随着高性能复合材料的深入探索,无论是国内还是国外碳纤维复合材料都已经被应用到各个领域中。一个国家是否能够安稳发展与其军事实力是分不开的,高性能复合材料技术对军队装备现代化、未来海洋科学发展及海洋开发都具有导向作用,作为一种高性能复合材料,世界各个国家都十分重视这方面的开发研究。就拿如今的超级大国美国来说吧,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,由此可见复合材料的重大意义。现在的军舰性能先进,在汪洋大海中航行如履平地,我们如何能够有效地保护国家海域安全呢?那我们就必须要提到水雷了,水雷对于军舰的威胁性是很大的,在航行中如果你被幸运女神眷顾,一不留神和水雷亲密接触一下,可能会直接上演舰毁人亡的暴力场景。水雷在海战中的重要作用是众所周知的。就拿海湾战争来说,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研制了大量的现代化反水雷装备,至今还在进行清除水雷作业。
碳纤维复合材料未问世之前,武器装备多采用传统金属材料-钢或合金钢,因为这类材料自身无法弥补的缺陷,如比强度、比模量相对较低,自身具有磁性、耐腐蚀性能差等缺点,限制了传统金属材料对于水中武器装备的应用。从八十年代开始,越来越多的新材料被研发应用到水中武器领域当中,这些材料有铝合金、钛合金、无磁钢等,新材料的研发及投入使用大大提高了水中军事武器的隐蔽性,为水中武器设备的材料选择提供了更多的选择。新材料的研发应用虽然使水下武器材料选择更加多样化,但是依旧有不同的缺点。铝合金因为耐腐蚀性较差,所以使用的寿命得不到保障;钛合金虽然性能方面有了很大的提升但是其价格昂贵,而且不易加工;无磁钢不仅不易加工而且比重较大。对于水中武器的材料要求依旧不能完美地达到标准。

要说什么对在水中航行军舰的威胁性大,大部分人都会想到水雷。为了提高对磁性扫雷具的抗扫性,水雷必须采用无磁材料作为雷壳;为了提高水雷引信自身性能,其内部火箭发动机壳体必须采用无磁材料,以减少对引信的磁性影响。此外,水雷在制造出来后要在空气中长期储存,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。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。
对于碳纤维复合材料的应用不仅可以用在水雷上,军舰上同样可以大量使用。世界上首轮使用大量碳纤维复合材料建造军舰的国家瑞典。瑞典的海洋边线地貌曲折,长度很长,但是瑞典海军的规模却比较小,因此它需要短小精干的海上作战力量。综合瑞典舰船的综合特点我们可以看出,我们不难看出瑞典在设计方面非常地注重隐身性能。碳纤维复合材料可以完全符合军舰所需的一切特性。相信在未来军用武器装备中我们会见到更多碳纤维复合材料制品。(挪恩碳纤维军工、工业部件官网:www.noen-cf.com)(挪恩预浸带官网:www.noen-cfrtp.com)