军事技术基础-8

同根相怜

第四讲   弹药(含地雷与手榴弹)
       弹药一词包括的范围很广，从手枪子弹到高速穿甲弹，从手D榴弹到重炮炮弹，从简单的照明火箭到洲际弹道导弹统称之为弹 药。本章将概述从武器中发射的弹丸装药系统之设计及所使用弹 丸的类型。还将论述火箭和制导武器的战斗部，但不谈它们的推 进剂部分，推进剂部分将在第8册中详述。有关地雷部分也在本 讲内论述

     全弹

     一发弹的结构取决于发射该弹的武器的设计，武器的主要分类有速射炮、无坐力炮和分装式或后装火炮等。还有其他一些炮 种，但它们都是这三种炮的变种。速射炮发射药装在钢或黄铜的 金属药筒内。药筒密封装在身管药室的末端以阻止火药气体的逸 出；这种密封作用称闭气。弹丸被牢牢固定在药筒的口部，使全 弹能整体装填到武器上：就是这种单发装填作用使火炮可实现快 速发射。

     当发射药被点燃时，所产生的火药气体压力使药筒膨胀紧贴炮膛而达闭气的目的。当火药气体压力进一步增大时可迫使弹丸 脱离药筒颈部，并沿身管脱离炮口而射出。当气体跟随弹丸逸出 炮口后，身管和药筒内的压力下降。药筒不再紧贴炮膛壁，并可 被抽出。

     无坐力炮正如它的名称所描述的那样，没有后坐力，因此就无需缓冲装置。通常比一般火炮为轻，但这是以炮弹较重、初速 较低(下面还要进行解释)为代价的。

      当发射药被点燃后所产生的火药气体开始使压力升高。这一点和速射炮是一样的。使无坐力炮弹成功地实现无坐力的设计原 理是使弹丸和药筒颈部连接的压紧力，与药筒底部闭气垫爆裂极 限之间处于平衡状态，在闭气垫破裂前，弹丸已挣脱药筒，开始 向前运动了几毫秒，推动弹丸沿身管向前运动的力与气体向后喷 出喷管的力是大小相等方向相反的。武器则仍保持静止不动的许多火炮配用的弹可能太大，以致不能整体装填，这是由于重量过重不便手工搬运，或由于过长而造成储存与手工搬运的困 难，解决此问题的办法就是设计后膛装填火炮。这种火炮使用的 弹药常称为“分装式”弹药，因为弹头和发射药彼此是分离的。在 弹头被塞进药室前端后，发射药再跟着推进药室。分装式弹药的 发射药可能装在带金属底座的可燃药筒内；但在大多数火炮的“酋长”坦克上通常采用的是发射药药包。由于没有药筒起闭气作 用，所以必须认真地设计和制造炮闩，由炮闩来完成闭气作用。

        发射    药筒装药或发射药的作用就是非常快速的燃烧，以产生大量火药气体并形成较高的压力，其结果是推动弹丸在膛内做高加速 度运动。装药的主要部件是只燃烧而不会瞬时起爆的火药。对设 计者来说不幸的是这种火药不易点燃，因此就需要有一个炸链，也就是用很少量易起爆的敏感炸药，逐次经过一些不太敏感 的中继药再传至主装药

     典型药筒装药的炸药链见图3．3，火帽依靠它的结构设计和D组分在受到击针或电脉冲击发时能被点燃，然后它产生的火焰再 点燃在传火管中不太敏感的火药，依次通过传火管中的部件最后 点燃敏感性最低的主发射装药。
弹丸

      弹药的另一个主要部分就是弹丸或称弹头。最简单的弹丸是轻武器的子弹头。

    轻武器子弹

     也许设计轻武器子弹头最容易的途径是考虑它的“制动能力”。概略估计，一粒子弹头必须能将80焦耳(59英尺一磅)的能量转移到人体上，才能使之失去活动能力，为此一枚一定重量 的弹头在射击达到有效距离时，必须具有足够的速度。如在第五 章和在本丛书第5册中描述的那样，现在的趋势是子弹头比过去 小而速度高了，由子弹头减小而降低的“制动能力”可由速度的提 高而得到补偿。轻武器子弹头的形状和所有火炮弹丸一样是在对 目标的最大损伤要求与能穿过空气准确到达目标上的要求，两者 间的协调统一。

     平头子弹头可能会具有最大的毁伤能力，但为了保证射击精度及所需射程，又要求子弹头细而尖。

     迄今用得最广的轻武器子弹是反人员杀伤弹头。这种子弹头称普通子弹，另外两种常用的子弹是穿甲弹和曳光弹。它们的一 般结构见图3．4。

     所有子弹头都有一外壳，此外壳具有足够的强度以致能经受的住发射时的压力。同时还必须具有一定的塑性，以便于能嵌入枪 膛中的来福线，使之产生旋转运动。通常采用在膛线内几乎不产 生挂铜现象的镍制成。在外壳内弹芯的结构是由穿透目标和保持 弹丸在空气中飞行稳定性的需要而定的。为保持良好的飞行稳定 性，弹丸的重心应尽可能的接近弹底，其次要有助于在预定射程 上具有良好的穿透能力

      杀伤
   对于杀伤弹头来说要获得最佳终点效应和在预定射程上保持最佳弹道性能之间达到协调统一是比较困难的。最容易设计的是 用手投掷的杀伤手榴弹。这种弹唯一的限制是必须小到能用手握 得住和轻到便于投掷。

     多年来一般公认用于杀伤人员的装置，其效果最佳的破片为一克左右。达到这一要求是没有问题的，因为可用在手榴弹弹壁 内刻槽的办法来保证破片性能。一殷采用的方法是用带刻痕的线 圈缠绕在薄壳内。美国 M26手榴弹和至今还在英军中服役的D12AI就采用这种结构(见图3．5)，手榴弹的其余部分是炸药链，是用来将预先刻制好的刻槽弹爆炸成1250个破片。除手榴弹外，最容易设计的是火箭或地对地导弹的战斗部。这类战斗部不象炮弹那样要承受很大的发射应力。因为火箭和导 弹的加速度比较小，有可能配用弹壳按最佳破片要求刻槽的有效 破片战斗部，甚至有可能配用在弹壳上嵌入预定尺寸滚珠的战斗 部。然而，一般说来为运送比较简单的破片装置而使用火箭或导 弹则过于昂贵，所以如果不配用核或化学战剂战斗部的话，一般 倾向于用它们运载子母弹战斗部，关于这方面问题后面还将详细 介绍

     迫击炮弹也是一种比较容易设计的弹种，因为它通常是在亚音速下发射，它的弹壁一般比炮弹弹壁薄，但这也仅限于60D米左右或更小口径的轻型迫击炮弹可以采用刻槽弹，超过这一口 径的迫击炮弹都嫌发射应力过大而不能采用。现在介绍一下“装 药重与弹重质量比”的概念是合宜的。

     为确定杀伤装置的破片效能，可用一经验方法，设计者总是想使产生约一克重量的破片数量最多，所以相对于弹壳重量的炸 药装药量应多一些为宜。在极端情况下，在一厚壁容器内装有很 少量的炸药，爆炸后只能将容器分裂成两半；而在一个很薄的容 器内装有大量炸药，爆炸后则可将容器变成粉末。实际上设计一 个弹壁非常薄的弹头是很困难的。
    由于迫击炮弹承受较低的发射应力，所以能设计出比炮弹弹D壁薄的弹丸，这样。它当然是一种破片性能比较好的弹丸。而且，由于迫击炮弹的落角近于直角，它的破片可有效地分布在一 个圆内。由于火炮落角较小，它的破片有许多要损失在地下。


    最难设计的杀伤弹头是现代高速火炮发射的榴弹。士兵要求火炮应将炮弹发射到更远的距离上，那么炮弹在身管内就要承受 更大的加速度，以达更高的炮口速度，此外还要求炮弹具有一定 的射击精度。这意味着炮弹必须具有良好的空气动力外形，并进 行高速旋转。所以为满足这些要求只得降低对薄壁弹壳的要求。 但是现代的设计者使用了性能更好的金属做外壳，采用改进的炸 药做装药，又不断地提高了装药与弹重的质量比。


     反装甲弹


     对于反装甲弹丸来说，同样有上面这些要求来达到协调统 一，只是它们的主要目标是对装甲车辆的内部造成损坏，而坦克 的装甲内部则是最难对付的目标。为使弹丸具有对装甲后面的作 用效果，有四种主要的途径。一般将它们分类为：第一动能攻击 (弹)，第二碎甲弹，美国称之为塑性炸药弹，第三最常用的空心 装药破甲弹，第四碟型装药弹。我们将依次进行介绍。动能攻击弹(简称动能弹--译者注)


     动能攻击在概念上就是以一种强力的方法进行攻击。实际上D就是投掷一块用非常坚硬的材料做成的实体(弹丸)，以尽可D快的速度撞击到装甲车上并在它上面冲出一个洞。此弹丸在穿透 装甲时常被撞成碎片，在车辆内部爆裂并向四周飞散而造成D伤。事实上，现在这种弹的设计和所使用的材料已变得复杂D了。最初这种动能攻击弹仅是一个实心的钢弹称为穿甲弹，但随 着装甲目标材料和角度的改进，需要更大的速度才能穿透装甲。 经过1939一1945年第二次世界大战及战后时期对这种弹进行一系列的改进后，实心钢弹发展成脱壳穿甲弹并已用于大多数的西 方坦克炮上。其草图如图3．7所示：


    采用这种设计结构是由在弹丸飞行的两端所存在着的相互矛盾的要求而导致的。在目标端需要一个很细的高密度材料做成的 能穿孔的杵，而在火炮发射端则为使发射药气体推动弹丸达到最 大推力和炮口速度，则要求弹丸具有更大的压力承受面。在脱壳 穿甲弹上使这两者协调统一的办法是将一个杵--准确地说是弹芯，封装在一个以全炮膛尺寸为其基座的脱壳中从而形成此弹。 在弹丸离开身管后，脱壳脱离弹芯，弹芯戴着风帽飞向目标。风 帽有一弹道部件可以提供一个良好的空气动力外形，另外还有一 穿甲部件(称被帽--译者注)在撞击目标时可防止弹芯破碎，因此当碰击目标时，它先穿孔然后弹芯钻入装甲，在装甲后面破 碎；产生损伤效应。近年来，弹芯常使用碳化钨合金制成，现在 许多国家正在考虑使用废铀制弹芯。


    为使脱壳穿甲弹飞行稳定，如采取旋转稳定方式就必须用有膛线的火炮发射，为提高脱壳穿甲弹的穿甲性能，弹芯应越长越 细为好。可是用线膛炮发射时，弹芯就不能太长，如果太长就会 失去飞行稳定性，所以这时弹丸的长度又受到了限制。而采用尾 翼稳定，就可以解决这个问题，可以使弹形呈箭形，由一光滑的 炮膛发射或在弹上装以滑动弹带用线膛炮发射。西德、苏联和美 国已选用了滑膛炮，只有英国还保留用线膛炮发射，因为他们希 望能继续使用不宜于尾翼稳定的碎甲弹。尾翼稳定脱壳穿甲弹的 主要部件。


     在弹丸离开炮口以后，弹托和底坐脱落，留下图中称为穿甲弹芯的长棒，靠尾翼稳定继续飞向目标。这种弹比一般脱壳穿甲 弹的优点是由于使用滑膛身管炮发射，炮口速度较高，并由于以 较小的面积撞击目标，单位面积上相对质量就要大些，因而可获 得较大的穿甲深度。


      很容易看出，任何动能弹都必须用高膛压火炮发射。这就意D味着必须将一个长而重的火炮安装在一个大的炮架上。实际上常 常被架在大的装甲战车上。如果考虑到价格或隐蔽性则需要用比 较小的发射架，那么必须采用其他的击毁装甲的手段。