减小火炮内膛烧蚀和磨损的有效方法

0 引言

如何延长身管使用寿命，特别是大口径火炮的身管使用寿命，是国内外同行业面临的一个关键技术问题。经过对这项技术深入的研究和探索后，本文对通过改变缓蚀护膛衬里中缓蚀剂含量和优化质量分布，减少火炮身管烧蚀和磨损的问题进行了论述和总结。

1 缓蚀衬里技术

本项技术的原理是，火炮发射瞬间，在火药燃烧后能与膛壁间形成一种阻挡烧蚀和磨损的介质，它有效地减缓了火药气体对火炮内膛的冲刷和烧蚀。

国内外的研究结果表明，在缓蚀技术中，将多元高效型缓蚀衬里应用在中小口径火炮及滑膛炮上可以有不错的效果，但应用在高膛压线膛火炮中效果不明显。

2 二氧化钛缓蚀护膛衬里

由于二氧化钛缓蚀衬里具有结构简单、原材料来源丰富广泛、工艺性好、抗烧蚀效果显著等优点，多年来一直被广泛采用。其成分由二氧化钛粉、石蜡、涤纶纤维等组成，以一张或几张装配在装药结构中，每一张的添加剂含量均匀一致。但是随着大口径火炮的列装，因其行程远，膛压和初速均很高，故对火炮的抗烧蚀和抗磨损性能也提出了新要求。

福建师范大学胡志刚教授主编的教材《化学课程与教学论》，已经由科学出版社2014年10月出版，2016年1月第五次印刷。该教材是依据我国当前基础教育课程改革的需要，在总结同类教材经验的基础上，根据《普通高中化学课程标准》和《教师教育课程标准(试行)》的相关要求，汲取了我国化学课程与教学论的新成果，为化学教师教育人才培养提出的新要求编写的。

  

图1 新旧衬里对比图

在高中物理知识的学习中，大量的物理习题训练是必不可少的，但是同学们大多过于重视物理习题的数量，而忽视了物理习题解答的质量，做无用功，不利于提升自己物理解题能力.所以，同学们应通过摘抄经典物理习题，分析并运用各题型的提分技巧，同时应根据自己物理知识方面的遗漏和不足，进行有选择性的摘抄，并及时进行复习和回顾，领会和掌握其中所蕴含的物理思想，填补自己的知识漏洞，达到事半功倍的习题训练效果，全面提高物理习题解答能力.

某大型火炮身管的使用寿命是行业内困扰多年的关键问题。在装药结构中放两张原二氧化钛衬里，对于缓蚀火炮并不理想。因此，如何能够提高火炮身管抗烧蚀、抗磨损性能是迫在眉睫的问题。笔者通过查阅大量资料以及借鉴、吸取经验，提出了改进二氧化钛缓蚀护膛衬里缓蚀剂配比，改变了单张缓蚀衬里质量和分布，增加了护膛衬里在装药结构中的质量百分比。经对3个方案的分析研究后，确定采用重点改变发射装药上部护膛衬里质量方案，本方案中上衬里质量增加100g，下衬里质量增加60g，不改变原衬里尺寸，既不影响装药装配，也不改变内弹道性能，从而实现减少火炮内膛烧蚀和磨损量，延长使用寿命的目的。新旧衬里对比见图1。

3 新型二氧化钛护膛衬里与原型护膛衬里对比

574个鱼粉样本粗脂肪含量4.79%～14.85%，平均值为(8.94±1.95)%。分布范围区间最大的为鱼排粉，其脂肪含量4.8%～14.5%。而俄罗斯白鱼粉粗脂肪含量相对较低，多数样本的脂肪含量低于10%。国产鱼粉的脂肪含量相对较高，大于10%的样本数较多。

（5） 虽然缓蚀添加剂质量增加，但未达到影响内弹道性能程度。

（4） 由于上下衬里质量分布不一致，使得抗烧蚀效果明显提高；

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新旧二氧化钛衬里射击试验身管内膛膛线起始部位前约25mm处单发磨损量见表1。

（3）新老二氧化钛衬里结构尺寸外在看来是一致的，但是由于新型衬里的质量分布不同，实际上衬里结构发生了质的变化；

储能变流器是连接电网与储能电池组的电力电子接口设备，通过控制可实现电压、电流的交直流双向变换功能，并通过控制策略实现对电池系统的充放电管理、负荷功率跟踪、电池储能系统充放电功率控制。本项目采用250kW储能变流器。

（1）衬里缓蚀添加剂含量由原340g增加至500g；

通过研究表明，同一口径火炮，由于装药结构、弹丸结构以及火炮身管结构的不同，护膛衬里缓蚀添加剂的质量也应不同。另外，一样的衬里如果在药筒或药包中放置位置不同，缓蚀效果也将产生较大差异，国内一些企业为了提高缓蚀效果，在衬里结构上做了一些改进，特别是在装药结构中衬里如何放置做了大量工作，但这些措施效果都不明显。

试验结果表明，护膛衬里缓蚀添加剂含量少不能充分发挥缓蚀效果，而缓蚀添加剂含量过多则影响内弹道性能。护膛衬里在装药结构中放置位置是否合适，也将影响其缓蚀效果。新型二氧化钛衬里最大特点是不改变原衬里结构，而通过改变缓蚀添加剂含量及不同质量分布的方法达到质量缓蚀效果目的。另外，护膛衬里放置尽量靠装药上部，即药筒口部，这样可以有效提高抗烧蚀性能。

 

表1 新旧衬里单发平均磨损量对比

  

火炮 弹丸 统计量（平均）发新型衬里单发磨损量mm某中大口径火炮 Ⅰ弹 300 945-965 375-385 1.0 0.58Ⅱ弹 220 945-965 401-411 1.1 0.73初速（平均）m/s膛压（平均）Mpa原衬里单发磨损量mm

（2）原上下衬里缓蚀添加剂质量分布均匀一致，而新型衬里则打破了传统缓蚀添加剂质量分布一致的规定，上下衬里增加的质量不同，上衬里质量增加多，下衬里质量增加少；

对新型二氧化钛护膛衬里与原型护膛衬里进行比较，具体如下：

从表1可以看出，Ⅰ弹和Ⅱ弹新衬里单发磨损量分别降低42%和37%，缓蚀效果明显提高，并在发射装药生产厂专门进行了2种衬里对比试验，考核是否对内弹道性能产生影响。试验结果表明新型缓蚀衬里对内弹道性能无影响。

4 结论

（1）合理增加二氧化钛护膛衬里缓蚀剂质量，优化衬里上的缓蚀剂质量分布，可达到有效提高火炮身管内膛抗烧蚀和抗磨损的目的。由于单发磨损量的大大减少，可使身管寿命显著提高。

（2）某中大口径火炮装药中已经采用了新型二氧化钛衬里，试验证明缓蚀效果很好。

（3）新型衬里结构简单且有良好的工艺性，无论在药筒装药还是在药包中都对使用带来极大方便。

参考文献（References）

［1］王志军, 尹建平，弹药学［M］.北京理工大学出版社, 2005.

［2］朱福亚.火箭弹构造与作用［M］.国防工业出版社, 2005.

［3］翁佩英,任国民.弹药靶场试验［M］.兵器工业出版社, 1996.