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橡膠研究或將延長兩棲突擊車壽命

2015-06-04 09:41:54 作者：李玲珊編譯來源：

據外媒Phys.org報道，美國海軍研究實驗室（簡稱NRL）已經發現一些橡膠可以用于兩棲突擊車（簡稱AAVs）的腐蝕防護，并可能可以提供更好的導彈防護。

這對于想要將1972年引進的兩棲突擊車壽命延長到2035年的美國海軍陸戰隊（USMC）來說十分重要，美國海軍陸戰隊先進兩棲突擊車辦公室的Tim Bergland表示，“創新維護理念，像美國海軍研究實驗室正在研究的那些，可以使我們免去新組件的設計、開發和生產成本。”

美國海軍研究實驗室Ray Gamache博士（左）和Mike Roland博士，
在兩棲突擊裝甲車鋼質試驗樣品上已經進行了對聚脲（高分子，一種橡膠）涂層的測試。

Mike Roland博士和Ray Gamache博士領導了美國海軍研究實驗室的這項研究。自20世紀90年代起，美國海軍陸戰隊就為他們的兩棲突擊車裝甲，Mike Roland博士說：“裝甲本身就是高硬度鋼的一種層壓制件，本身就有很好的導彈防護功能；一個橡膠層；背面還有一層軟質鋼層。”問題是，裝甲隨著劇烈使用和暴露在咸水中，就會發生腐蝕。

Mike Roland博士和Ray Gamache博士發現銹和腐蝕是在涂料裂紋處開始的。Mike Roland博士說：“有鋼、橡膠、鋼，這些材料熱漲和收縮不同，而且，兩棲突擊車可不是像昂貴的沃爾沃那樣開的，會突然撞上什么東西，也可能進水。”

美國海軍研究實驗室發現，特定種類的橡膠，名為聚脲，通過延展自身可以為裝甲提供更好的腐蝕防護，不會像脆性涂料那樣出現裂紋。他們還發現聚脲涂層可以使子彈和爆炸碎片減速。Mike Roland博士解釋說，“他們從子彈那里吸收運動能量，所以子彈在進入過程中會遇到越來越多的阻礙介質。如果子彈速度變得很小，常常會打到鋼板上，但是子彈的速度不足以穿透鋼板。”

美國研究實驗室的這項研究有助于延長當今兩棲突擊車的壽命，也可能引領下一代船和海岸的連接器。Mike Roland博士說，“我們不僅解決了腐蝕問題，通過增加微不足道的重量，我們還提供了導彈防護，提高了額定載重量。”

腐蝕防護：聚脲涂層不同于涂料，不會出現裂紋

Mike Roland博士和Ray Gamache博士在他們的實驗室對鋼質試驗樣品進行了實驗，將其暴露在咸水中，也表明聚脲涂層在腐蝕防護方面的表現比涂料要好很多。

美國海軍研究實驗室對兩棲突擊車裝甲零件進行了
腐蝕加速實驗，將零件至于裝滿海水的加熱容器中。

“我們想模擬陸上的情況，所以我們將一些試驗樣品彎曲，”Mike Roland博士解釋說，除了平的試驗樣品，“我們將有些試驗樣品輕微彎曲，將有些試驗樣品進行90°的嚴重彎曲。”他們共測試了5種涂層：2種涂料，一種聚脲涂層（美國海軍研究實驗室正將其用在其他裝甲應用中），以及2種由私營公司開發的聚脲涂層。“我們將大的容器裝滿海水，將溫度升至40至50攝氏度（104至122華氏度），使腐蝕加速；同時，我們還鼓入空氣，所以里面有大量的氧氣。”

聚脲涂層表現出的性能要比涂料好很多。“如果只是平的金屬板，聚脲涂層和涂料是都可以發揮良好的作用的，”Mike Roland博士解釋，但如果是彎曲的樣品，“涂料很容易出現裂紋，而聚脲涂層不會出現裂紋，因為聚脲涂層有彈性、是橡膠；所以他們伸展，但不會裂開導致進水。”

對美國海軍陸戰隊來說長期的解決方案非常重要，所以他們需要知道對目前使用中的兩棲突擊車的維護可以做到多好的程度。Mike Roland博士說：“我們將零件伴隨腐蝕失去的導彈防護功能量化，這將指導海軍陸戰隊在合適的時間對裝甲進行更換或維修，節省大量成本。”

在Pendleton軍事訓練營，今年2月14日，兩棲突擊車演示了船到岸連接器的功能。
“他們給海軍陸戰隊提供了其他服役設備不具備的功能，”Mike Roland博士說，
他的實驗室測試了一種聚脲橡膠涂層，加強了兩棲突擊車的腐蝕防護。

美國海軍研究實驗室在其基韋斯特（Key West）基地的真實海水槽中繼續監測試驗樣品。Mike Roland博士說：“在實驗室咸水容器中性能表現最好的涂層，在基維斯特真實海水槽中的表現，同樣是最好的。”聚脲不像傳統橡膠那樣常見；但是如果你見過敞蓬小型載貨卡車的廂襯，你就見過聚脲了。傳統橡膠聚氨酯是異氰酸酯與乙醇共價反應的產物。Mike Roland博士解釋說“但是，如果用異氰酸酯與胺反應，就會生成尿素。聚脲更好是因為反應中獲得了更多的氫鍵。”