分裂弹技术的研究与分析

刘小旭1，万子平2

(1. 湖南宇正智能科技有限公司，湖南省 长沙市 410008；2. 国防科技大学 智能科学学院，湖南省 长沙市 410073)

摘要：本文综述了分裂弹技术的发展现状和应用，并提出了结合多头弹的脱穿弹设计的新思路。首先介绍了箭霰弹、锥膛弹和多头弹等分裂弹技术的特点和局限性。随后，论文提出脱穿弹设计的概念，即通过多个弹头安装在分瓣弹托上，调整其偏角，以提高分裂弹的精度和杀伤概率。最后，指出未来需解决的问题，包括改进设计、提高准确性、降低成本，以及与其他武器系统的集成。通过持续的创新和实验，分裂弹技术有望为军事实力的提升和战场胜利的取得作出更大的贡献。

关键词：分裂弹、箭霰弹、锥膛弹、多头弹、脱穿弹

0 引言

分裂弹技术具有悠久的历史，早期制式弹药的起源可以追溯到17世纪英国为了摧毁舰船桅杆而开发的葡萄弹。在当前微小型无人机在战场上广泛活动的背景下，提高身管武器的单次射击发射弹头数量以提高毁伤能力的方法再次引起了关注。二战后，美国在分裂弹技术研究方面进行了深入而持久的探索，尤其是对小口径（20mm以下）身管武器的研究。50年代的"齐射计划"（SALVO-SPIW）及其相关项目是其中的主要研究方向，持续了数十年。至今，这方面的研究成果仍然具有参考价值。根据美方的研究成果，分裂弹技术的主要可行技术途径被定义为箭霰弹（Flechettes）、锥膛弹（squeezebore）和多头弹（Multiplex）。下文将分别对这些技术进行介绍。这些技术为提高身管武器的打击效果和战场生存能力提供了新的可能性。

1分裂弹技术的发展现状

箭霰弹：箭霰弹是一种多弹头并联在弹壳内发射的弹药形式。它类似于飞镖，利用轻薄尾翼确保稳定飞行，更像是高速加农炮发射的反坦克穿甲弹（APFSDS）。箭霰弹在弹道延伸性上表现良好，并且具有较高的速度，特别适用于打击运动目标。然而，箭霰弹的准确性在中远距离上较差，并且存在一些技术问题，如外形容易受到侧风影响、弹托稳定性差、弹丸无法利用陀螺效应稳定等。此外，箭霰弹的膛压极高，枪管寿命短，枪口焰和后坐力较大，弹壳大而刚度不足，生产成本也高等问题亟待解决。

锥膛弹：锥膛弹是通过收敛式锥膛枪管发射的弹药，需要特殊设计的枪管。它的弹头首尾相接，形成一条线布局，并通过挤压弹头使其成形。锥膛弹的横截面积只有初始横截面积的几分之一，从而提高了弹头初速和打击效果。锥膛弹的性能优势明显，但需要特殊的锥膛枪管加工，成本较高且寿命不理想。挤压成型的分弹头的射程、精度、功能与威力也不如标准全尺寸弹头，成本上也显著增加。

多头弹：多头弹可以视为锥膛弹的保守退化形式，它的特点接近普通弹药。美国进行了大量的多头弹实验，主要集中在双头弹上，如M198普通双头弹。双头弹由两个弹头组成，弹头差一定偏角，发射后形成微小散布，提高杀伤概率。然而，双头弹仍未大量生产和配发到部队中。中国也对双头弹进行了研究，并成功推出了DVD06式12.7mm双头弹。双头弹的应用可以显著提高重机枪系统的作战能力，对于提高军事实力具有重要意义。

可供尝试的抛散弹技术：齐射弹存在固有的缺陷，子弹丸分离在出膛时（甚至于在膛内）就已发生，这导致齐射子弹丸的外弹道一致性差，存速能力更差，由此严重影响了射程和精度，缩短了身管寿命。分裂弹更好的运作方式应该是在弹道末端分裂出子弹丸。此类方式的杰出代表就是所谓的AHEAD弹，在可编程时间引信作用下，在预设的距离和高度上分解主弹体，形成子弹丸云，打击效率极高。而当前技术门槛下可编程时间引信的最小应用口径也达到25mm，在20mm以下口径装下哪怕不具备可编程功能的时间引信也是极其困难的，有待原理技术突破，其使用成本也不可估量。

多头弹是在既定技术、成本、装备兼容条件下实现齐射弹的可行技术，但受结构限制，多头弹不但要求命中概率有较大幅度的提高，且任何一个弹头在有效射程上均能杀伤带防护的有生目标，这就要求多头弹在外形上跟主用弹基本一致，也就是说弹长不变、外形基本一致．同时多头弹的最大膛压不能超过主用弹，多弹头之间的扰动不能大，弹头的结构要保证有足够的穿甲能力。由于弹壳空间的限制，单个弹头长度不能跟主用弹一样长，否则药室容积会大幅度减小，装药量降低，初速减小，使之威力不足；弹头长度又不能太短，否则，膛内导引不够，弹重降低，存速能力低，弹头飞行稳定性差，密集度不好，威力也不足。同时，多头弹的连接技术，也是设计的焦点，连接不牢，在运输过程中容易脱落，发射时会影响射击密集度，严重时还会出现留膛故障，连接过牢，前后弹头不易分离，影响弹头的飞行，达不到多头弹设计的目的。因此如何保持各弹头之间的良好连接，如何匹配好弹形、弹重、装药量与射弹密集度和威力之间的矛盾，是多头弹设计的关键。未来的研究和发展有望解决这些问题，并进一步提升分裂弹技术的发展。

2分裂弹技术新思路

若要在现有大口径机枪上采用分裂弹技术，建议开发次口径脱壳多头弹，即在12.7mm脱壳穿甲弹弹壳基础上串联布置多枚（大于等于4）枚中小口径弹丸，并用分瓣弹托固定，或是一条出路，如图1所示。

                        结合多头弹的脱穿弹设计思路

12.7mm脱壳穿甲弹目前主要应用在12.7mm狙击步枪上，弹头由穿甲弹心和弹托组成。发射时弹托嵌入膛线闭气和导转，弹心用于穿甲，其圆柱部直径小于枪管口径，为次口径旋转稳定的大口径特种枪弹。穿甲弹心常由比重比较大的材料（如钨合金）制成，因此，在枪口动能和枪弹特征等相同条件下，脱壳穿甲弹较普通穿甲弹的初速高（弹头质量小），具有较大的弹头断面比能（弹头在飞行状态下所具有的瞬时动能与其最大横截面面积的比值），所以其穿甲性能较强。弹头飞离枪口后，在离心力和空气阻力作用下，弹托自行成瓣地破裂、分离和坠落。由于弹托的退脱和分离，对枪弹的射击精度影响较大。因此对该弹型研发的关键在与如何保证弹托在飞行一段时间后再进行分离，分离后的弹丸在速度差异和角度差异下形成稳定可靠的散布[1]。

3总结

本文介绍了分裂弹技术的发展现状和应用，包括箭霰弹、锥膛弹和多头弹。尽管这些技术存在一些问题和限制，如箭霰弹在远距离准确性差、锥膛弹成本高且寿命短、多头弹尚未大量配发等，但它们为提升身管武器的打击能力和战场生存能力提供了新的途径。为了克服现有问题，本文提出了一种新思路，即结合多头弹的脱穿弹设计。通过将多个弹头串联放置在可分瓣弹托上，并调整其偏角，形成微小的散布，提高杀伤概率。脱穿弹设计其分瓣弹托不仅保障了弹头出膛的稳定性，也有助于提高分裂弹的击中精度，增加杀伤效果。这种新思路有望进一步推动分裂弹技术的发展。未来的研究和发展应该解决分裂弹技术存在的问题，改进设计，提高准确性，降低成本，并加强与其他武器系统的集成。通过持续的创新和实验，分裂弹技术有望为军事实力的提升和战场胜利的取得作出更大的贡献。

参考文献：大口径机枪曲直兼容弹药设计与理论分析      申建伟- 《南京理工大学硕士论文》 -2008