[发明专利]带有倒置锥体的复合装甲结构及制作方法和安装方法

说明书

本发明公开了一种带有倒置锥体的复合装甲结构，包括上面板、位于上面板下表面的锥体、下面板、位于下面板上表面的动能吸收层以及包裹在四周的封装外壳，其中上面板和锥体为一体成型结构，且锥头朝向下面板；所述动能吸收层与上面板的锥体之间间隔有一段用于保障侵彻体充分偏转的间隙层。本发明提出一种利用诱导偏航+间隙促偏+末端吸能的联合防弹机制的装甲结构，其中开始朝下设置的锥体诱导弹体偏航，中间设置间隙层放大偏航进一步促使弹道完整偏航并增大受力面积，最后设置动能吸收层延长弹体路径有效吸收弹体剩余动能。

技术领域

本发明涉及适用于装甲防护和船舶建造的装甲结构，尤其涉及一种带有倒置锥体的复合装甲结构及制作方法和安装方法。

背景技术

现有技术一直对高速侵彻现象开展大量研究，减小被防护结构的破坏，抵抗高速弹体的侵彻。随着技术的不断发展和防护需求的提升，以单一金属为代表的传统均质装甲的抗冲击性能已经远远不能满足需求，因此各类新型复合材料和复合装甲结构不断涌现。

复合装甲结构是由两层以上不同性能的防护材料组成的非均质防护结构，主要可分为金属与金属、金属与非金属和间隔装甲三类，其防弹性能一般高于均质装甲。现有复合装甲防弹技术的提高主要依赖于基础材料的力学性能提升和装甲结构的优化，现有的典型技术方案有：

1、通过在结构表面设置各种坚硬凸起以改变弹体的冲击方向、增加侵彻路径。如专利CN103868413A在陶瓷平面板块上设置陶瓷曲面凸起，通过陶瓷的高硬度的特点提供强大的阻力，虽能在一定程度上强制改变弹体航向，但缺点是陶瓷易破碎并飞溅，一方面容易造成二次伤害，另一方面受冲击后破坏面积大，存在无法承受二次打击的问题。暴露在外部的凸起占用外部空间，结构表面凹凸不平，工程上装卸与使用较为不便且不美观，因此其在有空间限制的场合较难投入使用。

2、通过设置真空层来隔绝弹体冲击前板而产生的热量，削减应力波的传递效率。如专利CN208520264U通过设置真空层可有效避免热量的扩散，削弱应力波的传递；但该专利并未对真空层的具体参数及对提高防弹效果进行详细描述，实际上由于前面板均为平面板，真空层对弹体的运动不能产生明显影响，因此该真空层的作用十分单一，能起到的防弹效果也非常有限。

3、通过在传统三明治结构的芯层中插入若干斜向肋板使弹体角度发生偏转，改变其运动路径。如专利CN109178195A在上面板与下面板内侧均布若干相互平行的斜向肋板，虽可以一定程度上改变弹体冲击方向，但肋板相互平行只能使弹体朝一侧偏转，并不利于结构的整体防护；该防护板各肋板通过芯材包裹，芯材一定程度上会抑制弹体产生的偏转，不能使弹体偏转效果最大化。

由上述可知，目前的复合装甲结构虽种类及功能繁多，但各技术方案依然存在较多局限和缺点。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种带有倒置锥体的复合装甲结构，该复合装甲结构首先在上面板背面锥体，锥体均朝下布置使弹体侵入后诱导其改变运动方向，增加弹体侵彻路径，促进动能消耗；然后增设一段间隙，放大弹体侵入锥体后而产生的偏转；最后设置一定厚度的动能吸收层，抵御产生较大偏转的弹体，增大受力面积，使弹体在动能吸收层中不停地运动直到速度降至最低。

本发明的第二目的是提供一种带有倒置锥体的复合装甲结构的制作方法。

本发明的第三目的是提供一种带有倒置锥体的复合装甲结构的安装方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种带有倒置锥体的复合装甲结构，包括上面板、位于上面板下表面的锥体、下面板、位于下面板上表面的动能吸收层以及包裹在四周的封装外壳，其中上面板和锥体为一体成型结构，且锥头朝向下面板；所述动能吸收层与上面板的锥体之间间隔有一段用于保障侵彻体充分偏转的间隙层。

其中，所述锥体为棱锥，棱锥的高度为0.2～0.3倍的侵彻体长度，棱锥的斜面与上面板之间的斜向夹角大于15°且小于75°。