一种分段阻截高速弹丸侵彻结构、制作方法及防弹装备技术

本发明专利技术提供一种分段阻截高速弹丸侵彻结构、制作方法及防弹装备，该分段阻截高速弹丸侵彻结构包括由外至内依序层叠设置的第一抗剪切层、第二抗拉伸层、第三抗形变层，经过对应模具成型，高刚度材料在受到高速弹丸打击后，可令弹丸产生大面积变形并降低动能，进一步，第二抗拉升层在受到动能下降、面积增大的弹丸打击后，弹丸与该层韧性极佳的材料在较大面积范围作用，极大消耗弹丸动能，止动弹丸；再次，第三抗形变层在受到大变形，低动能的弹丸作用时，由于该层的刚性和韧性适中匹配，即可保证弹击后较小的弹痕高度，又能防止材料碎裂，避免对人员造成二次伤害。免对人员造成二次伤害。免对人员造成二次伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种分段阻截高速弹丸侵彻结构、制作方法及防弹装备


[0001]本专利技术涉及防护装备领域，尤其涉及一种分段阻截高速弹丸侵彻结构、制作方法及防弹装备。

技术介绍

[0002]现代战争中，各类枪械发射的弹丸，速度在不断上升，这导致原有的，针对低弹速弹丸阻截而设计的防护装备，防弹丸和破片侵彻的效能在不断下降或失效、
[0003]高速弹丸相比低速弹丸，其防护机理有本质差异，低速弹丸的防护，需要增大材料和结构的抗拉伸性能，进而实现对弹丸的高效捕获，而高速弹丸对防护装备的破坏形式，以剪切破坏为主，极易导致防护装备被击穿，产生人员和装备的重大损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种分段阻截高速弹丸侵彻结构、制作方法及防弹装备，旨在解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种分段阻截高速弹丸侵彻结构，包括由外至内依序层叠设置的第一抗剪切层、第二抗拉伸层、第三抗形变层，所述第一抗剪切层包括两层碳纤维预浸料层和叠层布置在所述两层碳纤维预浸料层之间的玄武岩纤维预浸料层；所述第二抗拉伸层包括正交叠层的若干层超高分子量聚乙烯纤维预浸料层；所述第三抗形变层包括螺旋叠层的若干层对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层。
[0006]本专利技术的有益效果为：分段阻截高速弹丸侵彻结构最外层为第一抗剪切层，高速飞行的弹丸，在打击到第一抗剪切层后，由于该层所采用的材料刚性高，高速弹丸与其作用，伴随高刚性纤维的剪切破坏，导致弹丸产生大形变，即弹丸多由锥型变为扁平状，这种形变，使弹丸与后续第二抗拉伸层、第三抗形变层的作用面积增大，当扁平弹丸通过第一抗剪切层后，进入第二抗拉伸层，弹丸与第二抗拉伸层产生较大面积作用，这就可以高效发挥超高分子量聚乙烯材料的韧性佳，抗拉强力高的优势，极大的消耗弹丸动能，抵消弹丸侵彻能，在此层中，大多弹丸动能会被完全消耗并停止侵彻，如有少量弹丸进入第三抗形变层，该层的刚、韧性和拉伸变形率居于第一抗剪切层与第二抗拉伸层之间，被弹丸击中后，不会产生破裂及过大的变形，避免对人员产生二次伤害。
[0007]进一步地，所述碳纤维预浸料层的面密度大于600g/m2，所述玄武岩纤维预浸料层的面密度为280
‑
420g/m2，所述第一抗剪切层的厚度为0.16cm。
[0008]进一步地，所述第二抗拉伸层的厚度为0.36cm，第二抗拉伸层可针对弹丸速度，进行铺层增减，进而经济高效的抵抗不同速度弹丸，实现结构和功能的模块化组合，相邻所述超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层之间正交铺叠，正交叠层的方式为：位于上层的超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层水平铺层，位于下层的超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层转动90
°±5°
垂直铺层，层与层之间正交铺叠可在该层形成交错网状结构，强化对弹丸能量的消耗能力，有利于捕获弹丸，所述超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层的面密度为180g/m2。
[0009]进一步地，所述第三抗形变层的厚度为0.18cm，第三抗形变层可针对弹丸速度进行铺层增减，进而经济高效的抵抗不同速度弹丸，实现结构和功能的模块化组合，相邻所述对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层之间螺旋叠层，螺旋叠层的方式为：位于下层对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层相对位于上层的对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层旋转30
°
铺层，多次螺旋叠层后可使材料形成蛛网仿生结构，有效提高第三抗形变层的抗弹击凹陷能力，可强化第三抗形变层抵抗弹击变形性能，所述对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层的面密度为340g/m2。
[0010]一种分段阻截高速弹丸侵彻结构的制作方法，所述第一抗剪切层、第二抗拉伸层和第三抗形变层均通过各自结构相匹配的模具热压成型，完成后的第一抗剪切层、第二抗拉伸层以及第三抗形变层通过胶粘剂层粘合连接并通过模具冷压成型为一体。
[0011]进一步地，所述胶粘剂层为溶剂挥发干燥型胶粘剂。
[0012]进一步地，所述第一抗剪切层热压成型的方法为：
[0013]a.首先在金属下模具表面贴敷一层隔离膜，将金属下模具完全包裹，按照叠层顺序，将两层碳纤维预浸料层及玄武岩纤维预浸料层依序贴敷在包裹了隔离膜的金属下模具，完成后第一抗剪切层的贴敷，使用隔离膜包裹贴敷好的第一抗剪切层，完成后放下金属上模具，使金属上模具与金属下模具合模，使用隔离膜可使第一抗剪切层便于从模具中脱出，更能使压制过程中，溢出的胶粘剂，快速流出第一抗剪切；
[0014]b.采用液压设备对金属上模具、金属下模具进行加压，加热，工艺参数为：
[0015]压力：18
±
0.5MPa，温度：155
±
5℃，时间：22
±
2min；
[0016]c.开启模具，取出成型后的第一抗剪切层，清理表面隔离膜，切除飞边；
[0017]d.使用325目钢砂，对第一抗剪切层粘接面进行喷丸处理，使用喷丸可使光滑的第一抗剪切层粘接面粗糙，使下一步冷压粘合，达到最佳的功能层间粘合力，工艺参数为：
[0018]空气压力：0.1
±
0.01Mpa，喷嘴射速：90
±
5m/s，喷砂角度：70
±5°
；
[0019]完成后，使用高压风枪对第一抗剪切层表面进行喷气清洁；
[0020]进一步地，所述第二抗拉伸层热压成型的方法为：
[0021]a.首先在金属下模具表面贴敷一层隔离膜，将金属下模具完全包裹，按照正交叠层的方法，将超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层依序贴敷在包裹了隔离膜的金属下模具，完成第二抗拉伸层的贴敷后，使用隔离膜包裹贴敷好的第二抗拉伸层，完成后放下金属上模具，使金属上模具与金属下模具合模，使用隔离膜可使第二抗拉伸层便于从模具中脱出，更能使压制过程中，溢出的胶粘剂，快速流出第一抗剪切；
[0022]b.采用液压设备对金属上、下模具进行加压，加热，工艺参数为：
[0023]压力：16
±
0.5MPa，温度：135
±
5℃，时间：120
±
5min；
[0024]c.开启模具，取出成型后的第二抗拉伸层，清理表面隔离膜，切除飞边；
[0025]d.使用甲烷喷灯，对第二抗拉伸层表面进行灼烧，灼烧火焰长度大于15cm,外焰为蓝色，火焰距离第二抗拉伸层表面13
±
1cm，火焰在第二抗拉伸层表面移动速度为0.3
±
0.02m/s，灼烧至第二抗拉伸层表面轻微炭化，使用火焰灼烧可使光滑的第二抗拉伸层粘接面粗糙，使下一步冷压粘合，达到最佳的功能层间粘合力；
[0026]e.完成后，使用200目细砂纸对第二抗拉伸层表面碳化物进行打磨，完成后使用高压风枪对第二抗拉伸层表面进行喷气清洁，使用细砂纸打磨第二抗拉伸层灼烧面，可清除
灼烧过程后，未完全碳化的表层材料。
[0027]进一步地，所述第三抗形变层热压成型的的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段阻截高速弹丸侵彻结构，包括由外至内依序层叠设置的第一抗剪切层、第二抗拉伸层、第三抗形变层，其特征在于：所述第一抗剪切层包括两层碳纤维预浸料层和叠层布置在所述两层碳纤维预浸料层之间的玄武岩纤维预浸料层；所述第二抗拉伸层包括正交叠层的若干层超高分子量聚乙烯纤维预浸料层；所述第三抗形变层包括螺旋叠层的若干层对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层。2.根据权利要求1所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构，其特征在于：所述碳纤维预浸料层的面密度大于600g/m2，所述玄武岩纤维预浸料层的面密度为280
‑
420g/m2，所述超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层的面密度小于200g/m2，所述对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层的面密度为280
‑
420g/m2。3.根据权利要求1所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构，其特征在于：所述正交叠层的方式为：位于上层的超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层水平铺层，位于下层的超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层转动90
°±5°
垂直铺层。4.根据权利要求1所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构，其特征在于：所述螺旋叠层的方式为：位于下层对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层相对位于上层的对位芳杂环共聚酰胺纤维预浸料层旋转30
°
铺层。5.一种如权利要求1至4任意一项所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构的制作方法，其特征在于：所述第一抗剪切层、第二抗拉伸层和第三抗形变层均通过各自结构相匹配的模具热压成型，完成后的第一抗剪切层、第二抗拉伸层以及第三抗形变层通过胶粘剂层粘合连接并通过模具冷压成型为一体。6.根据权利要求5所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构的制作方法，其特征在于：所述胶粘剂层为溶剂挥发干燥型胶粘剂。7.根据权利要求5所述的分段阻截高速弹丸侵彻结构的制作方法，其特征在于：所述第一抗剪切层热压成型的方法为：a.首先在金属下模具表面贴敷一层隔离膜，将金属下模具完全包裹，按照叠层顺序，将两层碳纤维预浸料层及玄武岩纤维预浸料层依序贴敷在包裹了隔离膜的金属下模具，完成后第一抗剪切层的贴敷，使用隔离膜包裹贴敷好的第一抗剪切层，完成后放下金属上模具，使金属上模具与金属下模具合模；b.采用液压设备对金属上模具、金属下模具进行加压，加热，工艺参数为：压力：18
±
0.5Mpa，温度：155
±
5℃，时间：22
±
2min；c.开启模具，取出成型后的第一抗剪切层，清理表面隔离膜，切除飞边；d.使用325目钢砂，对第一抗剪切层粘接面进行喷丸处理，工艺参数为：空气压力：0.1
±
0.01Mpa，喷嘴射速：90
±
5m/s，喷砂角度：70
±5°
；完成后，使用高压风枪对第一抗剪切层表面进行喷气清洁；所述第二抗拉伸层热压成型的方法为：a.首先在金属下模具表面贴敷一层隔离膜，将金属下模具完全包裹，按照正交叠层的方法，将超高分子量聚乙烯纤维布预浸料层依序贴敷在包裹了隔离膜的金属下模具，完成第二抗拉伸层的贴敷后，使用隔离膜包裹贴敷好的第二抗拉伸层，完成后放下金属上模具，使金属上模具与金属下模具合模；b.采用液压设备对金属上、下模具进行加压，加热，工艺参数为：
压力：16
±
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，朱露，胡辉，张俊平，梁志，刘曦，刘忠，
申请(专利权)人：江西联创电声有限公司，
类型：发明
国别省市：