這是一個炮火連天的戰場,A軍數輛主戰坦克正掩護步兵向B軍陣地發起衝擊;B軍反坦克分隊奮起反擊,一發發反坦克導彈像長了眼睛似的準確命中目標。然而A軍坦克好像隻被輕“撓”了一下,仍繼續前進,B軍反坦克分隊再次組織更加猛烈的反擊,仍然無效。B軍大亂,A軍一舉占領陣地。A軍坦克之所以堅不可摧,複合裝甲中的“凱芙拉”材料所起的作用不可低估。
“凱芙拉”由多種化學物質融合而成。其特點是密度低、重量輕、強度高、韌性好、耐高溫、耐化學腐蝕、絕緣性能和紡織性能好,並且易於機械加工和成型。它於1972年投入生產,並開始付諸使用。當時,它的優越性能並沒有完全被認識,人們僅把它用於加固徑向輪胎鑄模和輸送帶。不久,專家們發現,“凱芙拉”不僅堅韌耐磨,而且剛柔相濟,具有刀槍不入的特殊本領。於是,立即受到軍界的青睞,在軍事上得到應用,並很快贏得了“裝甲衛士”、“防彈新秀”等美稱。
當前已被廣泛應用的“凱芙拉”材料有兩種:“凱芙拉-29”(簡稱K-29)和“凱芙拉-49”(簡稱K-49)。它們都具有下列優良性能:抗拉性強度達2760牛頓/毫米;密度僅1.44克/厘米3。其斷裂點的拉伸率低達4%(K-29)和2.5%(K-49);在-196℃~182℃溫度之間時,體積尺寸穩定,其性能無重大改變;不燃燒,不熔化,在溫度高達500℃時,才開始熔化。“凱芙拉”纖維的密度隻有鋼的1/5,玻璃纖維的1/2,其強度卻是鋼的5倍,玻璃纖維的2倍,與高強度玻璃纖維的強度相近,而且經久耐用,不易老化。難怪用“凱芙拉”材料製成的複合裝甲有那麼好的防彈性能。
對於坦克、裝甲車來說,要提高其防護能力,必須加厚裝甲,這樣勢必會增加過多的重量,妨礙坦克的機動性能,同時還會影響發動機、底盤和懸架的設計,因此,重量是設計人員頭等關心的大事。由於“凱芙拉”材料的密度是尼龍聚酯和玻璃纖維的一半,在防護力相同的情況下,其重量可減少一半。並且“凱芙拉”層壓薄板的韌性是玻璃鋼的3倍,能經得起反複的撞擊。所以“凱芙拉”層壓薄板是鋼鋁、玻璃鋼裝甲的理想代用品,它能滿足設計人員的要求。近年來,“凱芙拉”材料在裝甲保護方麵的應用發展很快,在某些方麵已完全或部分取代傳統的金屬材料、非金屬材料,正在進入裝甲防護。
“凱芙拉”層壓薄板與鋼裝甲相結合有著廣泛的用途。例如在軍艦上,用“凱芙拉”製造的炮塔,重量減輕,旋轉靈活,並消除了共振現象。把它應用在輕型裝甲車或重型坦克上可保護發動機並增加乘員的生存機會,美軍的“M1A1”主戰坦克,就大量采用了“鋼—芳綸—鋼”的複合裝甲,它能防中彈,防破甲厚度約700毫米的反坦克導彈;還能減小因被破甲彈擊中而在駕駛艙內形成的瞬時壓力效應。如果把“凱芙拉”層壓薄板作為機動掩蔽部的裝甲襯裏,能使它在不失原有機動性能的情況下,大幅度地提高對彈片和爆炸氣浪的防護力及其抗高溫能力。
“凱芙拉”與陶瓷(如硫化硼)的混合材料又是製造直升機駕駛艙和駕駛座的理想材料。試驗證明,它能有效地抵禦4.15克和7.62毫米彈片,5.56毫米穿甲彈。重量比玻璃鋼或鋼裝甲輕50%。在都具有抵禦5.56毫米穿甲彈的性能情況下,鋼裝甲的單位麵積質量應高達82千克/米2,“凱芙拉”卻隻需32千克/米2。
在製造防彈衣的眾多防彈材料中,“凱芙拉”纖維後來居上,一躍成為材料技術領域的佼佼者。用“凱芙拉”可使防彈衣的重量減輕50%。在單位麵積內質量相同的情況下,其防護力至少增加一倍,並旦具有很好的柔韌性。用這種材料製成的防彈衣僅重2~3千克,而且穿著舒適,行動方便,很快就被世界上許多國家的軍隊采用。
美國陸軍從20世紀70年代就開始研究“凱芙拉”防彈衣。1982年將2.6萬件防彈衣發給快速特種部隊試穿;1984年又花費2200萬美元采購了9.7萬件。以色列研製的最新式“凱芙拉”多用途防彈衣,比美軍在越南戰場上使用的尼龍8標準防彈衣輕50%,防護性能卻大有提高。在黎巴嫩戰場上,由於以軍穿著“凱芙拉”防彈衣,因彈片致傷人數大約減少了25%。原聯邦德國對美國現用的防彈衣進行了分析研究,在此基礎上製造出一種重3千克、外塗迷彩、內插特種陶瓷防彈板、從兩側開口並裝上拉鏈的新型防彈衣。試驗結果表明,陶瓷板能使彈丸偏離或粉碎,加之“凱芙拉”多層結構能吸收彈丸60%的能量,因而它能起到很好的防護作用。