塑料弹壳技术研究

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2.2.4 在枪弹弹壳上的应用

本世纪40年代,挪威的贝克里特公司研制出塑料空包弹,德国的诺贝尔动力公司研
制出了膛口安全性很高的塑料演习弹,普利摩公司研制出了塑料手枪弹的教练弹。
早期塑料弹壳的应用一般都局限在空包弹、训练弹、猎枪弹等少数几个品种上,直
到近些年高强度工程塑料和树脂基复合材料得到了飞速发展,开发出增强尼龙系列、
增强聚碳酸脂、聚砜、液晶聚合物等一大批高性能的塑料材料后,塑料材料弹壳在
高膛压自动武器上的应用才成为可能。

在现代战争中,弹药的消耗量巨大,为了减轻士兵的负荷,增加弹药的携带量,就
必须减轻弹药的重量。弹药中的弹壳几乎占全弹重量的一半,金属弹壳,尤其是钢
弹壳的重复使用性很差,造成了很大的浪费。若用塑料弹壳代替金属弹壳,不但可
以大幅度减轻弹药的重量,减轻士兵负荷,而且可以大幅度降低弹药的成本。若在
高膛压自动武器上应用塑料弹壳,将是轻武器弹药的一次重大变革。关于塑料弹壳
在高膛压自动武器上的应用,国外已开展了一段研究工作,并取得了一些进展,如
奥地利斯太尔—曼利夏公司研制的塑料弹壳埋头小箭弹已在美国ACR计划中进行了
试验和选型。我国在塑料弹壳应用方面开展工作较晚,下面对塑料弹壳技术应用的
可行性作一些分析。

塑料弹壳技术研究主要包括材料的性能研究,弹壳的结构技术,弹壳成型工艺等方
面的研究内容。

(1)塑料材料性能研究

弹壳材料从传统的黄铜壳开始,经过覆铜钢壳、钢壳、覆铝钢、铝壳、塑料弹壳,
直到发展成无壳弹结构,我们可以看出,开发新型材料弹壳已成为弹药的发展趋势。
用非金属材料弹壳代替金属材料弹壳也是弹壳材料发展史上的一次飞跃。

弹壳是枪弹的主要零件,其主要功能为:
起闭气作用。发射药点燃后,所生成的高温高压燃气使弹壳壁紧贴枪膛壁,以防止
发射药燃气从枪管尾部泄漏,影响射手射击和危及射手的安全;
在击发时起着支撑枪弹的作用;
是弹头、底火及发射药的连接体和包容体;
在弹膛中起到定位作用,并能满足发射时的强度要求;
起到保护弹膛作用,将大量的发射药余热随弹壳抛出,减小了对弹膛的烧蚀作用。

从弹壳的功能可以看出,塑料弹壳的材料研究非常重要,它关系到弹壳材料能否满
足战术要求,以及弹壳质量和生产工艺等问题。作为塑料弹壳的材料,应满足使用
的基本要求:
具有较高的强度、刚度和一定的延伸率;
在高温高压状态下不燃烧、无毒、耐瞬时高温冲击;
抗老化性能及耐腐蚀性好,吸水性小,适于长期储存;
与火药不起化学反应,相容性好;
工艺性好,材料密度小,注塑加工时收缩率小,尺寸稳定性好;
材料来源广泛,成本低廉。

从以上看出,对塑料材料在使用环境、工艺、经济等方面提出了很高的要求。

(2)塑料弹壳结构技术

塑料弹壳结构技术研究主要是研究满足弹药发射过程中强度、刚度、可靠性及特殊
要求的弹壳结构技术。塑料材料的弹壳在高膛压情况下采用常规枪弹的弹壳结构技
术,材料性能是不能满足强度要求的,所以要从全弹和弹壳的结构上进行新的方案
设计和研究。塑料弹壳埋头弹就是一种新的结构。这种枪弹与常规枪弹不同,枪弹
就是一个圆柱体,弹头埋在弹壳之中,但枪弹的几个元件一个不少,另外还多了一
些火台底、弹帽、固定环之类的辅助零件。同时对弹膛结构进行改造,使枪弹不暴
露在外,由弹膛将弹整体包起来。发射时膛压由膛壁承担。另外弹膛和枪弹之间仍
有一定的间隙,弹膛在高压作用下产生一定的弹性变形,所以塑料弹壳结构还应满
足以下要求。一是击发底火时弹壳要有一定的刚度,以保证击发发火的可靠性,为
了达到这一目的,在底火和弹壳之间一般装有过渡金属件,以提高其刚度,使发火
可靠;二是弹壳有一定的冲击韧性和延伸率,在弹的膛压达到峰值时,弹壳不会碎
裂;三是射击后弹壳能顺利排出弹膛;四是弹壳的加工工艺性好,成型后不产生太
大的应力集中。

(3)塑料弹壳成型工艺研究

塑料弹壳的成型主要是模具设计、材料选择、成型工艺控制,这些因素对弹壳的强
度、刚度、收缩率等都有较大的影响,是控制弹壳加工质量中的一个重要环节。我
们在研究一种塑料弹壳时,相同的材料和模具若采用不同的注塑成型温度和压力,
弹壳的强度就明显不同,注塑温度和压力低时,弹壳在较低的膛压下就会裂开,当
注塑温度和压力太高时,弹壳的内应力大,放置一段时间后,弹壳的强度则会降低。
只有当注塑的温度、压力和模具温度匹配合适时,弹壳才有较好的强度。其中研究
的一种埋头弹的塑料弹壳,在封闭弹膛内其膛压达到250MPa时,弹壳基本上不破裂。
这一数值的取得为塑料弹壳埋头弹的研究打下了基础。2.2.4 在枪弹弹壳上的应用

本世纪40年代,挪威的贝克里特公司研制出塑料空包弹,德国的诺贝尔动力公司研
制出了膛口安全性很高的塑料演习弹,普利摩公司研制出了塑料手枪弹的教练弹。
早期塑料弹壳的应用一般都局限在空包弹、训练弹、猎枪弹等少数几个品种上,直
到近些年高强度工程塑料和树脂基复合材料得到了飞速发展,开发出增强尼龙系列、
增强聚碳酸脂、聚砜、液晶聚合物等一大批高性能的塑料材料后,塑料材料弹壳在
高膛压自动武器上的应用才成为可能。

在现代战争中,弹药的消耗量巨大,为了减轻士兵的负荷,增加弹药的携带量,就
必须减轻弹药的重量。弹药中的弹壳几乎占全弹重量的一半,金属弹壳,尤其是钢
弹壳的重复使用性很差,造成了很大的浪费。若用塑料弹壳代替金属弹壳,不但可
以大幅度减轻弹药的重量,减轻士兵负荷,而且可以大幅度降低弹药的成本。若在
高膛压自动武器上应用塑料弹壳,将是轻武器弹药的一次重大变革。关于塑料弹壳
在高膛压自动武器上的应用,国外已开展了一段研究工作,并取得了一些进展,如
奥地利斯太尔—曼利夏公司研制的塑料弹壳埋头小箭弹已在美国ACR计划中进行了
试验和选型。我国在塑料弹壳应用方面开展工作较晚,下面对塑料弹壳技术应用的
可行性作一些分析。

塑料弹壳技术研究主要包括材料的性能研究,弹壳的结构技术,弹壳成型工艺等方
面的研究内容。

(1)塑料材料性能研究

弹壳材料从传统的黄铜壳开始,经过覆铜钢壳、钢壳、覆铝钢、铝壳、塑料弹壳,
直到发展成无壳弹结构,我们可以看出,开发新型材料弹壳已成为弹药的发展趋势。
用非金属材料弹壳代替金属材料弹壳也是弹壳材料发展史上的一次飞跃。

弹壳是枪弹的主要零件,其主要功能为:
起闭气作用。发射药点燃后,所生成的高温高压燃气使弹壳壁紧贴枪膛壁,以防止
发射药燃气从枪管尾部泄漏,影响射手射击和危及射手的安全;
在击发时起着支撑枪弹的作用;
是弹头、底火及发射药的连接体和包容体;
在弹膛中起到定位作用,并能满足发射时的强度要求;
起到保护弹膛作用,将大量的发射药余热随弹壳抛出,减小了对弹膛的烧蚀作用。

从弹壳的功能可以看出,塑料弹壳的材料研究非常重要,它关系到弹壳材料能否满
足战术要求,以及弹壳质量和生产工艺等问题。作为塑料弹壳的材料,应满足使用
的基本要求:
具有较高的强度、刚度和一定的延伸率;
在高温高压状态下不燃烧、无毒、耐瞬时高温冲击;
抗老化性能及耐腐蚀性好,吸水性小,适于长期储存;
与火药不起化学反应,相容性好;
工艺性好,材料密度小,注塑加工时收缩率小,尺寸稳定性好;
材料来源广泛,成本低廉。

从以上看出,对塑料材料在使用环境、工艺、经济等方面提出了很高的要求。

(2)塑料弹壳结构技术

塑料弹壳结构技术研究主要是研究满足弹药发射过程中强度、刚度、可靠性及特殊
要求的弹壳结构技术。塑料材料的弹壳在高膛压情况下采用常规枪弹的弹壳结构技
术,材料性能是不能满足强度要求的,所以要从全弹和弹壳的结构上进行新的方案
设计和研究。塑料弹壳埋头弹就是一种新的结构。这种枪弹与常规枪弹不同,枪弹
就是一个圆柱体,弹头埋在弹壳之中,但枪弹的几个元件一个不少,另外还多了一
些火台底、弹帽、固定环之类的辅助零件。同时对弹膛结构进行改造,使枪弹不暴
露在外,由弹膛将弹整体包起来。发射时膛压由膛壁承担。另外弹膛和枪弹之间仍
有一定的间隙,弹膛在高压作用下产生一定的弹性变形,所以塑料弹壳结构还应满
足以下要求。一是击发底火时弹壳要有一定的刚度,以保证击发发火的可靠性,为
了达到这一目的,在底火和弹壳之间一般装有过渡金属件,以提高其刚度,使发火
可靠;二是弹壳有一定的冲击韧性和延伸率,在弹的膛压达到峰值时,弹壳不会碎
裂;三是射击后弹壳能顺利排出弹膛;四是弹壳的加工工艺性好,成型后不产生太
大的应力集中。

(3)塑料弹壳成型工艺研究

塑料弹壳的成型主要是模具设计、材料选择、成型工艺控制,这些因素对弹壳的强
度、刚度、收缩率等都有较大的影响,是控制弹壳加工质量中的一个重要环节。我
们在研究一种塑料弹壳时,相同的材料和模具若采用不同的注塑成型温度和压力,
弹壳的强度就明显不同,注塑温度和压力低时,弹壳在较低的膛压下就会裂开,当
注塑温度和压力太高时,弹壳的内应力大,放置一段时间后,弹壳的强度则会降低。
只有当注塑的温度、压力和模具温度匹配合适时,弹壳才有较好的强度。其中研究
的一种埋头弹的塑料弹壳,在封闭弹膛内其膛压达到250MPa时,弹壳基本上不破裂。
这一数值的取得为塑料弹壳埋头弹的研究打下了基础。
散弹枪的子弹,一直都是塑料壳啊。。。;P
塑料我不知道,不过听说米国在九十年代曾经研究过铝合金弹壳
常规技术都还没研究好,TG能够一步登天?
这可不像无托枪那样去掉枪托简单。
原帖由 pizzaaa 于 2007-12-30 22:53 发表
常规技术都还没研究好,TG能够一步登天?
这可不像无托枪那样去掉枪托简单。



作出跟进性研究是必需的。
有没有7.62X39的塑料壳子弹?
原帖由 pizzaaa 于 2007-12-30 22:53 发表
常规技术都还没研究好,TG能够一步登天?
这可不像无托枪那样去掉枪托简单。


预研和技术储备是必须的,不能等到想用的时候再来从头开始。
此文似乎是上世纪某期《轻兵器》杂志上的文章。
结论是塑料壳埋头弹更有发展前途。
但从开始研究塑料壳埋头弹到现在,除了美国现在研究的外,其他公开报道很少。所以,从中可以看出动辄以数亿单位生产的轻兵器弹药,更换起来多么困难。
所以,许多东西可能也只有战时体制才能投入实用,譬如M16和小口径的出现。
偶也一直觉得塑壳埋头弹是王道,应该是目前技术可以达到的,而且能使枪械结构原理发生变革,无壳弹不需要用退壳机构仅仅是在理论上存在。燃烧残留等技术难题如何解决,解决成本多大和臭弹如何处理?在目前的子弹杀伤原理下,塑壳埋头弹十分接近无壳弹节省资源、减轻重量的标准,技术难度风险和成本要小得多,实现也要现实的多。但是现在的作战环境轻兵器弹药没有重武器系统的对战斗影响大,现有弹药还能满足应用,各国军队还没有迫切的需要更换。
美军很早已经开始这方面的研究,搞过先进步枪选型,多头弹、埋头弹都试验过,可惜都没有达到大幅度提高步枪作战效能的目标,最后终止了计划。现在想通过爆破破片杀伤,又在搞理想单兵战斗武器和理想班组武器,实际就是有先进火控的榴弹,近战防卫还要靠XM8。不知道美军的理想武器效果如何,我觉得现在美军的方案问题在成本太高和减重困难,必须依靠光电和机械技术提高才能解决。
我的观点在技术发展方向上不明确时,不盲目的跟风,在技术上作些跟踪积累是有必要的,一定要抓住重点,什么技术是真正在战场上提高作战效能的关键,否则的话投入和产出不成比例,浪费时间和资源。我认为现在弹药应该不是关键问题,班组、单兵对战场环境信息的感知和对目标的发现、有效命中才是轻兵器的发展瓶颈,我们应该大力加强新瞄准具和火控系统的研究,并大幅降低成本。其实在弹药上我们的差距也不小,象狙击专用弹药,不是技术、成本问题,是观念体制问题,设计创新能力不行,制造业也习惯了在低端的血海里挣点劳务费。
在轻兵器研制方面,美国是走了弯路的。

从美国的国家利益来讲,这个弯路又是必须的,看看美国在伊拉克和阿富汗战争中死人最多的是什么人,应该还是地面部队吧,而且多由游击战一类造成,而要应对这样的作战,必须还是依靠手中的轻武器才行,这也就是美国不遗余力不断的研制轻武器的原因。

从整个军事实力来讲,我们最欠缺的是海空军,可能到最后才是步兵,从防御角度来讲,御敌于国门之外很难靠轻兵器实现,还是要靠重型武器。如果最后到使用轻兵器作战,估计战争就非常惨烈了。

所以,我们的轻兵器研制,应该根据情况有所为有所不为,不要盲目跟风,对今后可能面临的战争进行预测,然后看什么样的武器更合适。一句话,要做好符合中国作战需求的轻兵器论证工作。

楼上提出的狙击专用弹,俺感觉也是很有必要。现代作战环境已经发生了很大变化,应该发展出适合作战环境需求的东西。
原帖由 dboy 于 2008-2-14 19:44 发表


预研和技术储备是必须的,不能等到想用的时候再来从头开始。


叫兽有没有7.62X39塑料壳子弹的信息?
我觉得与其研究这个不如拿美元去非洲或南美抢几个铜矿.:L
我记得以前QBQ杂志上国内研究塑料壳弹的文章,好象说存在长期存放不稳定的问题
现在国外用塑料壳弹的轻武器弹药,主要是霰弹和普通枪弹的训练弹,对这方面问题不敏感

也许有人可能会提出,GLOCK等用那么多年都没问题,但同样是塑料,材料和配方及成本,相差很大的,对于大规模的消耗品的子弹而言,采用GLOCK等那样的材料后,是否还有相对于金属有壳弹的优势,就难说了
美军签约定装了塑料弹已经。。。
只是底火和退弹缘仍是铜的,谁了解那子弹的信息?
给介绍一下吧。