火炮弹药增程技术简介
1208060110 张琦祺
在可预见的未来中，战争主体形式以核威慑为背景是可以确定的。局部战争则会变的更加高技术化、信息化，各个军种的协同作战将更加密切。作为传统远程精确打击武器的火炮，如何在未来战争中发挥它的作用，其重要组成部分炮弹的研究则是一个重点了。可以预见未来战场上前后方界限将越来越不明显，打击敌人纵深，袭击其后方目标，可提高己方部队的作战灵活性，并保护自身实力，提高己方部队的生存能力，并赢得战争主动权。所以增加火炮的射程是一个很有价值的话题了。
要提高火炮的射程，除了增加身管长度、增加发射药量和采用高能量发射药以提高弹丸初速度增加射程外，其余就差不多都是针对炮弹的优化来实现的了。目前世界上主要的增程技术有：
1.改善弹形减阻增程技术；
弹形减阻增程，就是通过改变弹丸长径比、弹头长占弹全长的比例，或改变弹头部弧形部半径、弹尾长等因素，这其中比较有明显作用的是改变弹丸长径比和弹头占全弹长的比来减小波阻增程，比如有一种低阻远程弹形，俗称枣核弹，这种弹形长径比在6倍径以上，弹头长占全弹长的80%左右。这种弹形的阻力比老式圆柱榴弹的阻力减少25%~30%。弹形减阻增程率6%~10%。 2.火箭增程技术；
火箭增程弹实在炮弹的后段增加火箭发动机，在弹丸飞行时，发动机提供推力增大射程。这种弹丸，将火箭技术用在普通炮弹上，使弹丸在飞出炮口后，火箭发动机点火工作，赋予弹丸以新的推动力，从而增加速度，提高射程。增程率在25%~40%。
火箭增程弹由引信、弹体、装填物、火箭发动机组成。火箭发动机与弹体底部连接，它由发动机壳体、火箭推进剂、点火系统和喷管组成。火箭增程弹装入火炮，击发后，在火炮发射药燃气压力推动下在膛内运动，同时点燃延期点火装置的点火药，弹丸以一定初速和射角飞出炮管，沿弹道飞行至延期药烧完。发动机点火，并开始工作，火箭增程弹开始加速，直至火箭推进剂烧完，火箭发动机停止工作。之后，火箭增程弹按惯性飞行至落点。
在火箭增程弹设计中，火箭发动机的点火时间对射程的增加和射击精度均有影响。换句话说，就是存在一个最有利点火时间的问题。总的来说，火箭增程弹虽然可以增程，但它的结构比较复杂，战斗部威力和设计精度都将下降，而且成本较高。 3.底排减阻增程技术；
底排是通过底排药柱低速燃烧排气、气体高温膨胀来增加底压、减少低阻而实现增程的，是远程榴弹增程的主要方法，底排增程率一般在25%~30%。
底排弹减阻增程的原理是：弹丸飞行时，弹底部形成低压区，产生底部阻力。排气装置向低压区排入质量与能量，提高底压，从而减小低阻。与其他增程法相比，底排弹具有低阻弹药特性，全弹道可分为底排工作段和惯性飞行段两部分，有较高的增程效率，提高了弹丸存速，增加了撞击能，或保持存速则可减小初速，，增加武器的机动性；具有结构简单、弹丸威力不降低等优点。因此，底排弹可以说是一种比较实用的、性能较好的远程榴弹。 4.底排--火箭符合增程技术；
底排—火箭复合增程弹是近十年来发展起来的一种增程弹药，它同时采用底排和火箭增程技术，将底部排气装置与火箭发动机相结合，其增程率可达40%~70%以上。
底排—火箭复合增程弹能够获得更大射程的理论依据是：弹丸出炮口后在空气密度很大的低空飞行时，空气阻力大 ，低阻占全部空气阻力的比例也大，因此采用底部排气减阻增程。当弹丸进入空气密度小的高空时，在用火箭发动机加速，以获得更高的增程率。其正常的工作时序应该是底排在先、火箭在后。且底排装置的最佳点火工作时机是弹丸出炮口即工作，这是弹丸空气阻力最大，低阻最大，减阻效率最高。
目前国外主要有三种结构底排—火箭复合增程弹：
1）.前后分置式布局，即在弹体头弧部放置火箭装置；
2）.弹底并联式布局，即火箭药柱在内圈、底排药柱在外圈处一个装置内，并共享一个排气口；
3）.弹底串联式布局，即火箭装置与底排装置同处弹底部，相对弹头而言，火箭装置在前，底排装置在后，呈串联方式排布。
总的来说，底排—火箭复合增程是目前广泛采用。增程率达到55%以上的技术。
5.固体冲压发动机增程技术；
炮弹采用的固体燃料冲压发动机与导弹类似或相同，其主要由进气道、喷射器、燃烧室、燃烧壁和喷管组成。其工作原理是当弹丸从膛内发射出去之后，获得很高的初速。在高速飞行中，空气由弹丸头部的进气口进入弹丸内膛的喷射器，然后进入燃烧室。空气中的氧与燃料充分作用，燃气流经喷管加速，以很高的速度喷出，产生很高的后喷动量，以使弹丸获得很大的增速量。由于利用了空气中的氧气参与燃烧，提高了燃料比能量，因而增程效率大幅度提高。从有关资料报到，其采用冲压发动机后，使炮弹的飞行速度比一般情况下的炮弹至少要高出50%，命中率提高到原来的5倍。不过固体冲压发动机在炮弹上的应用还处于研究阶段。
6.滑翔增程技术；
滑翔增程，实质上是通过增大弹丸升力来实现增程的。根据弹丸的空气动力特性和滑翔飞行的弹道特性，在弹丸飞行到某一有利于滑翔飞行状态时，通过控制俯仰控制舵偏转，使其按所需的攻角飞行，从而产生一个确定的向上升力，且该升力克服弹丸自身重力对其飞行轨迹的不利影响，理想的结果是使弹丸在运动过程中法向加速度趋近于零，这样弹丸便能以较小的倾角沿纵向滑翔较大距离，从而达到增加射程的目的。
滑翔的主要优点在于对弹丸的初速要求不高，即在一般的发射初速条件下，就可以达到远程炮弹的射程。滑翔增程弹的这一特点为解决武器系统设计中射程与机动性、射程与威力之间的矛盾创造了有利条件，但存在炮弹落速较低的问题。目前该技术倍受重视并表现出较良好的应用前景。 7.采用多种增程方式相结合的增程技术。
对于普通榴弹，在一定的初速下，都有与之相适应的弹形选择，实际上是速度与阻力的合理匹配。对于火箭增程弹、底部排期弹及滑翔增程弹和冲压发动机增程弹等，初速、弹形和增程方式也都有一个合理匹配的问题，这些问题，都需在优化设计时解决。从广义上说，可认为是多种增程措施相结合的符合增程技术。目前各国处在概念研发阶段的超远程炮弹有采用滑翔增程与底部排气&弹形优化设计复合、滑翔增程与火箭发动机&弹形优化设计复合以及滑翔增程与弹形优化设计复合增程的技术，使炮弹的射程大幅度提高，成为本世纪初弹药增程技术研究的热点。
要想继续延续火炮战争之神的地位，在未来超视距战争中，发展研究超远程火炮的趋势就是不可阻挡的。超远程火炮（弹药武器系统）用于舰炮，可对登陆部队和海上对抗提供超远程火力支援，压制敌方火力，提高舰队和己方作战部队的生存能力；用于陆地，可用来远距离打击敌人大纵深区域的集群目标，在敌后方地面火力范围外作战，可显著提高己方人员的生存能力，具有较高的效费比。
