付伟1 颜秀红2 张常玲3 董庆文4
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摘要：本文以某产品减变装药出现异常试验结果为例，从多个方面分析、论述了减变装药无中心传火管的结构中，由于粒状发射药火药床通透性不好，造成膛压、初速超标、药筒烧蚀、不能自动退壳，甚至膛炸等一系列问题的原理，并提出了解决办法，经试验验证，该方法可以有效解决上述问题。
关键词：火药床 通透性 膛压 初速 烧蚀 膛炸
前言
随着现代火炮初速提高，火药装填密度增大，多孔粒状发射药得到广泛应用，一些问题也应运而生，其中有减变装药膛压、初速严重超标，药筒严重烧蚀，不能自动退壳，甚至发生膛炸的问题。
一、减变装药膛压和初速超标及药筒烧蚀的情况
某中大口径炮弹有全变及多种减变发射装药结构，其中减变装药是分装式药包装药。发射药为多孔粒状药，装药结构没有中心传火管。在减变装药射击试验中出现膛压、初速严重超标，药筒不能自动退壳，药筒口部严重烧蚀等问题。试验数据见表1，药筒烧蚀情况见图1。
表1 试验数据
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三、火药床、火药破碎度、应力、燃烧速度、燃气生成率、燃烧面积 空隙率等因素的变化
中大口径弹药膛内射击易产生高膛压高过载现象，膛内射击过程中发生及其复杂的物理化学变化，装药结构设计合理与否，可直接影响到膛炸发生的概率。一个合理的、优化的装药结构能有效地抑制高膛压的产生，从而避免膛炸事故的发生，或使膛炸概率减小到射击安全能接受的程度。
1.火药床的变形过程
火药床的变形过程分为三个阶段。
(1) 火药床在膛底燃气压力作用下，药粒趋于致密排列；
(2) 药粒接触表面间出现轻微变形，火药床空隙进一步减少；
(3) 药粒明显变形或破碎，火药床空隙达到一个极限值。
火药床发生变化的同时伴随着其他变化。
2.当火药床中药粒被压缩变形到一定程度，药粒间应力超过许用值时，部分药粒发生破碎，尤其在低温条件下，因火药的冷脆性，破碎更严重，其破碎度与挤进压力和环境温度密切相关，其关系式为：
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膛压越高，火药燃烧速度越快，赋予弹丸的能量越大，其速度也越大。
6.火药异常破碎与正常破碎空隙率的差别
火药正常破碎燃烧时，也有一少部分火药被推向弹底区域，弹底区域空隙率也有所变化，但却微不足道，其曲线是一个较平滑的曲线。火药异常破碎燃烧时，很多火药被推向弹底区域，弹底区域空隙率有很大变化，其曲线在弹底区域形成一个鼓包，这是燃烧面积和燃气生成率增加的体现。
四、减变装药结构存在的问题
由于减变装药结构没有中心传火管，由各药包环形、直立放置在药筒中，形成圆形孔与底火中心对正组成传火通道。在问题排查过程中，将药筒内药包取出，发现药包内发射药装填不密实，药包没有刚性，不能直立，摊堆在一起，挤占了中间的传火通道，使整个火药床通透性变差，火药燃烧条件恶化。
五、解决膛压、初速超标，药筒严重烧蚀的措施
依据上述原因分析，对药包的装配过程进行控制，使中间传火通道保持畅通，达到改善装药燃烧条件的目的，具体措施如下：
1. 在药包袋内装入发射药后，应撴实，再沿药面将药包口扎紧，系紧药包袋绑绳，将药包袋扎紧，使药包袋保持直立，中间传火通道畅通。
2. 在药包之间，增加点火药包，增大传火能量，改善燃烧条件。
3. 装配时，使底火室传火孔、点火药包与药包中心对正。
六、射击试验验证及结论
改进后的药包具有刚性、能够直立、形成透气性良好的装药结构，使中间传火通道通畅。
依据上述改进措施装配一组发射装药进行射击试验，结果见表2。
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综合上述分析及试验结果证明，某产品减变装药出现的膛压、初速超标，药筒严重烧蚀等现象，产生的影响因素较多，但装药结构应控制具有良好的点火、传火通道，火药床的透气性，避免装配中药包缝制松散，中心传火通道堵塞，火药燃烧条件恶化，通过采取扎紧药包袋、增加点火药包、装配时使各药包中心对正等措施，有效地解决了上述问题，射击试验膛压、初速满足指标要求，药筒无烧蚀并能自动退壳，该措施实施可靠、有效，有效地改善内弹道性能和提高装药安全性，避免发生严重的事故。
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