弹头入膛过程中,圆柱部嵌入膛线,对膛壁施加作用力。同时,弹头受到膛壁的反作用力,统称为圆柱部压力。该压力使枪膛发生径向膨胀,弹体产生径向压缩。因此,该力为枪管、弹丸设计中需考虑的一个重要因素。
1.弹头圆柱部压力产生的原因
如前所述,弹头圆柱部与膛壁间存在强制量δ,如图7.1.11所示。因此,弹头嵌入过程中,圆柱部金属将发生如下变化:
①圆柱部发生弹塑性变形,并挤入枪管膛线内。
②圆柱部被向后挤压,挤压后的圆柱部材料顺延在圆柱部后部,尤其被枪膛阳线凸起部挤出的圆柱部,产生轴向流动,使圆柱部变长;
图7.1.11 圆柱部入膛时的情况
③少量圆柱部金属被膛线切削下来,成为铜屑,有的粘在枪膛内表面,有的留在膛内。
由此可见,弹丸的入膛过程,是一种强迫挤压的过程,必须有一定的挤进压力,弹丸才开始运动。一旦圆柱部嵌入膛线,其将受到很大的径向压力作用,即弹头圆柱部压力。
弹头圆柱部压力用pb表示,是指枪膛壁赋予弹头圆柱部的压力,对弹头强度有较大的影响。(www.daowen.com)
2.圆柱部压力的分布与变化
若弹头圆柱部加工对称,装填入膛和嵌入膛线也均匀、对称,那么圆柱部压力分布也均匀、对称,如图7.1.12(a)所示。若圆柱部加工具有偏差,或嵌入时偏向一方,则圆柱部压力也相应偏向一边,如图7.1.12(b)所示。
图7.1.12 圆柱部压力分布情况
(a)圆柱部中心与枪膛中心相重合;(b)圆柱部中心与枪膛中心不重合
圆柱部压力不对称会造成弹丸在膛内倾斜;严重时,将使圆柱部产生膛线印痕,使弹丸出枪口后射击精度降低。
圆柱部压力在弹头沿枪膛的运动过程中的变化情况如图7.1.13所示。
图7.1.13 圆柱部压力的变化情况
弹头圆柱部刚嵌入膛线时,压力随之产生,并且迅速上升,至圆柱部全部嵌入而达到最大值pbmax,但此时膛压仍较低。随着弹丸向前运动,膛压急剧上升,使枪膛发生径向膨胀,弹体发生径向压缩,减弱了枪膛壁与弹头圆柱部的相互作用。另外,圆柱部在嵌入过程中的磨损和切削,会使圆柱部压力逐渐下降。对于薄壁弹体,其影响更为显著。在最大膛压时,圆柱部压力将减至最小值,甚至为零,即在此瞬间,圆柱部与枪膛内壁之间相互无压力作用。当弹丸经过最大膛压点后,火药气体压力开始下降,膛压对圆柱部压力影响随之减弱,对于厚壁弹体(图7.1.13中的曲线a),圆柱部压力下降开始变缓,下降至一定程度后,圆柱部压力趋于稳定,直至膛口;对于薄壁弹体,由于火药气体压力的影响效应超过圆柱部的磨损因素。所以,当膛压下降时,其圆柱部压力将有所回升(图7.1.13中的曲线b、c)。弹丸出枪口后,圆柱部压力全部消失。
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