第9章 药筒与装药

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3.2 药筒的作用
在炮弹装填以后，药筒与火炮药室壁之间存有间隙，该间隙常称为“初始间 隙”，它包括筒壁与炮膛之间的间隙和药筒与闩体内表面之间的间隙。前者是为 了使药筒顺利入膛，以及便于退壳；后者是为了在药筒放入弹膛之后保证可靠的 关闩。初始间隙过大，会使药筒在射击后产生纵向或横向裂纹、以及瞎火和胀底 现象。 发射时，药筒内的火药气体压力将迅速增长。当达到一定数值时，由于药筒 口部的机械性能最低，所以首先开始膨胀，从而在筒口和弹丸之间（整装弹）出 现缝隙，药筒内的火药气体就是通过这一缝隙冲到筒口外壁与炮膛内壁之间，有 时可达到斜肩部和筒体部。对分装式药筒，气体更容易泄出。火药气体压力的继 续增长，使斜肩部和部分筒体开始与炮膛紧贴，紧贴的顺序是由上向下逐渐向筒 体下部扩展。在一般情况下，火药气体不易蹿入筒体下部，这就起到了闭气作用。
2.2 生产经济性要求
①原材料来源丰富、便宜，国内易于取得； ②结构简单，易于制造，尽可能少用大型设备。
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§3 药筒的结构与作用
3.1 药筒的分类与结构
药筒的品种很 多。为了便于研究， 首先说明火炮药筒 的分类方法。
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3.1 药筒的分类与结构
(1)药筒的结构 整装式药筒通常由筒口、斜肩、筒体、底缘、底火室（包括 传火孔、和凸起部）和筒低等部分组成。 分装式药筒大都没有斜肩和筒口圆柱部。 筒口，通常呈圆柱形，用以与弹丸连接， 发射时密闭火药气体。药筒口部内径略小于弹 尾外径，过盈量要适中。 斜肩，即由筒口到筒体的过渡部分。某些 药筒的斜肩与火炮药室的斜面相配合，在装填 炮弹时用来定位和防止火炮药室受烧蚀。 筒体的形状应与炮膛药室形状相应，一般 为截锥体。不同的药筒具有不同的锥度。自动 火炮用的药筒锥度最大，而分装式药筒的锥度 最小；锥度愈大，则装填和退壳就愈容易。
第九章 药筒与装药 §1 §2 §3 §4 §5 §6 概述 药筒的特点与要求 药筒的结构与作用 药筒部位尺寸的拟定与分析 发射装药的组成与作用 可燃药筒
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§1 概述
药筒与装药，是炮弹的重要组成部分。从历史上看，药筒是射击武器在从 前装式滑膛向后装式线膛的变革中由比利时人首创的（1841）。药筒的出现， 为后膛武器的发展，以及以后为不断提高设计速度和实现装填自动化创造了条 件。目前，除了部分大口径火炮和迫击炮弹采用药包分装式而不用药筒外，其 他中、小口径火炮弹药都要用药筒，这是因为药筒对提高火药的设计速度、保 护发射装药、以及减少火药对炮膛的烧蚀，提高火炮寿命等方面起着重要作用。 但也应当看到，现有药筒还存在着严重不足，即药筒是炮弹的消极质量，射击 后需要清理，尤其是对坦克炮、自行火炮更为费事，影响火炮威力的充分发挥。 此外，现有的药筒多数是用黄铜制造的，成本高。因此，进一步研究和改进火 炮药筒，仍是今后一个重要课题。
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5.1 对装药的要求
从弹道方面看，要求： ①获得必要的初速和压力。为此，必须正确选择火药成分、形状、单体火 药尺寸、装药质量、点火药质量和合理的装药结构； ②火药应在炮膛内迅速燃尽。为此，必须合理地选择火药成分、形状和燃 烧层厚度；点火药要能瞬时引燃全部药粒； ③在不同的温度条件下应能保持装药的弹道性能。为此，要求设计合理的 装药结构，选择安定性好的火药和确保装药保管时的密封性。
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§4 药筒部位尺寸的拟定与分析
一、药筒各部分尺寸的拟定（略） 药筒各部分尺寸的拟定（ 二、影响退壳的因素 在射击后，药筒可靠地退出炮膛，这是重要的战术要求之一。 药筒的退壳性能，主要与最终间隙、退壳能力和药筒同炮膛间摩擦力的大 小等因素有关。 （1）药筒机械性能影响 根据金属材料的机械性能可知，药筒材料的强度极限愈高，发射后还原的 弹性变形就愈大，即最终间隙愈大，因而容易退壳。在同样的强度极限下，若 材料的弹性系数E愈小，则弹性恢复的程度愈大，这将有利于间隙的形成，有 利于退壳。对黄铜药筒E ＝1×10 9Pa，而钢药筒E ＝2×10 9Pa ，因而铜药筒 的退壳性能优于钢药筒。
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3.2 药筒的作用
药筒在发射时的作用，从底火发火到弹丸出膛、抽出药筒，大致可分为四个 时期： 第一时期，底火发火引燃发射药，膛内压力开始增加，迫使药筒变形，直至 与炮膛相接触。开始时，药筒口部因为来不及密封药筒和炮膛壁间的间隙，将造 成口部及筒体受火药气体的熏蚀（熏黑）；接着，药筒变形，先为弹性变形，后 为塑性变形，药筒材料性能将发生强化现象；由于药筒壁受热而有温度变化，引 起药筒的周向和轴向变形，使药筒筒底和炮闩支撑面间的间隙减少或靠拢。 第二时期，即从药筒与炮膛接触到膛压达到最大值时为止。此时期药筒与炮 膛一起变形，对炮管是弹性变形，对药筒则是塑性变形，药筒与膛壁达到更紧的 贴合，药筒壁受到径向压力（其压力与膛压值相等），而产生压缩变形。药筒底 被压在炮闩的支撑面上，使炮闩及尾部构件达到极限位置，前一时期蹿入间隙内 的火药气体，有些受压后排出，有些则留在炮膛与药筒壁之间。在此时期内，如 遇药筒强度不足或材料塑性太低，则会发生破裂或烧蚀。
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5.3 发射装药的结构
整装式装药大都采用硝化棉颗粒火药，部分使用管状硝 化棉火药和双基药。粒状硝化棉火药的优点是假密度大，装 药制造容易，同一种牌号的火药可应用于不同的火炮。缺点 是火药放置较乱，难于点燃。为此，在一部分装药结构中， 常加有管状药束，以利于传火。 在我军装备的57高射榴弹的发射装药中（图），使用牌 号为7/14的散装粒状硝化棉火药。药筒的内表面装有护膛衬 纸，上面方有除铜剂、紧塞具和厚纸等。 在85mm穿甲弹的装药（图9）中17/7粒状药占总装药的 88%，18/1管状药占12%。使用管状硝化棉火药的目的，在于 改进装药的点燃和提高它在低温弹道性能的稳定性。管状药 用细棉绳捆一起。
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§2 药筒的特点与要求
武器系统离不开弹药，武器的使用特点也必然会反映到弹药的性能和结构 上。从武器使用的角度看，药筒的使用特点是： 首先，武器从瞄准到射击应力求有较短的时间间隔，这就要求弹药装填简 便，射击速度高。而药筒也要相应地在射击过程中不出事故(如卡壳、瞎火和 破裂等)。 其次，武器的使用条件很复杂，如战斗状态、战斗环境及战斗的时间、季 节等变化很大，故武器的机动性要好，适应性要强。由此，药筒也应具有这种 适应性，便于装填、携带、易于供应。 第三，弹药的消耗量大，因而药筒应具有结构简单、成本低廉的特点。
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§5 发射装药的组成与作用
发射装药是炮弹组成的一个部分，其用途是使弹丸获得所要求的弹道性能。 所有的炮弹，都有一定质量的火药装入药筒或药包内，或者不用药包而直接装 人药室内。 根据射击性能的不同，常将装药分为三类：即战斗装药、实习装药和空包 装药。 战斗装药在实际战斗中使用，有分装式、定装式和其它装药等。 实习装药是在试验和训练中使用。 空包装药主要在演习（当不使用实弹时）和鸣放礼炮时使用。
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由于药筒的上述特点，也就决定了它的主要任务： 盛装并保护发射药、辅助品、点火具等，以免受潮，变质和损坏； 发射时密闭火药气体，保护火炮药室免受烧蚀； 防止火焰由炮闩喷出烧伤炮手和损坏炮闩；联接弹丸及其它零件（如底火、 发射药、除铜剂、消焰剂、紧塞盖等），使炮弹构成整体（整装式弹）或半整 体（药筒分装式弹），便于勤务处理及装填； 以药筒的肩部和底缘在膛内定位。 为了完成这些任务，必须对药筒提出两个方面的要求，即战术技术要求与 生产经济性要求，前者决定了药筒在使用和勤务处理时的质量，后者决定了在 生产水平和原料储备条件下进行大量生产的可能性。
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3.1 药筒的分类与结构
(2)药筒的分类 药筒的结构在很大程度上与火炮有关。对无后坐力炮来说，由于部分火药气 体将由炮尾喷出，以便抵消其后坐能量。所以在药筒上设有许多排气孔（图）， 使火药气体泄出。装药时需先在筒内衬一层牛皮纸做的纸筒。为了可靠点燃药筒 内的发射药，在药筒中达到一定压力就冲破纸筒，从药筒壁的排气孔中喷出，再 经炮尾泄出。
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2.1 战术技术要求
①在允许的间隙下，药筒能自由装入炮膛，送到位后能关得上闩，闭锁以 后能可靠击发底火，这是保证战斗和高射速的重要条件； ②射击时可靠闭塞火药气体，不允许火药气体从尾部泻出，妨碍射手的工 作与安全； ③保证必要的强度和刚度。发射时不因火药气体压力作用产生变形破裂； 勤务处理时不因轻微碰撞而变形； ④ 射击后，不论火炮自动开闩或手动开闩，均可可靠退壳； ⑤ 对整体式弹，药筒与弹丸应能牢固联接，并使拔弹力在规定的范围内； ⑥ 要同在射击后，经简单修复，具有多次使用性； ⑦长期储存不变质，不锈蚀，不改变使用性能，不影响发射药的安定性。
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5.2 装药的组成与作用
装药的基本元件是火药。火药具有一定的潜能，当火药发生爆燃时，潜能将 转变成火药气体的动能和热能，从而推动弹丸运动而作功。从根本上说，火药是 弹丸运动的能源。 装药的第二个不可缺少的元件是点火药。点火药的作用是在可能短的时间内。 同时点燃装药的全部药粒，以保证火药的正常燃烧。 除此之外，装药还包含钝化剂、护膛剂、除铜剂、消焰剂、紧塞具和厚纸等。 当击针撞击火帽或电流通过火帽时，火帽火药燃烧，放出灼热气体和固体颗 粒。若装有黑药制的药饼或粒状辅助点火药时，击发剂的燃烧产物立即点燃辅助 点火药。辅助点火药的燃烧生成物大约以1000m/s的速度传布于整个装药，加热并 点燃发射药。装药燃烧时生成高温高压的火药气体，从而产生了炮膛压力。在该 压力的作用下，弹丸将向前（和作旋转）运动。
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3.2 药筒的作用
第三时期，膛压完全下降，使炮膛最终变形位置恢复到原来位置。在此时期 内，药筒和炮膛一起朝着与原来变形相反的方向移动，直至恢复到原来位置。药 筒内部继续受热并继续向外表面传递。此时期终了，可能会有两种情况：一种是 药筒在膛内有过盈，但在炮膛恢复力作用下产生弹性或塑性变形；另一种是药筒 在膛内不产生过盈，而是紧紧的同炮膛接触。 第四时期，药筒和炮膛形成最终间隙，药筒被抽出。在此时期内，药筒的变 形情况是：药筒内部火药气体压力下降，在炮膛与药筒的间隙处，被紧闭的火药 气体还具有很高的压力，往往促使药筒斜肩部位皱褶或向内凹陷成坑，而当材料 强度不足时，则可能引起破裂。 药筒将发生弹性收缩，在药筒合格的情况下，将与炮膛形成最终间隙。 药筒温度降低，使炮管加热，这是的热变形，对形成最终间隙有利。 在药筒的作用中，只要能形成有利的最终间隙，会给退壳带来方便。
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3.1 药筒的分类与结构
(2)药筒的分类 根据结构不同，装配式药筒又可分为卷筒式药筒、焊接式药筒和整筒式药筒。 卷筒式装配药筒是由两层 低碳钢板卷制出筒体，用压紧 环压在底板上而成的。由于所 用金属多，所以比较重。 焊接式装配药筒，筒底一 般为20～35号钢，经冲压加工 后再经机械加工而成。筒体沿 纵缝焊接。为了加强筒体底部强度及防止火药气体对炮闩体的破坏，在筒体内还 放入密封用的衬垫和有纵向切口的套筒，射击时套筒紧贴内壁。 整筒式装配药筒是将筒体（整体结构）与钢制底板用压紧环（低碳钢制成） 连接而成。这种药筒结构简单，强度比前两种为好。
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从战术技术方面看，要求： ①增大火炮寿命。在满足弹道性能的要求下，应当尽量使用低爆热、低烧 蚀性的火药，并在装药中加护膛剂； ②发射时，烟少、火焰小（加入消烟剂、消焰剂）； ③装药安全、简便； ④长期保存安全、不变质。 从生产经济性方面看，要求： ①装药结构简单，适于大量生产； ②装药成本低，不用昂贵和稀缺材料。
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（2）火炮射击速度的影响 射击速度影响到药室的受热程度。射击速度愈高，炮膛受热愈严重，退壳性能 也愈差。 （3）火药气体压力的影响 火药气体压力的大小，是决定药室退壳性能和最终间隙的主要因素。当药筒强 度一定时，膛压增加，药筒的残余变形变大，因而形成的最终间隙就小，甚至产生 “过盈”卡壳。与药筒根部间隙为零的相应膛压，常称为药筒的临界压力。 （4）退壳力的影响 退壳力大，容易退壳，但必须注意确保药筒底缘的强度。 （5）药筒表面质量和药室光洁度的影响 表面粗糙或质量不佳，如锈蚀、脏物、划痕等造成摩擦阻力增加，从而影 响退壳。
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3.1 药筒的分类与结构
底缘在药筒装入炮膛时起定位作用，射击 后靠它进行退壳。 底火室是容纳点火具的。其内有螺纹，以 便于底火结合。也有不带螺纹的，它与底火的 结合靠压配合来保证。 在一般情况下，筒底的内、外地面 均为平面，与筒体连接处为过渡圆弧。 药筒的结构除常用的整体式外，还 有装配式药筒，即由几个零件装配而成 （图）。这种结构目前虽然应用不多， 但是在制造中却不需特殊的压力设备，因而战时动员性较好。装 配式药筒也有可拆式与不可拆式两种，其中可拆式药筒在射击后 可更换部分零件再次使用（图）。