理论教育 枪弹弹头的构成及功能特点

枪弹弹头的构成及功能特点

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.2.3为美国M193 5.56 mm铅芯普通弹弹头,它由黄铜弹头壳和铅芯组成。第一种形式为普通弹头,由弹头壳、钢芯和铅柱或铅碗等三零件组成,如DAP92式9 mm手枪弹弹头、DAP92式5.8 mm手枪弹弹头和SS109 5.56 mm普通弹弹头等。后部铅柱也有利于弹头嵌入膛线,降低弹头对枪管的磨损。这也会减少跳弹的概率,使弹头可靠地起穿甲作用。图2.2.1253式7.62 mm穿甲燃烧弹弹头图2.2.1356式7.62 mm穿甲燃烧弹弹头从以上两种弹头看,一般穿甲弹弹头中都带有燃烧或燃烧曳光功能。

枪弹弹头的构成及功能特点

1.普通弹

普通弹主要用于杀伤人员、马匹等有生目标,它是手枪、步机枪的基本弹种,消耗量最大。

普通弹应满足的主要要求:杀伤效果优,射击密集度好,在有效射程内弹道低伸,结构简单,经济性和动员性好等。

普通弹设计时,一般用对目标的侵彻能力和杀伤效果来判定。侵彻能力是指弹头穿透目标的能力和对目标的破坏能力;杀伤效果是指使有生目标受到弹头作用后失去战斗力的能力。通过大量试验研究,影响穿透头盔、防弹衣等个体防护的主要因素是弹头的比动能、弹头的结构和飞行稳定性;影响杀伤能力的主要因素是传递给目标能量的多少和传递的速率。在侵彻过程中,弹头的比动能大,碰到目标时弹头变形量小,且飞行稳定,则侵彻能力强。弹头在生物体内变得不稳定,变形量大(甚至破碎),则传递给目标的能量多,传递的速率快,杀伤力大。在实战条件下,士兵都穿着军服和必要的防护装备,碰到这些防护物后,都会使弹头不同程度地失稳而增大杀伤效果。因此,在设计弹头时,更侧重保证侵彻威力。

普通弹常用结构:常见的普通弹弹头一般都是由弹头壳和弹心组成的,主要有两种形式,即两件套或三件套结构,下面分别介绍这两种典型的结构实例。

(1)两件套结构弹头

两件套结构就是由弹头壳和铅芯两个零件组成,这在传统的手枪和步机枪弹、狙击步枪弹中比较普遍,图2.2.1和图2.2.2分别为51式7.62 mm手枪弹、64式7.62 mm手枪弹弹头结构图

图2.2.1 51式7.62 mm手枪弹弹头

图2.2.2 64式7.62 mm手枪弹弹头

为了增大弹头的断面密度和改善其外弹道性能,过去使用的步机枪普通弹是铅芯弹,结构简单,就是外面是具有一定强度和塑性的弹头壳,内充以铅芯。铅的塑性好、密度大,易于加工,对膛线磨损小,弹头的长度较短,有利于提高射击密集度和延长枪管寿命。弹头壳是用紫铜、黄铜或铜镍合金制造的,也可用覆铜钢或低碳钢镀铜来制造。

图2.2.3为美国M193 5.56 mm铅芯普通弹弹头,它由黄铜弹头壳和铅芯组成。当时的设计思想为距离近、火力猛、机动性好,它充分显示了小口径武器的优越性,即大幅度减小了弹药的质量,增加了弹药携带量;明显地提高了武器的点射精度;且有低伸的弹道、巨大的杀伤能力和良好的经济性等。

图2.2.3 M193 5.56 mm普通弹弹头

(2)三件套结构普通弹弹头

随着单兵防护能力的增强,对枪弹的侵彻能力要求越来越高,传统的手枪弹和步机枪弹开始转变为三件套结构。

常见的三件套结构弹头零部件也有几种形式,最典型的就是弹头壳、钢芯和铅柱或铅碗;弹头壳、铅套和钢芯。

第一种形式为普通弹头,由弹头壳、钢芯和铅柱或铅碗等三零件组成,如DAP92式9 mm手枪弹弹头(图2.2.4)、DAP92式5.8 mm手枪弹弹头(图2.2.5)和SS109 5.56 mm普通弹弹头等。

手枪普通弹弹头采用钢芯加铅柱或铅芯前后布置这种结构,主要是为了提高手枪弹对一定防护目标的侵彻能力。这对5.8 mm手枪弹弹头显得尤其重要,这是因为弹头口径小、弹头质量小,需要增加侵彻能力才能击穿一定的防护。

图2.2.4 DAP92式9 mm手枪弹弹头

图2.2.5 DAP92式5.8 mm手枪弹弹头

图2.2.6为比利时SS109 5.56 mm普通弹,它采用了前部是淬火钢芯、钢芯后部为铅柱,即采用钢/铅复合式弹芯结构,以提高其远距离的侵彻能力,它的杀伤性能比M193 5.56 mm普通弹有所降低。后部铅柱也有利于弹头嵌入膛线,降低弹头对枪管的磨损。

第二种为外面弹头壳、内部为铅套包覆钢芯的弹芯结构形式,这也是比较传统的三件套结构形式。铅套的作用主要是利用其嵌入膛线时铅的塑性变形好的特性,减少枪管磨损。

图2.2.7~图2.2.10分别为53式7.62 mm普通弹、56式7.62 mm普通弹、87式5.8 mm普通弹、10A式5.8 mm普通弹弹头的结构组成,常见普通弹诸元见表2.2.1。

图2.2.6 SS109 5.56 mm普通弹弹头

图2.2.7 53式7.62 mm普通弹弹头

图2.2.8 56式7.62 mm普通弹弹头

图2.2.9 87式5.8 mm普通弹弹头

图2.2.10 10A式5.8 mm普通弹弹头

除了常规的三件套结构外,为了增加弹头的杀伤效果,小口径枪弹常采用弹头前部空腔的结构形式,如俄罗斯的5.45 mm钢芯普通弹,如图2.2.11所示。

5.45 mm钢芯普通弹是由弹头壳、铅套和钢芯组成。铅套很薄,钢芯的相对质量较大,以便提高侵彻性能。弹头前部有一个空腔,弹头的长细比较大,这样弹头较轻,但十分锐长,既改善了弹形,又可增大进入肌体后的翻转力矩。同时,为了保持飞行中的稳定性,须减小缠度,这就使弹头的外弹道性能和进入有生目标后的杀伤效果得到兼顾。

常见普通弹诸元见表2.2.1。

2.穿甲弹

穿甲弹主要用于对付具有薄装甲防护的目标,例如飞机、装甲车辆、舰艇等,以便击穿钢甲,击毁掩蔽在钢甲后面的有生力量和器材等。单一作用的穿甲弹目前已很少采用,多采用组合作用的穿甲弹,例如穿甲燃烧弹、穿甲燃烧曳光弹等。

图2.2.11 5.45 mm钢芯普通弹

表2.2.1 常见普通弹诸元

穿甲弹与普通弹结构的主要区别是它有一个强度很高很硬的穿甲钢芯,典型的穿甲弹是由弹头壳、铅套和穿甲钢芯三个元件构成的,如图2.2.12和图2.2.13所示。穿甲钢芯是穿甲弹的主要零件,铅套是为了减少弹头在膛内运动时对膛线的磨损。当弹头与钢甲撞击时,弹头壳和铅套首先产生变形,这就减少了钢芯头部破坏的可能性。这也会减少跳弹的概率,使弹头可靠地起穿甲作用。

图2.2.12 53式7.62 mm穿甲燃烧弹弹头

图2.2.13 56式7.62 mm穿甲燃烧弹弹头

从以上两种弹头看,一般穿甲弹弹头中都带有燃烧或燃烧曳光功能。下面介绍我国研制的5.8 mm穿甲弹,如图2.2.14所示。为增加穿甲元件的质量,提高穿甲性能,采用相对密度大、硬度高的硬质合金材料作穿甲元件,使穿甲元件的质量占到弹头质量的64%以上;为了防止硬而脆的硬质合金元件穿甲时断尖,元件的尖部由两个锥体组成,以增加其头部强度,同时,在弹头壳内以铅作为填充物,对元件的头部有很好的保护和稳定穿甲性能的作用。试验证明,该弹在1 000 m射程上,以284.2 J的动能可穿过4 mm低碳钢板,侵彻威力已大大超过53式7.62 mm普通弹。

图2.2.14 5.8 mm穿甲弹头

3.曳光弹

曳光弹的主要用途是修正射击和指示目标,它多用于对活动目标如飞机、装甲车辆等的射击,以便及时修正射向,达到有效地击中目标的目的。使用时,一般在数发主用弹之间夹一发曳光弹。曳光弹还可以用于发射信号和教练等,用于教练时,可使射手对弹头的飞行轨迹一目了然。

曳光弹也应具有对目标的毁伤作用,例如单一作用的曳光弹,它在100~150 m内的杀伤作用与普通弹相差甚微,超过此距离后,则作用效果降低。同时,它也有微弱的燃烧作用,对干草堆、汽油等易燃目标有一定的引燃效果。

曳光弹的弹迹曾采用过光迹和烟迹,烟迹曳光弹因夜间无法辨别,已被淘汰。在光迹曳光弹中,有红光、白光、黄光等几种,白光和黄光的光度没有红光的大,对周围背景的衬托力也差,特别是白天弹迹更不明显,故不采用。

根据曳光弹的用途,对它提出以下一些要求:(www.daowen.com)

①不论昼夜,在规定的曳光距离上,应有清晰易见的光迹;

②出枪口一定距离(一般要求100 m以上)才开始曳光,以免暴露射击位置;

③曳光弹弹道应与主用弹一致,即具有弹道一致性;

④作用和点燃可靠,曳光连续,发光和亮度均匀;

⑤结构简单,工艺性好,生产安全,储存中性能稳定。

图2.2.15为53式7.62 mm曳光弹,曳光管内的曳光剂和引燃剂接触面压成凹凸形,以增加传火面积。引燃剂表面压成花纹,以便增加点火面积,使点着容易。弹头内部的环状小垫(小圆环)用于防止弹头卷边时曳光管变形、引燃剂松散、影响点火和射击密集度。这种曳光弹的缺点是:曳光剂在膛内就开始燃烧,加速了枪管的烧蚀,降低了武器寿命,影响内弹道性能(初速和膛压);出枪口即发光易暴露射击位置;当曳光药剂压药密度不足时,膛内火药气体冲击其表面,使曳光药剂破碎而不能正常曳光。因此,曳光药剂的压药压力应大大超过最大膛压值。图2.2.16和图2.2.17分别为95式5.8 mm曳光弹弹头、88式5.8 mm机枪曳光弹弹头,它们的结构与53式7.62 mm曳光弹结构基本类似。

图2.2.15 53式7.62 mm曳光弹弹头

图2.2.16 95式5.8 mm曳光弹弹头

图2.2.17 88式5.8 mm机枪曳光弹弹头

图2.2.18为美7.62 mm NATO曳光弹。它没有曳光管,曳光药剂压成药柱直接装入弹头壳内,药柱后端有一锥形穴,上盖一薄铜片,借以延迟曳光。发射时,火药气体压力将铜片压入穴内并点燃周围露出的引燃剂。弹头出枪口后,由于有铜片(已变形)挡住大部分药面,所以看不到曳光。待弹头离枪口150 m左右,曳光剂燃去一部分后,铜片即从尾部脱落,这时才可见到红色曳光。此外,小铜片还可防止火药气体和发射药粒冲击曳光剂。

4.燃烧弹

燃烧弹主要是用于引燃易燃目标,如木材、草堆、液体燃料(汽油、煤油等),同时也广泛用于射击敌方的飞机和车辆。由于现代战争中大量使用各种飞机和车辆,所以各种燃烧弹的作用就更加显著。但当今装备的自动武器弹药已经没有单作用的燃烧弹,而是与穿甲、爆炸等作用在一起的多作用枪弹。

燃烧弹的结构样式很多,最早的燃烧弹是以磷作为燃烧剂的。图2.2.19为英国磷燃烧弹弹头(7.7 mm),它的弹头壳下都有三个小孔且用易熔金属焊死。当弹头在膛内运动时,由于摩擦,使弹头壳温度升高,将易熔金属熔化;同时,装于弹头部的磷由于惯性及温度升高膨胀,填满了惯性铅芯的三条纵沟,通过三个小孔与空气接触,使弹头在弹道上飞行时产生白色烟迹。碰击目标时,惯性铅芯向前运动,将剩余的磷从孔中挤出并向四方飞散,引燃目标。若射程远,弹头在飞行中会燃去过多的磷,使得对目标的引燃作用降低。

图2.2.18 美7.62 mm NATO曳光弹弹头

图2.2.19 英国磷燃烧弹弹头

图2.2.20为56式7.62 mm燃烧曳光弹弹头。当弹头与目标相碰时,钢块因惯性向前,挤压燃烧剂而发火。弹头壳内前部有一减弱沟,以减少弹尖破坏时的能量消耗;弹头为钝形,用来增加击中目标后的阻力,使钢块挤压燃烧剂的惯性力增加,提高了发火能力。与带击针的燃烧弹相比,它结构简单,发火可靠性稍差。

图2.2.21为56式14.5 mm燃烧曳光弹弹头(又称试射燃烧弹)。它的用途与53式7.62 mm试射燃烧弹相同,对软目标有良好的发火性能,并有曳光作用。实践证明,在远距离(速度低)时,它的曳光火焰也可将草堆引燃。击针及其后面的铅块组成了击发体,击发体外有保险帽。为了使用安全,在保险帽外铆三点,以固定击发体。发射时,保险帽惯性后坐,击针刺穿它的底部(很薄),使击针处于待发状态。当弹头命中目标时,击发体惯性向前,使击针刺发火帽,点燃燃烧剂。击发体后面的铅垫在发射时起缓冲作用。击发体外壳有沟槽,以防辊紧口槽时击发体变形而失效。

图2.2.20 56式7.62 mm燃烧曳光弹弹头

图2.2.21 56式14.5 mm燃烧曳光弹弹头

53式7.62 mm穿甲燃烧弹弹头如图2.2.12所示,它用于射击有钢甲防护的易燃目标,即穿透钢甲并点燃其后面的易燃物。当击中钢甲时,穿甲钢芯向前运动,挤压燃烧剂使之发火。这种弹头结构简单,但对软目标不能起作用。

图2.2.22~图2.2.24分别为54式12.7 mm穿甲燃烧弹、56式14.5 mm穿甲燃烧弹和89式12.7 mm穿甲燃烧曳光弹三种大口径枪弹弹头的结构示意图。其燃烧剂都是由硝酸钡和铝镁合金粉两种材料组成,且都在弹头穿甲钢芯的前部。还有一种燃烧弹,在穿甲弹芯前、后都有燃烧剂,是两种燃烧作用的综合。因此,燃烧率高,但结构复杂。

图2.2.22 54式12.7 mm穿甲燃烧弹弹头

图2.2.23 56式14.5 mm穿甲燃烧弹弹头

图2.2.24 89式12.7 mm穿甲燃烧曳光弹

5.爆炸弹

爆炸弹是通过一定的起爆装置使弹头爆炸,用以毁伤目标。同时,它也具有燃烧作用。爆炸弹可以使薄壁储油器、飞机、木质掩体等强度低而易燃的目标爆炸、燃烧,对目标的破坏作用大。爆炸弹起爆装置的结构根据目标的不同而异,它是一种便于大量生产的小型信管。要求这种信管在撞击目标时有足够的敏感度,使用时安全可靠。

图2.2.25为89式12.7 mm穿甲爆炸燃烧弹(以下简称89式12.7 mm穿爆燃弹)弹头。该弹是一种威力大、火力强,集穿甲、爆炸和燃烧多功能为一体的特种枪弹,它采用无引信起爆装置,依靠弹头高速撞击目标的冲击和摩擦产生爆炸与燃烧效果,弹芯采用硬质合金材料,具有较强的穿甲能力,爆炸后依靠弹头壳和钢套碎片完成杀伤效应。

图2.2.25 89式12.7 mm穿甲爆炸燃烧弹

6.狙击弹

狙击弹是供狙击步枪使用的枪弹,用于对单个有生目标的射击,具有高的射击密集度(一般5发弹的全散布圆直径小于1 MOA)和首发命中率高(对φ40 mm以上目标的首发命中率可靠度大于90%)的特点。目前,国内外高精度狙击步枪弹的弹头大都采用加工过程中易于控制质量均匀性和对称性的铅芯弹头,其典型结构如图2.2.26所示。

图2.2.26 典型狙击弹头结构简图

该弹头的弹头壳是一个引长壳,在引长壳内压入铅芯后再收出弧形部和尾锥部。因此,尖部是一个带孔的星梅花状的小平面,尾锥底面呈封闭状态。通过分析和大量试验,该结构可大大提高射击密集度,主要体现在:

①结构简单、零件少,为提高制造精度提供了先决条件;

②采用钢弹头壳,便于加工和收弧;

③克服了传统弹头壳的尖厚、尖径不易控制,以及冲尖引起的弹头壳弧形部壁厚差大的不足;

④内设有空腔,有利于弹头重量和重心的调整;

⑤尾锥部几何形状一致性好。

注:MOA为计量单位,国外狙击步枪散布精度最常用角分(Minute of Angle,MOA)作为计量单位。

1角分在不同距离上对应圆的直径即为D100

D100=K·X

式中,K为系数,;X为射程。

如射程为100 m时,D100=K·100=0.0291 m;

射程为300 m时,D100=K·300=0.0873 m;

射程为600 m时,D100=K·600=0.175 m;

射程为800 m时,D100=K·800=0.233 m。

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