李書甫，常衛(wèi)偉，殷 利

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所，河南 鄭州 450015)

金屬風(fēng)暴武器技術(shù)發(fā)展綜述

李書甫，常衛(wèi)偉，殷 利

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所，河南 鄭州 450015)

金屬風(fēng)暴武器技術(shù)是采用彈丸疊裝技術(shù)和電子點(diǎn)火技術(shù)的新型發(fā)射技術(shù)，具有射速高、火力強(qiáng)大、極高的火力質(zhì)量比等特點(diǎn)。本文較為全面地論述了金屬風(fēng)暴武器技術(shù)的原理、各個(gè)方面的發(fā)展及改裝情況，包括發(fā)射藥密封、多發(fā)射藥、點(diǎn)火與不點(diǎn)火排除、現(xiàn)場(chǎng)裝彈、大口徑武器發(fā)射及普通榴彈與可疊裝彈丸改裝等專利技術(shù)。采用這些技術(shù)可以解決發(fā)射藥的有效密封與低成本密封、彈丸初速度的提高與改變、可靠點(diǎn)火與低成本點(diǎn)火、現(xiàn)場(chǎng)再裝彈、大口徑武器發(fā)射及低成本改裝等問題。

金屬風(fēng)暴武器;發(fā)射藥密封;多發(fā)射藥;點(diǎn)火;現(xiàn)場(chǎng)裝彈;大口徑武器;改裝

0 引言

金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)是彈丸軸向疊裝、由計(jì)算機(jī)控制的電子點(diǎn)火的武器系統(tǒng)。理論上，金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)可配備極大數(shù)量的身管，能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射大量彈丸，且該武器是緊湊型的，可提供極高的火力質(zhì)量比。因此，金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)可用作艦載近程防御，用來打擊炸彈、導(dǎo)彈或攻擊機(jī)等。此外，金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)可配置不同類型彈藥，以滿足不同用戶需求。

1 技術(shù)原理

金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)配備多個(gè)身管組件，1個(gè)身管組件包括1個(gè)身管、多個(gè)彈丸、多個(gè)發(fā)射藥裝藥、點(diǎn)火裝置和控制裝置。多個(gè)彈丸軸向疊裝在身管內(nèi)，每個(gè)彈丸裙部用作密封裝置，當(dāng)受到身管內(nèi)壓力時(shí)向外膨脹，與身管炮膛密封接合。相鄰的彈丸由發(fā)射藥裝藥相互隔開。控制裝置有選擇性地、按順序啟動(dòng)點(diǎn)火裝置。點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃發(fā)射藥裝藥，各發(fā)射藥裝藥分別將各彈丸推出身管口。

點(diǎn)火裝置采用電子點(diǎn)火裝置，控制裝置采用電子控制器，以便給各點(diǎn)火裝置提供電子點(diǎn)火脈沖信號(hào)。適當(dāng)設(shè)置控制裝置，使用戶可以有選擇地控制脈沖的速度、數(shù)量和頻率，以提供需要的發(fā)射模式。身管炮膛可以設(shè)置凹槽，凹槽容納點(diǎn)火裝置的全部或一部分。身管內(nèi)安裝電導(dǎo)線，電導(dǎo)線傳輸控制裝置和點(diǎn)火裝置之間的電子點(diǎn)火脈沖信號(hào)。

當(dāng)?shù)?個(gè)彈丸點(diǎn)火時(shí)，同一身管內(nèi)第2個(gè)彈丸在電路控制下鎖定。隨后，電路將第2個(gè)彈丸解除保險(xiǎn)并點(diǎn)火，第3個(gè)彈丸則繼續(xù)保持鎖定狀態(tài)。然后，依次重復(fù)這個(gè)過程，身管內(nèi)全部彈丸按順序被發(fā)射出去。

2 金屬風(fēng)暴武器技術(shù)發(fā)展

近年來，為了滿足不同用戶的不同需求，金屬風(fēng)暴有限公司對(duì)其金屬風(fēng)暴武器技術(shù)的各個(gè)方面進(jìn)行了多層次的改進(jìn)、發(fā)展和完善。下面將簡(jiǎn)要論述有關(guān)金屬風(fēng)暴武器技術(shù)的9項(xiàng)專利技術(shù)，這些技術(shù)分別屬于發(fā)射藥密封、多發(fā)射藥、點(diǎn)火與不點(diǎn)火排除、現(xiàn)場(chǎng)裝彈、大口徑武器等5個(gè)方面。采用這些技術(shù)可以解決發(fā)射藥的有效密封與低成本密封、彈丸初速度的提高與改變、可靠點(diǎn)火與低成本點(diǎn)火、現(xiàn)場(chǎng)再裝彈以及大口徑武器發(fā)射等問題。

2.1 發(fā)射藥密封技術(shù)

2 .1 .1 楔形密封技術(shù)

如圖1所示，身管11中的彈丸10包括普通子彈形的彈體14，彈體帶有截頭錐形的向后縮小的尾部15。尾部支撐著互補(bǔ)的錐形密封帶16。密封帶在尾部的前后端都有自由移動(dòng)空間，可來回移動(dòng)，從而有效地與其接合和脫離。密封帶的尾部?jī)?nèi)表面18與主體部分尾部的后肩部23對(duì)應(yīng)布置。

圖1 采用楔形密封的彈丸Fig.1 A wedging sealing projectile

在裝彈時(shí)，沖擊力A將使互補(bǔ)的楔形表面19和20接合，使密封帶向外膨脹，與身管炮膛形成有效的密封接合，防止燃燒的發(fā)射藥氣體繞過相鄰的后面彈丸點(diǎn)燃其發(fā)射藥。當(dāng)發(fā)射時(shí)，主體部分被燃燒的發(fā)射藥推動(dòng)，向前相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使互補(bǔ)的楔形表面脫離，尾部?jī)?nèi)表面與后肩部有效接合，允許彈丸與密封帶被推出身管口。同時(shí)，密封帶稍微徑向膨脹，與身管炮膛有效地密封接合。楔形密封技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，允許使用較小的楔角，產(chǎn)生較高的鎖壓［1］。

2 .1 .2 簡(jiǎn)易密封技術(shù)

該簡(jiǎn)易密封技術(shù)可應(yīng)用于需要大量、低成本制造的領(lǐng)域。圖2顯示采用該密封技術(shù)的彈丸10。彈體11包括頭部和尾部19。尾部的后開口13與彈體內(nèi)設(shè)置的藥室相通。藥室容納發(fā)射藥裝藥15和點(diǎn)火裝置(未顯示)。彈丸頭部的前密封面16為普通半球形凸面，后開口被制成密封面17，它至少部分具有與頭部的半球形密封面互補(bǔ)的凹面外形，以便當(dāng)壓縮載荷被施加到相鄰的彈丸上時(shí)提供緊密的氣密密封。

圖2 2個(gè)彈丸組件幾乎鄰接Fig.2 Two projectile assemblies in almost abutting relation within a barrel

在裝填過程中，當(dāng)壓縮載荷L被施加到相鄰的彈丸時(shí)，前面彈丸10a后開口的后部周圍表面緊靠后面彈丸10b頭部的前表面，提供有效的密封，從而把發(fā)射藥裝藥密封在彈體內(nèi)的藥室里。一般當(dāng)最前面的彈丸(未顯示)點(diǎn)火時(shí)，最前面的彈丸被推出身管，又會(huì)產(chǎn)生壓縮載荷。為了可靠工作，彈體的外圓柱面和身管炮膛之間必須達(dá)到最適當(dāng)?shù)拿芊獬潭?，以阻止在發(fā)射時(shí)發(fā)射藥氣體通過彈體的頭部泄漏［2］。

2.2 多發(fā)射藥技術(shù)

2 .2 .1 杯式發(fā)射藥技術(shù)

為了使彈丸達(dá)到更高的初速度，通常需要在身管內(nèi)裝填更多的發(fā)射藥裝藥，但這將增加身管內(nèi)的最高壓力，從而必需加固身管，制造成本隨之增加。然而，金屬風(fēng)暴武器采用每個(gè)彈丸配備多個(gè)發(fā)射藥裝藥的發(fā)射技術(shù)，在不增加身管內(nèi)最高壓力的情況下，使彈丸初速度提高。

如圖3所示，彈丸的第1個(gè)發(fā)射藥裝藥16直接設(shè)置在前面的彈丸13之后，被容納在第1個(gè)杯形藥筒17內(nèi)。第2個(gè)發(fā)射藥裝藥18設(shè)置在第1個(gè)杯形藥筒之后，被容納在第2個(gè)藥筒19內(nèi)。第2個(gè)藥筒由2個(gè)杯形藥筒構(gòu)成，容納第3個(gè)發(fā)射藥裝藥20。第3個(gè)發(fā)射藥裝藥與第2個(gè)發(fā)射藥裝藥由第2個(gè)藥筒的中間壁21隔開。第1個(gè)杯形藥筒的前表面具有小角度楔子形狀，以便與前面彈丸后部的互補(bǔ)楔形后表面接合。同樣，第1個(gè)杯形藥筒后端和第2個(gè)藥筒前端分別設(shè)置互補(bǔ)的表面。按順序點(diǎn)燃這3個(gè)發(fā)射藥裝藥，將使彈丸達(dá)到極高的初速度，而不會(huì)在身管內(nèi)產(chǎn)生等量發(fā)射藥裝藥產(chǎn)生的最高壓力［3］。

圖3 第1個(gè)發(fā)射藥裝藥引爆后的身管組件Fig.3 A barrel assembly after the detonation of a first propellant charge

2 .2 .2 內(nèi)置式發(fā)射藥技術(shù)

為了使彈丸的初速度改變，金屬風(fēng)暴武器采用方便可靠的彈丸內(nèi)置式發(fā)射藥技術(shù)，根據(jù)實(shí)際用途選擇1個(gè)或多個(gè)發(fā)射藥裝藥，裝藥快速燃燒導(dǎo)致以需要的能量發(fā)射彈丸。

圖4 內(nèi)置有發(fā)射藥的彈丸Fig.4 A projectile with sealed propellant

如圖4所示，彈丸包括彈體10、頭部11、尾部12和戰(zhàn)斗部13。彈體包括藥室、藥室出口和密封裝置。藥室出口由密封裝置6堵塞，由藥室內(nèi)的發(fā)射藥14燃燒打開，但能抵抗住身管內(nèi)其他的發(fā)射藥燃燒。多個(gè)發(fā)射藥裝藥由彈丸內(nèi)設(shè)置的多個(gè)藥室容納，分別由各自的引爆器15點(diǎn)燃。各裝藥靠塞子16保持在其藥室內(nèi)，塞子可就地?cái)Q上或粘上。為適合彈丸用途，可改變裝藥的數(shù)量和配置。頭部?jī)?nèi)設(shè)有排氣通道17，以便向前排出裝藥燃燒產(chǎn)生的氣體。頭部制成一定形狀，以接合前面彈丸的尾部;同樣，尾部制成一定形狀，以接合后面彈丸的頭部。這樣就在彈丸之間提供一定程度的密封，尾部也包括底緣18，以接觸后面彈丸的彈體。當(dāng)發(fā)射時(shí)，選擇點(diǎn)燃1個(gè)或多個(gè)發(fā)射藥裝藥，燃燒氣體打開藥室出口，通過排氣通道向前噴出，從身管發(fā)射前面相鄰的彈丸。依次，這個(gè)彈丸由后面相鄰的彈丸內(nèi)的裝藥發(fā)射，或者由身管后座內(nèi)的裝藥發(fā)射［4］。

2.3 點(diǎn)火技術(shù)

2 .3 .1 混合點(diǎn)火技術(shù)

金屬風(fēng)暴武器通常由全電子控制裝置電子點(diǎn)火，但有時(shí)需要備用點(diǎn)火系統(tǒng)。這里論述一種混合式點(diǎn)火系統(tǒng)。

每個(gè)彈丸的混合式點(diǎn)火系統(tǒng)包括2個(gè)部件，即電子點(diǎn)火子系統(tǒng)和機(jī)械點(diǎn)火子系統(tǒng)，2個(gè)系統(tǒng)都由控制裝置通過通用化控制系統(tǒng)控制。圖5是彈丸的混合式點(diǎn)火系統(tǒng)示意圖。圖中感應(yīng)線圈20被嵌入身管10，身管上設(shè)置孔21。作為電子點(diǎn)火子系統(tǒng)的元件，半導(dǎo)體電橋器件24被嵌入主底火23，以便由感應(yīng)線圈觸發(fā)。機(jī)械器件25被設(shè)置在主底火附近，由機(jī)械點(diǎn)火子系統(tǒng)觸發(fā)。備用底火26由穿過孔的撞針直接接觸觸發(fā)。1個(gè)或多個(gè)通道27從備用底火向里延伸到機(jī)械器件，以便激發(fā)機(jī)械器件，從而備用底火燃燒導(dǎo)致引燃主底火。在發(fā)射時(shí)，采用電子或機(jī)械點(diǎn)火子系統(tǒng)引燃主底火，依次引爆發(fā)射藥裝藥22［5］。

圖5 采用混合點(diǎn)火系統(tǒng)的彈丸Fig.5 A projectile utilizing a combined firing system

2 .3 .2 不點(diǎn)火排除技術(shù)

金屬風(fēng)暴武器的身管內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)彈丸不點(diǎn)火，或者后面彈丸的發(fā)射藥先于前面彈丸的發(fā)射藥點(diǎn)火，造成不點(diǎn)火或遲點(diǎn)火故障。為了提高作戰(zhàn)安全性，金屬風(fēng)暴武器可采用不點(diǎn)火故障排除技術(shù)，即用擊鐵撞擊彈丸，使其脫離密封接合，為后面的燃燒氣體提供泄漏通道，點(diǎn)燃前面留下的發(fā)射藥，排除不點(diǎn)火故障。

如圖6所示，身管11內(nèi)的彈丸組件10與圖1的彈丸組件類似。但在彈丸后表面26的中心設(shè)置較大直徑的圓柱形內(nèi)腔25。內(nèi)腔內(nèi)部接合對(duì)應(yīng)形狀的擊鐵27。在裝彈時(shí)，將擊鐵保持在略高于后表面之上，在擊鐵之前提供間隙28。當(dāng)發(fā)射藥點(diǎn)火時(shí)，擊鐵沿B方向前進(jìn)到間隙內(nèi)，直到接觸內(nèi)腔的封閉端29，提供沖擊力，即刻解開互補(bǔ)楔形表面20a和20b之間的鎖定，從身管上釋放彈丸組件，推動(dòng)彈丸組件離開身管。

在前面彈丸不點(diǎn)火的情況下，后面彈丸的發(fā)射藥燃燒，向前推動(dòng)擊鐵，撞擊彈丸內(nèi)腔的封閉端，使其脫離與密封部分的有效密封接合，為后面彈丸燃燒的發(fā)射藥氣體提供向前泄漏通道，允許發(fā)射藥氣體充分繞過，點(diǎn)燃留下的前面彈丸的發(fā)射藥［6］。

圖6 使用擊鐵的彈丸Fig.6 A hammer freed projectile

2 .3 .3 簡(jiǎn)易點(diǎn)火技術(shù)

在金屬風(fēng)暴武器中，通常電導(dǎo)線是必需的，以便將點(diǎn)火信號(hào)傳送到身管內(nèi)每個(gè)彈丸的發(fā)射藥裝藥。然而，這增加了制造的復(fù)雜性和成本。在一些應(yīng)用中，金屬風(fēng)暴武器需要低成本的簡(jiǎn)易點(diǎn)火裝置。

如圖7所示，身管11裝配炮口端12和后端14，炮口端裝有身管端蓋13以阻止外來物體進(jìn)入身管。身管內(nèi)裝有多個(gè)彈丸15a，15b，15c，彈丸的彈體由頭部16和尾部17組成。尾部的筒式彈尾19緊靠后面的彈丸，并容納各發(fā)射藥裝藥20。每個(gè)彈體內(nèi)部設(shè)有同軸的圓柱形空腔27，以容納引信22。彈丸內(nèi)部設(shè)有2個(gè)孔，第1個(gè)孔連通空腔和彈體的前面，第2個(gè)孔連通空腔和彈體的后面。將引信插入同軸空腔之后，將彈體的頭部和尾部配合在一起。頭部的承窩部分與尾部的插頭部分接合。承窩部分和插頭部分可以設(shè)置配合螺紋。身管內(nèi)最前面的彈丸容納點(diǎn)火引信21。點(diǎn)火引信由電信號(hào)點(diǎn)燃，電信號(hào)由點(diǎn)火控制器通過點(diǎn)火電路23提供。

圖7 采用簡(jiǎn)易點(diǎn)火裝置的身管組件Fig.7 A barrel assembly incorporating a less complex ignition arrangement

發(fā)射時(shí)，點(diǎn)燃身管內(nèi)最前面的彈丸引信。該引信在空腔里以預(yù)定速度燃燒，引起該彈丸的發(fā)射藥裝藥點(diǎn)火燃燒，從身管發(fā)射最前面的彈丸，并點(diǎn)燃下1個(gè)彈丸空腔內(nèi)的引信，隨后剩下的各彈丸按順序被發(fā)射。由于在前面的彈丸未先點(diǎn)火的情況下后面的彈丸幾乎不可能點(diǎn)火，該點(diǎn)火技術(shù)大大減少不點(diǎn)火故障［7］。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)裝彈技術(shù)

為了克服作戰(zhàn)行動(dòng)中裝彈與再裝彈的困難，金屬風(fēng)暴有限公司發(fā)明了現(xiàn)場(chǎng)裝彈技術(shù)。如圖8所示，圖8(a)所示的彈丸。包括類似彈頭的有效載荷容器10、發(fā)射藥裝藥11和尾部組件12。尾部組件包括1組夾片30，同時(shí)頭部15也包括1個(gè)環(huán)形槽16，從而每個(gè)后面彈丸的頭部分別可以接合前面彈丸的尾部。每個(gè)夾片由較硬的長(zhǎng)條和較寬的柔韌長(zhǎng)條組成。較硬長(zhǎng)條起彈簧作用，較柔長(zhǎng)條充當(dāng)彈丸外表面的蓋子。彈簧長(zhǎng)條被加工成3個(gè)部分，即主體部分、臂部和銷子。主體部分被固定到彈丸尾部組件上。臂部從主體部分伸出來，向外偏離彈丸。銷子由臂部攜帶，在裝彈過程中接合后面的彈丸。

在裝彈時(shí)，圖8(b)中第1個(gè)彈丸的尾部組件大部分處于后膛內(nèi)，第2個(gè)彈丸的頭部處于后膛的入口，與第1個(gè)彈丸的尾部組件接觸，第1個(gè)彈丸尾部組件上的各夾片緊挨后膛的傾斜部分，仍處在其張開狀態(tài)。操作者推動(dòng)第2個(gè)彈丸，又促使第1個(gè)彈丸進(jìn)一步進(jìn)入身管，直到第1個(gè)彈丸完全進(jìn)入身管，各夾片借助后膛的傾斜部分偏轉(zhuǎn)而閉合，每個(gè)銷子都接合環(huán)形槽。操作者進(jìn)一步推動(dòng)第2個(gè)彈丸，使其進(jìn)入后膛，占據(jù)第1個(gè)彈丸的最初位置。相反，在退彈過程中，操作者可從后膛拉出第2個(gè)彈丸，同時(shí)又將把第1個(gè)彈丸拉回到后膛。各夾片彈回到其初始張開狀態(tài)，即使彈丸退出，并可用同樣方法重新裝彈［8］。

圖8 帶有疊裝夾片的彈丸及裝填Fig.8 A projectile with stacking clips and the loading process

2.5 大口徑武器發(fā)射技術(shù)

該發(fā)射技術(shù)主要用于大口徑金屬風(fēng)暴武器。如圖9所示，該武器10采用直通炮膛身管，身管前部構(gòu)成膛線部13，而其后部構(gòu)成身管室和閂室，發(fā)射藥室處在兩者之間，發(fā)射藥室設(shè)有液體發(fā)射藥噴射器和點(diǎn)火裝置。將身管后端加厚，以容納發(fā)射藥室和引導(dǎo)保持裝置25的外部導(dǎo)向槽。保持裝置沿著導(dǎo)向槽軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也徑向運(yùn)動(dòng)。每個(gè)炮彈包括彈丸和尾部的環(huán)形密封裝置。環(huán)形密封裝置的內(nèi)表面和彈丸尾部的外表面按互補(bǔ)的錐面制造，以便環(huán)形密封裝置相對(duì)于彈丸向前運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其向外膨脹。當(dāng)炮彈處在閂室內(nèi)時(shí)，這個(gè)膨脹將導(dǎo)致炮彈與身管炮膛密封接合。這個(gè)密封由通常在44處的鎖定裝置保持，鎖定裝置使保持裝置對(duì)著環(huán)形密封裝置的后端向前推動(dòng)其撥爪26，導(dǎo)致環(huán)形密封裝置軸向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與閂室壁有效密封。身管室內(nèi)的炮彈尾部與閂室內(nèi)的炮彈頭部緊靠，限制其向身管炮膛前進(jìn)。身管室前部向內(nèi)伸出的膛線陽線將身管室內(nèi)的炮彈限制到位。

圖9 大口徑武器裝彈Fig.9 The loading of large caliber weapon

當(dāng)發(fā)射時(shí)，將炮彈縱列貯存在彈倉(cāng)和裝彈裝置之內(nèi)，然后用發(fā)射藥噴射器將液體發(fā)射藥注入發(fā)射藥室，用點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃發(fā)射藥，發(fā)射藥氣體膨脹，將炮彈發(fā)射出去。前面的炮彈發(fā)射后，彈柱被推動(dòng)，下一個(gè)炮彈被推入身管室，后面的炮彈進(jìn)入閂室。在這個(gè)裝彈過程中，將閂室內(nèi)彈丸向前推動(dòng)，這是相對(duì)于環(huán)形密封裝置的軸向運(yùn)動(dòng)，使環(huán)形密封裝置脫離與閂室的密封接合。由于身管尾部開口一直被閂室內(nèi)的炮彈封閉，在每次發(fā)射后燃燒氣體等物質(zhì)不會(huì)向后排放到操作者位置［9］。

3 金屬風(fēng)暴武器改裝技術(shù)

按照武器裝備研制生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，新的彈藥型號(hào)要具有商業(yè)銷售與使用資格，通常需要研制方付出相當(dāng)多的時(shí)間和努力。重新設(shè)計(jì)彈藥型號(hào)很可能會(huì)曠日持久且代價(jià)高昂。因此，改裝現(xiàn)有的彈藥型號(hào)，在成本上是合算的。下面簡(jiǎn)要論述2種有關(guān)金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)改裝的專利技術(shù)。

3.1 普通榴彈改裝技術(shù)

為了將現(xiàn)有的普通榴彈彈丸改裝成為金屬風(fēng)暴武器，金屬風(fēng)暴有限公司采用給榴彈彈丸加裝尾部組件的方法，使其能軸向疊裝在普通身管內(nèi)，然后加裝外部藥室，提供外部點(diǎn)火裝置。

圖10 裝有彈丸疊柱的身管組件Fig.10 A barrel assembly containing an axial stack of projectiles

如圖10所示，多個(gè)彈丸20'a，20'b，20'c以頭尾相連關(guān)系疊裝在身管41內(nèi)。在身管壁上設(shè)置各排氣口42，在身管壁外設(shè)置外部藥室44以容納發(fā)射藥裝藥43。藥室通過相連的排氣口連接到身管膛，尾翼與各排氣口對(duì)準(zhǔn)，并在相鄰彈丸之間提供空間29，在點(diǎn)火后，發(fā)射藥氣體膨脹進(jìn)入這個(gè)空間。圖中每個(gè)彈丸的膨脹空間只顯示1個(gè)排氣口，如果需要，則可以采用多個(gè)排氣口。雖然圖中發(fā)射藥藥室按身管橫向布置，但每個(gè)藥室可以是環(huán)形的，或這個(gè)環(huán)形藥室可以包括許多子藥室，每個(gè)子藥室各有1個(gè)點(diǎn)火器和相連的排氣口。尾部組件上的多個(gè)孔便于發(fā)射藥燃燒產(chǎn)物噴流到膨脹空間內(nèi)。理論上，這個(gè)膨脹空間的范圍由身管壁和各彈丸上設(shè)置的密封帶確定。各發(fā)射藥裝藥由點(diǎn)火器點(diǎn)燃，點(diǎn)火器采用電觸發(fā)底火45。各底火與外部藥室相連，響應(yīng)點(diǎn)火控制器46的點(diǎn)火信號(hào)，該信號(hào)通過信號(hào)線47提供。燃燒產(chǎn)物從外部藥室進(jìn)入身管內(nèi)的膨脹空間，從身管發(fā)射彈丸［10］。

3.2 可疊裝彈丸改裝技術(shù)

通常，金屬風(fēng)暴武器可疊裝彈丸包括彈頭和與彈頭聯(lián)接的推進(jìn)部件。推進(jìn)部件包括發(fā)射藥燃燒室、底火及其他組件。推進(jìn)部件一般采用尾翼形式，以容納形狀相同的彈丸頭部。推進(jìn)部件通常用壓接法或螺紋法直接聯(lián)接到彈頭上。然而，如果推進(jìn)部件由不同材料制成，或者不同的制造方生產(chǎn)的彈頭和推進(jìn)部件外形不同，則使用壓接法或螺紋法就不合適。為了不重新設(shè)計(jì)彈頭或推進(jìn)部件，使用適配器與彈頭和推進(jìn)部件聯(lián)接，不僅可以使彈頭與不同材料制成的推進(jìn)部件聯(lián)接，而且可以使不同外形的彈頭與推進(jìn)部件聯(lián)接。

圖11顯示可疊裝彈丸，彈丸包括彈頭20、適配器30和推進(jìn)部件40。各部件的外形通常為圓筒形。彈頭具有頭部22和底部24。適配器包括頂面32、側(cè)面33和底面34。頂面專為容納彈頭的底部而設(shè)計(jì)。頂面用粘合劑與底部聯(lián)接，頂面提供更多的表面積，把彈頭粘附到適配器上。適配器通常為整體結(jié)構(gòu)。適配器也可以通過螺紋法或壓入配合與彈頭和推進(jìn)部件聯(lián)接。推進(jìn)部件由彈尾41和筒壁43組成，筒壁從彈尾延伸，以形成容器42。容器專為容納適配器和彈頭的底部而設(shè)計(jì)。尤其是適配器的側(cè)面專為裝入容器而設(shè)計(jì)。彈尾裝有高壓藥室，底火和發(fā)射藥54設(shè)置在彈尾的中心。彈尾的表面專為容納另一個(gè)彈頭的頭部而設(shè)計(jì)，以便與其他彈丸疊裝。

圖11 裝配前的彈丸Fig.11 A stackable projectile prior to assembly

如圖12所示，推進(jìn)部件也包括點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，點(diǎn)火機(jī)構(gòu)包括環(huán)形感應(yīng)器51和電子級(jí)53。電子級(jí)由管腳55連接到感應(yīng)器上，并由管腳56連接到底火上。感應(yīng)器和電子級(jí)組成點(diǎn)火信號(hào)探測(cè)器，探測(cè)來自外部點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁信號(hào)，而管腳構(gòu)成探測(cè)器和底火之間的電接觸接口。電子級(jí)通常是印刷電路板，處在襯底57和蓋層58之間。襯底和蓋層通常是由塑料材料制成的圓板，支撐和保護(hù)電子級(jí)不受機(jī)械壓力，并保持管腳就位。感應(yīng)器接收的信號(hào)由管腳傳送到電子級(jí)，如果適合這個(gè)彈丸，則由管腳點(diǎn)燃底火，引燃發(fā)射藥，發(fā)射彈丸。如果傳送到電子級(jí)的信號(hào)不適合這個(gè)彈丸，則底火不點(diǎn)火［11］。

圖12 適配器和推進(jìn)部件Fig.12 A adaptor and a propulsion unit

4 結(jié)語

目前，金屬風(fēng)暴武器技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)在多個(gè)方面、多個(gè)層次有了一些實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，金屬風(fēng)暴武器技術(shù)的成熟度也有了很大提高。金屬風(fēng)暴有限公司與世界各國(guó)政府部門和工業(yè)部門合作，利用金屬風(fēng)暴武器技術(shù)，已經(jīng)研制出一系列金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)，例如“赤背蜘蛛”型40 mm金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)、“火力風(fēng)暴”型40 mm遙控金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)和艦載型40 mm金屬風(fēng)暴武器系統(tǒng)。

［1］James Michael O'Dwyer.Firearms ［P］.US Patent:6343553，2002 －02 －05.

［2］Ramon John Bambach.Projectile sealing arrangement［P］.US Patent:2005/0268807，2005 －12 －08.

［3］James Michael O'Dwyer.Multiple propellant initiation［P］.WIPO Patent:03/006917，2003 －23 －01.

［4］James Michael O'Dwyer;SEAN Patrick O'Dwyer.Projectiles with sealed propellant［P］.US Patent:2008/0022879，2008－01－31.

［5］James Michael O'Dwyer;SEAN Patrick O'Dwyer.Combined electrical mechanical firing systems［P］.US Patent:2007/0084102，2007 －04 －19.

［6］James Michael O'Dwyer.Firearms ［P］. US Patent:6431076，2002 －08 －13.

［7］Sean Patrick O'Dwyer.Ignition arrangementforstacked projectiles［P］.US Patent:2005/0246934，2005 －11 －10.

［8］Joseph FrancisKevin Cronin，Sean Patrick O'Dwyer，ROGER H T.Projectile for a stacked projectile weapon［P］.WIPO Patent:2007/082334，2007 －07 －26.

［9］James Michael O'Dwyer.Cannon for axially fed rounds with breeched round sealing breech chamber［P］.US Patent:6223642，2001 －05 －01.

［10］James Michael O'Dwyer， SEAN Patrick O'Dwyer.Modification of a projectile for stacking in a barrel［P］.US Patent:2007/0056460，2007 －03 －15.

［11］Rene Rosales，Ben Bishop.Adaptor for stackable projectile［P］.WIPO Patent:2008/070923，2008 －06 －19.

Development survey of Metal Storm weapon technology

LI Shu-fu，CHANG Wei-wei，YIN Li
(The 713 Research Institute of CSIC，Zhengzhou 450015，China)

Metal Storm weapon technology is a new firing technology utilising the electronically fired stacked ammunition system with characteristics of high rate，high volume of firepower，ultimate ratio of firepower to mass and the like.This paper summarizes the principle，developments of every aspect and modifications of Metal Storm weapon technology，which includes a variety of patent technologies such as propellant sealing，multiple propellants，firing and minimising misfiring，field loading，firing of large caliber weapon as well as modification of tube launched grenade and stackable projectile.Utilising above technologies，problems such as effective sealing or low-cost sealing of propellant，increasing or varying muzzle velocity of projectile，reliable firing or low-cost firing，field reloading，firing of large caliber weapon，and low-cost modifications would respectively settled.

Metal Storm weapon;propellant sealing;multiple propellants;firing;field loading;large caliber weapon;modification

E926.1

A

1672－7649(2012)03－0003－06

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.03.001

2011－08－15;

2011－09－15

李書甫(1969－)，男，工程師，從事海軍武器裝備情報(bào)研究工作。