16 peamise sõjaväelise materjali rakenduse staatuse ja arengusuundumuste ülevaatamine

Materjalide tehnoloogia on alati olnud väga oluline valdkond kogu maailma riikide teadus- ja tehnoloogilistes arenguplaanides. Koos infotehnoloogia, biotehnoloogia ja energiatehnoloogiaga tunnustatakse seda kõrgtehnoloogiana, mis hõlmab inimkonna üldist olukorda tänapäeva ühiskonnas ja tulevikus märkimisväärselt. Materjalide kõrgtehnoloogia on ka tänapäevase tööstuse põhitehnoloogia, mis toetab tänapäeva inimtsivilisatsiooni, ja see on ka riigi riigikaitse kõige olulisem materiaalne alus. Kaitsetööstus on sageli uute materjalide tehnoloogia saavutuste prioriteetse kasutaja ning uute materjalide tehnoloogia uurimine ja arendamine mängib otsustavat rolli kaitsetööstuse arendamisel ning relvade ja seadmete arendamisel.

Uute sõjaväeliste materjalide strateegiline tähtsus Uued sõjalised materjalid on uue põlvkonna relvade ja varustuse aluseks ning on ka tänapäeva maailma sõjaväevaldkonna võtmetehnoloogiad. Sõjaväe uued materjalide tehnoloogia on uus materjalitehnoloogia, mida kasutatakse sõjaväe valdkonnas, mis on võti kaasaegsete keerukate relvade ja seadmete jaoks ning sõjalise kõrgtehnoloogia oluline osa. Riigid kogu maailmas on suurendanud uute sõjaliste materjalide tehnoloogia arendamisel suurt tähtsust. Uute sõjaliste materjalide tehnoloogia arendamise kiirendamine on sõjalise juhtimise säilitamiseks oluline eeltingimus.

Uute sõjaliste materjalide rakendusstaatus Uued sõjalised materjalid võivad jagada kahte kategooriasse: konstruktsioonimaterjalid ja funktsionaalsed materjalid vastavalt nende kasutusaladele. Neid kasutatakse peamiselt lennundustööstuses, kosmosetööstuses, relvatööstuses ja laevaehituses.
Sõjaväekonstruktsioonimaterjalid 1. alumiiniumsulamist alumiiniumsulam on alati olnud sõjaväe valdkonnas kõige laialdasemalt kasutatav metallkonstruktsioonikonstruktsioonimaterjal. Alumiiniumisulamil on madala tihedusega, kõrge tugevuse ja hea töötlemise omadused. Konstruktsioonina saab selle suurepärase töötlemise tulemuslikkuse tõttu teha profiilideks, torudeks, erinevate ristlõigete kõrgpunktiplaatideks, et anda täielik mäng materjali potentsiaalile ning parandada komponentide jäikust ja tugevust . Seetõttu on alumiiniumsulam relva kergekaalu eelistatav kerge konstruktsioonimaterjal. Lennundustööstuses kasutatakse alumiiniumsulamit peamiselt õhusõidukite, vaheseinte, pikkade talade ja lihvimisbaaride valmistamiseks; Lennunduses on alumiiniumsulam oluline materjal sõidukite ja kosmoselaevade konstruktsiooniosade jaoks. Relvade valdkonnas on alumiiniumisulamit edukalt kasutatud jalaväe võitlussõidukites ja soomustatud transpordiveokites. Hiljuti välja töötatud Howitzeri relvakinnitused kasutavad ka suurt hulka uusi alumiiniumsulami materjale. Viimastel aastatel on alumiiniumsulami kasutamine lennunduse tööstuses vähenenud, kuid see on endiselt üks peamisi sõjatööstuse konstruktsioonimaterjale. Alumiiniumsulamite arengusuund on kõrge puhtuse, suure tugevuse, suure sitkuse ja kõrge temperatuuri vastupidavuse saavutamine. Sõjatööstuses kasutatavate alumiiniumsulamite hulka kuuluvad peamiselt alumiinium-liitiumisulamid, alumiinium-vankersulamid (2000 seeria) ja alumiinium-tsinc-magnesiumi sulamid (7000 seeriat). Uusi alumiinium-liitiumisulameid kasutatakse lennundustööstuses ja ennustatakse, et lennukite kaal langeb 8 ~ 15%; Alumiiniumist-liitiumsulamitest saavad ka kosmoselaevade ja õhukese seinaga rakettikeskide kandidaatmaterjalid. Lennundussektori kiire arenguga on alumiinium-liitiumi sulamite uurimistöös endiselt lahendada paksuse suuna halva sitkuse probleem ja vähendada kulusid. 2. Magneesiumisulamid kui kõige kergem tehniline metallmaterjal, magneesiumisulamitel on rea ainulaadsed omadused nagu kerge spetsiifiline gravitatsioon, kõrge spetsiifiline tugevus ja spetsiifiline jäikus, hea summutus ja soojusjuhtivus, tugev elektromagnetiline varjestusvõime ja hea vibratsiooni vähendamine, mis suuresti Vastake selliste sõjaliste valdkondade vajadustele nagu lennundus, kaasaegsed relvad ja seadmed. Magneesiumisulameid kasutatakse laialdaselt sõjaväeseadmetes, näiteks paagi istmeraamides, ülema peeglid, Gunneri peeglid, käigukasti korpused, mootori filter istmed, vee sisselaskeava ja väljalaskeava torud, õhutõmbe istmed, õlipumba korpused, veepumba korpused, õli soojusvahetid, õli soojusvahetid, õli soojusvahetus Õlifiltri korpused, klapikatted, respiraatorid ja muud sõidukiosad; Taktikalised õhukaitseraketi tugisektsioonid ja Aileroni nahad, seinapaneelid, tugevdusraamid, rooliplaadid, vaheseinad ja muud raketiosad; Võitlemislüürid, pommitajad, helikopterid, transpordilennukid, õhus levivad radarid, pinna-õhk-raketid, käivitamissõidukid, satelliidid ja muud kosmoselaevakomponendid. Magneesiumisulamid on kerge raskusega, spetsiifilise tugevuse ja jäikuse osas, mis on hea vibratsiooni vähendamisel, elektromagnetilisel häirel ja tugevad varjestusvõimaluste osas, mis võivad täita sõjaväetoodete nõudeid kaalu vähendamiseks, müra imendumiseks, löögi imendumiseks ja kiirguskaitseks. See võtab lennunduse ja riigikaitse ehituses väga olulise positsiooni ning on peamine konstruktsioonimaterjal, mis on vajalik lennukite, satelliitide, rakettide, võitlejate, tankide ning muude relvade ja seadmete jaoks. 3. titaansulamist titaansulamil on kõrge tõmbetugevus (441 ~ 1470MPa), madala tihedusega (4,5 g/cm3), suurepärane korrosioonikindlus, teatud kõrge temperatuuriga vastupidavustugevus 300 ~ 550 kraadi juures ja hea madala temperatuuriga löögi vastupidavus ning see on ideaalne ning on ideaalne ideaalne ning on ideaalne. Kerge konstruktsioonimaterjal. Titaanisulamil on superplastilisuse funktsionaalsed omadused. Kasutades superplastilist vormimise difusioonsidemete tehnoloogiat, saab sulami valmistada keerukate kujunditega toodeteks ja täpsete mõõtmetega vähese energia ja materiaalse tarbimisega. Titaansulami rakendamine lennundussektoris on peamiselt õhusõidukite kere konstruktsiooniosade, maandumisseadmete, tugitalade, mootori kompressori ketaste, labade ja liigeste valmistamine; Lennunduses kasutatakse titaansulamit peamiselt koorma kandvate komponentide, kaadrite, gaasiballoonide, rõhuanumate, turbiinipumba korpuste, tahkete raketimootori korpuste ning pihustide ning muude osade valmistamiseks. 1950ndate alguses kasutati tööstuslikku puhast titaani, et valmistada mõne sõjaväe lennukit kuumakatte, sabakatteid, kiirupidureid ja tagumise kere muude konstruktsiooniosade; 1960. aastatel laienes titaansulamite kasutamine lennukitükkides klappide libisemisele, koorma kandvatele vaheseinad, maandumisvaldkonnad ja muud peamised koormus kandvad konstruktsioonid; Alates 1970. aastatest on titaansulamite kasutamine sõjaväe lennukites ja mootorites kiiresti kasvanud, alates võitlejatest kuni suurte sõjaväepommitajate ja transpordilennukiteni. Selle kasutamine lennukites F14 ja F15 moodustab 25% konstruktsioonimassist ning kasutamine F100 ja TF39 mootorites ulatub vastavalt 25% ja 33%; Pärast 1980. aastaid on titaansulamist materjalid ja protsessitehnoloogiad saavutanud edasise arengu ning B1B lennuk nõuab 90402 kg titaani. Lennundusseadme jaoks olemasolevate titaanisulamite hulgas on kõige laialdasemalt kasutatav mitmeotstarbeline A+B tüüp Ti -6 al -4 V sulam. Viimastel aastatel on läänes ja Venemaa järjest välja töötanud kahte uut tüüpi titaansulameid, nimelt kõrge tugevusega, kõrgtugevuse, keevitatavaid ja moodustavaid titaansulameid ning kõrgtemperatuurilisi, ülitugevaid, leegipeetavaid titaansulameid. Neil kahel täiustatud titaanisulamil on tulevases kosmosetööstuses head rakenduse väljavaated.

Kaasaegse sõjapidamise arendamisega vajab armee multifunktsionaalset arenenud haubitisüsteemi, millel on suurepärane võimsus, pikamaa, kõrge täpsus ja kiire reageerimisvõime. Advanced Howitzeri süsteemide üks peamisi tehnoloogiaid on uus materjalitehnoloogia. Iseliikuvate suurtükiväe turniiride, komponentide ja heletasemel soomustatud sõidukite kergekaalu on paratamatu trend relvade arendamisel. Dünaamika ja kaitse tagamise eeldusel kasutatakse armeerelvades laialdaselt titaansulameid. Titaansulami kasutamine 155 suurtükiväe tagasilöögipiduris ei saa mitte ainult vähendada raskust, vaid vähendada ka gravitatsiooni põhjustatud püstolitünni deformatsiooni, parandades tõhusalt tulistamise täpsust; Mõned keeruka kujuga komponendid peamistel lahingumahutitel ja helikopteri-anti-mantel mitmeotstarbelised raketid võivad olla valmistatud titaanisulamist, mis ei suuda mitte ainult täita toote jõudlusnõudeid, vaid vähendada ka komponentide töötlemiskulusid. Pikka aega varem oli titaansulamite rakendamine kõrge tootmiskulu tõttu märkimisväärselt piiratud. Viimastel aastatel arendavad kogu maailmas riigid aktiivselt odavaid titaansulameid, vähendades samal ajal kulusid, peavad nad parandama ka titaansulamite jõudlust. Minu riigis on titaansulamite tootmiskulud endiselt suhteliselt kõrged. Titaansulamite järkjärgulise suurenemisega on titaansulamite arendamisel vältimatu suundumus madalamate tootmiskulude otsimine. 4. Komposiitmaterjalid 4.1 Vaigupõhised komposiitmaterjalid vaigupõhised komposiitmaterjalid on hea moodustava töödeldavuse, kõrge spetsiifilise tugevuse, kõrge spetsiifilise moodul, madala tihedusega, väsimuskindlus, löögi imendumine, keemiline korrosiooniresistentsus, head dielektrilised omadused, madala soojusjuhtivuse ja muu madal dielektrilised omadused ja muud omadused ja neid kasutatakse laialdaselt sõjatööstuses. Vaigupõhised komposiitmaterjalid võib jagada kahte kategooriasse: termokogumine ja termoplastiline. Termoreetimine vaigupõhised komposiitmaterjalid on komposiitmaterjali tüüpi, mis põhineb erinevatel termosettivatvaikudel ja lisatakse mitmesuguste tugevdavate kiududega; Kui termoplastilised vaigud on teatud tüüpi lineaarsed polümeerühendid, mida saab lahustites lahustada, pehmendada ja sulada kuumutamisel viskoosseks vedelikuks ja karastada pärast jahutamist tahkeks. Vaigupõhistel komposiitmaterjalidel on suurepärased põhjalikud omadused, lihtne ettevalmistustehnoloogia ja rikkalik tooraine. Lennundustööstuses kasutatakse vaigupõhiseid komposiitmaterjale õhusõidukite tiibade, kerede, kanardite, horisontaalsete sabade ja mootori kanade tootmiseks; Kosmoseväljal pole vaigupõhised komposiitmaterjalid mitte ainult olulised materjalid roolide, radarite ja õhu sisselaskeavade jaoks, vaid seda saab kasutada ka tahkete raketimootorite põlemiskambri soojusiolatsiooni koore tootmiseks ning seda saab kasutada ka nagu Ablatiivsed kuumakindlad materjalid mootori pihustite jaoks. Uutel viimastel aastatel välja töötatud tsüanaatvaigu komposiitmaterjalidel on tugeva niiskustuskindluse, heade mikrolaine dielektriliste omaduste ja hea mõõtmete stabiilsuse eelised. Neid kasutatakse laialdaselt kosmosekonstruktsiooniosade, lennukite primaarsete ja sekundaarsete koormuste kandvate konstruktsioonide ja radariantenni katte tootmisel. 4.2 Metallipõhised komposiitmaterjalid Metallipõhistel komposiitmaterjalidel on kõrge spetsiifiline tugevus, kõrge spetsiifiline moodul, hea kõrge temperatuuriga jõudlus, madal soojuspaisumistegur, hea mõõtme stabiilsus ning suurepärane elektriline ja soojusjuhtivus. Neid on sõjaväe valdkonnas laialdaselt kasutatud. Alumiinium, magneesium ja titaan on metallipõhiste komposiitmaterjalide peamised maatriksid ning tugevdusmaterjalid võib üldiselt jagada kolme kategooriasse: kiud, osakesed ja vurrud. Nende hulgas on mudeli kinnitamise sisenenud osakeste tugevdatud alumiiniumipõhiseid komposiitmaterjale, näiteks kasutamist F -16 võitlejates kui alumiiniumisulamite asemel ventraalsed uimed ning nende jäikus ja elu on oluliselt paranenud. Süsinikkiududega tugevdatud alumiiniumist ja magneesiumipõhistel komposiitmaterjalidel on kõrge spetsiifiline tugevus, lähedal null soojuspaisumiskoefitsiendile ja hea mõõtmete stabiilsusele ning neid kasutatakse edukalt kunstlike satelliitklambrite valmistamiseks, L-riba tasapinnaliste antennide, kosmoseteleskoopide, kunstlike satelliidi paraboolsete antennide valmistamiseks, jne; Räni karbiidiosakeste tugevdatud alumiiniumipõhistel komposiitmaterjalidel on hea temperatuuri jõudlus ja kulumiskindlus ning seda saab kasutada rakettide, raketi komponentide, infrapuna- ja laserjuhiste süsteemi komponentide, Precision Avioonika seadmete jms valmistamiseks; Räni karbiidi kiududega tugevdatud titaanpõhised komposiitmaterjalid on hea kõrge temperatuuriga ja oksüdatsiooniresistentsus ning need on ideaalsed konstruktsioonimaterjalid suure tõukejõu ja kaalu suhte mootorite jaoks. Nad on sisenenud edasijõudnute mootorite testi etappi. Relvatööstuse valdkonnas saab metallipõhiseid komposiitmaterjale kasutada suure kaliibriga saba stabiliseeritud saboti soomustavate mürsude, helikopteri/tankvastase mitmeotstarbelise raketivastase tahke mootori kestade ja muude osade jaoks Warkhead ja parandavad lahinguvõimalusi. 4.3 Keraamilistel komposiididel keraamilistel komposiidid on üldine termin materjalidele, mida tugevdatakse kiudude, vurrude või osakestega ja kombineeritakse keraamiliste maatriksitega teatud komposiitprotsessi kaudu. On näha, et keraamilised komposiidid on mitmefaasilised materjalid, mis koosnevad teise faasi komponendist, mis on sisestatud keraamilisse maatriksisse. See ületab keraamiliste materjalide loomupärase rabeduse ja sellest on saanud praeguste materjalide teaduse uurimise üks aktiivsemaid aspekte. Keraamilistel komposiitidel on madala tihedusega, kõrge spetsiifilise tugevuse, heade termomehaaniliste omaduste ja termilise šokikindluse omadused ning need on üks peamisi toetavaid materjale sõjaväe tööstuse edaspidiseks arenguks. Kuigi keraamilistel materjalidel on hea kõrge temperatuuriga jõudlus, on need väga rabedad. Keraamiliste materjalide rabeduse parandamise meetodid hõlmavad faasi muutmist, mikrokraasi karastamist, hajutatud metalli karastamist ja pidevat kiudainete karastamist. Keraamilisi komposiite kasutatakse peamiselt õhusõidukite gaasiturbiinimootorite otsikuventiilide valmistamiseks, millel on oluline roll mootorite tõukejõu ja kaalu suhte parandamisel ja kütusekulu vähendamisel. 4.4 Süsinik-süsinikkomposiidid Süsinik-süsiniku komposiidid on komposiidid, mis koosnevad süsinikkiust tugevdustest ja süsinikatriksitest. Süsiniküsiniku komposiitidel on rea eeliseid, näiteks kõrge spetsiifiline tugevus, hea termiline šokikindlus, tugev ablatsiooniresistentsus ja määratav jõudlus. Süsinik-süsiniku komposiitmaterjalide väljatöötamine on tihedalt seotud lennunduse tehnoloogia rangete nõuetega. Alates 1980. aastatest on süsinik-süsiniku komposiitmaterjalide uuringud jõudluse parandamise ja laienevate rakenduste etappi jõudnud. Sõjatööstuses on süsinik-süsiniku komposiitmaterjalide kõige pilkupüüdvam kasutamine antioksüdatsiooni süsinik-süsiniku koonuse kork ja kosmosesüstiku tiib-esiserva ning suurim süsinik-süsinikutoode on ülehelikiirusega pidurpadja lennukid. Süsinik-süsiniku komposiitmaterjale kasutatakse peamiselt ablatiivsete materjalide ja kosmose termiliste materjalidena. Täpsemalt, neid kasutatakse mandritevaheliste rakettide lahingupead ninakoonuse korkidena, tahkete raketipihustite ja kosmosesüstikute tiibade juhtivate servadena. Praegu on täiustatud süsiniku süsiniku düüside materjalide tihedus 1,87 ~ 1,97 g/kuupsentimeetri/jahu tõmbetugevus 75 ~ 115 MPa. Hiljuti välja töötatud pikamaavaheliste rakettide otsakorgid on peaaegu kõik valmistatud süsinik-süsiniku komposiitmaterjalidest. Kaasaegse lennundustehnoloogia väljatöötamisega suureneb lennukite laadimismass ja lennu maandumiskiirus suureneb, mis seab kõrgemad nõuded lennukite hädaabipidurdamisele. Süsiniküsiniku komposiitmaterjalid on kerged, kõrge temperatuuriga vastupidavad, neelavad suures koguses energiat ja neil on head hõõrdeomadused. Neist valmistatud piduriklotsid kasutatakse laialdaselt kiiretes sõjalennukites. 5. Ülimalt kõrge tugevusega terasest ülikõrge tugevusega teras on teras, mille saagikõrge ja tõmbetugevus ületab vastavalt 1200 MPa ja 1400 MPa. Seda uuritakse ja töötatakse välja nii, et see vastaks lennukitüdrukute suure spetsiifilise tugevuse materjalide nõuetele. Titaansulamite ja komposiitmaterjalide kasutamise laienemise tõttu lennukites on õhusõidukites kasutatud terase kogus vähenenud, kuid lennukite peamised koormuse kandvad komponendid on endiselt valmistatud ülikõrgest tugevusest. Praegu on rahvusvaheliselt esinduslik madala paljususega ülikõrge tugevusega teras 300m tüüpiline teras lennukite maandumisvarustusele. Lisaks on madala paljususega ülikõrge teras D6AC tüüpiline tahke raketimootori korpuse materjal. Ülimalt kõrge tugevusega terase arengusuund on pidevalt parandada sitkust ja stressi korrosioonikindlust, tagades samal ajal ülikõrge tugevuse. 6. Täiustatud kõrgtemperatuuriga sulamid Kõrgtemperatuurilised sulamid on lennundus- ja kosmosetoitesüsteemide võtmematerjalid. Kõrgtemperatuurilised sulamid on sulamid, mis taluvad teatud pingeid kõrgetel temperatuuridel 600 ~ 1200 kraadi ning millel on oksüdeerumine ja korrosioonikindlus. Need on lennunduse mootori turbiini ketaste eelistatud materjalid. Erinevate maatriksikomponentide kohaselt jagunevad kõrgtemperatuurilised sulamid kolme kategooriasse: raudpõhine, nikli- ja koobaltipõhine. Enne 1960. aastaid valmistati mootoriturbiini kettad sepistatud kõrgtemperatuurilistest sulamitest, tüüpilised hinded olid A286 ja Inconel 718. 1970. aastatel kasutas Ameerika Ühendriikide GE kiiresti tahkunud pulber Rene95 sulamit CFM56 mootoriga ketaste valmistamiseks, mis suurenes oluliselt Selle tõukejõu ja kaalu suhe suurendas märkimisväärselt töötemperatuuri. Pärast seda on pulbri metallurgia turbiini kettad kiiresti arenenud. Hiljuti on Ameerika Ühendriigid võtnud kasutusele kõrge temperatuuriga sulami turbiini ketta, mis on toodetud pritsimise sadestumise kiire tahkumisprotsessi abil. Võrreldes pulbri kõrgtemperatuuriga sulamitega, on protsess lihtne, kulud vähenevad ja sellel on hea sepistamise jõudlus. See on ettevalmistustehnoloogia, millel on suur arengupotentsiaal. 7. Volframsulami volfram on metallide seas kõrgeim sulamistemperatuur. Selle silmapaistev eelis on see, et kõrge sulamistemperatuur toob materjali suhtes hea kõrge temperatuuri ja korrosioonikindluse ning see on näidanud sõjaväevaldkonnas suurepäraseid omadusi, eriti relvade tootmises. Relvatööstuses kasutatakse seda peamiselt erinevate soomustühistute mürskude lahingupead. Volframsulamid viimistlevad materjalide terad ja pikendavad terade orientatsiooni pulbri eeltöötluse tehnoloogia ja suure deformatsiooni tugevdamise tehnoloogia abil, parandades sellega materjalide sitkust ja tungimisjõudu. Minu kodumaal välja töötatud 125ⅱ soomustühendava mürsu volfram-põhimaterjal on W-Ni-Fe. See võtab kasutusele muutuva tihedusega kompaktse paagutamise protsessi ja keskmine jõudlus saavutab tõmbetugevuse 1200 MPa ja pikenemise üle 15%. Lahingutehniline indeks on tungida 600 mm paksuse homogeense terasrüüni kaugusele 2000 meetri kaugusele. Praegu kasutatakse volframisulameid laialdaselt peamistes lahingupaakides, millel on suure kuvasuhte soomusega torgavad mürsk, väikesed ja keskmise kaliibriga õhukaitse soomuskitrid, ja hüpervellicity kineetilise energia soomusega soomustavate mürsude mürsud. See muudab erinevates soomuste torgatavates mürsudes võimsama tungimisjõu. 8. Metallidevahelistel ühenditel on metallidevaheline ühenditega kauglöögitud supervõtu struktuur ja säilitada tugeva metalli sideme sideme, mis annab neile palju spetsiaalseid füüsikalisi ja keemilisi omadusi ning mehaanilisi omadusi. Metallidevahelistel ühenditel on suurepärane soojusjõud ja neist on saanud oluline uus kõrgtemperatuuriga konstruktsioonimaterjal, mida on viimastel aastatel aktiivselt uuritud kodus ja välismaal. Sõjatööstuses on kasutatud osade tootmiseks metallidevahelisi ühendeid, näiteks JT90 gaasiturbiini mootoriterad, mille on toodetud Ameerika ettevõtte PUAO, USA õhuväe poolt toodavate väikeste lennukite mootorite rootori labad, kasutades titaani alumiiniumit, jne ja Venemaa kasutab kolvikindlatena kuumuskindlate sulamite asemel titaani alumiiniumist metallidevahelisi ühendeid, mis parandab mootori jõudlust oluliselt. Relvatööstuse valdkonnas on paagimootori ülelaaduri turbiini materjal K18 niklipõhine kõrgtemperatuuriga sulam. Oma kõrge spetsiifilise gravitatsiooni ja suure stardine inertsuse tõttu mõjutab see paagi kiirenduse jõudlust. Titaani alumiiniumist metallidevaheliste ühendite ja nende oksüdatsiooniproduktide kasutamine on paagi jõudlust tunduvalt parandanud.