0 引言

现代战争中，空中力量在决定战争胜负中起着越来越重要的作用，空军除了需首先夺取战场制空权外，还担负着大量的对地攻击任务[1]。随着地面防空力量的不断增强，执行对地攻击的军机面临着越来越严重的地面火力威胁，因此作战飞机特别是对地攻击飞机的设计必须考虑在战场上的高生存能力，并普遍使用防护装甲技术，以提高机体抗弹能力，在完成作战任务的同时保证飞行员的生命安全。

军机使用防护装甲必然会占用一定的机体空间，造成飞机重量增加，进而影响军机的作战性能，故在选择合适的防护等级情况下，选取先进的防弹材料、恰当的防护部位和合理的防护结构是飞机防护能力设计的关键要素。

1 国外军机防护装甲运用实例

美国的AH-64“阿帕奇”专用武装直升机是当今世界上技术最先进，火力最强，具有高生存力的武装直升机[2]。在座舱周围及弹射座椅上采用了大量的碳化硼陶瓷/芳纶、氧化铝陶瓷/玻璃纤维复合材料轻质装甲，飞机旋翼为玻璃纤维复合材料多梁和玻璃纤维/Nomex蜂窝夹层的后段结构，具有高的抗弹损伤性能。图1所示为AH-64武装直升机的主要防护部位和相应的防护材料。

AH-IJ/T/W/S武装直升机如图2所示，该机具有较高的战场生存力，在座椅及座舱周围大量使用了碳化硼/芳纶、氧化铝/玻璃钢轻质复合材料装甲。同时在传动系统的关键位置装有碳化钨轴承套，使桨叶系统具有抗23mm炮弹的能力。

  

图1 AH-64武装直升机主要防护部位及防弹材料

  

图2 AH-IJ/T/W/S武装直升机

美国UH-60武装直升机在设计中也重点强调战场生存力，其旋翼系统具有对7.62mm枪弹的抵抗力，在受23mm高爆弹打击后仍能具有一定的续航力，并在座椅和飞机的关键部位采用了B4C陶瓷和Kevlar高性能纤维复合材料复合装甲，如图3所示。

  

图3 UH-60直升机机身装甲配置图

如图4所示，A-10攻击机(雷电)是美军的主要攻击机。A-10座舱周围的防弹装甲板呈盒形，机身腹部也有大量装甲。A-10有两个自封式机身油箱和两个半封严机翼整体箱，油箱内均填充有网状泡沫材料。座舱周围的装甲厚度为38mm，机身腹部的装甲厚度为50mm，装甲材料为钛合金(有报道说是钛合金/玻璃钢复合材料)。

如图6所示为直升机超轻型防弹装甲的经典结构，以陶瓷为面板，纤维复合材料为背板，中间用胶粘剂粘结，陶瓷表面覆盖一层尼龙止裂层[3]。

  

图4 A-10攻击机

意大利C-27J货运飞机大量配置防弹装甲，配置装甲的部位有雷达、墙上装甲板，飞行甲板，飞行员与副驾驶座椅，液氧瓶，气态氧气瓶与负载主站等，如图5所示。

  

图5意大利C-27J军用运输机及装甲配置

2 防弹材料

3）Ⅲ类 12.7mm：

1级：M855初速度为945m/s的钢尖铅弹。

2.2.2 叶片宽度 从图4看出，4月10日至6月7日，桑树新梢叶片宽度生长量有7次生长高峰，经过较快、最快、快、较快、慢、较慢直到停止生长的过程，从1.6 cm增至15.1 cm，增长8.43倍；其日生长量有2次生长高峰，日生长量为0.03～1.60 cm。从表2看出，桑树新梢叶片宽度的生长量和日生长量变化与时间变化间形成二次回归方程曲线的相关系数大于直线回归方程的，回归方程曲线符合二次曲线规律。其生长量和日生长量变化与时间变化的相关性分别呈高度正相关和显著正相关，其显著性分别呈极显著和显著水平。

我国应用较多的是Cr-Ni系高强度钢，如12MnCrNi合金钢为船舶用防弹钢板，高强度合金钢F-3防弹钢板作为飞机防弹板（我国某型机）。目前研究应用的铝合金主要有7000系列（Al-Zn系列）、5000系列（Al-Mg系列）和2000系列（Al-Cu系列）。美国阿莱格尼技术公司研究开发的新型高强度钛合金ATI425用于加工防弹装甲板。

但金属防弹材料质量大，势必会影响武器装备的战术性能发挥。

本文针对烟草企业的特点，基于目前主流的MES(Manufac⁃turing Execution System，制造执行系统)技术，对烟草企业进行信息化改造，提升企业的生产和管理效率，解决企业的实际需求。

2）陶瓷板防弹材料

陶瓷板防弹材料是上世纪70年代继传统金属板防弹材料后，发展起来的新型防弹材料。陶瓷板材料具有极高的强硬度、弹性模量和相对金属较低的密度，化学稳定性良好，耐高温、耐冲蚀和耐磨损，能在减轻装甲质量的基础上很好地抵御高速穿甲弹的侵蚀。

那天，爷爷牵着阿鱼去镇里卖粮，一路毛毛细雨，走到山路时，却突降大雨。阿鱼的蹄子在泥里一跋一跋地，步子越来越沉。爷爷望着泥泞的陡坡，拍拍阿鱼的头说：“阿鱼啊，咱庄稼人不容易啊，一年到头也拨拉不出多少粮。你再加把劲儿吧……”

目前，应用较为广泛的有B4C和Al2O3陶瓷。B4C硬度最高，且密度最低，一向被认为是较理想的装甲陶瓷，虽然其价格昂贵，但在保证性能的条件下，以减重为首要前提的装甲系统中，B4C陶瓷仍有较多应用；Al2O3抗弹能力略低，密度较大，但具有烧结性能好，工艺成熟，制品尺寸稳定，生产成本低且原料丰富等优点，因而得到广泛的使用；防弹性能介于B4C和Al2O3陶瓷之间的是SiC陶瓷，其硬度、弹性模量较高，密度居中，但由于工艺技术等的不完善，SiC陶瓷的发展受到限制，其性能对比见表1。

 

表1陶瓷材料性能对比

  

（注:M为陶瓷材料弹道质量系数，其值越高，防弹性能越优良）

 

陶瓷板材的断裂韧性低、常温下热膨胀系数小、对加工工艺要求较高和抗多发弹打击能力差等缺点，故不能单独承受冲击时的弯曲载荷，较大的弯曲强度将使陶瓷表面呈现拉伸破坏，因此均质陶瓷材料还不能单独用于防弹装甲的制造，必须有背板作为刚性支撑底板才能发挥陶瓷优越的抗弹性能。

式（8）表明圆周系统下的模校正因子k在N次迭代后，其值趋近常数0.607253，式（9）表明CORDIC算法收敛的最大角度为99.872。，即CORDIC算法的收敛范围为[-99.872。，99.872。][10]。

3）高性能纤维复合防弹材料

高性能纤维复合板防弹材料是采用一种或多种高性能纤维织物或铺层，在一定的工艺条件下与树脂基体复合而制得的具有一定防弹性能的材料。高性能纤维具有优异的物理化学性能，如低密度、高比强度和比模量、适当的断裂伸长率和良好的耐腐蚀性等。用高性能纤维复合板材制成的防弹制品不仅质量轻、柔韧性好，而且可设计性强、成型工艺简单。

目前广泛使用的高性能纤维主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维等，这些纤维与一种或多种树脂基体复合可以制成性能很好的防弹产品，其性能对比见表2。

 

表2纤维材料性能对比

  

4）组合防弹材料

组合防弹材料各组分在性能上相互取长补短，产生协同效应，可使其综合性能相对于单一均质材料大大提高。将陶瓷板材料作为高性能纤维复合防弹材料的抗冲击前板，代替笨重的合金材料应用在防弹装甲上；在玻璃钢中间夹入增韧聚丙烯制备的复合板材，其防弹效果比单一板材或以其他顺序组合的复合板材更加优越；在烧结合金颗粒的钢板基体上覆盖混合均匀的塑料粉末，然后通过模压成型获得金属塑料组合材料，既具有金属材料的力学性能，又具有较好的阻尼减振性能，且使用寿命较长。

就“红四方”商标而言，相似商标给企业带来了很大的困扰。胡超表示：“现在多数大的肥料企业都会选择在异地建厂，不法生产厂家在口头宣传上谎称其厂是红四方在当地建的厂。湖北就有名为湖北四方某厂，平时的口头宣传中就称自己是中盐红四方控股的。其销路具有地域特征，不走流通渠道，即从厂家直接销售到老百姓手中。肥料中少一两个含量，农民通过肉眼是很难看出来的。”

  

图6超轻型防弹装甲结构示意图

3 防护等级及防护部位的选择

1）I类 5.56mm：

3.1 防护等级标准

目前国内尚未正式制定军机防弹装甲的防弹性能要求和弹道试验的相关标准，一般参照美军标（MIL-PRF-46103E）设计。该标准中的防弹等级按弹径及速度分为以下4大类：

防护等级越高、防护部位越大，势必造成飞机结构重量的大幅度增加，故应根据飞机的防弹性能要求、作战环境、飞机自身结构特点等分析出合理的防护等级及防护部位。

1）金属板防弹材料

2）II类 7.62mm：

在国家政策对实现乡村振兴提出要求的前提下，当地政府要求仪陇县以农业为支撑，发展“农业+N”的产业发展新模式，打造百里环线优质柑橘示范带。在实行多维休闲农业综合体理念下的产业融合模式后，通过整合土地、人力、资本三大要素，据规划将带动园区贫困户1 086户、贫困群众4 126人通过入地流转、园区务工、入股分红等方式，可实现农户年均增收5 000元以上，从而助力乡村振兴。

1级：初速度为869m/s的铅芯或软碳钢芯弹；

2级：初速度为869m/s的硬碳钢芯穿甲弹（AP）；

3级：初速度为1219m/s的高密度芯脱壳发射穿甲弹（SLAP）。

二战后期第一、二代军机开始出现防护装甲，材料均为高强度钢或钛合金的重装甲，该类金属防护装甲较重，对飞机性能影响较大。60年代后期开始出现轻质高性能装甲，三代机后期和四代机普遍采用减重效果更加明显的新型轻质复合装甲，如陶瓷/轻金属、陶瓷/复合材料、纯纤维复合材料等。

1A级：1000米射距（487m/s）的软钢芯弹；

本案例从变量分析入手引导学生进行层层实验探究，领悟实验设计的过程和方法；以问题串方式引导学生层层深入分析思考，掌握实验设计原则和方法，学会确定变量、控制变量，从而有效提高学生的生物实验设计能力，培养其自主探究能力，提高生物学学科核心素养。

1B级：500米射距（610m/s）的软钢芯弹；

1C级：初速度为869m/s的软钢芯弹；

2A级：1000米射距（487m/s）的硬钢芯穿甲弹（AP）；

金属板防弹材料是一种传统的防弹装甲设备，包括防弹钢板、防弹铝合金以及钛合金。金属板防弹材料强度高、韧性好，当遇到高速冲击侵蚀时，金属板防弹材料具有较高塑性变形能力且形变均匀，既能吸收高速子弹的动能，又可以避免材料的塑性变形局部集中而引起的开裂。

2B级：500米射距（610m/s）的硬钢芯穿甲弹（AP）；

2C级：初速度为869m/s的硬钢芯穿甲弹（AP）；

3C级：初速度为1219m/s的高密度芯脱壳发射穿甲弹（SLAP）。

4）Ⅳ类 14.5mm：

1级：初速度为991m/s的硬钢芯穿甲燃烧弹（API）B32；

2)EL3702带超采样功能的模拟量输入模块用于获取微波检测源输出的烟丝密度信号和平准盘高度传感器输出的位置信号，并进行AD转换；

2级：初速度为991m/s的硬钢芯穿甲燃烧弹（API）BS-41。

“专责小组获取到准确的数据，进行相关分析，确立整改目标，然后跟相关科室协商，力争拿出整改措施。”李红指出。

3.2 国内外飞机防护等级的选择

A-10攻击机具有突出的战场生存力，其优先考虑防弹生存力问题而非性能问题。全机能抵抗23mm弹的攻击，抗弹能力为F-16战斗机的10倍，防护能力达到了较高的极限。因此仅座舱和机身的装甲重量就达到550Kg[3]。

美军AH-64“阿帕奇”武装直升机的防弹要求是，机身下半球任何部位被一发12.7mmAPM2弹（高射机枪穿甲燃烧弹）或机身95%表面任何部位被一发23mmHEIT弹（高炮高爆弹头）击中后，飞行员不致丧失操纵能力，仍可继续飞行30分钟。

美军的AH1-J“眼镜蛇”武装直升机的燃油系统、传动系统、桨叶系统可抗23mm航炮打击，UH-60“黑鹰”三军通用型运输直升机旋翼系统具有对7.62mm枪弹的抵抗力，在受23mm炮弹打击后仍具有一定的续航能力。

我国某型强击机因设计时间较早，其防弹能力较低。九十年代进行的防弹性能检测表明：8mm厚的F-3防弹钢板用五四式12.7mm普通弹设计试验，其临界击穿速度≤305m/s。4mm厚的F-3防弹钢板的防弹性能更不理想，远低于国外相关指标。

装修的老气沉沉的前台和装扮的老气沉沉的前台小姐让环境很肃穆。酒店的墙壁上挂满了钟，意淫着酒店经常招待世界各地的客人。在这些钟里，除了北京时间是准确的以外，其他时间都是随性的。这象征了北京永远正确，世界上其他国家乱七八糟。在钟表的中央有一副画，画的内容是青松和流水，老鹰和老虎。

3.3 防护部位的选择

防护装甲的首要目的是保护飞行员的生命安全，一般情况下飞行员所在的部位—座舱，被视为最重要的防弹部位；其次为中弹后直接影响飞行员安全的部位，如油箱、弹药舱、发动机等；再次为中弹后影响飞机安全的部位，如关键电子成件、液压油管、操纵机构等。

  

图7某型攻击机的座舱防护方案

如图7所示，某型攻击机的座舱防护方案，其座舱地板及前端框，飞机两侧部分区域（飞行员身体部位）加装防护装甲，飞行座椅也可采用防弹座椅，飞行员使用防弹服及头盔等。油箱内填充防火泡沫材料及冲入氮气，保证飞机中弹时不会燃烧爆炸。尾部在发动机腹部增加防弹装甲，保证中弹后飞机有动力安全返航。

根据大同地区的支护施工经验，对该工程初步确定了两种方案，第一种是钢板桩支护，采用拉森Ⅳ型钢板桩支护；第二种是采用土钉墙支护，首选的是钢板桩支护。通过技术经济比较分析，最后决定采用土钉墙支护为最终支护方案。

4 防护结构形式

防护装甲的结构形式一般分为一体式和可拆卸式（模块化）。一体式防护装甲将防弹装甲作为结构承力的一部分，可以达到减重的目的，故可将座椅、各种成件外壳等可更换的防护结构按一体式来设计。但该防护结构出现损坏时，修理较困难。如某直升机的座椅由B4C陶瓷面板、碳纤维复合材料中间层、PE作为背板的组合结构，在结构承力的同时起到防弹的作用。

建立健全内部管理制度。建立健全内部工作机制，保证工作职责有效履行，结合实际初步建立起工作职责、分工、例会、学习、资料管理、信访案件处置等机制，依规矩办事，确保监督执纪规范有序。

可拆卸式防护装甲为机体内挂装防护装甲，防护装甲在损坏时可以直接更换，模块化设计后只需更换受损模块即可；日常非战斗任务时，可以将防护装甲取下，降低飞行训练成本。但该防护结构会占用不小的机体内部空间，且需布置可拆卸的连接结构。

5 结语

防护装甲决定了飞机特别是近距空中支援飞机的战场生存能力，而防护装甲较大的重量影响了飞机作战性能，在满足飞机战场生存能力条件下，防护装甲减重是其设计的核心。本文通过对装甲材料发展情况、防护部位、防护等级、防护结构形式进行分析研究，得出以下防护装甲设计建议：

1）选择防护装甲材料时，在性能上相互取长补短，产生协同效应的轻质高性能复合防弹材料是较优的选择；

2）根据飞机自身结构设计特点等，按对飞行员威胁程度分析出合理的防护部位区域，减少不必要的装甲；

3）对执行低空攻击任务最严重和最常见的是12.7mm口径高射机枪穿甲燃烧弹，为平衡重量和性能，现今大多数飞机均选择Ⅲ类2B级（12.7mm AP,V50≤610m/s）的防护等级；

八、发展绿色低碳物流。大力推广绿色物流技术，开展绿色物流、绿色配送、绿色仓储、绿色包装等科技攻关，支持液化天然气车辆、仓库屋顶太阳能发电等绿色装备设施应用。鼓励托盘循环共用、集装箱多式联运、挂车共享租赁等绿色装备设施共享。

4）一体式防护结构与可拆卸式防护结构相比较，一体式防护结构作为结构承力的一部分来设计可以降低重量；可拆卸式防护结构，模块化设计，易于维护修理，可以降低飞行训练成本。

参考文献

[1] 江洁,董侠,陈美玉,来侃,王笃金.现代防弹材料[J].材料导报,2013,27(6):70-76.

[2]刘会平.直升机超轻型防护装甲的设计与有限元模拟研究[D],哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007.

[3]梁志勇,张佐光,宋焕成.军机战场生存力与复合材料装甲工程[J].材料工程，1994(1):45-46.