崔紅艷 連軍濤 范香翠 桑曉明 孫芳兵 周桂明 胡國祥

中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所，山東 濟(jì)南 250031

新型多功能隱身篷布的性能和應(yīng)用

崔紅艷 連軍濤 范香翠 桑曉明 孫芳兵 周桂明 胡國祥

中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所，山東 濟(jì)南 250031

按照國標(biāo)和國軍標(biāo)的要求，對新型多功能隱身篷布的防水透濕性能、阻燃性能、撕破強(qiáng)力、拉伸斷裂強(qiáng)力和雷達(dá)吸波性能進(jìn)行檢測。測得篷布的靜水壓為42.6 kPa，透濕率為7 350 g/(m2·d)，氧指數(shù)為30%，縱、橫向撕破強(qiáng)力分別為26、 34 N，縱、橫向拉伸斷裂強(qiáng)力分別為960、 690 N， 3～8 mm波段的雷達(dá)波反射率為1%。新型多功能隱身篷布符合要求，已經(jīng)在部分車輛上得到應(yīng)用，可以替代傳統(tǒng)篷布。

多功能隱身篷布， 性能， 應(yīng)用

最初的篷布只起到防水、防風(fēng)、防塵、防砂石等作用。如果把篷布作為一種隱身材料，則需要其具備在可見光、近紅外、熱紅外、雷達(dá)等波段的隱身功能和其他功能。

新型多功能隱身篷布除具備上述特點(diǎn)外，還具備多方面的優(yōu)勢：(1)套裝和拆卸方便，可使用模塊化設(shè)計在較短時間內(nèi)完成；(2)適用范圍廣，可根據(jù)目標(biāo)不同的外型和結(jié)構(gòu)來設(shè)計成不同形狀；(3)副作用小，不會對需要保護(hù)的武器裝備的機(jī)動性和靈活性產(chǎn)生不良影響；(4)功能性多，使寬頻多波段兼容隱身成為可能。

1 新型多功能隱身篷布的性能

1.1 防水性能

優(yōu)異的防水性能是新型多功能隱身篷布的一個重要特征，一般通過涂層處理來實(shí)現(xiàn)。聚氨酯(PU)涂層具有無味、防水、柔韌性好、耐磨、耐溶劑、耐高溫和耐曲折等特點(diǎn)，適用于大部分篷布[1]。此外，可以采用增加織物緊度的方法，提高篷布的防水性能。但是高強(qiáng)滌綸絲的剛性較大，織物緊度太大會對織造過程產(chǎn)生不良影響，所以要權(quán)衡利弊。

本文中的篷布采用平紋結(jié)構(gòu)的機(jī)織物(織物緊度為75%)，對其施加聚氨酯單面涂覆防水處理，按照GB/T4744—2013《紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓法》進(jìn)行測試，測得篷布的靜水壓為42.6 kPa。

1.2 透濕性能

篷布一般都經(jīng)過防水處理，而其防水性能越好，其透濕性能就越差，所以必須平衡兩者的關(guān)系。致密親水薄膜是一種不錯的選擇，它以高分子聚合物為基材，如聚環(huán)氧乙烷、聚氨酯等，通過親水性分子在高濃度一側(cè)吸附、在低濃度一側(cè)擴(kuò)散并解吸的運(yùn)動，將水蒸氣分子從高濃度一側(cè)運(yùn)送到低濃度一側(cè)，而且不會阻塞透氣孔道。

在本文中的篷布上覆以致密親水薄膜[2-5]，取得了比較理想的效果，按照GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法 第1部分：吸濕法》進(jìn)行測試，測得篷布的透濕率為7 350 g/(m2·d)。

1.3 阻燃性能

阻燃性能是新型多功能隱身篷布的重要性能之一，良好的阻燃性能可以保障需要保護(hù)的目標(biāo)和地面武器裝備及作戰(zhàn)人員的生命安全，尤其是在一些易燃易爆場所。很多滌綸絲制成的篷布的氧指數(shù)特別低，屬于可燃織物，所以需要進(jìn)行阻燃整理，一般采取涂層和浸漬的方式[6]。織物經(jīng)過阻燃處理后，阻燃劑覆蓋在織物的表層，把空氣、火種、火源和可燃性氣體隔絕，對可燃性纖維起到一定的保護(hù)作用，獲得所需要的阻燃效果。選擇阻燃劑時，特別要注意其不但要有良好的阻燃效果，同時要具備一定的耐水洗性和耐磨性，且對織物撕破強(qiáng)力和拉伸斷裂強(qiáng)力的影響小，最好還具有環(huán)保性。

本文中的篷布的阻燃整理主要采用阻燃滌綸短纖維(共聚法)與涂層中加阻燃劑相結(jié)合的方法，根據(jù)GB/T 5454—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法》進(jìn)行測試，測得篷布的氧指數(shù)為30%。

1.4 撕破強(qiáng)力

新型多功能隱身篷布對撕破強(qiáng)力要求非常高，但篷布大都經(jīng)過防水涂層處理，其強(qiáng)力往往會大打折扣。如何在保證防水性能的前提下，提高涂層織物的強(qiáng)力，是篷布加工中的一大難點(diǎn)[7-8]。

根據(jù)GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能 第2部分：褲形試樣(單縫)撕破強(qiáng)力的測定》進(jìn)行測試，測得篷布的縱、橫向撕破強(qiáng)力分別為26、 34 N。

1.5 拉伸斷裂強(qiáng)力

同樣地，本文中的篷布經(jīng)過聚氨酯涂層后，其拉伸斷裂強(qiáng)力也有所下降，按照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》進(jìn)行測試，測得篷布的縱、橫向斷裂強(qiáng)力分別為960、 690 N。

1.6 雷達(dá)吸波性能

根據(jù)GJB 2038A—2011《雷達(dá)吸波材料反射率測試方法》，利用雷達(dá)波反射率測試系統(tǒng)測試篷布的雷達(dá)吸波性能。樣品尺寸為18.0 cm×18.0 cm、 8.5 cm×8.5 cm(參照測試標(biāo)準(zhǔn)板尺寸)。該測試系統(tǒng)的工作方式為掃頻測量，根據(jù)測試需要，更換接收天線和發(fā)射天線的位置，可以測量多個頻段[9-11]。測得新型多功能隱身篷布在高頻3～8 mm波段的雷達(dá)波反射率為1%，能夠滿足使用要求，但其在低頻厘米級波段的雷達(dá)吸波性能有待進(jìn)一步提高[12-13]。

2 新型多功能隱身篷布的應(yīng)用

一般民用篷布只要求做防水和涂層處理，但高檔或軍用篷布往往還要求具備其他功能，如防紫外線、防油污、防霉菌、防火阻燃、雷達(dá)隱身等。新型多功能隱身篷布具備的諸多功能擴(kuò)大了其在軍民方面的應(yīng)用范圍。

2.1 民用方面

此新型多功能隱身篷布在民用方面的用途廣泛：用于交通運(yùn)輸，可以降低車內(nèi)溫度，防止溫度過高對車輛造成的損害，還可以防止紫外線照射造成的裂縫和變色；用于農(nóng)業(yè)中的谷物倉儲，可以防止雨雪冰雹等自然災(zāi)害造成的損失，還能防止污染物進(jìn)入，持久耐用；用作石油或地礦部門中的野外帳篷，強(qiáng)度高，耐磨、耐海水腐蝕性強(qiáng)，阻燃效果好，比較受歡迎；用作建筑業(yè)中的遮陽篷，耐高溫、耐寒，抗紫外線、抗氧化，抗拉和抗撕強(qiáng)度高，可移動、可拆卸；用作旅游業(yè)中的戶外帳篷及兒童游戲帳篷[14]，阻燃防火，防水防污，圖案和花紋可靈活設(shè)計，無毒、無味、環(huán)保，安裝方便、快捷，時尚耐用。

2.2 軍用方面

此新型多功能隱身篷布在軍用方面的應(yīng)用：可作為地面武器裝備的變形偽裝，如裝甲車輛、坦克、火炮經(jīng)常處于運(yùn)動行駛狀態(tài)，暴露目標(biāo)的可能性比較大，且其龐大的體積、復(fù)雜的外型結(jié)構(gòu)不可能改變，通過隱身篷布的遮蓋，可有效減少目標(biāo)對雷達(dá)波的反射，降低雷達(dá)散射截面(RCS)，不影響武器裝備的機(jī)動性和靈活性；可用作重要軍事工程的工程偽裝，如導(dǎo)彈陣地、軍械洞庫、作戰(zhàn)指揮地等，通過隱身篷布的遮蓋，能減少聲、光、電、磁等特征信號，減少被敵方雷達(dá)探測到的威脅，降低其可觀測性及被制導(dǎo)武器擊中的概率，提高軍事工程的生存能力，增強(qiáng)作戰(zhàn)效能；可制成隱身炮彈衣，實(shí)現(xiàn)在可見光、中/遠(yuǎn)紅外、毫米波和厘米波等多個波段的兼容隱身，不易被敵方發(fā)現(xiàn)[15-16]；可用作戶外作業(yè)時士兵的簡易帳篷，阻擋紫外線、紅外線、遠(yuǎn)紅外線，安裝簡單、可折疊，質(zhì)量輕、攜帶方便，為部隊人員、倉庫、儀器、設(shè)備及裝甲車輛提供有效保障。

3 結(jié)語

目前所研究的新型多功能隱身篷布已在實(shí)戰(zhàn)車上進(jìn)行測試，達(dá)到了很好的隱身效果，不影響車輛的機(jī)動性和靈活性，人性的模塊化設(shè)計使得其套裝和拆卸都比較方便，有著隱身涂料和傳統(tǒng)篷布無法比擬的優(yōu)越性，其應(yīng)用范圍將越來越廣泛。

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Performance and application of the new multifunctional stealth tarpaulins

CuiHongyan，LianJuntao，F(xiàn)anXiangcui，SangXiaoming，SunFangbing，ZhouGuiming，HuGuoxiang

CNGC Institute 53，Jinan 250031，China

According to the requirments of national standards and national military standards， the waterproof breathable performanc， flame retardance， tearing strength， tensile breaking strength and radar absorbing property of a new multi-functional stealth tarpaulin were detected. The hydrostatic pressure of the tarpaulin was at 42.6 kPa， the water-vapor permeability was at 7 350 g/(m2·d)， the limited oxygen index was at 30%， the longitudinal and transverse tearing strength were respectively at 26 and 34 N， the longitudinal and transverse tensile breaking strength were respectively at 960 and 690 N， and the radar reflectivity at 3～8 mm band was 1%. The new multi-functional stealth tarpaulin could meet the requirements， and it has been adopted in some vehicles and could replace the traditional tarpaulins.

multi-functional stealth tarpaulin， performance， application

2016-10-20

2016-12-21

崔紅艷，女，1985年生，工程師，主要從事隱身篷布的研發(fā)與應(yīng)用工作

TS106.5

A

1004-7093(2017)06-0031-03