國外彈藥裝藥裝配發(fā)展趨勢

唐迎佳，雷 艾

(西南自動化研究所 信息中心，四川 綿陽 621000)

隨著國際形勢的發(fā)展以及技術的不斷更新，彈藥裝藥裝配技術也有了很大的發(fā)展。作為國防先進制造的重要組成部分，國內外越來越重視對彈藥裝藥方面的持續(xù)投資［1-2］。為了縮小我國彈藥裝藥裝配技術與國外先進水平之間的差距，為我國彈藥行業(yè)提供參考，因此對國外發(fā)展趨勢進行分析。

1 維持可靠的現(xiàn)代化彈藥供應能力

冷戰(zhàn)后，美國軍費開支急劇下降，彈藥采購費用嚴重不足，大量彈藥廠開工不足甚至關閉，彈藥生產能力隨之下降。海灣戰(zhàn)爭期間，有14 種彈藥在接到訂單后6 個月內即可以交貨，只有4 種彈藥需6 ～12 月內才能交貨;但到1994 年，在6 個月內能夠交貨的僅有3 種，6 ～12 月內交貨的也只有4種，需12 月以上交貨的卻多達11 種。彈藥生產能力的急劇下降引起了美國國防部的高度重視，美國國防部一方面逐漸增加采購經費，保證彈藥工業(yè)維持開工的要求;另一方面，為保持其在和平時期的彈藥生產能力，采取了維持彈藥生產線最低限度開工、生產的方式，為戰(zhàn)時迅速擴產打下了堅實的基礎。

2009 年，美國陸軍保障司令部授予阿連特技術系統(tǒng)公司價值2550 萬美元的合同，要求其生產5 種不同的20mmPGU彈藥，這份合同將持續(xù)5 年，合同總額達1.7 億美元。美國陸軍保障司令部要求阿連特技術系統(tǒng)公司生產的5 種PGU彈藥分別是:PGU -27A/B 訓練彈、PGU -30A/B 訓練曳光彈、PGU-28A/B 半裝甲穿透高爆彈以及PGU -28A/B 高爆彈與PGU-30A/B 訓練曳光彈相結合的彈藥。這些彈藥將被用于美軍的F-15、F-16 和F-18 戰(zhàn)斗機以及AH -1 直升機等武器平臺系統(tǒng)。該生產任務將主要由阿連特技術系統(tǒng)公司下屬的中口徑系統(tǒng)子公司承擔，中口徑系統(tǒng)子公司將把部分生產任務交給湖城(Lake City)彈藥廠和雷德福德彈藥廠。

2 對彈藥生產廠及相關行業(yè)進行改造

湖城陸軍彈藥廠(alliant lake city ammunition systems company)是美國唯一一家生產小口徑彈藥的國有彈藥廠，能生產5.56 mm、7.62 mm、12.7 mm 以及20 mm 等各種口徑的彈藥。1998 年，美國國防部與私營企業(yè)阿連特技術系統(tǒng)公司簽訂代管合同，由阿連特技術系統(tǒng)公司代替國防部經營湖城陸軍彈藥廠。從2000 年開始，阿連特技術系統(tǒng)公司與美國軍方合作，共同對該彈藥廠的生產設備和能力進行現(xiàn)代化改造，擴展該廠的生產能力。2003 年至今，美國國防部已陸續(xù)多次撥款，使該廠的生產能力從原來的年產小口徑彈藥3 億發(fā)增加到14 億發(fā)。

2009 年1 月底，美國陸軍保障司令部給阿連特技術系統(tǒng)公司再次撥款4 900 萬美元，用于湖城陸軍彈藥廠現(xiàn)代化改造的關鍵項目。

同時，美國國防部又開始撥款，對唯一一家國有的軍用炸藥與推進劑廠—雷德福德陸軍彈藥廠(radford army ammunition plant，RAAP)進行現(xiàn)代化改造。該廠專門提供生產彈藥推進劑所必需的硝化纖維。美軍小口徑彈藥、航炮、大口徑坦克炮等各種彈藥所需的推進劑都是由雷德福德陸軍彈藥廠提供的。如果不能保證該彈藥廠的生產能力，美國將花費數(shù)億美元重新扶植推進劑生產能力，或者依賴國外的生產商供應。

美國陸軍計劃花費數(shù)百萬美元用于雷德福德陸軍彈藥廠的關鍵項目，以確保該彈藥廠在未來數(shù)十年的持續(xù)生產能力。

3 重視研發(fā)新型彈藥及相關技術

3.1 彈藥產品結構多元化

美國在彈藥工業(yè)領域大量應用高技術，使彈藥向多品種及系列化方向發(fā)展，技術、戰(zhàn)術性能位世界前列，彈藥技術成為美國兵器發(fā)展最活躍的高技術領域之一［3］。20 世紀90 年代以來，美國更加重視彈藥生產技術及裝備的改進，美國兵器工業(yè)采用最新技術生產出各種類型的彈藥，使野戰(zhàn)炮兵從以發(fā)射平臺為中心轉向以彈藥為中心。例如，將功能單一的炮彈改用多功能戰(zhàn)斗部，使其能攻擊多種多樣的目標;采用底部排氣技術、火箭增程、復合增程等技術來提高大口徑炮彈射程;大力發(fā)展子母彈技術;研制攻擊堅固目標和深埋地下目標的戰(zhàn)斗部;將制導技術引入常規(guī)彈藥提高炮彈、火箭彈的打擊精度。彈藥產品結構的特點是:彈種數(shù)量迅速增加;具有精確打擊能力的彈種越來越多;遠程、增程彈種不斷涌現(xiàn);功能各異的特種彈(炮射偵察彈、毀傷評估彈、巡飛彈)層出不窮。無論從裝備還是從研制看，大口徑火炮彈藥均呈多彈種齊頭并進的局面，發(fā)揮各自功能，互為補充［4］。炮彈、火箭彈、航空炸彈和地雷都有子母彈彈種。為實現(xiàn)遠程打擊，火箭增程彈已成為美國榴彈炮用遠程彈藥的主要彈種。

3.2 改進發(fā)射藥技術

減輕彈重的方法主要依靠改進發(fā)射藥，減少裝藥量并提高燃燒效能。德國的4.73 mm 無殼彈采用了高燃點的“奧克托岡”固體發(fā)射藥來替代硝化棉發(fā)射藥，該發(fā)射藥柱熱分解后再燃燒，產生高溫高壓的氣體推動彈頭加速?，F(xiàn)在納米技術的發(fā)展，能制造使火藥燃燒速度更高的催化劑，可以大大提高燃燒效能。通過這種途徑可減輕槍彈的重量，而且會大幅度提高彈頭的初速。另外，利用納米技術制作的發(fā)射藥，能變現(xiàn)有的輕武器發(fā)射機構，因為這種新型發(fā)射藥遇到空氣就發(fā)生反應，新的擊發(fā)機構實際上就是一個控制發(fā)射藥與空氣接觸的機構，將使武器的擊發(fā)機構設計更為簡單。

4 重視專利

4.1 美國專利情況

目前，ATK(Alliant Techsystems Inc.)公司是美國軍方最大的一家小口徑彈供應商，非常重視彈藥相關技術的研發(fā)。ATK 公司在2007 年底到2009 年4 月共取得31 項專利，大都是彈藥方面的技術專利。

如美國專利號7，461，503 的專利就是關于用于火箭發(fā)動機的低成本，低密度燒蝕橡膠絕緣材料，該材料由低密度的EPDM 聚合體構成，并含有阻燃劑和有機填料。

美國專利號7，301，750 的專利是關于起爆裝置的電子交換系統(tǒng)。該儀器是在接到第一個信號后供應能量，在收到與確認第二個信號后給起爆器釋放能量。

美國專利號7，459，043 的專利是關于黑火藥的替代品。這種固態(tài)的防潮煙火劑，其火焰溫度和彈道性能與黑火藥相當，但不含硫磺與木炭。

ATK 公司特別注重內部管理，使用專門研發(fā)的系統(tǒng)進行管理。美國專利號7，401，035 的專利就是運用優(yōu)先法從現(xiàn)有招標中選出中標人，從而達到項目的有效管理。

除了ATK 公司外，還有不少的國外企業(yè)進行彈藥及其裝配工藝專門的研究。

美國貝克休斯公司的注塑聚能射孔彈藥型罩是一種用注塑方法形成的聚能射孔彈藥型罩，藥型罩的成分包括金屬粉末和有機粘結劑，被混合后在注模裝置中進行處理，并從注模裝置進入模具中，在模具中制成藥型罩坯。藥型罩坯通過機械方法和化學方法被脫粘。機械脫粘包括加熱，化學脫粘包括用溶液來處理藥型罩坯、溶解并去除粘結劑。形成聚能射孔彈藥型罩的方法不包含燒結步驟。該方法也可以使用注模裝置制成的未經脫粘的“半成品”。聚能射孔彈套也可以用該方法生成。形成聚能射孔彈套的方法中可以使用附加的燒結步驟。

美國奧林公司的國際公布號為WO2003/029746 雙芯彈藥及制造方法。如圖1，該方法提供了一個子彈套(70;170)母體、一個顆粒狀第一芯(72;172)和一個第二芯(74;174)母體。把顆粒和第二芯母體插進套母體。把第二芯母體壓到顆粒上，從而使顆粒變形，充滿套母體的前部容積成為第一芯，而第二芯母體的變形比較小(如果有的話)。使套母體的后區(qū)變形來容納第二芯母體成為第二芯。優(yōu)選實施例基本上形成現(xiàn)有子彈的插入替代物。一個競賽實施例的特征為一個鉛后芯和一個極輕前芯(如碳化物粉末)。一個無毒實施例包括一個錫前芯和一個較硬后芯。

圖1 雙芯彈藥

美國奧林公司的國際公布號為WO99/18409 的小口徑的無毒穿甲子彈(50)具有串列的第一彈芯(52)和第二彈芯(54)，它們被彈殼(18)包容。第一彈芯的硬度高于第二彈芯的硬度，第二彈芯的布氏硬度在約20 和約50 之間。第二彈芯(54)的硬度大大高于鉛的硬度以及當?shù)谝粡椥緵_擊靶板時，第二彈芯可抵抗被壓縮形成鼓凸，其結果是更多的動能轉移至第一彈芯(52)，而不是沿裝甲靶板的表面擴散。更有效的轉移動能有可能使用低密度的第二彈芯(54)，例如退火的銅。同時，提供一種制造穿甲彈的辦法:提供一個彈殼預制件，它具有尖形的前部和限定空腔的側壁;將一個第一彈芯處理至第一硬度;將一個第二彈芯處理至低于上述第二彈芯硬度的第二硬度，第二硬度在約20hb 和約50hb 之間;將上述第一彈芯和第二彈芯順序地插入空腔，第一彈芯鄰接尖形的前部。機械變形彈殼預制件將第一彈芯和第二彈芯固定在空腔內以形成斜的凹進的后部與第二彈芯鄰接。

圖2 小口徑的無毒穿甲子彈其他國家專利情況

4.2 其他國家專利情況

卡圖休斯巴西公司國際公布號為WO2005/075932 的無鉛整體膨脹射彈以及制造方法涉及由可變形金屬的單個實心件制成的子彈，其不包含鉛或有毒材料、容易變形但在軟環(huán)境中不會破裂并且具有高速能量傳遞、在硬靶中高度堅固，在穿入那些靶時，保留大部分或其全部最初重量。所述目的是通過構造一個在縱軸上具有空腔的堅固的整體子彈來達到，其中空腔是朝子彈的前端敞開。該構造方法包括一系列簡單操作:借助于切割、鋸開或剪切適宜材料產生適當重量和直徑的圓柱胚料;通過借助單一或逐漸圓形或多面形橫截面的重頭的一次或多次沖擊進行成型，形成以縱軸為中心的空腔，以及形成拱形或錐形形狀，并借助外部預切割以促進均勻變形。該發(fā)明適用于任何手槍、步槍或獵槍彈藥;當用于平滑的槍膛時，通過將重心定位在空氣動力中心的前頭，以獲得子彈必要的穩(wěn)定性。

圖3 無鉛整體膨脹射彈

芬蘭帕特里亞武器系統(tǒng)有限公司國際公布號為WO2005/075933 的一種用于尾翼穩(wěn)定迫擊炮炮彈的增量裝藥裝置。

一種用于尾翼穩(wěn)定迫擊炮炮彈的增量裝藥裝置，該增量裝藥裝置具有:用于炮彈的尾軸(2)的基本上中心定位空間，所述空間能將增量裝藥裝置圍繞尾軸(2)安裝;從所述空間延伸到增量裝藥裝置(4)的邊緣的安裝開口(6)，所述開口的寬度小于尾軸(2);以及沿增量裝藥裝置的厚度方向延伸的凸起，所述凸起可放置到相鄰的增量裝藥裝置(4)的安裝開口(6)內部，以將相鄰的增量裝藥裝置(4)彼此相對鎖定，其特征在于:在增量裝藥裝置(4)的厚度方向上，即在沿著炮彈的縱向安裝在適當位置上的增量裝藥裝置(4)的相對側上，設置兩個凸起(7a，7b)，這2 個凸起可被放置在相鄰的增量裝藥裝置(4)的安裝開口(6)內部，從而所述增量裝藥裝置(4)的凸起被放置到相鄰的增量裝藥裝置的安裝開口中，以將相鄰的增量裝藥裝置(4)彼此相對鎖定。同時，借助于凸起將安裝在炮彈的尾軸(2)的周圍適當位置上的增量裝藥裝置(4)鎖定，使其不能相對于炮彈轉動。

這幾個標號在圖4 中沒有體現(xiàn)。

圖4 尾翼穩(wěn)定迫擊炮炮彈的增量裝藥裝置

5 結束語

從現(xiàn)代化彈藥供應能力、彈藥生產廠及相關行業(yè)改造、重視研發(fā)新型彈藥及相關技術和專利等方面對彈藥裝藥裝配技術進行了趨勢分析，為我國彈藥裝藥裝配技術的發(fā)展提供一定的參考。

［1］王澤山.火藥裝藥設計原理與技術［M］.北京:北京理工大學出版社，2006.

［2］李鳳生.新型火藥設計與制造［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2008.

［3］王志軍，尹建平. 彈藥學——兵器科學與技術［M］. 北京:北京理工大學出版社，2005.

［4］邢恩峰.中大口徑炮彈增大軸向毀傷效能的研究［D］.南京:南京理工大學，2007.