某型高射炮杀伤榴弹膛炸问题研究∗

（装备项目管理中心 北京 100071）

1 引言

在某靶场准备做弹丸装药安定性和爆炸完全性两项合并试验时，清擦炮管中发现距炮口端面100mm处，右上方有6条膛线被破坏。炮管变形程度在炮管外表面能用肉眼看出，炮口消焰器内壁有一条划沟，长50mm，并在立靶左方弹头弧形部破片。破片上有机械加工刀花，并有明显膛线刻痕。根据情况初步分析是由弹丸在膛内半爆造成［2］。

2 原因分析

1）经过调查，确定以前各批弹丸射击试验情况及试验条件都很正常，唯有此次弹丸射击安全性和爆炸完全性合并实验时，有些反常现象，即第3发弹丸射击后，测压器丢失，第4发射击后，观察人员未听到弹丸的爆炸声，而见到曳光飞落到炮位左前方200m左右处。试验完毕穿炮衣时，发现炮口消焰器外壁右上方有鼓包现象，当时未引起操作者注意。接着又做了3批试验，均正常，未引起注意［3］。

事后分析破片情况:

（1）破片外表面有明显刀花，是机加厂生产的弹体，而装药厂生产的弹体是冷挤压弹体，表面无刀花；

（2）破片无锈，时间不长；

（3）该破片是半爆破片，破片较大，而其余各批射击时均爆炸正常，不可能出现这样的破片；

另外，确定第3发射击后，未取测压器，射击第4发时，产生膛炸。

2）为了证实测压器留膛能引起膛炸，用废炮管做了测压器留膛的破坏性验证试验。

试验条件:将测压器放在距炮口100mm处（即膛炸炮管的相应位置上），其余条件符合靶场试验要求。试验结果，弹丸在膛内爆炸，爆炸性质是全爆［4］。爆炸点后的机械擦伤位置也在炮管右上方，机械擦伤痕迹（划痕长度约50mm）和半爆膛炸弹丸机械擦伤痕迹基本一致。可以看出，如果没有机械杂质留在膛内，则膛炸点起始部位不会产生机械擦伤，所以膛炸是由于测压器留膛造成［5］。

3 测压器留膛产生膛炸机理分析

弹丸在膛内开始以V2的速度向前运动，碰撞测压器后，假设测压器和弹丸同时以速度V向前运动，测压器和弹丸的碰撞点为M［6］（见图1）。

图1 测压器碰撞弹丸示意图

设测压器的质量为m1，初始状态时的速度为v1，弹丸质量为m2，速度为v2，根据动量守恒定律:

测压器质量m1为

测压器初始状态时速度v1=0。

根据某型榴弹P-t曲线［7］求得，弹丸运动到爆炸点的时间t1=3.5ms，爆炸点距炮口为100mm，求得弹丸在爆炸点的速度v2=832m s。弹丸质量q2=0.732kg，则弹丸质量m2为

根据动量守恒定律，求得碰撞后的弹丸速度v：

又炮管内有一条划痕长50mm，这个长度也就是弹丸和测压器碰撞后持续过程所经过的一段距离，这段距离所消耗的时间就是碰撞持续时间t2。因为这段距离很短，速度又大，为了便于计算，假设这段距离的运动为匀速运动，运动时间t2为［8］

根据动量定理:质点动量在任一时间内的增量，等于作用在质点上的合力在同一时间内的冲量［9］。可得:

式中:f是作用在弹丸上的作用力。

负号表示作用力f和速度方向相反，作用于弹丸［10］。引信碰撞点M的直径D=12mm，则该作用力通过M点圆截面上的应力σ为

引信体和弹体将被破坏。若破坏时，引信传爆药柱作用和弹体破坏同时进行则有可能产生半爆。若引信传爆药柱的作用，先于弹体破坏，则弹丸有可能产生全爆［11］。因此，半爆和全爆两种情况都可能产生。

4 结语

本文介绍了靶场试验时膛炸产生的原因及分析，得出测压器留膛引起膛炸的结论，因此在设计过程中，每发炮弹射击前必须认真检查炮膛内是否有测压器及机械物存在，以免引起弹丸在膛内爆炸［12］。