一、概述 随着自动化技术和智能技术的不断发展，未来的装甲装备将在更加复杂、恶劣的环境中作战，在这种环境中，装甲装备若要克敌制胜，提高生存力，在考虑基本设计之外，应综合运用各种先进技术，其中装甲防护是装甲装备获得生存力的主要手段之一，装甲装备单纯依靠增加装甲厚度等传统防御手段已难以抵御。这对各种装甲装备如坦克、装甲战车等军用平台的生存能力、机动能力、可部署能力以及经济可承受性提出了更高的要求，这些要求集中反映在装甲装备的重量、机动灵活性、隐身与防护能力和制造工艺上。传统的金属结构材料（如装甲钢、装甲铝等）由于重量重、功能单一、全寿命周期成本较高，已难以满足新一代先进地面武器平台的迫切需求。
以先进树脂基复合材料等为主体的新型抗弹/隐身/结构复合材料是近年来迅速崛起的一类装甲车辆用材料，美国、英国等西方国家已广泛开展了复合材料炮塔、车体、负重轮、火炮身管的研究并已部分装备应用。与传统的金属结构材料和装甲材料相比，该类材料具备以下突出特点：
1.重量轻
复合材料结构可在所承受的最大负载方向上得到最佳性能，这是复合材料与金属材料的最大区别。据计算，采用复合材料的装甲车装甲重量将减少35%～40%。采用复合材料装甲能减轻重量、降低成本，提高战场生存能力。
2.防护性能好
在一定的重量下，复合材料具有高强度、高刚度、抗冲击性能好的特点，因此将其用于装甲装备装甲材料可进一步提高坦克的防护能力，提高武器系统的生存能力。
3.隐身性能好
复合材料对光波和雷达波反射比金属弱，并可吸收部分雷达波，具有材料性能和结构外形的可设计性，以制成具有最佳隐形结构外形。
4.人机环境好
非金属复合材料能够有效抑制和吸收装甲车辆产生的噪声与振动，绝热隔热效果好，可以改善人机环境，保障和提高乘员的持续战斗力。
5.抗腐蚀能力强
复合材料的一个突出优点是抗盐水腐蚀，环氧树脂基复合材料可以抵御装甲战车上使用的大多数化学物质的腐蚀。可以显著减少因腐蚀问题而产生的维修费用。
6.制造工艺简单、效率高、成本低 ‘
可一次性成型炮塔、车体等大型部件，生产效率高、产品质量一致性好；批量生产条件下，工艺成本降低。
由此可见，开展非金属基复合材料装甲战车（含主战坦克）的研制和应用技术开发，对于我军未来新一代地面武器平台的设计和研制具有重要意义。
二、美军研究、应用情况及发展趋势
美国是最早系统开展复合材料战车及其典型构件应用研究的国家。1985年～1987年，美国FMC公司与Owens Corning公司合作，研制开发成功基于S-2高强玻璃纤维/聚酯树脂复合材料体系。该材料的抗弹性能明显优于MIL-12560装甲钢、5083铝、E-玻璃纤维复合材料及Kevlar-29复合材料。1987年～1989年期间，FMC公司采用该类材料和热压罐成型方法分别为军方研制开发了布雷德利（Bradley）步兵战车复合材料炮塔和M113装甲输送车复合材料原理样车，减重效率达到15～20%。
1989年～1992年，FMC公司成功地获得了由美国军用材料实验室资助的“复合材料步兵战车计划CIFV——（Composite Infantry Fighting Vehicle）”。这项研究计划采用上述复合材料设计、制造了五种复合材料步兵战车的演示验证车车体，并通过了严格的野外测试，获得的最大减重效率达27%，并且降低了信号特征，提高了隐身特性。
根据CIFV计划的研究成果以及存在的问题，1994～1998年，美国军方研究实验室（ARL）与多家单位合作进行了“复合材料装甲车辆先进技术验证车辆计划”—— CAV-ATD）。该项计划研制成功了新型抗弹/隐身/结构/电磁屏蔽等多功能复合材料体系。1997年，CAV计划采用上述材料完成了复合材料装甲战车先进技术验证车——CAV-ATD的设计和制造，并通过了6000英里以上的野外跑车实验，其减重效率达到了33%以上、且隐身性能十分突出——项目获得了巨大成功。
随着树脂基复合材料、高性能工程塑料及其成型加工技术的日趋成熟和完善，美军除了轻型装甲车辆，开展了在70吨级主战坦克上使用复合材料的原理及概念研究，并已将CAV的该类材料技术成功应用于其最先进的“‘十字军’155mm先进野战火炮系统”和“AAAV2000型先进两栖攻击车辆”的车体及炮塔上。美国利用高性能树脂基复合材料制造负重轮的研究方面已取得了突破性进展。
为了充分研究装甲车辆减重和提高可靠性的途径，美国已成功地将带式橡胶履带应用到重量12吨的M113车上，其使用寿命达到3000千米；美国Goodyear轮胎和橡胶公司为装备美国海军陆战队的AAAV先进两栖突击车而研制的履带是一种轻型橡胶带式履带，比钢制履带减重40%，比铝基履带板减重近100kg。
综上所述，美国在复合材料战车的研究历程中进行了十余项应用研究项目，在材料基本体系和复合结构优化、典型构件设计、制造技术以及其它应用技术方面进行了大量的试验，在CAV计划中使该类材料的应用技术基本成熟，能够支持未来先进武器平台的设计与制造。这对于我国在复合材料或塑料战车的研制和开发上具有重要的借鉴价值。
三、国内研究与应用现状
国内开展非金属复合材料在装甲车辆上的应用研究始于九十年代中期。中国跟踪国外S-2玻璃纤维抗弹复合材料的应用研究，研制成功基于国产高强2号玻璃纤维的环氧酚醛抗弹复合材料体系，具有优良的结构性能、抗弹性能和良好的成型工艺性，可以采用RTM技术实现大尺寸部件的高效、低成本制造。并进行该类材料在步兵战车的车门、舱盖等次承力件上的应用研究和验证工作。
在上世纪末，开始了坦克车辆树脂基复合材料应用科研项目的研究，开展了树脂基复合材料负重轮的可行性研究，并以二代步兵战车为对象，进行了复合材料负重轮的研制。经台架试验表明，单片复合材料负重轮的静压强度达到180KN，可满足二代步兵战车对复合材料负重轮的强度要求，比铝负重轮减重27%，整车24片负重轮可实现总减重180Kg。为继续开展高性能树脂基复合材料负重轮应用研究奠定了基础。
后来，又开展了复合结构的火炮身管技术研究，采用CF/PI复合材料缠绕成型了25mm高膛压火炮复合身管，实现减重14.6%，通过实弹射击试验的考核，连续射击时最高温度达到282℃，证明复合炮管能够承受火炮射击时产生的高压、高温动态载荷。
由于在复合材料及其加工工艺技术水平上的差距，也由于在我国地面武器装备总体设计中对材料特别是非金属复合材料的认识不足，因此，国内在整体复合材料战车的研究方面上属起步阶段。
四、我国开展装甲车辆非金属材料应用研究工作的建议
国外装甲车辆结构材料经历了由装甲钢→装甲铝→复合材料的三代演化模式，我国目前的先进武器平台的研制中正在处于由装甲钢向装甲铝的演变过程中。由于复合材料相对于装甲铝仍可获得15%～20%的减重效率，并且具有隐身、耐腐蚀等多功能特性，因此，应加强非金属材料在装甲车辆的应用研究工作，推动我国未来先进武器平台设计技术和作战效能实现跨越式发展。
参考文献:
[1]于增谋.坦克装甲车辆装甲的发展（上）．坦克装甲车辆，1997，（2）：2.
[2]郝鸿宾.未来主战坦克的发展趋势.现代兵器，1998，（5）：15～18.