淺析基于發(fā)射裝藥技術(shù)來提高穿甲彈初速

張鎮(zhèn)洲，焦志剛，張起博

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院，遼寧 沈陽110159）

對于21世紀(jì)的陸地戰(zhàn)爭，坦克和其他裝甲裝備仍然是最主要的戰(zhàn)斗裝置，根據(jù)有關(guān)專家的研究，對于當(dāng)前的地面戰(zhàn)場，其作為重要的武器，在進(jìn)行陣地戰(zhàn)的過程中具有非常重要的意義。因此，在未來的陸地戰(zhàn)爭武器研發(fā)中，針對坦克的戰(zhàn)爭裝備將是決定戰(zhàn)爭勝利的主要武器之一。

1 坦克炮發(fā)展中存在的問題

對于當(dāng)前的坦克技術(shù)發(fā)展，其一般是將其火力作為主要的參數(shù)，通過活力提高來使坦克在戰(zhàn)爭中的作用提高，根據(jù)當(dāng)前實(shí)際上的普遍認(rèn)知，若坦克的火力無法得到有效的提高，其就不是一臺具有生命力的坦克。對于當(dāng)前世界各國的坦克裝備來說，其主要的彈藥為穿甲彈，這種穿甲彈能夠?qū)μ箍嗽斐奢^強(qiáng)的穿透性，從而實(shí)現(xiàn)對敵人坦克的打擊，而在最新的研究數(shù)據(jù)中表明，目前大部分的穿甲彈已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)代坦克的裝甲穿透效果，像美國和俄羅斯的陸地坦克，其已經(jīng)能夠抵擋住當(dāng)前世界上大部分的穿甲彈攻擊，從而保證自身的安全，在戰(zhàn)爭期間，這種坦克投入戰(zhàn)爭中會對整個戰(zhàn)爭的局勢造成非常大的影響。

2 改良發(fā)射裝藥技術(shù)，提高穿甲彈初始速度

在現(xiàn)代武器發(fā)展中，其對裝甲武器的防護(hù)提出了新的要求，這使得傳統(tǒng)的穿甲彈很難實(shí)現(xiàn)對裝甲武器的穿透和有力打擊，對此，為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)對敵人裝甲裝備的摧毀，現(xiàn)代武器研究專家加強(qiáng)了對提高坦克穿甲彈的初始速度的研究力度，尤其是近些年以來，西方等發(fā)達(dá)國家逐漸開始研究電磁炮和電熱化學(xué)炮，從而提高穿甲彈對坦克的攻擊力。對于這些新型炮火的研究，其主要是由于傳統(tǒng)的穿甲彈研究以及達(dá)到了極限強(qiáng)度，很難在傳統(tǒng)技術(shù)上提高穿甲彈的威力。

對于穿甲彈，其威力同炮彈的初始速度之間具有非常緊密的聯(lián)系，通過提高穿甲彈的初始速度能夠大大提高其初始發(fā)射動能，從而使炮彈在打出后能夠更好的對敵人坦克實(shí)現(xiàn)打擊。而對于穿甲彈的初始動能提升，其主要是通過提高穿甲彈的發(fā)射藥的能量或者改善發(fā)射藥在炮膛內(nèi)的燃燒規(guī)律來提高穿甲彈的初始動能，特別是隨著現(xiàn)代技術(shù)和材料的不斷出現(xiàn)，裝藥設(shè)計也在不斷更新和完善。

2.1 高能發(fā)射藥

對于發(fā)射藥的設(shè)計工作，其主要是研究能夠在彈道內(nèi)更好發(fā)揮自身能力，從而提高炮彈初始動能，在進(jìn)行裝藥設(shè)計的過程中，高能發(fā)射藥一直是穿甲彈研究的重點(diǎn)內(nèi)容，通過有關(guān)數(shù)據(jù)研究得知，在進(jìn)行不同能量的發(fā)射藥測試時，高能發(fā)射藥能夠大幅度提高穿甲彈的初始動能，從而使其在戰(zhàn)爭中更好的打擊敵方坦克。對于這一研究成果，其能夠大大提高有效利用面積較小的分裝式彈藥結(jié)構(gòu)武器。目前，對于高能發(fā)射藥，國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了理論火藥威力超過1 750 kJ/kg的高能發(fā)射藥研究。而在我國的高能發(fā)射藥研究方面，目前也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1 127.8 kJ/kg的高能發(fā)射藥研究和實(shí)現(xiàn)，且這些高能發(fā)射藥目前已經(jīng)應(yīng)用在大口徑的穿甲彈中，從而大大提高了我國陸地坦克戰(zhàn)爭的實(shí)力。隨著我國技術(shù)的快速發(fā)展，新型的高能發(fā)射藥研究仍在繼續(xù)，這使得我國的穿甲彈威力大大增強(qiáng)，有效提高了我國在陸地戰(zhàn)爭中的實(shí)力。

2.2 增強(qiáng)裝填密度

根據(jù)有關(guān)資料顯示，國外在進(jìn)行火炮設(shè)計的過程中，為了更好的實(shí)現(xiàn)炮彈的初始動能的提高，其將火炮的藥室設(shè)計的非常小，且炮筒長度較大，這種設(shè)計模式使得裝填密度大大提升，能夠使得彈丸的初始速度獲得較大的提升。這一設(shè)計模式，其主要是通過增強(qiáng)裝填密度使得發(fā)火藥在短時間內(nèi)揮發(fā)較強(qiáng)的能力，從而提高火藥對彈丸初始速度的提升。由于火藥力的大幅度提升具有較多的限制因素，在進(jìn)行研究的過程中，為了能夠更好的提高彈丸初始速度，可以對炮膛內(nèi)的火藥裝填密實(shí)度進(jìn)行控制，通過裝藥空隙提高其發(fā)射能力，或者在進(jìn)行設(shè)計的過程中不同位置選擇不同燃燒速度的火藥，從而使其在燃燒的過程中能夠最大程度上轉(zhuǎn)化為彈丸的初始速度，且保證彈丸在炮膛內(nèi)形成平臺效應(yīng)，增強(qiáng)其初始速度。通過相關(guān)數(shù)據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)，在其他條件不改變的情況下，通過增強(qiáng)火藥的裝填密實(shí)度能夠提高彈丸初始速度10%左右，這一提升使得穿甲彈的攻擊力大大提高。

2.3 溫度補(bǔ)償技術(shù)在穿甲彈發(fā)射中的應(yīng)用

對于發(fā)射藥的初始溫度，其是影響火炮彈道性能的主要因素之一，這種影響因素還會隨著火炮的裝填密實(shí)度增加而增加。在進(jìn)行裝藥設(shè)計的過程中，彈丸本身的強(qiáng)度和身管的強(qiáng)度等對發(fā)射藥的溫度和壓力具有較大的限制，因此，在進(jìn)行初始溫度設(shè)計時需要對其進(jìn)行充分的研究，防止因溫度過高或壓力過大而造成彈藥在腔內(nèi)爆炸等問題的出現(xiàn)。對于當(dāng)前的發(fā)射藥，其中有很多對燃燒的初始溫度較為敏感，這些發(fā)射藥在使用的過程中對溫度有較高的限制，若超出其燃燒溫度較多，武器用的過程中很難發(fā)揮其威力。

近些年以來，隨著我國對火炮性能的深入研究，逐漸引入溫度補(bǔ)償技術(shù)來提高火炮的發(fā)射能力，通過低溫系數(shù)裝藥技術(shù)，使得炮彈在彈道內(nèi)的性能無限接近理想狀態(tài)，從而大大提高彈丸的初始速度。根據(jù)有關(guān)資料顯示，對于這一技術(shù)的應(yīng)用，其能夠更好的提高發(fā)射藥的性能發(fā)揮效果，結(jié)合增面燃燒性能較好的新型發(fā)射藥，從而四線穿甲彈的初始動能提升，我國隨著研究的深入也將這一技術(shù)引入到穿甲彈武器中，從而有效提高了穿甲彈的初始動能。

2.4 發(fā)射藥的幾何形狀設(shè)計

對于發(fā)射藥的幾何形狀設(shè)計工作，其能夠使得發(fā)射藥在燃燒的過程中更加充分，提高穿甲彈的初始速度，當(dāng)前的發(fā)射藥設(shè)計，其主要是增強(qiáng)其增性燃燒，這樣能夠使得彈丸在炮膛內(nèi)獲得更多的動能。而為了選擇更加合理的設(shè)計，在進(jìn)行發(fā)射藥形狀設(shè)計時需要結(jié)合燃燒定律對發(fā)射藥的燃燒以及燃燒面積進(jìn)行計算，得出最佳的發(fā)射藥幾何形狀。根據(jù)對多種發(fā)射藥進(jìn)行研究可以得知，多孔發(fā)射藥在進(jìn)行使用時具有最佳的增面燃燒性能，其隨著孔數(shù)量的增加，發(fā)射藥的燃燒性能逐漸提升，其中以19孔的梅花形狀燃燒性能最佳，在進(jìn)行彈丸發(fā)射的過程中，這一發(fā)射藥幾何形狀設(shè)計能夠在瞬間實(shí)現(xiàn)分裂和燃燒，從而大大提高發(fā)射藥對彈丸的動能提升。

伴隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)在不改變發(fā)射藥的組成成分的基礎(chǔ)上僅僅改變其幾何形狀就能夠?qū)崿F(xiàn)對彈丸初始速度的提高，近些年以來，國內(nèi)外各國在武器研究方面不斷改善發(fā)射藥的組成成分和幾何形狀，其中19孔的棒狀藥等不但被應(yīng)用在發(fā)射藥設(shè)計中，這些改善使得彈丸的初始速度得到了有效的提升。

2.5 隨行裝藥技術(shù)

對于常規(guī)的發(fā)射藥裝藥結(jié)構(gòu)，其在進(jìn)行設(shè)計的過程中，彈底壓力要比膛底的壓力低的多，這種情況對彈丸的初始速度同樣具有較大的影響，為了能夠在最大程度上提高彈丸的初始速度，且不對炮膛造成影響，國內(nèi)外各國分別對隨行裝藥技術(shù)進(jìn)行研究，通過隨行裝藥技術(shù)的應(yīng)用，彈丸的發(fā)射初始速度能夠得到有效的提升。

對于隨行裝藥技術(shù)的提高，其能夠使得彈丸在發(fā)射的過程中具有較高的初始速度，這一技術(shù)的關(guān)鍵是使得其在發(fā)射時能夠?qū)l(fā)射藥和彈丸實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)動。而對于隨行裝藥，其需要保證彈丸在發(fā)射的過程中能夠進(jìn)行迅速燃燒，從而使得膛底和彈底之間的壓力差減小，實(shí)現(xiàn)彈丸的最佳發(fā)射。

2.6 點(diǎn)傳火方式研究

對于穿甲彈的傳統(tǒng)點(diǎn)火方式，其采用的是點(diǎn)火藥包和管狀藥等的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)很難在彈丸初始速度方面進(jìn)行較大的提高，為了更好的提高穿甲彈的初始速度，其點(diǎn)火方式也在逐漸發(fā)生著轉(zhuǎn)變，通過新技術(shù)的應(yīng)用，其能夠?qū)c(diǎn)傳火系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而使得裝藥能夠在瞬間實(shí)現(xiàn)燃燒，釋放最大的熱能，增強(qiáng)彈丸的初始發(fā)射速度。

3 總結(jié)

綜合上述所說，對于大口徑的火炮穿甲彈來說，其初始速度的提升對彈丸的攻擊力具有非常大的影響，通過改變發(fā)射藥的組成以及燃燒性能等，使得彈丸在炮膛內(nèi)獲得最大的初始速度，這在當(dāng)前的火炮研究中具有非常重要的意義。此外，發(fā)射藥的密實(shí)度以及變?nèi)妓偬幚淼龋T士的彈丸的初速對其攻擊力具有直接的影響。伴隨著我國科技的快速發(fā)展，我國的坦克穿甲彈攻擊能力也在逐漸提升，這能較大地增強(qiáng)我國的國防力量。

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