延展性背板为金属板、橡胶基或增韧酚醛基复合材料板，较佳的高延展性背板为增韧酚醛基复合材料板。所述的聚乙烯树脂为碳纤维增强的聚乙烯树脂。

本发明与现有技术相比，由于采用“三明治”结构，即泡沫金属填充在致密的两层板之间，形成具有两外板、粘合层和夹芯材料的结构。泡沫金属是一种具有高孔隙率的新型材料，已广泛应用于多种工程领域，如隔热、隔音和缓冲吸能等。尤其后者，充分利用了泡沫金属材料的特殊性能：相对较高的吸能效率。因此，泡沫金属可以承受弹片高速撞击带来的变形，降低冲击荷载破坏防护系统的程度，可以衰减由抗撞击板传递而来的冲击波强度，明显吸收冲击波能量，减少对车辆内人员的杀伤几率。

附图说明

图1是一种多层装甲防护系统的结构简图；

图2是高孔隙率的闭孔泡沫铝典型微观结构示意图；

图3是闭孔泡沫铝的单轴准静态压缩力学行为曲线。

下面结合附图通过较佳实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

如图1所示，一种多层装甲防护系统，包括：外、中、内三层结构，所述的外、中、内三层结构至少有一组，每组的具体结构：在外层高强抗撞击板1和内层高延展性背板4之间填充一种泡沫金属3作为中层，并通过聚乙烯树脂2使泡沫金属3与外层高强抗撞击板1和内层高延展性背板4粘结，形成具有高强抗撞击的外板、能量吸收体的泡沫金属夹芯层和高延展性复合材料背板的“三明治”结构。

所述的泡沫金属3是孔隙率为60～90％的闭孔泡沫金属，较佳的泡沫金属3是孔隙率为75％的闭孔泡沫铝。所述的高强抗撞击板1为陶瓷板或金属板，较佳的高强抗撞击板1为金属板。所述的高延展性背板4为金属板、橡胶基或增韧酚醛基复合材料板，较佳的高延展性背板4为增韧酚醛基复合材料板。所述的聚乙烯树脂2为碳纤维增强的聚乙烯树脂。