某型高射炮殺傷榴彈膛炸問題研究?

（裝備項目管理中心 北京 100071）

1 引言

在某靶場準備做彈丸裝藥安定性和爆炸完全性兩項合并試驗時，清擦炮管中發(fā)現(xiàn)距炮口端面100mm處，右上方有6條膛線被破壞。炮管變形程度在炮管外表面能用肉眼看出，炮口消焰器內(nèi)壁有一條劃溝，長50mm，并在立靶左方彈頭弧形部破片。破片上有機械加工刀花，并有明顯膛線刻痕。根據(jù)情況初步分析是由彈丸在膛內(nèi)半爆造成［2］。

2 原因分析

1）經(jīng)過調(diào)查，確定以前各批彈丸射擊試驗情況及試驗條件都很正常，唯有此次彈丸射擊安全性和爆炸完全性合并實驗時，有些反常現(xiàn)象，即第3發(fā)彈丸射擊后，測壓器丟失，第4發(fā)射擊后，觀察人員未聽到彈丸的爆炸聲，而見到曳光飛落到炮位左前方200m左右處。試驗完畢穿炮衣時，發(fā)現(xiàn)炮口消焰器外壁右上方有鼓包現(xiàn)象，當(dāng)時未引起操作者注意。接著又做了3批試驗，均正常，未引起注意［3］。

事后分析破片情況:

（1）破片外表面有明顯刀花，是機加廠生產(chǎn)的彈體，而裝藥廠生產(chǎn)的彈體是冷擠壓彈體，表面無刀花；

（2）破片無銹，時間不長；

（3）該破片是半爆破片，破片較大，而其余各批射擊時均爆炸正常，不可能出現(xiàn)這樣的破片；

另外，確定第3發(fā)射擊后，未取測壓器，射擊第4發(fā)時，產(chǎn)生膛炸。

2）為了證實測壓器留膛能引起膛炸，用廢炮管做了測壓器留膛的破壞性驗證試驗。

試驗條件:將測壓器放在距炮口100mm處（即膛炸炮管的相應(yīng)位置上），其余條件符合靶場試驗要求。試驗結(jié)果，彈丸在膛內(nèi)爆炸，爆炸性質(zhì)是全爆［4］。爆炸點后的機械擦傷位置也在炮管右上方，機械擦傷痕跡（劃痕長度約50mm）和半爆膛炸彈丸機械擦傷痕跡基本一致。可以看出，如果沒有機械雜質(zhì)留在膛內(nèi)，則膛炸點起始部位不會產(chǎn)生機械擦傷，所以膛炸是由于測壓器留膛造成［5］。

3 測壓器留膛產(chǎn)生膛炸機理分析

彈丸在膛內(nèi)開始以V2的速度向前運動，碰撞測壓器后，假設(shè)測壓器和彈丸同時以速度V向前運動，測壓器和彈丸的碰撞點為M［6］（見圖1）。

圖1 測壓器碰撞彈丸示意圖

設(shè)測壓器的質(zhì)量為m1，初始狀態(tài)時的速度為v1，彈丸質(zhì)量為m2，速度為v2，根據(jù)動量守恒定律:

測壓器質(zhì)量m1為

測壓器初始狀態(tài)時速度v1=0。

根據(jù)某型榴彈P-t曲線［7］求得，彈丸運動到爆炸點的時間t1=3.5ms，爆炸點距炮口為100mm，求得彈丸在爆炸點的速度v2=832m s。彈丸質(zhì)量q2=0.732kg，則彈丸質(zhì)量m2為

根據(jù)動量守恒定律，求得碰撞后的彈丸速度v：

又炮管內(nèi)有一條劃痕長50mm，這個長度也就是彈丸和測壓器碰撞后持續(xù)過程所經(jīng)過的一段距離，這段距離所消耗的時間就是碰撞持續(xù)時間t2。因為這段距離很短，速度又大，為了便于計算，假設(shè)這段距離的運動為勻速運動，運動時間t2為［8］

根據(jù)動量定理:質(zhì)點動量在任一時間內(nèi)的增量，等于作用在質(zhì)點上的合力在同一時間內(nèi)的沖量［9］。可得:

式中:f是作用在彈丸上的作用力。

負號表示作用力f和速度方向相反，作用于彈丸［10］。引信碰撞點M的直徑D=12mm，則該作用力通過M點圓截面上的應(yīng)力σ為

引信體和彈體將被破壞。若破壞時，引信傳爆藥柱作用和彈體破壞同時進行則有可能產(chǎn)生半爆。若引信傳爆藥柱的作用，先于彈體破壞，則彈丸有可能產(chǎn)生全爆［11］。因此，半爆和全爆兩種情況都可能產(chǎn)生。

4 結(jié)語

本文介紹了靶場試驗時膛炸產(chǎn)生的原因及分析，得出測壓器留膛引起膛炸的結(jié)論，因此在設(shè)計過程中，每發(fā)炮彈射擊前必須認真檢查炮膛內(nèi)是否有測壓器及機械物存在，以免引起彈丸在膛內(nèi)爆炸［12］。