某型彈高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證

胡鵬程 張從金 劉佳林 閻虎虎 吳小樂

【摘要】本文通過對(duì)彈藥發(fā)射結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計(jì)了一種高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)；介紹了高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)的基本思路及優(yōu)勢(shì)，開展了高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)驗(yàn)證并成功應(yīng)用于某型彈。

【關(guān)鍵詞】高壓腔|低壓腔|發(fā)射結(jié)構(gòu)|彈筒|封蓋|試驗(yàn)驗(yàn)證

彈藥發(fā)射是利用底火引燃彈藥內(nèi)的發(fā)射藥，產(chǎn)生高溫高壓氣體推出彈丸沿預(yù)定彈道曲線飛行的過程。對(duì)于初速要求較低的彈藥，采用高低壓發(fā)射方式可保證小裝藥在高壓室充分穩(wěn)定燃燒，低壓室氣體推動(dòng)彈丸運(yùn)動(dòng)，有效減輕彈筒質(zhì)量，降低彈丸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高彈丸裝填系數(shù)，從而提高彈藥的毀傷效能。

一、某型彈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某型彈屬于儲(chǔ)運(yùn)發(fā)一體彈藥，隸屬于某重要目標(biāo)綜合電子防護(hù)系統(tǒng)中的自衛(wèi)防護(hù)器材，通過彈丸爆炸形成無源干擾誘餌，用于保護(hù)載車免受敵激光、紅外及多模復(fù)合制導(dǎo)武器毀傷，實(shí)現(xiàn)自衛(wèi)防護(hù)抗，其使用效果示意圖如圖1所示。

該型彈具有射速低（炮口速度約20m/s）、射程短（約20m）的特點(diǎn)，同時(shí)要求彈丸重量輕（不大于2kg）、裝填系統(tǒng)大的要求。

該型彈主要由底火、連接螺、拋射藥包、拋射藥蓋、彈筒、彈丸、封蓋等組成，全彈結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，箭頭方向?yàn)轱w行方向。底火作用后，引燃拋射藥包，產(chǎn)生高溫高壓氣體在高壓腔內(nèi)迅速膨脹做功，推動(dòng)拋射藥蓋，同時(shí)推動(dòng)彈丸剪切封蓋。當(dāng)拋射藥蓋推出后，高溫高壓氣體進(jìn)入更大的空腔（簡(jiǎn)稱低壓腔），示意圖如圖3所示，推動(dòng)彈丸繼續(xù)向前加速運(yùn)動(dòng)，飛行至預(yù)定距離彈丸爆炸并形成干擾云團(tuán)，可有效阻斷重要目標(biāo)的可見光波段的光學(xué)特性、中遠(yuǎn)紅外波段的紅外輻射特征和激光回波信號(hào)，使來襲導(dǎo)彈失去其鎖定攻擊的目標(biāo)。

（一）高低壓腔的壓力計(jì)算

發(fā)射藥選用雙基發(fā)射藥，具有能量高、吸濕性小、物理安定性和彈道穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

經(jīng)強(qiáng)度校核，彈筒的連接處最易受破壞的地方為彈筒與封蓋的螺紋連接處，可承受低壓腔的壓力，而不能承受高壓腔的壓力，因此，彈丸出彈筒前封蓋需被剪切，以免彈筒內(nèi)出現(xiàn)高壓，破壞彈筒。

（三）封蓋的安全性與可靠性設(shè)計(jì)

為了滿足彈藥勤務(wù)處理及發(fā)射過程中的安全，彈藥需滿足跌落時(shí)的安全性及發(fā)射強(qiáng)度要求，跌落時(shí)需保證封蓋完整，發(fā)射時(shí)需保證封蓋端部被可靠剪切同時(shí)彈筒完整。

1.跌落時(shí)彈藥的安全性設(shè)計(jì)

封蓋選用超硬鋁7A04材料，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖4所示，彈藥在裝配過程中封蓋與彈丸端面接觸（如圖2所示），不存在勤務(wù)處理過程中的彈丸與封蓋之間的竄動(dòng)，且軸向跌落時(shí)端面著地，從而可保證勤務(wù)處理時(shí)的安全。

三、試驗(yàn)驗(yàn)證情況

（一）靶場(chǎng)試驗(yàn)情況

采用銅柱法對(duì)5發(fā)配重彈進(jìn)行了低壓腔膛壓測(cè)試，采用高速攝像機(jī)對(duì)炮口速度及飛行至最高點(diǎn)距離進(jìn)行了測(cè)量，靶場(chǎng)試驗(yàn)圖見圖5所示，試驗(yàn)情況見表1，滿足設(shè)計(jì)要求。

（二）勤務(wù)處理試驗(yàn)情況

為了驗(yàn)證勤務(wù)處理時(shí)的安全性，選用5發(fā)配重彈參照GJB4225A的要求進(jìn)行了5個(gè)方向的1.5m裸彈跌落試驗(yàn)，跌落后的照片如圖6所示。封蓋與彈筒均完好，滿足勤務(wù)處理要求。

四、結(jié)論

本文采用理論分析與試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，設(shè)計(jì)了一種高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)，得到以下結(jié)論：

（1）彈筒采用非金屬材料，可有效減輕產(chǎn)品重量，同時(shí)降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

（2）采用高低壓發(fā)射結(jié)構(gòu)，可降低對(duì)彈筒的強(qiáng)度要求。

（3）通過彈筒與封蓋、發(fā)射強(qiáng)度與封蓋剪切的合理設(shè)計(jì)，可保證彈藥勤務(wù)處理時(shí)的安全性與發(fā)射時(shí)的可靠性。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

參考文獻(xiàn)

[1]肖春云.發(fā)射藥床撞擊與擠壓試驗(yàn)系統(tǒng)工作機(jī)理分析[D].南京理工大學(xué)，2011.

[2]廖歡歡，張海波，等.高低壓室發(fā)射彈丸內(nèi)彈道仿真與試驗(yàn)研究[J].彈道學(xué)報(bào)，2022，34（4）：45-51.

[3]張盛森，李強(qiáng)，等.雙藥室高低壓變初速發(fā)射內(nèi)彈道與卸壓膜片分析[J].火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào)，2023.

[4]陳明華，閻建平.發(fā)射藥燃燒光譜測(cè)試技術(shù)[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2011，26（4）：86-88.

[5]郭曉剛，王懷軍，等.GJB4225A-2015《榴彈定型試驗(yàn)規(guī)程》[M].中國(guó)人民解放軍總裝備部，2015：46-47.

（作者單位：江西新明機(jī)械有限公司）