弹药学

弹药学• 2.1 内弹道与外弹道•内弹道学是研究弹丸在膛内的运动规律以及火药燃烧规律的科学•外弹道学是研究各种弹丸在空气中运动规律及相关问题的科学。

• 2.1.1 内弹道•通常，弹丸的内弹道过程可以分为如下几个阶段。

1.点火过程• 2.挤进膛线过程• 3.膛内运动过程• 4.火药气体对弹丸后效作用过程• 2.1.2 外弹道•按照外弹道学研究的历史过程，可以将其分成质点弹道学和刚体弹道学两大部分。

•质点弹道学是在一定的基本假设下，略去对弹丸运动影响较小的一些力和全部力矩，把弹丸当成一个质点来看待，研究其在重力、空气阻力和推力作用下的运动规律。

质点弹道学的作用在于研究此简化条件下的弹道计算问题，分析影响弹道的诸因素，并初步分析形成散布和产生射击误差的原因。

•刚体弹道学则是考虑弹丸所受的全部力和力矩，把弹丸当作刚体，研究其质心运动、围绕质心的角运动以及二者之间的相互影响。

刚体弹道学的作用在于解释飞行中出现的各种复杂现象，研究弹丸稳定飞行的条件，形成散布的机理及减小散布的途径，刚体弹道学还用来精确计算弹道或应用于编拟射表。

1. 弹丸空气阻力马赫数小于临界马赫数时，2. 弹道系数射程弹道系数• 3.飞行稳定性•弹丸在飞行中受到扰动后其攻角能逐渐减小，或保持在一个小角度范围内的性能。

•攻角：对称轴与质心速度的矢量夹角•保证弹丸飞行稳定方法：• 2.2 火药与炸药• 2.2.1 火药•火药是指在无外界供氧条件下，可由外界能量引燃，自身进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量热和气体的物质。

通常由可燃剂、氧化剂、粘结剂和(或)其他附加物(如增塑剂、安定剂、燃烧催化剂等)组成，是枪炮弹丸、火箭、导弹等的发射能源。

•火药按一定的装填方式在武器装药燃烧室中燃烧，将化学能转变为热能，同时产生大量高温、高压气体并转变成弹丸、火箭、导弹的动能。

这两个转变过程是在极短时间内完成的。

火药的能量及其释放速率是这两个过程的决定因素，也是决定武器性能的重要参数之一。

火药的能量性质由爆热、比容、爆温、火药力或比冲等来表征。

1.火药在弹药中的作用在枪炮武器中，火药是装在枪弹、炮弹的铜壳、药筒或火炮药室内的。

发射时，火药经由底火或其他发火装置点燃而进行快速燃烧，火药燃烧后释放大量热，同时生成大量气体，这在膛内形成很高的压力，这种高温、高压气体在膛内膨胀做功，将弹丸高速地推送出去，达到发射弹丸的目的。

在火箭武器中，火药是装在火箭发动机的燃烧室内，发射时，火药经点火装置点燃而进行燃烧，燃烧后生成的高温、高压气体经由发动机尾部的喷管高速喷出，从而产生一种反作用推力使火箭获得一定的速度向前飞行。

2.火药的分类及组成随着科学技术和武器的不断发展，火药的品种也逐渐增多，为了使用，学习和研究方便，将火药进行分类。

火药按所选定的分类特征，通常有两种分类方法。

一是按火药用途分类，火药可分为枪炮发射药，火箭固体推进剂及其他用途的火药；二是按照火药组成分，火药可分为均质火药和异质火药两类。

均质火药又称溶塑火药，包括单基、双基、三基和多基发射药；异质火药又称混合火药或复合火药，包括低分子混合火药、高分子复合火药及复合改性双基火药，2.2.2 炸药炸药是指在适当外部激发能量作用下，可发生爆炸变化(速度极快且放出大量热和大量气体的化学反应)，并对周围介质做功的化合物或混合物。

可以是固态、液态或气态，也可以是气—液态或气—固态；军用和工业炸药多为固态。

炸药不仅是武器的能源，也是国民经济许多部门不可缺少的含能材料，它能发生极快的爆炸变化，可在瞬间产生压力达数十吉帕、温度达数千摄氏度的气体，这种气体向炸点周围急剧膨胀而做功。

炸药的爆炸特性，可用爆热、爆速、爆温、爆压和爆容(比容)五个参数综合评价，它们是炸药做功能力(威力)和对周围介质粉碎能力(猛度)的决定性因素。

1.爆炸现象物理变化引起的爆炸现象称为物理爆炸，例如高压气瓶或蒸汽锅炉的爆炸，地震、闪电等也属于此类。

化学变化引起的爆炸称为化学爆炸，如矿井瓦斯爆炸、煤矿粉尘爆炸及炸药爆炸等。

爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，在变化过程中，伴随有物质所含能量的快速转变。

爆炸的重要特征是大量能量在有限的体积里突然释放或急剧转变，在爆炸点附近的介质形成急剧的压力突跃和温度的急剧增长，这种压力的突跃正是爆炸破坏作用的直接和根本原因。

2.炸药爆炸三要素1)反应的放热性2)反应的快速性3)生成气体产物1L普通炸药爆炸瞬间可生成约1000L的气体产物(标准状态)。

放热性给爆炸变化提供了能源；快速性使有限的能量迅速放出，在较小的容积内集中着较大的功率；反应生成的气体则是能量转换的工质。

3.炸药的分类炸药按照用途可分为起爆药、猛炸药、推进剂和烟火剂四大类。

起爆药用于起爆猛炸药；猛炸药用于产生爆轰；推进剂和烟火剂用于产生燃烧和爆燃；但通常称谓的炸药是指猛炸药。

1)起爆药起爆药爆轰所产生的爆轰波，用以引爆猛炸药。

多用来制造各种起爆器材或点火器材，如火帽、雷管等火工品。

2)猛炸药它比较不敏感，只有在相当强的外界作用下才能发生爆炸，通常用起爆药的爆炸来激发爆轰。

弹丸中装药经常用梯恩梯或梯恩梯与黑索金为主的各种混合炸药。

3)推进剂推进剂有时也称发射药或火药，是指在不依赖外界空气的条件下，自身可进行快速有规律的化学反应(燃烧)，放出大量高温燃气的物质，是火箭发动机的能源和工质。

按照它们的物理形态也可分为液体推进剂、固体推进剂、固液混合推进剂、膏状推进剂、凝胶推进剂等。

4)烟火剂通常由氧化剂、有机可燃剂或金属粉及少量粘合剂组成。

其特点是接受外界作用后发生燃烧作用，使其产生有色光焰、烟幕等烟火效应，照明剂，烟幕剂，燃烧剂，曳光剂等等。

2.3 药筒与发射装药药筒与发射装药，是炮弹的重要组成部分。

药筒的出现，为后膛武器的发展，以及为不断提高射击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药采用药包分装式而不用药筒外，其它中、小口径火炮弹药都要用药筒，这是因为药筒对提高火药的射击速度、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的作用。

药筒是炮弹的消极质量，射击后需要清理，尤其对坦克炮、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。

2.3.1 药筒的用途与要求1.药筒的用途药筒作为炮弹的重要组成部分，其用途主要有如下几方面：1)盛装并保护发射药、辅助品、点火具等，以免受潮、变质和损坏；2)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；3)联接弹丸及其它零件(如底火、紧塞盖等)，使炮弹构成整体(定装式炮弹)或半整体(药筒分装式炮弹)，便于装填和勤务处理；4)装填入膛时以药筒的肩部或底缘起定位作用。

2.3.2 药筒的分类与组成1)按装填方法分类按照弹丸与药筒之间的装配关系或装填方法来分，药筒可以分为定装式药筒和分装式药筒两种。

定装式药筒与弹丸尾部紧密结合，并要求有一定的拔弹力以保证装填和勤务处理时不松动。

发射时一次装入膛内，发射速度快。

分装式药筒是和弹丸分别装入炮膛的，由于两次装填，发射速度较慢，分装式药筒口部平时用紧塞具密封，射击时取出。

2)按结构分类根据结构不同，分为整体式药筒、装配式药筒和焊接式药筒三种。

2.4 火炮火炮，通常是指以火药为能源发射弹丸，口径在20mm以上的身管射击武器，是军队实施火力突击的基本装备。

火炮种类较多，配有多种弹药，可对地面、水上和空中目标射击，歼灭、压制有生力量和技术兵器，摧毁各种防御工事和其他设施，击毁各种装甲目标和完成其他特种射击任务。

火炮将在提高射程、威力和射速，以及增强战场生存能力方面继续发展。

随着以固体发射药为火炮能源的传统模式的突破，将出现依靠多种能源的液体发射药火炮、电磁炮、电热炮等新装备。

远距离遥控和机器人操作的火炮也在试验和研制中。

2.4.1 火炮的分类1.按弹道特性分类主要是根据弹丸在空中飞行的轨迹特性分。

一般弹道平直低伸、射程远、威力大者称为加农炮，也叫平射炮;弹道比较弯曲、射程较远者称为榴弹炮；兼有上述两种火炮弹道特点的火炮称为“加农榴弹炮”；弹道十分弯曲，且射程较近者称为迫击炮;2.按炮膛结构分类按炮膛结构分类，火炮可分为滑膛炮、线膛炮和锥膛炮等。

滑膛炮是指身管内壁无膛线的火炮，发射后弹丸依靠尾翼稳定。

20世纪60年代后，为了提高对复合装甲的穿甲能力，采用次口径长杆式尾翼稳定超速脱壳穿甲弹和相对密度大的钨(铀)弹心，使滑膛炮又重新得到了广泛使用。

线膛炮是指身管内壁有若干平行螺旋槽(膛线)的火炮。

锥膛炮是指炮膛导向部全部或局部向炮口端逐渐缩小呈圆锥形的火炮。

锥膛炮实际上是—种发射早期次口径弹的火炮。

3.按运动方式分类按运动方式分类，可分为固定炮、牵引炮、自行炮和驮载炮等。

固定炮是指固定在地面或安装在大型运载体上的火炮。

海岸炮、要塞炮、舰炮、铁道炮。

牵引炮是指行军时用机动车辆拖动或骡马挽曳的火炮。

现代火炮用履带式或轮式车辆牵引。

按牵引方式可分为炮口牵引和架尾牵引两种方式。

自行炮是指安装在车辆底盘上能自行运动(行军或越野机动)的火炮。

按底盘不同分履带式和轮式自行火炮。

自行火炮的任务是伴随装甲兵和摩托化及装甲步兵作战，执行压制、火力支援和掩护等任务。

驮载炮又称山榴炮、山炮。

以畜力驮载作为运动方式的火炮。

主要用于在山地和崎岖地形上行军作战。

4.火箭炮火箭炮是一种发射无控火箭弹的装置。

从其作用原理上看，它并不属于身管火炮的范围。

火箭炮除赋予火箭弹一定的射角、射向和提供点火机构与火箭发电机开始工作的条件外，并不给火箭弹提供任何飞行动力，火箭弹是借助自身的火箭发动机产生的反作用而运动的。

火箭炮与同口径的身管火炮相比，具有反应快、火力猛、发射速度高、机动性好和价格低廉等优点。

主要用于对集群目标、面目标实施猛烈的火力突击，压制敌有生力量、装甲目标和其它技术兵器。

但该炮射弹散布大，需要较大的安全界，发射时火焰大，易暴露阵地。

2.4 火炮5.新型火炮目前，国内外正在研制的新概念新原理火炮有液体发射药火炮、电热炮和电磁炮等。

液体发射药火炮(LPG)是指使用液体发射药作为发射能源的火炮。

LPG一般有外喷式、整装式和再生式三种形式。

•LPG的主要优点是：1.装药密度大，和同体积固体装药相比，射程远，初速高2. LP燃烧温度低，减少对炮管的磨损，火炮寿命长；3.炮口焰、烟较少，声音小，不易暴露；4.可控制燃烧，可精确控制LP的注入量，调节射程，实现多发弹同时弹着；5.LP贮存方便，有利于总体布置；成本低廉电热炮：是指全部或部分利用电能加热工质产生等离子体推进弹丸的发射装置。

从工作方式上，电热炮可以分为直热式电热炮和间热式电热炮两大类。

电热炮的主要优点有：初速高；内弹道可控性好；有利于隐蔽；有利于改变射程。