威寧兩起人工影響天氣“三七”高炮身管脹膛變形故障原因分析

陳 林，蔡 軍，劉維芳，楊承梅

(貴州省威寧縣氣象局，貴州 威寧 553100)

1 前言

目前，威寧現有65式雙管37 mm高射炮24門，55式單管37 mm高射炮6門，每門高炮平均用彈量大都在500～1 000發，在人工增雨防雹方面取得明顯的社會經濟效益。自1993年開展人工影響天氣工作以來，25 a來從未遇見身管脹膛變形故障。然而，2017年7月23日、8月1日威寧分別出現一門55式單管、一門65式雙37 mm高射炮左身管脹膛變形的情況。如不及時檢查排除故障，不僅直接影響射擊效果和使用安全，嚴重的將導致膛炸、身管斷裂等危及人員安全的事故。國內有關專家和技術人員對身管脹膛原因進行分析總結，認為主要是膛內炮油堆積、身管內水冷處理不當、彈藥保存不當、身管受超高溫和超高壓、身管約束不當、彈丸裝藥疵病和彈丸結構有缺陷等引起的[1]。由于身管脹膛屬小概率事件，全國也很少遇見，本文就兩起身管脹膛變形故障原因進行分析，說明查找故障的方法，對防范和避免安全事故發生有著重要的現實意義。

2 身管脹膛變形故障說明

2017年7月23日17時15分到17分，馬踏炮站開展人工防雹作業，用彈量143發，有效避免冰雹災害的發生。作業后，在檢查保養高炮時發現左身管防火帽后段約3 cm處膨脹，膛線明顯扭曲變形。8月1日16時30分，雨朵炮站開展人工防雹作業，用彈量60發。作業后，在檢查保養高炮過程中時同樣發現身管防火帽后段約20 cm處膨脹，膛線明顯扭曲變形的情況。

通過兩例身管膨脹，膛線明顯扭曲變形的情況，均是使用重慶長安工業集團有限責任公司生產的01-17-12批次炮彈。因此，結合身管脹膛原因分析，是否與01-17-12批次炮彈存在一定的關系。針對這種情況，組織有關專家和技術人員，按照高炮維護維修保養的技術方法進行逐一檢查分析，以確定這兩次身管膨脹、膛線扭曲變形的具體原因。

3 故障檢查排除方法

3.1 身管的保養擦拭

身管由炮管、防火帽、復進機等組成[2]，身管內部分藥室部和膛線部，統稱炮膛。炮膛的擦拭好壞直接影響炮身壽命的長短，維護好,炮身的壽命就可以大大延長。若保養擦拭得不好,膛內太臟,嚴重銹蝕,輕則加速炮膛的燒蝕、磨損,重則引起炮身膨脹、炸膛。故在平時、作業前及作業后必須適時按規程對高炮進行檢查和擦拭保養,特別是對身管的檢查、擦拭和保養尤其重要。專家在調查分析故障原因的過程中，調閱了兩個炮站高炮保養維護記錄，通過對身管的仔細檢查，基本排除高炮保養不當等問題。

3.2 用彈量

用彈量多會造成身管內膛燒蝕磨損量不斷增加，導致膛壓下降，初速降低，彈丸在膛內運動時擺動，飛離炮口瞬間起始擾動增大，使射彈散布顯著變大、命中概率降低[3]。馬踏炮站(雙管炮)2013年更換身管后，2014—2017年累計用彈量為2 190發，雨朵炮站(單管炮)2014—2017年累計用彈量為1 151發。故用彈量不是造成身管脹膛故障的原因。

3.3 炮膛內疵病

表1 馬踏、雨朵兩炮站用彈量統計表Tab.1 Quantity of artillery in MaTa and YuDuo

高炮射擊時，身管不僅要承受高溫高壓火藥氣體的沖刷和化學作用，還要承受高速運動彈丸的摩擦作用，由此產生的疵病多達幾十種[3]，如陽線斷脫、燒蝕溝、龜裂、沖凹等，當達到一定量時也會對彈丸在身管內卡滯，造成彈丸出膛時間滯后，膛壓升高，身管脹膛變形或膛炸等現象的發生[4]，專家高度重視對變形脹膛的身管及正常使用的身管的檢測，用窺膛鏡對身管內疵病進行檢查，檢查結論是膛線完整，無陽線斷脫、燒蝕溝、龜裂、沖凹，2017年4月武漢隨州大橋機械廠對威寧30門高炮進行全面的檢測，年度檢測報告合格。故也排除了因炮膛內疵病引起身管膨脹的因素。

3.4 彈丸構造

3.4.1 彈丸的構造 彈丸是炮彈的爆炸部位,前端有連接引信的螺紋孔,后端有連接底排的螺紋孔,外表面有彈帶和定心部。彈帶用來嵌入膛線,緊塞炮膛,密閉火藥氣體,同時導引彈丸高速旋轉以滿足飛行穩定的要求。定心部用于保證彈丸軸線與炮膛軸線一致,以使彈丸既能夠順利裝填,又能保證彈丸在膛內正確運動。定心部制造很精細,保管使用中應嚴防銹蝕和磕碰[2]；說明彈帶和定心部出現問題，都會影響彈丸在膛內正確運動。

3.4.2 彈丸殘片 2017年7月27日17時牛棚炮站作業后，據當地村民向鎮政府反映，距離炮站3.5 km處有多塊炮彈殘骸，政府工作人員取回彈丸殘片帶至縣人影辦，通過仔細觀察，該彈丸殘片炮彈批次(07人雨 1-17-12)清晰可見，正是牛棚炮站使用的該批次炮彈，共計3塊，第1塊殘骸重336 g，彈帶完整且嵌入膛線清晰，但彈帶后端有明顯的5道與身管內陽線擠壓的凹槽，第2塊重232 g，彈帶炸飛，彈帶后端同樣有明顯的5道與身管內陽線擠壓的凹槽，凹槽比第1塊淺些，第3塊重419.5 g，彈帶完整且嵌入膛線清晰，但彈帶后端沒有與身管內陽線擠壓的凹槽，光滑完整。同一批次、同一處發現的彈丸殘骸，彈帶后端既有身管內陽線明顯擠壓的深凹槽，也有身管內陽線擠壓的淺痕跡，同時也出現沒有痕跡的。

3.5 后座量

據雨朵炮站班長敘述“當天開展防雹作業時，發射40發人雨彈后由于準備后續裝彈，途中停頓20 s左右”再次作業過程中發現有一發聲音特別大，觀察后座178，而平時作業的后座量不大于175。據此信息，指揮中心向全縣30個作業點詢問該批次的炮彈在作業中有什么異常，多個炮站反映，后座會突然偏大，聲音會突然響一些的情況。

4 引起身管脹膛原因分析

通過對雨朵、馬踏炮站身管的保養、彈藥的儲存使用、用彈量、后座量等進行對比分析，已排除膛內炮油堆積、身管內水冷處理不當、彈藥保存不當、身管受超高溫和超高壓、身管約束不當等引起脹膛情況，彈藥生產廠方事后對“1-17-12”批次檢驗也排除了彈丸裝藥疵病的情況。從牛棚炮站收集到的彈丸殘骸分析來看，雨朵、馬踏炮站身管脹膛變形的原因不是孤立的，必然有相同的因素所致，基于07型人雨彈“1-17-12”批次部分彈丸殘骸尾端有5條身管膛線陽線擠壓凹槽這一現象，是由于彈丸結構有缺陷，彈丸在膛內運行阻力過大，膛壓升高，超出身管前段壁較薄部分所能承受壓強導致的可能性非常大，致使脹膛變形。

5 建議與措施

高炮在開展人工影響天氣作業前后對身管的檢查、擦拭保養非常重要，每次作業前后必須做到一看二摸，一看是指作業前打抵炮身至水平位置，取下退殼筒，拉握把向后，站在炮后用肉眼觀察炮膛內是否有陽線剝落和劃傷、銹蝕、嚴重掛銅、異物，身管表面是否有裂縫、壓坑、鼓包等，二摸是指作業前后須用虎口掐住身管尾端向前端觸摸檢查，如果發現鼓包等異常，應立即停止作業，及時向上級業務部門報告。

通過對兩起高炮身管前端脹膛原因分析，高炮在開展人工影響天氣作業前后的檢查、擦拭保養非常重要，特別是每次作業待身管冷卻后須用虎口掐住身管尾端向前端觸摸檢查，如果發現鼓包、裂紋等異常，應立即停止作業，及時向上級業務部門報告更換身管，對防范和避免重大安全事故發生，意義重大。