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复合材料在水雷外壳上的应用优势

  高性能复合材料技术对海军装备现代化、未来海洋科学发展及海洋开发都具有决定性作用,世界列强一直十分重视这方面的开发研究。美国把复合材料的研究列入了“对于国家繁荣与安全至关重要”的二十二项技术之一,由此可见其重要性。水中兵器,特别是水雷在海战中的重要作用是众所周知的。在海湾战争中,水雷就起到了显著的作用。为了排除水雷的潜在威胁,以美国为首的多国部队采用了大量的现代化反水雷装备,至今还在进行清除水雷作业。

  以往水中兵器的制造,多采用传统金属材料-钢或合金钢,由于这类材料自身的缺陷,如比强度、比模量相对较低,自身具有磁性、耐腐蚀性能差等,限制了它在水中兵器中的应用。进入七、八十年代之后,更多的新材料进入水中兵器系统,如铝合金、钛合金、无磁钢等,这些新材料的应用提高了水中兵器的隐蔽性,给水中兵器的研制注入了新的活力。但铝合金耐腐蚀性较差,使用寿命较短;钛合金价格昂贵,不易加工:无磁钢则不易加工且比重较大。他们与八十年代中末期进入水中兵器系统的高性能复合材料相比,还不能完全适应水中兵器的要求。

复合材料在水雷外壳上的应用优势

  作为水中兵器的水雷,为了提高对磁性扫雷具的抗扫性,必须采用无磁材料作为雷壳;为了提高水雷引信自身性能,其内部零部件特别是火箭发动机壳体,也必须采用无磁材料,以减少对引信的磁性影响。此外,水雷平时在空气中长期储存,而战时又要在海水中长期隐蔽,其外壳材料必须具有耐外水压(最大1000米水深)和耐海水腐蚀性。而对于反水雷兵器,除满足深水耐压性和抗海水腐蚀性之外,还需尽量减少水中航行噪音,以保护自身的安全,同时也必须采用无磁材料。高性能复合材料在比强度、比模量及耐海水腐蚀性等方面,远优于传统金属材料,最适于水中兵器应用。

  我国高性能复合材料的研究工作已于70年代起步,并且已应用于航空、航天领域。然而对于水中兵器用高性能复合材料的研究,起步较晚、发展较慢,在研究水平上和航天、航空用高性能复合材料相比有着较大的差别,两者的研究工作无法替代且缺一不可。从技术角度来讲,水中兵器用高性能复合材料研究涉及的面更广,要求更为复杂,条件更为苛刻,因而技术难度更大。

复合材料在水雷外壳上的应用优势

  采用高性能复合材料制造水雷、反水雷装置等水中兵器的零部件及外壳,使其机动性、隐蔽性、战斗力及命中率等诸多方面都有大幅度提高,更符合实战要求,特别是对于无磁性的要求,更易于得到满足。因此,水中兵器用高性能复合材料及其制造技术,已经成为我国海军装备和海洋开发、海洋科学能否走向世界前列的关键之一。

  早在六十年代,美国研制的非触发锚雷MK-57,其壳体就采用了复合材料:七十年代瑞典的GM1100罗肯水雷雷体也采用复合材料制成;八十年代由意大利MISAR公司研制的微机控制组合引信沉底水雷MR-80和MRP均采用了高性能复合材料壳体。意大利MRP水雷是在MR-80水雷基础上研制的,具有世界先进水平,该雷A型直径533毫米,长2750毫米,总重930公斤,由于采用了高性能复合材料壳体,不仅装药量高达770公斤,提高了爆炸威力,且由于全雷材料无磁性,可以采用全磁引信技术,从而提高了水雷的打击概率,增强了抗扫性和抗猎雷能力。

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