60毫米迫擊炮能不能選用全碳複合材料減輕重量?

蔣南亞


兔哥回答:首先對武器裝備的減重一直就是一個重點課題,武器裝備重量輕使用範圍可以得到拓展,也能增加機動性能,可謂好處多多。碳複合材料是目前應用在武器裝備領域的前沿技術,也是一個重點研究領域,例如,美國就用碳複合材料研製出了一款120毫米口徑的迫擊炮,採用了碳複合材料後,美軍的這門120毫米迫擊炮的重量從採用鋼材時的143.79公斤下降到了54.43公斤,減重達60%左右,減重效果非常明顯。碳複合材料中的所謂全碳,應該是碳纖維,碳複合材料碳含量超過90%左右,任何武器裝備光有硬度不夠,還必須要有韌性。



碳複合材料只所以能夠用來製造迫擊炮是因為強度特性決定的,碳纖維的強度是鋼鐵的5倍,並且具備非常出色的耐熱性,能夠承受2000℃以上的高溫,而且具備很強的抗熱衝擊性能,同時,在受熱時的變形量要比鋼鐵低1/4,而以上這些性能指標又正是像迫擊炮這樣的武器裝備必須要具備的特點,因此,碳纖維複合材料應用炮管減重上就成為首先考慮的課題。碳纖維複合材料抗拉強度可以達到3500Mpa以上,這樣的抗拉強度是鋼的7~9倍,而重量卻只有鋼鐵的1/2,應該說是火炮身管減重的極好的材料。


目前,碳纖維複合材料應用於火炮身管的製造已經有了成績,例如,美國貝尼特實驗室就利用碳纖維製造出了105毫米加濃炮管和120毫米坦克炮管,英國等其它國家也都在碳纖維複合材料應用於火炮身管研究上發力,利用碳纖維纏繞工藝製造迫擊炮炮管的可能性是很好的減重措施,迫擊炮炮管的強度要求和火炮比要低的多,因此,更容易解決技術難題,也更容易投入使用。目前來說,碳纖維是線性存在的,製造迫擊炮炮管無法做到全碳纖維製造,通常的做法是要有鋼製金屬內層,然後在外層採取碳纖維纏繞工藝並構成碳纖維樹脂類的複合材料成型工藝。例如,英國的某型榴彈炮採用這樣的金屬和碳纖維複合炮管後,重量從4.08噸減重至2.27噸,重量比原來的鋼製火炮減少了40%,減重效果還是明顯的。


從目前的有關資料介紹來分析,首先迫擊炮炮管是可以採用碳纖維複合材料的,而且不光是迫擊炮,其它的火炮也可以採用碳纖維複合材料來製造炮管。但做不到全碳纖維複合材料,依然需要有一個鋼質或者是合金鋼質內層,這樣就能避免炮彈直接摩擦碳纖維複合材料,當然,這個金屬內層可以做得薄一些,功能從以前的抗磨損和扛膛壓,變為只抗磨損,抗膛壓交給外層的碳纖維來負責承壓功能,這樣就減輕了整個炮管的重量,火炮包括迫擊炮,炮管是一個主要的重量來源部位,也是對強度要求最高的部位,這個部位減重的問題解決了其它部位就容易解決的多了。


雖然目前採用碳纖維複合材料製造迫擊炮已經成為可能,但目前依然是論證試驗階段,一是需要用時間來檢驗效果,二是價格因素,目前的碳纖維複合材料可是前沿技術材料,更處於地位尊貴,身價百倍的地位,並未普及。當然,武器裝備也不是越輕越好,還要根據具體情況具體對待,該輕的地方越輕越好,不該輕的地方也不能盲目減重,武器裝備保持一定重量也是性能的需要,例如,自行火炮如果底盤太輕了,火炮開火時巨大的後坐力能把自行火炮震的跳起來,橫向射擊時甚至一炮能讓自行火炮打滾。迫擊炮也是需要有一定的重量以及強度要求的,如果採用輕質的碳複合材料重量雖然輕了,強度和性能也會發生改變,很難滿足作戰需要。因此,武器裝備需要減肥,但也要有一個必須存在的重量,也不能說越輕越好。
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兔哥42928


不能,炭素材料的弱點是不耐高溫,在火炮上這是致命的弱點


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