喬巴姆

喬巴姆（Chobham）是英國南方一個很不起眼的小鎮，設有英國皇家裝甲研究院。因為在那裡發明了一種複合裝甲以徠“喬巴姆”來命名，致使喬巴姆小鎮也跟著聞名起來。1976年6月22日，英國著名的《泰晤士報》公布了一條文字不多但很有分量的新聞：英國研製成功“喬巴姆”裝甲!

複合裝甲(composite armour)是由英國的喬巴姆 發明出來的，所以也稱“喬巴姆”裝甲。複合裝甲，顧名思義就是由兩種以上不同材料組合而成的，能有效抵抗破甲彈和穿甲彈攻擊的新型裝甲。一般由高強度裝甲鋼、鋼板鋁合金、尼龍網狀纖維和陶瓷材料等組成。複合裝甲的大致結構是這樣的：外層為較厚的鋼板，夾層由像瓦片一樣搭接排列的陶瓷元件構成，陶瓷元件鑲在鋁合金和塑

料殼內，內層為適當厚度的鋼板。其防護機理是：當破甲彈擊中裝甲時，高能金屬射流可能穿透外層鋼板，而陶瓷層可使金屬射流偏轉或分散，還可吸收震動波；另外，由於陶瓷的剛性大，不易變形，加之陶瓷層的合理排列，減少了中彈後過早破碎，因此大大減少了金屬射流的威力。在等重量裝甲條件下，複合裝甲對破甲彈的抗彈能力較均質裝甲提高2～3倍，但對動能彈尚不到2倍。蘇聯的T一72坦克車體首上裝甲就是複合裝甲。它是一種緻密陣列型複合裝甲，其外層是厚裝甲，夾層為玻璃鋼，內層是薄裝甲，最裡面有一層襯層，各層之間緊密排列，沒有間隔。美國的M1A1坦克裝備了喬巴姆裝甲為基礎改進的複合裝甲，

此外法、德裝備的第三代主戰坦克也都採用了其自研的複合裝甲（與一些傳言不同的是，豹2坦克從來沒有得到過喬巴姆裝甲）。這些複合裝甲屬間隔陣列複合裝甲，夾層和前後鋼板之間有間隔。如美M1A1坦克車體前裝甲和炮塔都是複合裝甲，外層是薄裝甲，夾層為尼龍、陶瓷、鈦合金混合層，內層是厚裝甲。有趣的是，西方國家的複合裝甲，外層是薄鋼板，主裝甲在內層，而前蘇聯的複合裝甲與西方正相反，主裝甲在外，內層是薄裝甲，兩者各有千秋。由於 是坦克防護技術的一次革命，因此，備受各國推崇，第二代主戰坦克相繼採用了複合裝甲。據有關專家介紹，各國的複合裝甲所採用的材料都是高度保密的，目的是防止別國找出對付的辦法。為提高我國坦克的防護水平，複合裝甲技術出現后我國也及時開始獨立自主研發複合裝甲，到上世紀80年代中期已取得了突破性進展，因此，88主戰坦克成為第一個“受益者”。可別小看了這塊複合裝甲，它對提高坦克防護性能起到了相當大的作用[有資料顯示，車體前部的被彈概率達21%以上，僅次於炮塔(45%)]另外，它還標誌著我國坦克的防護技術進入了複合裝甲時代。

喬巴姆複合裝甲(Chobham armour)

而面對蘇聯反坦克導彈在中東戰爭中的輝煌戰績，英國人認識到複合裝甲對坦克防護的重要性，十年磨劍，終於在1974年由位於喬巴姆鎮的國防部車輛工程局研製出聞名世界的“喬巴姆”複合裝甲。此時距離蘇聯第一代複合裝甲的誕生已經過去了十多年之久。英國國防部宣稱，裝有喬巴姆裝甲的坦克可以抵禦當時世界上任何一種反坦克導彈的攻擊，喬巴姆何以有如此神奇的能力敢誇下如此海口呢？下面將為讀者慢慢剖析。

英國的科學家們在60-70年代的研究過程中也發現了氧化物陶瓷具有高的硬度和耐磨性，高的壓縮強度和高應力時的優良彈道性能，也認識到陶瓷和金屬的防彈機理有很大的不同，金屬是由於塑性變形而吸收射彈的動能，而陶瓷是由於其破裂而吸收射彈的動能，在一系列的研究和試驗中，發現對氧化物陶瓷的自身的許多性能指標都對防禦效果有極大地影響，比如密度和氣孔率、硬度、斷裂韌性、楊氏模量、聲速、機械強度等。看到這裡很多讀者會有疑問，講了這麼多年的陶瓷裝甲，究竟是靠什麼原理來防禦反坦克彈藥的呢？在這裡筆者將簡單的介紹一下陶瓷的性能指標和部分參數。

又稱空隙率。物體的多孔性或緻密程度的一種量度。以物體中氣孔體積佔總體積的百分數表示。用於鑒定陶瓷和耐火材料等製品的燒結程度。對於製作裝甲夾層的氧化物陶瓷（例如AlO）其氣孔率應接近於零，而吸水率不超過0.02%。

陶瓷性能中的聲速是指聲音在陶瓷中傳播的速度，表示陶瓷衝擊面上消耗能量的能力，在陶瓷製作工程中，會盡量追求高的聲速，因為聲速越高，表示陶瓷有良好的緻密化和低的封閉氣孔。對侵徹物的能量消耗就越高。根據我國科研人員的實際測算，AlO陶瓷的聲速應大於10000m/s，最好是10500~11500m/s。

指陶瓷阻止宏觀裂紋失穩擴展能力的度量，也是陶瓷抵抗脆性破壞的韌性參數。這個參數越大，陶瓷抵禦衝擊的能力就越強，防護能力就越好。國內外結構陶瓷材料常用的幾種斷裂韌性測試方法是：單邊切口梁法、山形切口法、壓痕法和壓痕-強度法。

在對材料有了充分了解之後，英國科學家開始創立理論模型，任何創造性的發明都必須建立在正確合理的理論模型上。在經過了數年的潛心研究，英國科學家提出了“expansion reaction”理論，翻譯過來就是“膨脹反應”理論。該理論認為，可以利用裝甲的變形和夾層材料的移動對侵入的彈芯或者射流進行切割和破壞，即在裝甲被侵入時，被侵入部分的裝甲在緩衝材料的緩衝下向內發生移動，並形成一個膨脹區。由於裝甲是傾斜放置的，因此侵徹物沿水平方向施加給外層面板的力量在瞬間被分解為水平和垂直的兩個方向分量，而複合層在這個時候就產生了針對侵入通道的相對位移，這個位移是針對侵徹通道進行的垂直位移的。因此當複合層瞬間被擊穿后它將對分離出大量碎片對通道內的侵徹物實施一個短促但非常劇烈的切割或阻斷動作，以此來破壞侵入的彈芯或射流而達到防護的目的。

在此理論基礎上，設計者們開始了新型裝甲的設計工作，他們實驗了很多不同材質的氧化物陶瓷，硅化物，不同成分的合金以及大量的橡膠，塑料等緩衝材料。經過多次試驗，最終取得了最佳方案，也就是舉世聞名的“喬巴姆”的雛形。按照當時新聞媒介的宣傳，喬巴姆採用了 鋼+陶瓷+鋁 這一較為公認的說法，但是筆者認為，應該是出於保密考慮，是媒體在宣傳時，將喬巴姆裝甲最核心最重要的組成部分---膨脹反應層隱去了。這個膨脹反應層是由鋁合金片，特種橡膠和合金鋼板組成的，鋁合金薄片稱鋸齒狀排列在合金鋼板的製成的支架上，由特種橡膠來填充空隙起緩衝作用。

據推測真實的喬巴姆裝甲的結構應該是 高硬度合金鋼板+膨脹反應層+片狀氧化鋁陶瓷層+膨脹陶瓷層（早期型號無此層）+高硬度合金鋼背板+含鋁金屬內襯，並呈較大傾斜角度放置，其中縫隙由特種橡膠一類的耐火緩衝材料填充。而絕非是媒體宣傳的那麼簡單的三層疊加。而膨脹反應層則是由數目眾多的薄金屬片+特種橡膠（粘合劑）+高強度鋼套組成。由於射流速度極高，單層金屬片的做功距離非常有限，所以通常都採用大數量+層疊的布置方式。

在隨後的試驗中，這種新型裝甲取得了良好的效果，當射流穿過外層合金鋼板后侵入複合層時，裝甲在特種橡膠等材料的緩衝下向內凹陷，同時帶動侵入通道周圍的複合層分離出大量裂片對射流實施強烈的切割或毀傷動作，而經過膨脹反應層損毀的已經分散的射流再接觸由陶瓷構成的第三層複合層的時候已經無力再由氧化鋁陶瓷構成的第三層裝甲夾層來進一步消耗射流的能量從而最終阻斷射流的衝擊。以達到良好的防護效果。在這裡筆者要說明一下，膨脹反應層的膨脹並不是普通意義上的形態膨脹，而是通過裝甲材料不停地發生形態變化來消耗射流的能量，這個過程在射流一開始侵入的時候就開始了，在邊消耗的同時通過邊釋放裂片來阻斷射流的連續性。

膨脹反應層的製作和安放的要求較高，首先，起到切割射流作用的薄金屬片必須要有很好的韌性，其次，放置密度和層次要經過合理的計算和大量的實驗，再者坦克的裝甲層內必須有足夠的空間來安放這麼多的夾層。筆者推測，早期的喬巴姆裝甲較厚，結構上應該是4-5個夾層，總厚度應該在500MM左右甚至更多。加上採取了傾角布置，增強防護能力。

早期安裝喬巴姆裝甲的“酋長”坦克對破甲彈的防護能力從原來的300多MM提升到了550MM以上，對穿甲彈的防禦能力則提升到了450MM左右。而在後期生產的“挑戰者I”型坦克上的喬巴姆裝甲則進行了一些改進，進一步增強了防護能力，參加海灣戰爭的“挑戰者I”正面防護能力已經增加到了能夠抵禦750mm破甲彈的能力。在第一次海灣戰爭中，曾經有兩輛挑戰者1坦克被伊拉克陸軍裝備的第一代米蘭反坦克導彈命中正面主裝甲，但均未被擊穿。米蘭早期型號的戰鬥部破甲威力是700MM。由此可見，喬巴姆裝甲對破甲彈的防護效果還是非常不錯的。而在抵禦尾翼穩定脫殼穿甲彈方面，喬巴姆裝甲也還算說得過去，儘管沒有對付破甲彈那麼理想，但是通過夾層中大量布置的陶瓷片對彈芯進行“硬碰硬”的碰撞對其減速和鈍化，從而對彈芯造成毀傷。