装药设计5

第5章火炮火药装药的结构设计火药装药结构设计内容：在弹道方案、火药形状尺寸已确定的情况下★选择发射药在药室（药筒）中的位置★选择点火具的结构（点火药性质、质量、位置、结构）★选用其它装药元件（护膛剂、除铜剂、消焰剂、紧塞具等）目的：使装药能满足弹道指标和生产、运输、贮存、使用寿命等要求装药结构不合理会引起弹道反常。弹道稳定性、勤务操作与弹道指标是进行结构设计时需要考虑的重要内容装药结构设计理论还不完善，没有形成系统的设计方法，缺少设计所需的基础数据目前的装药结构设计过程，首先是以现有结构为雏型，再经过试验检验、修改，直到形成满足要求的结构装药设计的目的，首先是防止产生膛炸和不产生严重的压力波5.1确定火药在装药中的结构一、管状火药和粒状火药装药的结构设计对管状火药设：装药中心是一根管状药，其它外围有n层管状药若Dp为药室直径，药管外径为de，内径为d0，则：eepddDn2（1）2R12RnDpdeN层各层距装药中心的半径分别为R1＝de，R2＝2de，….Rn＝nde第n层的周长为2πRn=2πnde各层周长总和为2)1(2)2(21nndndddLLeeeenii将（1）式带入，得：eepeepeepeddDddDddDdL)1(42122222装药中火药单体的总根数N＝L/de＋1：22222241)1(4epepepdDKdDdDN由从弹道设计方案中确定的装药量mp，可计算火药单体根数：)(42202ddCmNepw若NNw，说明装药能装入药室，设计可行否则修改方案，也可适当改动孔径若一根长2C的管状药切成m粒，则装药中能装入的总粒数：N粒＝mN2C为管状药长度二、火药单体在装药中的位置设计要求：★点火燃烧生成物能自由地传播于全部装药，使全部火药在短时间内点燃，保证不形成大的压力波★保证单体和其它装药元件牢固结合，在发射瞬间保持相对位置的一致★保证装药结构简单和战斗使用方便因此，需考虑：火炮的类型、装填方法（1）不同类型装药结构的选用①轻武器：装药量小、附加元件少、药体尺寸小，Δ大（0.95－1.0g/cm3）装药结构较简单，使用粒状药、片状药或球形药散装在药筒内火药在药筒内相对固定（Δ大）、点传火容易（药量少）②定装式装药中使用粒装药时，一般散装，小口径火炮将点火药包帖于药筒底部（如37和57mm加农炮），装填密度较小时，要使用药包装药，把辅助点火药包缝于药包下方（防止药包移动）③装药长度一般不小于药室长度的2/3（防止产生压力波）因此，定装式装药Δ较小时，可使用瓶形药包，使火药单体纵向分布，为了固定，有时用一部分管状药（例：85和100mm加农炮）④管状药捆成药束放入药筒内，辅助点火药捆于药束底部⑤药筒分装式装药使用粒状药时，使用药包，管状不用药包⑥药包分装式装药，不论火药单体是何形状，都使用药包⑦迫击炮装药结构特点是使用基本药管（基本装药）和附加药包（2）点传火过程（结构）必须重视①步机枪和中小可径加农炮，由于装药量少，药室容积小，易于点传火，通常采用粒状或片状药②中口径加农炮：粒状＋管状（或传火管）③大口径加农炮和海军炮：管状、管状＋粒状（或传火管）④迫击炮：尾管用带状或小粒药（兼点传火作用）、附加药包可用双基环状或粒状药（3）装药中各元件的位置必须相对固定：弹道稳定性（4）采用合理的药包布：有足够的强度，防止恶化点传火、产生炮口烟，常用的药包布有人造丝、天然丝、亚麻、棉花、硝化纤维等药包布和赛璐珞等5.2火炮火药装药结构一、线膛火炮的装药结构可分为药筒定装式、药筒分装式以及药包分装式等几种结构（1）药筒定装式装药★装药量是固定的，无论在保管、运输和发射时，装有药筒与弹丸都结合成一个整体★现有中小口径加农炮、高射炮都采用药筒定装式装药★优点：发射速度快，装配后的全弹结合牢固，密封性好，运输、贮存和使用方便★粒状药一般散装在药筒内，管状药成捆的装入药筒内用底火或与辅助点火药一起作为点火器，大部分装药都使用护膛剂和除铜剂。为了固定装药还用了紧塞具例：1955年式37mm高射炮榴弹装药1－底火；2－点火药；3－药筒；4－7/14火药；5－钝感衬纸6－除铜剂；7－紧塞具；8－弹丸★火药：7/14的粒状硝化棉火药，散装在药筒内★点火：底-2式底火和5g质量的2#黑药★在药筒内侧和火药之间有一层钝感衬纸★在火药上方放有除铜剂★整个装药用厚纸盖和厚纸圈固定★药筒和弹丸配合后，在药筒口部辊口结合多孔粒状药的优点：装填密度高、增面燃烧粒状药的缺点：在药筒较长时，上层药粒点火较困难★粒状药的装药长度大于500mm时，离点火药较远一端的药粒可能产生延迟点火为了解决这个问题，常采取了以下几个措施：①利用杆状点火具，如中心点火管使点火药沿药筒纵向均匀分布②用几个点火药包分别放在在装药底部、中部或顶部等不同的部位，进行多点同时点火③用单孔管状药药束替代传火管改善点火条件。1：底火；2：药筒；3：中心传火管例：1956年式85mm加农炮装药全装药：14/7（88％）和18/1（12％）单基药，装药时先将18/1药束放入药袋内，然后倒入14/7火药。再放除铜剂，药袋外包钝感衬纸后装入药筒内。装药用底-4式底火和1#黑药制成的点火药包点火，18/1管状药束起传火管作用减装药：装药量减少后，装药高度达不到药筒长度的三分之二，所以85mm加农炮的减装药采用一束管状药其长度接近药筒的长度1-点火药；2-火药；3-药包纸；4-药筒；5-厚纸盖；6-紧塞具；7-厚纸筒；8-弹丸例：1959年式l00mm高射炮弹药1-药筒；2-护膛剂；3-除铜剂；4-抑气盖；5-厚纸筒；6-炸药；7-弹头；8-引信；9-弹带；10-火药；11-点火药；12-底火火药：双芳－3（18/1型）用粒状药时比较难实现瞬时同时点火（药室长607mm）故采用管状药（改善装药的传火条件）装药时先把管状药扎成两个药束，依次放入药筒中药筒和药束间有钝感衬纸，装药上方有除铜剂和紧塞具装药用底-13式底火和黑火药制成的点火药包点火（2）药筒分装式装药大口径弹药质量较重，药筒定装式装药装填操作困难药筒分装式装药是将装有火药的药筒和弹丸分开包装，分别贮存，射击时先装弹头，再装发射装药药筒分装式装药一般是变装药，火药量是可变的我国122和152mm榴弹炮，152mm加农榴弹炮，122、130和152mm加农炮都配用药筒分装式装药★药筒分装式装药是由混合装药组成可变装药（少数是单一装药）★混合装药中可有单孔或多孔、单基或双基等不同的药型的火药★常用薄火药制成基本药包，用于近程射击；用厚火药制成附加药包，它与基本药包一起用于远程射击★为了简单和战斗使用方便，附加药包大都是等重量药包★单独使用基本药包，射击时必须达到规定的最低初速和解脱引信保险的最小膛压，全装药必须达到规定的最高初速和不超过允许的最高膛压★点火：用底火和辅助点火药包（根据装药结构，辅助点火药包可以集中地放在药筒底部，也可以分散的放在药筒的几个地方）★常有护膛剂和除铜剂，中威力装药有时只用除铜剂★药包结构和位置直接影响到点火和弹道性能的稳定程度，也影响到阵地操作和射击勤务例：1910/1930年式122mm榴弹炮的装药1-底火；2-药筒；3-点火药；4-基本药包5-等重药包；6-紧塞具；7-密封盖★它的基本药包和附加药包都是扁圆型的，它们的重叠堆放组成整个装药★药包间有两层药包布垫，点火药气体要穿过十几层药包布才能达到装药的顶端，容易使点火和弹道性能不稳定★因此这种结构不可取例：1954年式122mm榴弹炮装药★内装4/1火药的扁圆型基本药包，放在底火上部药包下是内装30g黑药的点火药包★另有8个内装9/7火药的附加药包：四个质量较小的等重药包并排放置在基本药包之上，在上面是四个较大的等重药包（大药包约为小药包质量的三倍）附加药包呈圆柱形。★药包间有较大的缝隙，便于点火药气体向上传播，改善了点火条件★装药的上方有除铜剂和紧塞具，为防止火药受潮，顶部还有密封盖1-底火；2-基本药包；3-点火药；4-基本药包；5-下药包；6-上药包；7-除铜剂；8-紧塞具；9-密封盖例：1956年式152mm榴弹炮的装药★和1954年式122mm榴弹炮的装药相似★8个附加药包内装12/7火药，同样分成上下两组★基本药包也装4/1火药★另有两个点火药包内装黑火药，分别缝在基本药包的上、下两面★下点火药包药量30g，位于底-4式底火之上基本药包之下；上点火药包点火药重20g，位于基本药包和附加药包之间例：原苏联1931/1937年式122mm加农炮装药1-等重药包；2-中间药束；3-底火；4-点火药；5-药筒；6-基本药包；7-捆紧绳；8-钝感衬纸；9-等重药包；10-中间药束；11-除铜剂；12-紧塞盖；13-密封盖组成：一个基本药束和三个附加药束（乙芳-3-17/l火药），基本药束底部扎有一个130g黑药点火药包，装药的外侧面有钝感衬纸，基本药束放在药筒内，其下面是底-4式底火。中心附加药束放置在基本药束的上方。另两个附加药束为等重药束，用药包布包装成两个药包，每个药包用线缝成三等分，分别装入等重量的管状药。两个药包放在中心药束的两边，两个附加药束（6个等重药束）就以等边六边形的分布围在中心药束的外侧。在整个装药上方有除铜剂和紧塞具例：美国M413式105mm杀伤子母弹的装药为加强点火的同时性，采用园环型药包结构在园环的中心装有传火管例：60年式122mm加农炮的减变装药1-底火；2-消焰剂；3-点火药；4-药筒；5-基本药包；6-除铜剂；7-等重药包；8-钝感衬纸；9-紧塞盖；10-密封盖基本药包：12/1和13/7两种火药，装药有两个瓶颈附加药包：两个等重13/7药包装药时，先把一个圆环形的消焰药包放在底火凸出部的周围，再放基本药包。由于它有管状药，所以装药能沿药室全长分布。在第二个细颈部上扎有除铜剂两个等重附加药包内有护膛剂，每个附加药包分成四等分，呈四边形把基本药包围在中间，装药上方有紧塞具和密封盖（3）药包分装式装药★与药筒分装式装药的结构相似，差别是一个用药包而另一个用药筒装火药★药包分装式用绳子、带子、绳圈把药包绑在一起，平时保存在密封的箱子内，射击时直接放入火炮的药室★用药包分装式装药的火炮的炮闩有特殊的闭气装置★大口径的榴弹炮和加农炮用这类装药★可用一种或两种火药。可能只要一种组合装药就能满足几个等级初速的要求。但有时一种组合装药不能满足，要用两种组合装药，一个是能满足那些初速较高并包括最大初速的组合装药；另一种是能满足较低初速并包括最小初速的装药。例：原苏联1931年式203mm榴弹炮装药由两部分组成：第一部分为减变装药，有一个基本药包和四个等重附加药包。基本药包和附加药包都采用5/1硝化棉火药，装在丝制的药包内。在基本药包上缝有85g黑药点火药包第二部分为全变装药，由基本药包和装有17/7单基药的六个丝质等重药包组成。基本药包上缝有点火药包，装200g大粒黑药装药有除铜剂，用缝在基本药包上的丝带将基本药包和附加药包扎在一起。例：美国155mm火炮采用药包分装式装药M3A1装药：绿色药包装药，由一个基本药包和四个附加药包组成，构成1～5号装药。附加药包用四条缝在基本药包上的布带捆在一起，手工在药包顶部打结点火药包装100gCBI点火药，缝在基本药包下面整个M3A1装药包含大约2.5kg单孔发射药。基本药包前方加一个消焰剂药包，每包57g，附加药包4号和5号前各加一个消焰剂药包，每包28g。消焰剂为硫酸钾或硝酸钾★M4A2装药：为白色药包装药，由一个基本药包和四个附加药包组成，构成3～7号装药。其基本构造与M3A1装药相同。M4A2装药包含大约5.9kg多孔发射药。基本药包前方加一个消焰剂药包，每包28g★M119装药：单一白色药包8号装药，中心传火管穿过整个装药的中心。装药前端缝有消焰剂药包。该装药仅用于长身管155mm榴弹炮（M19系列和M198）贮存时必须水平放置，以免中心传火管弯曲或折断★M119A1装药：该发射装药除了没有环形消焰剂药包外，与M119