【摘 要】本文從理論上對迫擊炮火箭增程彈相對于制式迫彈的技術難點進行了分析，對迫擊炮火箭增程彈在研制中可能遇到的技術難題做了預見性分析。

【關鍵詞】增程 小推力發(fā)動機 端燃藥柱及其包覆 折疊式尾翅

為了使迫擊炮在保持其固有優(yōu)點的同時擴展其功能，實現(xiàn)同一炮上能發(fā)射多種功能的彈丸以彌補其缺點和不足，我廠于六十年代、八十年代末和新世紀之交先后進行了三代某迫擊炮火箭增程彈的研制。前后雖經(jīng)歷將近40年的時間，但至今仍未取得滿意的科研成果即完成設計定型。究其原因雖是多方面的，但其中主要原因之一屬于技術方面的?，F(xiàn)將迫擊炮火箭增程彈的技術難點做一理論上的探討和分析。

一、戰(zhàn)技指標與制式彈相比：射程增加，而威力及密集度不能降低

（一）根據(jù)以往上級下達的立項計劃和對該科研項目的方案論證，通常對增程彈戰(zhàn)技指標的要求都是：

1.為了保證勤務處理和使用裝填比較方便，要求增程彈比起相應的制式迫彈來，全彈重量及全彈長度只能略有增加。對于炮口裝填的120迫擊炮，由于炮口較高，這一點更為重要。

2.增程率：大致是I型>40%，II型>80%，III型>120%。隨著時間的推移，越是現(xiàn)代戰(zhàn)爭，就要求有越高的增程率，即在保持迫擊炮輕便機動靈活等固有優(yōu)點的基礎上增加一定射程，以彌補迫擊炮射程較近的缺點，提高其較遠距離的壓制和打擊能力。

3.戰(zhàn)斗部的威力以及彈丸的地面密集度，與制式彈保持相當或略有提高，即不能因為增程而降低或犧牲掉威力及密集度指標。

（二）從設計要求看，主要是彈重與射程的矛盾，如I型制式迫彈重量為16kg，而I型增程彈彈重要求不大于20kg， 即增加重量不大于25%，而射程增加要求達40～50%以上。可供選擇的彈形方案有迫彈形（早期的I型制式迫彈為水滴狀、后來的II型制式迫彈為棗核狀，都屬于次口徑燃燒室）、火箭狀（同口徑燃燒室）等。在彈長相同的情況下，次口徑燃燒室的火箭增程彈彈重較輕但威力及增程量受到限制；而同口徑燃燒室的火箭增程彈，其威力及增程量容易保證但彈重較重。

二、從增程彈的戰(zhàn)技指標分析其技術難點

顯然，上述對增程彈戰(zhàn)技指標的要求是比較苛刻的。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）由于制式彈的彈形已趨完善，沒有更大的潛力可挖；而受炮的強度及其機動性的影響，彈丸的發(fā)射膛壓及初速已不可能再有明顯提高；要使射程明顯增加，唯一的可行途徑是采用火箭發(fā)動機，在發(fā)射后通過發(fā)動機噴火助推以增加彈丸的飛行速度。

（二）由于在原基礎上純粹增加了火箭發(fā)動機，勢必增加了彈丸的飛行重量和全彈重量，使戰(zhàn)斗部的重量和彈丸的威力受到了限制和影響。

（三）由于增加了火箭發(fā)動機，勢必會使彈形有所改變和全彈長度有所增加。彈形改變會導致空氣動力性及彈道系數(shù)變壞，使彈丸在飛行過程中的阻力增大而穩(wěn)定性降低，影響到射程和地面密集度；彈長增加還會導致勤務處理和使用裝填的不太方便。

（四）由于增加了火箭發(fā)動機，增程彈的散布精度只能比迫彈差，不會比迫彈好。因為增程彈除了具備影響迫彈散布的各種因素以外，較迫彈還多了主動段引起散布的各種因素，例如：主動段起點彈道傾角的變化，推力的變化（如P-T曲線的一致性和推力偏心等），從炮口到主動段延期時間的變化等。

（五）發(fā)動機有短時間大推力的和長時間小推力的兩種可供采用（能保持主動段等速飛行的發(fā)動機亦稱為續(xù)行發(fā)動機，如巡航導彈）。短時間大推力的發(fā)動機，由于推力的爆發(fā)性導致彈的飛行速度激增，對彈道的飛行穩(wěn)定性不利，從而使地面密集度變壞；長時間小推力的發(fā)動機，則由于推力及速度增加平穩(wěn)，對彈道飛行穩(wěn)定性基本上沒有影響，對地面密集度的影響也較弱，但此發(fā)動機的實現(xiàn)難度較大，主要技術難點在于：箭藥必須加以包覆處理使其等面積端燃，推力小而平穩(wěn)，因此要獲得足夠的增程就必須使發(fā)動機工作較長的時間，發(fā)動機的長時間工作又會導致對燃燒室等零部件的高溫燒蝕。如采用長時間小推力的發(fā)動機，則箭藥柱必須設計成等截面端燃方式，須對箭藥柱進行包覆處理。包覆套與藥柱之間必須粘貼緊，而不能留有空隙脫粘，否則會造成燃燒室壓力不穩(wěn)定產(chǎn)生劇烈變化。包覆套，擋藥板等零件，如果在燒蝕后產(chǎn)生碎塊，細沫，焦油等，可能導致對發(fā)動機噴火孔的堵塞而形成壓力不穩(wěn)甚至爆炸。另外，戰(zhàn)斗部與發(fā)動機室之間必須隔熱，以免燃燒室的高溫引起戰(zhàn)斗部炸藥的爆炸。

（六）火箭的點火方式有慣性點火具和火焰點火具。無論哪種點火具，都具有一定的加工及裝配難度，且延期點火的時間都存在或然誤差，難以精確控制。此外，增程彈的引信與一般炮彈的引信不同，如采用大推力陡加速的發(fā)動機，則引信必須能承受發(fā)動機工作時二次推力的作用。

（七）由于增加了火箭發(fā)動機，使彈的加工裝配工藝難度增大和制造成本增加。比如從設計角度來講，發(fā)動機殼體既不能太厚也不能太薄。太厚了會增加消極重量，而太薄了則其強度難以保證發(fā)射時的過載和發(fā)動機工作時的高溫燒蝕。發(fā)動機殼體內(nèi)壁必須有隔熱層加以保護；發(fā)動機噴喉，必須采用耐高溫燒蝕材料，這種材料不僅價格昂貴而且加工工藝性很差。

（八）由于迫彈的重心一般靠前，其彈道追隨穩(wěn)定性較好，一般迫彈只需采用同口徑尾翅即可保證飛行穩(wěn)定。而增程彈的重心相比之下后移，因此穩(wěn)定儲備量不夠，飛行穩(wěn)定性相對較差。為解決這一矛盾，增程彈則須采用折疊式尾翅。折疊式尾翅的張開方式有前張式和后張式，折疊方式有切向折疊和徑向折疊，張開的動力有借助于發(fā)射時氣體壓差的氣缸活塞型和機械動力彈簧型等，一般都采用同步機構(gòu)保證尾翅張開的一致性，并保證尾翅張開到位后的自鎖。折疊式尾翅片在出炮口后即張開成超口徑，通過增大迎風受力面積使壓心后移，以保證彈的飛行穩(wěn)定性。同時為了消除彈丸因外形不對稱，質(zhì)量偏心和推力偏心等對地面密集度的影響，增程彈一般必須采用尾翼斜置或斜切翼面的方式使彈在出炮口后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。由于增強彈一般只打遠程而不須打近程，射角一般在60度以下，所以彈丸的旋轉(zhuǎn)對彈道穩(wěn)定性一般只有好處而無壞處。總體來說，增程彈的尾部及穩(wěn)定裝置比迫彈更為復雜。

（九）發(fā)射時的底火迫擊與發(fā)動機工作時噴火之間的矛盾。迫擊發(fā)射時基本藥管和底火必須位于彈的最尾部；而發(fā)動機工作即燃燒室向后噴火時其火焰區(qū)不能有任何部件（除非噴管為側(cè)面對稱布置的斜向后噴方式），所以在結(jié)構(gòu)設計時必須保證尾管部件在膛內(nèi)發(fā)射時保險銷被剪切，在出炮口后即被拋掉。

三、III型增程彈的關鍵技術

（一）在滿足戰(zhàn)技指標的前提下，火箭增程彈的總體結(jié)構(gòu)設計技術；

（二）高效率、高可靠度的小推力火箭增程發(fā)動機（包括其高精度延期點火系統(tǒng)，火炮火焰點火系統(tǒng)5秒，另一種為慣性點火系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)設計技術；發(fā)動機不僅要耐長時間燒蝕而且必須能承受發(fā)射時的過載強度；

（三）大長細比雙基推進劑長時間端燃藥柱的包覆技術及工藝（提高發(fā)動機的比沖量，包覆套長度保持不變）；側(cè)面包覆的脫粘及可靠性（發(fā)動機工作時間長達17秒的小推力，三元乙丙橡膠包覆材料和工藝，裝藥的脫粘與包覆層燒蝕）；

（四）耐燒蝕，耐高過載的增程發(fā)動機擋藥板結(jié)構(gòu)設計方法及制造工藝技術（硅基鎢酚醛做擋板藥材料，因燒蝕，包覆層碳化碎片堵塞噴喉會引起壓力跳動推偏增大）；

（五）穩(wěn)定裝置及尾部設計技術：尾管采用高強度鋁合金，保證在膛內(nèi)發(fā)射時靠發(fā)射力剪斷保險銷，與彈體分離而濺落在炮口前方80m以上，同時給出發(fā)動機的噴氣通道。六片前張式刀狀尾翼采用高強度合金鋁，尾翼出炮口后必須同步張開到位即行自鎖；采用帶斜切角的刀狀尾翼，以減少炮口擾動和實現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)。

四、結(jié)束語

迫擊炮火箭增程彈由于存在一定的技術難度，因此長期以來一直較難圓滿地實現(xiàn)。相比迫彈的增程來，榴彈的增程則較易實現(xiàn)且更有實用價值。從增程彈的戰(zhàn)技指標來看：

（一）由于榴彈是后膛裝填，因此當全彈重量及全彈長度略有增加時，仍能保證勤務處理和使用裝填比較方便。

（二）增程率更容易實現(xiàn)。

（三）戰(zhàn)斗部的威力不會降低，彈丸的地面密集度也較易保證。

作者簡介：

蘇虎仁（1962—），男，漢族，江蘇阜寧人，淮海工業(yè)集團科技帶頭人，研究員級高級工程師，長期從事增程及子母彈藥研究，經(jīng)研制的多個項目完成設計定型并獲獎。龐俊慧和楊波為項目組成員、工程師。