二、在国防建设中的地位与作用
工程塑料特别是高性能纤维增强塑料,属军用新材料技术发展的重点材料。它不仅具有结构材料优良的结构性能、良好的综合特性,而且还具备某些功能材料特性(如耐腐蚀、不锈蚀、隐身性、电磁波屏蔽性、绝热耐热和优良的电绝缘性等),以及质量轻、比强度、比模量高等性能。是武器装备实现轻量化、小型化、功能化以及智能化的重要材料技术,具有极其重要的军事实用价值,也是未来武器装备制造中极为重要的结构和功能材料。
未来战争对武器装备的要求可概括为“三化”、“三性”、“三高”、“一全”,即轻量化、小型化、功能化;隐蔽性、机动性和生存性;高精度、高威慑和高速度以及全天候作战的能力。这些要求具体体现在减轻武器装备质量、缩小其体积、提高战争的机动性和生存能力上,要制得这种武器装备满足未来战争需要,除了在武器装备结构的设计上下功夫外,选用高性能材料是解决问题的关键。
(一)利用工程塑料密度低、比强度、比模量高使武器装备轻量化和小型化
工程塑料特别是高性能纤维增强塑料已应用多年,其轻质高强特性早已被军方认可,这是那些对质量要求十分苛刻的武器装备系统可选用的最佳材料。
1.航天武器装备 20世纪60年代初期.美国采用玻璃纤维增强环氧塑料制备了“北极星”导弹第二级火箭发动机壳体,使其质量比原金属壳体质量减轻310kg,使其射程由1600km提高到2400km。而采用石墨纤维增强环氧塑料制备的三叉戟导弹仪器舵比用铝制备的仪器舵减重146kg,减重率达30%,且简化了部件组装工艺。还用此增强塑料制备了陀螺仪支架、电池支架、发射筒支环等55个部件,使得此导弹增程达340km以上。美国的三叉戟-Ⅱ型、飞马座和朱儒等导弹也大量采用碳纤维增强塑料制备,使弹体质量减轻30%以上。美国爱国者和战斧导弹的仪器舱和发射筒等重要部件也采用高性能纤维增强塑料制备,使其结构质量大幅降低。据设计计算,一枚洲际导弹如用高性能工程塑料取代金属结构,可使其质量减轻300kg以上,射程提高1000km。
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