【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】来自北卡罗莱纳州立大学和美国陆军航空应用技术部门的新研究表明，不锈钢复合金属泡沫(CMF)可以阻止爆炸压力和碎片，每秒钟5000英尺，由高爆燃烧弹(HEI)引爆，爆炸距离18英寸。该研究论文的资深作者、NC州立大学机械与航天工程教授Afsaneh Rabiei说：简而言之，我们发现在降低重量的同时，steel-CMF提供的保护比所有现有的装甲材料都要多，可以提供与现有钢甲同等重量的保护，或者提供更多的保护。
此图像显示测试后的CMF面板。黑色的标记是嵌在面板中的碎片。这张照片显示即使是在每秒5000英尺的速度下，也没有裂缝或弯曲。图片版权：North Carolina State University
Rabiei说：许多军用车辆使用由轧制的均质钢制成的装甲，它的重量是钢- cmf的三倍。基于这样的测试，相信我们可以在不牺牲安全性的情况下，用钢- cmf替代钢材，不仅能更好地阻断碎片，还能阻止造成创伤的冲击波，比如大脑的主要损伤。这将大大减少车辆的重量，提高油耗和车辆性能。在这项研究中，研究人员发射了一枚23毫米口径的HEI(通常用于防空武器)，并将其发射到一个2.3毫米厚的铝板上。10英寸宽10英寸的钢- cmf板(厚度为9.5毫米或16.75毫米厚)被放置在距铝板18英寸的地方。研究人员评估了钢- cmf在爆炸压力和铜和钢碎片的冲击下所产生的冲击波，以及从条纹板上产生的铝。
steel-CMF的两层厚度都阻止了冲击波，16.75毫米的steel-CMF将所有的碎片从15 mm2停止到超过150 mm2的大小，”Rabiei说。9.5毫米钢- cmf停止了大部分，但不是全部碎片。根据结果，10毫米钢- cmf板将会阻止所有的frag尺寸。研究人员还开发了一种计算机模型，研究了钢- cmf板的性能。与实验结果比较，该模型与实验结果吻合较好。随后，研究人员使用该模型预测了铝5083装甲——一种已经在市场上已经有类似重量和厚度的装甲——将会对HEI轮进行性能测试。
模型显示，与钢铁- cmf面板相似的铝装甲将会阻止所有的碎片，铝装甲将会弯曲，并允许碎片穿透更深。这将会对面板造成更大的伤害，将大量的压力转移到装甲后面的士兵或设备上。另一方面，steel-CMF通过空心球的局部变形吸收冲击波和飞行碎片的能量，使钢- cmf装甲在相当少的压力下-提供更多的保护，防止碎片和冲击波。接下来的步骤包括测试钢- cmf与简易爆炸装置(IEDs)和高口径的弹道导弹。研究人员已经测试了CMF对手持攻击性武器、辐射和极端高温的性能。本文发表在《复合结构学报》上，“通过实验和建模方法对复合金属泡沫的爆炸和碎片阻力进行研究”。
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内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：北卡罗来纳州立大学
编译：中子星
审校：博科园
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