19 世纪末至20 世纪初先后发明了无烟火药和硝化棉、苦味酸、梯恩梯等猛炸药并应用于军事, 它们是弹药发展史上的一个里程碑。随着飞机、坦克投入战斗, 航空弹药和反坦克弹药得到发展。战场成为交战国家高新技术武器弹药的试验场。......
2023-06-15
常规榴弹的发展历程
【摘要】：榴弹的发展以杀伤爆破榴弹 最为典型突出, 本节以旋转稳定杀爆弹为例, 说明杀爆弹的发展演变过程。仅通过弹形的改变提高杀爆弹的射程, 增程效果是有限的。20 世纪90 年代以来, 底排减阻增程技术和火箭助推增程技术集中应用在155 mm、130 mm 口径杀爆弹的平底远程型弹形或“枣核”弹形上。由于自然破片形状与质量的无规律性, 破片速度衰减得相当快, 限制了杀爆弹的有效杀伤范围。杀爆弹爆炸后,预制破片与自然破片共同构成破片杀伤场。
榴弹的发展以杀伤爆破榴弹 (简称 “杀爆弹”) 最为典型突出, 本节以旋转稳定杀爆弹为例, 说明杀爆弹的发展演变过程。杀爆弹是弹药家族中最为活跃的弹种之一。自19 世纪中叶发明线膛炮发射长圆柱形杀爆弹以来, 为追求“远射程、高精度、大威力”的弹药三大发展目标, 杀爆弹经历了以下几方面的演变:
1.弹体外形的演变
弹体外形的演变以提高弹药射程为目标, 其演变过程为从平底远程型弹形、底凹远程型弹形、枣核弹形、底排弹, 最终发展到复合增程弹, 经历了五个发展阶段。早期的杀爆弹受到弹丸设计理论和火炮发射技术的限制, 设计成平底短粗形状。全弹的长度通常不超过5 倍弹径, 头弧部长度远小于圆柱部长度。短粗的弹形制约了射程的提高。
20 世纪初, 杀爆弹的体形开始演变为平底远程型, 全弹长度已超过5 倍弹径, 头弧部长度大于圆柱部长度, 射程有了提高。这种弹形已成为中大口径杀爆弹的制式弹形。20 世纪60 年代, 杀爆弹出现了外形与平底远程型相似的底凹远程型弹形。由于弹底部存有圆柱形底凹, 所以较好地匹配了弹丸的阻心与质心位置, 全弹长度超过5.5 倍弹径, 射程有了进一步的提高。
20 世纪70 年代, 杀爆弹出现了俗称 “枣核弹”的第二代底凹远程型弹形。除了保留底凹结构外, 其外形也有几处较大的变化: 头弧部长度接近5 倍弹径; 圆弧母线半径大于30 倍弹径; 圆柱部长度不足1 倍弹径; 全弹长度已超过6 倍弹径。在尖锐的头弧部上通常安装4 片定心块来解决“枣核”弹形的膛内定心问题。该弹形通常与底部排气 (简称底排) 减阻增程技术或底排-火箭复合增程技术配合使用, 可获得极佳的增程效果。
2.增程方式的演变
增程方式的演变以扩大增程效果为目标。仅通过弹形的改变提高杀爆弹的射程, 增程效果是有限的。实际上弹形的演变是与相应的增程技术同步发展并成熟起来的。
20 世纪70 年代, 底排减阻增程技术在杀爆弹的平底远程型弹形上获得成功应用, 增程效果达到30%以上。20 世纪80 年代, 底排减阻增程技术在杀爆弹的“枣核”弹形上也获得成功应用, 使杀爆弹跻身于现代远程压制主用弹药之列。
20 世纪90 年代以来, 底排减阻增程技术和火箭助推增程技术集中应用在155 mm、130 mm 口径杀爆弹的平底远程型弹形或“枣核”弹形上。由于充分发挥了底排增程和火箭增程的潜能, 155 mm 底排- 火箭复合增程弹的最大射程突破了50 km, 130 mm 底排-火箭复合增程弹最大射程已突破45 km, 大幅拓展了炮兵作战的纵深, 成为新型远程弹中的宠儿。
3.破片形式的演变
破片形式的演变以提高杀伤威力为目标。杀爆弹弹体爆炸后自然形成大量破片, 其飞散速度可达900 ~1 200 m/s。早期的杀爆弹主要是利用破片动能实现侵彻性杀伤。由于自然破片形状与质量的无规律性, 破片速度衰减得相当快, 限制了杀爆弹的有效杀伤范围。
随之而来的改进措施是, 将预定形状与质量的钢珠、钢箭、钨球、钨柱等预制破片装入套体, 安装在杀爆弹弹体的外 (或内) 表面。杀爆弹爆炸后,预制破片与自然破片共同构成破片杀伤场。由于预制破片飞行阻力的一致性,带预制破片的杀爆弹将在设定的范围内有较密集的杀伤效果, 全弹的杀伤威力有较大程度的提高。
进一步的改进措施是, 根据爆炸应力波的传播规律, 在弹体外(或内) 表面上按照预先设计刻出槽沟, 从而在杀爆弹弹体爆炸后产生形状与质量可控的破片; 也可以采用激光束或等离子束等区域脆化法, 在弹体的适当部位形成区域脆化网纹, 从而确保弹体在爆炸后按照预定的规律破碎, 产生可控破片。
4.炸药装药的演变
炸药装药的演变以提高杀伤、爆破威力为目标。炸药类型和爆轰能、弹丸炸药装填系数和装药工艺等, 直接影响着杀爆弹的威力和对目标的毁伤效果。对于同样的弹体, 将TNT 炸药改为A -IX -2 炸药后, 对目标的毁伤效能会有显著的提高。同样, B 炸药和改B 炸药应用到杀爆弹中, 杀爆弹的杀伤威力和爆破威力均会有很大程度的提高。
5.弹体材料的演变
弹体材料的演变以提高杀伤、爆破威力为目标。杀爆弹早期使用D50 或D60 弹钢材料, 目前基本上由58SiMn、50SiMnVB 等高强度、高破片率钢材所取代。这些新型炮弹钢与高能炸药的匹配使用, 使杀爆弹的综合威力得到显著提高。
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2023-06-15
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