超级军网[学习班]陆军军事技术
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 20:49:16
1 弹托与尾翼材料技术研究与发展
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[定义]
弹托与尾翼是炮弹和导弹上的重要部件。它们对减轻弹上的消极重量，提高初速与飞行稳定性，精确击中目标，具有关键作用。
1、弹托材料技术是采用轻质材料和适当的制造工艺制造弹托，使其在膛内承受高加速负荷与短时间的高应力，在炮口能可靠而迅速地与弹芯分离的技术。
弹托通过结合槽或齿与弹芯连为一体，是次口径脱壳穿甲弹不可缺少的部件。它必须保证炮弹在膛内安全运行，把发射药燃烧气体的高加速动能传递给弹芯，在炮弹脱离炮口的瞬间与弹芯分离，从而使弹芯能带有足够的能量以高速度精确攻击目标。弹托在弹上是消极重量，为了保证或提高弹芯的初速、飞行精度及侵彻能量，要求弹托的质量尽可能小。国外研究了大量质量小、负荷高的新型弹托材料，例如聚丙烯、环氧、聚酯改性的聚酰胺6及弹性体改性的聚酰胺6等树脂材料，缠绕形成弹托用的玻璃纤维和热解石墨等具有高抗拉强度的长纤维材料，碳纤维增强热塑性塑料与玻璃纤维增强尼龙等纤维增强材料，聚合物复合材料以及在纤维增强材料上等离子喷涂铝基合金等。
2、尾翼材料技术是采用重量轻、机械强度高以及耐内外弹道烧蚀的材料与制造技术制造各种结构尾翼，使弹丸在外弹道稳定飞行，最后精确击毁目标的技术。
尾翼的主要功能是使弹丸在外弹道稳定飞行，从而精确击毁预定的目标。国外曾采用较重的钢制尾翼，现普遍采用涂覆各种耐烧蚀保护涂层的铝合金尾翼，正在发展新材料技术，制造比铝合金更轻的尾翼。新研制的尾翼材料除了重量轻之外，还必须具有高机械强度，能够耐内、外弹道烧蚀。以长杆穿甲弹为例，其尾翼在炮膛内必须经受大约3400(开氏度)k高温、大约500兆帕（MPa）膛压和大约100秒/米(m/s)发射药粒子的撞击，这种使用条件易于使铝合金表面的保护涂层剥落而发生烧蚀；当长杆弹芯离开炮口时，反向炮口气流有可能使屈服强度不够的尾翼弯曲变形，甚至破坏，从而影响弹芯的飞行稳定性和射击精度；在外弹道，弹丸高速或超高速飞行，尾翼的边棱和凸缘与气流摩擦可能在其表面产生高温，也非常容易发生热烧蚀。国外尾翼材料技术的研究动向是，研究塑料材料技术，发展耐高温尾翼材料技术，研究用材料的形状记忆功能改变翼片的方向，从而控制和制导弹丸飞行方向。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、必须精确进行合金元素配比，使材料在准确的温度下发生马氏体→奥氏体相变，从而产生有效的致动力使弹托分离，使翼片改变迎角方向。
2、镁基合金、纤维增强树脂基复合材料、塑料、陶瓷与铝基复合材料等材料是研究中的弹托及尾翼新材料。它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面与传统的尾翼材料有很大的区别。为了使其获得所需的使用性能，需对它们进行大量试验研究工作，有一定技术难度。
[国外概况]
1、弹托材料技术
（1）镁基合金
法、德圣－路易研究院研究了镁基合金以及用玻璃纤维或碳纤维增强的树脂基复合材料制造弹托的可行性。把用试验材料制的弹托安装到直径8毫米（mm）、长150mm、质量140克（g）的重金属试验弹芯上制成试验弹，然后在火炮中发射该试验弹进行加速试验。火炮以5000巴（bar）以上膛压发射试验弹，将其加速到10的6次方米/秒(m/s)以上。在离炮口大约1.5米(m)处拍摄X射线照片，以便观察试验结果。
试验结果表明，AZ91镁基合金和玻璃纤维增强的环氧弹托对应变速率敏感，具有较高的压缩强度，可承受高应力和高加速负荷。与试验铝合金弹托相比，上述两种材料减少弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
（2）纤维增强树脂基复合材料
法、德圣－路易研究院试验弹托用的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料由与主应力平行取向的E-玻璃粗纱与环氧组成。环氧含量为35％（重量）或50％（体积）。该复合材料的力学性能是：密度2.0克/立方厘米(g/cm3)，抗弯强度900兆帕(MPa)，抗拉强度900MPa，弹性模量36千兆帕(GPa)，破坏应变小于2％。动态压缩试验表明，该材料在试验的纤维增强树脂基复合材料中具有最高的压缩强度，最低的破坏应变。
美国的一种专利方法是，用多个多层纤维增强树脂复合材料单元制造坦克炮射尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托。该方法的两个主要优点是：在不改变政府批准的制造方法前提下，提高了弹托的性能；生产成本最低。
例如一种扇形弹托组件的材料结构是，用多个六层（O、O、+α、-α、O、O）纤维增强复合材料单元制成的复合结构。在六层材料单元中，O表示增强纤维以与弹托纵轴平行取向的方式分布，+α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意正角的取向方式分布，-α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意负角的取向方式分布。与用传统四层（O、+45、-45、O）纤维增强复合材料单元制造的扇形弹托组件相比，上述六层材料单元扇形弹托也具有较高的强度和刚性，减少质量20％。
在制造五层或六层材料单元时，可采用碳纤维、凯芙拉纤维或玻璃纤维等增强纤维，可选择环氧或聚醚亚胺等热固性或热塑性树脂。可先使纤维浸渍树脂， 然后用浸渍树脂的纤维制成所需的扇形弹托组件。也可用纤维预先制成扇形弹托组件，然后再浸渗熔化的树脂制成成品。
（3） 形状记忆合金在弹托中的应用研究
弹托在炮口能否能够可靠并迅速地分离，直接影响弹芯的射击精度与威力。传统的次口径脱壳穿甲弹依靠空气进入弹托前端进气口产生的气动力使弹托与弹芯分离，可靠性较差。美国陆军在研究的弹托结构中利用镍钛形状记忆合金分离垫片，较好地解决了弹托分离问题。由于不靠气动力分离弹托，在每个弹托卡瓣的前端可加工去除部分材料，从而降低了弹托的质量。
分离垫片安装到三个卡瓣侧壁之间以及卡瓣与弹芯之间的多个位置处。当炮弹离开炮口的瞬间，分离垫片因在炮膛内被加热到相变温度以上，而从马氏体相转变成奥氏体相，使其在马氏体相下的变形态恢复到原来的形态，从而同时朝侧向和径向产生大的推力，使弹托与弹芯分离。
2、尾翼材料技术
（1） 塑料材料技术
与铝合金相比，塑料重量较轻，氧化时放热较少。如果塑料能耐内外弹道烧蚀，并具有足够的机械强度，它可用作尾翼材料。美国能源部和美国陆军研究实验室先后研究了长杆脱壳穿甲弹用塑料或聚合物尾翼。美国能源部1992年获得了用塑料或其它材料制造长杆穿甲弹尾翼的专利。美国陆军研究实验室通过射击试验证明，塑料可用作长杆穿甲弹尾翼。
美国能源部获专利权的长杆穿甲弹尾翼由中心体和分布在中心体四周的数个翼片组成。中心体和翼片分别制造，然后用模塑工艺把它们组合成一体，再安装到弹芯后端。中心体用工程塑料或聚合物注射模塑而成。翼片可采用注射模塑工程塑料或聚合物，其表面一般需涂覆保护涂层或防摩擦涂层。为了适应电磁轨道炮发射穿甲弹的高重力加速度及初速要求，翼片也可采用陶瓷、填充钢或钛的聚合物基复合材料以及钛、铝或钢等金属。
美国陆军研究实验室进一步研究了尾翼用塑料材料。该实验室选择8种航空、航天工业用或民用塑料复合材料制造长杆穿甲弹尾翼，试验了它们的可行性。在专用试验装置上进行不飞离炮膛的静态射击试验表明，其中的3种尾翼材料被铝合金内膛烧蚀破坏，它们是MX-4600型材料、多芳基醚酮和用6.4mm短玻璃纤维增强的多芳基醚酮。
把用上述3种材料制的尾翼安装到105mm M-735式长杆穿甲弹上，以大约1600m/s初速进行动态射击试验。试验结果表明，只有注射模塑的多芳基醚酮尾翼获得了偶然成功。这一事实证明，厚1.5mm、质量为标准铝合金尾翼40％的全塑多芳基醚酮尾翼在膛内基本上无烧蚀，能够使105mm M-735式大口径长杆穿甲弹稳定飞行。该尾翼还有改进的余地，例如把其厚度增加到2～3mm，可提高强度，有利于尾翼承受炮膛外的机械负荷。
（2） 耐高温尾翼材料技术
为了提高射击精度和威力，炮弹和导弹正向高速和超高速方向发展，例如，国外正在发展电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹与超高速导弹等弹种。为了适应超高速弹的发展需求，尾翼需采用耐高温的轻型材料。
德国莱茵金属工业股份公司研究了碳纤维或玻璃纤维增强的氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅以及碳化硅纤维增强的钛化合物尾翼材料。上述纤维增强陶瓷复合材料具有重量轻，在高温（1700℃）下机械强度高、耐磨损，摩擦系数低以及热传导比铝和钢慢等特点。它们可用于制造翼片或部分翼片，例如翼片的导向前缘、外缘及翼片的前半部分。可采用铆接或粘接方法，把陶瓷翼片部分与金属翼片部分结合为一体。
德国的另外一家公司研究了用碳纤维增强的碳化硅、碳纤维增强的碳、碳化硅纤维增强的碳化硅材料，制造超高速导弹的固定尾翼、燃气舵气体操纵活动舵和栅翼等尾翼部件。美国能源部研究了用增强或未增强的陶瓷制造长杆穿甲弹的尾翼翼片。这些陶瓷材料是相变增韧的锆、锆增韧的氧化铝、氮化硅、碳化硅和二氧化硅基晶须增强陶瓷等材料。英国研究了用碳化硅增强的Al-Fe-Si-V铝基复合材料制造导弹尾翼，该材料可耐350～400℃高温。
（3）形状记忆合金在尾翼中的应用研究
美国海军部研究了用镍钛形状记忆合金制翼片的新结构尾翼。这类尾翼可用于炮弹和导弹。它们利用材料的形状记忆功能，不仅能使战斗部在外弹道稳定飞行，还增加了控制和制导战斗部航向的新功能。制造翼片的材料是“55-Nitinol” 形状记忆合金，含镍55％（重量），钛45％。它的密度为6.18g/cm3，熔点1310℃，极限抗拉强度875MPa，弹性模量84GPa，相变温度（As）为60℃。
[影响]
弹托与尾翼材料技术是炮弹和导弹的关键技术。它们将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、弹托采用轻质材料技术，可减轻穿甲弹的消极重量，从而提高弹芯的初速、飞行精度以及侵彻能量。例如，用AZ91镁基合金或者玻璃纤维增强环氧取代铝合金制造一种试验穿甲弹的弹托，可减轻弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
2、弹托采用形状记忆合金垫片，可使弹托在炮口可靠地与弹芯分离，从而确保弹芯的射击精度与威力。
3、尾翼采用机械强度高以及耐内、外弹道烧蚀的轻质材料技术，可保证弹丸能在外弹道稳定飞行，从而精确击毁目标。电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹以及超高速导弹必需采用耐高温、耐烧蚀的轻质材料技术，才能实现其战术技术指标。
4、尾翼采用形状记忆合金材料技术，可利用材料的形状记忆功能不仅保证战斗部在外弹道稳定飞行，还能控制和制导战斗部的航向。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
数据采集时间[em10]
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[定义]
弹托与尾翼是炮弹和导弹上的重要部件。它们对减轻弹上的消极重量，提高初速与飞行稳定性，精确击中目标，具有关键作用。
1、弹托材料技术是采用轻质材料和适当的制造工艺制造弹托，使其在膛内承受高加速负荷与短时间的高应力，在炮口能可靠而迅速地与弹芯分离的技术。
弹托通过结合槽或齿与弹芯连为一体，是次口径脱壳穿甲弹不可缺少的部件。它必须保证炮弹在膛内安全运行，把发射药燃烧气体的高加速动能传递给弹芯，在炮弹脱离炮口的瞬间与弹芯分离，从而使弹芯能带有足够的能量以高速度精确攻击目标。弹托在弹上是消极重量，为了保证或提高弹芯的初速、飞行精度及侵彻能量，要求弹托的质量尽可能小。国外研究了大量质量小、负荷高的新型弹托材料，例如聚丙烯、环氧、聚酯改性的聚酰胺6及弹性体改性的聚酰胺6等树脂材料，缠绕形成弹托用的玻璃纤维和热解石墨等具有高抗拉强度的长纤维材料，碳纤维增强热塑性塑料与玻璃纤维增强尼龙等纤维增强材料，聚合物复合材料以及在纤维增强材料上等离子喷涂铝基合金等。
2、尾翼材料技术是采用重量轻、机械强度高以及耐内外弹道烧蚀的材料与制造技术制造各种结构尾翼，使弹丸在外弹道稳定飞行，最后精确击毁目标的技术。
尾翼的主要功能是使弹丸在外弹道稳定飞行，从而精确击毁预定的目标。国外曾采用较重的钢制尾翼，现普遍采用涂覆各种耐烧蚀保护涂层的铝合金尾翼，正在发展新材料技术，制造比铝合金更轻的尾翼。新研制的尾翼材料除了重量轻之外，还必须具有高机械强度，能够耐内、外弹道烧蚀。以长杆穿甲弹为例，其尾翼在炮膛内必须经受大约3400(开氏度)k高温、大约500兆帕（MPa）膛压和大约100秒/米(m/s)发射药粒子的撞击，这种使用条件易于使铝合金表面的保护涂层剥落而发生烧蚀；当长杆弹芯离开炮口时，反向炮口气流有可能使屈服强度不够的尾翼弯曲变形，甚至破坏，从而影响弹芯的飞行稳定性和射击精度；在外弹道，弹丸高速或超高速飞行，尾翼的边棱和凸缘与气流摩擦可能在其表面产生高温，也非常容易发生热烧蚀。国外尾翼材料技术的研究动向是，研究塑料材料技术，发展耐高温尾翼材料技术，研究用材料的形状记忆功能改变翼片的方向，从而控制和制导弹丸飞行方向。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、必须精确进行合金元素配比，使材料在准确的温度下发生马氏体→奥氏体相变，从而产生有效的致动力使弹托分离，使翼片改变迎角方向。
2、镁基合金、纤维增强树脂基复合材料、塑料、陶瓷与铝基复合材料等材料是研究中的弹托及尾翼新材料。它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面与传统的尾翼材料有很大的区别。为了使其获得所需的使用性能，需对它们进行大量试验研究工作，有一定技术难度。
[国外概况]
1、弹托材料技术
（1）镁基合金
法、德圣－路易研究院研究了镁基合金以及用玻璃纤维或碳纤维增强的树脂基复合材料制造弹托的可行性。把用试验材料制的弹托安装到直径8毫米（mm）、长150mm、质量140克（g）的重金属试验弹芯上制成试验弹，然后在火炮中发射该试验弹进行加速试验。火炮以5000巴（bar）以上膛压发射试验弹，将其加速到10的6次方米/秒(m/s)以上。在离炮口大约1.5米(m)处拍摄X射线照片，以便观察试验结果。
试验结果表明，AZ91镁基合金和玻璃纤维增强的环氧弹托对应变速率敏感，具有较高的压缩强度，可承受高应力和高加速负荷。与试验铝合金弹托相比，上述两种材料减少弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
（2）纤维增强树脂基复合材料
法、德圣－路易研究院试验弹托用的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料由与主应力平行取向的E-玻璃粗纱与环氧组成。环氧含量为35％（重量）或50％（体积）。该复合材料的力学性能是：密度2.0克/立方厘米(g/cm3)，抗弯强度900兆帕(MPa)，抗拉强度900MPa，弹性模量36千兆帕(GPa)，破坏应变小于2％。动态压缩试验表明，该材料在试验的纤维增强树脂基复合材料中具有最高的压缩强度，最低的破坏应变。
美国的一种专利方法是，用多个多层纤维增强树脂复合材料单元制造坦克炮射尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托。该方法的两个主要优点是：在不改变政府批准的制造方法前提下，提高了弹托的性能；生产成本最低。
例如一种扇形弹托组件的材料结构是，用多个六层（O、O、+α、-α、O、O）纤维增强复合材料单元制成的复合结构。在六层材料单元中，O表示增强纤维以与弹托纵轴平行取向的方式分布，+α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意正角的取向方式分布，-α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意负角的取向方式分布。与用传统四层（O、+45、-45、O）纤维增强复合材料单元制造的扇形弹托组件相比，上述六层材料单元扇形弹托也具有较高的强度和刚性，减少质量20％。
在制造五层或六层材料单元时，可采用碳纤维、凯芙拉纤维或玻璃纤维等增强纤维，可选择环氧或聚醚亚胺等热固性或热塑性树脂。可先使纤维浸渍树脂， 然后用浸渍树脂的纤维制成所需的扇形弹托组件。也可用纤维预先制成扇形弹托组件，然后再浸渗熔化的树脂制成成品。
（3） 形状记忆合金在弹托中的应用研究
弹托在炮口能否能够可靠并迅速地分离，直接影响弹芯的射击精度与威力。传统的次口径脱壳穿甲弹依靠空气进入弹托前端进气口产生的气动力使弹托与弹芯分离，可靠性较差。美国陆军在研究的弹托结构中利用镍钛形状记忆合金分离垫片，较好地解决了弹托分离问题。由于不靠气动力分离弹托，在每个弹托卡瓣的前端可加工去除部分材料，从而降低了弹托的质量。
分离垫片安装到三个卡瓣侧壁之间以及卡瓣与弹芯之间的多个位置处。当炮弹离开炮口的瞬间，分离垫片因在炮膛内被加热到相变温度以上，而从马氏体相转变成奥氏体相，使其在马氏体相下的变形态恢复到原来的形态，从而同时朝侧向和径向产生大的推力，使弹托与弹芯分离。
2、尾翼材料技术
（1） 塑料材料技术
与铝合金相比，塑料重量较轻，氧化时放热较少。如果塑料能耐内外弹道烧蚀，并具有足够的机械强度，它可用作尾翼材料。美国能源部和美国陆军研究实验室先后研究了长杆脱壳穿甲弹用塑料或聚合物尾翼。美国能源部1992年获得了用塑料或其它材料制造长杆穿甲弹尾翼的专利。美国陆军研究实验室通过射击试验证明，塑料可用作长杆穿甲弹尾翼。
美国能源部获专利权的长杆穿甲弹尾翼由中心体和分布在中心体四周的数个翼片组成。中心体和翼片分别制造，然后用模塑工艺把它们组合成一体，再安装到弹芯后端。中心体用工程塑料或聚合物注射模塑而成。翼片可采用注射模塑工程塑料或聚合物，其表面一般需涂覆保护涂层或防摩擦涂层。为了适应电磁轨道炮发射穿甲弹的高重力加速度及初速要求，翼片也可采用陶瓷、填充钢或钛的聚合物基复合材料以及钛、铝或钢等金属。
美国陆军研究实验室进一步研究了尾翼用塑料材料。该实验室选择8种航空、航天工业用或民用塑料复合材料制造长杆穿甲弹尾翼，试验了它们的可行性。在专用试验装置上进行不飞离炮膛的静态射击试验表明，其中的3种尾翼材料被铝合金内膛烧蚀破坏，它们是MX-4600型材料、多芳基醚酮和用6.4mm短玻璃纤维增强的多芳基醚酮。
把用上述3种材料制的尾翼安装到105mm M-735式长杆穿甲弹上，以大约1600m/s初速进行动态射击试验。试验结果表明，只有注射模塑的多芳基醚酮尾翼获得了偶然成功。这一事实证明，厚1.5mm、质量为标准铝合金尾翼40％的全塑多芳基醚酮尾翼在膛内基本上无烧蚀，能够使105mm M-735式大口径长杆穿甲弹稳定飞行。该尾翼还有改进的余地，例如把其厚度增加到2～3mm，可提高强度，有利于尾翼承受炮膛外的机械负荷。
（2） 耐高温尾翼材料技术
为了提高射击精度和威力，炮弹和导弹正向高速和超高速方向发展，例如，国外正在发展电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹与超高速导弹等弹种。为了适应超高速弹的发展需求，尾翼需采用耐高温的轻型材料。
德国莱茵金属工业股份公司研究了碳纤维或玻璃纤维增强的氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅以及碳化硅纤维增强的钛化合物尾翼材料。上述纤维增强陶瓷复合材料具有重量轻，在高温（1700℃）下机械强度高、耐磨损，摩擦系数低以及热传导比铝和钢慢等特点。它们可用于制造翼片或部分翼片，例如翼片的导向前缘、外缘及翼片的前半部分。可采用铆接或粘接方法，把陶瓷翼片部分与金属翼片部分结合为一体。
德国的另外一家公司研究了用碳纤维增强的碳化硅、碳纤维增强的碳、碳化硅纤维增强的碳化硅材料，制造超高速导弹的固定尾翼、燃气舵气体操纵活动舵和栅翼等尾翼部件。美国能源部研究了用增强或未增强的陶瓷制造长杆穿甲弹的尾翼翼片。这些陶瓷材料是相变增韧的锆、锆增韧的氧化铝、氮化硅、碳化硅和二氧化硅基晶须增强陶瓷等材料。英国研究了用碳化硅增强的Al-Fe-Si-V铝基复合材料制造导弹尾翼，该材料可耐350～400℃高温。
（3）形状记忆合金在尾翼中的应用研究
美国海军部研究了用镍钛形状记忆合金制翼片的新结构尾翼。这类尾翼可用于炮弹和导弹。它们利用材料的形状记忆功能，不仅能使战斗部在外弹道稳定飞行，还增加了控制和制导战斗部航向的新功能。制造翼片的材料是“55-Nitinol” 形状记忆合金，含镍55％（重量），钛45％。它的密度为6.18g/cm3，熔点1310℃，极限抗拉强度875MPa，弹性模量84GPa，相变温度（As）为60℃。
[影响]
弹托与尾翼材料技术是炮弹和导弹的关键技术。它们将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、弹托采用轻质材料技术，可减轻穿甲弹的消极重量，从而提高弹芯的初速、飞行精度以及侵彻能量。例如，用AZ91镁基合金或者玻璃纤维增强环氧取代铝合金制造一种试验穿甲弹的弹托，可减轻弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
2、弹托采用形状记忆合金垫片，可使弹托在炮口可靠地与弹芯分离，从而确保弹芯的射击精度与威力。
3、尾翼采用机械强度高以及耐内、外弹道烧蚀的轻质材料技术，可保证弹丸能在外弹道稳定飞行，从而精确击毁目标。电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹以及超高速导弹必需采用耐高温、耐烧蚀的轻质材料技术，才能实现其战术技术指标。
4、尾翼采用形状记忆合金材料技术，可利用材料的形状记忆功能不仅保证战斗部在外弹道稳定飞行，还能控制和制导战斗部的航向。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
数据采集时间[em10]
[此贴子已经被作者于2003-1-6 12:58:58编辑过]
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[定义]
弹托与尾翼是炮弹和导弹上的重要部件。它们对减轻弹上的消极重量，提高初速与飞行稳定性，精确击中目标，具有关键作用。
1、弹托材料技术是采用轻质材料和适当的制造工艺制造弹托，使其在膛内承受高加速负荷与短时间的高应力，在炮口能可靠而迅速地与弹芯分离的技术。
弹托通过结合槽或齿与弹芯连为一体，是次口径脱壳穿甲弹不可缺少的部件。它必须保证炮弹在膛内安全运行，把发射药燃烧气体的高加速动能传递给弹芯，在炮弹脱离炮口的瞬间与弹芯分离，从而使弹芯能带有足够的能量以高速度精确攻击目标。弹托在弹上是消极重量，为了保证或提高弹芯的初速、飞行精度及侵彻能量，要求弹托的质量尽可能小。国外研究了大量质量小、负荷高的新型弹托材料，例如聚丙烯、环氧、聚酯改性的聚酰胺6及弹性体改性的聚酰胺6等树脂材料，缠绕形成弹托用的玻璃纤维和热解石墨等具有高抗拉强度的长纤维材料，碳纤维增强热塑性塑料与玻璃纤维增强尼龙等纤维增强材料，聚合物复合材料以及在纤维增强材料上等离子喷涂铝基合金等。
2、尾翼材料技术是采用重量轻、机械强度高以及耐内外弹道烧蚀的材料与制造技术制造各种结构尾翼，使弹丸在外弹道稳定飞行，最后精确击毁目标的技术。
尾翼的主要功能是使弹丸在外弹道稳定飞行，从而精确击毁预定的目标。国外曾采用较重的钢制尾翼，现普遍采用涂覆各种耐烧蚀保护涂层的铝合金尾翼，正在发展新材料技术，制造比铝合金更轻的尾翼。新研制的尾翼材料除了重量轻之外，还必须具有高机械强度，能够耐内、外弹道烧蚀。以长杆穿甲弹为例，其尾翼在炮膛内必须经受大约3400(开氏度)k高温、大约500兆帕（MPa）膛压和大约100秒/米(m/s)发射药粒子的撞击，这种使用条件易于使铝合金表面的保护涂层剥落而发生烧蚀；当长杆弹芯离开炮口时，反向炮口气流有可能使屈服强度不够的尾翼弯曲变形，甚至破坏，从而影响弹芯的飞行稳定性和射击精度；在外弹道，弹丸高速或超高速飞行，尾翼的边棱和凸缘与气流摩擦可能在其表面产生高温，也非常容易发生热烧蚀。国外尾翼材料技术的研究动向是，研究塑料材料技术，发展耐高温尾翼材料技术，研究用材料的形状记忆功能改变翼片的方向，从而控制和制导弹丸飞行方向。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、必须精确进行合金元素配比，使材料在准确的温度下发生马氏体→奥氏体相变，从而产生有效的致动力使弹托分离，使翼片改变迎角方向。
2、镁基合金、纤维增强树脂基复合材料、塑料、陶瓷与铝基复合材料等材料是研究中的弹托及尾翼新材料。它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面与传统的尾翼材料有很大的区别。为了使其获得所需的使用性能，需对它们进行大量试验研究工作，有一定技术难度。
[国外概况]
1、弹托材料技术
（1）镁基合金
法、德圣－路易研究院研究了镁基合金以及用玻璃纤维或碳纤维增强的树脂基复合材料制造弹托的可行性。把用试验材料制的弹托安装到直径8毫米（mm）、长150mm、质量140克（g）的重金属试验弹芯上制成试验弹，然后在火炮中发射该试验弹进行加速试验。火炮以5000巴（bar）以上膛压发射试验弹，将其加速到10的6次方米/秒(m/s)以上。在离炮口大约1.5米(m)处拍摄X射线照片，以便观察试验结果。
试验结果表明，AZ91镁基合金和玻璃纤维增强的环氧弹托对应变速率敏感，具有较高的压缩强度，可承受高应力和高加速负荷。与试验铝合金弹托相比，上述两种材料减少弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
（2）纤维增强树脂基复合材料
法、德圣－路易研究院试验弹托用的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料由与主应力平行取向的E-玻璃粗纱与环氧组成。环氧含量为35％（重量）或50％（体积）。该复合材料的力学性能是：密度2.0克/立方厘米(g/cm3)，抗弯强度900兆帕(MPa)，抗拉强度900MPa，弹性模量36千兆帕(GPa)，破坏应变小于2％。动态压缩试验表明，该材料在试验的纤维增强树脂基复合材料中具有最高的压缩强度，最低的破坏应变。
美国的一种专利方法是，用多个多层纤维增强树脂复合材料单元制造坦克炮射尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托。该方法的两个主要优点是：在不改变政府批准的制造方法前提下，提高了弹托的性能；生产成本最低。
例如一种扇形弹托组件的材料结构是，用多个六层（O、O、+α、-α、O、O）纤维增强复合材料单元制成的复合结构。在六层材料单元中，O表示增强纤维以与弹托纵轴平行取向的方式分布，+α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意正角的取向方式分布，-α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意负角的取向方式分布。与用传统四层（O、+45、-45、O）纤维增强复合材料单元制造的扇形弹托组件相比，上述六层材料单元扇形弹托也具有较高的强度和刚性，减少质量20％。
在制造五层或六层材料单元时，可采用碳纤维、凯芙拉纤维或玻璃纤维等增强纤维，可选择环氧或聚醚亚胺等热固性或热塑性树脂。可先使纤维浸渍树脂， 然后用浸渍树脂的纤维制成所需的扇形弹托组件。也可用纤维预先制成扇形弹托组件，然后再浸渗熔化的树脂制成成品。
（3） 形状记忆合金在弹托中的应用研究
弹托在炮口能否能够可靠并迅速地分离，直接影响弹芯的射击精度与威力。传统的次口径脱壳穿甲弹依靠空气进入弹托前端进气口产生的气动力使弹托与弹芯分离，可靠性较差。美国陆军在研究的弹托结构中利用镍钛形状记忆合金分离垫片，较好地解决了弹托分离问题。由于不靠气动力分离弹托，在每个弹托卡瓣的前端可加工去除部分材料，从而降低了弹托的质量。
分离垫片安装到三个卡瓣侧壁之间以及卡瓣与弹芯之间的多个位置处。当炮弹离开炮口的瞬间，分离垫片因在炮膛内被加热到相变温度以上，而从马氏体相转变成奥氏体相，使其在马氏体相下的变形态恢复到原来的形态，从而同时朝侧向和径向产生大的推力，使弹托与弹芯分离。
2、尾翼材料技术
（1） 塑料材料技术
与铝合金相比，塑料重量较轻，氧化时放热较少。如果塑料能耐内外弹道烧蚀，并具有足够的机械强度，它可用作尾翼材料。美国能源部和美国陆军研究实验室先后研究了长杆脱壳穿甲弹用塑料或聚合物尾翼。美国能源部1992年获得了用塑料或其它材料制造长杆穿甲弹尾翼的专利。美国陆军研究实验室通过射击试验证明，塑料可用作长杆穿甲弹尾翼。
美国能源部获专利权的长杆穿甲弹尾翼由中心体和分布在中心体四周的数个翼片组成。中心体和翼片分别制造，然后用模塑工艺把它们组合成一体，再安装到弹芯后端。中心体用工程塑料或聚合物注射模塑而成。翼片可采用注射模塑工程塑料或聚合物，其表面一般需涂覆保护涂层或防摩擦涂层。为了适应电磁轨道炮发射穿甲弹的高重力加速度及初速要求，翼片也可采用陶瓷、填充钢或钛的聚合物基复合材料以及钛、铝或钢等金属。
美国陆军研究实验室进一步研究了尾翼用塑料材料。该实验室选择8种航空、航天工业用或民用塑料复合材料制造长杆穿甲弹尾翼，试验了它们的可行性。在专用试验装置上进行不飞离炮膛的静态射击试验表明，其中的3种尾翼材料被铝合金内膛烧蚀破坏，它们是MX-4600型材料、多芳基醚酮和用6.4mm短玻璃纤维增强的多芳基醚酮。
把用上述3种材料制的尾翼安装到105mm M-735式长杆穿甲弹上，以大约1600m/s初速进行动态射击试验。试验结果表明，只有注射模塑的多芳基醚酮尾翼获得了偶然成功。这一事实证明，厚1.5mm、质量为标准铝合金尾翼40％的全塑多芳基醚酮尾翼在膛内基本上无烧蚀，能够使105mm M-735式大口径长杆穿甲弹稳定飞行。该尾翼还有改进的余地，例如把其厚度增加到2～3mm，可提高强度，有利于尾翼承受炮膛外的机械负荷。
（2） 耐高温尾翼材料技术
为了提高射击精度和威力，炮弹和导弹正向高速和超高速方向发展，例如，国外正在发展电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹与超高速导弹等弹种。为了适应超高速弹的发展需求，尾翼需采用耐高温的轻型材料。
德国莱茵金属工业股份公司研究了碳纤维或玻璃纤维增强的氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅以及碳化硅纤维增强的钛化合物尾翼材料。上述纤维增强陶瓷复合材料具有重量轻，在高温（1700℃）下机械强度高、耐磨损，摩擦系数低以及热传导比铝和钢慢等特点。它们可用于制造翼片或部分翼片，例如翼片的导向前缘、外缘及翼片的前半部分。可采用铆接或粘接方法，把陶瓷翼片部分与金属翼片部分结合为一体。
德国的另外一家公司研究了用碳纤维增强的碳化硅、碳纤维增强的碳、碳化硅纤维增强的碳化硅材料，制造超高速导弹的固定尾翼、燃气舵气体操纵活动舵和栅翼等尾翼部件。美国能源部研究了用增强或未增强的陶瓷制造长杆穿甲弹的尾翼翼片。这些陶瓷材料是相变增韧的锆、锆增韧的氧化铝、氮化硅、碳化硅和二氧化硅基晶须增强陶瓷等材料。英国研究了用碳化硅增强的Al-Fe-Si-V铝基复合材料制造导弹尾翼，该材料可耐350～400℃高温。
（3）形状记忆合金在尾翼中的应用研究
美国海军部研究了用镍钛形状记忆合金制翼片的新结构尾翼。这类尾翼可用于炮弹和导弹。它们利用材料的形状记忆功能，不仅能使战斗部在外弹道稳定飞行，还增加了控制和制导战斗部航向的新功能。制造翼片的材料是“55-Nitinol” 形状记忆合金，含镍55％（重量），钛45％。它的密度为6.18g/cm3，熔点1310℃，极限抗拉强度875MPa，弹性模量84GPa，相变温度（As）为60℃。
[影响]
弹托与尾翼材料技术是炮弹和导弹的关键技术。它们将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、弹托采用轻质材料技术，可减轻穿甲弹的消极重量，从而提高弹芯的初速、飞行精度以及侵彻能量。例如，用AZ91镁基合金或者玻璃纤维增强环氧取代铝合金制造一种试验穿甲弹的弹托，可减轻弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
2、弹托采用形状记忆合金垫片，可使弹托在炮口可靠地与弹芯分离，从而确保弹芯的射击精度与威力。
3、尾翼采用机械强度高以及耐内、外弹道烧蚀的轻质材料技术，可保证弹丸能在外弹道稳定飞行，从而精确击毁目标。电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹以及超高速导弹必需采用耐高温、耐烧蚀的轻质材料技术，才能实现其战术技术指标。
4、尾翼采用形状记忆合金材料技术，可利用材料的形状记忆功能不仅保证战斗部在外弹道稳定飞行，还能控制和制导战斗部的航向。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
数据采集时间[em10]
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1 弹托与尾翼材料技术研究与发展--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
弹托与尾翼是炮弹和导弹上的重要部件。它们对减轻弹上的消极重量，提高初速与飞行稳定性，精确击中目标，具有关键作用。
1、弹托材料技术是采用轻质材料和适当的制造工艺制造弹托，使其在膛内承受高加速负荷与短时间的高应力，在炮口能可靠而迅速地与弹芯分离的技术。
弹托通过结合槽或齿与弹芯连为一体，是次口径脱壳穿甲弹不可缺少的部件。它必须保证炮弹在膛内安全运行，把发射药燃烧气体的高加速动能传递给弹芯，在炮弹脱离炮口的瞬间与弹芯分离，从而使弹芯能带有足够的能量以高速度精确攻击目标。弹托在弹上是消极重量，为了保证或提高弹芯的初速、飞行精度及侵彻能量，要求弹托的质量尽可能小。国外研究了大量质量小、负荷高的新型弹托材料，例如聚丙烯、环氧、聚酯改性的聚酰胺6及弹性体改性的聚酰胺6等树脂材料，缠绕形成弹托用的玻璃纤维和热解石墨等具有高抗拉强度的长纤维材料，碳纤维增强热塑性塑料与玻璃纤维增强尼龙等纤维增强材料，聚合物复合材料以及在纤维增强材料上等离子喷涂铝基合金等。
2、尾翼材料技术是采用重量轻、机械强度高以及耐内外弹道烧蚀的材料与制造技术制造各种结构尾翼，使弹丸在外弹道稳定飞行，最后精确击毁目标的技术。
尾翼的主要功能是使弹丸在外弹道稳定飞行，从而精确击毁预定的目标。国外曾采用较重的钢制尾翼，现普遍采用涂覆各种耐烧蚀保护涂层的铝合金尾翼，正在发展新材料技术，制造比铝合金更轻的尾翼。新研制的尾翼材料除了重量轻之外，还必须具有高机械强度，能够耐内、外弹道烧蚀。以长杆穿甲弹为例，其尾翼在炮膛内必须经受大约3400(开氏度)k高温、大约500兆帕（MPa）膛压和大约100秒/米(m/s)发射药粒子的撞击，这种使用条件易于使铝合金表面的保护涂层剥落而发生烧蚀；当长杆弹芯离开炮口时，反向炮口气流有可能使屈服强度不够的尾翼弯曲变形，甚至破坏，从而影响弹芯的飞行稳定性和射击精度；在外弹道，弹丸高速或超高速飞行，尾翼的边棱和凸缘与气流摩擦可能在其表面产生高温，也非常容易发生热烧蚀。国外尾翼材料技术的研究动向是，研究塑料材料技术，发展耐高温尾翼材料技术，研究用材料的形状记忆功能改变翼片的方向，从而控制和制导弹丸飞行方向。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、必须精确进行合金元素配比，使材料在准确的温度下发生马氏体→奥氏体相变，从而产生有效的致动力使弹托分离，使翼片改变迎角方向。
2、镁基合金、纤维增强树脂基复合材料、塑料、陶瓷与铝基复合材料等材料是研究中的弹托及尾翼新材料。它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面与传统的尾翼材料有很大的区别。为了使其获得所需的使用性能，需对它们进行大量试验研究工作，有一定技术难度。
[国外概况]
1、弹托材料技术
（1）镁基合金
法、德圣－路易研究院研究了镁基合金以及用玻璃纤维或碳纤维增强的树脂基复合材料制造弹托的可行性。把用试验材料制的弹托安装到直径8毫米（mm）、长150mm、质量140克（g）的重金属试验弹芯上制成试验弹，然后在火炮中发射该试验弹进行加速试验。火炮以5000巴（bar）以上膛压发射试验弹，将其加速到10的6次方米/秒(m/s)以上。在离炮口大约1.5米(m)处拍摄X射线照片，以便观察试验结果。
试验结果表明，AZ91镁基合金和玻璃纤维增强的环氧弹托对应变速率敏感，具有较高的压缩强度，可承受高应力和高加速负荷。与试验铝合金弹托相比，上述两种材料减少弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
（2）纤维增强树脂基复合材料
法、德圣－路易研究院试验弹托用的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料由与主应力平行取向的E-玻璃粗纱与环氧组成。环氧含量为35％（重量）或50％（体积）。该复合材料的力学性能是：密度2.0克/立方厘米(g/cm3)，抗弯强度900兆帕(MPa)，抗拉强度900MPa，弹性模量36千兆帕(GPa)，破坏应变小于2％。动态压缩试验表明，该材料在试验的纤维增强树脂基复合材料中具有最高的压缩强度，最低的破坏应变。
美国的一种专利方法是，用多个多层纤维增强树脂复合材料单元制造坦克炮射尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托。该方法的两个主要优点是：在不改变政府批准的制造方法前提下，提高了弹托的性能；生产成本最低。
例如一种扇形弹托组件的材料结构是，用多个六层（O、O、+α、-α、O、O）纤维增强复合材料单元制成的复合结构。在六层材料单元中，O表示增强纤维以与弹托纵轴平行取向的方式分布，+α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意正角的取向方式分布，-α表示增强纤维以与弹托纵轴成任意负角的取向方式分布。与用传统四层（O、+45、-45、O）纤维增强复合材料单元制造的扇形弹托组件相比，上述六层材料单元扇形弹托也具有较高的强度和刚性，减少质量20％。
在制造五层或六层材料单元时，可采用碳纤维、凯芙拉纤维或玻璃纤维等增强纤维，可选择环氧或聚醚亚胺等热固性或热塑性树脂。可先使纤维浸渍树脂， 然后用浸渍树脂的纤维制成所需的扇形弹托组件。也可用纤维预先制成扇形弹托组件，然后再浸渗熔化的树脂制成成品。
（3） 形状记忆合金在弹托中的应用研究
弹托在炮口能否能够可靠并迅速地分离，直接影响弹芯的射击精度与威力。传统的次口径脱壳穿甲弹依靠空气进入弹托前端进气口产生的气动力使弹托与弹芯分离，可靠性较差。美国陆军在研究的弹托结构中利用镍钛形状记忆合金分离垫片，较好地解决了弹托分离问题。由于不靠气动力分离弹托，在每个弹托卡瓣的前端可加工去除部分材料，从而降低了弹托的质量。
分离垫片安装到三个卡瓣侧壁之间以及卡瓣与弹芯之间的多个位置处。当炮弹离开炮口的瞬间，分离垫片因在炮膛内被加热到相变温度以上，而从马氏体相转变成奥氏体相，使其在马氏体相下的变形态恢复到原来的形态，从而同时朝侧向和径向产生大的推力，使弹托与弹芯分离。
2、尾翼材料技术
（1） 塑料材料技术
与铝合金相比，塑料重量较轻，氧化时放热较少。如果塑料能耐内外弹道烧蚀，并具有足够的机械强度，它可用作尾翼材料。美国能源部和美国陆军研究实验室先后研究了长杆脱壳穿甲弹用塑料或聚合物尾翼。美国能源部1992年获得了用塑料或其它材料制造长杆穿甲弹尾翼的专利。美国陆军研究实验室通过射击试验证明，塑料可用作长杆穿甲弹尾翼。
美国能源部获专利权的长杆穿甲弹尾翼由中心体和分布在中心体四周的数个翼片组成。中心体和翼片分别制造，然后用模塑工艺把它们组合成一体，再安装到弹芯后端。中心体用工程塑料或聚合物注射模塑而成。翼片可采用注射模塑工程塑料或聚合物，其表面一般需涂覆保护涂层或防摩擦涂层。为了适应电磁轨道炮发射穿甲弹的高重力加速度及初速要求，翼片也可采用陶瓷、填充钢或钛的聚合物基复合材料以及钛、铝或钢等金属。
美国陆军研究实验室进一步研究了尾翼用塑料材料。该实验室选择8种航空、航天工业用或民用塑料复合材料制造长杆穿甲弹尾翼，试验了它们的可行性。在专用试验装置上进行不飞离炮膛的静态射击试验表明，其中的3种尾翼材料被铝合金内膛烧蚀破坏，它们是MX-4600型材料、多芳基醚酮和用6.4mm短玻璃纤维增强的多芳基醚酮。
把用上述3种材料制的尾翼安装到105mm M-735式长杆穿甲弹上，以大约1600m/s初速进行动态射击试验。试验结果表明，只有注射模塑的多芳基醚酮尾翼获得了偶然成功。这一事实证明，厚1.5mm、质量为标准铝合金尾翼40％的全塑多芳基醚酮尾翼在膛内基本上无烧蚀，能够使105mm M-735式大口径长杆穿甲弹稳定飞行。该尾翼还有改进的余地，例如把其厚度增加到2～3mm，可提高强度，有利于尾翼承受炮膛外的机械负荷。
（2） 耐高温尾翼材料技术
为了提高射击精度和威力，炮弹和导弹正向高速和超高速方向发展，例如，国外正在发展电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹与超高速导弹等弹种。为了适应超高速弹的发展需求，尾翼需采用耐高温的轻型材料。
德国莱茵金属工业股份公司研究了碳纤维或玻璃纤维增强的氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅以及碳化硅纤维增强的钛化合物尾翼材料。上述纤维增强陶瓷复合材料具有重量轻，在高温（1700℃）下机械强度高、耐磨损，摩擦系数低以及热传导比铝和钢慢等特点。它们可用于制造翼片或部分翼片，例如翼片的导向前缘、外缘及翼片的前半部分。可采用铆接或粘接方法，把陶瓷翼片部分与金属翼片部分结合为一体。
德国的另外一家公司研究了用碳纤维增强的碳化硅、碳纤维增强的碳、碳化硅纤维增强的碳化硅材料，制造超高速导弹的固定尾翼、燃气舵气体操纵活动舵和栅翼等尾翼部件。美国能源部研究了用增强或未增强的陶瓷制造长杆穿甲弹的尾翼翼片。这些陶瓷材料是相变增韧的锆、锆增韧的氧化铝、氮化硅、碳化硅和二氧化硅基晶须增强陶瓷等材料。英国研究了用碳化硅增强的Al-Fe-Si-V铝基复合材料制造导弹尾翼，该材料可耐350～400℃高温。
（3）形状记忆合金在尾翼中的应用研究
美国海军部研究了用镍钛形状记忆合金制翼片的新结构尾翼。这类尾翼可用于炮弹和导弹。它们利用材料的形状记忆功能，不仅能使战斗部在外弹道稳定飞行，还增加了控制和制导战斗部航向的新功能。制造翼片的材料是“55-Nitinol” 形状记忆合金，含镍55％（重量），钛45％。它的密度为6.18g/cm3，熔点1310℃，极限抗拉强度875MPa，弹性模量84GPa，相变温度（As）为60℃。
[影响]
弹托与尾翼材料技术是炮弹和导弹的关键技术。它们将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、弹托采用轻质材料技术，可减轻穿甲弹的消极重量，从而提高弹芯的初速、飞行精度以及侵彻能量。例如，用AZ91镁基合金或者玻璃纤维增强环氧取代铝合金制造一种试验穿甲弹的弹托，可减轻弹托质量大约30％，减少试验弹的质量15～20％。
2、弹托采用形状记忆合金垫片，可使弹托在炮口可靠地与弹芯分离，从而确保弹芯的射击精度与威力。
3、尾翼采用机械强度高以及耐内、外弹道烧蚀的轻质材料技术，可保证弹丸能在外弹道稳定飞行，从而精确击毁目标。电磁轨道炮发射的超高速动能长杆穿甲弹以及超高速导弹必需采用耐高温、耐烧蚀的轻质材料技术，才能实现其战术技术指标。
4、尾翼采用形状记忆合金材料技术，可利用材料的形状记忆功能不仅保证战斗部在外弹道稳定飞行，还能控制和制导战斗部的航向。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
数据采集时间[em10]
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爆炸成型弹丸战斗部技术
英文名称；explosively formed projectile warhead technology
检索词：爆炸成型弹丸；自锻破片；爆炸成型弹丸（EFP）；自锻破片（SEF）
技术类别：弹药及撒布;
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[定义]
爆炸成型弹丸战斗部技术是指利用成型装药技术使金属药型罩形成状高速侵彻体以击穿装甲目标的战斗部技术。
爆炸成型弹丸（EFP）是聚能装药技术的一分支，是近二十年发展起来的一项新技术，它的基本原理就是通过爆炸来产生一种类似弹丸的“弹丸”，这种“弹丸”有高速度、大炸高，并能在1000倍口径距离上保持完整的“弹丸”特性来攻击目标等特点。
由爆炸所产生的“弹丸”在早期更类似于一块较大的破片，因此当时EFP被称作自锻破片（SFF）。七十年代以来，由于它的特殊作用和应用上的要求，人们才开始深入研究它的各种机理，如成型性、飞行稳定性和终点效应以及各种影响因素等，并通过计算机模拟和大量实验，有目的的来获得外形类似弹丸的破片。为保证有效，制造爆炸成型弹丸战斗部的药型罩必须有高的配合公差，特别是左右厚度，为了避免弹丸形状和偏航速率的不好影响，制造时粗糙度应小一些。左右厚度的大偏差会引起新爆炸成型弹丸的大偏航速率，但是药型罩粗糙度的变化对爆炸成型弹丸的形状影响则很小。现今，在国外它已被广泛用于多种武器系统上，并被称为EFP。
爆炸成型弹丸战斗部是在聚能装药技术基础上发展起来的一种战斗部，其特点是：弹丸形状不随炸高变化，能在几米到几百米的距离内穿透装甲；弹丸的形状和速度通过装药结构设计进行控制，穿孔直径及后效作用大；抗旋转、抗屏蔽能力强。
[相关技术]药型罩；成型性；终点效应；飞行稳定性；结构设计；材料性能
[技术难点]
爆炸成型弹丸战斗部的技术难点包括：爆炸成型弹丸的成型装药技术；如何保证爆炸成型弹丸具有稳定的空气动力学特性；药型罩的加工工艺对弹丸威力的影响；药型罩材料的研究；使装药在不同方面的敏感性与成型弹丸一致的研究。
[国外概况]
1939～1945年的战争中，一位研究反坦克地雷的德国军械工程师Scharidn发明了一种带炸药装药的反坦克地雷，它不是利用空心装药战斗部用的锥形药型罩来起爆，而是采用微凹的重金属板，板的空心面朝向目标。在爆炸力的作用下，板以高速向前冲击，被爆炸威力拉直，可侵彻坦克装甲。
尽管有前途，Scharidn的地雷却一直没有完成研制，这一概念一直休眠到1960年。经进一步的研究产生了自锻破片战斗部，也叫作爆炸成型弹丸战斗部。在这一装置中，炸药装药起爆，把原金属的浅锥形物体（药型罩）变形成一个致密的杵体高速运动，然后侵彻装甲。
该战斗部曾被称为自锻破片战斗部(self-forging fragment warhead)。其装药结构与聚能战斗部基本相同，主要差别是药型罩的形状和结构尺寸不同，且装药的长径比较小。常用的药型罩为大锥角形(锥角多在120～160°之间)、球缺形、双曲线形及楔形等。装药爆炸过程中，药型罩在爆轰波的作用下形成弹丸状高速侵彻体，其速度约在1400～3000m/s（米/秒）之间，侵彻体依靠其动能击穿装甲。
1、用于远距离攻击集群装甲目标的研究
用于远距离攻击集群装甲目标时，有效方式之一是采用子母式战斗部，例如，母弹内可装填若干枚末敏型子弹，子弹由爆炸成型装药，目标敏感系统、引爆装置及降落伞等组成。火箭弹或导弹飞至目标区域上空时，母弹引信作用，开仓抛撒子弹。当子弹敏感系统探测并识别目标后，立即引爆装药，形成高速爆炸成型弹丸，从顶部击穿坦克装甲。
许多国家都在研制这种战斗部，典型的有美国的传感器引爆武器（SFW）内携带的斯基特子弹药、萨达姆（SADARM）子弹药、智能反装甲（BAT）子弹药和低成本自主式攻击系统（LOCAAS）所使用的战斗部以及瑞典的博纳斯（BONOS）战斗部，其中有的现已装备部队，有的还在进一步的研制之中。目前，爆炸成型弹丸战斗部已成为灵巧反装甲武器中重要的战斗部种类。
2、多个EFP装药对轻型装甲等软目标的侵彻研究
为保护电厂、通讯中心等目标免遭导弹、飞机和直升机的威胁，德国Fraunhofer研究所研究了一种用一个装药产生多个EFP弹丸的战斗部；
这种可产生EFP弹丸束的战斗部能够摧毁导弹、直升机或贴近地面飞行的喷气式飞机，与杀伤战斗部相比，更高动能的爆炸成型弹丸具有很高的命中能力。
多个EFP弹丸装药战斗部的主要优点之一是：由于产生的EFP具有侵彻性能和侵彻后致命的装甲后破片，所以一个爆炸成型弹丸的一次可能命中足以使目标失效。
3、大直径爆炸成型弹丸对混凝土目标作用的研究
EFP技术主要应用于100～150mm（毫米）直径范围内的装置上，但也有一些情况下使用较大直径的EFP，如用于摧毁钢筋混凝土结构的爆破装置。在技术合作项目（TTCP）的支持下，来自澳大利亚、加拿大、英国和美国的合作商一起进行了一项研究，该研究的目的是确定各种大直径EFP设计对混凝土目标的作用，为有效地进行混凝土数值模型提供试验数据。
研究得出结论为：
(1) 对于一定的质量和速度，侵彻深度和侵彻孔的大小主要是EFP长度的函数，次之是弹丸的形状；
(2) 侵彻深度和侵彻孔的大小不是动能的直接函数。
4、非轴对称、带隔板的EFP战斗部的研究
由于运载系统对轴对称战斗部尺寸的限制，人们对非轴对称EFP战斗部产生了很大的兴趣。对某些弹药而言，非轴对称EFP的几何形状可更好地利用其有效空间。与传统的轴对称EFP相比，非轴对称EFP战斗部技术更复杂，我们对它的了解也非常有限。但是通过演示已经证明，对于给定的空间限制，非轴对称EFP战斗部比轴对称EFP战斗部性能要好。
带隔板、非轴对称EFP计划主要是研究了非轴对称EFP形成的影响。目前的非轴对称技术要求使用三维药型罩，这种药型罩的设计和生产均很昂贵。如果能使用隔板和二维药型罩，则可降低成本。
5、抽出式EFP战斗部的研究
在大炸距条件下使用EFP时，其性能受到材料密度、极限拉伸以及所需的气动稳定性的限制。因此，大炸距下气动稳定的EFP对均质装甲的侵彻能力局限在一倍口径左右。为了对付更硬的目标或减小EFP战斗部的尺寸，需要对EFP技术进行改进。由特克斯特朗防御系统公司和美国陆军兵器研究和工程中心开发出一种新颖的、可突破这些限制的方法。该方法中的药型罩由两层组成，外层罩为一铁环，叠嵌在内层的钽药型罩上。起爆以后，钽罩压垮并通过铁环中心的孔，形成长且致密的EFP弹芯，外层的铁罩部分压垮并形成稳定裙。两个药型罩在形成过程中滑动、连接并形成一个抽出式气动稳定的EFP。因为铁形成了尾裙，整个钽罩用来形成弹芯。到目前为止，弹芯的长度比相同整体罩所获得的要长27%。此技术可用于许多正在研制的项目，如WAW（广域地雷）、SADARM（“萨达姆”）、STAFF（灵巧的目标激活发射后不管系统）、SFW（传感器引爆武器）以及灵巧迫击炮弹等。
6、关于EFP设计和制造方面的研究
目前国内外大都采用理论与实验相结合的方法，但从已报道的资料来看，使用这些方法来指导EFP的设计尚存在使用不便的缺陷，如有的程序计算结果不可靠，以实验结果作为设计依据的又不具有普遍性等。
钽被证明为生产侵彻战斗部药型罩很好的材料，多半是因为它的韧性、可塑性和高密度（16.7克/立方厘米），从而推进了对钽材料的大量研究，以及对钽在应变状态下的属性研究。比如，在由美国陆军部分投资的一个项目中，德克萨斯大学的冶金和材料工程院研究了由于冲击空心装药或爆炸成型弹丸的药型罩而剩余的钽的微结构变化。在空心装药杵体内，钽的微结构在整个杵体内是均匀的，而在爆炸成型弹丸内，它们则沿杵体分布。
锻压钽是爆炸成型弹丸药型罩的有用材料，特克斯特朗防御系统公司成功地演示了粉末冶金技术可用来产生药型罩。试验中，通过粉末冶金技术制成的药型罩形成稳定的爆炸成型弹丸。
[影响]
爆炸成型弹丸战斗部所形成的“弹丸”具有高速度、大炸高，并能在1000倍口径距离上保持完整的“弹丸”特性来攻击目标，弹丸形状不随炸高变化，能在几米到几百米的距离内穿透装甲；弹丸的形状和速度通过装药结构设计可控，穿孔直径及后效作用大；抗旋转、抗屏蔽能力强。
正是由于这些特点，使得它在军事上具有特殊的用途，例如，把它用于末敏弹上来攻击战车的顶装甲，或用于智能地雷来攻击目标，另外还可以用于销毁远处的危险品等。目前，爆炸成型弹丸战斗部已成为灵巧反装甲武器中重要的战斗部种类，已广泛用于反坦克，也用于反飞机反军舰等钢甲目标。
随着科学技术的不断进步和相关技术的迅猛发展，爆炸成型弹丸战斗部的威力将越来越增强，应用范围将越来越广泛。可以预言，爆炸成型弹丸战斗部必将在现代战争中起着越来越重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：姜 辉
英文名称；explosively formed projectile warhead technology
检索词：爆炸成型弹丸；自锻破片；爆炸成型弹丸（EFP）；自锻破片（SEF）
技术类别：弹药及撒布;
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[定义]
爆炸成型弹丸战斗部技术是指利用成型装药技术使金属药型罩形成状高速侵彻体以击穿装甲目标的战斗部技术。
爆炸成型弹丸（EFP）是聚能装药技术的一分支，是近二十年发展起来的一项新技术，它的基本原理就是通过爆炸来产生一种类似弹丸的“弹丸”，这种“弹丸”有高速度、大炸高，并能在1000倍口径距离上保持完整的“弹丸”特性来攻击目标等特点。
由爆炸所产生的“弹丸”在早期更类似于一块较大的破片，因此当时EFP被称作自锻破片（SFF）。七十年代以来，由于它的特殊作用和应用上的要求，人们才开始深入研究它的各种机理，如成型性、飞行稳定性和终点效应以及各种影响因素等，并通过计算机模拟和大量实验，有目的的来获得外形类似弹丸的破片。为保证有效，制造爆炸成型弹丸战斗部的药型罩必须有高的配合公差，特别是左右厚度，为了避免弹丸形状和偏航速率的不好影响，制造时粗糙度应小一些。左右厚度的大偏差会引起新爆炸成型弹丸的大偏航速率，但是药型罩粗糙度的变化对爆炸成型弹丸的形状影响则很小。现今，在国外它已被广泛用于多种武器系统上，并被称为EFP。
爆炸成型弹丸战斗部是在聚能装药技术基础上发展起来的一种战斗部，其特点是：弹丸形状不随炸高变化，能在几米到几百米的距离内穿透装甲；弹丸的形状和速度通过装药结构设计进行控制，穿孔直径及后效作用大；抗旋转、抗屏蔽能力强。
[相关技术]药型罩；成型性；终点效应；飞行稳定性；结构设计；材料性能
[技术难点]
爆炸成型弹丸战斗部的技术难点包括：爆炸成型弹丸的成型装药技术；如何保证爆炸成型弹丸具有稳定的空气动力学特性；药型罩的加工工艺对弹丸威力的影响；药型罩材料的研究；使装药在不同方面的敏感性与成型弹丸一致的研究。
[国外概况]
1939～1945年的战争中，一位研究反坦克地雷的德国军械工程师Scharidn发明了一种带炸药装药的反坦克地雷，它不是利用空心装药战斗部用的锥形药型罩来起爆，而是采用微凹的重金属板，板的空心面朝向目标。在爆炸力的作用下，板以高速向前冲击，被爆炸威力拉直，可侵彻坦克装甲。
尽管有前途，Scharidn的地雷却一直没有完成研制，这一概念一直休眠到1960年。经进一步的研究产生了自锻破片战斗部，也叫作爆炸成型弹丸战斗部。在这一装置中，炸药装药起爆，把原金属的浅锥形物体（药型罩）变形成一个致密的杵体高速运动，然后侵彻装甲。
该战斗部曾被称为自锻破片战斗部(self-forging fragment warhead)。其装药结构与聚能战斗部基本相同，主要差别是药型罩的形状和结构尺寸不同，且装药的长径比较小。常用的药型罩为大锥角形(锥角多在120～160°之间)、球缺形、双曲线形及楔形等。装药爆炸过程中，药型罩在爆轰波的作用下形成弹丸状高速侵彻体，其速度约在1400～3000m/s（米/秒）之间，侵彻体依靠其动能击穿装甲。
1、用于远距离攻击集群装甲目标的研究
用于远距离攻击集群装甲目标时，有效方式之一是采用子母式战斗部，例如，母弹内可装填若干枚末敏型子弹，子弹由爆炸成型装药，目标敏感系统、引爆装置及降落伞等组成。火箭弹或导弹飞至目标区域上空时，母弹引信作用，开仓抛撒子弹。当子弹敏感系统探测并识别目标后，立即引爆装药，形成高速爆炸成型弹丸，从顶部击穿坦克装甲。
许多国家都在研制这种战斗部，典型的有美国的传感器引爆武器（SFW）内携带的斯基特子弹药、萨达姆（SADARM）子弹药、智能反装甲（BAT）子弹药和低成本自主式攻击系统（LOCAAS）所使用的战斗部以及瑞典的博纳斯（BONOS）战斗部，其中有的现已装备部队，有的还在进一步的研制之中。目前，爆炸成型弹丸战斗部已成为灵巧反装甲武器中重要的战斗部种类。
2、多个EFP装药对轻型装甲等软目标的侵彻研究
为保护电厂、通讯中心等目标免遭导弹、飞机和直升机的威胁，德国Fraunhofer研究所研究了一种用一个装药产生多个EFP弹丸的战斗部；
这种可产生EFP弹丸束的战斗部能够摧毁导弹、直升机或贴近地面飞行的喷气式飞机，与杀伤战斗部相比，更高动能的爆炸成型弹丸具有很高的命中能力。
多个EFP弹丸装药战斗部的主要优点之一是：由于产生的EFP具有侵彻性能和侵彻后致命的装甲后破片，所以一个爆炸成型弹丸的一次可能命中足以使目标失效。
3、大直径爆炸成型弹丸对混凝土目标作用的研究
EFP技术主要应用于100～150mm（毫米）直径范围内的装置上，但也有一些情况下使用较大直径的EFP，如用于摧毁钢筋混凝土结构的爆破装置。在技术合作项目（TTCP）的支持下，来自澳大利亚、加拿大、英国和美国的合作商一起进行了一项研究，该研究的目的是确定各种大直径EFP设计对混凝土目标的作用，为有效地进行混凝土数值模型提供试验数据。
研究得出结论为：
(1) 对于一定的质量和速度，侵彻深度和侵彻孔的大小主要是EFP长度的函数，次之是弹丸的形状；
(2) 侵彻深度和侵彻孔的大小不是动能的直接函数。
4、非轴对称、带隔板的EFP战斗部的研究
由于运载系统对轴对称战斗部尺寸的限制，人们对非轴对称EFP战斗部产生了很大的兴趣。对某些弹药而言，非轴对称EFP的几何形状可更好地利用其有效空间。与传统的轴对称EFP相比，非轴对称EFP战斗部技术更复杂，我们对它的了解也非常有限。但是通过演示已经证明，对于给定的空间限制，非轴对称EFP战斗部比轴对称EFP战斗部性能要好。
带隔板、非轴对称EFP计划主要是研究了非轴对称EFP形成的影响。目前的非轴对称技术要求使用三维药型罩，这种药型罩的设计和生产均很昂贵。如果能使用隔板和二维药型罩，则可降低成本。
5、抽出式EFP战斗部的研究
在大炸距条件下使用EFP时，其性能受到材料密度、极限拉伸以及所需的气动稳定性的限制。因此，大炸距下气动稳定的EFP对均质装甲的侵彻能力局限在一倍口径左右。为了对付更硬的目标或减小EFP战斗部的尺寸，需要对EFP技术进行改进。由特克斯特朗防御系统公司和美国陆军兵器研究和工程中心开发出一种新颖的、可突破这些限制的方法。该方法中的药型罩由两层组成，外层罩为一铁环，叠嵌在内层的钽药型罩上。起爆以后，钽罩压垮并通过铁环中心的孔，形成长且致密的EFP弹芯，外层的铁罩部分压垮并形成稳定裙。两个药型罩在形成过程中滑动、连接并形成一个抽出式气动稳定的EFP。因为铁形成了尾裙，整个钽罩用来形成弹芯。到目前为止，弹芯的长度比相同整体罩所获得的要长27%。此技术可用于许多正在研制的项目，如WAW（广域地雷）、SADARM（“萨达姆”）、STAFF（灵巧的目标激活发射后不管系统）、SFW（传感器引爆武器）以及灵巧迫击炮弹等。
6、关于EFP设计和制造方面的研究
目前国内外大都采用理论与实验相结合的方法，但从已报道的资料来看，使用这些方法来指导EFP的设计尚存在使用不便的缺陷，如有的程序计算结果不可靠，以实验结果作为设计依据的又不具有普遍性等。
钽被证明为生产侵彻战斗部药型罩很好的材料，多半是因为它的韧性、可塑性和高密度（16.7克/立方厘米），从而推进了对钽材料的大量研究，以及对钽在应变状态下的属性研究。比如，在由美国陆军部分投资的一个项目中，德克萨斯大学的冶金和材料工程院研究了由于冲击空心装药或爆炸成型弹丸的药型罩而剩余的钽的微结构变化。在空心装药杵体内，钽的微结构在整个杵体内是均匀的，而在爆炸成型弹丸内，它们则沿杵体分布。
锻压钽是爆炸成型弹丸药型罩的有用材料，特克斯特朗防御系统公司成功地演示了粉末冶金技术可用来产生药型罩。试验中，通过粉末冶金技术制成的药型罩形成稳定的爆炸成型弹丸。
[影响]
爆炸成型弹丸战斗部所形成的“弹丸”具有高速度、大炸高，并能在1000倍口径距离上保持完整的“弹丸”特性来攻击目标，弹丸形状不随炸高变化，能在几米到几百米的距离内穿透装甲；弹丸的形状和速度通过装药结构设计可控，穿孔直径及后效作用大；抗旋转、抗屏蔽能力强。
正是由于这些特点，使得它在军事上具有特殊的用途，例如，把它用于末敏弹上来攻击战车的顶装甲，或用于智能地雷来攻击目标，另外还可以用于销毁远处的危险品等。目前，爆炸成型弹丸战斗部已成为灵巧反装甲武器中重要的战斗部种类，已广泛用于反坦克，也用于反飞机反军舰等钢甲目标。
随着科学技术的不断进步和相关技术的迅猛发展，爆炸成型弹丸战斗部的威力将越来越增强，应用范围将越来越广泛。可以预言，爆炸成型弹丸战斗部必将在现代战争中起着越来越重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：姜 辉
弹体材料技术研究与发展
英文名称；Research and Development of Material Technology on Projectile Bodies
检索词： 弹体;炮弹;导弹;材料技术
技术类别：弹炮技术;
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[定义]
弹体材料技术是采用碳钢、合金钢、珠光体可锻铸铁、球墨铸铁、铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等材料与制造技术制成不同形状与结构弹体的技术。
弹体是炮弹、火箭弹、炸弹和战术导弹等弹药战斗部的重要部件之一。它们是战斗部的外壳，具有实心或空心结构，赋予战斗部内弹道和外弹道所需的性能以及杀伤、侵彻或破坏等终点弹道效应。
炮弹、火箭弹、炸弹和战术导弹等弹种的普遍发展趋势是减轻消极重量，增大射程，增加弹体的有效载荷，从而提高战斗部的杀伤、侵彻和破坏威力。弹体材料技术对实现上述发展目标具有关键作用。近年，国外弹体材料技术的发展方向和重要研究领域是：具有一定韧性、屈服强度超过1100兆帕（ MPa）的薄壁弹体用高强度合金钢；高破片钢和预制破片技术；易脆穿甲弹材料技术；深层侵彻弹弹体材料技术；特种功能碳纤维弹体；低、中密度活性金属弹体材料技术；导弹弹体新材料技术。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、高强度、高韧性合金钢突破了传统合金钢的性能要求，需严格进行合金元素配比和采用难度较高的制造技术才能获得所需的性能。
2、树脂基复合材料、金属基复合材料、重金属和陶瓷等材料是研究中的弹体新材料，它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面都与传统的弹体材料有很大的区别。为了使战斗部获得所需的内、外弹道性能和终点弹道效应，需对它们进行大量试验研究工作，有一定的技术难度。
[国外概况]
1、高破片钢和预制破片技术
高破片钢在炸药爆轰力作用下，产生具有不同尺寸和重量的大量有效破片，对人员和物体目标实施最大杀伤和破坏，是国外研究和发展的重要弹体用钢之一。这种钢的高破片性能与钢中的化学成分有直接关系。为了获得具有高破片性能的钢材，美国研究过多种中到高碳含量的碳钢以及多种合金钢（包括工具钢、轴承钢、高磷标准合金钢、硼钢和特种钢等），获得了大量技术数据。
通过大量对比研究，美国最后选择了美国金相组织锰合金钢和HF-1特种高碳锰－硅合金钢用于高破片钢，并制定了相应的军用标准。AISI 52100轴承钢曾用于制造M409式152毫米(mm)多用途弹弹体，后因存在问题而停止使用。这3种高破片钢的化学成分列于表1。HF-1高破片钢的屈服强度为965MPa，最小延伸率为5％。目前，HF-1高破片钢已用于许多弹种，例如105mm XM927式火箭增程弹、155mm M549式火箭增程弹、155mm M795式高爆榴弹以及203mm M650式火箭增程弹等。AISI 1340钢的屈服强度为552～965MPa或更高，155mm M483式子母榴弹母弹和105mm M456A2式多用途曳光反坦克榴弹的弹体采用了该材料。
其它国家还研究并应用高破片钢制造弹体。例如英国的155mm L15式榴弹弹体采用高破片钢，使破片的数量增加到美国155mm M107式榴弹破片数量的4倍。瑞典博福斯公司的155mm M77式榴弹弹体也采用了高破片钢。
表1：三种高破片钢的化学成分
成分
钢种
碳 （％） 锰（％） 磷（％） 硫（％） 硅（％） 铬(％）
AISI52100 0.95～1.10 0.25～0.45 0.025 0.025 0.15～0.30 1.3～1.60
AISI1340 0.38～0.43 1.60～1.90 0.035 0.040 0.15～0.30 －
HF-1 1.00～1.15 1.60～1.90 0.035 0.040 0.70～1.00 －
此外，国外还通过在弹体上预制沟槽或压痕，在预制沟槽中嵌入形状记忆合金，在弹体内腔的炸药中镶嵌钢丝、钢珠或钨合金球体等预制破片技术，使弹体产生大量有效破片，并控制破片的分布。例如，美国海军用冲床把一个可膨胀的金属丝网压入大口径弹体内腔预制破片。该方法具有成本低、生产效率高的特点。南非研制的122mm RO122式火箭弹战斗部，其内部炸药装药中嵌入9860个钢珠。这些钢珠的破片效应大大高于铸钢战斗部形成的不规则、较大破片的效应。法国汤姆逊－布朗德兵器公司在导弹弹体上预制的方形横截面浅槽中嵌入铜-铝-镍导电形状记忆合金。该合金通电被加热到150℃左右后，发生相变变形，使其横截面增大，对预制槽两个侧壁产生200MPa的轴向压力，从而使弹体出现裂纹，产生预制的破片数量。CuAlNi形状记忆合金的马氏体－奥氏体相变温度可用合金成分调节到－50℃至200℃。
2、易脆穿甲弹材料技术
采用易脆弹体的穿甲弹一般是口径为20－35mm的小口径弹，口径也可增大到50mm。它们具有次口径脱壳和全口径结构。易脆穿甲弹的实际意义是，该弹采用易脆弹体（无引信和炸药），在射击前具有足够的送弹强度和发射强度，在击中目标时具有穿甲弹和榴弹的双重威力，即具有轴向穿透与径向产生大量高能量毁伤破片的综合功能。为了提高该弹的威力，易脆弹体还可以与自燃金属及穿透能力强的重金属复合，使其具有破片功能的同时，还具有纵火功能及较强的穿甲威力。它们可用机载或装甲车载火炮发射，初速为每秒1000秒以上，射击精度高。这类易脆弹适用于防空（毁伤飞机、直升机和导弹等目标）、攻击地面目标（例如轻型装甲车辆、通讯设施、指挥所和野战军械库等）以及打击小型舰船。因此，它们倍受国外青睐，已成为穿甲弹的发展方向之一。美国、德国、瑞士、加拿大和荷兰等国都在积极研制和应用各类结构的小口径易脆穿甲弹。
易脆穿甲弹的关键是研制具有最佳破片性能的易脆弹体，设计合理的复合结构弹体，使易脆弹体与自燃金属部件及重金属弹芯最佳配合。采用易脆材料技术、适宜的材料制造工艺以及预制破片技术，可获得具有最佳破片性能的易脆弹体。
3、深层侵彻弹弹体材料技术
为了使重要的战略设施有效防止敌方攻击，一些国家把它们建造到地下数米，甚至18米的隐蔽深处。为了对付这类深层目标，美国和英国等国家都在积极研究深层侵彻炸弹。高强度弹体材料是实现深层侵彻的关键技术之一。
在海湾战争中，美国陆军曾用废弃的炮管制造4700磅GBU－28穿地炸弹，可有效侵彻2m深度。美国空军和特殊武器防御局研制了一系列新的深层侵彻弹，例如研制的AUP-1钢弹大约侵彻3.6～5.5m深度。该弹直径为25.4厘米（cm），通过高强度钢弹体实现侵彻。美国国防部还研制了侵彻深度达6m的重金属侵彻弹。英国防御评估与研究局正在研制侵彻深度超过6m的钨弹体战斗部。
4、特种功能碳纤维弹体
国外已研究和应用碳纤维制造弹体。碳纤维弹体在炸药爆炸力作用下，产生非常密的碳纤维云，可在空中飘浮一段时间。碳纤维云由非常细（几千分之一英寸）的碳纤维丝组成，可粘附到任何物体上或渗入其中。它们进入电子装置和电气设备，使其短路或击穿而失效。因此，碳纤维弹体在不伤害人员的情况下，能使飞机跑道上的电子设备、电网以及雷达天线与有关设备瘫痪，从而达到压制和打击敌方武器装备的目的。
据报道，美国空军曾秘密研究碳纤维风向修正弹药撒布器。该撒布器是容纳多个子弹药的弹体，由飞机从高空投向地面，可击中地面半径约为15m范围的目标。美国海军曾用战斧导弹携带的碳纤维战斗部攻击伊拉克的电厂，使其完全瘫痪。
5、低、中密度活性金属弹体材料技术
钢是广泛应用的重要弹体材料之一。但是，钢弹体的一个重要缺点是，产生的破片会飞向较远的地方，造成附加毁伤问题，因而不适宜攻击要求附加毁伤小的目标。
国外研究表明，铝、镁和锌是活泼金属，具有较高的氧化性能及较高的燃烧能量，其成本为中到低等。它们不仅可提高战斗部对某些目标的毁伤效果，还把附加毁伤降低到最低程度，有可能在改进的弹药中取代钢质弹体。
在上述三种材料中，铝被认为是最有前途的弹体材料。有人研究后指出，2～3.5克（g）重的铝破片能够以大于每秒3公里速度抛出。铝破片对飞机机体的破坏程度远远超过钨、钛和钢制破片，可有效摧毁战斗机、雷达车和铝合金装甲车等目标。铝还有一个潜在的重要优点，即铝氧化产生的能量比等体积炸药产生的能量大，前者83.4千焦耳/立方厘米(kJ/cm),后者为6.3～8.3 kJ/cm3。问题是铝释放能量的速率低于炸药爆炸时释放能量的速率。因此，需研究使铝迅速氧化和释放能量的途径。
6、导弹弹体新材料技术
国外导弹弹体材料技术的发展新动向是，研制耐高温的轻型纤维增强陶瓷壳体和坚硬的碳化钨弹头，以便满足超高速导弹的战术技术需求；发展减轻导弹消极重量的树脂基复合材料。
(1) 超高速导弹弹体材料技术
为了适应现代战争的需求，有效对付快速运动的目标，例如主战坦克、直升机和导弹等机动目标，国外研究了超高速（大约1500～2000m/s）导弹。德国设计的超高速导弹最初用于对付主战坦克，后来把重点转向了防空。美国和瑞典等国也都在研制超高速导弹。
发展超高速导弹需采用耐高温的轻型壳体和侵彻能力强的坚硬弹头。国外研究用纤维增强陶瓷和碳化钨新材料技术满足了上述关键需求。
超高速导弹由于速度高，弹体突出部位（例如弹尖、边棱和角）的表面与空气摩擦可能被加热到较高温度。在金属材料中，只能选择钨和钼等耐高温材料，才能承受这样的高温。这类金属材料的两个重大缺点是：在大约800℃温度下开始软化，强度下降，因而需采用附加的冷却和隔热系统；重量大，限制导弹的飞行速度。为了克服上述缺点，德国研究了用碳纤维增强的碳化硅（C/SiC）、碳纤维增强的碳（C/C）和碳化硅纤维增强的碳化硅（SiC/SiC）等纤维增强陶瓷制造头锥、尾锥和整流罩等弹体部件。增强纤维可为长纤维、短纤维或长、短纤维混合物。这些纤维增强陶瓷具有低密度、耐高温、耐氧化、耐磨损、高温强度、耐高温交变应力、气密性、液密性以及高导热性，用作弹体某些部件可以不采用冷却或隔热措施。与金属相比，纤维增强陶瓷头锥至少可以减轻1kg，纤维增强陶瓷尾锥减轻3公斤。
美国Loral Vought 系统公司为空军、陆军和海军陆战队研究了超高速导弹碳化钨弹头。瑞典的国防器材管理局研究了称作巴斯特（Buster）的超高速导弹。该导弹采用碳化钨长杆弹芯，可在400～4000m射程内全方位侵彻未来的主战坦克装甲。碳化钨是一种坚硬的高密度陶瓷，通常由碳化钨和少量其它金属元素构成。例如一种穿甲弹用碳化钨含镍3～4％，铁0.4～0.8%，钴0.05～0.2%，其余为碳化钨。该碳化钨陶瓷的密度为14.9克、立方厘米（g/cm3），洛氏硬度为86～92,静态压缩强度为4.42千兆帕，静态抗拉强度为0.24～0.27千兆帕。
(2) 树脂基复合材料弹体材料技术
树脂基复合材料是国外研究和应用于导弹的重要轻型材料之一。它们可降低导弹的重量，提高其机动性。例如德国的Diehl公司和Telefunken系统
[影响]
弹体材料技术是弹药的关键技术之一，它将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、提高毁伤效果。例如，采用高强度、高韧性合金钢可制造薄壁弹体，使其内部可装填较多的炸药，从而提高了弹药的威力；高破片钢和易脆弹体将产生大量破片，毁伤更多目标。
2、提高侵彻威力。例如，采用重金属材料技术，可使战斗部穿透6m以上深度的地层，打击地下隐藏的目标；超高速导弹采用碳化钨长杆弹芯，可在400～4000m射程内全方位侵彻未来的主战坦克装甲。
3、增加毁伤目标的能力。例如，弹体采用碳纤维材料技术，可通过弹体爆炸后形成的碳纤维云使电子装置、电气设备和电厂瘫痪；易脆弹体与自燃金属及重金属复合，使战斗部具有穿、爆、燃等多种功能。
4、采用树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷等材料技术，将减轻导弹的重量，提高其机动性。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
英文名称；Research and Development of Material Technology on Projectile Bodies
检索词： 弹体;炮弹;导弹;材料技术
技术类别：弹炮技术;
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[定义]
弹体材料技术是采用碳钢、合金钢、珠光体可锻铸铁、球墨铸铁、铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等材料与制造技术制成不同形状与结构弹体的技术。
弹体是炮弹、火箭弹、炸弹和战术导弹等弹药战斗部的重要部件之一。它们是战斗部的外壳，具有实心或空心结构，赋予战斗部内弹道和外弹道所需的性能以及杀伤、侵彻或破坏等终点弹道效应。
炮弹、火箭弹、炸弹和战术导弹等弹种的普遍发展趋势是减轻消极重量，增大射程，增加弹体的有效载荷，从而提高战斗部的杀伤、侵彻和破坏威力。弹体材料技术对实现上述发展目标具有关键作用。近年，国外弹体材料技术的发展方向和重要研究领域是：具有一定韧性、屈服强度超过1100兆帕（ MPa）的薄壁弹体用高强度合金钢；高破片钢和预制破片技术；易脆穿甲弹材料技术；深层侵彻弹弹体材料技术；特种功能碳纤维弹体；低、中密度活性金属弹体材料技术；导弹弹体新材料技术。
[相关技术] 材料技术
[技术难点]
1、高强度、高韧性合金钢突破了传统合金钢的性能要求，需严格进行合金元素配比和采用难度较高的制造技术才能获得所需的性能。
2、树脂基复合材料、金属基复合材料、重金属和陶瓷等材料是研究中的弹体新材料，它们在材料成分配比、制造工艺和性能等方面都与传统的弹体材料有很大的区别。为了使战斗部获得所需的内、外弹道性能和终点弹道效应，需对它们进行大量试验研究工作，有一定的技术难度。
[国外概况]
1、高破片钢和预制破片技术
高破片钢在炸药爆轰力作用下，产生具有不同尺寸和重量的大量有效破片，对人员和物体目标实施最大杀伤和破坏，是国外研究和发展的重要弹体用钢之一。这种钢的高破片性能与钢中的化学成分有直接关系。为了获得具有高破片性能的钢材，美国研究过多种中到高碳含量的碳钢以及多种合金钢（包括工具钢、轴承钢、高磷标准合金钢、硼钢和特种钢等），获得了大量技术数据。
通过大量对比研究，美国最后选择了美国金相组织锰合金钢和HF-1特种高碳锰－硅合金钢用于高破片钢，并制定了相应的军用标准。AISI 52100轴承钢曾用于制造M409式152毫米(mm)多用途弹弹体，后因存在问题而停止使用。这3种高破片钢的化学成分列于表1。HF-1高破片钢的屈服强度为965MPa，最小延伸率为5％。目前，HF-1高破片钢已用于许多弹种，例如105mm XM927式火箭增程弹、155mm M549式火箭增程弹、155mm M795式高爆榴弹以及203mm M650式火箭增程弹等。AISI 1340钢的屈服强度为552～965MPa或更高，155mm M483式子母榴弹母弹和105mm M456A2式多用途曳光反坦克榴弹的弹体采用了该材料。
其它国家还研究并应用高破片钢制造弹体。例如英国的155mm L15式榴弹弹体采用高破片钢，使破片的数量增加到美国155mm M107式榴弹破片数量的4倍。瑞典博福斯公司的155mm M77式榴弹弹体也采用了高破片钢。
表1：三种高破片钢的化学成分
成分
钢种
碳 （％） 锰（％） 磷（％） 硫（％） 硅（％） 铬(％）
AISI52100 0.95～1.10 0.25～0.45 0.025 0.025 0.15～0.30 1.3～1.60
AISI1340 0.38～0.43 1.60～1.90 0.035 0.040 0.15～0.30 －
HF-1 1.00～1.15 1.60～1.90 0.035 0.040 0.70～1.00 －
此外，国外还通过在弹体上预制沟槽或压痕，在预制沟槽中嵌入形状记忆合金，在弹体内腔的炸药中镶嵌钢丝、钢珠或钨合金球体等预制破片技术，使弹体产生大量有效破片，并控制破片的分布。例如，美国海军用冲床把一个可膨胀的金属丝网压入大口径弹体内腔预制破片。该方法具有成本低、生产效率高的特点。南非研制的122mm RO122式火箭弹战斗部，其内部炸药装药中嵌入9860个钢珠。这些钢珠的破片效应大大高于铸钢战斗部形成的不规则、较大破片的效应。法国汤姆逊－布朗德兵器公司在导弹弹体上预制的方形横截面浅槽中嵌入铜-铝-镍导电形状记忆合金。该合金通电被加热到150℃左右后，发生相变变形，使其横截面增大，对预制槽两个侧壁产生200MPa的轴向压力，从而使弹体出现裂纹，产生预制的破片数量。CuAlNi形状记忆合金的马氏体－奥氏体相变温度可用合金成分调节到－50℃至200℃。
2、易脆穿甲弹材料技术
采用易脆弹体的穿甲弹一般是口径为20－35mm的小口径弹，口径也可增大到50mm。它们具有次口径脱壳和全口径结构。易脆穿甲弹的实际意义是，该弹采用易脆弹体（无引信和炸药），在射击前具有足够的送弹强度和发射强度，在击中目标时具有穿甲弹和榴弹的双重威力，即具有轴向穿透与径向产生大量高能量毁伤破片的综合功能。为了提高该弹的威力，易脆弹体还可以与自燃金属及穿透能力强的重金属复合，使其具有破片功能的同时，还具有纵火功能及较强的穿甲威力。它们可用机载或装甲车载火炮发射，初速为每秒1000秒以上，射击精度高。这类易脆弹适用于防空（毁伤飞机、直升机和导弹等目标）、攻击地面目标（例如轻型装甲车辆、通讯设施、指挥所和野战军械库等）以及打击小型舰船。因此，它们倍受国外青睐，已成为穿甲弹的发展方向之一。美国、德国、瑞士、加拿大和荷兰等国都在积极研制和应用各类结构的小口径易脆穿甲弹。
易脆穿甲弹的关键是研制具有最佳破片性能的易脆弹体，设计合理的复合结构弹体，使易脆弹体与自燃金属部件及重金属弹芯最佳配合。采用易脆材料技术、适宜的材料制造工艺以及预制破片技术，可获得具有最佳破片性能的易脆弹体。
3、深层侵彻弹弹体材料技术
为了使重要的战略设施有效防止敌方攻击，一些国家把它们建造到地下数米，甚至18米的隐蔽深处。为了对付这类深层目标，美国和英国等国家都在积极研究深层侵彻炸弹。高强度弹体材料是实现深层侵彻的关键技术之一。
在海湾战争中，美国陆军曾用废弃的炮管制造4700磅GBU－28穿地炸弹，可有效侵彻2m深度。美国空军和特殊武器防御局研制了一系列新的深层侵彻弹，例如研制的AUP-1钢弹大约侵彻3.6～5.5m深度。该弹直径为25.4厘米（cm），通过高强度钢弹体实现侵彻。美国国防部还研制了侵彻深度达6m的重金属侵彻弹。英国防御评估与研究局正在研制侵彻深度超过6m的钨弹体战斗部。
4、特种功能碳纤维弹体
国外已研究和应用碳纤维制造弹体。碳纤维弹体在炸药爆炸力作用下，产生非常密的碳纤维云，可在空中飘浮一段时间。碳纤维云由非常细（几千分之一英寸）的碳纤维丝组成，可粘附到任何物体上或渗入其中。它们进入电子装置和电气设备，使其短路或击穿而失效。因此，碳纤维弹体在不伤害人员的情况下，能使飞机跑道上的电子设备、电网以及雷达天线与有关设备瘫痪，从而达到压制和打击敌方武器装备的目的。
据报道，美国空军曾秘密研究碳纤维风向修正弹药撒布器。该撒布器是容纳多个子弹药的弹体，由飞机从高空投向地面，可击中地面半径约为15m范围的目标。美国海军曾用战斧导弹携带的碳纤维战斗部攻击伊拉克的电厂，使其完全瘫痪。
5、低、中密度活性金属弹体材料技术
钢是广泛应用的重要弹体材料之一。但是，钢弹体的一个重要缺点是，产生的破片会飞向较远的地方，造成附加毁伤问题，因而不适宜攻击要求附加毁伤小的目标。
国外研究表明，铝、镁和锌是活泼金属，具有较高的氧化性能及较高的燃烧能量，其成本为中到低等。它们不仅可提高战斗部对某些目标的毁伤效果，还把附加毁伤降低到最低程度，有可能在改进的弹药中取代钢质弹体。
在上述三种材料中，铝被认为是最有前途的弹体材料。有人研究后指出，2～3.5克（g）重的铝破片能够以大于每秒3公里速度抛出。铝破片对飞机机体的破坏程度远远超过钨、钛和钢制破片，可有效摧毁战斗机、雷达车和铝合金装甲车等目标。铝还有一个潜在的重要优点，即铝氧化产生的能量比等体积炸药产生的能量大，前者83.4千焦耳/立方厘米(kJ/cm),后者为6.3～8.3 kJ/cm3。问题是铝释放能量的速率低于炸药爆炸时释放能量的速率。因此，需研究使铝迅速氧化和释放能量的途径。
6、导弹弹体新材料技术
国外导弹弹体材料技术的发展新动向是，研制耐高温的轻型纤维增强陶瓷壳体和坚硬的碳化钨弹头，以便满足超高速导弹的战术技术需求；发展减轻导弹消极重量的树脂基复合材料。
(1) 超高速导弹弹体材料技术
为了适应现代战争的需求，有效对付快速运动的目标，例如主战坦克、直升机和导弹等机动目标，国外研究了超高速（大约1500～2000m/s）导弹。德国设计的超高速导弹最初用于对付主战坦克，后来把重点转向了防空。美国和瑞典等国也都在研制超高速导弹。
发展超高速导弹需采用耐高温的轻型壳体和侵彻能力强的坚硬弹头。国外研究用纤维增强陶瓷和碳化钨新材料技术满足了上述关键需求。
超高速导弹由于速度高，弹体突出部位（例如弹尖、边棱和角）的表面与空气摩擦可能被加热到较高温度。在金属材料中，只能选择钨和钼等耐高温材料，才能承受这样的高温。这类金属材料的两个重大缺点是：在大约800℃温度下开始软化，强度下降，因而需采用附加的冷却和隔热系统；重量大，限制导弹的飞行速度。为了克服上述缺点，德国研究了用碳纤维增强的碳化硅（C/SiC）、碳纤维增强的碳（C/C）和碳化硅纤维增强的碳化硅（SiC/SiC）等纤维增强陶瓷制造头锥、尾锥和整流罩等弹体部件。增强纤维可为长纤维、短纤维或长、短纤维混合物。这些纤维增强陶瓷具有低密度、耐高温、耐氧化、耐磨损、高温强度、耐高温交变应力、气密性、液密性以及高导热性，用作弹体某些部件可以不采用冷却或隔热措施。与金属相比，纤维增强陶瓷头锥至少可以减轻1kg，纤维增强陶瓷尾锥减轻3公斤。
美国Loral Vought 系统公司为空军、陆军和海军陆战队研究了超高速导弹碳化钨弹头。瑞典的国防器材管理局研究了称作巴斯特（Buster）的超高速导弹。该导弹采用碳化钨长杆弹芯，可在400～4000m射程内全方位侵彻未来的主战坦克装甲。碳化钨是一种坚硬的高密度陶瓷，通常由碳化钨和少量其它金属元素构成。例如一种穿甲弹用碳化钨含镍3～4％，铁0.4～0.8%，钴0.05～0.2%，其余为碳化钨。该碳化钨陶瓷的密度为14.9克、立方厘米（g/cm3），洛氏硬度为86～92,静态压缩强度为4.42千兆帕，静态抗拉强度为0.24～0.27千兆帕。
(2) 树脂基复合材料弹体材料技术
树脂基复合材料是国外研究和应用于导弹的重要轻型材料之一。它们可降低导弹的重量，提高其机动性。例如德国的Diehl公司和Telefunken系统
[影响]
弹体材料技术是弹药的关键技术之一，它将对战斗部的战术技术性能产生下列重大影响：
1、提高毁伤效果。例如，采用高强度、高韧性合金钢可制造薄壁弹体，使其内部可装填较多的炸药，从而提高了弹药的威力；高破片钢和易脆弹体将产生大量破片，毁伤更多目标。
2、提高侵彻威力。例如，采用重金属材料技术，可使战斗部穿透6m以上深度的地层，打击地下隐藏的目标；超高速导弹采用碳化钨长杆弹芯，可在400～4000m射程内全方位侵彻未来的主战坦克装甲。
3、增加毁伤目标的能力。例如，弹体采用碳纤维材料技术，可通过弹体爆炸后形成的碳纤维云使电子装置、电气设备和电厂瘫痪；易脆弹体与自燃金属及重金属复合，使战斗部具有穿、爆、燃等多种功能。
4、采用树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷等材料技术，将减轻导弹的重量，提高其机动性。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：宋继鑫
反坦克导弹指令制导技术
英文名称；command guidance technology for antitank missile
检索词：反坦克导弹；制导技术；指令制导技术；瞄准线
技术类别：制导;
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[定义]
反坦克导弹指令制导技术系导弹弹外制导站发送指令、弹上导引装置形成导引信号和控制导弹飞向目标的技术。
指令制导方式需要目标跟踪装置和导弹跟踪装置，这种导弹跟踪装置位于地面或瞄准点，在大多数情况下，瞄准点就是导弹的发射位置。导弹跟踪装置可以探测到导弹相对于瞄准线的位移，地面上的计算机经过解算，并译成编码信号，将其通过相应的指令传输线路传给导弹。指令传输线路可以是一对导线、光学纤维、激光通信线路或无线电线路。导弹接收到信号后，必须对其进行编码，并通过正确地改变气动舵位置或利用侧向推进发动机提供侧向推力，将导弹的飞行控制在瞄准线范围内，直至命中目标。
指令制导一般可再细分为手控制指令瞄准线制导、半自动指令瞄准线制导和自动指令瞄准线制导。手控指令制导是指射手目测导弹与目标的相对位置，扳动手柄，形成制导指令，操作导弹飞向目标。半自动指令制导是指射手参与对目标的跟踪、瞄准，自动形成制导指令的环形控制方法。自动指令制导是指射手不必跟踪目标和导弹，导弹和目标的位置数据由各自的跟踪装置输入计算机，然后编码指令通过传输线路自动传给导弹。
[相关技术]导弹跟踪技术；导弹控制技术
[技术难点]
半自动指令制导导弹在命中目标之前，射手必须始终瞄准目标，导弹依靠导线传输指令限制了导弹的飞行速度和射程。所以，目前美国已经研制成功了带有焦平面红外成像寻的头的标枪轻型反坦克导弹，它是一种发射后不管的反坦克导弹。
[国外概况]
指令制导技术是制导技术出现以来广泛用于小型导弹的一种制导方式，40～50年代研制的手控指令制导现已基本淘汰，例如法国的SS-10、德国的柯布拉、前苏联的AT-1和AT-3。这类导弹结构简单、重量轻，但飞行速度低，对射手的技术水平要求高。这类导弹属第一代反坦克导弹，大多数已于70年代退役。
半自动指令瞄准线制导方式目前仍有装备，它是60～70年代研制的，例如，美国的陶式导弹、龙式导弹，欧洲的霍特导弹、米兰导弹和前苏联的AT-4等。这类导弹多使用筒式发射，飞行速度在高亚音速范围，制导精度较高，操作比较简单。这类导弹经不断改进，目前大多装有串联式聚能装药战斗部，可以对付爆炸式反应装甲或野战工事。
半自动指令瞄准线制导导弹属于第二代反坦克导弹，其品种多，数量大，广泛装备于世界各地。这类导弹分轻型和重型两大类。轻型导弹的起飞质量在13kg（千克）以下，最大射程在2000～3000m（米）以内，导弹的直径和长度较小，适于单兵携带。例如，美国的龙式导弹和欧洲的米兰导弹。重型导弹的起飞质量一般在20kg以上，最大射程在3500～4000m以上，大多用机动车辆和直升机作为运载与发射平台。例如美国的陶式导弹和欧洲的霍特导弹。
[影响]
指令制导技术特别适于5km（公里）以内的近程反坦克制导武器和低空制导武器系统，这种导弹比较便宜且简单，目前指令制导的反坦克导弹广泛装备于世界各国的地面车辆、武装直升机和海军陆战队队员及陆军步兵，大量地用于地区冲突，在近年来的几次局部战争中发挥了很好的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：朱丽华
英文名称；command guidance technology for antitank missile
检索词：反坦克导弹；制导技术；指令制导技术；瞄准线
技术类别：制导;
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[定义]
反坦克导弹指令制导技术系导弹弹外制导站发送指令、弹上导引装置形成导引信号和控制导弹飞向目标的技术。
指令制导方式需要目标跟踪装置和导弹跟踪装置，这种导弹跟踪装置位于地面或瞄准点，在大多数情况下，瞄准点就是导弹的发射位置。导弹跟踪装置可以探测到导弹相对于瞄准线的位移，地面上的计算机经过解算，并译成编码信号，将其通过相应的指令传输线路传给导弹。指令传输线路可以是一对导线、光学纤维、激光通信线路或无线电线路。导弹接收到信号后，必须对其进行编码，并通过正确地改变气动舵位置或利用侧向推进发动机提供侧向推力，将导弹的飞行控制在瞄准线范围内，直至命中目标。
指令制导一般可再细分为手控制指令瞄准线制导、半自动指令瞄准线制导和自动指令瞄准线制导。手控指令制导是指射手目测导弹与目标的相对位置，扳动手柄，形成制导指令，操作导弹飞向目标。半自动指令制导是指射手参与对目标的跟踪、瞄准，自动形成制导指令的环形控制方法。自动指令制导是指射手不必跟踪目标和导弹，导弹和目标的位置数据由各自的跟踪装置输入计算机，然后编码指令通过传输线路自动传给导弹。
[相关技术]导弹跟踪技术；导弹控制技术
[技术难点]
半自动指令制导导弹在命中目标之前，射手必须始终瞄准目标，导弹依靠导线传输指令限制了导弹的飞行速度和射程。所以，目前美国已经研制成功了带有焦平面红外成像寻的头的标枪轻型反坦克导弹，它是一种发射后不管的反坦克导弹。
[国外概况]
指令制导技术是制导技术出现以来广泛用于小型导弹的一种制导方式，40～50年代研制的手控指令制导现已基本淘汰，例如法国的SS-10、德国的柯布拉、前苏联的AT-1和AT-3。这类导弹结构简单、重量轻，但飞行速度低，对射手的技术水平要求高。这类导弹属第一代反坦克导弹，大多数已于70年代退役。
半自动指令瞄准线制导方式目前仍有装备，它是60～70年代研制的，例如，美国的陶式导弹、龙式导弹，欧洲的霍特导弹、米兰导弹和前苏联的AT-4等。这类导弹多使用筒式发射，飞行速度在高亚音速范围，制导精度较高，操作比较简单。这类导弹经不断改进，目前大多装有串联式聚能装药战斗部，可以对付爆炸式反应装甲或野战工事。
半自动指令瞄准线制导导弹属于第二代反坦克导弹，其品种多，数量大，广泛装备于世界各地。这类导弹分轻型和重型两大类。轻型导弹的起飞质量在13kg（千克）以下，最大射程在2000～3000m（米）以内，导弹的直径和长度较小，适于单兵携带。例如，美国的龙式导弹和欧洲的米兰导弹。重型导弹的起飞质量一般在20kg以上，最大射程在3500～4000m以上，大多用机动车辆和直升机作为运载与发射平台。例如美国的陶式导弹和欧洲的霍特导弹。
[影响]
指令制导技术特别适于5km（公里）以内的近程反坦克制导武器和低空制导武器系统，这种导弹比较便宜且简单，目前指令制导的反坦克导弹广泛装备于世界各国的地面车辆、武装直升机和海军陆战队队员及陆军步兵，大量地用于地区冲突，在近年来的几次局部战争中发挥了很好的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：朱丽华
非致命弹药技术
英文名称；Non-lethal Ammunition Technology
检索词：非致命弹药；失能弹药；新型特种弹药；低间接破坏弹药
技术类别：弹炮技术;
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[定义]
非致命弹药技术即利用弹药的非直接杀伤有生力量和减少间接破坏的作用，通过破坏干扰敌观测系统、指挥系统、后勤供应系统使武器或装备失效的所有技术的总称。
非致命弹药是一类全新概念的特种弹药，它采用非致命性失能技术，既可通过破坏干扰敌方的侦察、通信、控制和指挥系统，阻止后勤供应系统正常工作，使敌人的飞机、导弹、装甲车或其它装置失去战斗力，也可使人体器官受到某种程度的伤害或暂时丧失战斗能力，但不会造成人员伤亡。
目前，非致命弹药技术名目繁多，主要可以分为3类：
(1) 影响人员的非致命弹药技术。其作用是影响人员能力，使之暂时迷茫，以控制或驱散人群；使人员镇静或眩晕、失去移动能力、削弱感官功能等；
(2) 挫败物质系统的非致命弹药技术。如使光学传感器和寻的装置致盲，使装备中的电子系统失能，阻止运载工具的移动，造成计算机控制系统失灵或引起运作故障等；
(3) 攻击和扰乱敌方物质保障系统和基础设施的非致命弹药技术，用以攻击物质保障系统/基础设施，弱化或改变燃料和金属的性能，破坏公共设施，使现代材料失去作用等。
[相关技术]非致命武器技术；新型弹药技术；非致命战剂；特种弹药技术；非致命失能技术
[技术难点]
在非致命弹药技术方面，国外发展的技术难点主要有3个：
1、改进起爆系列和扩散方式，增加胶粘剂、乙炔气和泡沫体等非致命元的作用范围，提高抗击集群装甲目标的能力；
2、研制各种非致命战剂混合使用的技术，提高对付各类目标、不同装置的效果；
3、定向能非致命弹药技术的发展与研制。
[国外概况]
非致命性弹药技术的出现与冷战的结束、军事格局的变化、战略重点的转移、军备发展策略的变更与调整息息相关。尤其是海湾战争以来，美国军界极为关注在未来地区性武装冲突和高技术条件下局部战争中，如何尽量减少“间接破坏”或杀伤人员，以达到战斗的目的和承担与传统战争完全不同的任务，所有这一切刺激了非致命弹药技术的开发研制。
目前，美国、英国、俄罗斯等国家都在积极研究与开发非致命弹药技术，主要有：
（1） 泡沫弹技术
泡沫弹所涉及的所有技术的总称。泡沫弹内装有高速膨胀的泡沫，发射到装甲车辆附近，短时间内形成大量泡沫体云墙，发动机以高速吸入后，便会立即熄火，或凝固在装甲战车的射孔、发射区或接受装置等位置，造成集群装甲车辆受阻，失去机动能力，处于被动挨打的境地。若在泡沫材料中加入鳞状金属粉末，能屏蔽、衰减或变型通讯和目标拦截所必需的电磁辐射，可使装甲战车完全失效。
这种弹主要装有漂浮性好的泡沫材料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯和聚氯乙烯等硬质闭孔泡沫塑料。当弹丸发射出去后，近炸引信激活发泡系统，弹丸爆炸后，很容易在空中形成悬浮云团，并能持续一段时间。弹丸的发泡系统有单组元系统和双组元系统。在单组元系统中，聚合组分和挥发性溶剂在一定的压力条件下混合、发泡、释放。目前有两种单组元系统：一种是庚烷和发泡的聚苯乙烯；另一种的发泡剂是沸点为95℃的二甲基丙烷。在双组元系统中，反应物被隔板分开，隔板破裂后，聚合反应和发泡同时发生。在此也有两种双组元系统：一种是异氰酸盐与水合多元醇溶液的反应形成的一种聚氨酯发泡材料；另一种发泡剂是硼氢化钠与质子给予体接触形成的氢。
美国是最早研制泡沫弹技术的国家。它不仅用于反坦克，还可用于对付飞机和其它仪器设备等。
（2）乙炔弹技术
设计、制造乙炔弹所涉及的技术的总称。乙炔是水和碳化钙接触后产生的一种可燃气体，这种气体与空气混合后遇到火花即可爆炸，环境温度越高，爆炸就越猛烈。乙炔弹就是根据乙炔的这种特性设计的，用于对付坦克装甲车辆。
乙炔弹的弹体内有两部分：一部分用于装水，另一部分用于装碳化钙。弹体爆炸后，产生的乙炔气体与空气接触，这种乙炔与空气的混合物易被发动机吸入缸内，产生大规模爆轰，可彻底摧毁坦克发动机。美国很早就开始了这种实验研究，据称，一枚0.5kg（公斤）的乙炔弹足以阻滞摧毁一辆坦克。
(3)碳纤维弹和金属纤维弹技术
专门用于破坏配电设备的一类纤维弹药技术，在导弹或炮弹的战斗部内装有大量的碳纤维，这些纤维丝成卷状或团状，爆炸后飘落在输电线路上，迫使供电系统短路，破坏发电厂的正常供电，从而导致军事设施因电源中断而被迫停止工作。美国在海湾战争中使用了战斗部内装有碳纤维的“战斧”巡航导弹，以攻击伊拉克的发电厂，使发电厂的供电中断，造成防空系统计算机不能工作，巴格达的作战指挥系统因此被迫中断，为多国部队打击伊拉克防空阵地创造了有利条件。
金属纤维弹主要用于对付坦克装甲车辆，它用细如牛毛的金属导电材料作为主要装填物，在弹丸爆炸瞬间，金属纤维在爆轰产物的作用下，变成很短的纤维或金属粉，构成金属粉尘烟云，从而使坦克的绝缘件失效而短路，坦克的发动机和发电机停止工作。这种弹可由单兵反坦克武器和火炮发射。
（4）反坦克非致命手榴弹技术
这类手榴弹包括内装有透镜腐蚀剂、雷达腐蚀剂和人员刺激剂的手榴弹有关的技术。人们可用常规方法将手榴弹投向目标，当对付坦克目标时，其爆炸释放物将遮盖坦克透镜，使坦克成员不能观察目标；对付步行、乘车或隐蔽于掩体内的士兵时，可使士兵或成员眼睛暂时失明。
透镜腐蚀剂包括含尖砂和砂子的腐蚀剂、氟化物凝胶腐蚀剂、清漆和涂料之类的遮光剂以及丙酮、二甲苯之类的溶剂。这些腐蚀剂能腐蚀坦克透镜、使坦克不能较长时间行驶、坦克炮不能发挥作用，致使坦克成员不得不打开舱盖直接进行观察。
刺激剂可迫使坦克成员戴上防护面具，当他们打开舱盖直接观察时，这些防护面具的透镜也被损坏。若刺激剂进入坦克成员眼内，就会造成其暂时失明，从而无法操纵坦克或武器。
这类武器技术除用于手榴弹外，也可用于地雷或炸弹。
（5）反坦克阻燃(窒息)弹技术
以阻燃剂为主要成分，爆炸后使人产生窒息的阻燃弹药技术，也称吸氧武器技术。近年来，国外研制开发了一大批新型阻燃材料，为军用阻燃弹提供了物质基础。以阻燃剂为主要原料的阻燃弹可用火炮发射，爆炸后在坦克周围形成阻燃剂烟云，把空气中的氧气“吃掉”，使进入发动机的空气脱氧，造成发动机窒息，停止工作，人员吸入该气体后会因缺氧窒息而丧失战斗力。近几年来，这种弹药技术的研究取得了很大进展，已经为投入战场使用打下了技术基础。目前，美国正在研究对付集群装甲车辆的阻燃弹技术。
（6）胶粘剂反坦克弹技术
以胶粘剂为主要装填物的弹药技术。这类弹可由单兵火箭筒、导弹发射或运载至坦克周围或坦克上方爆炸，产生粘接性极强的、且不透光的胶粘剂云雾。这些云雾胶粒一部分进入坦克发动机，在高温条件下瞬时固化，使气缸活塞运动受阻，导致发动机“喘振”，失去机动性能；另一部分胶粒直接涂在坦克的各个光学窗口，遮断观察瞄准仪器的光路，干扰成员的视线，使坦克丧失机动与战斗能力。
（7）计算机病毒弹技术
携带计算机病毒的弹药技术。到目前为止，世界各国发现的计算机病毒已有1000多种。这些病毒可以不同方式进入武器装备和指挥控制系统的计算机中，将使这些装备发生不同程度的故障，甚至瘫痪。战争中，利用计算机病毒技术，可控制事态的发展，掌握战争的主动权，从而为战争的胜利提供保障。美国国防部要求今后所有新式武器都要注入计算机病毒，并要求在“标枪”反坦克导弹控制系统上开始注入病毒，以便控制那些流入第三世界国家的武器。目前，美国正在研制各种计算机病毒弹技术，以供未来战争使用。
（8）粉末润滑弹技术
粉末润滑弹所涉及的所有技术的总称。粉末润滑弹内装有极细微的高性能润滑粉末或几种润滑剂的混合物，利用导弹、炮弹、炸弹等载体，施放到飞机跑道、公路、铁路、坡道、楼梯和人行道等要道上，使其表面异常光滑，造成飞机不能起飞，列车无法行驶，汽车无法开进及人员行动困难，可有效阻止敌方行动，赢得战争时间，掌握战场的主动权。润滑剂到处可买到，但需根据温度、气候和特定的目标来调配。目前美国正在积极研制一种超级润滑剂，它呈液体状，大大提高了路面的润滑效果。若大规模使用这种武器，对润滑剂的需求量巨大。
（9）细菌弹技术
研制细菌弹所涉及的技术的总称。对“细菌弹”，人们并不陌生，第二次世界大战中使用的细菌武器，至今仍令人不寒而栗。但目前新式的细菌弹与传统的细菌弹已有很大的区别，它是一种非致命性特种弹药，对人没有伤害作用，但可侵入飞机、坦克、车辆的燃料箱内，使燃料变质而破坏发动机的正常工作。
此外，除以上非致命弹药技术外，国外还研制了非致命性化学战剂，如，能侵蚀几乎所有金属的液态金属致脆剂，对橡胶制品及光学仪器有强腐蚀作用的超级腐蚀剂，能使人迅速入眠的镇静剂，以及污染燃料或改变燃料粘滞性的改性燃烧剂等等。它们均可利用各种方法装入弹药的战斗部中，从而起到非致命性弹药的使用功能。
[影响]
非致命性弹药技术含盖面十分广泛，其独特性能正引起许多国家的重视，今后随着各种新技术的迅速发展和军事部门的新需求，必然有更多的非致命弹药技术问世，扩大非致命弹药的使用范围，无疑将会使传统的作战模式发生重大变化，并对战争产生深远的影响，也为今后武器装备的发展提出了新的研究课题。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
英文名称；Non-lethal Ammunition Technology
检索词：非致命弹药；失能弹药；新型特种弹药；低间接破坏弹药
技术类别：弹炮技术;
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[定义]
非致命弹药技术即利用弹药的非直接杀伤有生力量和减少间接破坏的作用，通过破坏干扰敌观测系统、指挥系统、后勤供应系统使武器或装备失效的所有技术的总称。
非致命弹药是一类全新概念的特种弹药，它采用非致命性失能技术，既可通过破坏干扰敌方的侦察、通信、控制和指挥系统，阻止后勤供应系统正常工作，使敌人的飞机、导弹、装甲车或其它装置失去战斗力，也可使人体器官受到某种程度的伤害或暂时丧失战斗能力，但不会造成人员伤亡。
目前，非致命弹药技术名目繁多，主要可以分为3类：
(1) 影响人员的非致命弹药技术。其作用是影响人员能力，使之暂时迷茫，以控制或驱散人群；使人员镇静或眩晕、失去移动能力、削弱感官功能等；
(2) 挫败物质系统的非致命弹药技术。如使光学传感器和寻的装置致盲，使装备中的电子系统失能，阻止运载工具的移动，造成计算机控制系统失灵或引起运作故障等；
(3) 攻击和扰乱敌方物质保障系统和基础设施的非致命弹药技术，用以攻击物质保障系统/基础设施，弱化或改变燃料和金属的性能，破坏公共设施，使现代材料失去作用等。
[相关技术]非致命武器技术；新型弹药技术；非致命战剂；特种弹药技术；非致命失能技术
[技术难点]
在非致命弹药技术方面，国外发展的技术难点主要有3个：
1、改进起爆系列和扩散方式，增加胶粘剂、乙炔气和泡沫体等非致命元的作用范围，提高抗击集群装甲目标的能力；
2、研制各种非致命战剂混合使用的技术，提高对付各类目标、不同装置的效果；
3、定向能非致命弹药技术的发展与研制。
[国外概况]
非致命性弹药技术的出现与冷战的结束、军事格局的变化、战略重点的转移、军备发展策略的变更与调整息息相关。尤其是海湾战争以来，美国军界极为关注在未来地区性武装冲突和高技术条件下局部战争中，如何尽量减少“间接破坏”或杀伤人员，以达到战斗的目的和承担与传统战争完全不同的任务，所有这一切刺激了非致命弹药技术的开发研制。
目前，美国、英国、俄罗斯等国家都在积极研究与开发非致命弹药技术，主要有：
（1） 泡沫弹技术
泡沫弹所涉及的所有技术的总称。泡沫弹内装有高速膨胀的泡沫，发射到装甲车辆附近，短时间内形成大量泡沫体云墙，发动机以高速吸入后，便会立即熄火，或凝固在装甲战车的射孔、发射区或接受装置等位置，造成集群装甲车辆受阻，失去机动能力，处于被动挨打的境地。若在泡沫材料中加入鳞状金属粉末，能屏蔽、衰减或变型通讯和目标拦截所必需的电磁辐射，可使装甲战车完全失效。
这种弹主要装有漂浮性好的泡沫材料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯和聚氯乙烯等硬质闭孔泡沫塑料。当弹丸发射出去后，近炸引信激活发泡系统，弹丸爆炸后，很容易在空中形成悬浮云团，并能持续一段时间。弹丸的发泡系统有单组元系统和双组元系统。在单组元系统中，聚合组分和挥发性溶剂在一定的压力条件下混合、发泡、释放。目前有两种单组元系统：一种是庚烷和发泡的聚苯乙烯；另一种的发泡剂是沸点为95℃的二甲基丙烷。在双组元系统中，反应物被隔板分开，隔板破裂后，聚合反应和发泡同时发生。在此也有两种双组元系统：一种是异氰酸盐与水合多元醇溶液的反应形成的一种聚氨酯发泡材料；另一种发泡剂是硼氢化钠与质子给予体接触形成的氢。
美国是最早研制泡沫弹技术的国家。它不仅用于反坦克，还可用于对付飞机和其它仪器设备等。
（2）乙炔弹技术
设计、制造乙炔弹所涉及的技术的总称。乙炔是水和碳化钙接触后产生的一种可燃气体，这种气体与空气混合后遇到火花即可爆炸，环境温度越高，爆炸就越猛烈。乙炔弹就是根据乙炔的这种特性设计的，用于对付坦克装甲车辆。
乙炔弹的弹体内有两部分：一部分用于装水，另一部分用于装碳化钙。弹体爆炸后，产生的乙炔气体与空气接触，这种乙炔与空气的混合物易被发动机吸入缸内，产生大规模爆轰，可彻底摧毁坦克发动机。美国很早就开始了这种实验研究，据称，一枚0.5kg（公斤）的乙炔弹足以阻滞摧毁一辆坦克。
(3)碳纤维弹和金属纤维弹技术
专门用于破坏配电设备的一类纤维弹药技术，在导弹或炮弹的战斗部内装有大量的碳纤维，这些纤维丝成卷状或团状，爆炸后飘落在输电线路上，迫使供电系统短路，破坏发电厂的正常供电，从而导致军事设施因电源中断而被迫停止工作。美国在海湾战争中使用了战斗部内装有碳纤维的“战斧”巡航导弹，以攻击伊拉克的发电厂，使发电厂的供电中断，造成防空系统计算机不能工作，巴格达的作战指挥系统因此被迫中断，为多国部队打击伊拉克防空阵地创造了有利条件。
金属纤维弹主要用于对付坦克装甲车辆，它用细如牛毛的金属导电材料作为主要装填物，在弹丸爆炸瞬间，金属纤维在爆轰产物的作用下，变成很短的纤维或金属粉，构成金属粉尘烟云，从而使坦克的绝缘件失效而短路，坦克的发动机和发电机停止工作。这种弹可由单兵反坦克武器和火炮发射。
（4）反坦克非致命手榴弹技术
这类手榴弹包括内装有透镜腐蚀剂、雷达腐蚀剂和人员刺激剂的手榴弹有关的技术。人们可用常规方法将手榴弹投向目标，当对付坦克目标时，其爆炸释放物将遮盖坦克透镜，使坦克成员不能观察目标；对付步行、乘车或隐蔽于掩体内的士兵时，可使士兵或成员眼睛暂时失明。
透镜腐蚀剂包括含尖砂和砂子的腐蚀剂、氟化物凝胶腐蚀剂、清漆和涂料之类的遮光剂以及丙酮、二甲苯之类的溶剂。这些腐蚀剂能腐蚀坦克透镜、使坦克不能较长时间行驶、坦克炮不能发挥作用，致使坦克成员不得不打开舱盖直接进行观察。
刺激剂可迫使坦克成员戴上防护面具，当他们打开舱盖直接观察时，这些防护面具的透镜也被损坏。若刺激剂进入坦克成员眼内，就会造成其暂时失明，从而无法操纵坦克或武器。
这类武器技术除用于手榴弹外，也可用于地雷或炸弹。
（5）反坦克阻燃(窒息)弹技术
以阻燃剂为主要成分，爆炸后使人产生窒息的阻燃弹药技术，也称吸氧武器技术。近年来，国外研制开发了一大批新型阻燃材料，为军用阻燃弹提供了物质基础。以阻燃剂为主要原料的阻燃弹可用火炮发射，爆炸后在坦克周围形成阻燃剂烟云，把空气中的氧气“吃掉”，使进入发动机的空气脱氧，造成发动机窒息，停止工作，人员吸入该气体后会因缺氧窒息而丧失战斗力。近几年来，这种弹药技术的研究取得了很大进展，已经为投入战场使用打下了技术基础。目前，美国正在研究对付集群装甲车辆的阻燃弹技术。
（6）胶粘剂反坦克弹技术
以胶粘剂为主要装填物的弹药技术。这类弹可由单兵火箭筒、导弹发射或运载至坦克周围或坦克上方爆炸，产生粘接性极强的、且不透光的胶粘剂云雾。这些云雾胶粒一部分进入坦克发动机，在高温条件下瞬时固化，使气缸活塞运动受阻，导致发动机“喘振”，失去机动性能；另一部分胶粒直接涂在坦克的各个光学窗口，遮断观察瞄准仪器的光路，干扰成员的视线，使坦克丧失机动与战斗能力。
（7）计算机病毒弹技术
携带计算机病毒的弹药技术。到目前为止，世界各国发现的计算机病毒已有1000多种。这些病毒可以不同方式进入武器装备和指挥控制系统的计算机中，将使这些装备发生不同程度的故障，甚至瘫痪。战争中，利用计算机病毒技术，可控制事态的发展，掌握战争的主动权，从而为战争的胜利提供保障。美国国防部要求今后所有新式武器都要注入计算机病毒，并要求在“标枪”反坦克导弹控制系统上开始注入病毒，以便控制那些流入第三世界国家的武器。目前，美国正在研制各种计算机病毒弹技术，以供未来战争使用。
（8）粉末润滑弹技术
粉末润滑弹所涉及的所有技术的总称。粉末润滑弹内装有极细微的高性能润滑粉末或几种润滑剂的混合物，利用导弹、炮弹、炸弹等载体，施放到飞机跑道、公路、铁路、坡道、楼梯和人行道等要道上，使其表面异常光滑，造成飞机不能起飞，列车无法行驶，汽车无法开进及人员行动困难，可有效阻止敌方行动，赢得战争时间，掌握战场的主动权。润滑剂到处可买到，但需根据温度、气候和特定的目标来调配。目前美国正在积极研制一种超级润滑剂，它呈液体状，大大提高了路面的润滑效果。若大规模使用这种武器，对润滑剂的需求量巨大。
（9）细菌弹技术
研制细菌弹所涉及的技术的总称。对“细菌弹”，人们并不陌生，第二次世界大战中使用的细菌武器，至今仍令人不寒而栗。但目前新式的细菌弹与传统的细菌弹已有很大的区别，它是一种非致命性特种弹药，对人没有伤害作用，但可侵入飞机、坦克、车辆的燃料箱内，使燃料变质而破坏发动机的正常工作。
此外，除以上非致命弹药技术外，国外还研制了非致命性化学战剂，如，能侵蚀几乎所有金属的液态金属致脆剂，对橡胶制品及光学仪器有强腐蚀作用的超级腐蚀剂，能使人迅速入眠的镇静剂，以及污染燃料或改变燃料粘滞性的改性燃烧剂等等。它们均可利用各种方法装入弹药的战斗部中，从而起到非致命性弹药的使用功能。
[影响]
非致命性弹药技术含盖面十分广泛，其独特性能正引起许多国家的重视，今后随着各种新技术的迅速发展和军事部门的新需求，必然有更多的非致命弹药技术问世，扩大非致命弹药的使用范围，无疑将会使传统的作战模式发生重大变化，并对战争产生深远的影响，也为今后武器装备的发展提出了新的研究课题。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
发动机冷却技术
英文名称；engine cooling technology
检索词：发动机；水冷；风冷；风扇；散热器
技术类别：发动机;
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[定义]
发动机冷却技术是对发动机中与高温燃气接触的零件，如气缸、气缸盖、活塞和气门等进行强制冷却，以保持它们的温度在适当的范围内，不致破坏发动机可靠工作的技术。
发动机的冷却系统可分为两大类：水冷式和风冷式。
水冷式冷却系统由三部分组成：冷却水循环部分（水泵、水散热器、水温表、水管等），冷却空气部分（风扇、百叶窗等），加温部分。根据冷却水的循环方式不同，分为自然循环与强制循环两类。自然循环冷却是利用水的密度随温度而变的特点，使冷却水在冷却系中进行自然循环。强制循环冷却是指冷却水依靠水泵提供的动力在冷却系统中进行流动。强制循环冷却效果比自然循环冷却的好，军用车辆发动机的水冷却系一般采用强制循环方式。其中又可分为开式、闭式和高温冷却。开式冷却系与外界大气直接相通，耗水量大，使用不太广泛；高温冷却系中冷却介质的温度比一般闭式冷却系的温度要高，热损失低，但对冷却系的承压能力和密封可靠性有很高要求；闭式冷却系的水循环系统与外界大气不是直接相通的，其内部压力与外界大气压力不等，不仅能够减少水的消耗量，还可以改善散热条件，目前军用车辆多采用这一冷却方式。
风冷式冷却是利用布置在气缸和气缸盖外面的散热片，直接将发动机产生的热量散到周围空气中，结构简单，只有散热片、风扇和导风罩。由于空气的导热系数与传热系数都较低，风冷内燃机的热量较难散出，所以军用车辆上采用的很少。
此外，中冷器虽然不属于发动机冷却系统的部件，但采用增压中冷技术后，可以提高发动机的比功率，降低热负荷、燃油消耗率、排放及噪声等，因而对增压发动机来说，中冷技术也是一项重要的冷却技术。
[相关技术]高温冷却技术；增压中冷技术
[技术难点]
冷却风扇的技术难点在于如何根据优化设计准则，通过气体动力学计算，设计出高效低耗的风扇。另外，无论是通过采用阻尼材料还是通过气动设计来降低冷却风扇的噪声，也都是难点。
水散热器的技术难点在于散热带、水管的散热量与重量之间的匹配以及开发高效能的空气侧散热元件。
[国外概况]
在各国的装甲战车上多采用水冷式发动机作为动力，只有少数国家的少数装甲车辆采用风冷发动机作为动力。比如美国的AVDS-1790-2风冷柴油机用于M60坦克，日本的10ZF22WT风冷柴油机用于74式坦克等。目前还出现了油冷发动机，如康明斯的XAV-28，但在战车上用的极少。以下仅介绍水冷式冷却系统的相关情况。
1、发展概述
水冷系统的主要部件有风扇、水散热器、水泵。
冷却风扇有离心式、轴流式和混流式三种。其主要性能指标是压头、流量和效率。对风扇的设计要求是：产生足够的供气压力和供气量，保证能将发动机通过冷却水或散热片散出的热量带走；效率高，耗功小；结构简单，工作可靠；噪声低。离心式风扇的压头较高，流量较低，一般采用后弯叶片。轴流式风扇的效率较高，流量大，但压头较低。混流式风扇兼有离心式风扇压头高和轴流式风扇流量大的综合性能，效率也较高。表1所列为国外部分坦克所用的冷却风扇。
表1 国外部分坦克用冷却风扇
车型 发动机型号 风扇型式 风扇压头mm水柱 风扇流量m3/s 风扇耗功kW
（毫米水柱） （立方米/秒） （千瓦）
T34 B2-34 离心后弯 185 5.5 22
T54 B-54 离心后弯 210 5.4 47
T62 B-55 离心后弯 210 5.4 47
T64 B-46 一个离心 260/370 5.3/6.2 32/53
T72 B-46 离心后弯 320 7.9 64
M48A3 AVDS-1790 两个轴流 14 101
M47改 AV-1790-7 两个混流 350 15 90
豹2 MB873 两个离心 918 13.3 162
伊朗狮 CV12TCA 三个混流 350 16 88
车辆常用的水散热器一般可分为管片式、管带式两种基本的结构形式。管片式结构的突出优点是：散热片套在水管上，整体刚性好。缺点是：制造工装通用性差，不宜使用较薄的散热片，散热片与水管之间的间隙会增大热阻。管片式结构的优点是：散热带夹在水管之间，组装灵活，可采用较薄材料。缺点是：散热带与水管的焊接处易脱落，可靠性差。随着换热器技术的不断发展，也有新型的散热器出现，如德国豹2坦克采用的就是环形散热器。该散热器的特点是：空气导管非常短，总高度很小，结构紧凑，体积小，但耗功较大。发动机的不断强化对冷却系统的要求越高，对散热器的要求也就更加苛刻，主要体现在：性能高，风阻小；结构紧凑，体积小；耐久性高，可靠性好；原材料消耗少，成本低。
冷却水泵一般采用离心式，结构简单，适于高速运转。发动机需要在怠速到额定转速范围内运行，因而水泵也必须能在宽广的转速范围内可靠地工作。由于水泵耗功小（仅为发动机输出功率的1～1.5%），因此对水泵的主要要求是可靠性好、结构紧凑、质量小、成本低。影响水泵的首要因素是水封失效，其次是轴承。
中冷器按冷却介质主要分为水-空气式和空气-空气式两种；按传热表面的结构型式可分为管式、片式和板翅式。水-空中冷方案是利用发动机冷却水套对增压空气进行冷却，在美国应用的比较普遍。空-空中冷器结构简单，无需增加水泵及其驱动装置，中冷效果好，在欧洲应用较多。
2、发展趋势
高效混流式风扇是近20年来出现的一种新型车用冷却风扇，它兼顾了通常轴流式和离心式风扇的优点，是一种理想的车用冷却风扇，在国外装甲战斗车辆上已获得了广泛的应用。
散热器的发展趋势是：通过增大水和空气的平均温差及散热系数，提高散热性能。采用新工艺、新材料和新结构，比如铜散热器焊接工艺、塑料水室与装配方法、铝合金散热器芯等。
随着发动机的进一步强化，水泵的转速和工作介质温度也会进一步提高，对水封材料、轴承型式及叶片设计也都提出了更高的要求。
[影响]
发动机是战车机动性的基础。如果发动机得不到良好的冷却，机油就会受热变质甚至烧焦，使发动机零件之间不能维持正常油膜；受热零件因热膨胀破坏正常间隙；高温下金属材料的机械性能下降，无法承受正常负荷，结果就会破坏发动机的正常工作。而冷却系统恰恰是战车上最易损坏的一个系统，已成为现代坦克设计中的关键问题。因此，各国都重视对冷却系统的改进，冷却系统越完善，越有利于提高发动机的功率。但是，发动机的冷却也会消耗一部分燃油燃烧所发出的热能，因此冷却必须适当才能保证发动机正常运转，进而保证战车有良好的机动性，提高生存能力。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王 磊
英文名称；engine cooling technology
检索词：发动机；水冷；风冷；风扇；散热器
技术类别：发动机;
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[定义]
发动机冷却技术是对发动机中与高温燃气接触的零件，如气缸、气缸盖、活塞和气门等进行强制冷却，以保持它们的温度在适当的范围内，不致破坏发动机可靠工作的技术。
发动机的冷却系统可分为两大类：水冷式和风冷式。
水冷式冷却系统由三部分组成：冷却水循环部分（水泵、水散热器、水温表、水管等），冷却空气部分（风扇、百叶窗等），加温部分。根据冷却水的循环方式不同，分为自然循环与强制循环两类。自然循环冷却是利用水的密度随温度而变的特点，使冷却水在冷却系中进行自然循环。强制循环冷却是指冷却水依靠水泵提供的动力在冷却系统中进行流动。强制循环冷却效果比自然循环冷却的好，军用车辆发动机的水冷却系一般采用强制循环方式。其中又可分为开式、闭式和高温冷却。开式冷却系与外界大气直接相通，耗水量大，使用不太广泛；高温冷却系中冷却介质的温度比一般闭式冷却系的温度要高，热损失低，但对冷却系的承压能力和密封可靠性有很高要求；闭式冷却系的水循环系统与外界大气不是直接相通的，其内部压力与外界大气压力不等，不仅能够减少水的消耗量，还可以改善散热条件，目前军用车辆多采用这一冷却方式。
风冷式冷却是利用布置在气缸和气缸盖外面的散热片，直接将发动机产生的热量散到周围空气中，结构简单，只有散热片、风扇和导风罩。由于空气的导热系数与传热系数都较低，风冷内燃机的热量较难散出，所以军用车辆上采用的很少。
此外，中冷器虽然不属于发动机冷却系统的部件，但采用增压中冷技术后，可以提高发动机的比功率，降低热负荷、燃油消耗率、排放及噪声等，因而对增压发动机来说，中冷技术也是一项重要的冷却技术。
[相关技术]高温冷却技术；增压中冷技术
[技术难点]
冷却风扇的技术难点在于如何根据优化设计准则，通过气体动力学计算，设计出高效低耗的风扇。另外，无论是通过采用阻尼材料还是通过气动设计来降低冷却风扇的噪声，也都是难点。
水散热器的技术难点在于散热带、水管的散热量与重量之间的匹配以及开发高效能的空气侧散热元件。
[国外概况]
在各国的装甲战车上多采用水冷式发动机作为动力，只有少数国家的少数装甲车辆采用风冷发动机作为动力。比如美国的AVDS-1790-2风冷柴油机用于M60坦克，日本的10ZF22WT风冷柴油机用于74式坦克等。目前还出现了油冷发动机，如康明斯的XAV-28，但在战车上用的极少。以下仅介绍水冷式冷却系统的相关情况。
1、发展概述
水冷系统的主要部件有风扇、水散热器、水泵。
冷却风扇有离心式、轴流式和混流式三种。其主要性能指标是压头、流量和效率。对风扇的设计要求是：产生足够的供气压力和供气量，保证能将发动机通过冷却水或散热片散出的热量带走；效率高，耗功小；结构简单，工作可靠；噪声低。离心式风扇的压头较高，流量较低，一般采用后弯叶片。轴流式风扇的效率较高，流量大，但压头较低。混流式风扇兼有离心式风扇压头高和轴流式风扇流量大的综合性能，效率也较高。表1所列为国外部分坦克所用的冷却风扇。
表1 国外部分坦克用冷却风扇
车型 发动机型号 风扇型式 风扇压头mm水柱 风扇流量m3/s 风扇耗功kW
（毫米水柱） （立方米/秒） （千瓦）
T34 B2-34 离心后弯 185 5.5 22
T54 B-54 离心后弯 210 5.4 47
T62 B-55 离心后弯 210 5.4 47
T64 B-46 一个离心 260/370 5.3/6.2 32/53
T72 B-46 离心后弯 320 7.9 64
M48A3 AVDS-1790 两个轴流 14 101
M47改 AV-1790-7 两个混流 350 15 90
豹2 MB873 两个离心 918 13.3 162
伊朗狮 CV12TCA 三个混流 350 16 88
车辆常用的水散热器一般可分为管片式、管带式两种基本的结构形式。管片式结构的突出优点是：散热片套在水管上，整体刚性好。缺点是：制造工装通用性差，不宜使用较薄的散热片，散热片与水管之间的间隙会增大热阻。管片式结构的优点是：散热带夹在水管之间，组装灵活，可采用较薄材料。缺点是：散热带与水管的焊接处易脱落，可靠性差。随着换热器技术的不断发展，也有新型的散热器出现，如德国豹2坦克采用的就是环形散热器。该散热器的特点是：空气导管非常短，总高度很小，结构紧凑，体积小，但耗功较大。发动机的不断强化对冷却系统的要求越高，对散热器的要求也就更加苛刻，主要体现在：性能高，风阻小；结构紧凑，体积小；耐久性高，可靠性好；原材料消耗少，成本低。
冷却水泵一般采用离心式，结构简单，适于高速运转。发动机需要在怠速到额定转速范围内运行，因而水泵也必须能在宽广的转速范围内可靠地工作。由于水泵耗功小（仅为发动机输出功率的1～1.5%），因此对水泵的主要要求是可靠性好、结构紧凑、质量小、成本低。影响水泵的首要因素是水封失效，其次是轴承。
中冷器按冷却介质主要分为水-空气式和空气-空气式两种；按传热表面的结构型式可分为管式、片式和板翅式。水-空中冷方案是利用发动机冷却水套对增压空气进行冷却，在美国应用的比较普遍。空-空中冷器结构简单，无需增加水泵及其驱动装置，中冷效果好，在欧洲应用较多。
2、发展趋势
高效混流式风扇是近20年来出现的一种新型车用冷却风扇，它兼顾了通常轴流式和离心式风扇的优点，是一种理想的车用冷却风扇，在国外装甲战斗车辆上已获得了广泛的应用。
散热器的发展趋势是：通过增大水和空气的平均温差及散热系数，提高散热性能。采用新工艺、新材料和新结构，比如铜散热器焊接工艺、塑料水室与装配方法、铝合金散热器芯等。
随着发动机的进一步强化，水泵的转速和工作介质温度也会进一步提高，对水封材料、轴承型式及叶片设计也都提出了更高的要求。
[影响]
发动机是战车机动性的基础。如果发动机得不到良好的冷却，机油就会受热变质甚至烧焦，使发动机零件之间不能维持正常油膜；受热零件因热膨胀破坏正常间隙；高温下金属材料的机械性能下降，无法承受正常负荷，结果就会破坏发动机的正常工作。而冷却系统恰恰是战车上最易损坏的一个系统，已成为现代坦克设计中的关键问题。因此，各国都重视对冷却系统的改进，冷却系统越完善，越有利于提高发动机的功率。但是，发动机的冷却也会消耗一部分燃油燃烧所发出的热能，因此冷却必须适当才能保证发动机正常运转，进而保证战车有良好的机动性，提高生存能力。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王 磊
红外热成像制冷技术
英文名称；Technologies of cryocoolers for infra-red imaging
检索词：制冷；低温；热成像；红外
技术类别：探测技术;
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[定义]
为使热成像系统正常工作，将其探测器元件冷却至低温或深低温的技术，又称低温恒温器技术。该技术的主要任务有二点：一是通过制冷形成一个合适的低温恒温环境，以保证需要在低温下工作的电子器件或系统功能正常，或提高器件的灵敏度；二是屏蔽或减小来自热成像系统的滤光片、挡板及光学系统本身等带来的热噪声。
制冷器的工作原理包括物理和化学两种方法。根据使用场合和所需要制冷温度不同，可利用不同原理制成适当的制冷器。热成像系统使用的多为物理方法。主要有：
1、利用相变制冷
即利用制冷工作物质相变吸热效应，如使用灌注式杜瓦瓶的液氮、液氢等的制冷；
2、利用焦耳-汤姆逊效应制冷
即当高压气体的温度低于本身的转换温度并通过一个很小的节流孔时，气体的膨胀会使温度下降。如焦-汤制冷器，特点是结构简单、可靠性高、质量轻、体积小、无振动、无运动部件、噪声小、成本低、致冷速度快，致冷时间通常只需15～60s（秒）。
3、利用气体的等熵膨胀制冷
即气体在等熵膨胀时，借膨胀机的活塞向外输出机械功，膨胀后气体的内位能要增加，从而要消耗气体本身的内功能来补偿，致使膨胀后温度显著降低。如斯特林闭循环制冷器，其特点是功耗低、尺寸小、质量轻。
4、利用帕尔帖效应制冷
即用N型半导体和P型半导体作用偶对，当有直流电通过时电偶对一端发热，另一端变冷，如热电制冷器，又称为半导体或温差电制冷器。热电探测器的主要优点是：全固态化器件、结构紧凑、寿命长；无运动部件，不产生噪音；不受环境影响；可靠性高。缺点是制冷器的性能系数（COP）较低，致冷量小，效率低；
5、利用物体之间的热辐射交换制冷
如在外层空间利用外层宇宙的高真空，深低温来制冷。它的显著特点是无运动部件、长寿命、功耗小、无振动干扰。缺点是对轨道和卫星的构形有要求，对环境要求严格，入轨后需经过一段时间的加热放气后才能工作。
[相关技术]焦平面技术；热力学技术；机械加工技术
[技术难点]
不同制冷器技术的关键技术各不相同。斯特林制冷器的技术发展重点在于增加致冷量、加大压缩机和冷指之间分置距离、寻找更灵活的气体通道、减轻压缩机重量、减小体积等。对于高频小型脉冲管制冷器技术，主要考察方向是回热器设计和性能；减少复式入口脉冲管中直流电流的影响；降低脉冲管中的流动性。对于热电致冷技术，关键技术在于提高热电材料的品质因素Z和减小冷端热负载。对于闭环节流制冷器，通常高压压缩机是可靠性的薄弱环节，需要加以克服。
[国外概况]
1、斯特林致冷技术
斯特林致冷技术已经有50年发展历史，在军事上应用最广泛。首先出现的是整体式结构，即压缩活塞和膨胀活塞用一连杆以机械方式连为一体。整体式结构容易产生热和振动影响制冷部分。针对系统存在的不足，国外也作了些改进。首先，自1972年以来，有了显著发展，由美国休斯飞机公司研制出分置式斯特林制冷器，将压缩机和膨胀器分开安置，中间用一根软管相连。这种结构不仅克服了早期整体式制冷器的缺点，还保持了原有系统结构紧凑、效率高、启动快等优点，因此颇受国外用户重视，发展较快。其次，为了克服原有电机/曲轴这种动态结构产生的磨损而影响寿命，荷兰飞利浦研究所于1968年开始研制用线性电机驱动线性谐振压缩机的斯特林机。迄今为止，线性谐振斯特林机的发展已经经历了三代：1975年由荷兰飞利浦公司的科学和工业分部研制的MC-80型微型制冷器称为第一代，属非军用型，致冷温度为80开氏度时，输出功率为1W（瓦）；1976年，荷兰和美国同时设计出第二代。荷兰飞利浦公司在MC-80的基础上使其军用化，最初命名为MMC-80，后来正式命名为UA-7011型；1982年，在UA-7011的基础上，由飞利浦公司研制了一系列线性谐振制冷器，称为第三代。它们由标准化压缩机和两个冷指（膨胀器部分）组成，专用于美国60元和120元/180元探测器/杜瓦瓶装置。致冷功率分别能达到1/4W和1W，平均无故障时间为2500h(小时)。该公司目前正继续研制更新产品。
2、脉管致冷技术
1963年由美国低温专家发明，直到1984年前苏联米库林教授对基本型脉管做了重大改进后，使其向实用迈进关键性一步。脉管实际上是斯特林的变体，膨胀机内无需运动部件，结构更简单可靠，且易于装配和控制振动。目前其机理仍在探索中，未来将成为斯特林机强有力的竞争对手，特别是在长寿命机型中更是如此。
3、热电致冷技术
又称温差电致冷器或半导体制冷器。1950年代末期，随着半导体材料技术的大力发展，解决了早期系统致冷效率低的的问题。特别是美、英、日苏等国在这一领域做了大量研究，1960年代用热电致冷即已达到实用阶段。热电质量因素Z是用以评价热电材料的因素之一，1980年代末，美国和欧洲一些国家热电材料的Z值能达到3.5×10-3/°K（10的负三次方/开氏度），前苏联能达到4.7×10-3/°K。目前热电制冷器主要用于手持式热像仪，如美国马格纳沃克斯公司的AN/PAS-7型和HPHTV型、英国莱赛盖奇公司的LT1065型。此外还可用于其它一些观瞄系统，如美国德克萨斯仪器公司的AN/TAS-5“龙”式反坦克导弹热成像瞄准具、美国马格纳沃克斯公司的TWS型热成像瞄准具等。
4、焦-汤致冷技术
又称节流式致冷技术，是1950年代发明的，绝大多数情况下使用开环式致冷器，但仍有采用高压压缩机的闭式节流制冷器。早期系统由逆流式热交换机、节流孔和装有高压气体的贮气瓶组成。为了控制气体消耗量，国外对节流制冷器作了些改进，设计了自调式制冷器。现在国外生产的焦-汤系统几乎都配备了这种自调机构。国外多将该技术用于红外制导、手持式热像仪、车载热像仪、反坦克导弹热瞄具等。如美国德克萨斯仪器公司的AN/TAS-4陶式反坦克导弹夜瞄具、科尔斯曼公司的热成像远距离夜间观察仪、英国马可尼公司的HHT-8和MSDS型手持热像仪、索恩·伊美公司的多用途热像仪和法国的TRT公司的MIRA型红外热像瞄准具等。
5、利用相变致冷
有液态致冷和固态致冷两种。液态循环致冷目前广泛用于试验室测量和民用红外系统。固态致冷系统主要用于航天工业，储存的固态冷却剂根据质量和体积，使用时间可为1至3年或更长。
[影响]
光电器件的冷却离不开低温技术，尤其是红外技术在武器装备中特殊的地位使其迅速发展。
1、红外预警和监视
海湾战争以后，各国反导技术得到发展，均致力于研制弹道导弹的防御系统。红外探测技术在导弹发射预警中起到关键性作用。它包括星载红外预警探测系统、机载和舰载反导红外探测预警系统，它们都需要高可靠性的斯特林制冷器或其它类型的制冷器作为红外探测器的冷源。
2、精确光电制导
战术导弹、巡航导弹和反导拦截器几乎都使用红外引导头、红外寻的制导技术由点源发展为成像制导，已广泛应用于精确制导武器系统。它实现制导智能化，具有高灵敏度、高分辨率、作用距离大和对目标有自动识别和跟踪决策能力。
3、夜间及红外热成像系统
夜视和红外热成像是当今现代化战争最常用而不可缺少的军事手段。红外夜视在80年代已经发展到第二代，如4N扫描型和焦平面凝视型。由于探测元数目提高了一个数量级、灵敏度大幅度提高，热成像探测距离也相应提高。这些军事系统都使用制冷器将这些红外探测器冷却到80K左右的低温环境，目前在红外系统中低温制冷器的可靠性仍是薄弱环节，只有重点发展低温制冷器、减少体积和重量、提高可靠性，才能促使红外探测技术在武器装备中更广泛应用。
4、红外遥感技术
空间遥感技术常采用红外波段，可用来对战场态势、环境、气象进行监视。空间制冷器通常要求高可靠性、长寿命和低能耗的辐射制冷器和机械制冷器。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：吴 欣
英文名称；Technologies of cryocoolers for infra-red imaging
检索词：制冷；低温；热成像；红外
技术类别：探测技术;
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[定义]
为使热成像系统正常工作，将其探测器元件冷却至低温或深低温的技术，又称低温恒温器技术。该技术的主要任务有二点：一是通过制冷形成一个合适的低温恒温环境，以保证需要在低温下工作的电子器件或系统功能正常，或提高器件的灵敏度；二是屏蔽或减小来自热成像系统的滤光片、挡板及光学系统本身等带来的热噪声。
制冷器的工作原理包括物理和化学两种方法。根据使用场合和所需要制冷温度不同，可利用不同原理制成适当的制冷器。热成像系统使用的多为物理方法。主要有：
1、利用相变制冷
即利用制冷工作物质相变吸热效应，如使用灌注式杜瓦瓶的液氮、液氢等的制冷；
2、利用焦耳-汤姆逊效应制冷
即当高压气体的温度低于本身的转换温度并通过一个很小的节流孔时，气体的膨胀会使温度下降。如焦-汤制冷器，特点是结构简单、可靠性高、质量轻、体积小、无振动、无运动部件、噪声小、成本低、致冷速度快，致冷时间通常只需15～60s（秒）。
3、利用气体的等熵膨胀制冷
即气体在等熵膨胀时，借膨胀机的活塞向外输出机械功，膨胀后气体的内位能要增加，从而要消耗气体本身的内功能来补偿，致使膨胀后温度显著降低。如斯特林闭循环制冷器，其特点是功耗低、尺寸小、质量轻。
4、利用帕尔帖效应制冷
即用N型半导体和P型半导体作用偶对，当有直流电通过时电偶对一端发热，另一端变冷，如热电制冷器，又称为半导体或温差电制冷器。热电探测器的主要优点是：全固态化器件、结构紧凑、寿命长；无运动部件，不产生噪音；不受环境影响；可靠性高。缺点是制冷器的性能系数（COP）较低，致冷量小，效率低；
5、利用物体之间的热辐射交换制冷
如在外层空间利用外层宇宙的高真空，深低温来制冷。它的显著特点是无运动部件、长寿命、功耗小、无振动干扰。缺点是对轨道和卫星的构形有要求，对环境要求严格，入轨后需经过一段时间的加热放气后才能工作。
[相关技术]焦平面技术；热力学技术；机械加工技术
[技术难点]
不同制冷器技术的关键技术各不相同。斯特林制冷器的技术发展重点在于增加致冷量、加大压缩机和冷指之间分置距离、寻找更灵活的气体通道、减轻压缩机重量、减小体积等。对于高频小型脉冲管制冷器技术，主要考察方向是回热器设计和性能；减少复式入口脉冲管中直流电流的影响；降低脉冲管中的流动性。对于热电致冷技术，关键技术在于提高热电材料的品质因素Z和减小冷端热负载。对于闭环节流制冷器，通常高压压缩机是可靠性的薄弱环节，需要加以克服。
[国外概况]
1、斯特林致冷技术
斯特林致冷技术已经有50年发展历史，在军事上应用最广泛。首先出现的是整体式结构，即压缩活塞和膨胀活塞用一连杆以机械方式连为一体。整体式结构容易产生热和振动影响制冷部分。针对系统存在的不足，国外也作了些改进。首先，自1972年以来，有了显著发展，由美国休斯飞机公司研制出分置式斯特林制冷器，将压缩机和膨胀器分开安置，中间用一根软管相连。这种结构不仅克服了早期整体式制冷器的缺点，还保持了原有系统结构紧凑、效率高、启动快等优点，因此颇受国外用户重视，发展较快。其次，为了克服原有电机/曲轴这种动态结构产生的磨损而影响寿命，荷兰飞利浦研究所于1968年开始研制用线性电机驱动线性谐振压缩机的斯特林机。迄今为止，线性谐振斯特林机的发展已经经历了三代：1975年由荷兰飞利浦公司的科学和工业分部研制的MC-80型微型制冷器称为第一代，属非军用型，致冷温度为80开氏度时，输出功率为1W（瓦）；1976年，荷兰和美国同时设计出第二代。荷兰飞利浦公司在MC-80的基础上使其军用化，最初命名为MMC-80，后来正式命名为UA-7011型；1982年，在UA-7011的基础上，由飞利浦公司研制了一系列线性谐振制冷器，称为第三代。它们由标准化压缩机和两个冷指（膨胀器部分）组成，专用于美国60元和120元/180元探测器/杜瓦瓶装置。致冷功率分别能达到1/4W和1W，平均无故障时间为2500h(小时)。该公司目前正继续研制更新产品。
2、脉管致冷技术
1963年由美国低温专家发明，直到1984年前苏联米库林教授对基本型脉管做了重大改进后，使其向实用迈进关键性一步。脉管实际上是斯特林的变体，膨胀机内无需运动部件，结构更简单可靠，且易于装配和控制振动。目前其机理仍在探索中，未来将成为斯特林机强有力的竞争对手，特别是在长寿命机型中更是如此。
3、热电致冷技术
又称温差电致冷器或半导体制冷器。1950年代末期，随着半导体材料技术的大力发展，解决了早期系统致冷效率低的的问题。特别是美、英、日苏等国在这一领域做了大量研究，1960年代用热电致冷即已达到实用阶段。热电质量因素Z是用以评价热电材料的因素之一，1980年代末，美国和欧洲一些国家热电材料的Z值能达到3.5×10-3/°K（10的负三次方/开氏度），前苏联能达到4.7×10-3/°K。目前热电制冷器主要用于手持式热像仪，如美国马格纳沃克斯公司的AN/PAS-7型和HPHTV型、英国莱赛盖奇公司的LT1065型。此外还可用于其它一些观瞄系统，如美国德克萨斯仪器公司的AN/TAS-5“龙”式反坦克导弹热成像瞄准具、美国马格纳沃克斯公司的TWS型热成像瞄准具等。
4、焦-汤致冷技术
又称节流式致冷技术，是1950年代发明的，绝大多数情况下使用开环式致冷器，但仍有采用高压压缩机的闭式节流制冷器。早期系统由逆流式热交换机、节流孔和装有高压气体的贮气瓶组成。为了控制气体消耗量，国外对节流制冷器作了些改进，设计了自调式制冷器。现在国外生产的焦-汤系统几乎都配备了这种自调机构。国外多将该技术用于红外制导、手持式热像仪、车载热像仪、反坦克导弹热瞄具等。如美国德克萨斯仪器公司的AN/TAS-4陶式反坦克导弹夜瞄具、科尔斯曼公司的热成像远距离夜间观察仪、英国马可尼公司的HHT-8和MSDS型手持热像仪、索恩·伊美公司的多用途热像仪和法国的TRT公司的MIRA型红外热像瞄准具等。
5、利用相变致冷
有液态致冷和固态致冷两种。液态循环致冷目前广泛用于试验室测量和民用红外系统。固态致冷系统主要用于航天工业，储存的固态冷却剂根据质量和体积，使用时间可为1至3年或更长。
[影响]
光电器件的冷却离不开低温技术，尤其是红外技术在武器装备中特殊的地位使其迅速发展。
1、红外预警和监视
海湾战争以后，各国反导技术得到发展，均致力于研制弹道导弹的防御系统。红外探测技术在导弹发射预警中起到关键性作用。它包括星载红外预警探测系统、机载和舰载反导红外探测预警系统，它们都需要高可靠性的斯特林制冷器或其它类型的制冷器作为红外探测器的冷源。
2、精确光电制导
战术导弹、巡航导弹和反导拦截器几乎都使用红外引导头、红外寻的制导技术由点源发展为成像制导，已广泛应用于精确制导武器系统。它实现制导智能化，具有高灵敏度、高分辨率、作用距离大和对目标有自动识别和跟踪决策能力。
3、夜间及红外热成像系统
夜视和红外热成像是当今现代化战争最常用而不可缺少的军事手段。红外夜视在80年代已经发展到第二代，如4N扫描型和焦平面凝视型。由于探测元数目提高了一个数量级、灵敏度大幅度提高，热成像探测距离也相应提高。这些军事系统都使用制冷器将这些红外探测器冷却到80K左右的低温环境，目前在红外系统中低温制冷器的可靠性仍是薄弱环节，只有重点发展低温制冷器、减少体积和重量、提高可靠性，才能促使红外探测技术在武器装备中更广泛应用。
4、红外遥感技术
空间遥感技术常采用红外波段，可用来对战场态势、环境、气象进行监视。空间制冷器通常要求高可靠性、长寿命和低能耗的辐射制冷器和机械制冷器。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：吴 欣
火炮自动机技术
英文名称；gun automatic mechanism technology
检索词：自动炮；自动机；后坐式自动机；导气式自动机；转管式自动机
技术类别：火炮;
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[定义]
火炮自动机自动完成重新装填和发射下发炮弹的全部动作，实现连续发射的技术总称。自动机是自动炮的核心组成部分，自动机的全部动作有供弹、输弹、关闩、闭锁、击发、开锁、开闩、抽筒、抛筒、排链等。它的所有机构包括炮身、闭锁机、击发机、炮箱、供弹机、输弹机、加速机、发射机构、缓冲器 、后坐复进装置等。火炮自动机按能源可分为内能源(自身能源)自动机、外能源自动机、混合能源自动机；按工作原理可分后坐式自动机、导气式自动机、转管式自动机、转膛式自动机、浮动式自动机、链式自动机等。
后坐式自动机是利用后坐能量进行工作的自动机，可分为炮身长后坐式、炮身短后坐式和炮闩后坐式自动机；导气式自动机是利用从炮膛中导出的火药燃气能量进行工作的自动机；转膛式自动机是以多个弹膛(药室)同时回转来完成自动工作循环的自动机；转管式自动机是以多个身管回转完成自动工作循环的自动机，按驱动身管的能源分外能源与内能源(也称自身能源)两种；链式自动机是利用外能源驱动链条周向转动，并带动闭锁机往复运动的单管自动机；浮动式自动机是连续在复进运动过程中击发的自动机。这些自动机结构特点各不相同，应用范围也有差异。
[相关技术]自动炮技术；自动机技术；导气式自动机技术；后坐式自动机技术；转管自动机技术
[技术难点]
高射速、高精度、长寿命、高可靠性始终是火炮自动机研究设计中要解决的主要矛盾。一般情况下，初速、射速、寿命可靠性等指标越高越好，后坐力、质量、射弹散布越小越好。火炮自动机设计难度较大，主要技术难点是：
1、自动机原理
这是自动机的根本，是必须首先解决的技术关键。
2、可靠性技术
安全可靠性是火炮自动机设计的首要问题。自动机是火炮最易出现故障的部件，它的可靠性好坏直接影响火炮系统的可靠性好坏，因此必须从研制早期就开展可靠性研究，把可靠性研究与自动机研制结合在一起，以保证自动机安全可靠地动作。
3、自动供弹技术
现代火炮要求射速高、火力机动性好、反应时间短，自动供弹技术也是自动炮设计面临的难题之一。
4、变射频控制技术
根据战术使用，要求现代火炮自动机具有多用途性，既要用较高的射速对付空中快速飞行目标，以提高毁歼概率；又要为了更有效地利用弹药、提高命中率，用降低射速来对付地面慢速运动目标，这就要求火炮采用不同的射速进行射击，以达到最佳射击效果。
[国外概况]
随着现代战争的需求和大量新技术在武器系统中的应用，世界各国都在研制和装备具有更高水平、优良性能的火炮自动机。
炮身长后坐式自动机因难以获得较高的射速，早已被淘汰。炮闩后坐式自动机具有自由的炮闩，发射时，炮闩仅封闭炮膛而不与身管相联锁，它主要依靠炮闩在复进运动中的特性起到闭锁炮闩的作用。早期的瑞士厄利空20mm（毫米）自动机属于此种工作原理，而现代火炮自动机中未见采用。但前苏联82mm速射迫击炮突破了传统的结构形式，成功采用炮闩后坐式自动机原理，大幅度提高了射速。炮身短后坐式自动机的基础构件是炮身，炮闩加速后坐是靠加速机构实现的。炮身短后坐式自动机有利于提高射速和勤务使用，现代火炮自动机设计中仍在大量采用。
导气式自动机运动构件质量较轻，有利于提高射速，应用十分广泛，目前世界上绝大多数小口径自动机为导气式自动机，其中有单管导气式自动机、双管加斯特导气式自动机、转膛导气式自动机、转管导气式自动机等。导气式自动机的主要缺点是气室受火药燃气及火药残渣的污染，给勤务使用带来麻烦。
转膛式自动机因循环动作重合，射速较高。如瑞士厄利空－康特拉夫斯公司利用导气式转膛炮技术新近研制成的35／1000式“空中盾牌”35mm高炮系统，射速高达1000发／min（发/分钟），发射AHEAD（先进命中效能与摧毁）弹可拦截导弹目标。
外能源转管式（加特林式）自动机的优点是：射速高，并可在相当大范围内调节射速；结构简单，可靠性高。缺点是：一旦发生迟发火，会发生严重事故，故对炮弹的发火性能要求高。这种自动机多用电机或液压马达等外能源驱动。内能源转管式自动机20世纪80年代才得到应用，由于它不需要附加的能源设备，而且体积小，质量轻，转动惯量小，比同口径外能源自动机射速高，但存在维护保养较困难，射速难调整等缺点。外能源转管自动机在要地防空/反导武器、机载、舰载武器中应用广泛，内能源转管自动机适合于野战防空/反导武器系统应用。
链式自动机是20世纪70年代发展的一种新式外能源自动机，美国波音公司相继研制成M230式30mm航炮、M242式“林中之王”Ⅱ25mm自动炮和“林中之王”Ⅲ 35mm自动炮等多种链式自动炮，供武装直升机和战车使用。此外，“林中之王”Ⅲ火炮目前采用的是35mm口径，但通过更换身管和几个其它次要部件，可以改为50mm火炮。链式自动机的主要特点是结构简单，无专门的输弹机和炮闩缓冲器，无反跳机构；炮闩通过炮尾与身管连接，炮箱受力小。运动构件运动平稳，撞击小，零部件寿命高；易于控制射速，但不适合较大口径和变射速的火炮。实践证明，链式自动机是目前各种类型自动机中射击精度最高的，是兵步战车和武装直升机较理想的自动炮。
一般火炮自动机都是在复进运动到位后才进行击发，复进到位时仍具有一定速度，这将对射击密集度带来不利影响。浮动式自动机可控制火炮自动机在复进过程中击发，避免发生撞击；同时还可以抵消部分后坐能量，达到减小后坐力的效果，从而对提高射击密集度有显著的效果。第二次世界大战后开始发展浮动式自动机，60年代末70年代初得到广泛应用，先后研制出各种口径的浮动式自动机，如德国RH202式20mm浮动自动机，法国M691和M693式20mm浮动式自动机，瑞士KBB式25mm、KDB式35mm自动机均为浮动式自动机。中国也研制成功了25mm浮动自动机，并在PGZ95式25mm自行高射炮中得到应用。现广泛应用的浮动自动机为首发不浮动的自动机，它是靠采用长短后坐技术实现浮动的。浮动式自动机的关键技术是长短后坐技术和浮动稳定性技术。应该指出，浮动原理目前还只在小口径自动机上采用，在大口径火炮中，曾进行过探索，但均未见实际应用。
此外，最近德国毛瑟公司利用无后坐原理研制成RMK30式30mm自动炮，成为目前所知的第一种无后坐自动炮。该炮最初计划用在德国陆军的“虎”式直升机上，不过该炮还具有在各种极轻型平台上使用的巨大潜力。
[影响]
自动机是自动炮的核心部分，广泛应用于高炮、车载炮、航炮和舰炮等，是近程防空/反导、战车自卫、飞机空中格斗和舰船近程防御的最佳武器。特别地，具有极高射速的小口径自动炮是要地防空、野战防空和海上防空/反导的最后一道防线。提高初速、射速和弹丸威力是火炮自动机发展的主要方向。
随着武器系统的发展和技术进步，要求现代火炮自动机具有多用途性，既可以应用于高炮和步兵战车，又可以用于舰炮和航炮，实现陆、海、空三军通用；同时减少口径种类，并配用系列化弹药，最终实现同一口径、不同结构的自动机弹药通用化。这样，可以大大节约费用，减轻后勤保障负担，更利于国际间合作。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：卫锦萍
英文名称；gun automatic mechanism technology
检索词：自动炮；自动机；后坐式自动机；导气式自动机；转管式自动机
技术类别：火炮;
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[定义]
火炮自动机自动完成重新装填和发射下发炮弹的全部动作，实现连续发射的技术总称。自动机是自动炮的核心组成部分，自动机的全部动作有供弹、输弹、关闩、闭锁、击发、开锁、开闩、抽筒、抛筒、排链等。它的所有机构包括炮身、闭锁机、击发机、炮箱、供弹机、输弹机、加速机、发射机构、缓冲器 、后坐复进装置等。火炮自动机按能源可分为内能源(自身能源)自动机、外能源自动机、混合能源自动机；按工作原理可分后坐式自动机、导气式自动机、转管式自动机、转膛式自动机、浮动式自动机、链式自动机等。
后坐式自动机是利用后坐能量进行工作的自动机，可分为炮身长后坐式、炮身短后坐式和炮闩后坐式自动机；导气式自动机是利用从炮膛中导出的火药燃气能量进行工作的自动机；转膛式自动机是以多个弹膛(药室)同时回转来完成自动工作循环的自动机；转管式自动机是以多个身管回转完成自动工作循环的自动机，按驱动身管的能源分外能源与内能源(也称自身能源)两种；链式自动机是利用外能源驱动链条周向转动，并带动闭锁机往复运动的单管自动机；浮动式自动机是连续在复进运动过程中击发的自动机。这些自动机结构特点各不相同，应用范围也有差异。
[相关技术]自动炮技术；自动机技术；导气式自动机技术；后坐式自动机技术；转管自动机技术
[技术难点]
高射速、高精度、长寿命、高可靠性始终是火炮自动机研究设计中要解决的主要矛盾。一般情况下，初速、射速、寿命可靠性等指标越高越好，后坐力、质量、射弹散布越小越好。火炮自动机设计难度较大，主要技术难点是：
1、自动机原理
这是自动机的根本，是必须首先解决的技术关键。
2、可靠性技术
安全可靠性是火炮自动机设计的首要问题。自动机是火炮最易出现故障的部件，它的可靠性好坏直接影响火炮系统的可靠性好坏，因此必须从研制早期就开展可靠性研究，把可靠性研究与自动机研制结合在一起，以保证自动机安全可靠地动作。
3、自动供弹技术
现代火炮要求射速高、火力机动性好、反应时间短，自动供弹技术也是自动炮设计面临的难题之一。
4、变射频控制技术
根据战术使用，要求现代火炮自动机具有多用途性，既要用较高的射速对付空中快速飞行目标，以提高毁歼概率；又要为了更有效地利用弹药、提高命中率，用降低射速来对付地面慢速运动目标，这就要求火炮采用不同的射速进行射击，以达到最佳射击效果。
[国外概况]
随着现代战争的需求和大量新技术在武器系统中的应用，世界各国都在研制和装备具有更高水平、优良性能的火炮自动机。
炮身长后坐式自动机因难以获得较高的射速，早已被淘汰。炮闩后坐式自动机具有自由的炮闩，发射时，炮闩仅封闭炮膛而不与身管相联锁，它主要依靠炮闩在复进运动中的特性起到闭锁炮闩的作用。早期的瑞士厄利空20mm（毫米）自动机属于此种工作原理，而现代火炮自动机中未见采用。但前苏联82mm速射迫击炮突破了传统的结构形式，成功采用炮闩后坐式自动机原理，大幅度提高了射速。炮身短后坐式自动机的基础构件是炮身，炮闩加速后坐是靠加速机构实现的。炮身短后坐式自动机有利于提高射速和勤务使用，现代火炮自动机设计中仍在大量采用。
导气式自动机运动构件质量较轻，有利于提高射速，应用十分广泛，目前世界上绝大多数小口径自动机为导气式自动机，其中有单管导气式自动机、双管加斯特导气式自动机、转膛导气式自动机、转管导气式自动机等。导气式自动机的主要缺点是气室受火药燃气及火药残渣的污染，给勤务使用带来麻烦。
转膛式自动机因循环动作重合，射速较高。如瑞士厄利空－康特拉夫斯公司利用导气式转膛炮技术新近研制成的35／1000式“空中盾牌”35mm高炮系统，射速高达1000发／min（发/分钟），发射AHEAD（先进命中效能与摧毁）弹可拦截导弹目标。
外能源转管式（加特林式）自动机的优点是：射速高，并可在相当大范围内调节射速；结构简单，可靠性高。缺点是：一旦发生迟发火，会发生严重事故，故对炮弹的发火性能要求高。这种自动机多用电机或液压马达等外能源驱动。内能源转管式自动机20世纪80年代才得到应用，由于它不需要附加的能源设备，而且体积小，质量轻，转动惯量小，比同口径外能源自动机射速高，但存在维护保养较困难，射速难调整等缺点。外能源转管自动机在要地防空/反导武器、机载、舰载武器中应用广泛，内能源转管自动机适合于野战防空/反导武器系统应用。
链式自动机是20世纪70年代发展的一种新式外能源自动机，美国波音公司相继研制成M230式30mm航炮、M242式“林中之王”Ⅱ25mm自动炮和“林中之王”Ⅲ 35mm自动炮等多种链式自动炮，供武装直升机和战车使用。此外，“林中之王”Ⅲ火炮目前采用的是35mm口径，但通过更换身管和几个其它次要部件，可以改为50mm火炮。链式自动机的主要特点是结构简单，无专门的输弹机和炮闩缓冲器，无反跳机构；炮闩通过炮尾与身管连接，炮箱受力小。运动构件运动平稳，撞击小，零部件寿命高；易于控制射速，但不适合较大口径和变射速的火炮。实践证明，链式自动机是目前各种类型自动机中射击精度最高的，是兵步战车和武装直升机较理想的自动炮。
一般火炮自动机都是在复进运动到位后才进行击发，复进到位时仍具有一定速度，这将对射击密集度带来不利影响。浮动式自动机可控制火炮自动机在复进过程中击发，避免发生撞击；同时还可以抵消部分后坐能量，达到减小后坐力的效果，从而对提高射击密集度有显著的效果。第二次世界大战后开始发展浮动式自动机，60年代末70年代初得到广泛应用，先后研制出各种口径的浮动式自动机，如德国RH202式20mm浮动自动机，法国M691和M693式20mm浮动式自动机，瑞士KBB式25mm、KDB式35mm自动机均为浮动式自动机。中国也研制成功了25mm浮动自动机，并在PGZ95式25mm自行高射炮中得到应用。现广泛应用的浮动自动机为首发不浮动的自动机，它是靠采用长短后坐技术实现浮动的。浮动式自动机的关键技术是长短后坐技术和浮动稳定性技术。应该指出，浮动原理目前还只在小口径自动机上采用，在大口径火炮中，曾进行过探索，但均未见实际应用。
此外，最近德国毛瑟公司利用无后坐原理研制成RMK30式30mm自动炮，成为目前所知的第一种无后坐自动炮。该炮最初计划用在德国陆军的“虎”式直升机上，不过该炮还具有在各种极轻型平台上使用的巨大潜力。
[影响]
自动机是自动炮的核心部分，广泛应用于高炮、车载炮、航炮和舰炮等，是近程防空/反导、战车自卫、飞机空中格斗和舰船近程防御的最佳武器。特别地，具有极高射速的小口径自动炮是要地防空、野战防空和海上防空/反导的最后一道防线。提高初速、射速和弹丸威力是火炮自动机发展的主要方向。
随着武器系统的发展和技术进步，要求现代火炮自动机具有多用途性，既可以应用于高炮和步兵战车，又可以用于舰炮和航炮，实现陆、海、空三军通用；同时减少口径种类，并配用系列化弹药，最终实现同一口径、不同结构的自动机弹药通用化。这样，可以大大节约费用，减轻后勤保障负担，更利于国际间合作。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：卫锦萍
金属装甲材料研究新进展
英文名称；New Development of Metal Materials for Armor
检索词： 铝合金；钛合金；装甲钢；金属；装甲
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
金属装甲材料技术是指研究由金属元素组成的、具有一定晶体结构和微观结构的、能满足装甲特定应用需求的一类材料的制造、性能、防护等的技术。金属材料主要包括装甲钢、铝合金、钛合金等几种。
装甲钢具有高硬度、高强度、成本低等优点。因此装甲钢多年来已广泛应用于坦克等装甲车辆。但随着坦克复合装甲的发展，钢材已从传统装甲钢向超高硬度装甲钢方向发展，这种钢材也代表了目前装甲钢的主要研究方向。
铝合金具有比重低、重量轻、强度高、耐腐蚀性能好等优点，可防小口径弹和破片弹，是轻型装甲车辆的主要结构材料。目前研究应用的铝合金主要有7000系列、5000系列和2000系列等。
钛合金因其具有比强度高，耐腐蚀性能好，质量比钢轻50%，而强度、韧性与钢相同等突出优点而成为优良的装甲候选材料。近年来，西方国家虽然对该材料在常规兵器中的应用开展了不少的研究，但由于其价格较高实际使用的却不多。因而研制和发展低成本钛合金成为目前金属装甲材料研究的重点。
[相关技术] 装甲技术
[技术难点]
目前，该技术需突破的主要技术难点是需要攻克铝合金的耐腐蚀性侵彻机理和研制低成本钛合金。
[国外概况]
目前，国外对金属装甲材料的研究内容主要包括以下几个部分：超高硬度装甲钢，高强韧铝合金和低成本钛合金等。
1、超高硬度装甲钢
国外对这类装甲钢的研究主要有三个方面：一是开发新型超高硬度装甲钢；二是研究在高或超高硬度状态下装甲钢的抗弹性能和侵彻行为；三是研究高硬度装甲钢焊接技术。
（1）超高硬度装甲钢的研究
多年来，美国、瑞典、法国及德国开发了各自应用的超高硬度装甲钢。例如，美国、瑞典研制的MIL-A-46100、“Armor600s”、“HHS”等超高硬度装甲钢，其硬度分别为HB512、HB550～600及HB620。德国的XM129系列装甲钢，硬度为HB450～530。法国的MRS系列装甲钢MRS300<50毫米(mm).gif，HB578～630。总的说来，这类钢的总体特点是，①以中簿板为主。②合金元素是多元少量，总量低。③工艺性能较好，主要采用钢包精炼。④磷(P)、硫(S)杂质含量较少，纯度高。因此，这类钢的强韧性好，抗弹性好。
（2）超高硬度装甲钢的侵彻行为研究
美国、瑞典对硬度HB600、750的均质装甲钢侵彻过程的研究，说明了超高硬度钢在高速或超高速冲击条件下硬度、侵彻速率、冲击速度、相对侵彻深度及防护系数等之间的关系。
瑞典以长细比L/D=15的钨合金弹芯侵彻SS2541均质装甲钢的试验结果表明，钢的硬度增大，弹的侵彻深度减小。同样提高弹的速度，相同硬度钢板上的侵彻深度增大，但均呈非线性关系。硬度增大同时也影响到弹在钢靶上的开坑形态。从低硬度到高硬度，钢的开坑变形机制从纯塑性变形转变为不连续行为。弹速越高，钢越脆化。
美国使用长细比L/D=5、10、20的X21C钨合金弹芯侵彻美国金相组织(AISI) 1120、均质装甲钢(RHA)及“Armox”600不同硬度钢的试验结果表明，随着钢的硬度增大，弹的侵彻深度P/L在下降，但P/L的减小程度却是随着硬度增大而减小。
美国的进一步研究指出，在低速区，随着弹的速度增大，装甲钢的质量防护系数在减小。增大硬度的作用仅是延缓质量系数的减小。当在高速区时，质量系数大致趋于1。
侵彻深度与硬度的关系，美国研究认为，装甲钢的硬度增大，不仅减小相对侵彻深度，而且产生有效侵彻所需的速度也增大。高密度长杆弹芯侵彻钢靶获得的最大侵彻深度所需的最佳速度随着硬度的提高在增加，在高硬度区（HB600～750）约为2～3公里/秒(km/s)。
(3)高硬度装甲钢焊接技术的研究
高硬度装甲钢硬度超过HB360时，使用一般焊接技术难于焊接，用奥氏体焊条焊接所得到的焊缝强度低于基体金属。为提高装甲钢焊缝强度，国外已开发研究出激光焊接高硬度钢装甲板技术。如法国最近研究出一种适用于焊接高硬度装甲钢的激光焊接技术。与一般焊接技术相比，该技术明显改善了装甲钢的可焊性。这种焊接新技术，适于焊接任何形状的高硬度钢装甲结构，焊接时不使用焊条，装甲焊缝强度与基体金属相同，具有良好的抗弹性能，能焊接2～20mm厚的装甲钢板，并通过计算机辅助设计，可使装甲焊接技术实现自动化。
此外，印度国防冶金研究试验室和澳大利亚航空研究试验室也研究了焊接技术对高硬度装甲钢焊缝性能的影响。研究结果表明，用金属保护焊焊接方法得到的焊缝抗弹性能最高，用空心焊丝电弧焊方法焊接时，其焊缝抗弹性能最差。采用铁素体焊条焊接时，在焊缝的热影响区内发现了裂纹，它们是典型的氢诱发裂纹。热影响区的热输入为0.5千焦耳/毫米(kJ/mm)，预热温度≤75℃。在热输入不变的情况下，预热温度提高到150℃时没有产生裂纹。当热输入提高到1.2kJ/mm，甚至在不预热的情况下，也没有发现裂纹。在使用奥氏体焊条和奥氏体/铁素体焊条进行焊接时，没有出现裂纹。但发现奥氏体/铁素体焊条在热输入较低（如0.5kJ/mm）的情况下有产生裂纹的可能性。当热输入升高到1.2KJ/mm时则不会出现裂纹。
2、高强韧铝合金
目前国外研究应用的高强韧铝合金主要有7039、5083、2519及铝－锂合金等。其中7039铝合金应用较为广泛。
国外研究的7039高强铝合金，在与标准钢装甲具有相同防护力的条件下，可减重30％左右。但其装车应用的关键是需要克服超应力腐蚀性能较差的缺点。最近的研究表明，适当调整化学成分，加入某种变质剂同时采用合理的热处理工艺条件，能使其满足使用要求。
5083铝合金可焊性好，能抵御超应力腐蚀裂纹，但其强度和抗弹性能不及7039铝合金。采用5083铝合金制造装甲车辆，虽可避免超应力腐蚀裂纹，但需增重25％才能达到原定的防弹能力。
2519高强铝合金是美国近期研制的新型抗弹铝合金，它具有7039铝合金的高韧性、高强度和优于5038铝合金的抗超应力腐蚀性能，且抗弹性能与7039高强铝合金相当，人们对它寄予了很大的希望，但需要解决耐腐蚀问题。
与上述铝合金相比，Al-Li合金具有更好的比强度、比刚度，然而较高的价格是大量应用的最大障碍。目前国外研究的8090Al-Li合金的机械性能和抗弹性能比得上2519铝合金，而密度却比2519铝合金低约8％，国外研究的Weldalite 049Al-Li合金的密度与2519铝合金相当，其屈服强度、抗拉强度和断裂韧性比2519铝合金高25％，是一种很有发展前途的优良装甲侯选材料。
3、低成本钛合金
多年来，钛合金已成功应用于飞机制造。但其较高的成本阻碍了钛合金在地面车辆中的应用。近年，美国在研究低成本钛合金及钛合金装甲抗弹性能方面有较大进展。
据1997年资料报道，美国已研制的低成本钛合金的机械性能和抗弹性能等于或超过传统军用钛6-铝4-矾(Ti-6Al-4V)钛合金的相应值，但其成本却较低。这一新动向引起了美国陆军、甚至国防部的极大关注。
美国降低装甲钛合金成本的主要途径是，用便宜的铁元素代替昂贵的钒元素，适当提高间隙原子的含量以及采用低成本制造技术。M2布雷德利步兵战车的车长舱盖是美国陆军首次使用低成本钛合金的部件。该舱盖用锻造Ti-6Al-4V钛合金制造，其钛合金中的间隙氧原子的含量从原来的0.14%放宽到0.20%，其重量比原来的锻造铝合金舱盖轻35%，并大大增加了防弹能力。M2布雷德利步兵战车和扩展型M113装甲人员运输车采用钛合金附加装甲可提高抗弹性能。美国陆军还研究用钛合金制造M1艾布拉姆斯主战坦克的炮塔比钢炮塔轻4吨(t).gifht、炮塔座圈、车长舱盖、炮塔排气板、核生化武器对抗系统护盖、射手主瞄准具罩、发动机顶盖、炮塔枢轴架及热成像观察议罩等部件。
最近，美国Rockwell国际公司也研制了一种低成本钛合金装甲。该装甲是以钛合金为主体，与有机纤维材料如凯芙拉及泡沫材料复合而成，特点是重量轻，强度高，抗弹性能好，可用作飞机、船只和地面车辆等的防护装甲。
随着低成本钛合金的问世，西方国家对钛合金原装甲的抗弹性能开展了研究。在美、法、德的合作研究中，美国采用L/D=20、质量65克(g)的半球形钨合金弹芯和纯钨弹芯以及L/D＝10的铀合金弹芯，法德采用L/D=20、质量105g的钨合金弹芯分别侵彻Ti-6Al-4V靶板的试验。半无限靶侵彻试验结果表明，L/D=10的钨合金弹芯以0°角、1000～1100m/s侵彻时，钛合金板的质量系数为1.7～1.8。在1600、2000m/s时则分别为1.5～1.6、1.4～1.5。对于L/D=13的钨合金弹芯，质量系数为1.65～1.78。极限侵彻速度试验表明，三种长细比的钨弹芯以0°45°、60°侵彻100、79.2、80.5mm厚的Ti-6Al-4V靶板，极限侵彻速度分别为1559、1187、1550m/s，相当等重均质装甲钢板的厚度分别是84.5、86.1、133.4mm。在靶板破坏方式上，钛合金板是以崩落形式破坏，而均质装甲钢是冲塞形式破坏。
[影响]
装甲金属材料一般包括装甲钢、铝合金和钛合金等。这些材料技术是提高坦克、装甲车辆等武器产品抗弹性能的关键。高硬高强装甲钢在坦克等重型装甲车辆上的应用，很可能使这些武器系统的防护水平得到较大提高。例如法国将高硬度MARS300钢板与44mm厚铝板叠合而成的装甲板，其防护系数在2.3以上，抗弹性能得到大大提高。
除了装甲钢在重型装甲车辆上的应用，装甲钢、铝合金、钛合金等金属材料还可以在轻型坦克、步兵战车、轻型装甲车辆等上得到应用。因地制宜选择不同材料，可使这些产品的性能得到大幅度的提高。如英国的武士步兵战车就采用了铝合金车体。又据国外资料报道，由高硬度钢板、带孔钢板和陶瓷块组成的附加装甲，已安装在多种型号轻型战车的炮塔上，正面可防近距离射击的14.5mm穿甲弹。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭瑞萍
英文名称；New Development of Metal Materials for Armor
检索词： 铝合金；钛合金；装甲钢；金属；装甲
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
金属装甲材料技术是指研究由金属元素组成的、具有一定晶体结构和微观结构的、能满足装甲特定应用需求的一类材料的制造、性能、防护等的技术。金属材料主要包括装甲钢、铝合金、钛合金等几种。
装甲钢具有高硬度、高强度、成本低等优点。因此装甲钢多年来已广泛应用于坦克等装甲车辆。但随着坦克复合装甲的发展，钢材已从传统装甲钢向超高硬度装甲钢方向发展，这种钢材也代表了目前装甲钢的主要研究方向。
铝合金具有比重低、重量轻、强度高、耐腐蚀性能好等优点，可防小口径弹和破片弹，是轻型装甲车辆的主要结构材料。目前研究应用的铝合金主要有7000系列、5000系列和2000系列等。
钛合金因其具有比强度高，耐腐蚀性能好，质量比钢轻50%，而强度、韧性与钢相同等突出优点而成为优良的装甲候选材料。近年来，西方国家虽然对该材料在常规兵器中的应用开展了不少的研究，但由于其价格较高实际使用的却不多。因而研制和发展低成本钛合金成为目前金属装甲材料研究的重点。
[相关技术] 装甲技术
[技术难点]
目前，该技术需突破的主要技术难点是需要攻克铝合金的耐腐蚀性侵彻机理和研制低成本钛合金。
[国外概况]
目前，国外对金属装甲材料的研究内容主要包括以下几个部分：超高硬度装甲钢，高强韧铝合金和低成本钛合金等。
1、超高硬度装甲钢
国外对这类装甲钢的研究主要有三个方面：一是开发新型超高硬度装甲钢；二是研究在高或超高硬度状态下装甲钢的抗弹性能和侵彻行为；三是研究高硬度装甲钢焊接技术。
（1）超高硬度装甲钢的研究
多年来，美国、瑞典、法国及德国开发了各自应用的超高硬度装甲钢。例如，美国、瑞典研制的MIL-A-46100、“Armor600s”、“HHS”等超高硬度装甲钢，其硬度分别为HB512、HB550～600及HB620。德国的XM129系列装甲钢，硬度为HB450～530。法国的MRS系列装甲钢MRS300<50毫米(mm).gif，HB578～630。总的说来，这类钢的总体特点是，①以中簿板为主。②合金元素是多元少量，总量低。③工艺性能较好，主要采用钢包精炼。④磷(P)、硫(S)杂质含量较少，纯度高。因此，这类钢的强韧性好，抗弹性好。
（2）超高硬度装甲钢的侵彻行为研究
美国、瑞典对硬度HB600、750的均质装甲钢侵彻过程的研究，说明了超高硬度钢在高速或超高速冲击条件下硬度、侵彻速率、冲击速度、相对侵彻深度及防护系数等之间的关系。
瑞典以长细比L/D=15的钨合金弹芯侵彻SS2541均质装甲钢的试验结果表明，钢的硬度增大，弹的侵彻深度减小。同样提高弹的速度，相同硬度钢板上的侵彻深度增大，但均呈非线性关系。硬度增大同时也影响到弹在钢靶上的开坑形态。从低硬度到高硬度，钢的开坑变形机制从纯塑性变形转变为不连续行为。弹速越高，钢越脆化。
美国使用长细比L/D=5、10、20的X21C钨合金弹芯侵彻美国金相组织(AISI) 1120、均质装甲钢(RHA)及“Armox”600不同硬度钢的试验结果表明，随着钢的硬度增大，弹的侵彻深度P/L在下降，但P/L的减小程度却是随着硬度增大而减小。
美国的进一步研究指出，在低速区，随着弹的速度增大，装甲钢的质量防护系数在减小。增大硬度的作用仅是延缓质量系数的减小。当在高速区时，质量系数大致趋于1。
侵彻深度与硬度的关系，美国研究认为，装甲钢的硬度增大，不仅减小相对侵彻深度，而且产生有效侵彻所需的速度也增大。高密度长杆弹芯侵彻钢靶获得的最大侵彻深度所需的最佳速度随着硬度的提高在增加，在高硬度区（HB600～750）约为2～3公里/秒(km/s)。
(3)高硬度装甲钢焊接技术的研究
高硬度装甲钢硬度超过HB360时，使用一般焊接技术难于焊接，用奥氏体焊条焊接所得到的焊缝强度低于基体金属。为提高装甲钢焊缝强度，国外已开发研究出激光焊接高硬度钢装甲板技术。如法国最近研究出一种适用于焊接高硬度装甲钢的激光焊接技术。与一般焊接技术相比，该技术明显改善了装甲钢的可焊性。这种焊接新技术，适于焊接任何形状的高硬度钢装甲结构，焊接时不使用焊条，装甲焊缝强度与基体金属相同，具有良好的抗弹性能，能焊接2～20mm厚的装甲钢板，并通过计算机辅助设计，可使装甲焊接技术实现自动化。
此外，印度国防冶金研究试验室和澳大利亚航空研究试验室也研究了焊接技术对高硬度装甲钢焊缝性能的影响。研究结果表明，用金属保护焊焊接方法得到的焊缝抗弹性能最高，用空心焊丝电弧焊方法焊接时，其焊缝抗弹性能最差。采用铁素体焊条焊接时，在焊缝的热影响区内发现了裂纹，它们是典型的氢诱发裂纹。热影响区的热输入为0.5千焦耳/毫米(kJ/mm)，预热温度≤75℃。在热输入不变的情况下，预热温度提高到150℃时没有产生裂纹。当热输入提高到1.2kJ/mm，甚至在不预热的情况下，也没有发现裂纹。在使用奥氏体焊条和奥氏体/铁素体焊条进行焊接时，没有出现裂纹。但发现奥氏体/铁素体焊条在热输入较低（如0.5kJ/mm）的情况下有产生裂纹的可能性。当热输入升高到1.2KJ/mm时则不会出现裂纹。
2、高强韧铝合金
目前国外研究应用的高强韧铝合金主要有7039、5083、2519及铝－锂合金等。其中7039铝合金应用较为广泛。
国外研究的7039高强铝合金，在与标准钢装甲具有相同防护力的条件下，可减重30％左右。但其装车应用的关键是需要克服超应力腐蚀性能较差的缺点。最近的研究表明，适当调整化学成分，加入某种变质剂同时采用合理的热处理工艺条件，能使其满足使用要求。
5083铝合金可焊性好，能抵御超应力腐蚀裂纹，但其强度和抗弹性能不及7039铝合金。采用5083铝合金制造装甲车辆，虽可避免超应力腐蚀裂纹，但需增重25％才能达到原定的防弹能力。
2519高强铝合金是美国近期研制的新型抗弹铝合金，它具有7039铝合金的高韧性、高强度和优于5038铝合金的抗超应力腐蚀性能，且抗弹性能与7039高强铝合金相当，人们对它寄予了很大的希望，但需要解决耐腐蚀问题。
与上述铝合金相比，Al-Li合金具有更好的比强度、比刚度，然而较高的价格是大量应用的最大障碍。目前国外研究的8090Al-Li合金的机械性能和抗弹性能比得上2519铝合金，而密度却比2519铝合金低约8％，国外研究的Weldalite 049Al-Li合金的密度与2519铝合金相当，其屈服强度、抗拉强度和断裂韧性比2519铝合金高25％，是一种很有发展前途的优良装甲侯选材料。
3、低成本钛合金
多年来，钛合金已成功应用于飞机制造。但其较高的成本阻碍了钛合金在地面车辆中的应用。近年，美国在研究低成本钛合金及钛合金装甲抗弹性能方面有较大进展。
据1997年资料报道，美国已研制的低成本钛合金的机械性能和抗弹性能等于或超过传统军用钛6-铝4-矾(Ti-6Al-4V)钛合金的相应值，但其成本却较低。这一新动向引起了美国陆军、甚至国防部的极大关注。
美国降低装甲钛合金成本的主要途径是，用便宜的铁元素代替昂贵的钒元素，适当提高间隙原子的含量以及采用低成本制造技术。M2布雷德利步兵战车的车长舱盖是美国陆军首次使用低成本钛合金的部件。该舱盖用锻造Ti-6Al-4V钛合金制造，其钛合金中的间隙氧原子的含量从原来的0.14%放宽到0.20%，其重量比原来的锻造铝合金舱盖轻35%，并大大增加了防弹能力。M2布雷德利步兵战车和扩展型M113装甲人员运输车采用钛合金附加装甲可提高抗弹性能。美国陆军还研究用钛合金制造M1艾布拉姆斯主战坦克的炮塔比钢炮塔轻4吨(t).gifht、炮塔座圈、车长舱盖、炮塔排气板、核生化武器对抗系统护盖、射手主瞄准具罩、发动机顶盖、炮塔枢轴架及热成像观察议罩等部件。
最近，美国Rockwell国际公司也研制了一种低成本钛合金装甲。该装甲是以钛合金为主体，与有机纤维材料如凯芙拉及泡沫材料复合而成，特点是重量轻，强度高，抗弹性能好，可用作飞机、船只和地面车辆等的防护装甲。
随着低成本钛合金的问世，西方国家对钛合金原装甲的抗弹性能开展了研究。在美、法、德的合作研究中，美国采用L/D=20、质量65克(g)的半球形钨合金弹芯和纯钨弹芯以及L/D＝10的铀合金弹芯，法德采用L/D=20、质量105g的钨合金弹芯分别侵彻Ti-6Al-4V靶板的试验。半无限靶侵彻试验结果表明，L/D=10的钨合金弹芯以0°角、1000～1100m/s侵彻时，钛合金板的质量系数为1.7～1.8。在1600、2000m/s时则分别为1.5～1.6、1.4～1.5。对于L/D=13的钨合金弹芯，质量系数为1.65～1.78。极限侵彻速度试验表明，三种长细比的钨弹芯以0°45°、60°侵彻100、79.2、80.5mm厚的Ti-6Al-4V靶板，极限侵彻速度分别为1559、1187、1550m/s，相当等重均质装甲钢板的厚度分别是84.5、86.1、133.4mm。在靶板破坏方式上，钛合金板是以崩落形式破坏，而均质装甲钢是冲塞形式破坏。
[影响]
装甲金属材料一般包括装甲钢、铝合金和钛合金等。这些材料技术是提高坦克、装甲车辆等武器产品抗弹性能的关键。高硬高强装甲钢在坦克等重型装甲车辆上的应用，很可能使这些武器系统的防护水平得到较大提高。例如法国将高硬度MARS300钢板与44mm厚铝板叠合而成的装甲板，其防护系数在2.3以上，抗弹性能得到大大提高。
除了装甲钢在重型装甲车辆上的应用，装甲钢、铝合金、钛合金等金属材料还可以在轻型坦克、步兵战车、轻型装甲车辆等上得到应用。因地制宜选择不同材料，可使这些产品的性能得到大幅度的提高。如英国的武士步兵战车就采用了铝合金车体。又据国外资料报道，由高硬度钢板、带孔钢板和陶瓷块组成的附加装甲，已安装在多种型号轻型战车的炮塔上，正面可防近距离射击的14.5mm穿甲弹。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭瑞萍
战车柴油机技术
英文名称；diesel engine technology for combat vehicles
检索词：柴油机；增压中冷；电控；燃油喷射；低散热
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。近年来，在战车尤其是坦克中决大多数都采用柴油机作为动力。战车柴油机是适合战车要求的高性能内燃机，是战车机动性的基础。柴油机技术涉及多个学科领域，技术难度大、研制周期长、开发费用高，因此战车柴油机历来是各国陆军装备研究的重点，被喻为战车的"心脏"，是一个国家战车工业发展水平的重要标志。以主战坦克为代表的高性能履带式战斗车辆，因其战术要求高、工作环境恶劣，对柴油机提出了最全面、最苛刻的要求。随着现代科技的发展，主战坦克所面临的威胁不断增加，为提高战场生存能力，满足有效防护重量的需要，主战坦克的设计吨位明显增加，这就在大吨位和高机动性之间形成矛盾，而坦克动力是解决这一矛盾的关键环节，是坦克发展和更新换代的技术基础。先进柴油机技术已作为一项关键技术列入了美国关键技术清单。
[相关技术]增压中冷技术；燃烧技术；电控技术；高压燃油喷射技术；低散热技术
[技术难点]
1、 增压中冷技术
提高柴油机功率和体积功率的主要措施是利用增压中冷技术以提高平均有效压力。由于增压后的进气温度比较高，会使空气密度降低，从而影响汽缸平均有效压力的提高，采用中冷措施对增压后的空气进行冷却，以提高空气密度，增加进气量。为使增压器在多种工况下均能与柴油机实现最佳匹配，发展了可调增压技术。为解决高增压柴油机机械负荷过高、冷起动困难和低负荷工作问题，发展了多种增压系统，如模件脉冲转换增压系统、顺序增压系统、旁通补燃系统、谐振进气增压系统等。
2、低散热技术
在新研制的坦克柴油机中都不同程度地采用了低散热技术，目前应用较为成熟的隔热技术主要有气隙隔热和陶瓷热喷涂技术。采用隔热和低散热技术后，柴油机温度上升，给柴油机的润滑带来困难，因而出现了高温摩擦及高温润滑的新课题。解决这一问题需根据润滑油在柴油机内所处的最高温度，相应地采用新的合成液体润滑剂、固体润滑剂和自润滑材料。
3、耐高温材料
低散热发动机要求使用强度高、韧性好、高抗热振性、高耐磨性、高耐蚀性、低导热性以及与钢或铸铁热膨胀性近似的材料，而氮化硅、碳化硅以及添加稳定剂的氧化锆陶瓷材料是目前比较适合发动机的耐高温材料。这些材料主要存在性能、工艺和质量较难控制的问题。
4、柴油机电控技术
柴油机电控技术已进入实用阶段，国外列装坦克的柴油机都不同程度地采用了电子控制技术，使其综合性能指标得到进一步改善。除了对可变截面涡轮增压器和燃油喷射系统进行控制外，进一步向故障诊断和监控系统发展，对柴油机的性能参数和工况变化的趋势进行瞬态分析，以便选择最佳运转参数；及时发现和排除故障或不可靠因素。通过电子管理系统对废气再循环和可调增压系统进行连续控制，还有利于将排放控制在规定的限值之内。
5、柴油机无涡流直喷式燃烧系统
目前，国外已出现喷射压力高达120～200MPa（兆帕）的新型喷油系统，主要有径向柱塞的新一代分配泵、泵-管-嘴系统等。利用电磁阀进行喷射控制，可实现不同的喷射速率。
[国外概况]
由于轮式战车自身的特点，一般采用民用柴油机作为动力。而在履带式战车中，以坦克柴油机最为典型、技术最为全面，因此主要选用坦克柴油机加以说明。
1、发展简史
自前苏联哈尔科夫发动机生产设计局研制成功世界上第一台坦克柴油机--B2发动机起(1939年用于T-34坦克)，到60年代列装坦克发动机已全部柴油机化。二战后，美国的AVDS-1790、德国的MB-837、英国的L-60和法国的HS-110成为第一代坦克柴油机。60年代以后，随着增压技术的发展，坦克柴油机技术有了长足的进步。特别是近十几年来，随着可变几何涡轮增压器(VGT)、可变压缩比活塞、超高增压旁通补燃系统(Hyperbar系统)、电子控制、高压燃油喷射以及低散热等新技术的应用，使具有成熟生产技术和广泛应用基础的柴油机动力的性能获得进一步提高。目前，高增压中冷柴油机是世界各国坦克动力的主流机型。
意大利、法国、日本等国为其新一代主战坦克研制的几种动力于90年代初期开始进入列装(表1中列出了国外典型的列装坦克柴油机)。美国和德国均已完成了第四代坦克发动机的样机论证和试验(美国的XAV-28多燃料柴油机欲装备Block Ⅲ主战坦克，德国的MT883多燃料柴油机欲装备豹3主战坦克)。
表1：国外典型列装坦克柴油机
国别 柴油机型号 年代 装备坦克型号
德国 MB873Ka-501多燃料柴油机(1103kW/2600rpm) 1979年 豹2
意大利 12VMTCA柴油机(956kW/2300rpm) 1995年 公羊C-1坦克
日本 10ZG32V10多燃料柴油机(1103kW/2400rpm) 1990年 90式坦克
法国 V8X1500柴油机(1103kW/2500rpm) 1992年 AMX勒克莱尔
俄罗斯 B-84MC多燃料柴油机(617kW/2600rpm) 1994年 T-90坦克
乌克兰 6TД-２多燃料柴油机(882kW/2600rpm) 1995年 T-84坦克
英国 CV12TCA多燃料柴油机(882kW/2300rpm) 1994年 挑战者2
俄罗斯 B-92C2型多燃料柴油机(735kW) 1999年 T-90C坦克
注：kW－－千瓦；rpm－－转/分钟
由于世界政治形势的变化，西方主要坦克生产国对其未来坦克及动力装置技术的发展规划做了重大修改。
美国于1994年放弃了Block Ⅲ主战坦克研制计划，目前正在进行未来战斗系统(FCS)的方案研究，侯选发动机之一为一台690kW的柴油机；十字军战士自行火炮系统选用了英国珀金斯公司的CV12柴油机(功率为1103kW/2400rpm)；M60-2000型坦克选用了泰莱达因·大陆汽车公司的AVDS-1790-9柴油机(功率为882kW)。
德国于1992年初放弃了豹3主战坦克方案的研究，但MTU公司为之研制的MT883涡轮增压中冷柴油机已进入使用阶段，地面车辆用880系列柴油机的功率覆盖范围为550kW～1200kW，为德国2000自行榴弹炮、黄鼠狼履带式装甲步兵战车、美国的M1主战坦克、法国的勒克莱尔主战坦克提供了产品或样机。目前正在新型装甲平台(NGP)计划的框架内进行新战车技术的研究。NGP计划是德国陆军对其现役的豹2 主战坦克、黄鼠狼步兵战车和猎豹战地防空战车进行综合评价后制定的一项计划。这三种战车具有类似的动力传动系统。
英国不打算研制新的未来主战坦克，原定的第四代主战坦克挑战者3的研制将在挑战者2改进大纲的范围内进行。挑战者2主战坦克仍使用珀金斯公司生产的Condor CV12 882 kW柴油机。用于出口的挑战者2E装用了MT883 1103kW柴油机。
日本正在积极开展未来主战坦克的动力研制工作，准备用于陆上自卫队的第四代坦克。新一代主战坦克柴油机研制的主要技术发展方向是研制新的低散热材料、采用复合涡轮增压和电控技术，目标是研制具有质量轻、体积小、加速性好和燃油消耗低等特点的高性能柴油机。法国勒克莱尔-2主战坦克的重要部件和组件将沿用上一代勒克莱尔坦克的部件和组件，发动机仍将采用V8X1500柴油机。意大利公羊C-2未来主战坦克将采用12VMTCA柴油机(1103kW)。俄罗斯开发了KD-34柴油机(730kW)用于提高T-90坦克的机动性。乌克兰研制出 6TД-3多燃料柴油机(1103kW/2600rpm)。
二战后，无论是发达国家还是发展中国家，主战坦克已发展了三代乃至四代，其动力基本上是由柴油机占据了统治地位，只有俄罗斯T-80坦克中的一部分和美国M1系列坦克装置了燃气轮机。车臣战争的教训已使俄罗斯较早地把研制开发重点转移到了高性能柴油机上；美国虽未做180度的转弯，但海湾战争的经验和M1燃气轮机坦克在外贸市场的窘境，也迫使美国做出一些反应。美国凭借着其技术和资金上的优势，在发展坦克动力上长期以来一直采取了柴油机和燃气轮机两种方案同时发展的策略。目前美国所提出的FCS 计划尚处于论证阶段，不能确定选用燃气轮机还是选用柴油机作为动力，但在执行中的两栖突击车(AAAV)和十字军战士自行榴弹炮这两个项目上，分别选择了德国和英国的柴油机为动力。
2、发展趋势
未来主战坦克柴油机发展的重点是减小体积，提高功率密度，追求高燃油经济性、高RAM-D（可靠性、有效性、可维修性和耐久性）性能和低成本。
在2010年以前，国外普遍装备的主战坦克动力将是目前已列装的机型，但在性能指标上会有所改进。在2010～2020年期间，按照美国FCS和德国NGP以及英国"改造者"计划，将生产和装备装有新一代坦克动力的未来主战坦克。由于采用自动装弹机、减少乘员、采用先进的装甲等措施，未来坦克的质量一般都限制在55 吨以下，采用何种发动机，要根据是否采用电磁炮、电磁装甲和电传动等先进技术而定。但无论如何，美国的AIPS、德国的MT883柴油机和英国的CV12柴油机完全可以适合未来主战坦克各种技术方案的需要。
为进一步减小体积、减轻质量和便于维护使用，坦克动力继续向集成化方向发展。美国为其新一代主战坦克研制开发AIPS就是采用集成式设计的突出例证。而"欧洲动力装置"是由MTU公司MT883 Ka-500型发动机和伦克公司的HSWL295TM型变速箱和紧凑的冷却装置组成的。该动力装置满足了迄今为止对60吨级车辆的重要的战术机动性要求。就能量转换器、动力传递和冷却装置的功能范围而言，它是功率密度最高、最现代的动力装置。
随着电子调速、故障诊断/管理系统以及使发动机与传动装置工作性能最佳化的综合控制等技术的大量出现和成熟应用，将使发动机的综合性能提到一个全新的水平上来。采用人工智能、模糊控制以及实时燃烧反馈自适应控制等现代控制技术，可以更为精确地控制发动机工作参数。目前神经网络技术的迅速发展也将对柴油机控制技术产生重大影响。为满足未来数字化战场的战技要求，车辆电子学将是今后的发展方向之一。
未来坦克动力还将向无涡流或低涡流高燃油喷射压力的涡轮增压中冷柴油机的方向发展，与一般高涡流、低喷射压力的直喷式柴油机相比，发动机综合性能明显提高。
此外，由于计算机技术的普及、各种现代化测试手段以及高效数据采集和处理系统的出现，使研制开发工作进一步深化并加快了速度。高压铸造、激光热处理、等离子热喷涂、电加工和数控加工等一批先进的工艺技术和设备得到广泛应用，其中尤以具有高精度和灵活性的加工中心和柔性制造系统技术最具特色，适用于高水平坦克用大功率高速柴油机的研制开发和小批量生产。
在21世纪初，许多相关学科技术的发展成果、新材料和新工艺的应用将使战车柴油机技术性能指标有较大幅度的提高。
[影响]
作为战车的动力源，战车柴油机是战车机动性的基础。战车柴油机性能的优劣直接影响到战车的作战效能，甚至威胁到乘员的生存力。战车柴油机的主要性能指标有：单位功率、加速性、燃油消耗率和RAM-D性能。
由于主战坦克的质量增加很快，一般都在50t（吨）以上，同时坦克对作战机动性要求不断提高，使得发动机单位体积功率迅速增长，功率质量不断下降柴油机动力正向着1kg/ht，这也是当代主战坦克动力的突出特点德国的MT883 V型12缸瞙t。柴油机单位体积功率增加，意味着坦克将以较小体积的动力获得更大的机动性，增强了战斗力。
在现代战争中，作为主要的地面武器系统，坦克的机动性与快速反应性对战争的成败有直接的影响。目前主战坦克柴油机通过采用陶瓷涡轮，Hyperbar系统以及通过改善增压器效率和采用可调增压等新技术，大大改善了扭矩特性和加速性。柴油机由怠速加速至标定转速的时间仅用5s（秒）；加上柴油机与传动装置的优化匹配，当代主战坦克0～32km/h（公里/小时）的加速时间一般都不超过7s。
柴油机的使用与维护费用占整车的三分之二，因此战车柴油机技术发展后将大大节省用于坦克使用与维护的费用。柴油机的燃油消耗率下降将使坦克在相同的燃油储备下获得更大的行驶里程，不仅可以少用油，而且还节省了把燃料运到战场所需的人力，降低使用和后勤保障的费用。由于广泛采用直喷、高喷射压力、涡轮增压中冷、低散热技术和电控技术等措施，坦克柴油机的燃油消耗率下降到了一个新的水平。康明斯公司研制的XAV-28柴油机的燃油消耗率降至195g/kW·h（克/千瓦·小时），为最低值。
可靠性、有效性、可维修性和耐久性(RAM-D)是评价坦克动力实际效用的综合性指标。现代坦克柴油机的平均无故障时间已达到300～500h，使用寿命也大为增加，新研制的未来坦克柴油机将具有更高的可靠性和使用寿命。目前，坦克动力趋于整体化，即把发动机、传动及辅助系统合为一体，可以整体吊装和拆卸，只需很短时间便可更换整个动力装置如德国豹2坦克，更换説t，降低了寿命周期费用和后勤保障费用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王磊
英文名称；diesel engine technology for combat vehicles
检索词：柴油机；增压中冷；电控；燃油喷射；低散热
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。近年来，在战车尤其是坦克中决大多数都采用柴油机作为动力。战车柴油机是适合战车要求的高性能内燃机，是战车机动性的基础。柴油机技术涉及多个学科领域，技术难度大、研制周期长、开发费用高，因此战车柴油机历来是各国陆军装备研究的重点，被喻为战车的"心脏"，是一个国家战车工业发展水平的重要标志。以主战坦克为代表的高性能履带式战斗车辆，因其战术要求高、工作环境恶劣，对柴油机提出了最全面、最苛刻的要求。随着现代科技的发展，主战坦克所面临的威胁不断增加，为提高战场生存能力，满足有效防护重量的需要，主战坦克的设计吨位明显增加，这就在大吨位和高机动性之间形成矛盾，而坦克动力是解决这一矛盾的关键环节，是坦克发展和更新换代的技术基础。先进柴油机技术已作为一项关键技术列入了美国关键技术清单。
[相关技术]增压中冷技术；燃烧技术；电控技术；高压燃油喷射技术；低散热技术
[技术难点]
1、 增压中冷技术
提高柴油机功率和体积功率的主要措施是利用增压中冷技术以提高平均有效压力。由于增压后的进气温度比较高，会使空气密度降低，从而影响汽缸平均有效压力的提高，采用中冷措施对增压后的空气进行冷却，以提高空气密度，增加进气量。为使增压器在多种工况下均能与柴油机实现最佳匹配，发展了可调增压技术。为解决高增压柴油机机械负荷过高、冷起动困难和低负荷工作问题，发展了多种增压系统，如模件脉冲转换增压系统、顺序增压系统、旁通补燃系统、谐振进气增压系统等。
2、低散热技术
在新研制的坦克柴油机中都不同程度地采用了低散热技术，目前应用较为成熟的隔热技术主要有气隙隔热和陶瓷热喷涂技术。采用隔热和低散热技术后，柴油机温度上升，给柴油机的润滑带来困难，因而出现了高温摩擦及高温润滑的新课题。解决这一问题需根据润滑油在柴油机内所处的最高温度，相应地采用新的合成液体润滑剂、固体润滑剂和自润滑材料。
3、耐高温材料
低散热发动机要求使用强度高、韧性好、高抗热振性、高耐磨性、高耐蚀性、低导热性以及与钢或铸铁热膨胀性近似的材料，而氮化硅、碳化硅以及添加稳定剂的氧化锆陶瓷材料是目前比较适合发动机的耐高温材料。这些材料主要存在性能、工艺和质量较难控制的问题。
4、柴油机电控技术
柴油机电控技术已进入实用阶段，国外列装坦克的柴油机都不同程度地采用了电子控制技术，使其综合性能指标得到进一步改善。除了对可变截面涡轮增压器和燃油喷射系统进行控制外，进一步向故障诊断和监控系统发展，对柴油机的性能参数和工况变化的趋势进行瞬态分析，以便选择最佳运转参数；及时发现和排除故障或不可靠因素。通过电子管理系统对废气再循环和可调增压系统进行连续控制，还有利于将排放控制在规定的限值之内。
5、柴油机无涡流直喷式燃烧系统
目前，国外已出现喷射压力高达120～200MPa（兆帕）的新型喷油系统，主要有径向柱塞的新一代分配泵、泵-管-嘴系统等。利用电磁阀进行喷射控制，可实现不同的喷射速率。
[国外概况]
由于轮式战车自身的特点，一般采用民用柴油机作为动力。而在履带式战车中，以坦克柴油机最为典型、技术最为全面，因此主要选用坦克柴油机加以说明。
1、发展简史
自前苏联哈尔科夫发动机生产设计局研制成功世界上第一台坦克柴油机--B2发动机起(1939年用于T-34坦克)，到60年代列装坦克发动机已全部柴油机化。二战后，美国的AVDS-1790、德国的MB-837、英国的L-60和法国的HS-110成为第一代坦克柴油机。60年代以后，随着增压技术的发展，坦克柴油机技术有了长足的进步。特别是近十几年来，随着可变几何涡轮增压器(VGT)、可变压缩比活塞、超高增压旁通补燃系统(Hyperbar系统)、电子控制、高压燃油喷射以及低散热等新技术的应用，使具有成熟生产技术和广泛应用基础的柴油机动力的性能获得进一步提高。目前，高增压中冷柴油机是世界各国坦克动力的主流机型。
意大利、法国、日本等国为其新一代主战坦克研制的几种动力于90年代初期开始进入列装(表1中列出了国外典型的列装坦克柴油机)。美国和德国均已完成了第四代坦克发动机的样机论证和试验(美国的XAV-28多燃料柴油机欲装备Block Ⅲ主战坦克，德国的MT883多燃料柴油机欲装备豹3主战坦克)。
表1：国外典型列装坦克柴油机
国别 柴油机型号 年代 装备坦克型号
德国 MB873Ka-501多燃料柴油机(1103kW/2600rpm) 1979年 豹2
意大利 12VMTCA柴油机(956kW/2300rpm) 1995年 公羊C-1坦克
日本 10ZG32V10多燃料柴油机(1103kW/2400rpm) 1990年 90式坦克
法国 V8X1500柴油机(1103kW/2500rpm) 1992年 AMX勒克莱尔
俄罗斯 B-84MC多燃料柴油机(617kW/2600rpm) 1994年 T-90坦克
乌克兰 6TД-２多燃料柴油机(882kW/2600rpm) 1995年 T-84坦克
英国 CV12TCA多燃料柴油机(882kW/2300rpm) 1994年 挑战者2
俄罗斯 B-92C2型多燃料柴油机(735kW) 1999年 T-90C坦克
注：kW－－千瓦；rpm－－转/分钟
由于世界政治形势的变化，西方主要坦克生产国对其未来坦克及动力装置技术的发展规划做了重大修改。
美国于1994年放弃了Block Ⅲ主战坦克研制计划，目前正在进行未来战斗系统(FCS)的方案研究，侯选发动机之一为一台690kW的柴油机；十字军战士自行火炮系统选用了英国珀金斯公司的CV12柴油机(功率为1103kW/2400rpm)；M60-2000型坦克选用了泰莱达因·大陆汽车公司的AVDS-1790-9柴油机(功率为882kW)。
德国于1992年初放弃了豹3主战坦克方案的研究，但MTU公司为之研制的MT883涡轮增压中冷柴油机已进入使用阶段，地面车辆用880系列柴油机的功率覆盖范围为550kW～1200kW，为德国2000自行榴弹炮、黄鼠狼履带式装甲步兵战车、美国的M1主战坦克、法国的勒克莱尔主战坦克提供了产品或样机。目前正在新型装甲平台(NGP)计划的框架内进行新战车技术的研究。NGP计划是德国陆军对其现役的豹2 主战坦克、黄鼠狼步兵战车和猎豹战地防空战车进行综合评价后制定的一项计划。这三种战车具有类似的动力传动系统。
英国不打算研制新的未来主战坦克，原定的第四代主战坦克挑战者3的研制将在挑战者2改进大纲的范围内进行。挑战者2主战坦克仍使用珀金斯公司生产的Condor CV12 882 kW柴油机。用于出口的挑战者2E装用了MT883 1103kW柴油机。
日本正在积极开展未来主战坦克的动力研制工作，准备用于陆上自卫队的第四代坦克。新一代主战坦克柴油机研制的主要技术发展方向是研制新的低散热材料、采用复合涡轮增压和电控技术，目标是研制具有质量轻、体积小、加速性好和燃油消耗低等特点的高性能柴油机。法国勒克莱尔-2主战坦克的重要部件和组件将沿用上一代勒克莱尔坦克的部件和组件，发动机仍将采用V8X1500柴油机。意大利公羊C-2未来主战坦克将采用12VMTCA柴油机(1103kW)。俄罗斯开发了KD-34柴油机(730kW)用于提高T-90坦克的机动性。乌克兰研制出 6TД-3多燃料柴油机(1103kW/2600rpm)。
二战后，无论是发达国家还是发展中国家，主战坦克已发展了三代乃至四代，其动力基本上是由柴油机占据了统治地位，只有俄罗斯T-80坦克中的一部分和美国M1系列坦克装置了燃气轮机。车臣战争的教训已使俄罗斯较早地把研制开发重点转移到了高性能柴油机上；美国虽未做180度的转弯，但海湾战争的经验和M1燃气轮机坦克在外贸市场的窘境，也迫使美国做出一些反应。美国凭借着其技术和资金上的优势，在发展坦克动力上长期以来一直采取了柴油机和燃气轮机两种方案同时发展的策略。目前美国所提出的FCS 计划尚处于论证阶段，不能确定选用燃气轮机还是选用柴油机作为动力，但在执行中的两栖突击车(AAAV)和十字军战士自行榴弹炮这两个项目上，分别选择了德国和英国的柴油机为动力。
2、发展趋势
未来主战坦克柴油机发展的重点是减小体积，提高功率密度，追求高燃油经济性、高RAM-D（可靠性、有效性、可维修性和耐久性）性能和低成本。
在2010年以前，国外普遍装备的主战坦克动力将是目前已列装的机型，但在性能指标上会有所改进。在2010～2020年期间，按照美国FCS和德国NGP以及英国"改造者"计划，将生产和装备装有新一代坦克动力的未来主战坦克。由于采用自动装弹机、减少乘员、采用先进的装甲等措施，未来坦克的质量一般都限制在55 吨以下，采用何种发动机，要根据是否采用电磁炮、电磁装甲和电传动等先进技术而定。但无论如何，美国的AIPS、德国的MT883柴油机和英国的CV12柴油机完全可以适合未来主战坦克各种技术方案的需要。
为进一步减小体积、减轻质量和便于维护使用，坦克动力继续向集成化方向发展。美国为其新一代主战坦克研制开发AIPS就是采用集成式设计的突出例证。而"欧洲动力装置"是由MTU公司MT883 Ka-500型发动机和伦克公司的HSWL295TM型变速箱和紧凑的冷却装置组成的。该动力装置满足了迄今为止对60吨级车辆的重要的战术机动性要求。就能量转换器、动力传递和冷却装置的功能范围而言，它是功率密度最高、最现代的动力装置。
随着电子调速、故障诊断/管理系统以及使发动机与传动装置工作性能最佳化的综合控制等技术的大量出现和成熟应用，将使发动机的综合性能提到一个全新的水平上来。采用人工智能、模糊控制以及实时燃烧反馈自适应控制等现代控制技术，可以更为精确地控制发动机工作参数。目前神经网络技术的迅速发展也将对柴油机控制技术产生重大影响。为满足未来数字化战场的战技要求，车辆电子学将是今后的发展方向之一。
未来坦克动力还将向无涡流或低涡流高燃油喷射压力的涡轮增压中冷柴油机的方向发展，与一般高涡流、低喷射压力的直喷式柴油机相比，发动机综合性能明显提高。
此外，由于计算机技术的普及、各种现代化测试手段以及高效数据采集和处理系统的出现，使研制开发工作进一步深化并加快了速度。高压铸造、激光热处理、等离子热喷涂、电加工和数控加工等一批先进的工艺技术和设备得到广泛应用，其中尤以具有高精度和灵活性的加工中心和柔性制造系统技术最具特色，适用于高水平坦克用大功率高速柴油机的研制开发和小批量生产。
在21世纪初，许多相关学科技术的发展成果、新材料和新工艺的应用将使战车柴油机技术性能指标有较大幅度的提高。
[影响]
作为战车的动力源，战车柴油机是战车机动性的基础。战车柴油机性能的优劣直接影响到战车的作战效能，甚至威胁到乘员的生存力。战车柴油机的主要性能指标有：单位功率、加速性、燃油消耗率和RAM-D性能。
由于主战坦克的质量增加很快，一般都在50t（吨）以上，同时坦克对作战机动性要求不断提高，使得发动机单位体积功率迅速增长，功率质量不断下降柴油机动力正向着1kg/ht，这也是当代主战坦克动力的突出特点德国的MT883 V型12缸瞙t。柴油机单位体积功率增加，意味着坦克将以较小体积的动力获得更大的机动性，增强了战斗力。
在现代战争中，作为主要的地面武器系统，坦克的机动性与快速反应性对战争的成败有直接的影响。目前主战坦克柴油机通过采用陶瓷涡轮，Hyperbar系统以及通过改善增压器效率和采用可调增压等新技术，大大改善了扭矩特性和加速性。柴油机由怠速加速至标定转速的时间仅用5s（秒）；加上柴油机与传动装置的优化匹配，当代主战坦克0～32km/h（公里/小时）的加速时间一般都不超过7s。
柴油机的使用与维护费用占整车的三分之二，因此战车柴油机技术发展后将大大节省用于坦克使用与维护的费用。柴油机的燃油消耗率下降将使坦克在相同的燃油储备下获得更大的行驶里程，不仅可以少用油，而且还节省了把燃料运到战场所需的人力，降低使用和后勤保障的费用。由于广泛采用直喷、高喷射压力、涡轮增压中冷、低散热技术和电控技术等措施，坦克柴油机的燃油消耗率下降到了一个新的水平。康明斯公司研制的XAV-28柴油机的燃油消耗率降至195g/kW·h（克/千瓦·小时），为最低值。
可靠性、有效性、可维修性和耐久性(RAM-D)是评价坦克动力实际效用的综合性指标。现代坦克柴油机的平均无故障时间已达到300～500h，使用寿命也大为增加，新研制的未来坦克柴油机将具有更高的可靠性和使用寿命。目前，坦克动力趋于整体化，即把发动机、传动及辅助系统合为一体，可以整体吊装和拆卸，只需很短时间便可更换整个动力装置如德国豹2坦克，更换説t，降低了寿命周期费用和后勤保障费用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王磊
战车发动机技术
英文名称；engine technology for combat vehicle
检索词： 动力装置；燃烧；中冷；增压；电控
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。
[相关技术] 战车动力技术；增压技术; 中冷技术; 燃烧技术；电控技术
[技术难点]
战车发动机技术涉及的技术领域比较广泛，因此关键技术也比较多，主要的关键技术有两个个方面。
对活塞式发动机而言，主要有：
1、 增压技术
活塞式发动机的功率随发动机的增压度关系极为密切，增压度越高，平均有效压力就越高，功率也就越大，所以，如今的坦克发动机的增压度在不断地提高，高增压技术、超过增压技术也在不断地发展。
2、 中冷技术
发动机增压度提高以后，会使进气温度急剧上升，降低进气密度，影响发动机功率的发挥；同时还产生更多的热量，影响发动机机体的寿命和可靠性，甚至造成发动机不能正常工作，因此，需要对增压以后的进气加以冷却。
3、 燃烧技术
活塞式发动机工作是依靠燃气做功完成的，燃烧是否完全，关系到发动机的效率和燃油经济性。
4、 电控技术
活塞式发动机的工作过程需要各个环节协调地配合，而这一切仅仅依靠机械装置进行协调是非常不够的，需要采用各种电控技术。例如，采用电喷技术对喷油量以及喷油时机加以严格控制；采用综合控制技术对发动机和传动装置加以协调，使其配合得更好。
对燃气轮机而言，主要关键技术有：
1、 燃烧技术
其道理与活塞式发动机相同。
2、 回热技术
燃气轮机工作时，进气温度越高，发动机的效率就越高。因此，需要使用回热器对进气加以预热。回热器的使用有两方面的好处，一是预热了进气，二是通过预热，降低了排气温度，对战车隐身非常有利。
[国外概况]
战车发动机型式多种多样，尤以坦克发动机最为典型、技术最为全面，因此选择坦克发动机加以说明。
坦克发动机分类表
往 按循环方式 有二冲程
四冲程
复
按进气方式 有自然进气
活 增压
机械增压
塞 复合增压
涡轮增压
式 超过增压
坦
发 按燃料分类 有汽油机
柴油机
克 动 多燃料发动机
机 按气缸排列方式 有直列发动机
发 对置活塞发动机
对置气缸发动机
星型发动机
动 V型发动机
X型发动机
机 燃 按循环方式 有简单循环
回热循环
气
按燃气发生器 有单转子
轮 双转子
机 按整机布局 有顺轴线
长方体模块
1、 简史
战车发动机技术的发展是随着战争对战车的作战要求不断提高发展起来的，大体上经历了选用发动机、专门研制发动机、柴油机化和燃气轮机与柴油机并存几个阶段。
第一次世界大战期间，坦克选用的是车辆使用的直列4缸或6缸水冷式汽油机，功率为26－110千瓦（kW）。例如，1916年英国生产的第一批1型坦克选用了大型拖拉机的直列6缸水冷汽油机，功率为77kW；法国坦克采用的是直列6缸汽油机。第一次世界大战后10年左右，一些国家研制、装备了多种坦克，从而使得各种类型的发动机在坦克上竞相得到选用，其功率在66kW，主要汽油机，少数坦克采用了柴油机。其中有汽车用直列水冷发动机和航空用V型12缸水冷发动机，美国则采用星型风冷发动机。
随着对坦克发动机机动性要求的提高，选用的发动机无论是从功率范围、结构型式和车内布置等方面都无法满足坦克的需要。因此，在20世纪20年代后期，一些国家开始研制坦克专门的发动机。英国于1928年研制了坦克汽油机和66kW坦克柴油机。德国于30年代初期，研制了V型12缸星型7缸坦克汽油机。美国于1932年研制了星型7缸风冷坦克汽油机，1940年制成AV1790型12缸风冷坦克汽油机。前苏联于1932年开始研制坦克用高速汽油机，1939年定型，功率达368kW，命名为V2型坦克柴油机，安装在T-34坦克上。第二次世界大战期间，只有前苏联在其大多数坦克上采用了V2系列坦克柴油机，其它国家的坦克则以采用汽油机为主，而且种类、型号庞杂。发动机功率在88－515kW。
第二次世界大战后的10－15年间，坦克主要使用V型12缸四冲程水冷柴油机和V型12缸四冲程风冷汽油机（含汽油喷射式），功率为176－596kW。用于柴油机的燃油消耗量比汽油机低约20％－30％，在相同的燃料容积下，柴油机的行程储备大，而且柴油的运输、储存、使用比较安全，火灾隐患小，因此，50年代各国坦克动力的发展主要趋势是柴油机化，装机功率略有提高。至60年代后期，坦克发动机已经全部柴油机化了，功率为221－610kW。部分采用了增压柴油机和以柴油为主的多燃料发动机。瑞典的S坦克则采用柴油机和燃气轮机相结合的动力装置。
2、 现状
70年代以来，坦克发动机技术有两方面发展：一是通过提高增压度和增压空气中冷等措施，大幅度提高柴油机的功率，同时，改善发动机的扭矩特性，并使其结构更加紧凑、可靠，耗油量进一步降低。发动机的单位体积功率达到543－794千瓦/立方米(kW/m3)，单位功率重量达1.02-2.04公斤/千瓦(kg/kW), 燃油消耗率达231-271克/千瓦·小时(g/kW·h)。现装备机型有：德国的MB873Ka-501, 安装在豹2坦克上；前苏联的V－46，装在T-72坦克上；英国的CV12TCA，装在挑战者上；日本的10ZF22WT，装在90式坦克上，此外，还出现了德国的MT-883发动机，法国的UDV8X1500发动机等备用机型。它们的功率在574－1103kW。另一方面，随着叶片机、回热、电子及控制等技术的发展，美国经过20余年的努力，将航空燃气轮机技术运用于坦克，在70年代末期制成1103kW的AGT1500坦克燃气轮机，安装在M1坦克上，它的单位体积功率为794kW/m(上标)3，单位功率重量为1.02kg/kW,燃油消耗量为271g/kW·h.前苏联的T-80坦克安装了GTD1250坦克燃气轮机,功率为919kW.
3、 展望
坦克发动机将主要朝着更高的功率密度/良好的扭矩特性/较低的燃油消耗量/高可靠性和寿命长/维修性好的方向发展.坦克用往复活塞式发动机将通过高增压/中冷/可变截面涡轮增压系统/补燃/隔热复合以及电子控制技术改进发动机的性能,进一步提高单位体积功率和单位重量功率；高功率密度的发动机，由于机械负荷和热负荷高，冷却方式存在着由风冷向水冷发展的趋势。坦克燃气轮机将继续朝着提高循环过程温度、优化选择压比以及优化回热器效率方向发展，在降低使用油耗、减少体积方面将获得较大的发展，从而在主战坦克使用方面有扩大的潜力。旋转活塞式发动机，由于在分层近气燃烧、密封技术、摩擦材料等方面所取得了成就，加之结构简单、紧凑、零件少和加工容易等优点，在未来坦克上也有应用的可能。
在未来的一段时间内，坦克发动机将从单一的自然吸气式柴油机过渡到增压发动机、超高增压发动机、燃气轮机等多种机型竞争的时代。新的系统设计技术、陶瓷材料、电子技术和新能源的开发与利用，也会对坦克发动机的发展产生深远的影响。
[影响]
战车发动机是战车的动力源，好比人的心脏，是战车机动性的基础。战车发动机技术的优劣直接影响着战车机动性的发挥，甚至战车的作战效能。
战车发动机辅助到今天，有着不同的发展方式。作为战车代表的坦克发动机，情况比较特殊，要求也比较高，没有别的机型可以直接选用，需要专门为其发展专用机型；其它战车，特别是非装甲车辆和用于后勤保障的车辆，其使用的发动机可以选用民用车辆发动机加以改造，以满足其使用要求。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
英文名称；engine technology for combat vehicle
检索词： 动力装置；燃烧；中冷；增压；电控
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。
[相关技术] 战车动力技术；增压技术; 中冷技术; 燃烧技术；电控技术
[技术难点]
战车发动机技术涉及的技术领域比较广泛，因此关键技术也比较多，主要的关键技术有两个个方面。
对活塞式发动机而言，主要有：
1、 增压技术
活塞式发动机的功率随发动机的增压度关系极为密切，增压度越高，平均有效压力就越高，功率也就越大，所以，如今的坦克发动机的增压度在不断地提高，高增压技术、超过增压技术也在不断地发展。
2、 中冷技术
发动机增压度提高以后，会使进气温度急剧上升，降低进气密度，影响发动机功率的发挥；同时还产生更多的热量，影响发动机机体的寿命和可靠性，甚至造成发动机不能正常工作，因此，需要对增压以后的进气加以冷却。
3、 燃烧技术
活塞式发动机工作是依靠燃气做功完成的，燃烧是否完全，关系到发动机的效率和燃油经济性。
4、 电控技术
活塞式发动机的工作过程需要各个环节协调地配合，而这一切仅仅依靠机械装置进行协调是非常不够的，需要采用各种电控技术。例如，采用电喷技术对喷油量以及喷油时机加以严格控制；采用综合控制技术对发动机和传动装置加以协调，使其配合得更好。
对燃气轮机而言，主要关键技术有：
1、 燃烧技术
其道理与活塞式发动机相同。
2、 回热技术
燃气轮机工作时，进气温度越高，发动机的效率就越高。因此，需要使用回热器对进气加以预热。回热器的使用有两方面的好处，一是预热了进气，二是通过预热，降低了排气温度，对战车隐身非常有利。
[国外概况]
战车发动机型式多种多样，尤以坦克发动机最为典型、技术最为全面，因此选择坦克发动机加以说明。
坦克发动机分类表
往 按循环方式 有二冲程
四冲程
复
按进气方式 有自然进气
活 增压
机械增压
塞 复合增压
涡轮增压
式 超过增压
坦
发 按燃料分类 有汽油机
柴油机
克 动 多燃料发动机
机 按气缸排列方式 有直列发动机
发 对置活塞发动机
对置气缸发动机
星型发动机
动 V型发动机
X型发动机
机 燃 按循环方式 有简单循环
回热循环
气
按燃气发生器 有单转子
轮 双转子
机 按整机布局 有顺轴线
长方体模块
1、 简史
战车发动机技术的发展是随着战争对战车的作战要求不断提高发展起来的，大体上经历了选用发动机、专门研制发动机、柴油机化和燃气轮机与柴油机并存几个阶段。
第一次世界大战期间，坦克选用的是车辆使用的直列4缸或6缸水冷式汽油机，功率为26－110千瓦（kW）。例如，1916年英国生产的第一批1型坦克选用了大型拖拉机的直列6缸水冷汽油机，功率为77kW；法国坦克采用的是直列6缸汽油机。第一次世界大战后10年左右，一些国家研制、装备了多种坦克，从而使得各种类型的发动机在坦克上竞相得到选用，其功率在66kW，主要汽油机，少数坦克采用了柴油机。其中有汽车用直列水冷发动机和航空用V型12缸水冷发动机，美国则采用星型风冷发动机。
随着对坦克发动机机动性要求的提高，选用的发动机无论是从功率范围、结构型式和车内布置等方面都无法满足坦克的需要。因此，在20世纪20年代后期，一些国家开始研制坦克专门的发动机。英国于1928年研制了坦克汽油机和66kW坦克柴油机。德国于30年代初期，研制了V型12缸星型7缸坦克汽油机。美国于1932年研制了星型7缸风冷坦克汽油机，1940年制成AV1790型12缸风冷坦克汽油机。前苏联于1932年开始研制坦克用高速汽油机，1939年定型，功率达368kW，命名为V2型坦克柴油机，安装在T-34坦克上。第二次世界大战期间，只有前苏联在其大多数坦克上采用了V2系列坦克柴油机，其它国家的坦克则以采用汽油机为主，而且种类、型号庞杂。发动机功率在88－515kW。
第二次世界大战后的10－15年间，坦克主要使用V型12缸四冲程水冷柴油机和V型12缸四冲程风冷汽油机（含汽油喷射式），功率为176－596kW。用于柴油机的燃油消耗量比汽油机低约20％－30％，在相同的燃料容积下，柴油机的行程储备大，而且柴油的运输、储存、使用比较安全，火灾隐患小，因此，50年代各国坦克动力的发展主要趋势是柴油机化，装机功率略有提高。至60年代后期，坦克发动机已经全部柴油机化了，功率为221－610kW。部分采用了增压柴油机和以柴油为主的多燃料发动机。瑞典的S坦克则采用柴油机和燃气轮机相结合的动力装置。
2、 现状
70年代以来，坦克发动机技术有两方面发展：一是通过提高增压度和增压空气中冷等措施，大幅度提高柴油机的功率，同时，改善发动机的扭矩特性，并使其结构更加紧凑、可靠，耗油量进一步降低。发动机的单位体积功率达到543－794千瓦/立方米(kW/m3)，单位功率重量达1.02-2.04公斤/千瓦(kg/kW), 燃油消耗率达231-271克/千瓦·小时(g/kW·h)。现装备机型有：德国的MB873Ka-501, 安装在豹2坦克上；前苏联的V－46，装在T-72坦克上；英国的CV12TCA，装在挑战者上；日本的10ZF22WT，装在90式坦克上，此外，还出现了德国的MT-883发动机，法国的UDV8X1500发动机等备用机型。它们的功率在574－1103kW。另一方面，随着叶片机、回热、电子及控制等技术的发展，美国经过20余年的努力，将航空燃气轮机技术运用于坦克，在70年代末期制成1103kW的AGT1500坦克燃气轮机，安装在M1坦克上，它的单位体积功率为794kW/m(上标)3，单位功率重量为1.02kg/kW,燃油消耗量为271g/kW·h.前苏联的T-80坦克安装了GTD1250坦克燃气轮机,功率为919kW.
3、 展望
坦克发动机将主要朝着更高的功率密度/良好的扭矩特性/较低的燃油消耗量/高可靠性和寿命长/维修性好的方向发展.坦克用往复活塞式发动机将通过高增压/中冷/可变截面涡轮增压系统/补燃/隔热复合以及电子控制技术改进发动机的性能,进一步提高单位体积功率和单位重量功率；高功率密度的发动机，由于机械负荷和热负荷高，冷却方式存在着由风冷向水冷发展的趋势。坦克燃气轮机将继续朝着提高循环过程温度、优化选择压比以及优化回热器效率方向发展，在降低使用油耗、减少体积方面将获得较大的发展，从而在主战坦克使用方面有扩大的潜力。旋转活塞式发动机，由于在分层近气燃烧、密封技术、摩擦材料等方面所取得了成就，加之结构简单、紧凑、零件少和加工容易等优点，在未来坦克上也有应用的可能。
在未来的一段时间内，坦克发动机将从单一的自然吸气式柴油机过渡到增压发动机、超高增压发动机、燃气轮机等多种机型竞争的时代。新的系统设计技术、陶瓷材料、电子技术和新能源的开发与利用，也会对坦克发动机的发展产生深远的影响。
[影响]
战车发动机是战车的动力源，好比人的心脏，是战车机动性的基础。战车发动机技术的优劣直接影响着战车机动性的发挥，甚至战车的作战效能。
战车发动机辅助到今天，有着不同的发展方式。作为战车代表的坦克发动机，情况比较特殊，要求也比较高，没有别的机型可以直接选用，需要专门为其发展专用机型；其它战车，特别是非装甲车辆和用于后勤保障的车辆，其使用的发动机可以选用民用车辆发动机加以改造，以满足其使用要求。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
战车燃气轮机技术
英文名称；gas turbine engine technology for combat vehicles
检索词：燃气轮机；压气机；燃烧室；涡轮；回热
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。80年代以后，有的坦克开始以燃气轮机作为主动力装置。燃气轮机是以连续流动的燃气来作功的内燃式动力机械装置，由压气机、燃烧室和涡轮三大部分及一些辅助设备组成。作为坦克动力其主要优点是结构简单、体积小、重量轻、维修性好、加速性好、低速扭矩特性好、冷起动性好、可采用多种燃料等。最大的缺点是燃油经济性差，战时后勤保障问题大。
[相关技术]燃烧技术；回热技术
[技术难点]
燃气轮机的主要技术攻关内容是减少整个扭矩与转速范围内的燃油消耗量。采用的关键技术是在高压、低压涡轮中采用可变翼的压气机叶片、单晶体涡轮叶片及叶片的冷却空气喷射器、先进的间壁式回热器，以提高工作温度，尽可能回收利用热量，使压气机体积减小，空气需要量减小，零部件数减少，燃油消耗率降低。
[国外概况]
在战斗车辆中，只有美国和前苏联的少数坦克使用燃气轮机作为主动力装置。
1、发展简史
为了提高坦克的战术机动性能，早在50年代初期，英国和法国就开始了军用燃气轮机的研究。据罗尔斯-罗依斯公司的技术人员透露，英国军方还在研制1000kW（千瓦）的燃气轮机，但没有进一步的报道。日本也在70年代开始进行坦克燃气轮机的研制工作，曾将直升机用的T-53燃气轮机安装在M4A3坦克上进行试验。
前苏联在50年代开始车用燃气轮机的研究，60年代开始燃气轮机的装车试验，70年代初期研制以燃气轮机为主动力装置的坦克，并在乌克兰哈尔科夫野外试验中心进行试验，但是结果失败了，原因可能是传动结构不良而不是燃气轮机的问题。到1980年前后研制成功。
美国于1965年由阿维科·莱卡明公司根据美国陆军坦克机动车局（TACOM）的合同开始研制AGT 1500燃气轮机，1979年年底交付第一台生产型燃气轮机，虽然起步的时间不算早，但美国却成为第一个装备燃气轮机坦克的国家。
目前，主战坦克中只有美国的M1系列坦克、前苏联的T-80系列坦克采用燃气轮机作为主动力和瑞典的STRV 103坦克（简称S坦克），如表1所列。其中瑞典的S坦克采用的是燃气轮机和柴油机双动力装置，燃气轮机发出360kW，柴油机发出176kW，总共536kW的总输出功率。
表1：典型的坦克用燃气轮机
型号 功率 燃油消耗率 国别 装备车型
AGT1500 1103kW 306g/kW·h 美国 M1, M1A2
ПД1000
（克/千瓦·小时）
(GTD-1000T) 735kW 俄罗斯 T-80
GTD-1000 809kW 俄罗斯 T-80Б
ГТД-1000ТФ 809kW 292 g/kW·h 俄罗斯 T-80у, T-80уМ
ГТД1250
(GTD-1250G HP) 919 266 g/kW·h 俄罗斯 T-80уМ1
919kW 俄罗斯 T-95
1103kW 俄罗斯 黑鹰
波音502/10MA 360kW 568g/kW·h 瑞典 STRV 103
为满足美国下一代重型战斗车辆需要，美国陆军于1982年开始执行一项重型战车的先进整体式推进系统规划（AIPS）。同年通用电气公司开始研制LV100燃气轮机作为侯选动力，功率为1119kW，一个战场日的燃油消耗量为1046L（升）在气温为30℃（摄氏度ht，比M1A1坦克的AGT-1500机组节油45%。
2、发展方向
坦克用燃气轮机的发展方向是通过提高燃气温度、充分利用废气余热等来提高热效率，减少燃油消耗率，同时进一步缩小整机体积。
[影响]
作为战车的动力源，战车发动机是战车机动性的基础。要使坦克机动性实现大的飞跃，关键是采用燃气轮机。燃气轮机作为主战坦克发动机的最大优点是：体积小、重量轻、功率密度大、冷起动性好，为坦克的机动性奠定了良好的基础。
燃气轮机在各种工况下能提供更多的有效功率，主要体现在：系统冷却损失小；扭矩储备系数高，从而提高了坦克的平均行驶速度和加速性，并减少换档的次数及功率的损失；同时由于具有高的扭矩储备系数，可较少地使用液力工况，获得高的推进效率，这些特点都有利于减少坦克在战场上被发现而遭到攻击的可能性，提高坦克的生存能力。
燃气轮机的维修性好、可靠性高，据美国陆军的使用统计：AGR-1500燃气轮机的平均故障间隔时间为400h（小时），大修期更高达1200h，使安装了燃气轮机的M1坦克成为现今部署的最可靠的装甲车辆 。
但是，燃气轮机致命的弱点是燃油消耗率高，特别是在部分负荷和怠速工况下尤为显著，尽管美俄都采取了种种措施，仍无法改变现役坦克用燃气轮机动力“油老虎”的称号。在海湾战争中，美国M1A1主战坦克尾随着加油车这一事实有目共睹。而俄罗斯在车臣战争中使用的装有燃气轮机动力的T-80坦克也为油耗太高吃尽苦头。此外，燃气轮机清洁空气的耗量大，所需空气滤清装置的体积大。所有这些都给以燃气轮机为动力的坦克在战时的保障带来很大困难。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王磊
英文名称；gas turbine engine technology for combat vehicles
检索词：燃气轮机；压气机；燃烧室；涡轮；回热
技术类别：发动机;
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[定义]
战车发动机技术是为战车提供驱动力的技术。80年代以后，有的坦克开始以燃气轮机作为主动力装置。燃气轮机是以连续流动的燃气来作功的内燃式动力机械装置，由压气机、燃烧室和涡轮三大部分及一些辅助设备组成。作为坦克动力其主要优点是结构简单、体积小、重量轻、维修性好、加速性好、低速扭矩特性好、冷起动性好、可采用多种燃料等。最大的缺点是燃油经济性差，战时后勤保障问题大。
[相关技术]燃烧技术；回热技术
[技术难点]
燃气轮机的主要技术攻关内容是减少整个扭矩与转速范围内的燃油消耗量。采用的关键技术是在高压、低压涡轮中采用可变翼的压气机叶片、单晶体涡轮叶片及叶片的冷却空气喷射器、先进的间壁式回热器，以提高工作温度，尽可能回收利用热量，使压气机体积减小，空气需要量减小，零部件数减少，燃油消耗率降低。
[国外概况]
在战斗车辆中，只有美国和前苏联的少数坦克使用燃气轮机作为主动力装置。
1、发展简史
为了提高坦克的战术机动性能，早在50年代初期，英国和法国就开始了军用燃气轮机的研究。据罗尔斯-罗依斯公司的技术人员透露，英国军方还在研制1000kW（千瓦）的燃气轮机，但没有进一步的报道。日本也在70年代开始进行坦克燃气轮机的研制工作，曾将直升机用的T-53燃气轮机安装在M4A3坦克上进行试验。
前苏联在50年代开始车用燃气轮机的研究，60年代开始燃气轮机的装车试验，70年代初期研制以燃气轮机为主动力装置的坦克，并在乌克兰哈尔科夫野外试验中心进行试验，但是结果失败了，原因可能是传动结构不良而不是燃气轮机的问题。到1980年前后研制成功。
美国于1965年由阿维科·莱卡明公司根据美国陆军坦克机动车局（TACOM）的合同开始研制AGT 1500燃气轮机，1979年年底交付第一台生产型燃气轮机，虽然起步的时间不算早，但美国却成为第一个装备燃气轮机坦克的国家。
目前，主战坦克中只有美国的M1系列坦克、前苏联的T-80系列坦克采用燃气轮机作为主动力和瑞典的STRV 103坦克（简称S坦克），如表1所列。其中瑞典的S坦克采用的是燃气轮机和柴油机双动力装置，燃气轮机发出360kW，柴油机发出176kW，总共536kW的总输出功率。
表1：典型的坦克用燃气轮机
型号 功率 燃油消耗率 国别 装备车型
AGT1500 1103kW 306g/kW·h 美国 M1, M1A2
ПД1000
（克/千瓦·小时）
(GTD-1000T) 735kW 俄罗斯 T-80
GTD-1000 809kW 俄罗斯 T-80Б
ГТД-1000ТФ 809kW 292 g/kW·h 俄罗斯 T-80у, T-80уМ
ГТД1250
(GTD-1250G HP) 919 266 g/kW·h 俄罗斯 T-80уМ1
919kW 俄罗斯 T-95
1103kW 俄罗斯 黑鹰
波音502/10MA 360kW 568g/kW·h 瑞典 STRV 103
为满足美国下一代重型战斗车辆需要，美国陆军于1982年开始执行一项重型战车的先进整体式推进系统规划（AIPS）。同年通用电气公司开始研制LV100燃气轮机作为侯选动力，功率为1119kW，一个战场日的燃油消耗量为1046L（升）在气温为30℃（摄氏度ht，比M1A1坦克的AGT-1500机组节油45%。
2、发展方向
坦克用燃气轮机的发展方向是通过提高燃气温度、充分利用废气余热等来提高热效率，减少燃油消耗率，同时进一步缩小整机体积。
[影响]
作为战车的动力源，战车发动机是战车机动性的基础。要使坦克机动性实现大的飞跃，关键是采用燃气轮机。燃气轮机作为主战坦克发动机的最大优点是：体积小、重量轻、功率密度大、冷起动性好，为坦克的机动性奠定了良好的基础。
燃气轮机在各种工况下能提供更多的有效功率，主要体现在：系统冷却损失小；扭矩储备系数高，从而提高了坦克的平均行驶速度和加速性，并减少换档的次数及功率的损失；同时由于具有高的扭矩储备系数，可较少地使用液力工况，获得高的推进效率，这些特点都有利于减少坦克在战场上被发现而遭到攻击的可能性，提高坦克的生存能力。
燃气轮机的维修性好、可靠性高，据美国陆军的使用统计：AGR-1500燃气轮机的平均故障间隔时间为400h（小时），大修期更高达1200h，使安装了燃气轮机的M1坦克成为现今部署的最可靠的装甲车辆 。
但是，燃气轮机致命的弱点是燃油消耗率高，特别是在部分负荷和怠速工况下尤为显著，尽管美俄都采取了种种措施，仍无法改变现役坦克用燃气轮机动力“油老虎”的称号。在海湾战争中，美国M1A1主战坦克尾随着加油车这一事实有目共睹。而俄罗斯在车臣战争中使用的装有燃气轮机动力的T-80坦克也为油耗太高吃尽苦头。此外，燃气轮机清洁空气的耗量大，所需空气滤清装置的体积大。所有这些都给以燃气轮机为动力的坦克在战时的保障带来很大困难。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王磊
战车水上推进技术
英文名称；combat vehicle propellsion on water
检索词：推进；螺旋浆；履带；喷水推进器
技术类别：传动;
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[定义]
利用车轮、履带、螺旋浆、喷水推进器等推进装置为战车提供水上推进力的技术的总称。
战车在水上行驶，不同于在陆地上行驶。一是水上行驶阻力大，二是提供水上行驶推进力的装置效率不高。因此，战车水上行驶机动性设计成为两栖车辆设计的最大难题之一，尤其是以从舰上下水向内陆发起进攻的两栖车辆。
[相关技术]推进技术；螺旋浆技术；喷水推进技术
[技术难点]
战车水上推进的技术难点在以下方面：
1、提供高效率的推进装置
战车在水上行驶总是要克服阻力才能前进。当车辆形状确定下来以后，提高推进装置效率是最重要的方面，一是选择效率高的推进装置，二是改进推进装置的设计和加装辅助装置，使其效率能得到提高。
2、为车辆安装大功率的动力装置
推进力来源于车载动力装置发出的驱动力。因为车内体积有限，这就要求动力装置既能发出较高的功率，又占据较少的车内体积。AAAV车选用高增压柴油机作为动力装置，其体积与豹式2坦克的动力装置体积相等，功率却比豹2坦克发动机高出80％。
然而，两栖车辆在陆地上行驶时，需要的功率比较小，可以通过限制发动机的转速和供油量的办法来实现。
[国外概况]
自两栖装甲车辆问世以来，世界各国一直在努力提高其水上机动性。由于两栖车辆不具备于船舶结构，使得提高水上机动性成为两栖车辆设计的一大难题，到目前为主，现役两栖车辆的最大水上速度只有13～14km/h(公里/小时)。然而，提高两栖车辆水上机动性的工作一直在进行着，尤其是最近10多年来，取得了突破性进展，有可能使从水上发起攻击的两栖作战模式发生根本性变化。
两栖车辆水上推进技术的发展，大体上经历了以下几个阶段：
1、利用车轮、履带划水
这是以陆地使用为主的车辆的基本水上推进方式。车轮和履带都是车辆在陆地上行驶的推进装置，在水中行驶时，借助车轮和履带的转动，可以得到推进力，但是，由于车轮和履带不是专门为在水上行驶设计的，提供的推进力非常有限，因此，这类车轮的水上行驶速度不高，对轮式车辆来说，大约在5km/h，履带式车辆约为8km/h。
在车轮上和履带上加装辅助装置，例如，在车轮上和上支履带上加装导流装置，可以提高水上速度，但作用不是太大。
这种推进方式的结构简单，但水上速度不高、车辆转向半径较大、水上机动性较差，50年代以后不再采用。
2、螺旋浆推进
螺旋浆推进是船舶推进的主要方式。车辆使用时将螺旋浆安装在车体的后部，1个螺旋浆时，安装在中央位置，2个螺旋浆时，两侧各安装1个。这种推进方式的优点是结构简单、推进效率相对车轮和履带划水要高，尤其是后者具有较为灵活的转向性能，缺点是螺旋浆暴露在车体之外，容易损坏，陆上行驶时还需将螺旋浆收起来。
作为改进方案，是在螺旋浆叶轮的周围加装导管，构成导管螺旋浆推进装置。由于推进装置安装在车体两侧的后部，未露出车外，故不会影响陆上行驶性能。这种推进装置适合在轮式车辆上使用，可以将轮式车辆的水上速度提高到9km/h。
3、喷水推进
这种推进装置由设置在车体底部或两侧的进水口、设置在车尾部的出水口、弧形水道和轴流式叶轮组成。当叶轮转动时，将吸入的水从车尾喷出，产生反作用力推动车辆在水上航行。单喷水口车辆，使用航舵转向，双喷水口车辆采取关闭水门措施使水从倒车喷水口喷出，达到转向目的。喷水推进车辆的转向半径小、航速较高、不影响在陆地上行驶，是水陆两用车辆比较适用的水上推进方式。
喷水推进还可以分为轴流式喷水推进和混流式喷水推进。
在讨论水上推进，还必须涉及如何减少水上行驶阻力和提高推进功率的问题。由于前者对两栖车辆的水上机动性影响很大，改进潜力也很大；后者直接关系着提供推进力的大小。
对于减少水上阻力，大致可以采取以下方法：
1、改进车体设计
能将车体设计成船体结构最好，实际上是不可能的，比较实际的办法是将车体前下装甲设计成流线型，可以减少一部分阻力。
2、加装防浪板
加装防浪板有两种作用，一是防止海浪直接打在车辆前上装甲板上，造成车首下沉；二是可以引导水流，减少水流阻力。
3、采用滑行车体
美国海军陆战队正在研制的先进两栖突击车（AAAV）就采取了这种结构，改变了传统的船舶式水上推进理论，使两栖车辆的水上速度提高到37～46km/h。
当然，仅仅采用上述措施不可能使AAAV车的水上速度提高到37～46km/h，还必须加大车辆的动力功率。AAAV车车上装有1800多kW（千瓦）的发动机，水上行驶时发动机全功率工作，陆上行驶时发动机功率降至500多kW。
[影响]
水上推进技术的先进程度，对两栖车辆的水上性能影响很大。不仅体现在水上速度的大小、转向的灵活性、抗风浪的能力等战术技术指标上，更体现在战术运用上。比如，以10km/h速度航行的战车，它只能从距离海岸线大约10km的运输舰上泛水发起攻击，这对现代战争来说，危险性极大。一是从海岸上能够直接看见运输舰，提前作好抗登陆作战的准备；二是两栖战车在水上的航行速度比较低，岸上炮火容易击中目标。所以，美国海军陆战队正在发展一种水上航行速度极快（37～46km/h）的AAAV车，虽然这种车也是航行1小时登陆，但是是从远离海岸线的37～46km处的运输舰上下水泛水航行，此时的运输舰是从海岸上看不见的，因此，发起进攻的突然性更大。而且，AAAV车上岸后无需作任何准备即可向内陆发起进攻。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
英文名称；combat vehicle propellsion on water
检索词：推进；螺旋浆；履带；喷水推进器
技术类别：传动;
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[定义]
利用车轮、履带、螺旋浆、喷水推进器等推进装置为战车提供水上推进力的技术的总称。
战车在水上行驶，不同于在陆地上行驶。一是水上行驶阻力大，二是提供水上行驶推进力的装置效率不高。因此，战车水上行驶机动性设计成为两栖车辆设计的最大难题之一，尤其是以从舰上下水向内陆发起进攻的两栖车辆。
[相关技术]推进技术；螺旋浆技术；喷水推进技术
[技术难点]
战车水上推进的技术难点在以下方面：
1、提供高效率的推进装置
战车在水上行驶总是要克服阻力才能前进。当车辆形状确定下来以后，提高推进装置效率是最重要的方面，一是选择效率高的推进装置，二是改进推进装置的设计和加装辅助装置，使其效率能得到提高。
2、为车辆安装大功率的动力装置
推进力来源于车载动力装置发出的驱动力。因为车内体积有限，这就要求动力装置既能发出较高的功率，又占据较少的车内体积。AAAV车选用高增压柴油机作为动力装置，其体积与豹式2坦克的动力装置体积相等，功率却比豹2坦克发动机高出80％。
然而，两栖车辆在陆地上行驶时，需要的功率比较小，可以通过限制发动机的转速和供油量的办法来实现。
[国外概况]
自两栖装甲车辆问世以来，世界各国一直在努力提高其水上机动性。由于两栖车辆不具备于船舶结构，使得提高水上机动性成为两栖车辆设计的一大难题，到目前为主，现役两栖车辆的最大水上速度只有13～14km/h(公里/小时)。然而，提高两栖车辆水上机动性的工作一直在进行着，尤其是最近10多年来，取得了突破性进展，有可能使从水上发起攻击的两栖作战模式发生根本性变化。
两栖车辆水上推进技术的发展，大体上经历了以下几个阶段：
1、利用车轮、履带划水
这是以陆地使用为主的车辆的基本水上推进方式。车轮和履带都是车辆在陆地上行驶的推进装置，在水中行驶时，借助车轮和履带的转动，可以得到推进力，但是，由于车轮和履带不是专门为在水上行驶设计的，提供的推进力非常有限，因此，这类车轮的水上行驶速度不高，对轮式车辆来说，大约在5km/h，履带式车辆约为8km/h。
在车轮上和履带上加装辅助装置，例如，在车轮上和上支履带上加装导流装置，可以提高水上速度，但作用不是太大。
这种推进方式的结构简单，但水上速度不高、车辆转向半径较大、水上机动性较差，50年代以后不再采用。
2、螺旋浆推进
螺旋浆推进是船舶推进的主要方式。车辆使用时将螺旋浆安装在车体的后部，1个螺旋浆时，安装在中央位置，2个螺旋浆时，两侧各安装1个。这种推进方式的优点是结构简单、推进效率相对车轮和履带划水要高，尤其是后者具有较为灵活的转向性能，缺点是螺旋浆暴露在车体之外，容易损坏，陆上行驶时还需将螺旋浆收起来。
作为改进方案，是在螺旋浆叶轮的周围加装导管，构成导管螺旋浆推进装置。由于推进装置安装在车体两侧的后部，未露出车外，故不会影响陆上行驶性能。这种推进装置适合在轮式车辆上使用，可以将轮式车辆的水上速度提高到9km/h。
3、喷水推进
这种推进装置由设置在车体底部或两侧的进水口、设置在车尾部的出水口、弧形水道和轴流式叶轮组成。当叶轮转动时，将吸入的水从车尾喷出，产生反作用力推动车辆在水上航行。单喷水口车辆，使用航舵转向，双喷水口车辆采取关闭水门措施使水从倒车喷水口喷出，达到转向目的。喷水推进车辆的转向半径小、航速较高、不影响在陆地上行驶，是水陆两用车辆比较适用的水上推进方式。
喷水推进还可以分为轴流式喷水推进和混流式喷水推进。
在讨论水上推进，还必须涉及如何减少水上行驶阻力和提高推进功率的问题。由于前者对两栖车辆的水上机动性影响很大，改进潜力也很大；后者直接关系着提供推进力的大小。
对于减少水上阻力，大致可以采取以下方法：
1、改进车体设计
能将车体设计成船体结构最好，实际上是不可能的，比较实际的办法是将车体前下装甲设计成流线型，可以减少一部分阻力。
2、加装防浪板
加装防浪板有两种作用，一是防止海浪直接打在车辆前上装甲板上，造成车首下沉；二是可以引导水流，减少水流阻力。
3、采用滑行车体
美国海军陆战队正在研制的先进两栖突击车（AAAV）就采取了这种结构，改变了传统的船舶式水上推进理论，使两栖车辆的水上速度提高到37～46km/h。
当然，仅仅采用上述措施不可能使AAAV车的水上速度提高到37～46km/h，还必须加大车辆的动力功率。AAAV车车上装有1800多kW（千瓦）的发动机，水上行驶时发动机全功率工作，陆上行驶时发动机功率降至500多kW。
[影响]
水上推进技术的先进程度，对两栖车辆的水上性能影响很大。不仅体现在水上速度的大小、转向的灵活性、抗风浪的能力等战术技术指标上，更体现在战术运用上。比如，以10km/h速度航行的战车，它只能从距离海岸线大约10km的运输舰上泛水发起攻击，这对现代战争来说，危险性极大。一是从海岸上能够直接看见运输舰，提前作好抗登陆作战的准备；二是两栖战车在水上的航行速度比较低，岸上炮火容易击中目标。所以，美国海军陆战队正在发展一种水上航行速度极快（37～46km/h）的AAAV车，虽然这种车也是航行1小时登陆，但是是从远离海岸线的37～46km处的运输舰上下水泛水航行，此时的运输舰是从海岸上看不见的，因此，发起进攻的突然性更大。而且，AAAV车上岸后无需作任何准备即可向内陆发起进攻。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
战车通信技术
英文名称；combat vehicle communication technology
检索词：车载电台；跳频通信；车际信息系统
技术类别：导航;战车技术;
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[定义]
战车通信技术是借助电台、车内通话器、车际信息系统完成车内和车际信息交流的技术。
战车通信是由通信装置完成的。早期的车辆通信设备主要有坦克无线电台、车内通话器、信号枪和信号旗等。现代车辆通信系统可以简称为C3I（指挥控制、通信与情报系统），和以前狭义上的车辆通信系统相比，它所包括的内容更加广泛，不仅仅指各种车载电台，还包括各种探测器（用于获取战场信息）、常规观瞄设备；带有定位导航装置的数据通信系统；各种控制装置，如交互式话音控制器；自动化管理组件，如通信管理组件。对于车长和车队指挥人员而言，车辆通信系统是他们指挥车辆、部队高速推进和控制武器精确打击目标的保证。
车载电台是安装在坦克和装甲车辆上的无线电通信设备，主要用于收发无线电话，常与车内通话器配套使用。早期车载电台用电子管组装而成，体积大、耗电多、频段窄、工作波道数量少，目前已广泛采用由晶体管和集成电路组装的超短波调频电台和短波单边带电台，这些电台体积小、耗电少、频段宽、工作波道数多、抗干扰性能好、话音质量和通信距离均有明显提高。车载电台的主要发展方向是：采用微处理机技术；发展数字通信和跳频通信；逐步实现模块化、微型化、通信保密化；提高抗干扰能力和工作可靠性；增大通信容量、提高通信质量。
跳频通信是指在额定频段内，通信发射机按照指令或预置的时间间隔连续地发射不同工作频率的信号，而接收机同步地接收这些相应的频段信号的通信方法。它是通信抗干扰措施之一，靠载频的随机跳变，躲避干扰，将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的，避免敌方电台的干扰、窃听和测向。跳频通信因具有良好的抗干扰性和保密性而广泛应用于军事通信中。为了有效地提高通信抗干扰能力，应采用中跳频或快跳频通信。跳频通信系统的一项重要参数是频率的跳变速率，它很大程度上决定了跳频通信系统抗跟踪式干扰(中继转发干扰)的能力，所以实用的战术跳频电台跳速一直向更高的速率发展。
[相关技术]车辆电子技术
[技术难点]
战车通信的关键技术是：
1、车载电台
车载电台是车辆通信设备的重要组成部分，车载电台的关键技术主要包括采用跳频技术和提高数据通信能力。
跳频通信抗干扰性的突出优点在现代信息战条件下电子对抗中非常重要，可以预测，21世纪跳频电台的跳速可发展到每秒几万跳，甚至每秒百万跳。跳频系统的同步时间目前已达到几百毫秒的数量级，今后必定越来越短。当然，通信干扰与反干扰是一对矛盾，它们互相制约，互相促进，跟踪式干扰就是跳频通信的"天敌"。跟踪式干扰的步骤是：侦听、处理、施放干扰。当本方截获到敌方的跳频图案后，迅速地以同样的跳频图案施放干扰，由于两个跳频图案的矢量迭加必然带来接收方的一片盲然，致使敌方无法达成正常的跳频通信。为了对付跟踪式干扰，必须尽可能缩短跳频信号的驻留时间，使侦察接收机无可乘之机，这就要求跳频系统的跳速尽可能快。此外，跳频系统的技术发展还受元器件、编解码技术等因素的制约。为此，跳频通信将向以下两个方面发展：一个是跳频与直接序列扩频混合使用方式；另一个是跳频与直接序列扩频、跳时三者混合使用方式。这样可以优势互补，共同发展。
另外，能传输数字数据的无线电台是一个很重要的发展方向，但是数字化系统都存在有易损性问题，信息系统的防护措施应设计成能"容忍"损坏，并防止在整个战场信息系统中产生连锁反应。设计中应考虑到，一旦所选择的通信链路遭到干扰或性能降低时，还能提供其它的通信线路。
2．车内与车际通信技术
新型车载系统可以增强乘员对战场的态势感知，使他们能够对各种威胁作出快速有力的反应。但是这些系统提供的大量信息可能会过于具体，造成"信息过载"问题，使指挥人员陷入过量信息的海洋而妨碍其决策，加重未来车辆乘员的负担，例如在目前的技术情况下，一些指挥人员发现，使用一些传统的方法比使用新设备更快捷。为了解决这些问题，有必要根据人机工程原来设计更为合理的乘员工作站，是车辆乘员有限地利用系统所提供的信息，更好地操纵车辆。
[国外概况]
1、发展简史
早期坦克的通信联络是靠预先规定好的手势、信号旗、信号弹等实施的，后来用过火花式无线电设备。随着无线电技术的发展，1928年英国首先研制和安装了短波调幅电台，第二次世界大战前夕，美国开始在坦克上安装调频式坦克无线电台。第二次世界大战期间，各国坦克普遍装备了电子管式的坦克无线电台和车内通话器。多数电台采用连续波道，性能较差，且调整复杂。有的采用晶体稳频的固定波道，性能有所提高，但波道数量少，到50～60年代，逐步发展为全波段固定波道式，并产生了晶体管和电子管混合式的坦克电台。这种电台的稳定性、可靠性和抗干扰性有了显著提高，且调整简单。70年代以来，随着固体器件、微膜组件和微处理机的应用，坦克通信设备开始向更高程度集成化、数字化、高保密以及全自动多功能方向发展。进入21世纪，通信新系统、新产品的重心将逐步转到软件上，尽可能多的通信功能用软件实现，这样通信设备的体积将越来越紧凑、智能化程度越来越高。
2、国外现状
现有车辆通信设备的性能与理想要求还有一定差距，主要表现在各种武器平台的横向联通不够顺畅，无法传输大容量的语言、文字、图表、图象等信息。一般来说，现有车载电台大都在单一频段上工作，仅能与同类电台进行通信。此外，现在大多数系统都建立在特殊的、非模块化设计，而不是开放性的基础是，这些系统要改进到满足通用性的新需求将很困难，且费用较高。现在使用的大多数无线电台系统在网络化工作方面能力有限，而且也不能自动调节带宽和功率以满足不断变化的战术条件，即使是目前比较先进的的单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）电台也不能完全满足数字化的要求。
1998年美国国防部提出了联合战术无线电台倡议，开发一种可编程、模块化通信系统，联合战术无线电台计划的一个主要目的是通过引入民用技术对现役的各种无线电台进行调整。这一数字式、模块化无线电台应具有开放性系统结构，这样便于引入未来新技术，能够通过软件再编程来进行升级，可提供特高频卫星通信，并可与正在服役个“快相应II”（HAVE QUICK II）抗干扰无线电台系统和“辛嘎斯”（SINCGARS）单信道地面与机载无线电台系统的设备兼容。在此基础之上，通过采用“即插即用”设计和分别使用适合不同用途的模块化组件，该无线电台系统便能够满足特殊部队的特殊需求。新电台将具有全球定位系统接口和较强的纠错能力，数据传输速率比改进前提高一倍。同时还装备一定数量的具有多方式、多频段，能与SINCGARS大讲堂和增强型定位报告系统等互通的数字化电台，以解决动态图像的传输问题。
美国M1A2坦克SEP"系统改进组件"计划的重点放在坦克的C3子系统和车际信息系统（IVIS）上，突出了指挥、控制与通信（C3）子系统的重要性，依靠C3组件（21世纪部队指挥和控制组件），坦克和装甲车辆既可以作为传感器，又可以作为一种进攻武器。
“车际信息系统”由战区地图系统、定位导航系统、数字式电台系统、双重计算机系统、敌我识别系统组成。该系统实质上是采用了战斗机的某些技术，在车长控制下通过作战区域的综合方格坐标地图系统处理关键信息，显示敌我双方车辆的位置和指战员所需要的资料，提供当前态势及对关键系统的诊断结果。这些功能在一定程度上减轻了坦克乘员枯燥的事务性工作，同时使车长和部队的指挥官能更好地了解战场局势，以利于快速而又准确地作出战术决策。车际信息系统还增设了一个定位导航系统。该系统通过车长和驾驶员的一体式显示器向车长和驾驶员显示车辆位置和航向参数，减轻了车长以前繁重而费时的导航任务，极大地改善了总的态势感知，使驾驶员无需车长指挥就可以进行阵地转移。是车际信息系统大大提高了战场指挥与控制能力，使地面战斗中，单车、部队的指挥与控制能力和协同动作的质量大大提高。
德国也在实施坦克/战车综合指挥与信息系统（IFIS）计划，并计划在21世纪初为“豹”2坦克安装具有数据传输、定位导航和远距离探测能力的IFIS，以增强其坦克/战车的可指挥性。
英国“挑战者”2和法国“勒克莱尔”坦克都安装了车载情报系统（战场管理系统），而且在继续研制新的坦克C3I系统。其中英国的MEL公司正在为英国陆军研制新的车辆综合情报与通信系统（IVICS）。
澳大利亚也在研制C3I系统，以便为澳大利亚国防力量提供高效、有力的综合指挥、控制通讯和情报系统。目前，澳大利亚有关部门已制造了一种研究性的车辆，形成一个实验性的C3I技术环境。澳大利亚希望系统能在以下几个方面提高部队的作战能力，即：作战指挥水平上具有绝对优势；具备完善的综合防务信息系统；可靠的信息网。
数字化系统较少因受外部因素的影响而出现偏差，因此受到普遍欢迎。数字化可以促进更有效地利用带宽，增加信息通过速度以及有关战斗空间信息的快速分发。具有数字化通信能力的未来车辆将摆脱传统的作战与使用方式，具有数字化数据处理与数据分配的能力，能够接收并传送与通信、威胁对抗、武器控制、传感器控制、人工智能、训练、维修、后勤保障等各方面的有关信息。
3、发展趋势
21世纪的战争是信息化战争，未来战争的胜负取决于对信息的优先掌握，有效的通信联络是任何现代化指挥、控制、通信和情报系统的基础，为了取得战场上的信息优势在大力发展数字化装备、推进部队数字化进程的同时，也必须提高通信能力，因为通信能力是实现战场数字化的首要条件。21世纪的战车将不再以精良的单一武器为主，而将运用一整套反应灵敏、具有多种通信手段的武器系统，以提高自身的整体攻防能力。车辆通信技术主要有以下几个发展趋势：
（1）采用综合抗干扰技术，提高抗毁及安全保密性，如提高跳频速度、开发变速跳频电台、采用自适应跳频技术、研制宽频段电台、采用抗干扰性强的码分多址技术等；
（2）加强战术通信互连互通的研究，建立互通规约，开发软件无线电技术；
（3）设备向多功能化、标准化、模块化、小型化发展；
（4）提高数据通信能力；
（5）充分利用现有民用技术。
[影响]
随着数字化和其它通信技术的发展，车辆通信的发展已经引进了一个革命型的新技术时代，未来车辆将可以获得战场信息优势，实现真正的"耳聪目明"，通信指挥畅通无阻，能够使作战人员可以更好地掌握战作战形势，有效地进行协调一致的作战。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王东梅
英文名称；combat vehicle communication technology
检索词：车载电台；跳频通信；车际信息系统
技术类别：导航;战车技术;
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[定义]
战车通信技术是借助电台、车内通话器、车际信息系统完成车内和车际信息交流的技术。
战车通信是由通信装置完成的。早期的车辆通信设备主要有坦克无线电台、车内通话器、信号枪和信号旗等。现代车辆通信系统可以简称为C3I（指挥控制、通信与情报系统），和以前狭义上的车辆通信系统相比，它所包括的内容更加广泛，不仅仅指各种车载电台，还包括各种探测器（用于获取战场信息）、常规观瞄设备；带有定位导航装置的数据通信系统；各种控制装置，如交互式话音控制器；自动化管理组件，如通信管理组件。对于车长和车队指挥人员而言，车辆通信系统是他们指挥车辆、部队高速推进和控制武器精确打击目标的保证。
车载电台是安装在坦克和装甲车辆上的无线电通信设备，主要用于收发无线电话，常与车内通话器配套使用。早期车载电台用电子管组装而成，体积大、耗电多、频段窄、工作波道数量少，目前已广泛采用由晶体管和集成电路组装的超短波调频电台和短波单边带电台，这些电台体积小、耗电少、频段宽、工作波道数多、抗干扰性能好、话音质量和通信距离均有明显提高。车载电台的主要发展方向是：采用微处理机技术；发展数字通信和跳频通信；逐步实现模块化、微型化、通信保密化；提高抗干扰能力和工作可靠性；增大通信容量、提高通信质量。
跳频通信是指在额定频段内，通信发射机按照指令或预置的时间间隔连续地发射不同工作频率的信号，而接收机同步地接收这些相应的频段信号的通信方法。它是通信抗干扰措施之一，靠载频的随机跳变，躲避干扰，将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的，避免敌方电台的干扰、窃听和测向。跳频通信因具有良好的抗干扰性和保密性而广泛应用于军事通信中。为了有效地提高通信抗干扰能力，应采用中跳频或快跳频通信。跳频通信系统的一项重要参数是频率的跳变速率，它很大程度上决定了跳频通信系统抗跟踪式干扰(中继转发干扰)的能力，所以实用的战术跳频电台跳速一直向更高的速率发展。
[相关技术]车辆电子技术
[技术难点]
战车通信的关键技术是：
1、车载电台
车载电台是车辆通信设备的重要组成部分，车载电台的关键技术主要包括采用跳频技术和提高数据通信能力。
跳频通信抗干扰性的突出优点在现代信息战条件下电子对抗中非常重要，可以预测，21世纪跳频电台的跳速可发展到每秒几万跳，甚至每秒百万跳。跳频系统的同步时间目前已达到几百毫秒的数量级，今后必定越来越短。当然，通信干扰与反干扰是一对矛盾，它们互相制约，互相促进，跟踪式干扰就是跳频通信的"天敌"。跟踪式干扰的步骤是：侦听、处理、施放干扰。当本方截获到敌方的跳频图案后，迅速地以同样的跳频图案施放干扰，由于两个跳频图案的矢量迭加必然带来接收方的一片盲然，致使敌方无法达成正常的跳频通信。为了对付跟踪式干扰，必须尽可能缩短跳频信号的驻留时间，使侦察接收机无可乘之机，这就要求跳频系统的跳速尽可能快。此外，跳频系统的技术发展还受元器件、编解码技术等因素的制约。为此，跳频通信将向以下两个方面发展：一个是跳频与直接序列扩频混合使用方式；另一个是跳频与直接序列扩频、跳时三者混合使用方式。这样可以优势互补，共同发展。
另外，能传输数字数据的无线电台是一个很重要的发展方向，但是数字化系统都存在有易损性问题，信息系统的防护措施应设计成能"容忍"损坏，并防止在整个战场信息系统中产生连锁反应。设计中应考虑到，一旦所选择的通信链路遭到干扰或性能降低时，还能提供其它的通信线路。
2．车内与车际通信技术
新型车载系统可以增强乘员对战场的态势感知，使他们能够对各种威胁作出快速有力的反应。但是这些系统提供的大量信息可能会过于具体，造成"信息过载"问题，使指挥人员陷入过量信息的海洋而妨碍其决策，加重未来车辆乘员的负担，例如在目前的技术情况下，一些指挥人员发现，使用一些传统的方法比使用新设备更快捷。为了解决这些问题，有必要根据人机工程原来设计更为合理的乘员工作站，是车辆乘员有限地利用系统所提供的信息，更好地操纵车辆。
[国外概况]
1、发展简史
早期坦克的通信联络是靠预先规定好的手势、信号旗、信号弹等实施的，后来用过火花式无线电设备。随着无线电技术的发展，1928年英国首先研制和安装了短波调幅电台，第二次世界大战前夕，美国开始在坦克上安装调频式坦克无线电台。第二次世界大战期间，各国坦克普遍装备了电子管式的坦克无线电台和车内通话器。多数电台采用连续波道，性能较差，且调整复杂。有的采用晶体稳频的固定波道，性能有所提高，但波道数量少，到50～60年代，逐步发展为全波段固定波道式，并产生了晶体管和电子管混合式的坦克电台。这种电台的稳定性、可靠性和抗干扰性有了显著提高，且调整简单。70年代以来，随着固体器件、微膜组件和微处理机的应用，坦克通信设备开始向更高程度集成化、数字化、高保密以及全自动多功能方向发展。进入21世纪，通信新系统、新产品的重心将逐步转到软件上，尽可能多的通信功能用软件实现，这样通信设备的体积将越来越紧凑、智能化程度越来越高。
2、国外现状
现有车辆通信设备的性能与理想要求还有一定差距，主要表现在各种武器平台的横向联通不够顺畅，无法传输大容量的语言、文字、图表、图象等信息。一般来说，现有车载电台大都在单一频段上工作，仅能与同类电台进行通信。此外，现在大多数系统都建立在特殊的、非模块化设计，而不是开放性的基础是，这些系统要改进到满足通用性的新需求将很困难，且费用较高。现在使用的大多数无线电台系统在网络化工作方面能力有限，而且也不能自动调节带宽和功率以满足不断变化的战术条件，即使是目前比较先进的的单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）电台也不能完全满足数字化的要求。
1998年美国国防部提出了联合战术无线电台倡议，开发一种可编程、模块化通信系统，联合战术无线电台计划的一个主要目的是通过引入民用技术对现役的各种无线电台进行调整。这一数字式、模块化无线电台应具有开放性系统结构，这样便于引入未来新技术，能够通过软件再编程来进行升级，可提供特高频卫星通信，并可与正在服役个“快相应II”（HAVE QUICK II）抗干扰无线电台系统和“辛嘎斯”（SINCGARS）单信道地面与机载无线电台系统的设备兼容。在此基础之上，通过采用“即插即用”设计和分别使用适合不同用途的模块化组件，该无线电台系统便能够满足特殊部队的特殊需求。新电台将具有全球定位系统接口和较强的纠错能力，数据传输速率比改进前提高一倍。同时还装备一定数量的具有多方式、多频段，能与SINCGARS大讲堂和增强型定位报告系统等互通的数字化电台，以解决动态图像的传输问题。
美国M1A2坦克SEP"系统改进组件"计划的重点放在坦克的C3子系统和车际信息系统（IVIS）上，突出了指挥、控制与通信（C3）子系统的重要性，依靠C3组件（21世纪部队指挥和控制组件），坦克和装甲车辆既可以作为传感器，又可以作为一种进攻武器。
“车际信息系统”由战区地图系统、定位导航系统、数字式电台系统、双重计算机系统、敌我识别系统组成。该系统实质上是采用了战斗机的某些技术，在车长控制下通过作战区域的综合方格坐标地图系统处理关键信息，显示敌我双方车辆的位置和指战员所需要的资料，提供当前态势及对关键系统的诊断结果。这些功能在一定程度上减轻了坦克乘员枯燥的事务性工作，同时使车长和部队的指挥官能更好地了解战场局势，以利于快速而又准确地作出战术决策。车际信息系统还增设了一个定位导航系统。该系统通过车长和驾驶员的一体式显示器向车长和驾驶员显示车辆位置和航向参数，减轻了车长以前繁重而费时的导航任务，极大地改善了总的态势感知，使驾驶员无需车长指挥就可以进行阵地转移。是车际信息系统大大提高了战场指挥与控制能力，使地面战斗中，单车、部队的指挥与控制能力和协同动作的质量大大提高。
德国也在实施坦克/战车综合指挥与信息系统（IFIS）计划，并计划在21世纪初为“豹”2坦克安装具有数据传输、定位导航和远距离探测能力的IFIS，以增强其坦克/战车的可指挥性。
英国“挑战者”2和法国“勒克莱尔”坦克都安装了车载情报系统（战场管理系统），而且在继续研制新的坦克C3I系统。其中英国的MEL公司正在为英国陆军研制新的车辆综合情报与通信系统（IVICS）。
澳大利亚也在研制C3I系统，以便为澳大利亚国防力量提供高效、有力的综合指挥、控制通讯和情报系统。目前，澳大利亚有关部门已制造了一种研究性的车辆，形成一个实验性的C3I技术环境。澳大利亚希望系统能在以下几个方面提高部队的作战能力，即：作战指挥水平上具有绝对优势；具备完善的综合防务信息系统；可靠的信息网。
数字化系统较少因受外部因素的影响而出现偏差，因此受到普遍欢迎。数字化可以促进更有效地利用带宽，增加信息通过速度以及有关战斗空间信息的快速分发。具有数字化通信能力的未来车辆将摆脱传统的作战与使用方式，具有数字化数据处理与数据分配的能力，能够接收并传送与通信、威胁对抗、武器控制、传感器控制、人工智能、训练、维修、后勤保障等各方面的有关信息。
3、发展趋势
21世纪的战争是信息化战争，未来战争的胜负取决于对信息的优先掌握，有效的通信联络是任何现代化指挥、控制、通信和情报系统的基础，为了取得战场上的信息优势在大力发展数字化装备、推进部队数字化进程的同时，也必须提高通信能力，因为通信能力是实现战场数字化的首要条件。21世纪的战车将不再以精良的单一武器为主，而将运用一整套反应灵敏、具有多种通信手段的武器系统，以提高自身的整体攻防能力。车辆通信技术主要有以下几个发展趋势：
（1）采用综合抗干扰技术，提高抗毁及安全保密性，如提高跳频速度、开发变速跳频电台、采用自适应跳频技术、研制宽频段电台、采用抗干扰性强的码分多址技术等；
（2）加强战术通信互连互通的研究，建立互通规约，开发软件无线电技术；
（3）设备向多功能化、标准化、模块化、小型化发展；
（4）提高数据通信能力；
（5）充分利用现有民用技术。
[影响]
随着数字化和其它通信技术的发展，车辆通信的发展已经引进了一个革命型的新技术时代，未来车辆将可以获得战场信息优势，实现真正的"耳聪目明"，通信指挥畅通无阻，能够使作战人员可以更好地掌握战作战形势，有效地进行协调一致的作战。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王东梅
战车行动装置技术
英文名称；combat vehicle running gear technology
检索词：悬挂装置；履带；扭力轴；轮胎；中央充气系统
技术类别：战车技术;
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[定义]
战车行动技术是涉及弹性支承车体、把传动系统传递的动力转变为牵引力、推动车辆平稳地在路面上行驶的技术的总称。
由于战车分为履带式战车和轮式战车两大类，行动装置技术也分为履带式车辆行动装置技术和轮式车辆行动装置技术两大类。
战车行动装置包括行驶装置和悬挂装置两部分，行驶装置与地面作用将传动装置输出的动力转化成驱动车辆行驶的牵引力，悬挂装置减缓行驶装置行驶时产生并传给车体的冲击与振动。
[相关技术]悬挂技术；弹性技术；减振技术
[技术难点]
行动装置技术的难点在于：
1、悬挂装置的选型
行动装置的核心在悬挂装置。首先是悬挂装置的选型。选型的基本条件是技术基础，能在条件允许的前提下直接引进国外的先进技术是最好的选型途径，其中本国的技术基础更是关键。
2、扭杆悬挂技术
一般地说，扭杆悬挂技术比较容易掌握，而且扭杆悬挂的改进余地比较大，是当前的首选方案。扭杆悬挂的关键技术是选用高强度材料制作扭杆，同时进行喷丸、滚压等预处理。
3、液－气悬挂技术
液－气悬挂具有比较理想的性能，在技术基础允许的情况下，可以首先在轻型装甲车辆上使用，等待条件成熟时再在重型车辆上应用。液－气悬挂的技术难点在密封技术。密封技术不好，漏油问题既会造成悬挂装置性能的下降，严重时，还会造成停驶。
4、减振技术
悬挂元件只能解决弹性问题，振动能量还必须依靠减振器吸收，因此，减振技术非常关键。减振技术的核心在能量吸收。对摩擦式减振器来说，摩擦材料的选择及其相关加工工艺；对筒式减振器来说，是阻尼孔的设计以及控制。
5、行驶部件技术
行驶装置部件，对履带式车辆来说，包括主动轮、负重轮、诱导轮、履带、诱导轮以及张紧装置。行驶装置部件多，直接受冲击负荷，极容易损坏，是装甲车辆最容易损坏的部件，可以这样说，行驶部件技术直接决定着战车的可靠性。
[国外概况]
战车行动装置有履带式车辆行动装置和轮式车辆行动装置两大类：
1、履带式车辆行动装置
履带式车辆行动装置由履带行驶装置和悬挂装置两部分组成。
（1）履带式车辆的行驶装置
一般包括主动轮、履带、负重轮、带张紧轮的诱导轮、以及托带轮。主动轮卷绕履带使其与地面作用产生牵引力，负重轮支承车辆质量并把履带紧压在地面上，使履带与地面有较大的接触面积，产生更大的附着性能，同时把车体对履带的运动变成负重轮的滚动，提高行驶效率。
（2）履带式车辆的悬挂装置
一般安装在车体和着地车轮之间，包括弹性元件、阻尼元件以及相关的控制件和连接件。
履带式装甲车辆，在第二次世界大战中曾使用过装有叶片弹簧、涡旋弹簧、圆柱螺旋弹簧的平衡式和独立式悬挂，均因占用空间大、质量重、缓冲能力和可靠性差等原因遭淘汰。现代坦克装甲车辆使用得较多的是高强度扭杆弹簧和减振器并列的独立式悬挂，也有采用可调式液－气悬挂，或混合式悬挂的，使悬挂性能大幅度提高。
（3）履带式车辆行驶装置主要元件情况
a、履带
履带着地面有金属和橡胶两种，早期的坦克履带板为金属着地面，上面有较高的履刺，能嵌入地面提高附着性能，然而，履刺进入土壤会产生阻力，转向时还会产生转向阻力。
为了避免金属履刺损伤路面，美国首先开发了着地面挂胶的履带板，随后又发展成可更换的着地胶块。
履带板之间的铰链多采用敞开式金属铰链和金属橡胶铰链。二次大战中的坦克履带铰链多采用敞开式铰链，水和泥、沙能 直接进入铰链，使铰链产生严重磨损、履带节距增加、噪声加大、行驶效率降低。二战后，美国开发了橡胶金属铰链，其结构分单销式和双销式。单销铰链履带板的每个耳孔有一个胶套，用钢销穿在一起，以胶套扭转变形实现销子与耳孔的相对运动。双销铰链胶套的承压面积比单销铰链大，胶套的转角仅为单销的一半，但结构复杂、质量较大。
b、主动轮
主动轮的轮盘和轮箍制成一体，轮盘上开有排除泥土和积雪的孔，轮箍中设有花键，以便从侧传动输出轴上接受动力。早期的轻型装甲车辆只有一个齿圈，为了稳定履带，现代装甲履带车辆普遍采用两个齿圈。
c、负重轮
负重轮结构有单排和双排两种。单排负重轮的轮箍、轮盘和轮圈焊成封闭的鼓形结构，可增加排水量，提高浮力，多用于两栖车辆。双排负重轮轮箍用合金铝锻造而成。负重轮外缘为实心橡胶轮胎，为避免履带诱导齿损伤轮胎侧面，轮盘和轮圈的结合部位设置有耐磨钢圈。
d、托带轮
支托上肢履带，可减少履带悬垂量和晃动幅度、减少脱带的可能性，轻型车辆的托边轮支托履带内侧，中型以上车辆首尾的托带轮仍支托履带内侧，中间的支托履带外侧。托带轮胶胎厚度约为25mm（微米）。
e、诱导轮
诱导轮分为单排式和双排式，其排数与负重轮相同，轮箍表面至轮缘的径向尺寸应该大于履带诱导齿的高度。金属轮缘尺寸小，与履带接触压强大，利于清除履带滚道上的污泥和冰雪。采用橡胶轮缘能减缓冲击、振动和噪声。
f、履带张紧装置
诱导轮多安装在支承在车体上的曲臂上，由张紧装置转动曲臂改变诱导轮相对于车体的位置。
（4）履带式车辆悬挂装置主要元件情况
a、扭杆悬挂
扭杆悬挂的弹性元件为扭杆，横向安装在车底板上，质量轻、有利于车辆总体布置，为现代履带式装甲车辆悬挂的主要型式。扭杆是唯一的金属弹性元件，承受单向剪切应力。
b、液－气悬挂
液－气悬挂的悬挂特性呈渐开线，吸振能力大，50年代就应用在越野车车辆上。60年代，瑞典S坦克首先采用可调式液－气悬挂，既能实现火炮射击的俯仰要求，还能控制车体姿态。
70年代，美国、苏联在主战坦克上采用了高强度扭杆悬挂，使得液－气悬挂的优势不太明显了。现在正在发展的是扭杆悬挂和液－气悬挂相结合的复合式悬挂装置。
c、减振器
减振器的作用在于吸收制动能量。现用的减振器有机械式和液压式两种。
机械摩擦式减振器首先应用在德国豹2坦克上。该减振器采用复合衬面摩擦片，是在钢片上烧结铜基粉末冶金，再在表层熔入氟塑料F-4以及固体润滑剂粉末，其动、静摩擦系数μ接近（μ＝0.1），耐高温，使用中维修少，寿命高。
液压减振器使用比较广泛，分筒式、叶片式和杠杆活塞式。筒式减振器在M113履带式装甲人员输送车、苏联БМП步兵战车上应用，由工作缸和补偿室两部分组成。工作缸内有带连杆的活塞，活塞上开有常通孔和单向限压阀。车体振动时，活塞移动，液体受阻，从限压阀通过，形成阻力，起减振作用。叶片式减振器的工作原理与活塞上减振器类似。
2、轮式车辆行动装置
轮式车辆行动装置由车轮行驶装置和悬挂装置组成。
（1）轮式车辆行驶装置
轮式车辆行驶装置用其驱动轮的转动，与地面作用产生牵引力，推动车辆行驶。轮式装甲车辆通常采用全轮驱动，非全轮驱动的车辆还有支承车辆质量的从动轮。
（2）轮式车辆悬挂装置
轮式装甲车辆以前使用板弹簧作为悬挂装置，现在用得较多的是圆柱螺旋弹簧与液压减振器并列的独立式悬挂，也有采用扭杆弹簧，或摆动缸体式液－气弹簧作为弹性元件的。
（3）主要元件情况
a、车轮
轮式装甲车辆的车轮多为充气轮胎的驱动轮，为减小传动装置尺寸和质量，一般将行星式轮边减振器与制动器一起安装在轮圈内。轮式装甲车辆通过改变转向轮的偏转角实现转向。
b、悬架
悬架为弹性元件。轮式车辆一般采用独立悬架，元件安装在车外，金属弹性元件采用圆柱螺旋弹簧和扭杆弹簧。圆柱螺旋弹簧常与筒式减振器同轴并联安装，减振器成为弹簧的导向柱。
轮式装甲车辆使用的液－气弹簧，一般为摆动缸体式，内附减振器，不再另设减振器。将活塞杆制成内缸筒，以简化结构。
c、导向机构
轮式装甲车辆的独立悬架需设导向机构，非转向轮可用斜置臂或纵置臂机构，转向轮使用等长双纵臂机构，使主销后倾角在车轮上下跳动时保持不变。
[影响]
战车行动装置对战车的性能影响很大。主要表现在影响车辆机件的可靠性、战车行驶速度的提高和乘员的持续工作能力的提高上。
战车行动装置性能欠佳时，车辆的振动就会加大，剧烈的振动往往引起机件的损坏，成为不可靠的主要因素。
车辆振动大，会迫使驾驶员降低行车速度。
车辆振动以及振动产生的噪声，极容易造成驾驶员和乘员的疲劳（尤其是长时间坐在密闭的装甲战斗车辆内），从而影响战斗力的发挥。
--------------------------------------------------------------------------------
提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
英文名称；combat vehicle running gear technology
检索词：悬挂装置；履带；扭力轴；轮胎；中央充气系统
技术类别：战车技术;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
战车行动技术是涉及弹性支承车体、把传动系统传递的动力转变为牵引力、推动车辆平稳地在路面上行驶的技术的总称。
由于战车分为履带式战车和轮式战车两大类，行动装置技术也分为履带式车辆行动装置技术和轮式车辆行动装置技术两大类。
战车行动装置包括行驶装置和悬挂装置两部分，行驶装置与地面作用将传动装置输出的动力转化成驱动车辆行驶的牵引力，悬挂装置减缓行驶装置行驶时产生并传给车体的冲击与振动。
[相关技术]悬挂技术；弹性技术；减振技术
[技术难点]
行动装置技术的难点在于：
1、悬挂装置的选型
行动装置的核心在悬挂装置。首先是悬挂装置的选型。选型的基本条件是技术基础，能在条件允许的前提下直接引进国外的先进技术是最好的选型途径，其中本国的技术基础更是关键。
2、扭杆悬挂技术
一般地说，扭杆悬挂技术比较容易掌握，而且扭杆悬挂的改进余地比较大，是当前的首选方案。扭杆悬挂的关键技术是选用高强度材料制作扭杆，同时进行喷丸、滚压等预处理。
3、液－气悬挂技术
液－气悬挂具有比较理想的性能，在技术基础允许的情况下，可以首先在轻型装甲车辆上使用，等待条件成熟时再在重型车辆上应用。液－气悬挂的技术难点在密封技术。密封技术不好，漏油问题既会造成悬挂装置性能的下降，严重时，还会造成停驶。
4、减振技术
悬挂元件只能解决弹性问题，振动能量还必须依靠减振器吸收，因此，减振技术非常关键。减振技术的核心在能量吸收。对摩擦式减振器来说，摩擦材料的选择及其相关加工工艺；对筒式减振器来说，是阻尼孔的设计以及控制。
5、行驶部件技术
行驶装置部件，对履带式车辆来说，包括主动轮、负重轮、诱导轮、履带、诱导轮以及张紧装置。行驶装置部件多，直接受冲击负荷，极容易损坏，是装甲车辆最容易损坏的部件，可以这样说，行驶部件技术直接决定着战车的可靠性。
[国外概况]
战车行动装置有履带式车辆行动装置和轮式车辆行动装置两大类：
1、履带式车辆行动装置
履带式车辆行动装置由履带行驶装置和悬挂装置两部分组成。
（1）履带式车辆的行驶装置
一般包括主动轮、履带、负重轮、带张紧轮的诱导轮、以及托带轮。主动轮卷绕履带使其与地面作用产生牵引力，负重轮支承车辆质量并把履带紧压在地面上，使履带与地面有较大的接触面积，产生更大的附着性能，同时把车体对履带的运动变成负重轮的滚动，提高行驶效率。
（2）履带式车辆的悬挂装置
一般安装在车体和着地车轮之间，包括弹性元件、阻尼元件以及相关的控制件和连接件。
履带式装甲车辆，在第二次世界大战中曾使用过装有叶片弹簧、涡旋弹簧、圆柱螺旋弹簧的平衡式和独立式悬挂，均因占用空间大、质量重、缓冲能力和可靠性差等原因遭淘汰。现代坦克装甲车辆使用得较多的是高强度扭杆弹簧和减振器并列的独立式悬挂，也有采用可调式液－气悬挂，或混合式悬挂的，使悬挂性能大幅度提高。
（3）履带式车辆行驶装置主要元件情况
a、履带
履带着地面有金属和橡胶两种，早期的坦克履带板为金属着地面，上面有较高的履刺，能嵌入地面提高附着性能，然而，履刺进入土壤会产生阻力，转向时还会产生转向阻力。
为了避免金属履刺损伤路面，美国首先开发了着地面挂胶的履带板，随后又发展成可更换的着地胶块。
履带板之间的铰链多采用敞开式金属铰链和金属橡胶铰链。二次大战中的坦克履带铰链多采用敞开式铰链，水和泥、沙能 直接进入铰链，使铰链产生严重磨损、履带节距增加、噪声加大、行驶效率降低。二战后，美国开发了橡胶金属铰链，其结构分单销式和双销式。单销铰链履带板的每个耳孔有一个胶套，用钢销穿在一起，以胶套扭转变形实现销子与耳孔的相对运动。双销铰链胶套的承压面积比单销铰链大，胶套的转角仅为单销的一半，但结构复杂、质量较大。
b、主动轮
主动轮的轮盘和轮箍制成一体，轮盘上开有排除泥土和积雪的孔，轮箍中设有花键，以便从侧传动输出轴上接受动力。早期的轻型装甲车辆只有一个齿圈，为了稳定履带，现代装甲履带车辆普遍采用两个齿圈。
c、负重轮
负重轮结构有单排和双排两种。单排负重轮的轮箍、轮盘和轮圈焊成封闭的鼓形结构，可增加排水量，提高浮力，多用于两栖车辆。双排负重轮轮箍用合金铝锻造而成。负重轮外缘为实心橡胶轮胎，为避免履带诱导齿损伤轮胎侧面，轮盘和轮圈的结合部位设置有耐磨钢圈。
d、托带轮
支托上肢履带，可减少履带悬垂量和晃动幅度、减少脱带的可能性，轻型车辆的托边轮支托履带内侧，中型以上车辆首尾的托带轮仍支托履带内侧，中间的支托履带外侧。托带轮胶胎厚度约为25mm（微米）。
e、诱导轮
诱导轮分为单排式和双排式，其排数与负重轮相同，轮箍表面至轮缘的径向尺寸应该大于履带诱导齿的高度。金属轮缘尺寸小，与履带接触压强大，利于清除履带滚道上的污泥和冰雪。采用橡胶轮缘能减缓冲击、振动和噪声。
f、履带张紧装置
诱导轮多安装在支承在车体上的曲臂上，由张紧装置转动曲臂改变诱导轮相对于车体的位置。
（4）履带式车辆悬挂装置主要元件情况
a、扭杆悬挂
扭杆悬挂的弹性元件为扭杆，横向安装在车底板上，质量轻、有利于车辆总体布置，为现代履带式装甲车辆悬挂的主要型式。扭杆是唯一的金属弹性元件，承受单向剪切应力。
b、液－气悬挂
液－气悬挂的悬挂特性呈渐开线，吸振能力大，50年代就应用在越野车车辆上。60年代，瑞典S坦克首先采用可调式液－气悬挂，既能实现火炮射击的俯仰要求，还能控制车体姿态。
70年代，美国、苏联在主战坦克上采用了高强度扭杆悬挂，使得液－气悬挂的优势不太明显了。现在正在发展的是扭杆悬挂和液－气悬挂相结合的复合式悬挂装置。
c、减振器
减振器的作用在于吸收制动能量。现用的减振器有机械式和液压式两种。
机械摩擦式减振器首先应用在德国豹2坦克上。该减振器采用复合衬面摩擦片，是在钢片上烧结铜基粉末冶金，再在表层熔入氟塑料F-4以及固体润滑剂粉末，其动、静摩擦系数μ接近（μ＝0.1），耐高温，使用中维修少，寿命高。
液压减振器使用比较广泛，分筒式、叶片式和杠杆活塞式。筒式减振器在M113履带式装甲人员输送车、苏联БМП步兵战车上应用，由工作缸和补偿室两部分组成。工作缸内有带连杆的活塞，活塞上开有常通孔和单向限压阀。车体振动时，活塞移动，液体受阻，从限压阀通过，形成阻力，起减振作用。叶片式减振器的工作原理与活塞上减振器类似。
2、轮式车辆行动装置
轮式车辆行动装置由车轮行驶装置和悬挂装置组成。
（1）轮式车辆行驶装置
轮式车辆行驶装置用其驱动轮的转动，与地面作用产生牵引力，推动车辆行驶。轮式装甲车辆通常采用全轮驱动，非全轮驱动的车辆还有支承车辆质量的从动轮。
（2）轮式车辆悬挂装置
轮式装甲车辆以前使用板弹簧作为悬挂装置，现在用得较多的是圆柱螺旋弹簧与液压减振器并列的独立式悬挂，也有采用扭杆弹簧，或摆动缸体式液－气弹簧作为弹性元件的。
（3）主要元件情况
a、车轮
轮式装甲车辆的车轮多为充气轮胎的驱动轮，为减小传动装置尺寸和质量，一般将行星式轮边减振器与制动器一起安装在轮圈内。轮式装甲车辆通过改变转向轮的偏转角实现转向。
b、悬架
悬架为弹性元件。轮式车辆一般采用独立悬架，元件安装在车外，金属弹性元件采用圆柱螺旋弹簧和扭杆弹簧。圆柱螺旋弹簧常与筒式减振器同轴并联安装，减振器成为弹簧的导向柱。
轮式装甲车辆使用的液－气弹簧，一般为摆动缸体式，内附减振器，不再另设减振器。将活塞杆制成内缸筒，以简化结构。
c、导向机构
轮式装甲车辆的独立悬架需设导向机构，非转向轮可用斜置臂或纵置臂机构，转向轮使用等长双纵臂机构，使主销后倾角在车轮上下跳动时保持不变。
[影响]
战车行动装置对战车的性能影响很大。主要表现在影响车辆机件的可靠性、战车行驶速度的提高和乘员的持续工作能力的提高上。
战车行动装置性能欠佳时，车辆的振动就会加大，剧烈的振动往往引起机件的损坏，成为不可靠的主要因素。
车辆振动大，会迫使驾驶员降低行车速度。
车辆振动以及振动产生的噪声，极容易造成驾驶员和乘员的疲劳（尤其是长时间坐在密闭的装甲战斗车辆内），从而影响战斗力的发挥。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
战车总体设计技术
英文名称；overall design technology for combat vehicle
检索词： 总体设计；方案设计；总体布置；武器系统；防护系统
技术类别：战车总体设计;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
为综合实现战车战术技术性能指标所采用的方案设计技术。其主要内容包括技术方案和总体布置两大部分，其目的是在总体设计思想指导下通过系统分析为综合实现战车战术技术性能指标寻求寿命周期费用低的最佳方案。通常是在军方武器装备规划论证并提出对战车战术技术性能指标之后进行的。可由指定的设计单位统一组织实施；也可由军方招标，通过投标单位竞争后完成。总体设计在很大程度上决定着战车战术技术性能的水平，并对研制周期、变型能力、使用修理、更新改造、服役寿命和使用费用等有直接影响。
技术方案是从技术上分析并确定实现战车战术技术性能指标的可行途径。技术方案是总体布置的基础，以确定各分系统的性能、类型、构成以及将各分系统进行整体组合所采用的技术方法，包括对战车武器系统、防护系统和推进系统进行具体的设计。
总体布置是对战车乘员和各部件，尤其是装甲防护空间内的各部件相对位置进行的布置，包括对战斗室、动力舱乘员工作空间进行的布置。
[相关技术] 武器技术；防护技术；动力技术；传动技术；设计技术
[技术难点]
战车总体设计技术是建立在许许多多分系统技术基础之上的, 因此有如下技术难点:
1、 合情合理的设计思想
在进行战车总体设计时, 首先确定设计思想是至关重要的。设计思想既不能要求过高，否则会适得其反，不是造成战车研制的失败，就是致使战车研制周期一延再延；但设计思想也不能过低，这样会使研制出的战车失去先进性和时效性。
2、 必须拥有一定的技术储备
因为战车总体设计是在许许多多的分系统或部件技术基础之上进行的，没有一批比较成熟的分系统或部件作为总体设计的技术基础，总体设计便会成为空中楼阁，因缺乏基础而造成战车涉及的失败。
3、 虚拟演示是战车总体设计的关键
未来的战车总体设计，特别是概念阶段的构架设计，必须借助虚拟演示技术对分系统技术进行可行性分析评估，以保证各分系统技术既能充分地发挥其作用，又确保各分系统之间能协调地匹配。
4、 系统的设计
战车是一门多学科技术荟萃的领域，涉及的技术众多，只有将这些技术协调地汇集在一起，才能构成一种出众的战车。然而，仅有先进技术并不一定能形成一种理想的战车，这需要依靠系统设计来发挥众多技术的专长。
[国外概况]
战车总体设计的核心是设计思想，即战车设计思想是战车总体设计的灵魂，因为它指导着战车的方案设计和总体布置。这儿的战车含义主要是指装甲战斗车辆，尤其是指主战坦克，原因是主战坦克最具典型的战车。
1、 技术方案
技术方案实际上是在设计思想的指导下对战车火力、机动和防护三大性能进行综合考虑的结果。不同的国家、不同的时期有着不同的设计思想，继而有着不同的总体布置和技术方案。一般认为，战车的主要使命是消灭敌人，因此各个国家对坦克火力居三大性能之首的认识并没有分歧意见，然而对战车机动性和防护性的看法就有不同意见，甚至是截然相反。典型的战后第二代坦克的设计思想如下：
（1） 法国
法国一贯强调战车的机动性，尤其是60年代设计出的AMX-30坦克，为了获得较好的机动性，有意减弱了装甲厚度。设计出的战后第二代AMX-30坦克的最大公路速度达到65公里/小时(km/h)，是当时速度最高的主战坦克。然而，在第四次中东战争实践中的作战效果并不理想，由于装甲不能抵挡敌人的反坦克武器的攻击，所以战场推进速度反而不如行驶速度较慢但装甲防护性较好的逊邱伦坦克。后来，法国吸取了第四次中东战争的经验，在设计勒克莱尔坦克时较好的处理了火力、机动和防护三者之间的关系，并成为将车辆电子综合系统纳入战车总体设计的第一种主战坦克。
（2） 英国
英国与法国的观点完全相反，强调战车的防护性能，在设计逊邱伦、奇伏坦和挑战者坦克时，特别强调对坦克防护性的设计，因而设计出的主战坦克都比较重，虽然坦克的行驶速度并不高，作战时对反坦克武器有一定抵御能力，因而战场推进速度并不慢，逊邱伦坦克在第四次中东战争中的战场推进速度比AMX-30坦克快就是最好的例证。
（3） 德国
德国是两次世界大战的发源地，有着比较丰富的实战经验。尽管它未参与设计战后第一代主战坦克，但在60年代设计战后第二代豹1式坦克时，仍然较好的处理了火力、机动和防护的关系，因而设计出的主战坦克综合性能比较好，深受欧洲国家的欢迎。
（4） 美国
美国的战车设计思想变化比较大。
在设计战后第一代和第二代主战坦克时，首先强调的是战车火力，同时还注意了战车机动性和防护性的协调。
在设计战后第三代主战坦克时，美国改变了传统的火力、机动和防护三大性能的提法，对设计M1坦克提出了以重要性为序的19项要求。美国陆军特别强调的是乘员的生存力，将其列在19项要求之首，其后才是观察和捕捉目标的能力以及首发命中率等要求。
美国对称为未来战斗系统的第四代主战坦克提出了新的设计思想，这就是“突破传统框框的限制，以系统之系统”进行设计，针对特定任务将未来战斗系统设计成多种车型，利用一种通用底盘制造，组成一个车族，在战场上同敌人的战车进行系统对系统的较量。
所谓技术方案，主要是指武器系统的技术方案、推进系统的技术方案和防护系统的技术方案。
武器系统的技术方案是根据设计思想对战车提出的火力指标要求，进行穿甲威力计算，以确定武器的类型及其口径大小、弹药种类以及威力、弹药装填方式、火控系统类型等。随着技术的发展，对主战坦克武器的火力要求越来越高，表现在火炮的口径在不断地增大、应用了有利于提高初速的滑膛炮、穿甲技术在继续发展、火控系统技术在不断完善，车辆综合电子技术即将普遍应用，这些都将使武器系统的效能越来越高。轻型战车不适合安装大口径火炮，一般采用机枪或小口径火炮，为了具备同重型装甲武器交战的能力，普遍采用导弹作为弥补火力不足的最佳选择。
推进系统的技术方案已经成为减少装甲保护的车体内部空间的主要措施之一。在这方面，发动机技术的进步起着重要作用，表现在发动机功率在成倍的翻番，而体积不但没有增大反而有所减少；先进的整体式推进系统概念的出现，使推进系统技术又向前发展了一大步，也为减少推进系统体积和提高推进系统效率作出了贡献。
防护系统的技术方案的进步不仅表现在防护形式的多样化，而且表现在防护能力的不断提高。传统的装甲防护随着装甲材料品质的提高，防护性能在不断提高。爆炸式反应装甲、各式各样的复合装甲、隐身技术、不同概念的主动防护的出现，使得战车的战场生存力大为提高，也为总体设计开辟了广阔的前途。
2、 总体布置
总体布置是对乘员和各分系统、装置和部件的布置，尤其是对装甲防护空间内的乘员和部件的布置，包括战斗室的布置、动力传动室的布置和乘员工作室的布置。
坦克的战斗室位于车体中部，室内乘员一般为3人，装填手单独位于火炮的一侧，而车长和炮长则在火炮的另一侧，前者坐在后者的后上方。随着火炮自动装弹机的应用，不再设装填手，因而战斗室的乘员数也从传统的3人减至2人。
长期以来，坦克的动力-传动室被布置在车体的后部（通常称之为动力装置后置）。就发动机在动力舱内的布置而言，还有发动机纵置和横置之分。起初，由于发动机的体积比较大，横置在车体内有一定困难，所以一般采取沿车体纵轴线布置。随着技术的进步，发动机的体积在逐步减少，特别是发动机长度的减短，为发动机在动力舱内横置创造了条件。
将动力-传动室（又称为动力舱）布置在车体前部的前置方案是以色列人根据自己的作战需求提出来的，最主要的目的是增强对乘员的保护，这与以色列的人力资源匮乏有密切关系。动力-传动装置前置以后，战斗室之后的车体还能空出一定空间，既可以用来搭乘6-8名步兵，以便更好的协同坦克作战；又可以用来储藏更多的炮弹或者燃料，从而使坦克的战斗能力更强。
在对战车乘员工作空间的布置与设计时，需要重点考虑人机因素，即乘员与机器之间必须具有良好的界面，同时还需采取必要的防震和降噪措施，设置必要的灯光和空调设备，以及采取防尘、排烟、除霜雪等措施，以保证乘员能处在最佳的作战状态。有些国家还要求乘员具备持续48小时战斗的能力，为此，必须为乘员准备足够的食物和饮用水，并考虑乘员轮换作战和休息的问题。
[影响]
战车总体设计属于战车设计的顶层设计范畴，对战车将来的性能优劣、对战车在战场上的效能发挥、对战车的采购费用及使用费用都具有巨大影响，可以说，在一定程度上决定着战车的命运。
战车总体设计技术，一方面通过技术方案的优劣直接影响战车的性能、成本以及使用费用，另一方面通过总体布置对其设计思想进行贯彻。
战车总体设计，尤其是基型车的总体设计，不仅是对一种车型起影响作用，对陆军乃至全军的战车也会有比较大的影响，甚至会对作战进程产生重大影响。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
英文名称；overall design technology for combat vehicle
检索词： 总体设计；方案设计；总体布置；武器系统；防护系统
技术类别：战车总体设计;
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[定义]
为综合实现战车战术技术性能指标所采用的方案设计技术。其主要内容包括技术方案和总体布置两大部分，其目的是在总体设计思想指导下通过系统分析为综合实现战车战术技术性能指标寻求寿命周期费用低的最佳方案。通常是在军方武器装备规划论证并提出对战车战术技术性能指标之后进行的。可由指定的设计单位统一组织实施；也可由军方招标，通过投标单位竞争后完成。总体设计在很大程度上决定着战车战术技术性能的水平，并对研制周期、变型能力、使用修理、更新改造、服役寿命和使用费用等有直接影响。
技术方案是从技术上分析并确定实现战车战术技术性能指标的可行途径。技术方案是总体布置的基础，以确定各分系统的性能、类型、构成以及将各分系统进行整体组合所采用的技术方法，包括对战车武器系统、防护系统和推进系统进行具体的设计。
总体布置是对战车乘员和各部件，尤其是装甲防护空间内的各部件相对位置进行的布置，包括对战斗室、动力舱乘员工作空间进行的布置。
[相关技术] 武器技术；防护技术；动力技术；传动技术；设计技术
[技术难点]
战车总体设计技术是建立在许许多多分系统技术基础之上的, 因此有如下技术难点:
1、 合情合理的设计思想
在进行战车总体设计时, 首先确定设计思想是至关重要的。设计思想既不能要求过高，否则会适得其反，不是造成战车研制的失败，就是致使战车研制周期一延再延；但设计思想也不能过低，这样会使研制出的战车失去先进性和时效性。
2、 必须拥有一定的技术储备
因为战车总体设计是在许许多多的分系统或部件技术基础之上进行的，没有一批比较成熟的分系统或部件作为总体设计的技术基础，总体设计便会成为空中楼阁，因缺乏基础而造成战车涉及的失败。
3、 虚拟演示是战车总体设计的关键
未来的战车总体设计，特别是概念阶段的构架设计，必须借助虚拟演示技术对分系统技术进行可行性分析评估，以保证各分系统技术既能充分地发挥其作用，又确保各分系统之间能协调地匹配。
4、 系统的设计
战车是一门多学科技术荟萃的领域，涉及的技术众多，只有将这些技术协调地汇集在一起，才能构成一种出众的战车。然而，仅有先进技术并不一定能形成一种理想的战车，这需要依靠系统设计来发挥众多技术的专长。
[国外概况]
战车总体设计的核心是设计思想，即战车设计思想是战车总体设计的灵魂，因为它指导着战车的方案设计和总体布置。这儿的战车含义主要是指装甲战斗车辆，尤其是指主战坦克，原因是主战坦克最具典型的战车。
1、 技术方案
技术方案实际上是在设计思想的指导下对战车火力、机动和防护三大性能进行综合考虑的结果。不同的国家、不同的时期有着不同的设计思想，继而有着不同的总体布置和技术方案。一般认为，战车的主要使命是消灭敌人，因此各个国家对坦克火力居三大性能之首的认识并没有分歧意见，然而对战车机动性和防护性的看法就有不同意见，甚至是截然相反。典型的战后第二代坦克的设计思想如下：
（1） 法国
法国一贯强调战车的机动性，尤其是60年代设计出的AMX-30坦克，为了获得较好的机动性，有意减弱了装甲厚度。设计出的战后第二代AMX-30坦克的最大公路速度达到65公里/小时(km/h)，是当时速度最高的主战坦克。然而，在第四次中东战争实践中的作战效果并不理想，由于装甲不能抵挡敌人的反坦克武器的攻击，所以战场推进速度反而不如行驶速度较慢但装甲防护性较好的逊邱伦坦克。后来，法国吸取了第四次中东战争的经验，在设计勒克莱尔坦克时较好的处理了火力、机动和防护三者之间的关系，并成为将车辆电子综合系统纳入战车总体设计的第一种主战坦克。
（2） 英国
英国与法国的观点完全相反，强调战车的防护性能，在设计逊邱伦、奇伏坦和挑战者坦克时，特别强调对坦克防护性的设计，因而设计出的主战坦克都比较重，虽然坦克的行驶速度并不高，作战时对反坦克武器有一定抵御能力，因而战场推进速度并不慢，逊邱伦坦克在第四次中东战争中的战场推进速度比AMX-30坦克快就是最好的例证。
（3） 德国
德国是两次世界大战的发源地，有着比较丰富的实战经验。尽管它未参与设计战后第一代主战坦克，但在60年代设计战后第二代豹1式坦克时，仍然较好的处理了火力、机动和防护的关系，因而设计出的主战坦克综合性能比较好，深受欧洲国家的欢迎。
（4） 美国
美国的战车设计思想变化比较大。
在设计战后第一代和第二代主战坦克时，首先强调的是战车火力，同时还注意了战车机动性和防护性的协调。
在设计战后第三代主战坦克时，美国改变了传统的火力、机动和防护三大性能的提法，对设计M1坦克提出了以重要性为序的19项要求。美国陆军特别强调的是乘员的生存力，将其列在19项要求之首，其后才是观察和捕捉目标的能力以及首发命中率等要求。
美国对称为未来战斗系统的第四代主战坦克提出了新的设计思想，这就是“突破传统框框的限制，以系统之系统”进行设计，针对特定任务将未来战斗系统设计成多种车型，利用一种通用底盘制造，组成一个车族，在战场上同敌人的战车进行系统对系统的较量。
所谓技术方案，主要是指武器系统的技术方案、推进系统的技术方案和防护系统的技术方案。
武器系统的技术方案是根据设计思想对战车提出的火力指标要求，进行穿甲威力计算，以确定武器的类型及其口径大小、弹药种类以及威力、弹药装填方式、火控系统类型等。随着技术的发展，对主战坦克武器的火力要求越来越高，表现在火炮的口径在不断地增大、应用了有利于提高初速的滑膛炮、穿甲技术在继续发展、火控系统技术在不断完善，车辆综合电子技术即将普遍应用，这些都将使武器系统的效能越来越高。轻型战车不适合安装大口径火炮，一般采用机枪或小口径火炮，为了具备同重型装甲武器交战的能力，普遍采用导弹作为弥补火力不足的最佳选择。
推进系统的技术方案已经成为减少装甲保护的车体内部空间的主要措施之一。在这方面，发动机技术的进步起着重要作用，表现在发动机功率在成倍的翻番，而体积不但没有增大反而有所减少；先进的整体式推进系统概念的出现，使推进系统技术又向前发展了一大步，也为减少推进系统体积和提高推进系统效率作出了贡献。
防护系统的技术方案的进步不仅表现在防护形式的多样化，而且表现在防护能力的不断提高。传统的装甲防护随着装甲材料品质的提高，防护性能在不断提高。爆炸式反应装甲、各式各样的复合装甲、隐身技术、不同概念的主动防护的出现，使得战车的战场生存力大为提高，也为总体设计开辟了广阔的前途。
2、 总体布置
总体布置是对乘员和各分系统、装置和部件的布置，尤其是对装甲防护空间内的乘员和部件的布置，包括战斗室的布置、动力传动室的布置和乘员工作室的布置。
坦克的战斗室位于车体中部，室内乘员一般为3人，装填手单独位于火炮的一侧，而车长和炮长则在火炮的另一侧，前者坐在后者的后上方。随着火炮自动装弹机的应用，不再设装填手，因而战斗室的乘员数也从传统的3人减至2人。
长期以来，坦克的动力-传动室被布置在车体的后部（通常称之为动力装置后置）。就发动机在动力舱内的布置而言，还有发动机纵置和横置之分。起初，由于发动机的体积比较大，横置在车体内有一定困难，所以一般采取沿车体纵轴线布置。随着技术的进步，发动机的体积在逐步减少，特别是发动机长度的减短，为发动机在动力舱内横置创造了条件。
将动力-传动室（又称为动力舱）布置在车体前部的前置方案是以色列人根据自己的作战需求提出来的，最主要的目的是增强对乘员的保护，这与以色列的人力资源匮乏有密切关系。动力-传动装置前置以后，战斗室之后的车体还能空出一定空间，既可以用来搭乘6-8名步兵，以便更好的协同坦克作战；又可以用来储藏更多的炮弹或者燃料，从而使坦克的战斗能力更强。
在对战车乘员工作空间的布置与设计时，需要重点考虑人机因素，即乘员与机器之间必须具有良好的界面，同时还需采取必要的防震和降噪措施，设置必要的灯光和空调设备，以及采取防尘、排烟、除霜雪等措施，以保证乘员能处在最佳的作战状态。有些国家还要求乘员具备持续48小时战斗的能力，为此，必须为乘员准备足够的食物和饮用水，并考虑乘员轮换作战和休息的问题。
[影响]
战车总体设计属于战车设计的顶层设计范畴，对战车将来的性能优劣、对战车在战场上的效能发挥、对战车的采购费用及使用费用都具有巨大影响，可以说，在一定程度上决定着战车的命运。
战车总体设计技术，一方面通过技术方案的优劣直接影响战车的性能、成本以及使用费用，另一方面通过总体布置对其设计思想进行贯彻。
战车总体设计，尤其是基型车的总体设计，不仅是对一种车型起影响作用，对陆军乃至全军的战车也会有比较大的影响，甚至会对作战进程产生重大影响。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
自动装弹技术
英文名称；autoloading technology
检索词： 装弹机；输弹机
技术类别：火控;
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[定义]
自动装弹技术，即为火炮自动装填炮弹的技术之总称。
坦克乘员人数有限，比起其它类型火炮更需要自动装弹机进行炮弹装填，因此，坦克自动装弹机的发展更受重视、发展得更快。
坦克自动装弹机按照装填方式分类，可分为定角式和非定角式两种。火炮定角装填式自动装弹机，主要部件通常布置在炮塔内，火炮须在高低向处于一个特定的角度并闭锁后，自动装弹机才能装弹。火炮非定角装填式自动装弹机，主要部件通常安装在坦克车体中，坦克炮在高低向处在任何角度，自动装弹机均能装弹。装有自动装弹机的坦克炮除可以使用自动装弹机装填炮弹外，还可以半自动装填炮弹和人工装填炮弹。自动装弹机的补弹和卸弹一般由人工进行。
[相关技术] 火炮技术；弹药技术；自动化技术
[技术难点]
自动装弹机是一种涉及多种学科的高科技产品，其关键技术很多，主要有：
1、 选弹技术
威胁目标不同，消灭威胁所需的弹种自然不同，选择合适的弹种是第一关键。由于储存在弹仓内的炮弹是无序存放的，何位置存放的是何种弹，在存放弹药或补弹时就需要记忆，以供选弹时能有一个目标，这就需要研究能够记忆弹种的记忆盒及其相关技术。
2、 输弹技术
弹药到位方能向炮膛装填，其前提条件是选择合适的弹种。自动装弹机寻找到所需的弹种后，需要借助机械将其输送到装弹位置，不偏不差地正好对准炮膛需要开发相应的技术，这就是输弹技术。
3、 推弹技术
弹药不入炮膛是无法发射的。如何将炮弹装入炮膛，而且是恰如其分的装入，是推弹技术需要解决的问题。
4、 自动化技术
选弹、输弹、推弹，既需要快速准确地完成，又需要协调地进行，方能提高射速，满足作战的需要。自动化技术在其间起着关键的作用。
5、 可靠性技术
西方国家迟迟不肯使用自动装弹机，最主要的原因是对自动装弹机的可靠性持怀疑态度，因为一旦自动装弹机出现故障，将造成灾难性的后果。没有满意的可靠度，是不能正式装车使用的，首先必须解决使用可靠的技术问题。
[国外概况]
第二次世界大战之后，随着装甲防护技术的不断进步和威胁目标运动速度的加快，迫使坦克设计者不断加大坦克炮的口径，并一再提高战斗射速，装填大口径炮弹成为乘员的一大难题。另一方面，不断减少坦克乘员人数、缩小坦克外廓尺寸的总体设计要求也促成自动装弹机在坦克上的应用。
20世纪50年代，法国首先在AMX-13坦克的摇摆式炮塔上安装了自动装弹机；60年代，瑞典在无炮塔的“S”坦克的车体上安装了自动装弹机；70年代，前苏联首先在T-64式坦克上首先实现了主战坦克的炮弹装填自动化，接着，前苏联的T-72、T-80和T-90等系列坦克以及法国的勒克莱尔坦克和日本的90式坦克也应用了自动装弹机。
研究试验中的主战坦克自动装弹机方案更是五花八门。除英国的Air-log公司提出的分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机外，其余的结构设计方案均着眼于定装式弹药自动装弹机。其中较为重要的结构有美国的TACOM的坦克试验台架车（TTB）的转盘式自动装弹机、贝内特（Benet）实验室的XM91带式（尾舱）自动装弹机等。目前用于轻型坦克TCM顶置火炮的转鼓式弹舱自动装弹机也可用于第四代主战坦克。
1、 装备现状
（1） 分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机
前苏联的主战坦克均采用分装式弹药，尤其以最早成功使用的T-72坦克的分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机最为典型，其主要部件包括：操纵台或装弹操纵台、炮弹数量指示器、输弹机、提弹机、推弹机、抛壳机、火炮闭锁器、记忆装置和配电盒等。
该装弹机的转盘式弹仓内可存放22发125毫米（mm）炮弹，任意存放何种弹药。
由于这种装弹方案的乘员未与弹药分开放置，极容易遭受灾难性弹药爆炸伤害，1991年海湾战争中就有这样的事故发生。
（2） 带式输供弹尾舱式自动装弹机
对于定装式弹药而言，采用类似于T-72坦克那样的转盘式输供弹自动装弹机，由于炮弹长度的加大，旋转弹架的直径将超出车体宽度，这也不符合西方国家对弹药和乘员分开放置的要求，所以，勒克莱尔坦克采用了弹药储存在炮塔尾舱的带式输供弹自动装弹机。
勒克莱尔坦克的自动装弹系统全部安装在炮塔尾舱。整个机构包括一个电控输弹机、推弹机、带式弹仓和一套电子控制装置，由车长和炮长控制的装弹系统可识别5种弹并可自动完成输供弹与装弹动作。弹仓与乘员之间用装甲板隔开，尾舱上盖有泄爆装置。当自动装填系统出现故障时，仍可使用两种方式向火炮装弹。一种是乘员借助转动输弹装置的手柄转动输弹装置寻找需要的弹种，直到所需弹种的炮弹与推弹装置及炮尾轴线一致时，然后再操纵推弹装置完成推弹工序。如果不能采用此种方式，则采用另一种方式，即采用战斗室内储存的炮弹进行人工装弹，与其它自动装弹机相类似，该装置不能从炮膛内抽出炮弹再换另一发弹。
勒克莱尔坦克的带式弹仓装有22发代用弹，另有18发弹置于车体内的弹药舱内。弹药舱有装甲防护并与战斗室隔开，但可以从其中提取炮弹，尾舱式的带式弹仓可通过炮塔内或车体外的窗口逐个进行补弹。
（3） S坦克的自动装弹机
瑞典的 S坦克是目前唯一采用固定火炮的现役主战坦克，其自动装弹系统和安装方式也与其它自动装弹系统不同。
S坦克的50发弹弹仓设在战斗室后面的车体尾部，自动装弹机由液压驱动。弹仓分两部分，设在车体轴线两侧，一侧为穿甲弹，另一侧为榴弹。弹药存放在10个弹架上，弹药可借助自身的重量下滑到输弹盘上。然后弹药通过一个液压活塞（每侧弹仓各设1个）被推到弹仓中央。另一活塞将弹药提升到与炮膛高度，再由液压推弹机将炮弹推入炮膛。发射后，空弹壳可通过后窗口自动抛出。由于火炮是固定安装在车体上，所以装弹机的结构比较简单，也很少出故障。弹药的补给则是通过设在车体后部的开口进行。
2、 发展趋势
第四代坦克采用自动装弹机将成为必然趋势，这是因为：
（1） 装填手占用的车内空间过大，取消装填手可以减小炮塔尺寸，从而减轻坦克重量或增加坦克的防护水平；
（2） 140mm坦克炮的炮弹重量和尺寸不适合人工装填；
（3） 坦克在越野行驶时，人工装弹非常困难；
（4） 提高射速要求自动装填；
（5） 人工装填难以实现弹药与乘员之间的隔舱化设计；
（6） 顶置火炮方案或微型炮塔方案的设计必须以自动装填为前提条件。
第四代坦克自动装弹机研制情况。
a、 双人炮塔尾舱式自动装弹机
目前法国勒克莱尔坦克和日本90式坦克的尾舱式自动装弹机设计思想已被美国、德国和英国等国家的有关部门或公司所沿用。
美国陆军的140mm先进坦克加农炮系统（ATACS）将安装在M1A1坦克底盘上，发展一种典型的炮塔式坦克。由匹克汀尼兵工厂武器研究与发展中心于1989年年初开始的一项研究计划，并由通用动力公司和通用汽车公司完成概念设计和详细设计。内容包括双人开槽式炮塔，140mm ATACS火炮以及贝内特实验室设计的XM91尾舱式自动装弹机。该方案可能成为Block3坦克的供选方案，也可能成为M1A3坦克的发展方案。
同时，美国陆军坦克机动车局正在发起外观相似但更为复杂的先进技术试验台架车研究计划。组合式的先进技术试验台架车，除在炮塔座圈以下部位设有备用弹仓外，还要求部署一个由通用电气公司设计的弹药输送机构，以便在待用弹仓与备用弹仓之间传输弹药。
德国莱茵金属公司为豹2坦克的发展设计了一种尾舱式自动装弹机，该自动装弹机的带式弹仓与勒克莱尔坦克的带式弹仓不同。该弹仓内的弹药排列方式与火炮纵轴呈90度夹角，借以避免战斗部方向正对着战斗室。弹药经输弹机构传到与火炮纵轴相一致的位置后，再由推弹机构将弹药推入炮膛。
b、 双人炮塔环形弹仓自动装弹机和转盘式自动装弹机
莱茵金属公司的另一种装弹机已经申请专利，炮弹储存在炮膛吊篮周围的环形弹仓内。弹仓可相对吊篮进行旋转，每发炮弹均能转到正对炮尾的取弹位置。然后通过输弹槽及输供弹装置将炮弹由垂直状态调整到与炮膛轴线相一致的水平位置。再推弹入炮。这种环形弹仓可储存32发120mm炮弹，但驾驶员没有通向战斗室的通道，炮塔吊篮的空间也比较狭窄。这种类型装弹机的另一个设计方案将代用弹布置在炮塔的一侧，车长和炮长位于另一侧。每发炮弹垂直传到炮尾的供弹位置，然后再调整到与炮膛轴线相一致的水平位置完成入膛动作。这种设计可以实现弹药与乘员的隔离。
c、 无人炮塔或顶置火炮的转鼓式自动装弹机
美国坦克试验台架车（TTB）方案是美国坦克机动车局用于验证武器遥控、各种设备安装和自动装弹机技术的研究装置。在TTB车内，3名乘员并排坐在车体前部，乘员通过装甲板与武器系统隔开；武器系统包括顶置火炮 、自动装弹机和待用弹仓。从设计外形分析，TTB与国外期刊公布的几种Block3坦克的设想相近。美国通用动力公司、FMC公司和莱茵金属等公司参与了该方案的竞争，入选方案是西部设计公司的方案。坦克机动车局认为莱茵金属公司的产品过于昂贵，FMC公司的产品又太复杂。西部设计公司的设计方案包括一个旋转弹仓及相应的控制系统。旋转弹仓位于炮塔底部，炮弹悬吊在旋转弹架上，弹仓内可以容纳40发炮弹。
日本杂志曾描述过前苏联拟议中的未来苏联坦克（FST）坦克的顶置火炮的总体结构。该坦克的设计方案类似于美国的坦克试验台（TTB）的设计方案。该设计方案的车体前部布置有2名乘员，自动装弹机布置在战斗室内，为旋转弹仓结构。
俄罗斯曾在1992年的展览会上展出过一种类似外形结构的坦克模型，西方称其为“PT-5”坦克，其装弹方式属于此类型。
d、 顶置火炮转鼓式自动装弹机
美国泰莱达因公司的顶置火炮试验装置属轻型坦克，其自动装弹系统由车内的转鼓式代用弹仓、转鼓式备用弹仓和补弹装置等组成。
备用弹仓可以从车体后部整体补给。由于转鼓式代用弹仓储存的炮弹数量较少，故备用弹仓可随时向代用弹仓逐一补弹，炮架上的取弹装置则从代用弹仓的取弹口取弹，然后将弹送至炮尾，推弹入膛。该装置已在该公司的顶置火炮坦克试验车上进行了多次射击试验。该公司根据该试验装置的实验情况，构思出美国下一代主战坦克采用的顶置火炮型坦克的设想模型。
上述设计方案和试验装置本身也可以有不同的结构设计，如弹药结构的不同可以带来不同的结构设计。
目前存在的问题。
坦克炮自动装弹机设计是一项复杂的系统工程，国外对自动装弹机的设计提出一些值得认真考虑的问题：
a、代用弹仓储存弹药数量问题；
b、弹药在车内的布置方案；
c、弹仓内弹架造型选择涉及到坦克行进间的弹药固定及其几何尺寸问题；
d、推弹装置采用链式还是液压式；
e、自动装弹机对坦克的防护问题和乘员的安全问题；
f、应急情况下能否实现人工手动装填炮弹；
g、自动装弹系统的伺服控制系统的可靠性。
[影响]
自动装弹机的使用与否，对减轻乘员负担、提高装填速度、增强坦克火力具有极大的影响。人工装弹既费人力，又影响装填速度，特别是持续作战时的装填速度，从而影响坦克火力的发挥；自动装弹机的使用，不但可以少配置1名乘员（装填手）使坦克的高度得以降低，而且能够提高弹药的装填速度，从而增强坦克作战效能。
在如今的战场上，乘员需要高度集中的处理作战中的多种动作，装填手是坦克乘员中最辛苦的一位，尤其是短时间内连续装填口径超过120mm的大口径炮弹。从当今的发展趋势分析，当火炮口径超过120mm时，则必须安装自动装弹机，以满足作战的需要。
装弹速度直接影响坦克火力的发挥以及坦克作战效能的提高。人工装填口径超过120mm的炮弹时，整发弹一次装填，乘员的负担过重，会影响装填质量；采取分装方式，先装弹头后装发射药时，装填速度很难得到保证。因此，自动装填已成为今后坦克弹药装填的必然发展趋势。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
参考文献：
1、 谷秀龄. 坦克炮自动装弹机. 中国军事百科全书编审委员会. 中国军事百科全书. 军事技术Ⅱ.
2、 张春海. 第四代坦克的自动装填技术. 第四代主战坦克及相关技术跟踪研究. 兵器工业情报研究所
英文名称；autoloading technology
检索词： 装弹机；输弹机
技术类别：火控;
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[定义]
自动装弹技术，即为火炮自动装填炮弹的技术之总称。
坦克乘员人数有限，比起其它类型火炮更需要自动装弹机进行炮弹装填，因此，坦克自动装弹机的发展更受重视、发展得更快。
坦克自动装弹机按照装填方式分类，可分为定角式和非定角式两种。火炮定角装填式自动装弹机，主要部件通常布置在炮塔内，火炮须在高低向处于一个特定的角度并闭锁后，自动装弹机才能装弹。火炮非定角装填式自动装弹机，主要部件通常安装在坦克车体中，坦克炮在高低向处在任何角度，自动装弹机均能装弹。装有自动装弹机的坦克炮除可以使用自动装弹机装填炮弹外，还可以半自动装填炮弹和人工装填炮弹。自动装弹机的补弹和卸弹一般由人工进行。
[相关技术] 火炮技术；弹药技术；自动化技术
[技术难点]
自动装弹机是一种涉及多种学科的高科技产品，其关键技术很多，主要有：
1、 选弹技术
威胁目标不同，消灭威胁所需的弹种自然不同，选择合适的弹种是第一关键。由于储存在弹仓内的炮弹是无序存放的，何位置存放的是何种弹，在存放弹药或补弹时就需要记忆，以供选弹时能有一个目标，这就需要研究能够记忆弹种的记忆盒及其相关技术。
2、 输弹技术
弹药到位方能向炮膛装填，其前提条件是选择合适的弹种。自动装弹机寻找到所需的弹种后，需要借助机械将其输送到装弹位置，不偏不差地正好对准炮膛需要开发相应的技术，这就是输弹技术。
3、 推弹技术
弹药不入炮膛是无法发射的。如何将炮弹装入炮膛，而且是恰如其分的装入，是推弹技术需要解决的问题。
4、 自动化技术
选弹、输弹、推弹，既需要快速准确地完成，又需要协调地进行，方能提高射速，满足作战的需要。自动化技术在其间起着关键的作用。
5、 可靠性技术
西方国家迟迟不肯使用自动装弹机，最主要的原因是对自动装弹机的可靠性持怀疑态度，因为一旦自动装弹机出现故障，将造成灾难性的后果。没有满意的可靠度，是不能正式装车使用的，首先必须解决使用可靠的技术问题。
[国外概况]
第二次世界大战之后，随着装甲防护技术的不断进步和威胁目标运动速度的加快，迫使坦克设计者不断加大坦克炮的口径，并一再提高战斗射速，装填大口径炮弹成为乘员的一大难题。另一方面，不断减少坦克乘员人数、缩小坦克外廓尺寸的总体设计要求也促成自动装弹机在坦克上的应用。
20世纪50年代，法国首先在AMX-13坦克的摇摆式炮塔上安装了自动装弹机；60年代，瑞典在无炮塔的“S”坦克的车体上安装了自动装弹机；70年代，前苏联首先在T-64式坦克上首先实现了主战坦克的炮弹装填自动化，接着，前苏联的T-72、T-80和T-90等系列坦克以及法国的勒克莱尔坦克和日本的90式坦克也应用了自动装弹机。
研究试验中的主战坦克自动装弹机方案更是五花八门。除英国的Air-log公司提出的分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机外，其余的结构设计方案均着眼于定装式弹药自动装弹机。其中较为重要的结构有美国的TACOM的坦克试验台架车（TTB）的转盘式自动装弹机、贝内特（Benet）实验室的XM91带式（尾舱）自动装弹机等。目前用于轻型坦克TCM顶置火炮的转鼓式弹舱自动装弹机也可用于第四代主战坦克。
1、 装备现状
（1） 分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机
前苏联的主战坦克均采用分装式弹药，尤其以最早成功使用的T-72坦克的分装式弹药转盘式输供弹自动装弹机最为典型，其主要部件包括：操纵台或装弹操纵台、炮弹数量指示器、输弹机、提弹机、推弹机、抛壳机、火炮闭锁器、记忆装置和配电盒等。
该装弹机的转盘式弹仓内可存放22发125毫米（mm）炮弹，任意存放何种弹药。
由于这种装弹方案的乘员未与弹药分开放置，极容易遭受灾难性弹药爆炸伤害，1991年海湾战争中就有这样的事故发生。
（2） 带式输供弹尾舱式自动装弹机
对于定装式弹药而言，采用类似于T-72坦克那样的转盘式输供弹自动装弹机，由于炮弹长度的加大，旋转弹架的直径将超出车体宽度，这也不符合西方国家对弹药和乘员分开放置的要求，所以，勒克莱尔坦克采用了弹药储存在炮塔尾舱的带式输供弹自动装弹机。
勒克莱尔坦克的自动装弹系统全部安装在炮塔尾舱。整个机构包括一个电控输弹机、推弹机、带式弹仓和一套电子控制装置，由车长和炮长控制的装弹系统可识别5种弹并可自动完成输供弹与装弹动作。弹仓与乘员之间用装甲板隔开，尾舱上盖有泄爆装置。当自动装填系统出现故障时，仍可使用两种方式向火炮装弹。一种是乘员借助转动输弹装置的手柄转动输弹装置寻找需要的弹种，直到所需弹种的炮弹与推弹装置及炮尾轴线一致时，然后再操纵推弹装置完成推弹工序。如果不能采用此种方式，则采用另一种方式，即采用战斗室内储存的炮弹进行人工装弹，与其它自动装弹机相类似，该装置不能从炮膛内抽出炮弹再换另一发弹。
勒克莱尔坦克的带式弹仓装有22发代用弹，另有18发弹置于车体内的弹药舱内。弹药舱有装甲防护并与战斗室隔开，但可以从其中提取炮弹，尾舱式的带式弹仓可通过炮塔内或车体外的窗口逐个进行补弹。
（3） S坦克的自动装弹机
瑞典的 S坦克是目前唯一采用固定火炮的现役主战坦克，其自动装弹系统和安装方式也与其它自动装弹系统不同。
S坦克的50发弹弹仓设在战斗室后面的车体尾部，自动装弹机由液压驱动。弹仓分两部分，设在车体轴线两侧，一侧为穿甲弹，另一侧为榴弹。弹药存放在10个弹架上，弹药可借助自身的重量下滑到输弹盘上。然后弹药通过一个液压活塞（每侧弹仓各设1个）被推到弹仓中央。另一活塞将弹药提升到与炮膛高度，再由液压推弹机将炮弹推入炮膛。发射后，空弹壳可通过后窗口自动抛出。由于火炮是固定安装在车体上，所以装弹机的结构比较简单，也很少出故障。弹药的补给则是通过设在车体后部的开口进行。
2、 发展趋势
第四代坦克采用自动装弹机将成为必然趋势，这是因为：
（1） 装填手占用的车内空间过大，取消装填手可以减小炮塔尺寸，从而减轻坦克重量或增加坦克的防护水平；
（2） 140mm坦克炮的炮弹重量和尺寸不适合人工装填；
（3） 坦克在越野行驶时，人工装弹非常困难；
（4） 提高射速要求自动装填；
（5） 人工装填难以实现弹药与乘员之间的隔舱化设计；
（6） 顶置火炮方案或微型炮塔方案的设计必须以自动装填为前提条件。
第四代坦克自动装弹机研制情况。
a、 双人炮塔尾舱式自动装弹机
目前法国勒克莱尔坦克和日本90式坦克的尾舱式自动装弹机设计思想已被美国、德国和英国等国家的有关部门或公司所沿用。
美国陆军的140mm先进坦克加农炮系统（ATACS）将安装在M1A1坦克底盘上，发展一种典型的炮塔式坦克。由匹克汀尼兵工厂武器研究与发展中心于1989年年初开始的一项研究计划，并由通用动力公司和通用汽车公司完成概念设计和详细设计。内容包括双人开槽式炮塔，140mm ATACS火炮以及贝内特实验室设计的XM91尾舱式自动装弹机。该方案可能成为Block3坦克的供选方案，也可能成为M1A3坦克的发展方案。
同时，美国陆军坦克机动车局正在发起外观相似但更为复杂的先进技术试验台架车研究计划。组合式的先进技术试验台架车，除在炮塔座圈以下部位设有备用弹仓外，还要求部署一个由通用电气公司设计的弹药输送机构，以便在待用弹仓与备用弹仓之间传输弹药。
德国莱茵金属公司为豹2坦克的发展设计了一种尾舱式自动装弹机，该自动装弹机的带式弹仓与勒克莱尔坦克的带式弹仓不同。该弹仓内的弹药排列方式与火炮纵轴呈90度夹角，借以避免战斗部方向正对着战斗室。弹药经输弹机构传到与火炮纵轴相一致的位置后，再由推弹机构将弹药推入炮膛。
b、 双人炮塔环形弹仓自动装弹机和转盘式自动装弹机
莱茵金属公司的另一种装弹机已经申请专利，炮弹储存在炮膛吊篮周围的环形弹仓内。弹仓可相对吊篮进行旋转，每发炮弹均能转到正对炮尾的取弹位置。然后通过输弹槽及输供弹装置将炮弹由垂直状态调整到与炮膛轴线相一致的水平位置。再推弹入炮。这种环形弹仓可储存32发120mm炮弹，但驾驶员没有通向战斗室的通道，炮塔吊篮的空间也比较狭窄。这种类型装弹机的另一个设计方案将代用弹布置在炮塔的一侧，车长和炮长位于另一侧。每发炮弹垂直传到炮尾的供弹位置，然后再调整到与炮膛轴线相一致的水平位置完成入膛动作。这种设计可以实现弹药与乘员的隔离。
c、 无人炮塔或顶置火炮的转鼓式自动装弹机
美国坦克试验台架车（TTB）方案是美国坦克机动车局用于验证武器遥控、各种设备安装和自动装弹机技术的研究装置。在TTB车内，3名乘员并排坐在车体前部，乘员通过装甲板与武器系统隔开；武器系统包括顶置火炮 、自动装弹机和待用弹仓。从设计外形分析，TTB与国外期刊公布的几种Block3坦克的设想相近。美国通用动力公司、FMC公司和莱茵金属等公司参与了该方案的竞争，入选方案是西部设计公司的方案。坦克机动车局认为莱茵金属公司的产品过于昂贵，FMC公司的产品又太复杂。西部设计公司的设计方案包括一个旋转弹仓及相应的控制系统。旋转弹仓位于炮塔底部，炮弹悬吊在旋转弹架上，弹仓内可以容纳40发炮弹。
日本杂志曾描述过前苏联拟议中的未来苏联坦克（FST）坦克的顶置火炮的总体结构。该坦克的设计方案类似于美国的坦克试验台（TTB）的设计方案。该设计方案的车体前部布置有2名乘员，自动装弹机布置在战斗室内，为旋转弹仓结构。
俄罗斯曾在1992年的展览会上展出过一种类似外形结构的坦克模型，西方称其为“PT-5”坦克，其装弹方式属于此类型。
d、 顶置火炮转鼓式自动装弹机
美国泰莱达因公司的顶置火炮试验装置属轻型坦克，其自动装弹系统由车内的转鼓式代用弹仓、转鼓式备用弹仓和补弹装置等组成。
备用弹仓可以从车体后部整体补给。由于转鼓式代用弹仓储存的炮弹数量较少，故备用弹仓可随时向代用弹仓逐一补弹，炮架上的取弹装置则从代用弹仓的取弹口取弹，然后将弹送至炮尾，推弹入膛。该装置已在该公司的顶置火炮坦克试验车上进行了多次射击试验。该公司根据该试验装置的实验情况，构思出美国下一代主战坦克采用的顶置火炮型坦克的设想模型。
上述设计方案和试验装置本身也可以有不同的结构设计，如弹药结构的不同可以带来不同的结构设计。
目前存在的问题。
坦克炮自动装弹机设计是一项复杂的系统工程，国外对自动装弹机的设计提出一些值得认真考虑的问题：
a、代用弹仓储存弹药数量问题；
b、弹药在车内的布置方案；
c、弹仓内弹架造型选择涉及到坦克行进间的弹药固定及其几何尺寸问题；
d、推弹装置采用链式还是液压式；
e、自动装弹机对坦克的防护问题和乘员的安全问题；
f、应急情况下能否实现人工手动装填炮弹；
g、自动装弹系统的伺服控制系统的可靠性。
[影响]
自动装弹机的使用与否，对减轻乘员负担、提高装填速度、增强坦克火力具有极大的影响。人工装弹既费人力，又影响装填速度，特别是持续作战时的装填速度，从而影响坦克火力的发挥；自动装弹机的使用，不但可以少配置1名乘员（装填手）使坦克的高度得以降低，而且能够提高弹药的装填速度，从而增强坦克作战效能。
在如今的战场上，乘员需要高度集中的处理作战中的多种动作，装填手是坦克乘员中最辛苦的一位，尤其是短时间内连续装填口径超过120mm的大口径炮弹。从当今的发展趋势分析，当火炮口径超过120mm时，则必须安装自动装弹机，以满足作战的需要。
装弹速度直接影响坦克火力的发挥以及坦克作战效能的提高。人工装填口径超过120mm的炮弹时，整发弹一次装填，乘员的负担过重，会影响装填质量；采取分装方式，先装弹头后装发射药时，装填速度很难得到保证。因此，自动装填已成为今后坦克弹药装填的必然发展趋势。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：阎向前
参考文献：
1、 谷秀龄. 坦克炮自动装弹机. 中国军事百科全书编审委员会. 中国军事百科全书. 军事技术Ⅱ.
2、 张春海. 第四代坦克的自动装填技术. 第四代主战坦克及相关技术跟踪研究. 兵器工业情报研究所
惯性制导技术
英文名称；Inertial guidance Technology
检索词：惯性制导技术；惯性制导；惯性制导系统；全球定位系统
技术类别：制导;弹炮技术;
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[定义]
惯性制导技术是指利用陀螺仪和加速度计组成的惯性测量装置测量导弹或运载火箭的运动参数以修正其飞行线路偏差所采用的所有技术总称。
该技术所采用的基本原理是应用惯性加速度计，在三个互相垂直轴的方向上测量出导弹或运载火箭重心运动的加速度分量，然后利用相应的积分装置将加速度分量积分一次得到速度分量，把速度分量再积分一次得到坐标分量。由于导弹发射点的坐标和初始速度是已知的，因而可以计算出导弹或运载火箭在每一时刻的速度值和坐标值。将这些值与程序值进行比较，便能得出偏差量而进行修正，从而保证了导弹沿着预先规定的运动程序飞向目标。
现代常用的惯性制导技术有两种：空间稳定的惯性制导技术和当地水平的惯性制导技术。前者通常用在弹道式导弹和运载火箭上，其原理是，陀螺稳定平台通过减震装置装在导弹上，平台上三个加速度计分别测量出三个坐标轴方向的加速度，把适当的初始条件和时间基准输入到计算机内，计算机便能对加速度计输出的数据进行处理而得出所需要的导引信号，送到控制系统中相应的回路综合放大器中去，控制导弹、火箭飞向目标；后者通常用于巡航导弹中，其原理是陀螺稳定平台的轴通过计算机实行加矩控制使之保持地理水平。近年来，随着计算机的高度发展，又出现了一种不用陀螺稳定平台的捷联式惯性制导技术，该技术直接把陀螺仪和加速度计安装到弹体上，省去惯性平台，用大容量、高速度运算的计算机来处理导弹姿态角度变化对加速度计输出的影响，其优点是简化了系统，重量较轻，可靠性高；缺点是加速度计直接与弹体固连而处在振动环境之中，因而将影响导弹精度。现已研制成功没有转动部件的激光陀螺，工作不受振动或冲击的影响，因此广泛应用于多种战术导弹中。
惯性制导技术是一种自主式制导技术，制导系统工作时不易受人为干扰和自然环境的影响。主要缺点是制导误差随时间积累而增大，加温和对准时间较长，因此对工作时间较长的惯性制导系统，要用其它制导技术进行修正。
[相关技术]惯性加速度计技术；陀螺仪技术；GPS制导技术
[技术难点]
GPS接收机技术，INS技术以及它们的耦合技术研究，制导装置的小型化研究，干扰与抗干扰研究，抗高过载研究等。
[国外概况]
最早采用惯性导航系统制导的武器是二次世界大战期间，德国的V-2地地弹道导弹。战后发展的各种远程导弹，大都采用惯性导航系统作为中段制导或全程制导；各种近程战术导弹则广泛采用捷联式惯性导航系统作为制导系统。为了提高导航定位精度，出现了多种组合导航的方式，应用最为广泛、且最先进的组合导航系统是全球定位系统与惯性导航(GPS/INS)组合的技术，这种GPS加惯性导航的制导技术具有许多优点，主要是可全天候作战使用，已广泛应用于各类导弹、新型炮弹的研制中。
最早采用该组合制导技术的机载精确制导武器是美国海军的“斯拉姆”AGM-84E空舰导弹，该弹采用GPS/INS组合制导为中段制导，红外成像加数据链遥控为末段制导，在1991年初的海湾战争中，以其很高的命中精度取得令人注目的战绩。目前，已采用该组合制导技术的新一代机载精确空地武器有：AGM-130空地导弹、AGM-142空地导弹、CBU-97/B敏感引爆武器和联合直接攻击弹药(JDAM)等，后者在1999年的科索沃战争中，用在了轰炸我国住南大使馆。目前研制中的新型炮弹也采用了GPS/INS组合的制导技术，如美国陆军的M982式155mm（毫米）增程制导炮弹以及海军的EX171式127mm增程制导弹药等。
[影响]
海湾战争尤其是1999年的科索沃战争中，采用GPS/INS组合制导技术的武器在战场中发挥了重要的作用，它能在恶劣的气候条件下准确命中目标，成为取得战争胜利的杀手锏武器。目前这类技术成为新型弹药采用的主要制导技术。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
英文名称；Inertial guidance Technology
检索词：惯性制导技术；惯性制导；惯性制导系统；全球定位系统
技术类别：制导;弹炮技术;
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[定义]
惯性制导技术是指利用陀螺仪和加速度计组成的惯性测量装置测量导弹或运载火箭的运动参数以修正其飞行线路偏差所采用的所有技术总称。
该技术所采用的基本原理是应用惯性加速度计，在三个互相垂直轴的方向上测量出导弹或运载火箭重心运动的加速度分量，然后利用相应的积分装置将加速度分量积分一次得到速度分量，把速度分量再积分一次得到坐标分量。由于导弹发射点的坐标和初始速度是已知的，因而可以计算出导弹或运载火箭在每一时刻的速度值和坐标值。将这些值与程序值进行比较，便能得出偏差量而进行修正，从而保证了导弹沿着预先规定的运动程序飞向目标。
现代常用的惯性制导技术有两种：空间稳定的惯性制导技术和当地水平的惯性制导技术。前者通常用在弹道式导弹和运载火箭上，其原理是，陀螺稳定平台通过减震装置装在导弹上，平台上三个加速度计分别测量出三个坐标轴方向的加速度，把适当的初始条件和时间基准输入到计算机内，计算机便能对加速度计输出的数据进行处理而得出所需要的导引信号，送到控制系统中相应的回路综合放大器中去，控制导弹、火箭飞向目标；后者通常用于巡航导弹中，其原理是陀螺稳定平台的轴通过计算机实行加矩控制使之保持地理水平。近年来，随着计算机的高度发展，又出现了一种不用陀螺稳定平台的捷联式惯性制导技术，该技术直接把陀螺仪和加速度计安装到弹体上，省去惯性平台，用大容量、高速度运算的计算机来处理导弹姿态角度变化对加速度计输出的影响，其优点是简化了系统，重量较轻，可靠性高；缺点是加速度计直接与弹体固连而处在振动环境之中，因而将影响导弹精度。现已研制成功没有转动部件的激光陀螺，工作不受振动或冲击的影响，因此广泛应用于多种战术导弹中。
惯性制导技术是一种自主式制导技术，制导系统工作时不易受人为干扰和自然环境的影响。主要缺点是制导误差随时间积累而增大，加温和对准时间较长，因此对工作时间较长的惯性制导系统，要用其它制导技术进行修正。
[相关技术]惯性加速度计技术；陀螺仪技术；GPS制导技术
[技术难点]
GPS接收机技术，INS技术以及它们的耦合技术研究，制导装置的小型化研究，干扰与抗干扰研究，抗高过载研究等。
[国外概况]
最早采用惯性导航系统制导的武器是二次世界大战期间，德国的V-2地地弹道导弹。战后发展的各种远程导弹，大都采用惯性导航系统作为中段制导或全程制导；各种近程战术导弹则广泛采用捷联式惯性导航系统作为制导系统。为了提高导航定位精度，出现了多种组合导航的方式，应用最为广泛、且最先进的组合导航系统是全球定位系统与惯性导航(GPS/INS)组合的技术，这种GPS加惯性导航的制导技术具有许多优点，主要是可全天候作战使用，已广泛应用于各类导弹、新型炮弹的研制中。
最早采用该组合制导技术的机载精确制导武器是美国海军的“斯拉姆”AGM-84E空舰导弹，该弹采用GPS/INS组合制导为中段制导，红外成像加数据链遥控为末段制导，在1991年初的海湾战争中，以其很高的命中精度取得令人注目的战绩。目前，已采用该组合制导技术的新一代机载精确空地武器有：AGM-130空地导弹、AGM-142空地导弹、CBU-97/B敏感引爆武器和联合直接攻击弹药(JDAM)等，后者在1999年的科索沃战争中，用在了轰炸我国住南大使馆。目前研制中的新型炮弹也采用了GPS/INS组合的制导技术，如美国陆军的M982式155mm（毫米）增程制导炮弹以及海军的EX171式127mm增程制导弹药等。
[影响]
海湾战争尤其是1999年的科索沃战争中，采用GPS/INS组合制导技术的武器在战场中发挥了重要的作用，它能在恶劣的气候条件下准确命中目标，成为取得战争胜利的杀手锏武器。目前这类技术成为新型弹药采用的主要制导技术。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
金刚石、类金刚石薄膜技术
英文名称；Diamond and Similitude-diamond coatings technologies
检索词：光学薄膜；金刚石；蒸镀技术
技术类别：光电成象与智能传感器;
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[定义]
金刚石、类金刚石薄膜技术，是指利用各种光学薄膜制作技术制作接近天然金刚石和人造单晶金刚石特性（如在较宽光谱内均具有很高的光透过率－－在2～15μm（微米）范围光的吸收率低到1％；具有很高的硬度、良好的导热性、耐腐蚀性以及化学稳定性高－－1000℃（摄氏度）以上仍保持其化学稳定性等）的人造多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（又称为硬碳膜、离子碳膜、或透明碳膜）的一种技术。
光学应用金刚石、类金刚石薄膜主要采用低压化学汽相沉积（CVD）技术制备。低压CVD技术包括热丝CVD法、等离子体CVD法、离子束蒸镀法、光/激光CVD法附加活性氢激光CVD法等。
[相关技术]真空镀膜；测试技术
[技术难点]
目前，CVD法制作金刚石薄膜已取得丰硕成果，但作为红外光学薄膜应用还需进一步解决金刚石薄膜对红外光学材料的粘着性和光散射的问题。CVD法制作的金刚石薄膜与硅基片的粘着性是不错的，但是与其他材料（如锗、硫化锌等）基片的粘着性就甚差，或是根本就粘着不到一起去。对于光散射的问题，则是要求如何更好地控制金刚石薄膜表面形态和晶粒结构。理想的CVD法制造的红外光学应用的金刚石薄膜或许是一种单晶结构的膜，但是，目前使用CVD法还不能制造单晶结构的金刚石薄膜。此外，大面积薄膜的制作、膜的光洁度等技术课题以及金刚石薄膜的制作成本问题，都有待于继续研究解决。
[国外概况]
自1963年在一次偶然的机会出现了不寻常的硬度和化学性能好的化学汽相沉积（CVD）碳形式的薄膜后,国外有不少研究单位开始研究金刚石薄膜的沉积工艺.1971年,艾森伯格（Aisenberg）和沙博（Chabot）等人,利用离子束蒸镀法,以石墨作薄膜材料,通过氩气弧光放电使石墨分解电离产生碳离子。碳离子经磁场聚焦成束,在比较高的真空条件下,在低压沉积室内的室温下的基片上沉积出了硬碳膜。这种硬碳膜具有近似于金刚石的一些特性－如透明度高、电阻抗大、硬度高等。当时，这种膜被人们称作i形碳。直到1976年，斯潘塞（Spencer）等人对这种应碳膜的结构进行了探讨，结果确认膜中有金刚石等数种碳系结晶，后才被人们称之为类金刚石膜。就在这一年，德贾吉恩（Derjaguin）等人利用化学转变法合成出了金刚石薄膜。从此之后，低压CVD金刚石薄膜工艺引起了人们的注意。70年代中期，前苏联的科学家，论证了实用的CVD金刚石薄膜技术，接下来日本人又模仿和发展了此项技术。进入80年代后，低压CVD金刚石薄膜研究在日本蓬勃开展起来。在从1963～1987年的25年中，各国相继发表的有关金刚石薄膜制作技术及其相关材料的专利，共有672篇。其中美国有53篇，日本有507篇，其他国家为112篇。而在1983～1987年这4年内，全世界就发表了这方面的专利573篇，其中日本发表有488篇。由此看出，80年代中期是CVD法沉积合成金刚石薄膜技术的大发展时期，而日本的研究开展的最为活跃。
1、热丝CVD法bqjs0028.gif
图28 热丝CVD法金刚石薄膜沉积合成装置
1－加热炉 2－玻璃罩 3－钨灯丝 4－基片 5－硅槽 6－热电偶
7－氧化铝棒（管） 8－馈气口 9－接电源 10－接真空量规处 11－接真空泵处
日本青山大学的犬冢等人和广岛大学的广濑等人，于1985～1988年间，分别先后利用热丝CVD法，采用氢稀释过的甲烷、乙醇等含氧的有机化合物作原料，进行了沉积金刚石薄膜的实验。结果用氢稀释过的甲烷作原料，金刚石薄膜的沉积速度为数μm/h（微米/小时）；而采用乙醇等含氧的有机化合物作原料，金刚石薄膜的沉积速度提高到了数十μm/h。
2、等离子体CVD法
该法沉积合成金刚石薄膜的条件与热丝CVD法的情况类似。1984年，日本国家无机物材料研究所的濑高信雄等人利用该方法进行了金刚石薄膜的试制，结果与热丝CVD法的情形大致相同，薄膜的沉积速度为数μm/h。1987年，日本青山大学的泽边、犬冢等人采用直流等离子体法，通过发生更高密度的等离子体进行高速沉积实验，结果金刚石薄膜的沉积速度达到了20μm/h。同年，国家无机物材料研究所的松本、日野等人利用高频热等离子体法制作金刚石薄膜薄，膜的沉积速度达到了60μm/h。1988年富士通实验室的粟花、河原田等人采用直流等离子体射流法制作金刚石薄膜，薄膜的沉积速度达到了数百μm/h。另外，河原田等人在1987年还实验了一种以大面积化为目标的磁场法用来提高金刚石薄膜的沉积速度。
3、离子束蒸镀法bqjs0029.gif
图29 离子束蒸镀法类金刚石膜蒸镀设备原理图
1－电源 2－等离子 3－离子加速电极 4－聚焦偏转系统 5－离子减速栅极
6－基片 7－高真空室 8－扩散泵 9－电子枪 10－被涂材料
该方法，除了前面所讲谈到的艾森伯格等人于1971年、斯潘塞等人于1976年分别进行了成功实验外，日本的毛利、难波等人于1982年也利用该方法成功地镀制出了类金刚石薄膜。
4、光、激光CVD 法
1986年，日本大版大学的河合等人分别利用光、激光CVD法进行了金刚石薄膜的制作实验。采用光CVD法装置，以C2H2（二氢化二碳）作原料气体，使用低压水银灯，用185nm（纳米）的光进行弧光放电，使C2H2气体分解电离，产生碳离子束，制作金刚石薄膜。基片材料为硅、石英等。薄膜在室温至300℃的条件下就可形成。制作的薄膜具有透明度好、电阻抗大等特点。不足之处是硬度稍差一点。采用准分子激光CVD法，同样以C2H2作原料气体，使用波长为193nm的ArF（氩氟）准分子激光，对C2H2气体进行分解电离，产生碳离子束，在加热的基片上沉积成膜。
利用光、激光CVD法制成的金刚石薄膜 通过扫描电子显微图像和电子衍射评价，薄膜的结晶性已得到了确认。
进入90年代，低压CVD法沉积合成金刚石薄膜技术仍处于蓬勃发展时期，许多东西尚未达到成熟阶段，对其反应工艺仍在进行各方面的研究探讨－如反应的分析、反应模拟，结晶生长的量子化学探讨等。特别是对工艺反应提出了不少的观点，其中最有代表性的是活性气体参与反应的活性反应学说。这种学说是被许多研究人员所支持的一种学说，它认为金刚石是由激励状态的甲基原子团（CH3碳氢化合物）形成的。在沉积合成金刚石薄膜的过程中，根据使用的活性气体分子种类的不同，沉积合成出的薄膜的形态也不一样。在整个工艺过程，原子状态的活性气体起着重要作用，它参与立体结构金刚石（SPPP）的形成，而后与生成的非晶体碳起反应，最后沉积生成金刚石薄膜。
[影响]
金刚石、类金刚石薄膜具有优良的光学、机械和电特性在军事领域有广泛用途。例如，由于它具有优良的光透过率，非常适合制作红外光学零件的单层减反膜，以改善红外光学透镜对红外线辐射的透过率，进尔提高红外热成像仪扑捉敌目标的能力。由于具有很高的硬度、很强的耐磨性和耐腐蚀性，可以用作军用光电仪器、飞机等的窗口、挡风玻璃等，以提高它们的使用寿命。因此说，金刚石、类金刚石薄膜技术的发展对武器装备和国防科技的发展颇有影响。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨玉勤
英文名称；Diamond and Similitude-diamond coatings technologies
检索词：光学薄膜；金刚石；蒸镀技术
技术类别：光电成象与智能传感器;
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[定义]
金刚石、类金刚石薄膜技术，是指利用各种光学薄膜制作技术制作接近天然金刚石和人造单晶金刚石特性（如在较宽光谱内均具有很高的光透过率－－在2～15μm（微米）范围光的吸收率低到1％；具有很高的硬度、良好的导热性、耐腐蚀性以及化学稳定性高－－1000℃（摄氏度）以上仍保持其化学稳定性等）的人造多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（又称为硬碳膜、离子碳膜、或透明碳膜）的一种技术。
光学应用金刚石、类金刚石薄膜主要采用低压化学汽相沉积（CVD）技术制备。低压CVD技术包括热丝CVD法、等离子体CVD法、离子束蒸镀法、光/激光CVD法附加活性氢激光CVD法等。
[相关技术]真空镀膜；测试技术
[技术难点]
目前，CVD法制作金刚石薄膜已取得丰硕成果，但作为红外光学薄膜应用还需进一步解决金刚石薄膜对红外光学材料的粘着性和光散射的问题。CVD法制作的金刚石薄膜与硅基片的粘着性是不错的，但是与其他材料（如锗、硫化锌等）基片的粘着性就甚差，或是根本就粘着不到一起去。对于光散射的问题，则是要求如何更好地控制金刚石薄膜表面形态和晶粒结构。理想的CVD法制造的红外光学应用的金刚石薄膜或许是一种单晶结构的膜，但是，目前使用CVD法还不能制造单晶结构的金刚石薄膜。此外，大面积薄膜的制作、膜的光洁度等技术课题以及金刚石薄膜的制作成本问题，都有待于继续研究解决。
[国外概况]
自1963年在一次偶然的机会出现了不寻常的硬度和化学性能好的化学汽相沉积（CVD）碳形式的薄膜后,国外有不少研究单位开始研究金刚石薄膜的沉积工艺.1971年,艾森伯格（Aisenberg）和沙博（Chabot）等人,利用离子束蒸镀法,以石墨作薄膜材料,通过氩气弧光放电使石墨分解电离产生碳离子。碳离子经磁场聚焦成束,在比较高的真空条件下,在低压沉积室内的室温下的基片上沉积出了硬碳膜。这种硬碳膜具有近似于金刚石的一些特性－如透明度高、电阻抗大、硬度高等。当时，这种膜被人们称作i形碳。直到1976年，斯潘塞（Spencer）等人对这种应碳膜的结构进行了探讨，结果确认膜中有金刚石等数种碳系结晶，后才被人们称之为类金刚石膜。就在这一年，德贾吉恩（Derjaguin）等人利用化学转变法合成出了金刚石薄膜。从此之后，低压CVD金刚石薄膜工艺引起了人们的注意。70年代中期，前苏联的科学家，论证了实用的CVD金刚石薄膜技术，接下来日本人又模仿和发展了此项技术。进入80年代后，低压CVD金刚石薄膜研究在日本蓬勃开展起来。在从1963～1987年的25年中，各国相继发表的有关金刚石薄膜制作技术及其相关材料的专利，共有672篇。其中美国有53篇，日本有507篇，其他国家为112篇。而在1983～1987年这4年内，全世界就发表了这方面的专利573篇，其中日本发表有488篇。由此看出，80年代中期是CVD法沉积合成金刚石薄膜技术的大发展时期，而日本的研究开展的最为活跃。
1、热丝CVD法bqjs0028.gif
图28 热丝CVD法金刚石薄膜沉积合成装置
1－加热炉 2－玻璃罩 3－钨灯丝 4－基片 5－硅槽 6－热电偶
7－氧化铝棒（管） 8－馈气口 9－接电源 10－接真空量规处 11－接真空泵处
日本青山大学的犬冢等人和广岛大学的广濑等人，于1985～1988年间，分别先后利用热丝CVD法，采用氢稀释过的甲烷、乙醇等含氧的有机化合物作原料，进行了沉积金刚石薄膜的实验。结果用氢稀释过的甲烷作原料，金刚石薄膜的沉积速度为数μm/h（微米/小时）；而采用乙醇等含氧的有机化合物作原料，金刚石薄膜的沉积速度提高到了数十μm/h。
2、等离子体CVD法
该法沉积合成金刚石薄膜的条件与热丝CVD法的情况类似。1984年，日本国家无机物材料研究所的濑高信雄等人利用该方法进行了金刚石薄膜的试制，结果与热丝CVD法的情形大致相同，薄膜的沉积速度为数μm/h。1987年，日本青山大学的泽边、犬冢等人采用直流等离子体法，通过发生更高密度的等离子体进行高速沉积实验，结果金刚石薄膜的沉积速度达到了20μm/h。同年，国家无机物材料研究所的松本、日野等人利用高频热等离子体法制作金刚石薄膜薄，膜的沉积速度达到了60μm/h。1988年富士通实验室的粟花、河原田等人采用直流等离子体射流法制作金刚石薄膜，薄膜的沉积速度达到了数百μm/h。另外，河原田等人在1987年还实验了一种以大面积化为目标的磁场法用来提高金刚石薄膜的沉积速度。
3、离子束蒸镀法bqjs0029.gif
图29 离子束蒸镀法类金刚石膜蒸镀设备原理图
1－电源 2－等离子 3－离子加速电极 4－聚焦偏转系统 5－离子减速栅极
6－基片 7－高真空室 8－扩散泵 9－电子枪 10－被涂材料
该方法，除了前面所讲谈到的艾森伯格等人于1971年、斯潘塞等人于1976年分别进行了成功实验外，日本的毛利、难波等人于1982年也利用该方法成功地镀制出了类金刚石薄膜。
4、光、激光CVD 法
1986年，日本大版大学的河合等人分别利用光、激光CVD法进行了金刚石薄膜的制作实验。采用光CVD法装置，以C2H2（二氢化二碳）作原料气体，使用低压水银灯，用185nm（纳米）的光进行弧光放电，使C2H2气体分解电离，产生碳离子束，制作金刚石薄膜。基片材料为硅、石英等。薄膜在室温至300℃的条件下就可形成。制作的薄膜具有透明度好、电阻抗大等特点。不足之处是硬度稍差一点。采用准分子激光CVD法，同样以C2H2作原料气体，使用波长为193nm的ArF（氩氟）准分子激光，对C2H2气体进行分解电离，产生碳离子束，在加热的基片上沉积成膜。
利用光、激光CVD法制成的金刚石薄膜 通过扫描电子显微图像和电子衍射评价，薄膜的结晶性已得到了确认。
进入90年代，低压CVD法沉积合成金刚石薄膜技术仍处于蓬勃发展时期，许多东西尚未达到成熟阶段，对其反应工艺仍在进行各方面的研究探讨－如反应的分析、反应模拟，结晶生长的量子化学探讨等。特别是对工艺反应提出了不少的观点，其中最有代表性的是活性气体参与反应的活性反应学说。这种学说是被许多研究人员所支持的一种学说，它认为金刚石是由激励状态的甲基原子团（CH3碳氢化合物）形成的。在沉积合成金刚石薄膜的过程中，根据使用的活性气体分子种类的不同，沉积合成出的薄膜的形态也不一样。在整个工艺过程，原子状态的活性气体起着重要作用，它参与立体结构金刚石（SPPP）的形成，而后与生成的非晶体碳起反应，最后沉积生成金刚石薄膜。
[影响]
金刚石、类金刚石薄膜具有优良的光学、机械和电特性在军事领域有广泛用途。例如，由于它具有优良的光透过率，非常适合制作红外光学零件的单层减反膜，以改善红外光学透镜对红外线辐射的透过率，进尔提高红外热成像仪扑捉敌目标的能力。由于具有很高的硬度、很强的耐磨性和耐腐蚀性，可以用作军用光电仪器、飞机等的窗口、挡风玻璃等，以提高它们的使用寿命。因此说，金刚石、类金刚石薄膜技术的发展对武器装备和国防科技的发展颇有影响。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨玉勤
火炮增程技术
英文名称；gun extended range technology
检索词：增程火炮；增程弹药
技术类别：火炮;
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[定义]
提高火炮初速、增大火炮射程的各种技术总称。各国在研制和改进火炮过程中，追求的重要目标之一是增大射程。增大射程采取的主要技术途径有：加长身管、加大药室容积、采用高能发射药和增程弹药及新的发射能源等。
通过加长身管、加大药室容积和采用高能发射药，可以提高初速、增大射程，但这将导致火炮体积与质量的增加，膛压升高，从而降低其机动性，缩短身管寿命，降低可靠性。因此，采用这些技术途径增大射程受到一定的限制。
发展采用发射后火箭助推、底部排气（底排）或火箭助推/底排复合增程技术的增程弹药也是增大射程的有效途径之一。
为了大幅度提高火炮初速，从而增大射程，各国还在积极开发新的发射能源，彻底变革传统火炮的面貌。
[相关技术]加长身管技术；高能发射药技术；增程弹药技术；新型发射技术
[技术难点]
需要突破的主要技术难点
1、火炮延长身管、加大药室容积技术；
2、高能发射药技术；
3、增程弹药技术，包括火箭助推、底排和火箭助推/底排复合增程技术；
4、新能源火炮发射技术，特别是研究高功率小型化脉冲电源技术，以彻底解决电源小型化问题；电磁炮的轨道材料与弹丸技术等。
[国外概况]
1、加长身管
这是增大射程的技术措施之一。身管的长度决定了弹丸在膛内的行程，从而决定了高压气体对弹丸的作用时间。增加身管长度后，延长了高压气体对弹丸的作用时间，因而提高了弹丸的飞行速度，增大了射程。80年代以前，国外研制的155mm（毫米）榴弹炮，身管长度一般为39或40倍口径，炮管实际长6m（米）左右，如美国M109系列(M109式除外)自行榴弹炮、英/德/意FH-70式榴弹炮和SP-70式自行榴弹炮等为39倍口径，法国TRF1式榴弹炮和AUF1式自行榴弹炮等为40倍口径，这些火炮初速约820m／s（米/秒），射程22～24km（公里）左右；近年来新研制的同口径火炮，如加拿大GC45式加榴炮、南非G5式加榴炮和G6式自行加榴炮等，身管长增加至45倍口径(长约7m)，初速提高到900m／s左右，最大射程超过30km；而正在改进的现役火炮和研制的新一代火炮，如美国十字军战士系统和改进型M109A6式自行榴弹炮、德国PzH2000式自行榴弹炮、瑞典ASP2000式自行榴弹炮和以色列SLAMMER自行榴弹炮等，其身管长度达到52倍口径(长在8m以上)，发射普通榴弹最大射程可达40km，发射增程弹将达50km以上。
2、加大药室容积，增加发射药装药量
这是增大射程的另一条技术途径。随着榴弹炮身管长度从39倍口径增加到52倍口径，药室容积也从原来的18.85dm3（立方分米）加大到23dm3，增加了发射药装药量，从而增大射程。
3、采用高能发射药
目前火炮采用的发射药主要是单、双、三基药。为适应高膛压火炮，进一步提高弹丸初速，近年来研制并装备了几种高能发射药，如英国的AX/S64－20发射药、美国的XM35发射药，以及正在研究的以混合硝酸酯增塑的硝胺发射药。
4、发展增程弹药
弹药主要采用火箭助推、底排或火箭助推/底排复合增程等技术来增大射程，如美国新研制的XM982式155mm火箭助推/底排复合增程制导炮弹可使现役M109A6 帕拉丁155mm（毫米）39倍口径自行火炮射程从24km（普通榴弹）或30km（火箭增程弹）增大到40km，使未来XM2000/XM2001 十字军战士 155mm自行榴弹炮射程达57km。
5、研究新的发射能源
传统身管火炮采用底火产生的火药气体点燃化学工质发射炮弹，限制了火炮的进一步发展。为了大幅度提高火炮的性能，各军事大国纷纷对新的发射能源进行了广泛探索，开展了诸如电磁炮（轨道炮和线圈炮）、电热炮和电热化学炮等新概念火炮的研究，以期取代传统身管火炮。
（1）液体发射药火炮
1991年11月，美国陆军决定其先进野战火炮系统（即目前的十字军战士）采用XM300式155mm再生式液体发射药火炮，该样炮采用52倍口径身管和14升药室，发射M549火箭增程弹，射程达44km，并能在8～36km全射程段实现多发弹同时弹着(MRSI)；采用新弹和17dm3药室，预计最大射程可达60km。该炮具有多发弹同时弹着、改善后勤和增大射程等特点，但由于仍存在技术问题，美陆军于1996年3月15日作出最后裁决：十字军战士中止再生式液体发射药火炮试验，而作为技术储备继续进行研究。目前，美国进行的液体发射药技术基础项目分为两阶段进行，第一阶段研究十字军战士暴露出来的、与总装和安全相关的问题，特别是弹道控制、液体发射药燃烧及材料相容性方面的问题；第二阶段着眼于武器化，探讨该技术的其它用途，诸如作为中口径或大口径火炮安装在坦克、战车或防空平台上。第二阶段结束时，陆军将作出最后决定，是否继续从事液体发射药研究。
（2）电热化学炮
电热化学炮于80年代初刚刚起步，但进展相当迅速，特别是进入90年代以来取得了突破性进展，确实令人耳目一新。由于具有较高的初速、较广的适用性和较低的脉冲功率需求，它已成为液体发射药火炮和电磁炮等新概念火炮的最有力竞争者。电热化学炮在发射时，利用电能和化学能两种能源，因此属于混合能源型武器。目前，世界各国都对电热化学炮表现出很大兴趣，美国、俄罗斯、英国、法国、德国、以色列等发达国家已在这一技术领域进行了理论研究和试验研究，尤以美国进展较快，技术最为领先。
（3）电磁炮
电磁炮发射的弹丸速度极高，远远超过任何一种现役常规火炮，而且由于没有发射药，炮弹体积更小，因此装载量更大。不过也存在电源尺寸过大、电能密度低以及许多尚未解决的技术问题。随着在超高效聚合物电容器、单级发电机、高能量密度超导电感线圈以及高密度储电装置等方面的技术进步，将带来电源体积和重量的显著减小。此外，简化的后勤将进一步促使形势向有利于电磁炮的方向发展。预计在更远的未来，电磁炮将是坦克炮的首选方案。
[影响]
增大火炮射程是火炮发展的永恒主题之一。射程的增大使火力覆盖范围增大，从而可以在敌方火力范围之外开火，使生存能力大大提高。特别是电磁炮坦克的研制成功，将使坦克的生存能力大大提高。
在实际应用中，这些增程技术途径并非单独使用，火炮通常综合采用多项技术途径增大射程，如美国Mk45 mod4式127mm舰炮采用62倍口径身管、EX167发射装药和EX171式火箭增程制导弹药（ERGM）等多项增程技术，炮口能量达18MJ（兆焦），射程达117km。未来改进型可能采用电热化学炮（ETC）发射技术，炮口能量高达22MJ，射程更大。
尽管新的能源发射技术的研制工作已取得重大进展，但要使其达到实用要求，仍存在一些重大技术难题。不过，由于电热化学炮发射时是利用电能和化学能两种能源，是介于传统发射药火炮与电磁炮（纯电能）之间的一种混合能源型火炮。可以预见，电热化学炮将成为装备使用的第一种新能源火炮。预计，电热化学炮将于2005年前后装备使用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：卫锦萍
英文名称；gun extended range technology
检索词：增程火炮；增程弹药
技术类别：火炮;
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[定义]
提高火炮初速、增大火炮射程的各种技术总称。各国在研制和改进火炮过程中，追求的重要目标之一是增大射程。增大射程采取的主要技术途径有：加长身管、加大药室容积、采用高能发射药和增程弹药及新的发射能源等。
通过加长身管、加大药室容积和采用高能发射药，可以提高初速、增大射程，但这将导致火炮体积与质量的增加，膛压升高，从而降低其机动性，缩短身管寿命，降低可靠性。因此，采用这些技术途径增大射程受到一定的限制。
发展采用发射后火箭助推、底部排气（底排）或火箭助推/底排复合增程技术的增程弹药也是增大射程的有效途径之一。
为了大幅度提高火炮初速，从而增大射程，各国还在积极开发新的发射能源，彻底变革传统火炮的面貌。
[相关技术]加长身管技术；高能发射药技术；增程弹药技术；新型发射技术
[技术难点]
需要突破的主要技术难点
1、火炮延长身管、加大药室容积技术；
2、高能发射药技术；
3、增程弹药技术，包括火箭助推、底排和火箭助推/底排复合增程技术；
4、新能源火炮发射技术，特别是研究高功率小型化脉冲电源技术，以彻底解决电源小型化问题；电磁炮的轨道材料与弹丸技术等。
[国外概况]
1、加长身管
这是增大射程的技术措施之一。身管的长度决定了弹丸在膛内的行程，从而决定了高压气体对弹丸的作用时间。增加身管长度后，延长了高压气体对弹丸的作用时间，因而提高了弹丸的飞行速度，增大了射程。80年代以前，国外研制的155mm（毫米）榴弹炮，身管长度一般为39或40倍口径，炮管实际长6m（米）左右，如美国M109系列(M109式除外)自行榴弹炮、英/德/意FH-70式榴弹炮和SP-70式自行榴弹炮等为39倍口径，法国TRF1式榴弹炮和AUF1式自行榴弹炮等为40倍口径，这些火炮初速约820m／s（米/秒），射程22～24km（公里）左右；近年来新研制的同口径火炮，如加拿大GC45式加榴炮、南非G5式加榴炮和G6式自行加榴炮等，身管长增加至45倍口径(长约7m)，初速提高到900m／s左右，最大射程超过30km；而正在改进的现役火炮和研制的新一代火炮，如美国十字军战士系统和改进型M109A6式自行榴弹炮、德国PzH2000式自行榴弹炮、瑞典ASP2000式自行榴弹炮和以色列SLAMMER自行榴弹炮等，其身管长度达到52倍口径(长在8m以上)，发射普通榴弹最大射程可达40km，发射增程弹将达50km以上。
2、加大药室容积，增加发射药装药量
这是增大射程的另一条技术途径。随着榴弹炮身管长度从39倍口径增加到52倍口径，药室容积也从原来的18.85dm3（立方分米）加大到23dm3，增加了发射药装药量，从而增大射程。
3、采用高能发射药
目前火炮采用的发射药主要是单、双、三基药。为适应高膛压火炮，进一步提高弹丸初速，近年来研制并装备了几种高能发射药，如英国的AX/S64－20发射药、美国的XM35发射药，以及正在研究的以混合硝酸酯增塑的硝胺发射药。
4、发展增程弹药
弹药主要采用火箭助推、底排或火箭助推/底排复合增程等技术来增大射程，如美国新研制的XM982式155mm火箭助推/底排复合增程制导炮弹可使现役M109A6 帕拉丁155mm（毫米）39倍口径自行火炮射程从24km（普通榴弹）或30km（火箭增程弹）增大到40km，使未来XM2000/XM2001 十字军战士 155mm自行榴弹炮射程达57km。
5、研究新的发射能源
传统身管火炮采用底火产生的火药气体点燃化学工质发射炮弹，限制了火炮的进一步发展。为了大幅度提高火炮的性能，各军事大国纷纷对新的发射能源进行了广泛探索，开展了诸如电磁炮（轨道炮和线圈炮）、电热炮和电热化学炮等新概念火炮的研究，以期取代传统身管火炮。
（1）液体发射药火炮
1991年11月，美国陆军决定其先进野战火炮系统（即目前的十字军战士）采用XM300式155mm再生式液体发射药火炮，该样炮采用52倍口径身管和14升药室，发射M549火箭增程弹，射程达44km，并能在8～36km全射程段实现多发弹同时弹着(MRSI)；采用新弹和17dm3药室，预计最大射程可达60km。该炮具有多发弹同时弹着、改善后勤和增大射程等特点，但由于仍存在技术问题，美陆军于1996年3月15日作出最后裁决：十字军战士中止再生式液体发射药火炮试验，而作为技术储备继续进行研究。目前，美国进行的液体发射药技术基础项目分为两阶段进行，第一阶段研究十字军战士暴露出来的、与总装和安全相关的问题，特别是弹道控制、液体发射药燃烧及材料相容性方面的问题；第二阶段着眼于武器化，探讨该技术的其它用途，诸如作为中口径或大口径火炮安装在坦克、战车或防空平台上。第二阶段结束时，陆军将作出最后决定，是否继续从事液体发射药研究。
（2）电热化学炮
电热化学炮于80年代初刚刚起步，但进展相当迅速，特别是进入90年代以来取得了突破性进展，确实令人耳目一新。由于具有较高的初速、较广的适用性和较低的脉冲功率需求，它已成为液体发射药火炮和电磁炮等新概念火炮的最有力竞争者。电热化学炮在发射时，利用电能和化学能两种能源，因此属于混合能源型武器。目前，世界各国都对电热化学炮表现出很大兴趣，美国、俄罗斯、英国、法国、德国、以色列等发达国家已在这一技术领域进行了理论研究和试验研究，尤以美国进展较快，技术最为领先。
（3）电磁炮
电磁炮发射的弹丸速度极高，远远超过任何一种现役常规火炮，而且由于没有发射药，炮弹体积更小，因此装载量更大。不过也存在电源尺寸过大、电能密度低以及许多尚未解决的技术问题。随着在超高效聚合物电容器、单级发电机、高能量密度超导电感线圈以及高密度储电装置等方面的技术进步，将带来电源体积和重量的显著减小。此外，简化的后勤将进一步促使形势向有利于电磁炮的方向发展。预计在更远的未来，电磁炮将是坦克炮的首选方案。
[影响]
增大火炮射程是火炮发展的永恒主题之一。射程的增大使火力覆盖范围增大，从而可以在敌方火力范围之外开火，使生存能力大大提高。特别是电磁炮坦克的研制成功，将使坦克的生存能力大大提高。
在实际应用中，这些增程技术途径并非单独使用，火炮通常综合采用多项技术途径增大射程，如美国Mk45 mod4式127mm舰炮采用62倍口径身管、EX167发射装药和EX171式火箭增程制导弹药（ERGM）等多项增程技术，炮口能量达18MJ（兆焦），射程达117km。未来改进型可能采用电热化学炮（ETC）发射技术，炮口能量高达22MJ，射程更大。
尽管新的能源发射技术的研制工作已取得重大进展，但要使其达到实用要求，仍存在一些重大技术难题。不过，由于电热化学炮发射时是利用电能和化学能两种能源，是介于传统发射药火炮与电磁炮（纯电能）之间的一种混合能源型火炮。可以预见，电热化学炮将成为装备使用的第一种新能源火炮。预计，电热化学炮将于2005年前后装备使用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：卫锦萍
大口径火炮减重技术
英文名称；Large-caliber Gun Weight Reducing Technology
检索词：火炮；减重
技术类别：火炮;
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[定义]
大口径火炮减重技术是通过优化结构设计、减小后坐力和提高射击稳定性以及应用轻型材料来减轻火炮重量的综合性技术，涵盖火炮发射、火炮及相关结构设计、材料科学、系统工程等方面。
[相关技术]总体设计技术；后坐控制技术；材料技术
[技术难点]
总体设计技术。为减小耳轴拉力可以重新设计炮口制退器，但过高的冲击波超压会对人员产生负面影响，同时大口径牵引火炮减重后的动态稳定性会直接影响到精度。
电源技术。在后坐系统中采用粘度可变的电-流变液体固然可以增强对后坐的控制，但如果电源体积太大就得不偿失了。
将可用于火炮的复合材料和轻金属制成火炮构件的专用新技术。例如，美国陆军认为碳化硅增强的铝基复合材料是制造火炮身管和外套管的优良材料，但是迄今还没有找到用该材料制造身管的适宜方法以及把碳化硅-铝外套管同炮钢内衬相复合的适当工艺。
[国外概况]
90年代初，英国相继成功研制出比质量约7.2t（吨）的M198式155mm(毫米)榴弹炮轻得多而火力相当的两种新型155mm榴弹炮，即皇家兵工厂研制的LTH（轻型牵引榴弹炮）和维克斯造船及工程公司研制的UFH（超轻型榴弹炮）。在此基础上，英国又研制了更成熟的XM777式155mm轻型牵引榴弹炮。2000年6月底，英国宇航动力系统公司向美国陆军和海军陆战队交付了第一门工程与制造发展型XM777式榴弹炮，这标志着新一代轻型牵引火炮开始正式投入使用。
按照英国国防部的间接战场交战应用研究计划，英国国防评估与研究局还在研究一系列适用于第二代“超轻型火炮”或中期寿命改进型“机动炮兵武器系统”火炮的技术。目标是在射程不减的情况下将全炮质量从目前的4.08t(吨)减到接近2.27t，具体方法包括采用39倍口径轻型复合材料身管和软后坐系统。据估计，通过将39倍口径155mm常规火炮身管的壁厚减小60%并增加复合材料外套管，身管重量可减轻40%。
作为军事力量大国和军事技术强国，美国也非常重视轻型牵引火炮系统的发展。1999年7月30日，美国陆军与通用原子公司签订了一项10.87亿美元的合同，利用其后坐控制、电-流变液体和轻型等栅格结构技术研制先进技术轻型火炮系统样炮。
先进技术轻型火炮系统最终将取代美国陆军现役的直接火力支援武器--M119A1式105mm牵引榴弹炮，目前已制成两门试验样炮，即重3070kg(千克)的TB1式33倍口径软后坐榴弹炮和质量为2590kg的TB2式电-流变软后坐榴弹炮。
1、总体设计技术
总体设计技术包括结构设计、减小后坐力（如采用炮口制退器）和提高射击稳定性等多种技术。对于自行火炮，最直接、有效的方法是采用轮式底盘、改进或取消炮塔。对于牵引火炮，主要是进行炮架优化设计和研究新的后坐原理（如串联式后坐、曲线后坐等）。
以英国维克斯造船与工程有限公司研制的UFH超轻型牵引榴弹炮为例，该炮在总体设计思想上着重于减小受力、提高稳定性，采用对称结构、长后坐、减小载荷传递路线等措施来减小结构的受力，采用低火线高、质心前移、增加缓冲装置等技术提高稳定性。该炮在结构布置上具有十分明显的特点：下架落地，并在下架上安装承载的浅驻锄，不但可以大幅度降低火线高，而且下架支撑在地面上，可承受大部分的垂直载荷和部分水平载荷；摇架加长，炮尾后端相对于耳轴前移，以适应低火线高和长后坐的结构要求；增加前置大架，以满足因炮身前移带来的火炮静态稳定性和复进稳定性的要求；在下架与后大架之间设置液压缓冲装置，以改善炮架的受力；在满足火炮固定和后坐稳定性的前提下，减小了后大架，减轻了大架的质量。
串联式后坐系统最早见于意大利M56式105mm山地榴弹炮。其后坐系统由两层摇架和两套反后坐装置组成。由于两反后坐装置串联，总后坐长为两层后坐长之和。该炮最大总后坐长为1100mm，第一层最大后坐长为300mm，第二层最大后坐长为800mm，这样摇架导轨长会大大缩短，使得总体设计紧凑，同时有效地增加后坐长减小后坐阻力。应该指出，串联式后坐系统不仅可有效地增加后坐长，由于第二层后坐的后坐部分比第一层后坐部分质量增加了很多，即增加了第一层后坐的反后坐装置和连接导轨部分的质量，所以减小后坐阻力的效果比单纯增加后坐长度减小后坐阻力更显著。
曲线后坐技术是一种利用火炮后坐能量来提高稳定性的技术，它不同于直线后坐之处在于火炮后坐部分是沿曲线轨迹而非直线运动的。火炮射击时后坐部分质心沿曲线轨迹运动，由于质心有一个垂直火线方向向上的运动，将部分后坐能量转化为使质心抬高的能量，产生一向下的反力，抵消火炮由于重量不足而可能产生翻倒的趋势，使火炮维持稳定的状态。该技术可作为轻型牵引火炮增加射击稳定性的有效措施，英国研制的LTH 155mm轻型牵引榴弹炮即采用了这一技术。与同口径直线后坐火炮相比，在相同全炮重、火线高和后坐长度情况下，采用曲线槽式平面运动曲线后坐系统射击稳定性可以提高50%左右。其缺点包括不能有效地减小后坐阻力、在保证后坐稳定性的同时难以兼顾最佳的复进稳定性、炮身加速转动所产生的惯性力矩加剧了火炮翻倒的可能等。
2、材料技术
美国的M102式105mm榴弹炮采用铝合金，使重量从前身M101式105榴弹炮的3.7t降到大约1.4t，以便全炮空运和空投。
英国皇家兵工厂研制的LTH轻型牵引榴弹炮用钛合金制大架，总质量不超过4083kg。英国维克斯造船及工程公司研制的UFH超轻型榴弹炮总质量为3.7t，该炮的摇架、射击底盘、后驻锄、炮管驻退机轭、高低轭、炮耳端、悬臂、衬套、轴环和枢轴等零部件用钛铬合金制造，重量大约为1t。
少数的火炮部件采用了非金属材料和复合材料。坦克炮管上的抽烟装置用纤维增强塑料制造。“豹”2坦克120mm火炮的热护套用玻璃钢制造。美军155mm榴弹炮的M126A1炮管和175mm加农炮的M113A1炮管，采用了聚氨酯和氯丁橡胶紧塞垫。法国采用聚酯碳纤维/环氧树脂复合材料代替金属制造输弹机和摇架，质量减轻45%以上。
复合材料可获得单一炮钢达不到的优良综合性能，因此国外选择树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷、难熔金属和轻金属等材料，研究了金属/金属、非金属/钢和陶瓷复合结构等多种结构形式制造炮管和火炮部件，以适应火炮提高强度、刚性、射击精度、耐烧蚀磨损以及减轻重量等方面的发展要求。研制的有些构件已接近实用化阶段。
在金属/金属复合结构中，国外主要研究了钢/难熔材料内衬以及金属外套管/钢内衬结构形式。在钢/难熔材料内衬结构形式中，美国陆军采用粉末冶金新工艺把钼合金复合到炮管内膛，获得细晶和各向同性的内衬。该技术正向实用化方向发展。德国莱茵金属公司研究出一种强度高、质量轻、耐高温高压的高膛压炮管。该炮管用爆炸焊接多层材料制成，一种五层结构的组成是Cr(铬）、Ta（钽）或陶瓷隔热层、陶瓷增强金属基体刚性耐高温层、钨化合物导热层、连续碳纤维增强铜基合金导热层以及35镍－铬－钼－矾钢外壁，另一种四层结构是Cr、Ta耐磨导热层、短纤维增强钨基合金导热层、长纤维增强铜基合金导热层以及45镍－铬－钼－矾钢外壁。
在金属外套管/钢内衬结构形式中，美国陆军研究出用钛合金外套管与炮钢内衬相复合的大口径加农炮管。该复合炮管在实验室通过了液压试验，在野外成功进行了95发实弹试射。在用AF1410合金和碳化硅增强的铝基合金新材料制外套管同炮钢内衬相复合的结构研究方面，美国陆军也做了许多工作。
非金属/钢以及非金属复合材料可明显减轻火炮的重量。瑞典陆军研究出碳纤维增强塑料同钢或钛合金内衬相复合的炮管结构。该炮管在膛压要求100、200、300和400等级时，可分别减质量60%、45%、35%和25%。美国陆军用聚酰亚胺/石墨复合材料同炮钢内衬相复合，研制出M68式105mm坦克炮管，至少可减重10%，该复合炮管可以8发/min（发/min）的射速连续发射65发M456弹。美国陆军Benet研究所研制出用碳/环氧复合材料制的105mm无后坐力线膛炮，该炮的炮管和支撑技术构件重3.375kg。
美国陆军使用树脂基复合材料和金属基复合材料减轻大口径牵引榴弹炮重量，该研究已有新的突破。据报道，美国陆军在设计上已解决了大口径牵引榴弹炮减重后的的动态稳定性问题，使轻型材料具备了在这类火炮上使用的条件。目前，这项研究还处于初期阶段，只限于非后坐部件应用，将来可望扩大到炮管和炮尾等后坐部件上。迄今的研究表明，在155mm牵引榴弹炮中用石墨/环氧替代钢制大架可把重量从105kg降低到36kg，用粒子增强铝基复合材料代替钢制下架，可把重量从675kg降到279kg；在105mm牵引榴弹炮中，用复合材料代替铝制摇架，可把重量从36kg降到25kg，用复合材料代替钢制防翻滚阻杆，可把重量从68kg降到18kg。
[影响]
随着火炮技术的发展，现代火炮的威力有了很大的提高，以西方国家在70～80年代竞相研制、装备的155mm榴弹炮为代表，火炮的射程与威力都有很大的提高，但重量并没有减小，155mm牵引榴弹炮的质量多在8t以上，火炮的机动性没有明显的改善。进入90年代，以英国研制的XM777式155mm轻型牵引榴弹炮代表的牵引火炮，采用了新的减重综合技术，质量大幅度下降，获得了良好的战术机动性和战略机动性。在目前各国普遍重视快速反应部队建设的形势下，后者显得尤为重要。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：介龙涛
英文名称；Large-caliber Gun Weight Reducing Technology
检索词：火炮；减重
技术类别：火炮;
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[定义]
大口径火炮减重技术是通过优化结构设计、减小后坐力和提高射击稳定性以及应用轻型材料来减轻火炮重量的综合性技术，涵盖火炮发射、火炮及相关结构设计、材料科学、系统工程等方面。
[相关技术]总体设计技术；后坐控制技术；材料技术
[技术难点]
总体设计技术。为减小耳轴拉力可以重新设计炮口制退器，但过高的冲击波超压会对人员产生负面影响，同时大口径牵引火炮减重后的动态稳定性会直接影响到精度。
电源技术。在后坐系统中采用粘度可变的电-流变液体固然可以增强对后坐的控制，但如果电源体积太大就得不偿失了。
将可用于火炮的复合材料和轻金属制成火炮构件的专用新技术。例如，美国陆军认为碳化硅增强的铝基复合材料是制造火炮身管和外套管的优良材料，但是迄今还没有找到用该材料制造身管的适宜方法以及把碳化硅-铝外套管同炮钢内衬相复合的适当工艺。
[国外概况]
90年代初，英国相继成功研制出比质量约7.2t（吨）的M198式155mm(毫米)榴弹炮轻得多而火力相当的两种新型155mm榴弹炮，即皇家兵工厂研制的LTH（轻型牵引榴弹炮）和维克斯造船及工程公司研制的UFH（超轻型榴弹炮）。在此基础上，英国又研制了更成熟的XM777式155mm轻型牵引榴弹炮。2000年6月底，英国宇航动力系统公司向美国陆军和海军陆战队交付了第一门工程与制造发展型XM777式榴弹炮，这标志着新一代轻型牵引火炮开始正式投入使用。
按照英国国防部的间接战场交战应用研究计划，英国国防评估与研究局还在研究一系列适用于第二代“超轻型火炮”或中期寿命改进型“机动炮兵武器系统”火炮的技术。目标是在射程不减的情况下将全炮质量从目前的4.08t(吨)减到接近2.27t，具体方法包括采用39倍口径轻型复合材料身管和软后坐系统。据估计，通过将39倍口径155mm常规火炮身管的壁厚减小60%并增加复合材料外套管，身管重量可减轻40%。
作为军事力量大国和军事技术强国，美国也非常重视轻型牵引火炮系统的发展。1999年7月30日，美国陆军与通用原子公司签订了一项10.87亿美元的合同，利用其后坐控制、电-流变液体和轻型等栅格结构技术研制先进技术轻型火炮系统样炮。
先进技术轻型火炮系统最终将取代美国陆军现役的直接火力支援武器--M119A1式105mm牵引榴弹炮，目前已制成两门试验样炮，即重3070kg(千克)的TB1式33倍口径软后坐榴弹炮和质量为2590kg的TB2式电-流变软后坐榴弹炮。
1、总体设计技术
总体设计技术包括结构设计、减小后坐力（如采用炮口制退器）和提高射击稳定性等多种技术。对于自行火炮，最直接、有效的方法是采用轮式底盘、改进或取消炮塔。对于牵引火炮，主要是进行炮架优化设计和研究新的后坐原理（如串联式后坐、曲线后坐等）。
以英国维克斯造船与工程有限公司研制的UFH超轻型牵引榴弹炮为例，该炮在总体设计思想上着重于减小受力、提高稳定性，采用对称结构、长后坐、减小载荷传递路线等措施来减小结构的受力，采用低火线高、质心前移、增加缓冲装置等技术提高稳定性。该炮在结构布置上具有十分明显的特点：下架落地，并在下架上安装承载的浅驻锄，不但可以大幅度降低火线高，而且下架支撑在地面上，可承受大部分的垂直载荷和部分水平载荷；摇架加长，炮尾后端相对于耳轴前移，以适应低火线高和长后坐的结构要求；增加前置大架，以满足因炮身前移带来的火炮静态稳定性和复进稳定性的要求；在下架与后大架之间设置液压缓冲装置，以改善炮架的受力；在满足火炮固定和后坐稳定性的前提下，减小了后大架，减轻了大架的质量。
串联式后坐系统最早见于意大利M56式105mm山地榴弹炮。其后坐系统由两层摇架和两套反后坐装置组成。由于两反后坐装置串联，总后坐长为两层后坐长之和。该炮最大总后坐长为1100mm，第一层最大后坐长为300mm，第二层最大后坐长为800mm，这样摇架导轨长会大大缩短，使得总体设计紧凑，同时有效地增加后坐长减小后坐阻力。应该指出，串联式后坐系统不仅可有效地增加后坐长，由于第二层后坐的后坐部分比第一层后坐部分质量增加了很多，即增加了第一层后坐的反后坐装置和连接导轨部分的质量，所以减小后坐阻力的效果比单纯增加后坐长度减小后坐阻力更显著。
曲线后坐技术是一种利用火炮后坐能量来提高稳定性的技术，它不同于直线后坐之处在于火炮后坐部分是沿曲线轨迹而非直线运动的。火炮射击时后坐部分质心沿曲线轨迹运动，由于质心有一个垂直火线方向向上的运动，将部分后坐能量转化为使质心抬高的能量，产生一向下的反力，抵消火炮由于重量不足而可能产生翻倒的趋势，使火炮维持稳定的状态。该技术可作为轻型牵引火炮增加射击稳定性的有效措施，英国研制的LTH 155mm轻型牵引榴弹炮即采用了这一技术。与同口径直线后坐火炮相比，在相同全炮重、火线高和后坐长度情况下，采用曲线槽式平面运动曲线后坐系统射击稳定性可以提高50%左右。其缺点包括不能有效地减小后坐阻力、在保证后坐稳定性的同时难以兼顾最佳的复进稳定性、炮身加速转动所产生的惯性力矩加剧了火炮翻倒的可能等。
2、材料技术
美国的M102式105mm榴弹炮采用铝合金，使重量从前身M101式105榴弹炮的3.7t降到大约1.4t，以便全炮空运和空投。
英国皇家兵工厂研制的LTH轻型牵引榴弹炮用钛合金制大架，总质量不超过4083kg。英国维克斯造船及工程公司研制的UFH超轻型榴弹炮总质量为3.7t，该炮的摇架、射击底盘、后驻锄、炮管驻退机轭、高低轭、炮耳端、悬臂、衬套、轴环和枢轴等零部件用钛铬合金制造，重量大约为1t。
少数的火炮部件采用了非金属材料和复合材料。坦克炮管上的抽烟装置用纤维增强塑料制造。“豹”2坦克120mm火炮的热护套用玻璃钢制造。美军155mm榴弹炮的M126A1炮管和175mm加农炮的M113A1炮管，采用了聚氨酯和氯丁橡胶紧塞垫。法国采用聚酯碳纤维/环氧树脂复合材料代替金属制造输弹机和摇架，质量减轻45%以上。
复合材料可获得单一炮钢达不到的优良综合性能，因此国外选择树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷、难熔金属和轻金属等材料，研究了金属/金属、非金属/钢和陶瓷复合结构等多种结构形式制造炮管和火炮部件，以适应火炮提高强度、刚性、射击精度、耐烧蚀磨损以及减轻重量等方面的发展要求。研制的有些构件已接近实用化阶段。
在金属/金属复合结构中，国外主要研究了钢/难熔材料内衬以及金属外套管/钢内衬结构形式。在钢/难熔材料内衬结构形式中，美国陆军采用粉末冶金新工艺把钼合金复合到炮管内膛，获得细晶和各向同性的内衬。该技术正向实用化方向发展。德国莱茵金属公司研究出一种强度高、质量轻、耐高温高压的高膛压炮管。该炮管用爆炸焊接多层材料制成，一种五层结构的组成是Cr(铬）、Ta（钽）或陶瓷隔热层、陶瓷增强金属基体刚性耐高温层、钨化合物导热层、连续碳纤维增强铜基合金导热层以及35镍－铬－钼－矾钢外壁，另一种四层结构是Cr、Ta耐磨导热层、短纤维增强钨基合金导热层、长纤维增强铜基合金导热层以及45镍－铬－钼－矾钢外壁。
在金属外套管/钢内衬结构形式中，美国陆军研究出用钛合金外套管与炮钢内衬相复合的大口径加农炮管。该复合炮管在实验室通过了液压试验，在野外成功进行了95发实弹试射。在用AF1410合金和碳化硅增强的铝基合金新材料制外套管同炮钢内衬相复合的结构研究方面，美国陆军也做了许多工作。
非金属/钢以及非金属复合材料可明显减轻火炮的重量。瑞典陆军研究出碳纤维增强塑料同钢或钛合金内衬相复合的炮管结构。该炮管在膛压要求100、200、300和400等级时，可分别减质量60%、45%、35%和25%。美国陆军用聚酰亚胺/石墨复合材料同炮钢内衬相复合，研制出M68式105mm坦克炮管，至少可减重10%，该复合炮管可以8发/min（发/min）的射速连续发射65发M456弹。美国陆军Benet研究所研制出用碳/环氧复合材料制的105mm无后坐力线膛炮，该炮的炮管和支撑技术构件重3.375kg。
美国陆军使用树脂基复合材料和金属基复合材料减轻大口径牵引榴弹炮重量，该研究已有新的突破。据报道，美国陆军在设计上已解决了大口径牵引榴弹炮减重后的的动态稳定性问题，使轻型材料具备了在这类火炮上使用的条件。目前，这项研究还处于初期阶段，只限于非后坐部件应用，将来可望扩大到炮管和炮尾等后坐部件上。迄今的研究表明，在155mm牵引榴弹炮中用石墨/环氧替代钢制大架可把重量从105kg降低到36kg，用粒子增强铝基复合材料代替钢制下架，可把重量从675kg降到279kg；在105mm牵引榴弹炮中，用复合材料代替铝制摇架，可把重量从36kg降到25kg，用复合材料代替钢制防翻滚阻杆，可把重量从68kg降到18kg。
[影响]
随着火炮技术的发展，现代火炮的威力有了很大的提高，以西方国家在70～80年代竞相研制、装备的155mm榴弹炮为代表，火炮的射程与威力都有很大的提高，但重量并没有减小，155mm牵引榴弹炮的质量多在8t以上，火炮的机动性没有明显的改善。进入90年代，以英国研制的XM777式155mm轻型牵引榴弹炮代表的牵引火炮，采用了新的减重综合技术，质量大幅度下降，获得了良好的战术机动性和战略机动性。在目前各国普遍重视快速反应部队建设的形势下，后者显得尤为重要。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：介龙涛
高能固体推进剂技术
英文名称；high energy solid propellant technology
检索词：高能推进剂；固体推进剂；NEPE推进剂；高能量密度材料
技术类别：火炸药;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
高能固体推进剂技术是指采用新型推进剂配方和工艺，研究和制造高比冲、高密度固体推进剂的技术。就当前国外固体推进剂研制情况看，研制高能固体推进剂主要有三个具有代表性的途径：
1、硝酸酯增塑聚醚推进剂（NEPE推进剂）
NEPE推进剂是目前使用的推进剂中能量最高、代表当今最新技术水平的高能推进剂。它是不同于改性双基推进剂和复合推进剂的一种新型推进剂。
2、叠氮固体推进剂
叠氮固体推进剂是指由叠氮粘合剂、叠氮增塑剂或（和）其它叠氮组分构成的固体推进剂。该类推进剂具有密度比冲高、信号特征低等特点，具有多种用途，是固体推进剂同时满足高能化和少烟化要求的重要技术途径。其中，聚叠氮缩水甘油醚（GAP）推进剂为该类推进剂的典型代表，是很有发展前途的高能固体推进剂新品种。
3、高能量密度材料（HEDM）
高能量密度材料是指密度大于2.0g/cm3（克/立方厘米），爆速大于9000m/s（米/秒），爆压大于40GPa（吉帕）而且危险性低、安定性好的含能材料。把高能量密度材料引入固体推进剂配方中，将使高能固体推进剂性能上一个新台阶。
[相关技术]导弹技术；固体火箭发动机技术
[技术难点]
1、高能量密度材料和合成与放大研究。
高能量密度材料的合成研究是为高能固体推进剂提供高能氧化剂的重要工作，而且，合成放大研究也对后期的推进剂配方应用研究具有重要的意义。
2、在现有配方条件下，努力提高NEPE推进剂的综合性能也是重点和难点。
NEPE推进剂是现役固体推进剂中能量最高的推进剂，在高能量密度材料的研究尚未成熟或者未达到工程化的情况下，提高NEPE推进剂的综合性能，也是当务之急。例如提高推进剂在高温、常温和低温下的力学性能，降低NEPE推进剂在燃烧时的压强指数。
造成NEPE推进剂力学性能差的原因是由于硝胺固体填料的表面惰性和硝酸铵增塑剂对硝胺颗粒的微溶性，使得推进剂在应力的作用下产生“脱湿”现象。解决这一问题的办法主要有两个：一是对硝胺固体填料进行包覆，例如采用聚氨酯对HMX颗粒进行包覆；二是采用合适的键合剂（偶联剂）在硝胺填料与聚醚粘合剂之间产生界面增强作用，例如中性高分子键合剂。美国就是采用中性高分子键合剂解决了NEPE推进剂的力学性能差的问题。
降低NEPE推进剂在燃烧时的压强指数，关键在于优化推进剂的配方组成，采用合适的燃烧催化剂及其它功能添加剂。
[国外概况]
1、国外研制、装备状况
70年代初，美国为了满足MX导弹的要求，研制成功了NEPE推进剂。美国赫克力斯公司、洛克希德公司、聚硫橡胶公司和航空喷气公司均承担了MX、“三叉戟Ⅱ”和“侏儒”导弹用NEPE推进剂的研制合同。MX和“三叉戟Ⅱ”导弹已分别于1986年12月和1990年3月装备部队。
与此同时，美国也在积极将NEPE推进剂及新技术向战术导弹移植。美国原四装自行式近程“小榭树”防空导弹，装备无烟交联改性双基推进剂。但在模拟野外贮存条件所做的发动机高低温循环试验时，药柱出现严重破裂。其原因是硝化甘油在低温条件下出现结晶，导致推进剂低温脆变。美国陆军导弹管理局协同赫克力斯公司，采用硝化甘油（NG）与1，2，4-丁三醇三硝酸酯（BTTN）混合增塑剂代替单一硝化甘油，制成低温不脆变推进剂，装备于原导弹中。
美国将NEPE推进剂及新技术向战术导弹移植的做法，引起了德、法、日、台湾等国家和地区的极大兴趣，纷纷把NEPE推进剂的新技术引入各种战术武器系统。1987年，德国ICT公司研究了NEPE低特征信号推进剂的燃烧性能。法国火炸药公司更是明确表示战术导弹用低特征信号推进剂的近期目标是开发低特征信号NEPE推进剂。
90年代国外固体推进剂发展的主要方向为高能、无烟和低成本。目前正在开发GAP推进剂和高能量密度材料。美国正在研究两种高能量密度材料：一种是CL-20（六硝基六氮杂异伍兹烷），1995年合成放大，2000年小型发动机试车；另一种是HNHAA（六硝基六氮杂金刚烷），2000年合成放大，预计2005年小型发动机试车。
2、几种典型的高能固体推进剂
（1）NEPE推进剂
NEPE推进剂有较高的固体含量，固体含量可达70-80%。NEPE推进剂的主要组分包括：粘合剂--聚醚（环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚或聚乙二醇）；增塑剂--硝酸酯或混合硝酸酯（NG或者NG与BTTN的混合物）；氧化剂--奥克托今（HMX）或黑索今（RDX）、高氯酸铵（AP）；燃料--铝粉；此外还包括键合剂、防老化剂、化学安定剂和内弹道性能调节剂等功能添加剂。
据国外文献报道，NEPE推进剂的性能指标如下：
性能 73%固体 80%固体
理论比冲（s）（秒） 271 273.3
混合终了最大粘度
（kPa·s）（千帕·秒） 1.0 1.2
常温拉伸强度(（MPa）（兆帕） 0.89 0.37
延伸率(（%） 100 65
模量E（MPa） 4.1 3.1
65℃拉伸强度(（MPa） 0.57 -
延伸率(（%） 79 -
模量E（MPa） 3.3 -
－40℃拉伸强度（MPa） 6.8 -
延伸率(%） 20 -
燃速（13.7MPa时）（mm/s）（毫米/秒） 26.4 26.1
压强指数 0.58 0.66
危险等级 1.1 1.1
（2）GAP推进剂
叠氮含能粘合剂(如聚叠氮缩水甘油醚）具有生成热大、密度高、常温下粘度低和易加工等特点，以GAP为粘合剂的固体推进剂被认为是继NEPE推进剂之后的新一代高性能推进剂。更由于GAP分子结构中不含不饱和双键，同时叠氮基对酸碱作用稳定性好，这使得在GAP推进剂配方中采用与丁羟等含不饱和双键的粘合剂系统存在严重相容性问题的高能氧化剂成为可能，如硝肪肼（HNF）。
据文献资料表明，GAP/HNF/Al(铝)的标准理论比冲和最大理论密度如下：
Al（%） 24 24 21 21 21 21 18 18
HNF（%） 56 59 56 59 62 65 59 62
GAP（%） 20 17 23 20 17 14 23 20
标准理论比冲
（s）（秒） 271.0 276.8 274.4 279.3 280.1 280.2 278.8 279.5
最大理论密度（g/cm3）
（克/立方厘米） 1.839 1.863 1.799 1.822 1.845 1.869 1.783 1.806
（3）CL-20推进剂
CL-20（六硝基六氮杂异伍兹烷）是美国于1987年成功合成的一种高能量密度材料，其密度为2.1g/cm3(克/立方厘米)，爆速9400-9500m/s（米/秒），爆压43GPa（吉帕）。美国海军正在研制下一代高能固体推进剂--CL-20推进剂，该推进剂将具有以下特点：
①对意外刺激不敏感；
②在可见光、紫外或红外波段的排气最小；
③对环境无害（铅、氯化氢和氧化铝含量达最小）；
④性能类似于或高于目前的低特征信息推进剂；
⑤危险等级为1.3级。
[影响]
1、 对武器系统的影响
高能固体推进剂技术是现代动力技术的核心和基础。以NEPE推进剂为代表的高能固体推进剂具有高比冲、高密度和低温力学性能好的特点，是可能满足未来战略武器型号要求的最佳选择，该项技术对提高战略、战术导弹武器系统的性能，对提高国防科学技术水平都有重要作用。
2、 对科学技术发展的影响
固体推进剂研究涉及新成分合成化学、高分子化学、反应动力学、界面化学、流变学、燃烧理论、爆炸物理等学科领域。高能固体推进剂的研究必将带动含能高聚物、含能粘合剂和含能增塑剂的发展，促进高聚物增塑机理、界面化学和固化网络等应用基础理论研究工作的开展，也将带动填充粘弹体的力学、燃烧、安全等领域的科学技术研究工作的发展。以上技术领域的发展不仅将为固体推进剂技术的新发展奠定技术基础，也将为相关科学技术的发展提供动力，体现了突破关键、带动全面的科学技术发展规律。
综上所述，高能固体推进剂是未来战略型号的关键技术，对未来战略和战术导弹武器系统性能的提高有特别重要的作用；高能固体推进剂可显著提高战略导弹的射程，对提供新的军事能力和威慑能力有特别重要的作用；高能固体推进剂是提高固体推进剂整体技术水平的通用技术，高能固体推进剂的发展可缩短各国在关键科技领域与世界先进水平的差距，对提高国防科学技术及国家科学技术水平有较大的带动作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郑 斌
英文名称；high energy solid propellant technology
检索词：高能推进剂；固体推进剂；NEPE推进剂；高能量密度材料
技术类别：火炸药;
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[定义]
高能固体推进剂技术是指采用新型推进剂配方和工艺，研究和制造高比冲、高密度固体推进剂的技术。就当前国外固体推进剂研制情况看，研制高能固体推进剂主要有三个具有代表性的途径：
1、硝酸酯增塑聚醚推进剂（NEPE推进剂）
NEPE推进剂是目前使用的推进剂中能量最高、代表当今最新技术水平的高能推进剂。它是不同于改性双基推进剂和复合推进剂的一种新型推进剂。
2、叠氮固体推进剂
叠氮固体推进剂是指由叠氮粘合剂、叠氮增塑剂或（和）其它叠氮组分构成的固体推进剂。该类推进剂具有密度比冲高、信号特征低等特点，具有多种用途，是固体推进剂同时满足高能化和少烟化要求的重要技术途径。其中，聚叠氮缩水甘油醚（GAP）推进剂为该类推进剂的典型代表，是很有发展前途的高能固体推进剂新品种。
3、高能量密度材料（HEDM）
高能量密度材料是指密度大于2.0g/cm3（克/立方厘米），爆速大于9000m/s（米/秒），爆压大于40GPa（吉帕）而且危险性低、安定性好的含能材料。把高能量密度材料引入固体推进剂配方中，将使高能固体推进剂性能上一个新台阶。
[相关技术]导弹技术；固体火箭发动机技术
[技术难点]
1、高能量密度材料和合成与放大研究。
高能量密度材料的合成研究是为高能固体推进剂提供高能氧化剂的重要工作，而且，合成放大研究也对后期的推进剂配方应用研究具有重要的意义。
2、在现有配方条件下，努力提高NEPE推进剂的综合性能也是重点和难点。
NEPE推进剂是现役固体推进剂中能量最高的推进剂，在高能量密度材料的研究尚未成熟或者未达到工程化的情况下，提高NEPE推进剂的综合性能，也是当务之急。例如提高推进剂在高温、常温和低温下的力学性能，降低NEPE推进剂在燃烧时的压强指数。
造成NEPE推进剂力学性能差的原因是由于硝胺固体填料的表面惰性和硝酸铵增塑剂对硝胺颗粒的微溶性，使得推进剂在应力的作用下产生“脱湿”现象。解决这一问题的办法主要有两个：一是对硝胺固体填料进行包覆，例如采用聚氨酯对HMX颗粒进行包覆；二是采用合适的键合剂（偶联剂）在硝胺填料与聚醚粘合剂之间产生界面增强作用，例如中性高分子键合剂。美国就是采用中性高分子键合剂解决了NEPE推进剂的力学性能差的问题。
降低NEPE推进剂在燃烧时的压强指数，关键在于优化推进剂的配方组成，采用合适的燃烧催化剂及其它功能添加剂。
[国外概况]
1、国外研制、装备状况
70年代初，美国为了满足MX导弹的要求，研制成功了NEPE推进剂。美国赫克力斯公司、洛克希德公司、聚硫橡胶公司和航空喷气公司均承担了MX、“三叉戟Ⅱ”和“侏儒”导弹用NEPE推进剂的研制合同。MX和“三叉戟Ⅱ”导弹已分别于1986年12月和1990年3月装备部队。
与此同时，美国也在积极将NEPE推进剂及新技术向战术导弹移植。美国原四装自行式近程“小榭树”防空导弹，装备无烟交联改性双基推进剂。但在模拟野外贮存条件所做的发动机高低温循环试验时，药柱出现严重破裂。其原因是硝化甘油在低温条件下出现结晶，导致推进剂低温脆变。美国陆军导弹管理局协同赫克力斯公司，采用硝化甘油（NG）与1，2，4-丁三醇三硝酸酯（BTTN）混合增塑剂代替单一硝化甘油，制成低温不脆变推进剂，装备于原导弹中。
美国将NEPE推进剂及新技术向战术导弹移植的做法，引起了德、法、日、台湾等国家和地区的极大兴趣，纷纷把NEPE推进剂的新技术引入各种战术武器系统。1987年，德国ICT公司研究了NEPE低特征信号推进剂的燃烧性能。法国火炸药公司更是明确表示战术导弹用低特征信号推进剂的近期目标是开发低特征信号NEPE推进剂。
90年代国外固体推进剂发展的主要方向为高能、无烟和低成本。目前正在开发GAP推进剂和高能量密度材料。美国正在研究两种高能量密度材料：一种是CL-20（六硝基六氮杂异伍兹烷），1995年合成放大，2000年小型发动机试车；另一种是HNHAA（六硝基六氮杂金刚烷），2000年合成放大，预计2005年小型发动机试车。
2、几种典型的高能固体推进剂
（1）NEPE推进剂
NEPE推进剂有较高的固体含量，固体含量可达70-80%。NEPE推进剂的主要组分包括：粘合剂--聚醚（环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚或聚乙二醇）；增塑剂--硝酸酯或混合硝酸酯（NG或者NG与BTTN的混合物）；氧化剂--奥克托今（HMX）或黑索今（RDX）、高氯酸铵（AP）；燃料--铝粉；此外还包括键合剂、防老化剂、化学安定剂和内弹道性能调节剂等功能添加剂。
据国外文献报道，NEPE推进剂的性能指标如下：
性能 73%固体 80%固体
理论比冲（s）（秒） 271 273.3
混合终了最大粘度
（kPa·s）（千帕·秒） 1.0 1.2
常温拉伸强度(（MPa）（兆帕） 0.89 0.37
延伸率(（%） 100 65
模量E（MPa） 4.1 3.1
65℃拉伸强度(（MPa） 0.57 -
延伸率(（%） 79 -
模量E（MPa） 3.3 -
－40℃拉伸强度（MPa） 6.8 -
延伸率(%） 20 -
燃速（13.7MPa时）（mm/s）（毫米/秒） 26.4 26.1
压强指数 0.58 0.66
危险等级 1.1 1.1
（2）GAP推进剂
叠氮含能粘合剂(如聚叠氮缩水甘油醚）具有生成热大、密度高、常温下粘度低和易加工等特点，以GAP为粘合剂的固体推进剂被认为是继NEPE推进剂之后的新一代高性能推进剂。更由于GAP分子结构中不含不饱和双键，同时叠氮基对酸碱作用稳定性好，这使得在GAP推进剂配方中采用与丁羟等含不饱和双键的粘合剂系统存在严重相容性问题的高能氧化剂成为可能，如硝肪肼（HNF）。
据文献资料表明，GAP/HNF/Al(铝)的标准理论比冲和最大理论密度如下：
Al（%） 24 24 21 21 21 21 18 18
HNF（%） 56 59 56 59 62 65 59 62
GAP（%） 20 17 23 20 17 14 23 20
标准理论比冲
（s）（秒） 271.0 276.8 274.4 279.3 280.1 280.2 278.8 279.5
最大理论密度（g/cm3）
（克/立方厘米） 1.839 1.863 1.799 1.822 1.845 1.869 1.783 1.806
（3）CL-20推进剂
CL-20（六硝基六氮杂异伍兹烷）是美国于1987年成功合成的一种高能量密度材料，其密度为2.1g/cm3(克/立方厘米)，爆速9400-9500m/s（米/秒），爆压43GPa（吉帕）。美国海军正在研制下一代高能固体推进剂--CL-20推进剂，该推进剂将具有以下特点：
①对意外刺激不敏感；
②在可见光、紫外或红外波段的排气最小；
③对环境无害（铅、氯化氢和氧化铝含量达最小）；
④性能类似于或高于目前的低特征信息推进剂；
⑤危险等级为1.3级。
[影响]
1、 对武器系统的影响
高能固体推进剂技术是现代动力技术的核心和基础。以NEPE推进剂为代表的高能固体推进剂具有高比冲、高密度和低温力学性能好的特点，是可能满足未来战略武器型号要求的最佳选择，该项技术对提高战略、战术导弹武器系统的性能，对提高国防科学技术水平都有重要作用。
2、 对科学技术发展的影响
固体推进剂研究涉及新成分合成化学、高分子化学、反应动力学、界面化学、流变学、燃烧理论、爆炸物理等学科领域。高能固体推进剂的研究必将带动含能高聚物、含能粘合剂和含能增塑剂的发展，促进高聚物增塑机理、界面化学和固化网络等应用基础理论研究工作的开展，也将带动填充粘弹体的力学、燃烧、安全等领域的科学技术研究工作的发展。以上技术领域的发展不仅将为固体推进剂技术的新发展奠定技术基础，也将为相关科学技术的发展提供动力，体现了突破关键、带动全面的科学技术发展规律。
综上所述，高能固体推进剂是未来战略型号的关键技术，对未来战略和战术导弹武器系统性能的提高有特别重要的作用；高能固体推进剂可显著提高战略导弹的射程，对提供新的军事能力和威慑能力有特别重要的作用；高能固体推进剂是提高固体推进剂整体技术水平的通用技术，高能固体推进剂的发展可缩短各国在关键科技领域与世界先进水平的差距，对提高国防科学技术及国家科学技术水平有较大的带动作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郑 斌
杀伤爆破战斗部技术
英文名称；high explosive-fragment warhead Technology
检索词：杀伤爆破战斗部；高爆战斗部；爆破战斗部
技术类别：弹炮技术;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
利用战斗部的杀伤和爆炸作用来毁伤目标的所有技术的总称。
杀伤爆破战斗部是指利用炸药装药爆炸产生的爆轰产物的压力、冲击波和破片(包括预制破片)来毁伤目标的战斗部，同时兼有杀伤战斗部和爆破战斗部的功能，一般由壳体(预刻槽或含有预制破片)、炸药装药、引信、传爆管等组成。在空气中爆炸时，主要靠冲击波超压毁伤目标，同时靠破片杀伤目标，其破坏半径是使目标达到预定毁伤程度的冲击波作用距离。在土壤中爆炸时，能产生爆破作用和地震作用，爆破作用能形成爆炸坑，地震作用能引起地面建筑物和防御工事的震塌和震裂，其破坏作用的大小，通常以破坏半径和弹坑容积来衡量。在水中爆炸时，产生冲击波、气泡和水动压，冲击波是引起目标破坏的主要因素，气泡脉动和水动压对目标也能产生相当大的破坏作用，通常也用破坏半径来表示其威力大小。野战火箭弹用杀伤爆破战斗部主要用于摧毁野战防御工事、炮兵阵地、军事技术装备、大型建筑物、桥梁等；导弹、炮弹用杀伤爆破战斗部主要用于摧毁工业基地、交通枢纽、港口、导弹发射场、机场、舰艇等战略目标以及毁伤软设施目标，也可作为防空武器用战斗部。
[相关技术]杀伤战斗部技术；爆破战斗部技术；榴弹弹丸；高能炸药；预制破片
[技术难点]
破片大小、质量以及飞行方向的控制；杀伤爆破装药的起爆系统的算法；目标毁伤标准的确定等。
[国外概况]
俄罗斯是研制、采用与改进杀伤爆破战斗部技术最积极、成果最突出的国家，其代表机构是全俄实验物理科学研究所。该类战斗部技术广泛应用于榴弹炮炮弹、坦克炮炮弹、迫击炮炮弹、航空炸弹、火箭弹、导弹中，适应于各种口径的弹药，在作战中发挥了重要的作用，如“红土地”激光末制导炮弹采用的战斗部等。但在防空弹药领域，由于杀伤爆破弹的弹丸在引爆期间所形成的径向破片形式通常不能覆盖位于弹丸飞行方向上的目标，飞行中的弹丸具有发射距离误差和局部区域的不均匀等缺点。所以，近期，俄罗斯改为：研究能在弹丸前锥部产生一个附加破片场的弹药技术，形成预制尺寸和重量的弹道破片，可根据目标类型进行优化；在装弹机构内或在弹丸飞行中，利用具有定时起爆装置的电子时间/触发引信对弹丸进行空炸安排，具有轴向散布破片，大大改善了杀伤区域的形状，并通过弹头部内的预制破片组件，提高了杀伤威力和效果。同样，空中爆炸技术的引入大大提高了杀伤爆破战斗部对付软皮目标的效果，如俄罗斯为坦克炮研制的HES榴霰弹丸。除俄罗斯外，其它国家也早已使用了这类战斗部技术。许多航空炸弹采用了杀伤爆破战斗部，用于攻击常规建筑物、防空武器、飞机和雷达站，如美国的MK82、83、84普通炸弹等。
采用高破片率钢作壳体的杀伤爆破战斗部，可大大提高其杀伤目标的能力。如，美国的M913式105mm（毫米）火箭增程炮弹的杀伤力比M1式榴弹提高80％。目前，榴弹炮弹药配用杀伤爆破战斗部来对付坦克目标成为弹药发展的一个热点，同时，采用综合方法设计出的自适应杀伤爆破战斗部技术将成为防空弹药用有效战斗部。
[影响]
杀伤爆破战斗部技术的采用与发展对弹药行业的发展产生了重大的影响，首先，这类技术集杀伤与爆破两种战斗部技术的优点与一身，提高了弹药的毁伤功能；其次，该类战斗部技术广泛用于各种类弹药中，用于对付各类目标；目前该类战斗部技术还在不断地改进与发展，将对未来弹药毁伤能力的提高发挥重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
英文名称；high explosive-fragment warhead Technology
检索词：杀伤爆破战斗部；高爆战斗部；爆破战斗部
技术类别：弹炮技术;
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[定义]
利用战斗部的杀伤和爆炸作用来毁伤目标的所有技术的总称。
杀伤爆破战斗部是指利用炸药装药爆炸产生的爆轰产物的压力、冲击波和破片(包括预制破片)来毁伤目标的战斗部，同时兼有杀伤战斗部和爆破战斗部的功能，一般由壳体(预刻槽或含有预制破片)、炸药装药、引信、传爆管等组成。在空气中爆炸时，主要靠冲击波超压毁伤目标，同时靠破片杀伤目标，其破坏半径是使目标达到预定毁伤程度的冲击波作用距离。在土壤中爆炸时，能产生爆破作用和地震作用，爆破作用能形成爆炸坑，地震作用能引起地面建筑物和防御工事的震塌和震裂，其破坏作用的大小，通常以破坏半径和弹坑容积来衡量。在水中爆炸时，产生冲击波、气泡和水动压，冲击波是引起目标破坏的主要因素，气泡脉动和水动压对目标也能产生相当大的破坏作用，通常也用破坏半径来表示其威力大小。野战火箭弹用杀伤爆破战斗部主要用于摧毁野战防御工事、炮兵阵地、军事技术装备、大型建筑物、桥梁等；导弹、炮弹用杀伤爆破战斗部主要用于摧毁工业基地、交通枢纽、港口、导弹发射场、机场、舰艇等战略目标以及毁伤软设施目标，也可作为防空武器用战斗部。
[相关技术]杀伤战斗部技术；爆破战斗部技术；榴弹弹丸；高能炸药；预制破片
[技术难点]
破片大小、质量以及飞行方向的控制；杀伤爆破装药的起爆系统的算法；目标毁伤标准的确定等。
[国外概况]
俄罗斯是研制、采用与改进杀伤爆破战斗部技术最积极、成果最突出的国家，其代表机构是全俄实验物理科学研究所。该类战斗部技术广泛应用于榴弹炮炮弹、坦克炮炮弹、迫击炮炮弹、航空炸弹、火箭弹、导弹中，适应于各种口径的弹药，在作战中发挥了重要的作用，如“红土地”激光末制导炮弹采用的战斗部等。但在防空弹药领域，由于杀伤爆破弹的弹丸在引爆期间所形成的径向破片形式通常不能覆盖位于弹丸飞行方向上的目标，飞行中的弹丸具有发射距离误差和局部区域的不均匀等缺点。所以，近期，俄罗斯改为：研究能在弹丸前锥部产生一个附加破片场的弹药技术，形成预制尺寸和重量的弹道破片，可根据目标类型进行优化；在装弹机构内或在弹丸飞行中，利用具有定时起爆装置的电子时间/触发引信对弹丸进行空炸安排，具有轴向散布破片，大大改善了杀伤区域的形状，并通过弹头部内的预制破片组件，提高了杀伤威力和效果。同样，空中爆炸技术的引入大大提高了杀伤爆破战斗部对付软皮目标的效果，如俄罗斯为坦克炮研制的HES榴霰弹丸。除俄罗斯外，其它国家也早已使用了这类战斗部技术。许多航空炸弹采用了杀伤爆破战斗部，用于攻击常规建筑物、防空武器、飞机和雷达站，如美国的MK82、83、84普通炸弹等。
采用高破片率钢作壳体的杀伤爆破战斗部，可大大提高其杀伤目标的能力。如，美国的M913式105mm（毫米）火箭增程炮弹的杀伤力比M1式榴弹提高80％。目前，榴弹炮弹药配用杀伤爆破战斗部来对付坦克目标成为弹药发展的一个热点，同时，采用综合方法设计出的自适应杀伤爆破战斗部技术将成为防空弹药用有效战斗部。
[影响]
杀伤爆破战斗部技术的采用与发展对弹药行业的发展产生了重大的影响，首先，这类技术集杀伤与爆破两种战斗部技术的优点与一身，提高了弹药的毁伤功能；其次，该类战斗部技术广泛用于各种类弹药中，用于对付各类目标；目前该类战斗部技术还在不断地改进与发展，将对未来弹药毁伤能力的提高发挥重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭美芳
惯性导航技术
英文名称；inertial navigation technology
检索词：激光陀螺；光纤陀螺；机电陀螺；加速度计
技术类别：战车技术;
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[定义]
导航是引导载体到达预定目的地的过程。根据所采取的技术途径，导航分为无线电导航、天文导航、卫星导航及惯性导航。惯性导航技术则是利用惯性测量元件测量载体相对于惯性空间的运动参数，然后在给定的初始条件下推算出导航参数，引导载体到达目的地的技术。
惯性导航技术的理论基础是牛顿力学基本定律。惯性导航系统的核心是惯性测量元件--陀螺和加速度计。惯性导航系统分成平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统两大类。平台式惯性导航系统将惯性测量元件安装在惯性平台上，惯性平台稳定在预定的坐标系内，为加速度计提供一个测量基准，并使惯性测量元件不受载体角运动的影响。导航计算机根据加速度计的输出和初始条件进行导航解算，得出载体的位置、速度等导航参数。捷联式惯性导航系统将惯性测量元件直接固联在载体上，测量沿载体坐标系的角速度和角加速度，计算机则利用陀螺的输出，进行坐标变换，求解载体的即时速度、位置等导航参数。
惯性导航仅依靠惯性装置本身就能在载体内部独立地完成导航任务，不需要与外界发生任何信号联系，具有高度的自主性。这在战略和战术应用上具有重要的意义。但惯性导航的定位误差会随时间逐步增加，必须不断地进行误差修正，才能保证达到要求的精度。
[相关技术]惯性技术；导航技术
[技术难点]
1、高精度激光陀螺技术；
2、高精度集成光学光纤陀螺技术；
3、微型固态惯性器件技术；
4、捷联初始对准技术；
5、惯性器件误差模型建立与标定；
6、现代控制算法；
7、误差控制与补偿技术；
8、综合导航技术。
[国外概况]
武器系统的发展和需求，促进了惯性技术的发展。二次大战后，机电陀螺技术发展迅速，液浮陀螺、静电陀螺和动力调谐陀螺先后成熟，被广泛用于惯性导航系统。60年代以来，随着激光的出现，激光陀螺和光纤陀螺问世，并以其优良的性能受到关注，迅速进入惯性导航领域。光电技术和微机电技术的发展，促成了半球谐振陀螺、石英音叉陀螺等新型陀螺和微机械加速度计的出现和发展。惯性测量元件的发展，为惯性导航装置和技术的发展奠定了良好的基础。
惯性导航装置最先用于飞机。50年代初就已经演示了机载惯性导航系统。作为商业飞机和大多数军用航空器的惯性导航装置，要求固有位置误差的变化范围在0.5～2 n mile/h（海里/小时），速度误差为2～4m/s（米/秒）。70年代初，以机电陀螺为基础的机载惯性导航装置，已经达到了这些性能指标，可以满足军用和民用飞机的基本导航要求，但由于可靠性不高，因此飞机导航仍主要以无线电导航为基础。此后，机载惯性导航装置的发展目标是，提高可靠性，减少体积、重量和成本，降低维修费，从而减少寿命周期成本。这些要求则反过来推动了惯性测量器件，特别是光电惯性器件的发展。80年代。可靠性高、尺寸小、机械结构简单的激光陀螺成熟，并迅速应用在机载惯性导航装置中，一大批以激光陀螺为基础的惯性导航装置问世，并装备在军用和民用飞机上。激光陀螺正逐步在机载惯性导航领域占据主导地位。90年代，光纤陀螺成熟，并进入机载惯性导航领域。而GPS导航技术的发展以及与惯性导航装置组成机载综合导航系统，进一步强化了惯性导航在机载导航中的地位。
惯性导航装置也成功地用于舰船。舰载惯性导航也是首先以机电陀螺为基础，然后转向光电陀螺。80年代初，美国研制出捷联式激光陀螺导航仪，实验证明其性能参数优于海军的规范要求。随后陆续研制出水面舰船、潜艇、核潜艇等用的高精度激光陀螺导航仪。其他国家也研制和装备了舰载光电导航装置。
地面惯性导航装置的发展相对迟后一些。由于现代地面战争要求部队能在广阔的地域内快速机动，并迅速投入战斗。这种作战方式需要地面作战平台具有地面导航能力，以不断地准确确定当前位置和精确保持动态姿态基准。美国70 年代初期就开始考察地面导航的方法和技术。1980年有人提出无线电导航可能受到干扰，GPS卫星导航的卫星可能受到攻击，因而地面导航应以自主的惯性导航为基础。在军事部门的支持下，工业部门开始研究将激光陀螺用于地面导航，并将机载激光陀螺惯性导航系统安装在坦克上进行试验。结果，野外试验证明，获得的方位精度、位置精度、姿态误差等数据均优于陆军规范的要求，而且激光陀螺可靠性高、反应时间短、可提供数字输出，以其为基础的惯性导航系统可以满足地面战场的严酷使用要求。因此80年代中期以后，以激光陀螺和光纤陀螺为基础的地面导航系统逐步发展起来。如美国的M109A6“帕拉丁”自行榴弹炮、德国的“豹”2坦克、英国的“勇士”炮兵观察车、瑞典的TGR-11炮兵测地－观察车、FH-77B 155mm牵引榴弹炮等，已经能够完全满足现代地面作战的要求。地面导航装置正逐渐成为地面作战平台必备的装备。
[影响]
惯性技术是涉及多学科的综合技术，是现代武器系统必需的核心技术。而惯性导航技术则是各类作战平台必需的核心技术。惯性导航装置不仅使作战平台具有了自主定位能力，而且使指挥员可以随时了解所属部队的行踪和准确位置，从而提高了部队的机动作战能力、协同作战能力，以及自动化指挥能力。惯性导航装置使压制兵器可以迅速确定自己的准确位置，并按照指挥部门提供的目标位置数据确定射击诸元，从而提高了其快速反应能力和精确打击能力。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
英文名称；inertial navigation technology
检索词：激光陀螺；光纤陀螺；机电陀螺；加速度计
技术类别：战车技术;
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[定义]
导航是引导载体到达预定目的地的过程。根据所采取的技术途径，导航分为无线电导航、天文导航、卫星导航及惯性导航。惯性导航技术则是利用惯性测量元件测量载体相对于惯性空间的运动参数，然后在给定的初始条件下推算出导航参数，引导载体到达目的地的技术。
惯性导航技术的理论基础是牛顿力学基本定律。惯性导航系统的核心是惯性测量元件--陀螺和加速度计。惯性导航系统分成平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统两大类。平台式惯性导航系统将惯性测量元件安装在惯性平台上，惯性平台稳定在预定的坐标系内，为加速度计提供一个测量基准，并使惯性测量元件不受载体角运动的影响。导航计算机根据加速度计的输出和初始条件进行导航解算，得出载体的位置、速度等导航参数。捷联式惯性导航系统将惯性测量元件直接固联在载体上，测量沿载体坐标系的角速度和角加速度，计算机则利用陀螺的输出，进行坐标变换，求解载体的即时速度、位置等导航参数。
惯性导航仅依靠惯性装置本身就能在载体内部独立地完成导航任务，不需要与外界发生任何信号联系，具有高度的自主性。这在战略和战术应用上具有重要的意义。但惯性导航的定位误差会随时间逐步增加，必须不断地进行误差修正，才能保证达到要求的精度。
[相关技术]惯性技术；导航技术
[技术难点]
1、高精度激光陀螺技术；
2、高精度集成光学光纤陀螺技术；
3、微型固态惯性器件技术；
4、捷联初始对准技术；
5、惯性器件误差模型建立与标定；
6、现代控制算法；
7、误差控制与补偿技术；
8、综合导航技术。
[国外概况]
武器系统的发展和需求，促进了惯性技术的发展。二次大战后，机电陀螺技术发展迅速，液浮陀螺、静电陀螺和动力调谐陀螺先后成熟，被广泛用于惯性导航系统。60年代以来，随着激光的出现，激光陀螺和光纤陀螺问世，并以其优良的性能受到关注，迅速进入惯性导航领域。光电技术和微机电技术的发展，促成了半球谐振陀螺、石英音叉陀螺等新型陀螺和微机械加速度计的出现和发展。惯性测量元件的发展，为惯性导航装置和技术的发展奠定了良好的基础。
惯性导航装置最先用于飞机。50年代初就已经演示了机载惯性导航系统。作为商业飞机和大多数军用航空器的惯性导航装置，要求固有位置误差的变化范围在0.5～2 n mile/h（海里/小时），速度误差为2～4m/s（米/秒）。70年代初，以机电陀螺为基础的机载惯性导航装置，已经达到了这些性能指标，可以满足军用和民用飞机的基本导航要求，但由于可靠性不高，因此飞机导航仍主要以无线电导航为基础。此后，机载惯性导航装置的发展目标是，提高可靠性，减少体积、重量和成本，降低维修费，从而减少寿命周期成本。这些要求则反过来推动了惯性测量器件，特别是光电惯性器件的发展。80年代。可靠性高、尺寸小、机械结构简单的激光陀螺成熟，并迅速应用在机载惯性导航装置中，一大批以激光陀螺为基础的惯性导航装置问世，并装备在军用和民用飞机上。激光陀螺正逐步在机载惯性导航领域占据主导地位。90年代，光纤陀螺成熟，并进入机载惯性导航领域。而GPS导航技术的发展以及与惯性导航装置组成机载综合导航系统，进一步强化了惯性导航在机载导航中的地位。
惯性导航装置也成功地用于舰船。舰载惯性导航也是首先以机电陀螺为基础，然后转向光电陀螺。80年代初，美国研制出捷联式激光陀螺导航仪，实验证明其性能参数优于海军的规范要求。随后陆续研制出水面舰船、潜艇、核潜艇等用的高精度激光陀螺导航仪。其他国家也研制和装备了舰载光电导航装置。
地面惯性导航装置的发展相对迟后一些。由于现代地面战争要求部队能在广阔的地域内快速机动，并迅速投入战斗。这种作战方式需要地面作战平台具有地面导航能力，以不断地准确确定当前位置和精确保持动态姿态基准。美国70 年代初期就开始考察地面导航的方法和技术。1980年有人提出无线电导航可能受到干扰，GPS卫星导航的卫星可能受到攻击，因而地面导航应以自主的惯性导航为基础。在军事部门的支持下，工业部门开始研究将激光陀螺用于地面导航，并将机载激光陀螺惯性导航系统安装在坦克上进行试验。结果，野外试验证明，获得的方位精度、位置精度、姿态误差等数据均优于陆军规范的要求，而且激光陀螺可靠性高、反应时间短、可提供数字输出，以其为基础的惯性导航系统可以满足地面战场的严酷使用要求。因此80年代中期以后，以激光陀螺和光纤陀螺为基础的地面导航系统逐步发展起来。如美国的M109A6“帕拉丁”自行榴弹炮、德国的“豹”2坦克、英国的“勇士”炮兵观察车、瑞典的TGR-11炮兵测地－观察车、FH-77B 155mm牵引榴弹炮等，已经能够完全满足现代地面作战的要求。地面导航装置正逐渐成为地面作战平台必备的装备。
[影响]
惯性技术是涉及多学科的综合技术，是现代武器系统必需的核心技术。而惯性导航技术则是各类作战平台必需的核心技术。惯性导航装置不仅使作战平台具有了自主定位能力，而且使指挥员可以随时了解所属部队的行踪和准确位置，从而提高了部队的机动作战能力、协同作战能力，以及自动化指挥能力。惯性导航装置使压制兵器可以迅速确定自己的准确位置，并按照指挥部门提供的目标位置数据确定射击诸元，从而提高了其快速反应能力和精确打击能力。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
新型装甲技术研究
英文名称；Investigation of new armor technology
检索词：电磁装甲；智能装甲；新概念装甲；新型装甲
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
利用新技术和新概念研究防护问题的技术。
随着弹药和探测技术的发展，坦克装甲车辆在战场上的生存受到极大的威胁。为此，迫切需要发展具有新思想、新概念的新型坦克装甲防护技术。目前国外积极研究探索的新型装甲主要有电磁装甲和智能装甲。
智能装甲是利用智能材料，运用能量抗衡、能量耗散、能量吸收概念及自封自愈功能，使坦克装甲能够按照所要求的方式对来袭弹丸作出防御反应，同时对由此引起的装甲破坏具有自封修补能力。具体地讲，智能装甲系统应具备下述基本要求：
1、采用智能材料，具有感知功能和驱动功能，可机敏而迅速地测出来袭威胁的烈度和方位，甚至判断出由此引起的破坏类型和破坏程度，并采取相应的对抗措施。
2、必须具有在高侵彻速率下大幅度吸收能量的能力。
3、有利用自发反应的机制或材料，阻止或延缓裂纹长大。
4、能自动地响应，使材料进一步延缓破坏并修复出现的破坏。
5、能在局部初步修复之后，进一步通过破坏控制系统，继续传送附加材料自封自愈破坏区域。
根据上述原则，国外提出几种智能装甲的概念性方案。如能量对抗型智能陶瓷装甲、智能反应装甲、吸能智能装甲和自封自愈装甲等。
电磁装甲是利用强电磁场产生的电磁力干扰空心装药或弹芯的一种新型装甲技术。这种装甲有主动式和被动式两种，主动式比被动式增加了传感器探测系统和微处理系统。目前国外有关电磁装甲的研究内容主要包括电磁装甲结构和电磁装甲效应等。
[相关技术]装甲技术
[技术难点]
该技术需突破的主要难点有：电流和磁场对金属高速变形的影响，智能装甲在高侵彻速率下能量吸收机理研究，自发响应智能材料研究等。
[国外概况]
1、智能装甲研究情况
目前，国外提出了4种智能装甲的概念性方案，包括能量对抗型智能陶瓷装甲概念，能量耗散型智能装甲和反应装甲概念，装甲能量吸收新概念以及装甲自封自愈新概念。
（1）能量对抗型智能陶瓷装甲概念
当装甲遭受侵彻时，由于弹丸的撞击在靶板内产生极高的拉伸应力波，最终导致装甲破坏。因此，减弱或抵消这种拉伸应力波，就能避免装甲破坏。根据这种"能量抗衡"概念，美国研究认为，应采用智能材料制成装甲，即在装甲内粘入或嵌入智能材料制的微型传感器，驱动器或是采用按照预定空间位向织入传感驱动线的智能编织复合材料制造装甲。当弹丸侵彻装甲时，通过传感撞击脉冲激活驱动器，产生快速响应，形成所需要的能量，以减弱或抵消来袭弹丸产生的拉伸应力波，起到防护作用。
美国的研究结果认为，目前的加工技术已经能够制成10～50μm（微米）甚至更小尺寸的微型驱动器。而且它们能够对在侵彻时装甲内部产生的13km/s（公里/秒）数量级的弹性应力波作出快速响应。现在制作微型驱动器的智能材料有压电材料、电致伸缩材料、形状记忆合金及电流变体等。
（2）能量耗散型智能装甲和反应装甲概念
同样，采用智能材料制成响应能力为微秒级的微型传感和驱动器，按照一定的模式放置在坦克装甲内，在来袭弹丸冲撞装甲前1/100s（秒）感知来袭弹丸的速度和位向，并将此信息传递给设在装甲内的智能材料控制装置，形成一定的输出电压驱动智能材料（如电流变体）转动装置，使装甲转动某一角度，以改变来袭弹丸对装甲的攻击角，增大其侵彻角度，消耗弹丸能量，或使弹丸击毁，提高装甲防护能力。
又如一种多层智能反应装甲，它是用来对付串联战斗部对装甲的第二级侵彻的。这种装甲结构。装甲顶层有传感器，内层有控制装置及定向波发生器。当传感器感知来袭弹丸信息时，通过控制装置选择相应位置的定向波发生器对准来袭弹丸方向动作，使炸药、固体板和泡沫金属相互作用，产生如非线性弹簧那样的激波，削弱或改变弹丸的动量，降低其侵彻能力。
（3）装甲能量吸收新概念
最大限度地提高装甲材料或结构吸收冲击能量的能力，对于提高坦克装甲防护能力是十分重要的。传统的装甲主要是以材料断裂、结构破坏形式吸收弹丸冲击能量。但在未来新型智能装甲中应当进一步考虑如何在最小的装甲体积内最大地实现能量转换/吸收问题。
一种途径是利用材料相变（如熔化）吸收消耗弹丸能量，如在装甲内设有多孔韧性材料骨架层，其内填充低熔点材料。当弹丸侵彻装甲时，在局部小体积内温度急剧升高，低熔点材料吸热熔化所产生的效果相当于几倍大体积的普通材料破坏结果。同时，在该三维多孔结构中熔融液体又被迫流动，附加了吸热能力。这些液体材料在弹丸侵彻过后随着温度降低而凝固，可修补装甲被破坏的部分。
（4）装甲自封自愈新概念
在美国研究的未来智能装甲概念中提出装甲被侵彻后的自封自愈问题。其中，一种概念性设想是：顶层由低强度玻璃或薄聚合物构成的薄膜层，起结构作用，在遭受弹丸冲击时极易破裂。内层基体是适合作装甲的聚合物单体。在基体内又放置了许多陶瓷空心球，球腔内装有单体的聚合引发剂。当弹丸冲击时，陶瓷球破碎，释放引发剂，使周围的单体迅速聚合，产生的反应产物即填补了因弹丸冲击引起的装甲内部破坏。
2、电磁装甲研究情况
国外对电磁装甲的研究主要集中在电磁装甲结构和电磁装甲效应两个方面。
（1）电磁装甲结构研究
目前研究的电磁装甲结构大致有两种，即撞击式电磁装甲和出击式电磁装甲。
撞击式电磁装甲早在70年代初美国专利就有报道。其原理性结构是两片金属导体连接一电路。当运动杆撞击导片时，电路接通即产生磁场，从而对杆产生抗力。1996年法-德圣路易研究所提出了两种结构，电磁轨道式电磁装甲和电磁夹层复合装甲。
1996年法德圣路易研究所也研究提出了出击式电磁主动装甲结构，对付的目标是动能穿甲弹和顶攻击的战斗部。这种电磁主动装甲的结构包括五个基本部分，即探测器、处理器、蓄能器、转换器和发射器。它们必须能够精确发现和处理至少距离100m（米）、速度1600～2000m/s（米/秒）范围的穿甲弹目标，并通过蓄电能量电磁加速防护元件，以发射对抗直接或空中入侵的目标，使它们破碎、偏转、翻滚，改变入侵姿态，起到防护作用。法-德圣路易研究所的小尺寸试验研究表明，如果防护元件的重量为10或20kg（公斤），防护板速度分别为100、300m/s，防护动能各为0.05、0.9MJ（兆焦）。当能量转换效率为20％时，所需要的蓄电磁能量分别为0.25、4.5MJ。如能量密度达到20MJ/m3（兆焦/立方米），储能容量为0.013、0.25m3（立方米）。1996年该所的电磁发射储能试验装置的容量已达到400kJ（千焦）。
法-德圣路易研究所目前已提出了4种电磁主动装甲结构。即
（a）发射平板式电磁主动装甲，发射单块板或间隔发射两块或多块板，对付穿甲弹。
（b）发射网格版式电磁主动装甲，网格可为多角形或圆形或其它组合结构，对付破甲弹、顶攻击战斗部。
（c）速度、方向双控式电磁主动装甲，利用通电线圈控制，选择性地发射防护元件，有利减轻防护板面密度，。
（d）发射板放置稳定式电磁主动装甲，比例试验证明，可使防护板稳定飞行的距离达到自身直径的20倍。
（2）电磁装甲效应研究
电磁装甲抗射流和动能弹的双效应研究：法-德圣路易研究所的H.J. Ernst 等人采用L/D（长度直径比）=20的杆和X3SC58空心装药射流研究了电磁主动装甲的抗侵彻效应。结果指出，电磁发射的钢板和铝板均能成功地抵抗中等口径动能弹和空心装药射流。该电磁装甲对抗空心装甲射流的作用主要缘于射流在与动态防护板相互作用过程中的早期引爆，使射流沿相互作用路径发生了越来越大的偏移，从而极大减弱了侵彻性能。就动能弹而言，在与动态防护板相互作用过程中断裂为几部分且各部分独立飞行、旋转，显然，弹芯的侵彻性能极大地降低。
研究还指出，弹和动态防护板的作用点与主装甲之间的距离是影响电磁装甲抗侵彻性能的一个重要因素。当电磁装甲用以对抗射流时，若作用距离为250mm（毫米），则空间系数约为2，距离增至700mm，空间系数达到3，距离为3m，系数为9。当对抗动能弹时，若作用距离为1.1m（米），空间系数为3，距离增至2.5m，系数大于4。
射流在电磁场中的运动稳定性研究：俄罗斯的Shevtsov G.A.和Matrosov A.D.采用30、50mm口径的铜罩研究了射流在电磁场中的运动稳定性。结果表明，当通过射流的电流放电电流及脉冲持续时间超过某X值时，射流出现断裂，而且这种断裂射流的直径，在射流通过下电极板时，已达到原来无电流时射流的5～10倍，因而使其侵彻能力大大下降。控制电流强度（尽管放电电流和电脉冲持续时间即放电时间相同），射流的侵彻能力会发生很大的变化。
美国的Littlefield D.L.研究了射流在电磁场中磁机械稳定性和磁流体动力学稳定性，指出当磁场力与惯性力之比达到100时，受到干扰的射流的半径的增大速率为正常值104～105倍。所以，施加电流后，引起的热效应相变也会明显地改变基本电磁场、受干扰的流动场及干扰的增大速率。
杆在电磁场中的运动稳定性研究：美国的Littlefield利用Walker板实验研究高速运动的杆在电磁场中的运动稳定性。发现在通电后58μs（微秒）杆断裂成小段，并向平面外弯曲。在杆周围有电弧使杆挥发，加大电流，杆的断裂发生变化。早期的干扰是增大杆径，11μs时杆径达到3.49mm，13μs时出现不对称干扰，17μs时出现等离子云，说明杆的运动在电磁场中受到干扰。
[影响]
未来装甲材料技术属高新科技领域。它将是集材料科学、电子学、力学、信息学领域内的新成就，创造出的具有更高防护能力的新概念装甲，这种装甲集被动装甲和主动装甲于一身，构成新的集成式装甲防护体系，会赋予未来坦克以更大的战场生存力，智能化能力、远程化能力及高度机动化能力。极大推动未来坦克防护水平跨越性的发展。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭瑞萍
英文名称；Investigation of new armor technology
检索词：电磁装甲；智能装甲；新概念装甲；新型装甲
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
利用新技术和新概念研究防护问题的技术。
随着弹药和探测技术的发展，坦克装甲车辆在战场上的生存受到极大的威胁。为此，迫切需要发展具有新思想、新概念的新型坦克装甲防护技术。目前国外积极研究探索的新型装甲主要有电磁装甲和智能装甲。
智能装甲是利用智能材料，运用能量抗衡、能量耗散、能量吸收概念及自封自愈功能，使坦克装甲能够按照所要求的方式对来袭弹丸作出防御反应，同时对由此引起的装甲破坏具有自封修补能力。具体地讲，智能装甲系统应具备下述基本要求：
1、采用智能材料，具有感知功能和驱动功能，可机敏而迅速地测出来袭威胁的烈度和方位，甚至判断出由此引起的破坏类型和破坏程度，并采取相应的对抗措施。
2、必须具有在高侵彻速率下大幅度吸收能量的能力。
3、有利用自发反应的机制或材料，阻止或延缓裂纹长大。
4、能自动地响应，使材料进一步延缓破坏并修复出现的破坏。
5、能在局部初步修复之后，进一步通过破坏控制系统，继续传送附加材料自封自愈破坏区域。
根据上述原则，国外提出几种智能装甲的概念性方案。如能量对抗型智能陶瓷装甲、智能反应装甲、吸能智能装甲和自封自愈装甲等。
电磁装甲是利用强电磁场产生的电磁力干扰空心装药或弹芯的一种新型装甲技术。这种装甲有主动式和被动式两种，主动式比被动式增加了传感器探测系统和微处理系统。目前国外有关电磁装甲的研究内容主要包括电磁装甲结构和电磁装甲效应等。
[相关技术]装甲技术
[技术难点]
该技术需突破的主要难点有：电流和磁场对金属高速变形的影响，智能装甲在高侵彻速率下能量吸收机理研究，自发响应智能材料研究等。
[国外概况]
1、智能装甲研究情况
目前，国外提出了4种智能装甲的概念性方案，包括能量对抗型智能陶瓷装甲概念，能量耗散型智能装甲和反应装甲概念，装甲能量吸收新概念以及装甲自封自愈新概念。
（1）能量对抗型智能陶瓷装甲概念
当装甲遭受侵彻时，由于弹丸的撞击在靶板内产生极高的拉伸应力波，最终导致装甲破坏。因此，减弱或抵消这种拉伸应力波，就能避免装甲破坏。根据这种"能量抗衡"概念，美国研究认为，应采用智能材料制成装甲，即在装甲内粘入或嵌入智能材料制的微型传感器，驱动器或是采用按照预定空间位向织入传感驱动线的智能编织复合材料制造装甲。当弹丸侵彻装甲时，通过传感撞击脉冲激活驱动器，产生快速响应，形成所需要的能量，以减弱或抵消来袭弹丸产生的拉伸应力波，起到防护作用。
美国的研究结果认为，目前的加工技术已经能够制成10～50μm（微米）甚至更小尺寸的微型驱动器。而且它们能够对在侵彻时装甲内部产生的13km/s（公里/秒）数量级的弹性应力波作出快速响应。现在制作微型驱动器的智能材料有压电材料、电致伸缩材料、形状记忆合金及电流变体等。
（2）能量耗散型智能装甲和反应装甲概念
同样，采用智能材料制成响应能力为微秒级的微型传感和驱动器，按照一定的模式放置在坦克装甲内，在来袭弹丸冲撞装甲前1/100s（秒）感知来袭弹丸的速度和位向，并将此信息传递给设在装甲内的智能材料控制装置，形成一定的输出电压驱动智能材料（如电流变体）转动装置，使装甲转动某一角度，以改变来袭弹丸对装甲的攻击角，增大其侵彻角度，消耗弹丸能量，或使弹丸击毁，提高装甲防护能力。
又如一种多层智能反应装甲，它是用来对付串联战斗部对装甲的第二级侵彻的。这种装甲结构。装甲顶层有传感器，内层有控制装置及定向波发生器。当传感器感知来袭弹丸信息时，通过控制装置选择相应位置的定向波发生器对准来袭弹丸方向动作，使炸药、固体板和泡沫金属相互作用，产生如非线性弹簧那样的激波，削弱或改变弹丸的动量，降低其侵彻能力。
（3）装甲能量吸收新概念
最大限度地提高装甲材料或结构吸收冲击能量的能力，对于提高坦克装甲防护能力是十分重要的。传统的装甲主要是以材料断裂、结构破坏形式吸收弹丸冲击能量。但在未来新型智能装甲中应当进一步考虑如何在最小的装甲体积内最大地实现能量转换/吸收问题。
一种途径是利用材料相变（如熔化）吸收消耗弹丸能量，如在装甲内设有多孔韧性材料骨架层，其内填充低熔点材料。当弹丸侵彻装甲时，在局部小体积内温度急剧升高，低熔点材料吸热熔化所产生的效果相当于几倍大体积的普通材料破坏结果。同时，在该三维多孔结构中熔融液体又被迫流动，附加了吸热能力。这些液体材料在弹丸侵彻过后随着温度降低而凝固，可修补装甲被破坏的部分。
（4）装甲自封自愈新概念
在美国研究的未来智能装甲概念中提出装甲被侵彻后的自封自愈问题。其中，一种概念性设想是：顶层由低强度玻璃或薄聚合物构成的薄膜层，起结构作用，在遭受弹丸冲击时极易破裂。内层基体是适合作装甲的聚合物单体。在基体内又放置了许多陶瓷空心球，球腔内装有单体的聚合引发剂。当弹丸冲击时，陶瓷球破碎，释放引发剂，使周围的单体迅速聚合，产生的反应产物即填补了因弹丸冲击引起的装甲内部破坏。
2、电磁装甲研究情况
国外对电磁装甲的研究主要集中在电磁装甲结构和电磁装甲效应两个方面。
（1）电磁装甲结构研究
目前研究的电磁装甲结构大致有两种，即撞击式电磁装甲和出击式电磁装甲。
撞击式电磁装甲早在70年代初美国专利就有报道。其原理性结构是两片金属导体连接一电路。当运动杆撞击导片时，电路接通即产生磁场，从而对杆产生抗力。1996年法-德圣路易研究所提出了两种结构，电磁轨道式电磁装甲和电磁夹层复合装甲。
1996年法德圣路易研究所也研究提出了出击式电磁主动装甲结构，对付的目标是动能穿甲弹和顶攻击的战斗部。这种电磁主动装甲的结构包括五个基本部分，即探测器、处理器、蓄能器、转换器和发射器。它们必须能够精确发现和处理至少距离100m（米）、速度1600～2000m/s（米/秒）范围的穿甲弹目标，并通过蓄电能量电磁加速防护元件，以发射对抗直接或空中入侵的目标，使它们破碎、偏转、翻滚，改变入侵姿态，起到防护作用。法-德圣路易研究所的小尺寸试验研究表明，如果防护元件的重量为10或20kg（公斤），防护板速度分别为100、300m/s，防护动能各为0.05、0.9MJ（兆焦）。当能量转换效率为20％时，所需要的蓄电磁能量分别为0.25、4.5MJ。如能量密度达到20MJ/m3（兆焦/立方米），储能容量为0.013、0.25m3（立方米）。1996年该所的电磁发射储能试验装置的容量已达到400kJ（千焦）。
法-德圣路易研究所目前已提出了4种电磁主动装甲结构。即
（a）发射平板式电磁主动装甲，发射单块板或间隔发射两块或多块板，对付穿甲弹。
（b）发射网格版式电磁主动装甲，网格可为多角形或圆形或其它组合结构，对付破甲弹、顶攻击战斗部。
（c）速度、方向双控式电磁主动装甲，利用通电线圈控制，选择性地发射防护元件，有利减轻防护板面密度，。
（d）发射板放置稳定式电磁主动装甲，比例试验证明，可使防护板稳定飞行的距离达到自身直径的20倍。
（2）电磁装甲效应研究
电磁装甲抗射流和动能弹的双效应研究：法-德圣路易研究所的H.J. Ernst 等人采用L/D（长度直径比）=20的杆和X3SC58空心装药射流研究了电磁主动装甲的抗侵彻效应。结果指出，电磁发射的钢板和铝板均能成功地抵抗中等口径动能弹和空心装药射流。该电磁装甲对抗空心装甲射流的作用主要缘于射流在与动态防护板相互作用过程中的早期引爆，使射流沿相互作用路径发生了越来越大的偏移，从而极大减弱了侵彻性能。就动能弹而言，在与动态防护板相互作用过程中断裂为几部分且各部分独立飞行、旋转，显然，弹芯的侵彻性能极大地降低。
研究还指出，弹和动态防护板的作用点与主装甲之间的距离是影响电磁装甲抗侵彻性能的一个重要因素。当电磁装甲用以对抗射流时，若作用距离为250mm（毫米），则空间系数约为2，距离增至700mm，空间系数达到3，距离为3m，系数为9。当对抗动能弹时，若作用距离为1.1m（米），空间系数为3，距离增至2.5m，系数大于4。
射流在电磁场中的运动稳定性研究：俄罗斯的Shevtsov G.A.和Matrosov A.D.采用30、50mm口径的铜罩研究了射流在电磁场中的运动稳定性。结果表明，当通过射流的电流放电电流及脉冲持续时间超过某X值时，射流出现断裂，而且这种断裂射流的直径，在射流通过下电极板时，已达到原来无电流时射流的5～10倍，因而使其侵彻能力大大下降。控制电流强度（尽管放电电流和电脉冲持续时间即放电时间相同），射流的侵彻能力会发生很大的变化。
美国的Littlefield D.L.研究了射流在电磁场中磁机械稳定性和磁流体动力学稳定性，指出当磁场力与惯性力之比达到100时，受到干扰的射流的半径的增大速率为正常值104～105倍。所以，施加电流后，引起的热效应相变也会明显地改变基本电磁场、受干扰的流动场及干扰的增大速率。
杆在电磁场中的运动稳定性研究：美国的Littlefield利用Walker板实验研究高速运动的杆在电磁场中的运动稳定性。发现在通电后58μs（微秒）杆断裂成小段，并向平面外弯曲。在杆周围有电弧使杆挥发，加大电流，杆的断裂发生变化。早期的干扰是增大杆径，11μs时杆径达到3.49mm，13μs时出现不对称干扰，17μs时出现等离子云，说明杆的运动在电磁场中受到干扰。
[影响]
未来装甲材料技术属高新科技领域。它将是集材料科学、电子学、力学、信息学领域内的新成就，创造出的具有更高防护能力的新概念装甲，这种装甲集被动装甲和主动装甲于一身，构成新的集成式装甲防护体系，会赋予未来坦克以更大的战场生存力，智能化能力、远程化能力及高度机动化能力。极大推动未来坦克防护水平跨越性的发展。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：郭瑞萍
武器定位雷达技术
英文名称；Weapon Locating Radar Technology
检索词： 雷达；微波定位；微电子
技术类别：电子侦察;
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[定义]
武器定位雷达技术是利用雷达的发射机发射微波能量照射目标，再利用雷达的接收机接收目标回波，根据电磁波行程确定目标距离、根据天线方位确定目标方位、根据目标回波信息获取目标有用信息来完成对低空来袭导弹或地面目标侦察、搜索、截获和跟踪任务所涉及的相关技术之总称。
武器定位雷达有两种主要作用:一是通过探测敌人炮弹，确定敌方炮位及炮群位置，二是测量己方射弹的弹道并外推其弹着点，从而对己方的火炮、火箭炮进行校射，故武器定位雷达也称火炮侦察校射雷达。火炮定位雷达对提高火炮的威力有非常重要的作用，因而受到各国军队的重视，发达国家纷纷投入人力和财力进行研制，第三世界国家目前则一般采取购买政策。
[相关技术] 雷达技术；微电子技术；微波技术
[技术难点]
武器定位雷达技术需要突破的主要技术难点是提高发射功率，增加侦察、截获目标的距离、进一步小型化、配用自动导航定位系统、采用有源相控阵天线、发展新原理的武器定位雷达。
[国外概况]
1、典型产品
自从80年代初美军装备TPQ-36和TPQ-37相控阵体制的火炮定位雷达以来，世界上新研制的火炮定位雷达都采用相控阵体制。目前已服役或即将服役的相控阵火炮定位雷达主要有５种：美国研制的TPQ-36、TPQ-37雷达；俄罗斯研制的动物园-1（Zoopark-1）雷达；英、法、德、美四国联合研制的眼镜蛇（COBRA）雷达；瑞典和挪威联合研制的“阿瑟”（ARTHUR）火炮定位雷达。
2、典型产品概况
美国研制的TPQ-36雷达于1981财年开始装备部队，每个炮兵侦察连装备3部。现在已大量销售海外。该雷达主要用于侦察敌方高射角火炮阵地及给己方火炮校射。它部署在距敌前沿阵地2-4公里(km)的地域，与TPQ-37雷达互为补充。作战时它把数据直接传给“塔克法”射击指挥系统。
TPQ-36雷达的主要技术指标：工作频段 I/J；作用距离 15km（对迫击炮）及24km（对火炮和火箭炮）；定位精度（圆概率误差）40米（m）（对迫击炮）、100m（对火炮和火箭炮）；相-频扫天线，方位电扫范围 90°、方位旋转范围 180°、高低倾斜角 -3°- +14°。
美国陆军从1984年起就开始制定TPQ-36雷达的改进计划，至今已作多次改进。大的改进有两个阶段。第一阶段改进主要是改进机动性，第二阶段改进主要是提高雷达性能，缩小雷达体积以便于C-130运输机装运。
TPQ-37雷达于1981财年开始批量生产并装备部队，每个师的目标侦察连装备2部。从1984年起开始销售海外。该雷达主要用于对敌方单炮、炮群、火箭炮定位及对弹着点预报，并给己方火炮校射。
TPQ-37雷达的主要技术指标：工作频段 E/F〖3110-3390兆赫（MHz）〗；作用距离 20-30km（对火炮）及50km（对火箭炮）；定位精度（圆概率误差）90m；相-相扫天线 方位电扫范围 90°、方位旋转范围 360°、高低倾斜角 -3°-+11°；目标处理能力为 5-10个；反应时间 7-12秒（s）（对一个目标的处理）。同TPQ-37雷达一样美国陆军从1984年起就开始制定TPQ-37雷达的改进计划，至今已作多次改进。80年代后期至90年代初，主要的改进是改进机动性，现在的改进主要是提高雷达性能。
俄罗斯研制的“动物园-1”型雷达已于90年代初投产，可以认为它与西方国家的一些系统（例如TPQ-36和TPQ-37雷达）属于同一类。就技术和工作性能来说，“动物园-1”型雷达超过了TPQ-36雷达，而接近TPQ-37雷达。然而TPQ-37雷达需要３辆运输车，而整个“动物园-1”系统和它的辅助设备安装在一辆车上，其全部重量（包括两个操作人员控制台、相控阵天线、通信设备以及地面导航和定位设备）不到4吨（t）。在它的两栖履带底盘上的整个系统的战斗全重不超过14吨(t)。由于采用全模块化结构，“动物园-1”型雷达也可以很容易地装入集装箱内或安装在有效载荷为4t以上的轮式卡车上。
“动物园-1”型雷达可以发现10～15km范围内的火炮或迫击炮（每分钟最多可达20门），还可发现最远距离为45km的导弹发射架。雷达工作在Ｈ波段。电子扫描范围方位角为60°、高低角为40°。展开时间为５分钟（min）。整个系统功耗为30千瓦（kW）。操作人员３名，服役寿命为８年。
将“动物园-1”型雷达用于己方火炮的校射可以节省2/3的弹药。该雷达有一个相控阵天线，天线上包括3320个移相器（组装在104个组件上）。该雷达的标准配置方式是安装在MT-LBU两栖履带式底盘上，也可以将它安装在轮式卡车上。“动物园-1”型雷达配有自动监视系统，可用来控制遥控飞行器的飞行，也可用于机场，用来监视80km范围内的空中交通。
“眼镜蛇”雷达已于1997年投产。“眼镜蛇”雷达是第一种采用有源天线阵列的相控阵火炮定位雷达。该雷达共用了3000多个由砷化镓单片微波集成电路制成的有源发射／接收组件。采用有源相控阵天线，有一定的“抗毁坏”能力，即当阵列中个别部件出现故障时系统仍能工作，只是性能有所下降。对"眼镜蛇"系统而言，只要不参与工作或被毁坏的发射／接收组件不超过5％，系统性能不会有明显下降。该雷达由于广泛采用冗余技术而具有较高的可靠性。由于具有内建的测试设备而能进行连续地监测、故障定位和自动校准。这种雷达工作在C波段〖0.5～1吉赫（GHz）〗。在３min内能计算出40个炮兵连（320门炮）的位置。该雷达除销售给英、法、德以外，在中东、其它欧洲国家和东南亚国家至少可能销售50部。
瑞典和挪威在80年代末开始研制“阿瑟”火炮定位雷达，现已研制成功。瑞典国防器材管理局和挪威陆军器材司令部已经联合向挪威的埃里克森雷达公司订购了一批未说明数量的"阿瑟"火炮定位雷达，其合同金额为6.5亿瑞典克郎（约相当１亿美元）。这批雷达预期将于1998年～2000年交付给这两个国家的陆军。每个国家将大致接受首批产品的一半。
该雷达由埃里克森雷达公司与它的瑞典母公司埃里克森微波系统公司合作研制，它安装在一辆赫格隆公司生产的Bv 208全地形车辆上。该雷达工作在Ｃ波段，是一种脉冲多普勒雷达。整个系统包括：相控阵雷达天线、数据处理设备、操作手工作站、通信设备、导航设备以及发电机。Bv 208全地形车可以驶入／驶出C-130运输机的货舱，以便进行空运。
该雷达每分钟可探测100个以上的炮弹、火箭弹或迫击炮弹。它有一个比较先进的基于Ｘ－Windows的人机界面。展开时间为５min。埃里克森雷达公司正在与欧洲、亚洲和拉丁美洲的可能用户进行对话，打算销售给这些国家。
[影响]
一些新型武器定位雷达的出现使得武器装备高技术含量高、性能更加优良。在海湾战争中，武器定位雷达在摧毁伊拉克炮兵阵地、打击伊拉克机动装甲部队等方面战功卓著，这使得各国对发展先进的武器定位雷达有了新的认识。现在各国都把研制和购买先进的武器定位雷达作为首要的军备目标。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：左风琴
英文名称；Weapon Locating Radar Technology
检索词： 雷达；微波定位；微电子
技术类别：电子侦察;
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[定义]
武器定位雷达技术是利用雷达的发射机发射微波能量照射目标，再利用雷达的接收机接收目标回波，根据电磁波行程确定目标距离、根据天线方位确定目标方位、根据目标回波信息获取目标有用信息来完成对低空来袭导弹或地面目标侦察、搜索、截获和跟踪任务所涉及的相关技术之总称。
武器定位雷达有两种主要作用:一是通过探测敌人炮弹，确定敌方炮位及炮群位置，二是测量己方射弹的弹道并外推其弹着点，从而对己方的火炮、火箭炮进行校射，故武器定位雷达也称火炮侦察校射雷达。火炮定位雷达对提高火炮的威力有非常重要的作用，因而受到各国军队的重视，发达国家纷纷投入人力和财力进行研制，第三世界国家目前则一般采取购买政策。
[相关技术] 雷达技术；微电子技术；微波技术
[技术难点]
武器定位雷达技术需要突破的主要技术难点是提高发射功率，增加侦察、截获目标的距离、进一步小型化、配用自动导航定位系统、采用有源相控阵天线、发展新原理的武器定位雷达。
[国外概况]
1、典型产品
自从80年代初美军装备TPQ-36和TPQ-37相控阵体制的火炮定位雷达以来，世界上新研制的火炮定位雷达都采用相控阵体制。目前已服役或即将服役的相控阵火炮定位雷达主要有５种：美国研制的TPQ-36、TPQ-37雷达；俄罗斯研制的动物园-1（Zoopark-1）雷达；英、法、德、美四国联合研制的眼镜蛇（COBRA）雷达；瑞典和挪威联合研制的“阿瑟”（ARTHUR）火炮定位雷达。
2、典型产品概况
美国研制的TPQ-36雷达于1981财年开始装备部队，每个炮兵侦察连装备3部。现在已大量销售海外。该雷达主要用于侦察敌方高射角火炮阵地及给己方火炮校射。它部署在距敌前沿阵地2-4公里(km)的地域，与TPQ-37雷达互为补充。作战时它把数据直接传给“塔克法”射击指挥系统。
TPQ-36雷达的主要技术指标：工作频段 I/J；作用距离 15km（对迫击炮）及24km（对火炮和火箭炮）；定位精度（圆概率误差）40米（m）（对迫击炮）、100m（对火炮和火箭炮）；相-频扫天线，方位电扫范围 90°、方位旋转范围 180°、高低倾斜角 -3°- +14°。
美国陆军从1984年起就开始制定TPQ-36雷达的改进计划，至今已作多次改进。大的改进有两个阶段。第一阶段改进主要是改进机动性，第二阶段改进主要是提高雷达性能，缩小雷达体积以便于C-130运输机装运。
TPQ-37雷达于1981财年开始批量生产并装备部队，每个师的目标侦察连装备2部。从1984年起开始销售海外。该雷达主要用于对敌方单炮、炮群、火箭炮定位及对弹着点预报，并给己方火炮校射。
TPQ-37雷达的主要技术指标：工作频段 E/F〖3110-3390兆赫（MHz）〗；作用距离 20-30km（对火炮）及50km（对火箭炮）；定位精度（圆概率误差）90m；相-相扫天线 方位电扫范围 90°、方位旋转范围 360°、高低倾斜角 -3°-+11°；目标处理能力为 5-10个；反应时间 7-12秒（s）（对一个目标的处理）。同TPQ-37雷达一样美国陆军从1984年起就开始制定TPQ-37雷达的改进计划，至今已作多次改进。80年代后期至90年代初，主要的改进是改进机动性，现在的改进主要是提高雷达性能。
俄罗斯研制的“动物园-1”型雷达已于90年代初投产，可以认为它与西方国家的一些系统（例如TPQ-36和TPQ-37雷达）属于同一类。就技术和工作性能来说，“动物园-1”型雷达超过了TPQ-36雷达，而接近TPQ-37雷达。然而TPQ-37雷达需要３辆运输车，而整个“动物园-1”系统和它的辅助设备安装在一辆车上，其全部重量（包括两个操作人员控制台、相控阵天线、通信设备以及地面导航和定位设备）不到4吨（t）。在它的两栖履带底盘上的整个系统的战斗全重不超过14吨(t)。由于采用全模块化结构，“动物园-1”型雷达也可以很容易地装入集装箱内或安装在有效载荷为4t以上的轮式卡车上。
“动物园-1”型雷达可以发现10～15km范围内的火炮或迫击炮（每分钟最多可达20门），还可发现最远距离为45km的导弹发射架。雷达工作在Ｈ波段。电子扫描范围方位角为60°、高低角为40°。展开时间为５分钟（min）。整个系统功耗为30千瓦（kW）。操作人员３名，服役寿命为８年。
将“动物园-1”型雷达用于己方火炮的校射可以节省2/3的弹药。该雷达有一个相控阵天线，天线上包括3320个移相器（组装在104个组件上）。该雷达的标准配置方式是安装在MT-LBU两栖履带式底盘上，也可以将它安装在轮式卡车上。“动物园-1”型雷达配有自动监视系统，可用来控制遥控飞行器的飞行，也可用于机场，用来监视80km范围内的空中交通。
“眼镜蛇”雷达已于1997年投产。“眼镜蛇”雷达是第一种采用有源天线阵列的相控阵火炮定位雷达。该雷达共用了3000多个由砷化镓单片微波集成电路制成的有源发射／接收组件。采用有源相控阵天线，有一定的“抗毁坏”能力，即当阵列中个别部件出现故障时系统仍能工作，只是性能有所下降。对"眼镜蛇"系统而言，只要不参与工作或被毁坏的发射／接收组件不超过5％，系统性能不会有明显下降。该雷达由于广泛采用冗余技术而具有较高的可靠性。由于具有内建的测试设备而能进行连续地监测、故障定位和自动校准。这种雷达工作在C波段〖0.5～1吉赫（GHz）〗。在３min内能计算出40个炮兵连（320门炮）的位置。该雷达除销售给英、法、德以外，在中东、其它欧洲国家和东南亚国家至少可能销售50部。
瑞典和挪威在80年代末开始研制“阿瑟”火炮定位雷达，现已研制成功。瑞典国防器材管理局和挪威陆军器材司令部已经联合向挪威的埃里克森雷达公司订购了一批未说明数量的"阿瑟"火炮定位雷达，其合同金额为6.5亿瑞典克郎（约相当１亿美元）。这批雷达预期将于1998年～2000年交付给这两个国家的陆军。每个国家将大致接受首批产品的一半。
该雷达由埃里克森雷达公司与它的瑞典母公司埃里克森微波系统公司合作研制，它安装在一辆赫格隆公司生产的Bv 208全地形车辆上。该雷达工作在Ｃ波段，是一种脉冲多普勒雷达。整个系统包括：相控阵雷达天线、数据处理设备、操作手工作站、通信设备、导航设备以及发电机。Bv 208全地形车可以驶入／驶出C-130运输机的货舱，以便进行空运。
该雷达每分钟可探测100个以上的炮弹、火箭弹或迫击炮弹。它有一个比较先进的基于Ｘ－Windows的人机界面。展开时间为５min。埃里克森雷达公司正在与欧洲、亚洲和拉丁美洲的可能用户进行对话，打算销售给这些国家。
[影响]
一些新型武器定位雷达的出现使得武器装备高技术含量高、性能更加优良。在海湾战争中，武器定位雷达在摧毁伊拉克炮兵阵地、打击伊拉克机动装甲部队等方面战功卓著，这使得各国对发展先进的武器定位雷达有了新的认识。现在各国都把研制和购买先进的武器定位雷达作为首要的军备目标。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：左风琴
钛合金材料技术
英文名称；Technology of Materials of Titanium Alloys
检索词：钛合金;装甲;火炮;冶金;防护
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
钛合金材料技术是通过改变合金成分，并采用适当的制造方法获得不同性能钛合金的技术。
钛合金有许多独特的优点，最突出的就是质量轻、比强度高。它的质量只有钢的60%，而其强度却与钢相当，同时具有良好的抗疲劳性能，并且耐高温、耐腐蚀。因此，钛合金长期以来应用于航空及宇航工业，例如，用于制造航空发动机、飞机构件和火箭本体结构件。钛合金由于价格昂贵，限制了它在其它领域中的应用。
在现代化的战场上，对武器装备的机动性不断提出更高的要求，通过武器轻量化可以满足这种要求。使用低密度钛合金代替钢制造军事装备，能大幅度促进其轻量化。这就促进了钛合金在装甲、火炮、舰船、飞机等兵器上的应用研究。
要求钛合金材料技术具有以下特点：
1、对于钛合金材料的性能指标，尤其是综合性能指标要求高，要求其强度和韧性必须达到一定水平，以满足兵器零件性能要求。
2、钛合金的制造技术有一定难度，在一定温度条件下轧制时，要保证其中化学成分及杂质均匀分布，以使钛合金得到优良的力学性能。
3、对钛合金的使用条件要求严格，要求钛合金耐高温、耐腐蚀、并具有优良的疲劳性能，能在各种复杂环境下使用。
[相关技术]钛合金材料技术；装甲技术；火炮技术；冶金技术；轧制技术
[技术难点]
钛合金在研究和制造过程中，涉及到许多相关技术，例如，冶金技术，轧制技术，热处理技术，金属界面结合技术等等，要解决的技术难题很多，但最主要的有；
1、限制钛合金广泛应用的主要问题是由于其价格昂贵，例如用现有的钛合金制造装甲，其费用为22美元/kg，而现有的钢装甲板只有1.65 美元/kg，铝装甲板为5.5美元/kg。由于钛合金的制造成本高，目前仅限于航空航天工业应用，生产批量较小，今后主要研究工作应集中于开发新技术以降低钛合金生产成本。
2、用钛合金制造复合装甲时，它与装甲钢和其它金属的界面结合不牢固，致使界面部分的抗弹性能较差，因此要解决钛合金与其它金属界面结合问题。
3、钛合金在其厚截面上的可淬透性差，不能象钢那样进行快速淬火，即不能通过热处理得到优良的机械性能，只能通过热轧改变其性能。
4、钛合金的耐烧蚀性能较差,尤其在使用高温发射药时是如此，因此，应提高其耐烧蚀性能。
[国外概况]
目前，国外对钛合金的研究在不断发展并取得了一定的研究成果，其研究内容主要集中在装甲、火炮、战车、舰船飞机等以下几个方面：
1、装甲材料
美国陆军已经越来越多地使用钛合金，在减轻战车重量的同时提高装甲的抗弹性能。美国陆军计划使车体质量减轻30%。钛合金是最有前途的替代钢的金属材料。现正在研究的低成本钛合金，具有优良的机械性能和抗弹性能，是优良的侯选装甲材料。
当前用于制造装甲的钛合金材料，主要是Ti-6Al-4V（钛铝矾）合金。其中用铝合金在较高温度稳定α相，用钒合金在低温稳定β相，这样便制得α-β相钛合金。 这种合金具有较好的可焊性，强度适中，该合金是按照美国航空工业标准制造的。
美国陆军研究实验室（ARL），和法-德圣·路易研究院（ISL），联合研究了钛合金的抗侵彻性能。弹道实验所用的弹芯为钨合金弹芯，其长径比分别为10、13、20 。弹芯着速≦2000m/s（米/秒）。美国陆军研究实验室长径比为10的弹芯，质量为65g（克）；长径比为13的弹芯，质量为165g。多年来这两种弹芯是用作弹道实验的模拟尺寸弹芯。法-德圣·路易研究院用的的钨合金弹芯长径比为20，质量105g。
实验所用的靶板为钛合金半无限靶，并用钢靶进行了比较实验。实验结果表明，钛合金质量系数为1.5～1.8,大大高于钢（1.0），其空间系数为0.9，只比钢低10%。当着速为1000m/s时，钛合金质量系数较高，为1.7～1.8。当着速接近2000m/s时，质量系数下降为1.4～1.5 ,钛合金在在弹道实验中表现出优良的抗弹性能，其性能相当或高于轧制均质钢。
美国在研究钛合金装甲的同时，还注重降低其生产成本。美国RMI钛公司研制了一种新型钛合金，通过提高其氧含量并进行适当热处理，使这种钛合金的制造成本显著下降，并且其抗弹性能超过了Ti-6Al-4V合金。一般认为，钛合金中的氧含量不宜超过0.14%，RMI公司大胆创新,使其中氧含量超过0.20%，制成一种富氧钛合金。
美国RMI钛公司提出的低成本富氧钛合金，其制造技术主要包括改变化学成分，板坯制造，热处理，轧制等工序。最突出的一点是改变化学成分。要得到抗弹性能优于标准Ti-6Al-4V合金的新型钛合金，必须按照下列规定改变化学成分，使合金中含有：5,56.75%Al（铝）,3.50～4.50%V（矾）， 0.20～0.30%O2（氧气）,Fe（铁）≤0.50%,杂质≤0.50%。所谓杂质包括一种或几种β相稳定元素：铬、镍、钼、铜。如上所述，钛合金中的杂质总量不应超过0.50%，尤其是无法去除的杂质总量不要超过0.30%。
在富氧钛合金选用原料时，最好是廉价的Ti- 6Al-4V合金废料，其中的含氧量超过0.20%。直接利用富氧的低成本钛合金废料更好。当然，在使用废料之前，要对其进行请洗，以除去油脂和脏物。
富氧钛合金进行熔炼时，最好采用单渣熔炼技术，该熔炼过程是在真空或惰性气体中进行的。在单渣熔炼时所用的惰性气体可以是氦气和氩气。单渣熔炼技术在实施时将钛合金放入普通平底炉内进行，使用等离子或电子束能源。在热处理时，温度范围是990～1200℃，时间为1～12h（小时）。经过上述热处理后，要将板坯轧制成38.1mm（毫米）厚的钛合金板。钛合金装甲在使用前还要进行抗弹实验。下表列出了新型钛合金性能，并与标准钛合金作了比较。
两种钛合金性能比较
氧含量(%) 抗拉强度MPa（兆帕） 延伸率(%) 抗弹极限速度(m/s)
富氧钛合金 0.22 979～1014 11～12 1046
标准Ti-6Al-4V 0.15 965～1014 15～16 1037
此外，有些装备还采用了附加装甲，以加强防护。附加装甲不承受负荷，直接与战车结合在一起。例如，布雷德利步兵战车就是在关键部位使用了锻造钛合金附加装甲，以对付大口径弹的威胁。改进型M113步兵战车也安装了钛合金附加装甲。
美国陆军坦克机动车辆司令部，正在计划使用钛合金装甲，以便加强M1主战坦克装甲。该司令部还计划用钛合金取代钢部件，以减轻坦克重量。已经用钛合金制成了炮塔排气系统部件，三防系统保护罩，发动机顶盖等零部件。联合防务有限公司研制的火炮，也采用了钛合金装甲防护系统。
2、火炮材料
榴弹炮。国外陆军的重型火炮，一般都重数千公斤，有的竟高达9000kg（公斤），这样的火炮机动性差，难于用飞机空运，早在80年代中期，美国陆军便提出需要新一代的榴弹炮。该榴弹炮重量较轻，能用UH60直升飞机运输，或经拆卸后用其它轻型机运输 。英国造船及工程有限公司为美国陆军设计了一种新型榴弹炮，这种炮的火力比得上传统155mm榴弹炮，但其重量只有3629kg。该重量仅为传统火炮的50%，可见其机动性大大增强。在未来的榴弹炮系统中，也有可能使用钛合金。例如，十字军155mm自行榴弹炮，其中有许多部件将采用钛合金。英国提出了两种十字军火炮设计方案，设计的这两种火炮都将使用大量Ti-6Al-4V合金。这种钛合金主要用于十字军火炮的炮架和摇架，以及后座装置。
加农炮。国外都在生产装外套管的加农炮。通常，在靠近炮管药室端部，加装一个或数个钢制外套管，以增加炮管壁厚，从而使炮管得到必要的残余应力，这有助于提高炮管强度。
美国RMI钛公司，为美国陆军研制了一种38-6-44钛合金，并在美国陆军材料技术实验室的帮助下，制成了加农炮用的钛合金外套管，并对该部件进行了金相分析和性能试验。
外套管在制造时,首先将钢制加农炮管和钛合金外套管加工到规定尺寸,然后将外套管加热，其内径受热膨胀而扩大,将外套管装到炮管指定位置,.当外套管冷却收缩后,便紧固在炮管上。这种新型加农炮制成后，在美国阿伯丁实验场进行了射击实验，共发射了95发炮弹。实验时炮管外表面温度达到250℃，尽管如此高温，但并未对炮管射击精度造成不利影响。
3、战车部件材料
为了减轻战车重量，国外重视战车轻量化问题。美国陆军计划用钛合金代替战车上的钢制件，例如，扭杆。高强度β钛合金适用于该部件。此外，美国坦克机动车辆研究、发展和工程中心，正在研究M1坦克用的钛合金牵引杆。
美国海军陆战队，也正在研究先进两栖突击车辆的减重计划，其中一项内容是用钛合金代替车上的某些钢制件，例如负重轮，平衡肘，齿轮箱等。
4、舰船材料
如果钛合金能够降低成本，大量生产，那么它在陆海空三军的军事应用领域会日益扩大。美国海军舰船上的热交换器管道正在遭受海水的腐蚀，造成了一定的经济损失。由于海水腐蚀，每年需要更换97km(公里)长的铜合金管道。由于钛合金具有良好的耐腐蚀性能，并具有低密度，因此，如果用钛合金代替铜合金管道，不仅可延长热交换器管道寿命，还能够大量节省维修费用。
5、飞机材料
美国空军也对钛合金表示出浓厚的兴趣。如果在钛合金生产时能够采用先进的冷炉熔炼工艺，就可直接生产出有矩形截面的板材，省掉了热轧板材工序。这样就有可能降低钛合金生产成本，用它制造航天和航空部件。
[影响]
随着钛合金材料技术的不断发展，钛合金的生产成本逐步下降，性能也在不断提高，使钛合金的应用范围不断扩大，钛合金的军事应用促进了兵器的轻量化，使得军事装备的机动性大大提高，将对武器装备的生存力及作战效能产生重要影响，对加强国防力量具有重要意义。
M2布雷德利步兵战车的车长舱口，原来用铝合金制造，现在已经用锻造钛合金取代，不仅其重量减轻35%，而且抗弹能力大大提高。这种战车舱口用Ti-6Al-4v合金制造，这种钛合金成本较低。人们认为，M2布雷德利战车舱口是美国陆军首次应用低成本钛合金制造的产品。
在美国1996年制造科学和技术计划中，制定了低成本钛合金的先进焊接技术，美国通用动力公司地面系统分部，和联合防务有限公司，采用这种先进焊接技术制造厚的钛合金装甲并对该焊接靶板进行了抗弹实验。此后，又设计了钛合金炮塔试样，如果采用钛合金炮塔取代目前的钢炮塔，将使M1坦克的重量减轻4t（吨）。
钛合金与均质钢机械性能与抗弹性能比较
均质钢装甲 Ti-6Al-4V合金装甲
（MIL-A-12560） （MIL-A-46077）
密度（g/cm3）（克/立方厘米）
7．86 4．50
比强度（MPa/cm3/g）
（兆帕/立方厘米/克） 150 220
质量系数（Em） 1 1.5
从上表可以看出，用钛合金取代均质钢，其比强度和质量系数可使装甲车辆在保持同样生存力的同时，重量可减轻30-40%。
--------------------------------------------------------------------------------
提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘玉民
英文名称；Technology of Materials of Titanium Alloys
检索词：钛合金;装甲;火炮;冶金;防护
技术类别：先进材料技术;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
钛合金材料技术是通过改变合金成分，并采用适当的制造方法获得不同性能钛合金的技术。
钛合金有许多独特的优点，最突出的就是质量轻、比强度高。它的质量只有钢的60%，而其强度却与钢相当，同时具有良好的抗疲劳性能，并且耐高温、耐腐蚀。因此，钛合金长期以来应用于航空及宇航工业，例如，用于制造航空发动机、飞机构件和火箭本体结构件。钛合金由于价格昂贵，限制了它在其它领域中的应用。
在现代化的战场上，对武器装备的机动性不断提出更高的要求，通过武器轻量化可以满足这种要求。使用低密度钛合金代替钢制造军事装备，能大幅度促进其轻量化。这就促进了钛合金在装甲、火炮、舰船、飞机等兵器上的应用研究。
要求钛合金材料技术具有以下特点：
1、对于钛合金材料的性能指标，尤其是综合性能指标要求高，要求其强度和韧性必须达到一定水平，以满足兵器零件性能要求。
2、钛合金的制造技术有一定难度，在一定温度条件下轧制时，要保证其中化学成分及杂质均匀分布，以使钛合金得到优良的力学性能。
3、对钛合金的使用条件要求严格，要求钛合金耐高温、耐腐蚀、并具有优良的疲劳性能，能在各种复杂环境下使用。
[相关技术]钛合金材料技术；装甲技术；火炮技术；冶金技术；轧制技术
[技术难点]
钛合金在研究和制造过程中，涉及到许多相关技术，例如，冶金技术，轧制技术，热处理技术，金属界面结合技术等等，要解决的技术难题很多，但最主要的有；
1、限制钛合金广泛应用的主要问题是由于其价格昂贵，例如用现有的钛合金制造装甲，其费用为22美元/kg，而现有的钢装甲板只有1.65 美元/kg，铝装甲板为5.5美元/kg。由于钛合金的制造成本高，目前仅限于航空航天工业应用，生产批量较小，今后主要研究工作应集中于开发新技术以降低钛合金生产成本。
2、用钛合金制造复合装甲时，它与装甲钢和其它金属的界面结合不牢固，致使界面部分的抗弹性能较差，因此要解决钛合金与其它金属界面结合问题。
3、钛合金在其厚截面上的可淬透性差，不能象钢那样进行快速淬火，即不能通过热处理得到优良的机械性能，只能通过热轧改变其性能。
4、钛合金的耐烧蚀性能较差,尤其在使用高温发射药时是如此，因此，应提高其耐烧蚀性能。
[国外概况]
目前，国外对钛合金的研究在不断发展并取得了一定的研究成果，其研究内容主要集中在装甲、火炮、战车、舰船飞机等以下几个方面：
1、装甲材料
美国陆军已经越来越多地使用钛合金，在减轻战车重量的同时提高装甲的抗弹性能。美国陆军计划使车体质量减轻30%。钛合金是最有前途的替代钢的金属材料。现正在研究的低成本钛合金，具有优良的机械性能和抗弹性能，是优良的侯选装甲材料。
当前用于制造装甲的钛合金材料，主要是Ti-6Al-4V（钛铝矾）合金。其中用铝合金在较高温度稳定α相，用钒合金在低温稳定β相，这样便制得α-β相钛合金。 这种合金具有较好的可焊性，强度适中，该合金是按照美国航空工业标准制造的。
美国陆军研究实验室（ARL），和法-德圣·路易研究院（ISL），联合研究了钛合金的抗侵彻性能。弹道实验所用的弹芯为钨合金弹芯，其长径比分别为10、13、20 。弹芯着速≦2000m/s（米/秒）。美国陆军研究实验室长径比为10的弹芯，质量为65g（克）；长径比为13的弹芯，质量为165g。多年来这两种弹芯是用作弹道实验的模拟尺寸弹芯。法-德圣·路易研究院用的的钨合金弹芯长径比为20，质量105g。
实验所用的靶板为钛合金半无限靶，并用钢靶进行了比较实验。实验结果表明，钛合金质量系数为1.5～1.8,大大高于钢（1.0），其空间系数为0.9，只比钢低10%。当着速为1000m/s时，钛合金质量系数较高，为1.7～1.8。当着速接近2000m/s时，质量系数下降为1.4～1.5 ,钛合金在在弹道实验中表现出优良的抗弹性能，其性能相当或高于轧制均质钢。
美国在研究钛合金装甲的同时，还注重降低其生产成本。美国RMI钛公司研制了一种新型钛合金，通过提高其氧含量并进行适当热处理，使这种钛合金的制造成本显著下降，并且其抗弹性能超过了Ti-6Al-4V合金。一般认为，钛合金中的氧含量不宜超过0.14%，RMI公司大胆创新,使其中氧含量超过0.20%，制成一种富氧钛合金。
美国RMI钛公司提出的低成本富氧钛合金，其制造技术主要包括改变化学成分，板坯制造，热处理，轧制等工序。最突出的一点是改变化学成分。要得到抗弹性能优于标准Ti-6Al-4V合金的新型钛合金，必须按照下列规定改变化学成分，使合金中含有：5,56.75%Al（铝）,3.50～4.50%V（矾）， 0.20～0.30%O2（氧气）,Fe（铁）≤0.50%,杂质≤0.50%。所谓杂质包括一种或几种β相稳定元素：铬、镍、钼、铜。如上所述，钛合金中的杂质总量不应超过0.50%，尤其是无法去除的杂质总量不要超过0.30%。
在富氧钛合金选用原料时，最好是廉价的Ti- 6Al-4V合金废料，其中的含氧量超过0.20%。直接利用富氧的低成本钛合金废料更好。当然，在使用废料之前，要对其进行请洗，以除去油脂和脏物。
富氧钛合金进行熔炼时，最好采用单渣熔炼技术，该熔炼过程是在真空或惰性气体中进行的。在单渣熔炼时所用的惰性气体可以是氦气和氩气。单渣熔炼技术在实施时将钛合金放入普通平底炉内进行，使用等离子或电子束能源。在热处理时，温度范围是990～1200℃，时间为1～12h（小时）。经过上述热处理后，要将板坯轧制成38.1mm（毫米）厚的钛合金板。钛合金装甲在使用前还要进行抗弹实验。下表列出了新型钛合金性能，并与标准钛合金作了比较。
两种钛合金性能比较
氧含量(%) 抗拉强度MPa（兆帕） 延伸率(%) 抗弹极限速度(m/s)
富氧钛合金 0.22 979～1014 11～12 1046
标准Ti-6Al-4V 0.15 965～1014 15～16 1037
此外，有些装备还采用了附加装甲，以加强防护。附加装甲不承受负荷，直接与战车结合在一起。例如，布雷德利步兵战车就是在关键部位使用了锻造钛合金附加装甲，以对付大口径弹的威胁。改进型M113步兵战车也安装了钛合金附加装甲。
美国陆军坦克机动车辆司令部，正在计划使用钛合金装甲，以便加强M1主战坦克装甲。该司令部还计划用钛合金取代钢部件，以减轻坦克重量。已经用钛合金制成了炮塔排气系统部件，三防系统保护罩，发动机顶盖等零部件。联合防务有限公司研制的火炮，也采用了钛合金装甲防护系统。
2、火炮材料
榴弹炮。国外陆军的重型火炮，一般都重数千公斤，有的竟高达9000kg（公斤），这样的火炮机动性差，难于用飞机空运，早在80年代中期，美国陆军便提出需要新一代的榴弹炮。该榴弹炮重量较轻，能用UH60直升飞机运输，或经拆卸后用其它轻型机运输 。英国造船及工程有限公司为美国陆军设计了一种新型榴弹炮，这种炮的火力比得上传统155mm榴弹炮，但其重量只有3629kg。该重量仅为传统火炮的50%，可见其机动性大大增强。在未来的榴弹炮系统中，也有可能使用钛合金。例如，十字军155mm自行榴弹炮，其中有许多部件将采用钛合金。英国提出了两种十字军火炮设计方案，设计的这两种火炮都将使用大量Ti-6Al-4V合金。这种钛合金主要用于十字军火炮的炮架和摇架，以及后座装置。
加农炮。国外都在生产装外套管的加农炮。通常，在靠近炮管药室端部，加装一个或数个钢制外套管，以增加炮管壁厚，从而使炮管得到必要的残余应力，这有助于提高炮管强度。
美国RMI钛公司，为美国陆军研制了一种38-6-44钛合金，并在美国陆军材料技术实验室的帮助下，制成了加农炮用的钛合金外套管，并对该部件进行了金相分析和性能试验。
外套管在制造时,首先将钢制加农炮管和钛合金外套管加工到规定尺寸,然后将外套管加热，其内径受热膨胀而扩大,将外套管装到炮管指定位置,.当外套管冷却收缩后,便紧固在炮管上。这种新型加农炮制成后，在美国阿伯丁实验场进行了射击实验，共发射了95发炮弹。实验时炮管外表面温度达到250℃，尽管如此高温，但并未对炮管射击精度造成不利影响。
3、战车部件材料
为了减轻战车重量，国外重视战车轻量化问题。美国陆军计划用钛合金代替战车上的钢制件，例如，扭杆。高强度β钛合金适用于该部件。此外，美国坦克机动车辆研究、发展和工程中心，正在研究M1坦克用的钛合金牵引杆。
美国海军陆战队，也正在研究先进两栖突击车辆的减重计划，其中一项内容是用钛合金代替车上的某些钢制件，例如负重轮，平衡肘，齿轮箱等。
4、舰船材料
如果钛合金能够降低成本，大量生产，那么它在陆海空三军的军事应用领域会日益扩大。美国海军舰船上的热交换器管道正在遭受海水的腐蚀，造成了一定的经济损失。由于海水腐蚀，每年需要更换97km(公里)长的铜合金管道。由于钛合金具有良好的耐腐蚀性能，并具有低密度，因此，如果用钛合金代替铜合金管道，不仅可延长热交换器管道寿命，还能够大量节省维修费用。
5、飞机材料
美国空军也对钛合金表示出浓厚的兴趣。如果在钛合金生产时能够采用先进的冷炉熔炼工艺，就可直接生产出有矩形截面的板材，省掉了热轧板材工序。这样就有可能降低钛合金生产成本，用它制造航天和航空部件。
[影响]
随着钛合金材料技术的不断发展，钛合金的生产成本逐步下降，性能也在不断提高，使钛合金的应用范围不断扩大，钛合金的军事应用促进了兵器的轻量化，使得军事装备的机动性大大提高，将对武器装备的生存力及作战效能产生重要影响，对加强国防力量具有重要意义。
M2布雷德利步兵战车的车长舱口，原来用铝合金制造，现在已经用锻造钛合金取代，不仅其重量减轻35%，而且抗弹能力大大提高。这种战车舱口用Ti-6Al-4v合金制造，这种钛合金成本较低。人们认为，M2布雷德利战车舱口是美国陆军首次应用低成本钛合金制造的产品。
在美国1996年制造科学和技术计划中，制定了低成本钛合金的先进焊接技术，美国通用动力公司地面系统分部，和联合防务有限公司，采用这种先进焊接技术制造厚的钛合金装甲并对该焊接靶板进行了抗弹实验。此后，又设计了钛合金炮塔试样，如果采用钛合金炮塔取代目前的钢炮塔，将使M1坦克的重量减轻4t（吨）。
钛合金与均质钢机械性能与抗弹性能比较
均质钢装甲 Ti-6Al-4V合金装甲
（MIL-A-12560） （MIL-A-46077）
密度（g/cm3）（克/立方厘米）
7．86 4．50
比强度（MPa/cm3/g）
（兆帕/立方厘米/克） 150 220
质量系数（Em） 1 1.5
从上表可以看出，用钛合金取代均质钢，其比强度和质量系数可使装甲车辆在保持同样生存力的同时，重量可减轻30-40%。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘玉民
枪炮膛压测试技术
英文名称；chamber pressure measurement technology for gun
检索词：塑性测压；膛压测定；铜柱测压法；压力测量；压电压力计
技术类别：通用测试技术;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
用不同测压传感器测量枪炮发射过程中火药燃烧产生的燃气压力的技术。
膛压是武器的重要性能参数之一。适当的膛压赋予弹丸动能，使弹丸达到预定初速和预定的射程。所以精确地测试膛压对于枪炮身管的设计、内弹道设计、发射药的设计，保证枪炮的使用安全有着重要的作用。现在采用的测压原理有塑性测压法和压电测压法。使用的传感器的装配方式有旋入式和放入式两种，对于轻武器一般采用旋入式测压器，采用这种方法需要在武器身管上打孔，或专门制造弹道枪（炮），所以只适用于研究工作，而不能用于产品验收。对于大、中口径火炮或产品验收(不允许在身管上打孔)大多采用放入式测压器，或者采用从炮尾引出信号线的方法记录膛压信号。近年来，采用存储测试的方法进行膛压测试，存储测压器的形状与放入式测压器类似，即测压器放入膛内，将膛压转换成电信号存储在测压器内，待射击后回收测压器，从中提取数据。
[相关技术]传感器技术；标定技术；存储测试技术
[技术难点]
1、方便精确的测试传感器技术
对于枪炮膛压测试来说，工作环境恶劣，伴随有高温、高压和高冲击。这对传感器的制造提出了严格的要求，要求它们既能满足上述的条件又能精确方便地测量出压力。另一方面需要研制出小型化、智能化的传感器，使其对测试的干扰小，又能适应压力的变化。
2、需要解决高膛压测试的问题
液体发射药火炮等新能源火炮的出现，提高了发射动力，增加了火炮射程和威力，需要开发出与之相适应的新的测试方法和传感器来满足新的要求，解决高膛压测试的难题。
3、提供与发射过程类似的动态压力源
压力的动态标定问题精确测压的关键，需要有产生与枪炮发射相当的动态压力源，特别是压力的上升时间和峰值必须要能满足测试的要求。另外要利用现代计算机技术的优势,加快数据处理的能力，能够在试验完成之后立即得到试验结果，显示p-t曲线。
[国外概况]
目前，国外在枪炮测压中采用的测压方法基于塑型测压和压电测压两种原理。塑性测压是利用金属材料受压后产生变形量测量压力的方法，国外曾采用铝、铜、钢等材料作为传感材料。但使用最多的是铜，典型例证是铜柱、铜球测压法。即利用铜柱或铜球受压时的塑性变形量记录枪炮药室的最大压力。铜柱测压法虽然古老，但现在仍然是测量最大压力的主要手段。铜柱（球）测压器的结构可分为两种：一种是内放式测压器，可放在药筒底部，也可放在发射药包下面。另一种是外旋式测压器，用螺纹将测压器紧固到事先开在炮管上的测压孔内，以测量最大膛压。1962年以前，美国采用铜柱测压，后来采用铜球代替铜柱，原因是铜球受压时阻力面积增加，在低压时提供大的压缩量；另外，铜球也易于加工。为了消除人为误差，提高数据处理的速度，研制了最大膛压测试系统，实现了铜球测压的自动化。从70年代至今，北约国家以铜球、铜柱测压法作为标准测压法，精度达±2%，最大量程是482MPa（兆帕）。到目前为止用铜柱（球）测出的最大膛压要比压电传感器测出的值低约20％。
另一种测压方法是利用传感器测压，这种方法的优点是不仅能测出最大膛压，而且能测出膛压随时间的变化，即p-t曲线。能够测出膛压-时间曲线的传感器有：
1、应变电阻式
应变电阻传感器适合于压力持续时间较长的条件下使用，用来测量火箭发动机的气体压力和后座装置中液体和气体的压力。传感器的敏感元件是一根应变管，它的工作端面有一层悬膜。应变管上有两组绕线，一组按圆周缠绕，一组纵向缠绕。当压力加到悬膜的外侧面时，应变管在周向受到压缩，而圆周周围则膨胀。这使纵向绕线长度减少，其电阻值随之减少，圆周绕线长度增加，其电阻值随之增大。这种绕法构成了惠斯顿电桥电路的两个臂。由于机械接触紧密，这种绕法处于大致相同的温度下，所以温度引起的电阻的变化可忽略不计。美国Bytrex公司生产的应变式传感器可测大口径火炮的膛压，最大量程是578MPa（兆帕），精度是0.5%，整套测压装置的上升响应时间是2～5ms（毫秒）。
2、 压电压力传感器
压电压力传感器是基于某些晶体的压电原理，即利用电石、石英等晶体能够产生与所施加压力成正比的电荷这一特性制造的。适合于压力作用时间在20毫秒以下，压力值在205.8MPa以上的情况下使用。除了测量火炮膛压外，也可测量反后座装置内液体和气体的压力。这种传感器容易实现数据的实时显示和读出，容易与计算机连接进行数据处理。由于压电传感器测压有诸多优点；所以，国外广泛采用压力传感器测量压力。最著名的测压传感器有瑞士Kistler公司的系列产品。比如Kistler607A型石英压力传感器，它的长度为1.9cm（厘米），直径0.95cm，测压量程517～551MPa。奥地利AVL公司的4PQ/5QP系列的弹道高压传感器产品，其最大量程达60MPa，有较高的固有频率，高的灵敏度，良好的线性和长的时间稳定性。
3、电气石压力传感器
电气石压力传感器的敏感元件是Z向切割的电气石晶体，它放在合适的钢制本体中，围绕敏感元件的空腔注满硅脂。这种传感器的优点是对流体静压力比较敏感，它不需要任何活塞（或类似的机构把压力加到晶体表面），压力直接通过硅脂传到电气石敏感元件上。
测量加农炮的膛压时，使用两个或三个电气石传感器在药室不同部位测试压力随时间的变化曲线，探测压力的反常现象。当火药正常燃烧时，药室压力梯度总是正的，也就是说，炮膛后部的压力比前部大些，特别比弹底后方压力更大。美国阿伯丁试验场使用的电气石传感器有两种规格一种是长3.18cm，直径2.54cm；另一种长10.16cm，直径3.18cm。它们的固有频率较高，响应时间较短，测压范围高达688MPa。
4、存储测压传感器
随着微电子学的发展，测压传感器有了新的发展。现在已开发出适应不同测试需求的带有存储功能的测压传感器。称为电子测压蛋的装置就是一例。这种新型火炮膛压测试装置，可用于大、中口径火炮的膛压测试。电子测压弹采用存储测试技术，集测压传感器、电路模块、接口和电池于一体，具有耐高压和瞬态高温的能力。火炮发射前将电子测压蛋放入药室筒底部，发射时即可自动测量和记录火炮膛压p-t曲线。发射后回收测压蛋，与计算机连接读出膛压并显示p-t曲线。该装置使用简便，精度高，不需引线，是理想的火炮膛压测试装置。比如，澳地利AVL公司的放入炮膛的带存储功能的电子测压传感器或称电子测压蛋，体积是300mm3（立方毫米），系统精度为1.5%，最大压力500MPa，存储器是8129个数据点。
此外，美国海军使用光纤压力传感器进行水下爆炸研究，最大压力25GPa，响应时间0.1ms，据称这种传感器将来有可能应用到弹道测试之中，用于电热炮、电磁炮的膛压测试，这种传感器的功能和形状与Kistler高压弹道传感器相同，可直接安装在Kistler传感器的测压孔内使用。传感器能探测的最大静压力为945MPa，能探测到的压力脉冲发生器的最大压力是690MPa。
与膛压测量有关的技术也有新的发展。瑞士Com-Kistler研制成功的弹道分析仪就是其中之一，这种仪器在压力测量方面的用途是使压力传感器与机内电荷放大器直接连接，应用计算机进行数据处理，完成试验后直接可以读出压力数值，提高了结果的快看能力。这种以计算机为基础的仪器除了处理压力数据外，还能进行有关时间、速度和射弹位置的测量。
在膛压测量过程中的另一个重要是问题压力标定。这里特指动态或准动态标定问题。国外目前通用的方法有气压式、激波管式等，用落锤、摆锤等作动力源，压力范围100～700MPa，脉冲持续时间1.5ms（毫秒），平均误差±25%。80年代末，美国陆军部研制成功一种能在1ms之内达到1035MPa的步进加载式压力标定机，它对传感器的标定和筛选非常有用，并且具有精度高、使用安全可靠等特点。
在实际应用中，传感器灵敏度随使用时间的增加而降低，响应慢，线性度变差，滞后时间增加。所以要定期重新标定。若射击压力621～690MPa，最好在打了5～10发后重新标定，压力为414MPa时，每25～50发后重新标定。对于压电传感器，射击结束后或发射8发弹后，用水压机对传感器进行标定，一直标定到它的最大压力。
[影响]
膛压是武器研制、生产、使用过程中必须测量的重要数据。是弹道设计，装药设计、身管设计的基本参数。它对新型枪炮的开发、新型发射药的研制、武器性能的提高和安全使用有着重要的影响。
技术难点：
1、方便精确的测试传感器技术
对于枪炮膛压测试来说，工作环境恶劣，伴随有高温、高压和高冲击。这对传感器的制造提出了严格的要求，要求它们既能满足上述的条件又能精确方便地测量出压力。另一方面需要研制出小型化、智能化的传感器，使其对测试的干扰小，又能适应压力的变化。
2、需要解决高膛压测试的问题
液体发射药火炮等新能源火炮的出现，提高了发射动力，增加了火炮射程和威力，需要开发出与之相适应的新的测试方法和传感器来满足新的要求，解决高膛压测试的难题。
3、提供与发射过程类似的动态压力源
压力的动态标定问题精确测压的关键，需要有产生与枪炮发射相当的动态压力源，特别是压力的上升时间和峰值必须要能满足测试的要求。另外要利用现代计算机技术的优势,加快数据处理的能力，能够在试验完成之后立即得到试验结果，显示p-t曲线。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：孙福治
英文名称；chamber pressure measurement technology for gun
检索词：塑性测压；膛压测定；铜柱测压法；压力测量；压电压力计
技术类别：通用测试技术;
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[定义]
用不同测压传感器测量枪炮发射过程中火药燃烧产生的燃气压力的技术。
膛压是武器的重要性能参数之一。适当的膛压赋予弹丸动能，使弹丸达到预定初速和预定的射程。所以精确地测试膛压对于枪炮身管的设计、内弹道设计、发射药的设计，保证枪炮的使用安全有着重要的作用。现在采用的测压原理有塑性测压法和压电测压法。使用的传感器的装配方式有旋入式和放入式两种，对于轻武器一般采用旋入式测压器，采用这种方法需要在武器身管上打孔，或专门制造弹道枪（炮），所以只适用于研究工作，而不能用于产品验收。对于大、中口径火炮或产品验收(不允许在身管上打孔)大多采用放入式测压器，或者采用从炮尾引出信号线的方法记录膛压信号。近年来，采用存储测试的方法进行膛压测试，存储测压器的形状与放入式测压器类似，即测压器放入膛内，将膛压转换成电信号存储在测压器内，待射击后回收测压器，从中提取数据。
[相关技术]传感器技术；标定技术；存储测试技术
[技术难点]
1、方便精确的测试传感器技术
对于枪炮膛压测试来说，工作环境恶劣，伴随有高温、高压和高冲击。这对传感器的制造提出了严格的要求，要求它们既能满足上述的条件又能精确方便地测量出压力。另一方面需要研制出小型化、智能化的传感器，使其对测试的干扰小，又能适应压力的变化。
2、需要解决高膛压测试的问题
液体发射药火炮等新能源火炮的出现，提高了发射动力，增加了火炮射程和威力，需要开发出与之相适应的新的测试方法和传感器来满足新的要求，解决高膛压测试的难题。
3、提供与发射过程类似的动态压力源
压力的动态标定问题精确测压的关键，需要有产生与枪炮发射相当的动态压力源，特别是压力的上升时间和峰值必须要能满足测试的要求。另外要利用现代计算机技术的优势,加快数据处理的能力，能够在试验完成之后立即得到试验结果，显示p-t曲线。
[国外概况]
目前，国外在枪炮测压中采用的测压方法基于塑型测压和压电测压两种原理。塑性测压是利用金属材料受压后产生变形量测量压力的方法，国外曾采用铝、铜、钢等材料作为传感材料。但使用最多的是铜，典型例证是铜柱、铜球测压法。即利用铜柱或铜球受压时的塑性变形量记录枪炮药室的最大压力。铜柱测压法虽然古老，但现在仍然是测量最大压力的主要手段。铜柱（球）测压器的结构可分为两种：一种是内放式测压器，可放在药筒底部，也可放在发射药包下面。另一种是外旋式测压器，用螺纹将测压器紧固到事先开在炮管上的测压孔内，以测量最大膛压。1962年以前，美国采用铜柱测压，后来采用铜球代替铜柱，原因是铜球受压时阻力面积增加，在低压时提供大的压缩量；另外，铜球也易于加工。为了消除人为误差，提高数据处理的速度，研制了最大膛压测试系统，实现了铜球测压的自动化。从70年代至今，北约国家以铜球、铜柱测压法作为标准测压法，精度达±2%，最大量程是482MPa（兆帕）。到目前为止用铜柱（球）测出的最大膛压要比压电传感器测出的值低约20％。
另一种测压方法是利用传感器测压，这种方法的优点是不仅能测出最大膛压，而且能测出膛压随时间的变化，即p-t曲线。能够测出膛压-时间曲线的传感器有：
1、应变电阻式
应变电阻传感器适合于压力持续时间较长的条件下使用，用来测量火箭发动机的气体压力和后座装置中液体和气体的压力。传感器的敏感元件是一根应变管，它的工作端面有一层悬膜。应变管上有两组绕线，一组按圆周缠绕，一组纵向缠绕。当压力加到悬膜的外侧面时，应变管在周向受到压缩，而圆周周围则膨胀。这使纵向绕线长度减少，其电阻值随之减少，圆周绕线长度增加，其电阻值随之增大。这种绕法构成了惠斯顿电桥电路的两个臂。由于机械接触紧密，这种绕法处于大致相同的温度下，所以温度引起的电阻的变化可忽略不计。美国Bytrex公司生产的应变式传感器可测大口径火炮的膛压，最大量程是578MPa（兆帕），精度是0.5%，整套测压装置的上升响应时间是2～5ms（毫秒）。
2、 压电压力传感器
压电压力传感器是基于某些晶体的压电原理，即利用电石、石英等晶体能够产生与所施加压力成正比的电荷这一特性制造的。适合于压力作用时间在20毫秒以下，压力值在205.8MPa以上的情况下使用。除了测量火炮膛压外，也可测量反后座装置内液体和气体的压力。这种传感器容易实现数据的实时显示和读出，容易与计算机连接进行数据处理。由于压电传感器测压有诸多优点；所以，国外广泛采用压力传感器测量压力。最著名的测压传感器有瑞士Kistler公司的系列产品。比如Kistler607A型石英压力传感器，它的长度为1.9cm（厘米），直径0.95cm，测压量程517～551MPa。奥地利AVL公司的4PQ/5QP系列的弹道高压传感器产品，其最大量程达60MPa，有较高的固有频率，高的灵敏度，良好的线性和长的时间稳定性。
3、电气石压力传感器
电气石压力传感器的敏感元件是Z向切割的电气石晶体，它放在合适的钢制本体中，围绕敏感元件的空腔注满硅脂。这种传感器的优点是对流体静压力比较敏感，它不需要任何活塞（或类似的机构把压力加到晶体表面），压力直接通过硅脂传到电气石敏感元件上。
测量加农炮的膛压时，使用两个或三个电气石传感器在药室不同部位测试压力随时间的变化曲线，探测压力的反常现象。当火药正常燃烧时，药室压力梯度总是正的，也就是说，炮膛后部的压力比前部大些，特别比弹底后方压力更大。美国阿伯丁试验场使用的电气石传感器有两种规格一种是长3.18cm，直径2.54cm；另一种长10.16cm，直径3.18cm。它们的固有频率较高，响应时间较短，测压范围高达688MPa。
4、存储测压传感器
随着微电子学的发展，测压传感器有了新的发展。现在已开发出适应不同测试需求的带有存储功能的测压传感器。称为电子测压蛋的装置就是一例。这种新型火炮膛压测试装置，可用于大、中口径火炮的膛压测试。电子测压弹采用存储测试技术，集测压传感器、电路模块、接口和电池于一体，具有耐高压和瞬态高温的能力。火炮发射前将电子测压蛋放入药室筒底部，发射时即可自动测量和记录火炮膛压p-t曲线。发射后回收测压蛋，与计算机连接读出膛压并显示p-t曲线。该装置使用简便，精度高，不需引线，是理想的火炮膛压测试装置。比如，澳地利AVL公司的放入炮膛的带存储功能的电子测压传感器或称电子测压蛋，体积是300mm3（立方毫米），系统精度为1.5%，最大压力500MPa，存储器是8129个数据点。
此外，美国海军使用光纤压力传感器进行水下爆炸研究，最大压力25GPa，响应时间0.1ms，据称这种传感器将来有可能应用到弹道测试之中，用于电热炮、电磁炮的膛压测试，这种传感器的功能和形状与Kistler高压弹道传感器相同，可直接安装在Kistler传感器的测压孔内使用。传感器能探测的最大静压力为945MPa，能探测到的压力脉冲发生器的最大压力是690MPa。
与膛压测量有关的技术也有新的发展。瑞士Com-Kistler研制成功的弹道分析仪就是其中之一，这种仪器在压力测量方面的用途是使压力传感器与机内电荷放大器直接连接，应用计算机进行数据处理，完成试验后直接可以读出压力数值，提高了结果的快看能力。这种以计算机为基础的仪器除了处理压力数据外，还能进行有关时间、速度和射弹位置的测量。
在膛压测量过程中的另一个重要是问题压力标定。这里特指动态或准动态标定问题。国外目前通用的方法有气压式、激波管式等，用落锤、摆锤等作动力源，压力范围100～700MPa，脉冲持续时间1.5ms（毫秒），平均误差±25%。80年代末，美国陆军部研制成功一种能在1ms之内达到1035MPa的步进加载式压力标定机，它对传感器的标定和筛选非常有用，并且具有精度高、使用安全可靠等特点。
在实际应用中，传感器灵敏度随使用时间的增加而降低，响应慢，线性度变差，滞后时间增加。所以要定期重新标定。若射击压力621～690MPa，最好在打了5～10发后重新标定，压力为414MPa时，每25～50发后重新标定。对于压电传感器，射击结束后或发射8发弹后，用水压机对传感器进行标定，一直标定到它的最大压力。
[影响]
膛压是武器研制、生产、使用过程中必须测量的重要数据。是弹道设计，装药设计、身管设计的基本参数。它对新型枪炮的开发、新型发射药的研制、武器性能的提高和安全使用有着重要的影响。
技术难点：
1、方便精确的测试传感器技术
对于枪炮膛压测试来说，工作环境恶劣，伴随有高温、高压和高冲击。这对传感器的制造提出了严格的要求，要求它们既能满足上述的条件又能精确方便地测量出压力。另一方面需要研制出小型化、智能化的传感器，使其对测试的干扰小，又能适应压力的变化。
2、需要解决高膛压测试的问题
液体发射药火炮等新能源火炮的出现，提高了发射动力，增加了火炮射程和威力，需要开发出与之相适应的新的测试方法和传感器来满足新的要求，解决高膛压测试的难题。
3、提供与发射过程类似的动态压力源
压力的动态标定问题精确测压的关键，需要有产生与枪炮发射相当的动态压力源，特别是压力的上升时间和峰值必须要能满足测试的要求。另外要利用现代计算机技术的优势,加快数据处理的能力，能够在试验完成之后立即得到试验结果，显示p-t曲线。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：孙福治
双基地雷达技术
英文名称；technology of bistatic radar
检索词： 雷达；双基地雷达；电子；干扰；对抗；隐身
技术类别：双（多）基地雷达;
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[定义]
双基地雷达技术是指利用发射机和接收机不在同一地点的优点，以便提高接收站的隐蔽性、获得更大的目标前向面积、减少阴影区对电磁波衰减的技术。
实际上，任何雷达只要它将发射天线和接收天线分开设置都可称之为双基地雷达。一般在双基地雷达的分析中都假设发射机和接收机的分置距离（Db）可与目标距离相比，即对于飞机目标，Db为几百公里的数量级，而对于卫星目标，Db可达数百公里甚至数千公里的数量级。从部署的位置方面来看，可分为地发/地收、空发/空收、空发/地收、地发/空收等几种形式。
[相关技术] 雷达技术；电子技术；隐身技术
[技术难点]
由于收发分离，因此造成了双基地雷达的三大同步-空间同步、时间同步和相位同步的技术难题。对于时间和相位同步可利用发射的直达信号和宽频带数传机进行技术实现。以上两种方法都可用现有技术设备实现。对于空间同步，当要求观察区域较小时，可用一个固定宽波束发射（接收）配合一扫描窄波束接收（发射）来实现空间同步；当要求观察区域较大由要保证数据率时就必须使用波束脉冲追赶法来实现空间同步。
[国外概况]
现代战争是一场高技术战争，隐身飞行器的出现、反辐射导弹的威胁、日益激烈的电子对抗和飞行器的低空突防对传统单基地雷达提出了严峻的挑战，单基地雷达发现目标的能力和生存能力正在下降。而双基地雷达发送/接收分置，接收站工作隐蔽，因此双基地雷达具有对付"四大"威胁的能力，在现代战争中占有重要的作用。
1.双基地雷达在电子战中的运用
(1) 抗侦察抗干扰
由于双基地雷达的接收机不发射，敌人不可能侦察到其位置和天线指向，因而无法实施定向干扰和有效的欺骗干扰，若进行干扰也不得不在空间和时间上分散功率，但其效果会降低几十倍。双基地雷达可采用多部发射机（包括诱饵发射机），也易采用大时宽信号甚至是调制的连续波信号等低截获概率技术，发射机也增加了侦察抗干扰的能力。在严重的干扰环境下还可使用被动定位技术来测定敌人干扰的位置。
(2) 抗反辐射导弹
敌人不可能发现双基地雷达不发射的接收机，也就不可能使用反辐射导弹进行攻击。这对于作战兵力与接收机配置在一起的系统如舰艇、飞机和装甲机动部队更有特殊意义。即增加了部队的生存力又增加了隐蔽作战突然出击的能力。发射机置于战区后方安全区，或采用诱饵发射机对反辐射导弹进行欺骗和伪装，也可大大降低发射机受攻击的概率。
(3) 反隐身
目标隐身技术主要是结构隐身技术，它使目标的后向散射面积减少70%～90%，其次是材料技术和电子干扰等综合技术。现有的隐身技术还只能使目标后向散射截面积减少几个数量级，而将入射的能量偏转散射到其它方向（如目标的侧向）。上方或下方的接收机也就有可能受到较强的目标回波。若将多部接收机的信号综合更能提高发现概率，易于进行目标识别。理论和实验以证明当双基地雷达地角大于135°时，目标的前向面积将增大，而在180°时能增大20分贝，而且几乎与目标材料无关。双基地雷达正好利用这一优势。
(4) 发现低空目标
由于地球曲率的影响雷达很难发现视线以下处于阴影区的目标。因为阴影区对电磁波衰减极大，单基地雷达来回双程衰减，功率再增大也难发现距离。但对于双基地雷达阴影区是单程的，可以利用功率余量增大发现低空目标。根据电波绕射理论，雷达工作波长越长这一效果越明显。发射机置于高处会具有更远的作用距离。
2. 双基地雷达系统实例
(1) “圣堂”双基地雷达系统
1976年，美国DARPA（国防高级计划研究局）提出研究战术双基地雷达，出发点是改善雷达的技术条件。DARPA提出的以“圣堂”命名的双基地雷达研究计划，在初期由海军海洋系统中心领导，后由于成果非常令人鼓舞，即于1979年后交由美三军直接领导。
a. “圣堂”防空双基地雷达系统
此系统是全部“圣堂”双基地计划中的最早项目。发射机在空中（或在卫星上）接收机在地面，两者以协同的方式工作。
1976年技术服务公司接受了DARPA的合同，对“圣堂”雷达进行了可行性论证。1977年海军与技术服务公司研制了一个双基地雷达实验系统，目的是验证双基地雷达完成监视和跟踪用途的能力，收集进行工程设计所需的数据，包括性能、费用、构造，并对双基地雷达的军用潜在可能性做出判断。结果证明此概念完全可用在战术使命上，并随即进行进一步研制开发。
b. “圣堂”的一些其它计划
(a) “隐蔽攻击”（Corert Strike）计划是从“战术双基地雷达验证计划”（TBIRD）中派生出来的，从1983年开始执行。双基地和单基地雷达系统配合使用，以提供一种新的战术侦察和打击能力。其特点是，开始以双基地方式进行隐蔽工作工作，一旦敌方察觉而用全向干扰时，攻击机即可采用单基地方式突破敌方干扰。
(b) “发射后不管”（Fire-and-forget）系统，是对半主动制导的空-空导弹系统的改进。采用大双基地角，飞机发射导弹后可以离开战区飞到安全的区域，另外，使用大双基地角减少了闪烁效应，从而消除了由此引起的跟踪误差。1979年已用F-14战斗机的AWA-9雷达作了初步实验，此系统还将用于“麻雀”和“不死鸟”导弹的控制。
(c) “双基地报警及暗示”（BAC）计划，主要用于近程防空系统，它利用“机会照射”的信号而不需要专门配合的发射机。“机会照射”可以是在附近飞行的预警飞机（E-3A）或防区以外的目标探测系统发射的信号。接收机是人背式，用一蝶形天线。该接收机可以配属于“红眼（Redeye）”、“纵染（Stringer）”和“火神（Vulcan）”地对空导弹。
(2) 空对地双基地雷达系统
美国空军领导的一项战术双基地雷达计划。它是一个空对地系统，发射机机载远离战区而带有接收机的攻击机可对战区内的目标（如坦克）进行搜索、跟踪和攻击。
1976～1977年豪尼克斯公司对该系统进行了理论分析和计算机模拟。模拟结果不仅说明此系统具有隐蔽作战能力，还发现双基地系统可以很好地将目标显示和合成孔径功能结合于同一接收机，即允许战斗机在侧视时（当然仍可以前视），实现动目标显示（地杂波的多普勒频谱很窄）以便发现树林中速度仅为1～2米/秒(m/s)的坦克，又可在前视情况下兼有合成孔径（像一般侧视时的宽带地杂波的多普勒频谱调谐）的高分辨力来发射武器，这种合二为一的功能是单基地雷达所望尘莫及的。而后1979年的“战术双基地雷达验证计划”（TBIRD）和1982～1983的“双基地技术过渡”计划均取得了圆满的成功。1984年美国空军又进行了“战术双基地验证（T鸟）”计划，将双基地合成孔径雷达（RF-4的APD-10）进行进一步改进，并由息昂泰克公司对飞行试验提供工程援助、靶场评价、数据处理和测试分析。
(3) “火力发现者”雷达
美国陆军于1997年对该雷达系统进行公开招标，并于1998年开始研制制造工作。该雷达系统实际上是将双基地和相控阵雷达技术结合起来的一种混合式传感器系统。它能定位和识别大量的重要目标并在较远的距离上对这些目标实施反击，从而保护了战场上的己方部队。当战场上敌方威胁增大时，无人操作的无人发射机设备可以部署在离开接收机2公里(km)的距离处，提高士兵、接收机和操作方舱的安全性。接收机可以与战术作战中心配置在一起并用导线相连，增加炮兵指挥官提供的目标排序信息的信息量。在增加第二个发射机的情况下，两台发射机可相互交替工作，提供接近连续的有效工作时间。当用于先行的轻型装备部队和其它高机动性部队时，该系统可不使用方舱而采用膝上计算机。该系统的性能已超过了TPQ-36、TPQ-37雷达的性能指标。该双基地雷达的宽得多的雷达波束技术，使得当弹丸穿过波束时具有完全的可见性，这样传感器每发现一枚炮弹不必暂停扫描。其处理能力可高达1500发炮弹。
(4) 随机双基地雷达
该雷达由雷卡公司研制。它能使海军舰船利用其它舰船的发射机，而使自己的雷达发射机保持静默。它特别适合于需要隐蔽作战的舰船使用。该系统由雷卡公司对电子支援手段（ESM）的研制演变而来。该系统利用了所谓的施主雷达，即工作在其它船舶上的雷达。这些雷达有意无意地提供了雷达照射发射，其反射波被其它隐蔽船舶上的接收机接收。该系统使用的先进的软件将其它船舶的反射雷达脉冲生成雷达图像。在探测隐身物方面，双基地系统比标准系统有着显著的优势。经精心设计和制造，它还能探测扫描远距照射发射源的雷达回波，从而探测到隐身船舶。
[影响]
双基地雷达发射机和接收机分置于两个不同的基地，可有多种配置方案，因而它具有隐蔽工作、抗干扰性能好的优点，并能够探测邻近的、远距的地面目标以及横向运动的炮弹、火箭、导弹、巡航导弹、无人飞行器和其它飞机。特别是随着科学技术的不断进步、电子干扰系统的迅速发展以及反辐射导弹的发展，设备复杂的单基地雷达工作受到严重威胁，甚至本身和载体的安全也难以保障，为摆脱这种困境，以双基地模式对现有的雷达（如火炮雷达、舰载雷达、机载雷达等）进行改进是极有效的方法。可以预言，双基地雷达必将在现代战争中起着越来越重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王治超
英文名称；technology of bistatic radar
检索词： 雷达；双基地雷达；电子；干扰；对抗；隐身
技术类别：双（多）基地雷达;
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[定义]
双基地雷达技术是指利用发射机和接收机不在同一地点的优点，以便提高接收站的隐蔽性、获得更大的目标前向面积、减少阴影区对电磁波衰减的技术。
实际上，任何雷达只要它将发射天线和接收天线分开设置都可称之为双基地雷达。一般在双基地雷达的分析中都假设发射机和接收机的分置距离（Db）可与目标距离相比，即对于飞机目标，Db为几百公里的数量级，而对于卫星目标，Db可达数百公里甚至数千公里的数量级。从部署的位置方面来看，可分为地发/地收、空发/空收、空发/地收、地发/空收等几种形式。
[相关技术] 雷达技术；电子技术；隐身技术
[技术难点]
由于收发分离，因此造成了双基地雷达的三大同步-空间同步、时间同步和相位同步的技术难题。对于时间和相位同步可利用发射的直达信号和宽频带数传机进行技术实现。以上两种方法都可用现有技术设备实现。对于空间同步，当要求观察区域较小时，可用一个固定宽波束发射（接收）配合一扫描窄波束接收（发射）来实现空间同步；当要求观察区域较大由要保证数据率时就必须使用波束脉冲追赶法来实现空间同步。
[国外概况]
现代战争是一场高技术战争，隐身飞行器的出现、反辐射导弹的威胁、日益激烈的电子对抗和飞行器的低空突防对传统单基地雷达提出了严峻的挑战，单基地雷达发现目标的能力和生存能力正在下降。而双基地雷达发送/接收分置，接收站工作隐蔽，因此双基地雷达具有对付"四大"威胁的能力，在现代战争中占有重要的作用。
1.双基地雷达在电子战中的运用
(1) 抗侦察抗干扰
由于双基地雷达的接收机不发射，敌人不可能侦察到其位置和天线指向，因而无法实施定向干扰和有效的欺骗干扰，若进行干扰也不得不在空间和时间上分散功率，但其效果会降低几十倍。双基地雷达可采用多部发射机（包括诱饵发射机），也易采用大时宽信号甚至是调制的连续波信号等低截获概率技术，发射机也增加了侦察抗干扰的能力。在严重的干扰环境下还可使用被动定位技术来测定敌人干扰的位置。
(2) 抗反辐射导弹
敌人不可能发现双基地雷达不发射的接收机，也就不可能使用反辐射导弹进行攻击。这对于作战兵力与接收机配置在一起的系统如舰艇、飞机和装甲机动部队更有特殊意义。即增加了部队的生存力又增加了隐蔽作战突然出击的能力。发射机置于战区后方安全区，或采用诱饵发射机对反辐射导弹进行欺骗和伪装，也可大大降低发射机受攻击的概率。
(3) 反隐身
目标隐身技术主要是结构隐身技术，它使目标的后向散射面积减少70%～90%，其次是材料技术和电子干扰等综合技术。现有的隐身技术还只能使目标后向散射截面积减少几个数量级，而将入射的能量偏转散射到其它方向（如目标的侧向）。上方或下方的接收机也就有可能受到较强的目标回波。若将多部接收机的信号综合更能提高发现概率，易于进行目标识别。理论和实验以证明当双基地雷达地角大于135°时，目标的前向面积将增大，而在180°时能增大20分贝，而且几乎与目标材料无关。双基地雷达正好利用这一优势。
(4) 发现低空目标
由于地球曲率的影响雷达很难发现视线以下处于阴影区的目标。因为阴影区对电磁波衰减极大，单基地雷达来回双程衰减，功率再增大也难发现距离。但对于双基地雷达阴影区是单程的，可以利用功率余量增大发现低空目标。根据电波绕射理论，雷达工作波长越长这一效果越明显。发射机置于高处会具有更远的作用距离。
2. 双基地雷达系统实例
(1) “圣堂”双基地雷达系统
1976年，美国DARPA（国防高级计划研究局）提出研究战术双基地雷达，出发点是改善雷达的技术条件。DARPA提出的以“圣堂”命名的双基地雷达研究计划，在初期由海军海洋系统中心领导，后由于成果非常令人鼓舞，即于1979年后交由美三军直接领导。
a. “圣堂”防空双基地雷达系统
此系统是全部“圣堂”双基地计划中的最早项目。发射机在空中（或在卫星上）接收机在地面，两者以协同的方式工作。
1976年技术服务公司接受了DARPA的合同，对“圣堂”雷达进行了可行性论证。1977年海军与技术服务公司研制了一个双基地雷达实验系统，目的是验证双基地雷达完成监视和跟踪用途的能力，收集进行工程设计所需的数据，包括性能、费用、构造，并对双基地雷达的军用潜在可能性做出判断。结果证明此概念完全可用在战术使命上，并随即进行进一步研制开发。
b. “圣堂”的一些其它计划
(a) “隐蔽攻击”（Corert Strike）计划是从“战术双基地雷达验证计划”（TBIRD）中派生出来的，从1983年开始执行。双基地和单基地雷达系统配合使用，以提供一种新的战术侦察和打击能力。其特点是，开始以双基地方式进行隐蔽工作工作，一旦敌方察觉而用全向干扰时，攻击机即可采用单基地方式突破敌方干扰。
(b) “发射后不管”（Fire-and-forget）系统，是对半主动制导的空-空导弹系统的改进。采用大双基地角，飞机发射导弹后可以离开战区飞到安全的区域，另外，使用大双基地角减少了闪烁效应，从而消除了由此引起的跟踪误差。1979年已用F-14战斗机的AWA-9雷达作了初步实验，此系统还将用于“麻雀”和“不死鸟”导弹的控制。
(c) “双基地报警及暗示”（BAC）计划，主要用于近程防空系统，它利用“机会照射”的信号而不需要专门配合的发射机。“机会照射”可以是在附近飞行的预警飞机（E-3A）或防区以外的目标探测系统发射的信号。接收机是人背式，用一蝶形天线。该接收机可以配属于“红眼（Redeye）”、“纵染（Stringer）”和“火神（Vulcan）”地对空导弹。
(2) 空对地双基地雷达系统
美国空军领导的一项战术双基地雷达计划。它是一个空对地系统，发射机机载远离战区而带有接收机的攻击机可对战区内的目标（如坦克）进行搜索、跟踪和攻击。
1976～1977年豪尼克斯公司对该系统进行了理论分析和计算机模拟。模拟结果不仅说明此系统具有隐蔽作战能力，还发现双基地系统可以很好地将目标显示和合成孔径功能结合于同一接收机，即允许战斗机在侧视时（当然仍可以前视），实现动目标显示（地杂波的多普勒频谱很窄）以便发现树林中速度仅为1～2米/秒(m/s)的坦克，又可在前视情况下兼有合成孔径（像一般侧视时的宽带地杂波的多普勒频谱调谐）的高分辨力来发射武器，这种合二为一的功能是单基地雷达所望尘莫及的。而后1979年的“战术双基地雷达验证计划”（TBIRD）和1982～1983的“双基地技术过渡”计划均取得了圆满的成功。1984年美国空军又进行了“战术双基地验证（T鸟）”计划，将双基地合成孔径雷达（RF-4的APD-10）进行进一步改进，并由息昂泰克公司对飞行试验提供工程援助、靶场评价、数据处理和测试分析。
(3) “火力发现者”雷达
美国陆军于1997年对该雷达系统进行公开招标，并于1998年开始研制制造工作。该雷达系统实际上是将双基地和相控阵雷达技术结合起来的一种混合式传感器系统。它能定位和识别大量的重要目标并在较远的距离上对这些目标实施反击，从而保护了战场上的己方部队。当战场上敌方威胁增大时，无人操作的无人发射机设备可以部署在离开接收机2公里(km)的距离处，提高士兵、接收机和操作方舱的安全性。接收机可以与战术作战中心配置在一起并用导线相连，增加炮兵指挥官提供的目标排序信息的信息量。在增加第二个发射机的情况下，两台发射机可相互交替工作，提供接近连续的有效工作时间。当用于先行的轻型装备部队和其它高机动性部队时，该系统可不使用方舱而采用膝上计算机。该系统的性能已超过了TPQ-36、TPQ-37雷达的性能指标。该双基地雷达的宽得多的雷达波束技术，使得当弹丸穿过波束时具有完全的可见性，这样传感器每发现一枚炮弹不必暂停扫描。其处理能力可高达1500发炮弹。
(4) 随机双基地雷达
该雷达由雷卡公司研制。它能使海军舰船利用其它舰船的发射机，而使自己的雷达发射机保持静默。它特别适合于需要隐蔽作战的舰船使用。该系统由雷卡公司对电子支援手段（ESM）的研制演变而来。该系统利用了所谓的施主雷达，即工作在其它船舶上的雷达。这些雷达有意无意地提供了雷达照射发射，其反射波被其它隐蔽船舶上的接收机接收。该系统使用的先进的软件将其它船舶的反射雷达脉冲生成雷达图像。在探测隐身物方面，双基地系统比标准系统有着显著的优势。经精心设计和制造，它还能探测扫描远距照射发射源的雷达回波，从而探测到隐身船舶。
[影响]
双基地雷达发射机和接收机分置于两个不同的基地，可有多种配置方案，因而它具有隐蔽工作、抗干扰性能好的优点，并能够探测邻近的、远距的地面目标以及横向运动的炮弹、火箭、导弹、巡航导弹、无人飞行器和其它飞机。特别是随着科学技术的不断进步、电子干扰系统的迅速发展以及反辐射导弹的发展，设备复杂的单基地雷达工作受到严重威胁，甚至本身和载体的安全也难以保障，为摆脱这种困境，以双基地模式对现有的雷达（如火炮雷达、舰载雷达、机载雷达等）进行改进是极有效的方法。可以预言，双基地雷达必将在现代战争中起着越来越重要的作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王治超
绿色火炸药制造技术
英文名称；Manufacturing Technology of green Propellant and Explosive
检索词： 火炸药；绿色；无污染
技术类别：火炸药;
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[定义]
绿色火炸药制造技术是指无污染或少污染的火炸药制造技术。它有两个含义：第一是采用这种技术制造火炸药不产生或少产生废物；第二是利用这种技术制造的火炸药易于回收再利用。例如：猛炸药造型粉的无废物包覆技术，既不产生废物，又实现了压装炸药可重复利用； 1,3,3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）的废物量最少化制造技术可将废物量减少到每公斤TNAZ产生3.7公斤废物(3.7kg/kgTNAZ)；双螺杆连续挤压技术不仅能减少废物量60%和消除挥发性有机物(VOC)排放物，而且提高了效率及安全性和柔性制造能力。绿色火炸药制造技术是国外正在探索的新领域，涉及到火炸药的配方、合成、加工、成型、试验及回收利用；溶剂、试剂循环利用等；既有显著的环保效益又有可观的经济效益。
[相关技术] 无污染技术
[技术难点]
研究、发展绿色火炸药制造技术的关键是，既要解决生产过程中的污染及生产成本问题，又要解决火炸药的回收再利用问题，需要突破的技术难点是：
1、选用有利于火炸药回收再利用的的粘结剂或工艺助剂；
2、避免使用卤化溶剂或消耗臭氧的化学物质；
3、实现连续化生产和闭路循环；
4、开发新的生产工艺或改进现行工艺。
[国外概况]
90年代初以来，国外比较重视开发绿色火炸药制造技术，进行的有关研究主要有：
1、猛药造型粉的无废物包覆技术
（1）工艺过程
美国梅·钱（May Chan）等人研究成功的造型粉无废物包覆技术如图1所示，其工艺流程主要有4个步骤：1.将聚酯粘合剂溶解于少量有机溶剂（醋酸乙酯或氯仿）中制成需要的漆。2.将猛炸药粉悬浮于在浆锅里预先加热到约65℃的氟化碳溶液中。3.把漆缓缓加入含炸药的氟化碳溶液中，同时用氮气吹洗。以中至高剪切速度搅拌，有机漆相和氟化碳油相形成乳化液。在乳化液中，悬浮的炸药很容易与有机溶剂液相中的粘合剂接触。连续搅拌和加热（亦称"抛光"）时，溶剂可逐渐蒸发并冷却收集供循环利用；粘合剂薄而均匀地包覆炸药颗粒。4.过滤炸药造型粉并将其压制成药柱。氟化碳溶液可回收供循环利用。
（2）技术关键
该技术的关键是选用适合的可水解粘合剂和化学惰性非含水工艺助剂。使用的粘合剂“Witco 10PE-37”，即带有一个聚乙二醇己二酸酯主链的端羟基聚酯二醇。用异氰酸酯/羟基（NCO/OH）当量比为0.8的赖氨酸二异氰酸甲酯将粘合剂预塑化成弹性纯胶料。然后，将塑化的粘合剂溶解于溶剂中制成漆。该粘合剂在有酸性或碱性水存在的条件下可水解。使用的工艺助剂是工业上常用的氟化碳溶液如全氟庚烷、全氟辛烷或全氟三丁胺。它们的化学惰性和热安定性使其能反复加热而不分解或最少分解，有利于循环利用；它们不与猛炸药或其它有机物反应，也不与有机溶剂漆相混溶，有利于溶解的粘合剂包覆在炸药颗粒的表面。
（3）优点
这种新型高效包覆技术不产生含猛炸药的废水或废物；不使用毒性溶剂或耗臭氧的化学物质；可回收利用溶剂和工艺助剂；采用可水解的粘合剂能实现压装炸药可重复利用，即回收的炸药可用粘合剂再包覆并压制成高质量的药柱。该技术可成为现用水浆技术的一种无污染、安全、高效且经济适用的取代方案。
图1 造型粉的无废物包覆技术工艺流程bqjs.gif
2、可降解的塑料粘结炸药（PBX）技术
（1）配方
美国本杰明（Benjamin Y.S,Lee）等人发明了可降解的塑料粘结剂炸药。其配方以NOC/OH的比率1.2为基础，含18％粘结剂。NOC/OH的比率可为0.8～1.5。当NOC/OH为0.8时，粘结剂含聚合物17.01％、二异氰酸酯（LDIM） 0.99％。当NOC/OH的比率为1.5时，粘结剂含聚合物16.24％、LDIM 1.76％。PBX中，固体炸药黑索今（RDX） 82％、粘结剂18％为最佳，但炸药含量也可达85％。炸药含量低于82％的PBX易于加工。RDX的相对粒度较大，以利于提高其回收率。
（2）可降解的粘结剂
该发明采用的粘结剂是由液态聚乙二醇和己二酸制备而成的聚酯。这种聚酯用二异氰酸酯固化得到聚氨基甲酸乙酯聚合物。这种聚合物不溶于水，但因水解可溶于例如稀硫酸和氨水等。水解只产生少量水溶性分子，则避免了产生聚合物凝胶。这种PBX炸药的使用寿命较长，而且其中的炸药填料可回收利用。
（3）炸药填料的回收
将制备的PBX炸药装于战斗部中。用螺旋式切割器从战斗部中去除PBX得到2.54～5.08厘米（cm）的不规则颗粒物。这些颗粒物用稀矿物酸或氨水处理几小时后，产生RDX沉淀物和非毒性粘结剂降解产物赖氨酸，聚乙二醇和己二酸或己二酸酯的清液。经过滤，RDX几乎全部回收且可再用作炸药填料。
3、TNAZ的废物量最少化制造技术
（1）1,3,3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）的性能及用途
TNAZ在100℃下熔化而在熔融液相中是稳定的，则可熔铸且易于销毁和再利用；它的金属催化性能比军用奥克今高，但冲击感度低于黑索今，用它取代以TNT为基的配方，如B炸药可提高爆压和爆速30～40％。在美国TNT的生产因其不可避免的污染而将不再被批准，TNAZ取代武器系统中的TNT是所希望的。
（2）TNAZ的原始合成法
TNAZ的原始合成法是一种多步合成法，以1-t-丁基-3,3-硝基氮杂环丁烷(BDNA)为TNAZ的直接母体化合物。每公斤TNAZ产生1200公斤废物。
（3） TNAZ的废物量最少化合成法
美国洛斯·阿拉莫斯国立实验室，结合国防部/能源部弹药技术发展规划开发了制备TNAZ的新合成法。其流程如图2所示，所有反应都在含水介质中进行，不使用卤化溶剂。这项技术转让给了空气喷气公司，按比例扩大到生产厂大批量生产，用1893 l的反应器演示了以57％的总得率生产450kg的 TNAZ。在没有循环利用溶剂或试剂的情况下，化学废物量减少到120kg/kgTNAZ，为原始合成法的10％。如果溶剂和试剂得到循环利用，其废物量大约为15.7kg/kgTNAZ。如果第四步反应采用电解氧化硝化法且能有效地按比例扩大，并实现二-I-丙基偶氮乙二酸酯(DIAD)和三苯膦(TPP)的循环利用，化学废物量将由15.7减少到3.7kg/kg。
图2 洛斯·阿拉莫斯合成法流程bqjs.gif
4、可完全回收再利用的TPE推进剂技术
按照美国海军水面武器中心资助的绿色含能材料制造计划，聚硫橡胶推进实验室研究出用热塑性弹性体（TPE）作粘合剂的固体推进剂，即TPE推进剂。
（1）TPE粘合剂的特性
用异氰酸酯或环氧树脂固化的推进剂不容易回收，因粘合剂发生了不可逆化学交联。TPE可与其它推进剂组分相互交叠和混合，冷却时产生物理交联；加热或溶解时，这种物理交联可逆。使用TPE后产生的推进剂废料低于推进剂产量的0.5％，比一般工艺的废料减少了85%以上。TPE可为最适合的粘合剂。
（2） TPE推进剂的性能及优点
聚硫橡胶推进实验室开发出一种以热塑性弹性体为基的火箭推进剂，并成功地对装填18.144kg这种TPE推进剂的火箭发动机进行了试验。结果表明，其压力指数低、力学性能稳定、粘结特性好、理论比冲可达259.2秒（s），适用于各种高压、高能量性能的应用场合。研究人员还对TPE推进剂配方进行了优化以扩宽工作压力范围；证实了TPE推进剂的再利用与其组分的回收前景。
5、无污染或少污染的复合固体推进剂技术
近年来，美、日、法等国开始研究无或少污染复合固体推进剂，研究的关键技术是解决高氯酸铵氧化剂的代用品和高效除氯剂问题。美国政府计划研制不含卤素的氧化剂取代高氯酸铵，用于大型火箭系统；美国宇航局在"21世纪的关键技术"中建议，推进剂原材料中含硝酸镁和硝酸钠。目前研究的无或少污染技术途径主要有：用无卤素材料与硝酸铵配合作氧化剂；用硝酸钠和硝酸铵取代部分高氯酸铵；用相稳定的硝酸铵作氧化剂；用微胶囊包覆的硝酸铵作氧化剂；用硝酸钠作除氯剂；用镁粉Mg取代铝粉（Al）既作燃料又作除氯剂。
6、双螺杆连续加工技术
双螺杆连续加工技术，是美国海军水面武器中心印第安赫德分部正研究的一种低费用含能材料制造技术。该技术包括下述两个部分：
（1）复合火箭发动机制造废物量最少化
该项目旨在证实采用双螺杆连续加工技术，制造70毫米（mm）复合推进剂（M66药柱），将大大减少污染和加工费用；保持或提高该推进剂系统的质量、性能和可靠性。试验证明，由于连续加工而减少生产废物量60%、因不使用有机溶剂而消除了VOC排放物并可加工制造能回收再利用的新材料；由于提高了操作效率及安全性和柔性制造能力而降低了制造费用。
（2）用沉淀法制造粒状原料供给双螺杆挤压机挤压成形
这个项目称作CLEVER，是同Bofors炸药公司的一项合作项目，业已证实了用沉淀法及闭路循环工艺能提供海军127mm火炮发射药装药用合格的高能低易损性（HE LOVA）发射药。与传统的混合工艺相比，这种方法有希望使VOC排放物减少75％，使发射药废物消除或最少，同时减少制造费用50％。
7、N2O5硝化技术
为改进硝化技术，近年来美国、英国及俄罗斯开展了一系列的研究，其中最具代表性的新型硝化技术,采用五氧化二氮（N2O5)作硝化剂的新工艺。这项技术的关键是如何制备合格的N2O5和采用N2O5作硝化剂怎样实现含能材料的硝化反应。
（1）N2O5的制备研究
目前研究的N2O5制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法。半渗透膜电解法是在电解池内用特制的半渗透膜隔开两个电极，电解无水硝酸生成五氧化二。臭氧氧化法是将含5～10％的臭氧与氧的混合物和N2O4进行气相反应生成N2O5。
（2）N2O5硝化工艺
至今研究的五氧化二硝化工艺主要有以下两种：其一是用五氧化二氮-硝酸-四氧化混合物作硝化剂，在转子-脉动式反应器中进行硝化。五氧化二氮-硝酸-硫酸混合物是高活性的，从本质上可缩短硝化反应过程。其二是用五氧化二氮和无水硝酸于液态二氧化碳（L-CO2）中进行硝化，即用L-CO2代替二氯甲烷作为五氧化二氮和无水硝酸硝化法的溶剂，亦称作L-CO2硝化法。此法克服了传统混酸（硝酸/硫酸）介质与敏感的硝化基质接触时的许多缺点。五氧化二氮和无水硝酸都可溶于 L-CO2，可直接加入待硝化的基质中。将五氧化二氮溶解于L-CO2中，冷却后再加入到含L-CO2的待硝化材料中。美国海军水面武器中心的绿色化学计划要求用L-CO2作处理溶剂，制备含碳-硝基、含氮-硝基和含氧-硝基的含能材料。
[影响]
火炸药生产是国防工业中必不可缺的一部分，绿色火炸药制造技术的研究、发展，对于提高国防工业制造技术的整体水平具有重要意义。采用绿色火炸药制造技术不但不产生或少产生废物，而且制造的火炸药易于回收再利用。这对于未来军用弹药的更新换代储备和促进国防科技的发展有着极其深远的战略意义；对于保护人类赖以生存的环境和为子孙后代造福将起到很大的推动作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：陈大清
英文名称；Manufacturing Technology of green Propellant and Explosive
检索词： 火炸药；绿色；无污染
技术类别：火炸药;
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[定义]
绿色火炸药制造技术是指无污染或少污染的火炸药制造技术。它有两个含义：第一是采用这种技术制造火炸药不产生或少产生废物；第二是利用这种技术制造的火炸药易于回收再利用。例如：猛炸药造型粉的无废物包覆技术，既不产生废物，又实现了压装炸药可重复利用； 1,3,3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）的废物量最少化制造技术可将废物量减少到每公斤TNAZ产生3.7公斤废物(3.7kg/kgTNAZ)；双螺杆连续挤压技术不仅能减少废物量60%和消除挥发性有机物(VOC)排放物，而且提高了效率及安全性和柔性制造能力。绿色火炸药制造技术是国外正在探索的新领域，涉及到火炸药的配方、合成、加工、成型、试验及回收利用；溶剂、试剂循环利用等；既有显著的环保效益又有可观的经济效益。
[相关技术] 无污染技术
[技术难点]
研究、发展绿色火炸药制造技术的关键是，既要解决生产过程中的污染及生产成本问题，又要解决火炸药的回收再利用问题，需要突破的技术难点是：
1、选用有利于火炸药回收再利用的的粘结剂或工艺助剂；
2、避免使用卤化溶剂或消耗臭氧的化学物质；
3、实现连续化生产和闭路循环；
4、开发新的生产工艺或改进现行工艺。
[国外概况]
90年代初以来，国外比较重视开发绿色火炸药制造技术，进行的有关研究主要有：
1、猛药造型粉的无废物包覆技术
（1）工艺过程
美国梅·钱（May Chan）等人研究成功的造型粉无废物包覆技术如图1所示，其工艺流程主要有4个步骤：1.将聚酯粘合剂溶解于少量有机溶剂（醋酸乙酯或氯仿）中制成需要的漆。2.将猛炸药粉悬浮于在浆锅里预先加热到约65℃的氟化碳溶液中。3.把漆缓缓加入含炸药的氟化碳溶液中，同时用氮气吹洗。以中至高剪切速度搅拌，有机漆相和氟化碳油相形成乳化液。在乳化液中，悬浮的炸药很容易与有机溶剂液相中的粘合剂接触。连续搅拌和加热（亦称"抛光"）时，溶剂可逐渐蒸发并冷却收集供循环利用；粘合剂薄而均匀地包覆炸药颗粒。4.过滤炸药造型粉并将其压制成药柱。氟化碳溶液可回收供循环利用。
（2）技术关键
该技术的关键是选用适合的可水解粘合剂和化学惰性非含水工艺助剂。使用的粘合剂“Witco 10PE-37”，即带有一个聚乙二醇己二酸酯主链的端羟基聚酯二醇。用异氰酸酯/羟基（NCO/OH）当量比为0.8的赖氨酸二异氰酸甲酯将粘合剂预塑化成弹性纯胶料。然后，将塑化的粘合剂溶解于溶剂中制成漆。该粘合剂在有酸性或碱性水存在的条件下可水解。使用的工艺助剂是工业上常用的氟化碳溶液如全氟庚烷、全氟辛烷或全氟三丁胺。它们的化学惰性和热安定性使其能反复加热而不分解或最少分解，有利于循环利用；它们不与猛炸药或其它有机物反应，也不与有机溶剂漆相混溶，有利于溶解的粘合剂包覆在炸药颗粒的表面。
（3）优点
这种新型高效包覆技术不产生含猛炸药的废水或废物；不使用毒性溶剂或耗臭氧的化学物质；可回收利用溶剂和工艺助剂；采用可水解的粘合剂能实现压装炸药可重复利用，即回收的炸药可用粘合剂再包覆并压制成高质量的药柱。该技术可成为现用水浆技术的一种无污染、安全、高效且经济适用的取代方案。
图1 造型粉的无废物包覆技术工艺流程bqjs.gif
2、可降解的塑料粘结炸药（PBX）技术
（1）配方
美国本杰明（Benjamin Y.S,Lee）等人发明了可降解的塑料粘结剂炸药。其配方以NOC/OH的比率1.2为基础，含18％粘结剂。NOC/OH的比率可为0.8～1.5。当NOC/OH为0.8时，粘结剂含聚合物17.01％、二异氰酸酯（LDIM） 0.99％。当NOC/OH的比率为1.5时，粘结剂含聚合物16.24％、LDIM 1.76％。PBX中，固体炸药黑索今（RDX） 82％、粘结剂18％为最佳，但炸药含量也可达85％。炸药含量低于82％的PBX易于加工。RDX的相对粒度较大，以利于提高其回收率。
（2）可降解的粘结剂
该发明采用的粘结剂是由液态聚乙二醇和己二酸制备而成的聚酯。这种聚酯用二异氰酸酯固化得到聚氨基甲酸乙酯聚合物。这种聚合物不溶于水，但因水解可溶于例如稀硫酸和氨水等。水解只产生少量水溶性分子，则避免了产生聚合物凝胶。这种PBX炸药的使用寿命较长，而且其中的炸药填料可回收利用。
（3）炸药填料的回收
将制备的PBX炸药装于战斗部中。用螺旋式切割器从战斗部中去除PBX得到2.54～5.08厘米（cm）的不规则颗粒物。这些颗粒物用稀矿物酸或氨水处理几小时后，产生RDX沉淀物和非毒性粘结剂降解产物赖氨酸，聚乙二醇和己二酸或己二酸酯的清液。经过滤，RDX几乎全部回收且可再用作炸药填料。
3、TNAZ的废物量最少化制造技术
（1）1,3,3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）的性能及用途
TNAZ在100℃下熔化而在熔融液相中是稳定的，则可熔铸且易于销毁和再利用；它的金属催化性能比军用奥克今高，但冲击感度低于黑索今，用它取代以TNT为基的配方，如B炸药可提高爆压和爆速30～40％。在美国TNT的生产因其不可避免的污染而将不再被批准，TNAZ取代武器系统中的TNT是所希望的。
（2）TNAZ的原始合成法
TNAZ的原始合成法是一种多步合成法，以1-t-丁基-3,3-硝基氮杂环丁烷(BDNA)为TNAZ的直接母体化合物。每公斤TNAZ产生1200公斤废物。
（3） TNAZ的废物量最少化合成法
美国洛斯·阿拉莫斯国立实验室，结合国防部/能源部弹药技术发展规划开发了制备TNAZ的新合成法。其流程如图2所示，所有反应都在含水介质中进行，不使用卤化溶剂。这项技术转让给了空气喷气公司，按比例扩大到生产厂大批量生产，用1893 l的反应器演示了以57％的总得率生产450kg的 TNAZ。在没有循环利用溶剂或试剂的情况下，化学废物量减少到120kg/kgTNAZ，为原始合成法的10％。如果溶剂和试剂得到循环利用，其废物量大约为15.7kg/kgTNAZ。如果第四步反应采用电解氧化硝化法且能有效地按比例扩大，并实现二-I-丙基偶氮乙二酸酯(DIAD)和三苯膦(TPP)的循环利用，化学废物量将由15.7减少到3.7kg/kg。
图2 洛斯·阿拉莫斯合成法流程bqjs.gif
4、可完全回收再利用的TPE推进剂技术
按照美国海军水面武器中心资助的绿色含能材料制造计划，聚硫橡胶推进实验室研究出用热塑性弹性体（TPE）作粘合剂的固体推进剂，即TPE推进剂。
（1）TPE粘合剂的特性
用异氰酸酯或环氧树脂固化的推进剂不容易回收，因粘合剂发生了不可逆化学交联。TPE可与其它推进剂组分相互交叠和混合，冷却时产生物理交联；加热或溶解时，这种物理交联可逆。使用TPE后产生的推进剂废料低于推进剂产量的0.5％，比一般工艺的废料减少了85%以上。TPE可为最适合的粘合剂。
（2） TPE推进剂的性能及优点
聚硫橡胶推进实验室开发出一种以热塑性弹性体为基的火箭推进剂，并成功地对装填18.144kg这种TPE推进剂的火箭发动机进行了试验。结果表明，其压力指数低、力学性能稳定、粘结特性好、理论比冲可达259.2秒（s），适用于各种高压、高能量性能的应用场合。研究人员还对TPE推进剂配方进行了优化以扩宽工作压力范围；证实了TPE推进剂的再利用与其组分的回收前景。
5、无污染或少污染的复合固体推进剂技术
近年来，美、日、法等国开始研究无或少污染复合固体推进剂，研究的关键技术是解决高氯酸铵氧化剂的代用品和高效除氯剂问题。美国政府计划研制不含卤素的氧化剂取代高氯酸铵，用于大型火箭系统；美国宇航局在"21世纪的关键技术"中建议，推进剂原材料中含硝酸镁和硝酸钠。目前研究的无或少污染技术途径主要有：用无卤素材料与硝酸铵配合作氧化剂；用硝酸钠和硝酸铵取代部分高氯酸铵；用相稳定的硝酸铵作氧化剂；用微胶囊包覆的硝酸铵作氧化剂；用硝酸钠作除氯剂；用镁粉Mg取代铝粉（Al）既作燃料又作除氯剂。
6、双螺杆连续加工技术
双螺杆连续加工技术，是美国海军水面武器中心印第安赫德分部正研究的一种低费用含能材料制造技术。该技术包括下述两个部分：
（1）复合火箭发动机制造废物量最少化
该项目旨在证实采用双螺杆连续加工技术，制造70毫米（mm）复合推进剂（M66药柱），将大大减少污染和加工费用；保持或提高该推进剂系统的质量、性能和可靠性。试验证明，由于连续加工而减少生产废物量60%、因不使用有机溶剂而消除了VOC排放物并可加工制造能回收再利用的新材料；由于提高了操作效率及安全性和柔性制造能力而降低了制造费用。
（2）用沉淀法制造粒状原料供给双螺杆挤压机挤压成形
这个项目称作CLEVER，是同Bofors炸药公司的一项合作项目，业已证实了用沉淀法及闭路循环工艺能提供海军127mm火炮发射药装药用合格的高能低易损性（HE LOVA）发射药。与传统的混合工艺相比，这种方法有希望使VOC排放物减少75％，使发射药废物消除或最少，同时减少制造费用50％。
7、N2O5硝化技术
为改进硝化技术，近年来美国、英国及俄罗斯开展了一系列的研究，其中最具代表性的新型硝化技术,采用五氧化二氮（N2O5)作硝化剂的新工艺。这项技术的关键是如何制备合格的N2O5和采用N2O5作硝化剂怎样实现含能材料的硝化反应。
（1）N2O5的制备研究
目前研究的N2O5制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法。半渗透膜电解法是在电解池内用特制的半渗透膜隔开两个电极，电解无水硝酸生成五氧化二。臭氧氧化法是将含5～10％的臭氧与氧的混合物和N2O4进行气相反应生成N2O5。
（2）N2O5硝化工艺
至今研究的五氧化二硝化工艺主要有以下两种：其一是用五氧化二氮-硝酸-四氧化混合物作硝化剂，在转子-脉动式反应器中进行硝化。五氧化二氮-硝酸-硫酸混合物是高活性的，从本质上可缩短硝化反应过程。其二是用五氧化二氮和无水硝酸于液态二氧化碳（L-CO2）中进行硝化，即用L-CO2代替二氯甲烷作为五氧化二氮和无水硝酸硝化法的溶剂，亦称作L-CO2硝化法。此法克服了传统混酸（硝酸/硫酸）介质与敏感的硝化基质接触时的许多缺点。五氧化二氮和无水硝酸都可溶于 L-CO2，可直接加入待硝化的基质中。将五氧化二氮溶解于L-CO2中，冷却后再加入到含L-CO2的待硝化材料中。美国海军水面武器中心的绿色化学计划要求用L-CO2作处理溶剂，制备含碳-硝基、含氮-硝基和含氧-硝基的含能材料。
[影响]
火炸药生产是国防工业中必不可缺的一部分，绿色火炸药制造技术的研究、发展，对于提高国防工业制造技术的整体水平具有重要意义。采用绿色火炸药制造技术不但不产生或少产生废物，而且制造的火炸药易于回收再利用。这对于未来军用弹药的更新换代储备和促进国防科技的发展有着极其深远的战略意义；对于保护人类赖以生存的环境和为子孙后代造福将起到很大的推动作用。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：陈大清
金属基复合材料技术
英文名称；Technology of Metal Matrix Composites
检索词： 复合材料;装甲;弹芯;火炮;发动机
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
金属基复合材料技术，就是通过适用的制造方法，将不同形式的陶瓷增强材料复合到金属基体中，从而获得金属基复合材料的技术。
金属基复合材料，可以看成是一种用陶瓷增强的金属材料，它综合了陶瓷和金属的主要优点，既具有陶瓷的高硬度，又具有金属的高韧性。陶瓷增强相一般以颗粒、短纤维、连续纤维、晶须等形式存在。金属基复合材料中的增强相体积一般不超过30%。
金属基复合材料具有突出的优点：它可以改善装甲的防护性能，而又不增加其重量，费用也不会明显增加；提高穿甲弹芯的侵彻能力，并改善导弹的射击精度；延长火炮和发动机的寿命。此外，这类材料还可以制成其它兵器零件。
根据武器系统的性能要求，金属基复合材料的研究工作，主要集中在装甲、弹箭、火炮、坦克、发动机等兵器零部件的应用研究方面。此外，还兼顾进行动态力学性能研究与机理研究。
金属基复合材料的基本特点如下：
1、材料的技术性能指标，特别是综合性能指标要求高，要求把金属和陶瓷的优良性能综合在一起，其主要力学性能要明显优于金属基体材料。
2、材料的制造技术难度大，要制取高性能金属基复合材料，需要特殊的结构设计和制造技术。
3、对材料的使用条件要求严格，要求耐环境温度，耐腐蚀，具有瞬时高温强度等特殊性能。
[相关技术] 复合材料技术;装甲材料技术;弹芯材料技术;火炮材料技术;发动机材料技术
[技术难点]
金属基复合材料在研究和生产过程中，涉及到许多相关技术，包括复合材料制造技术，装甲技术，弹药技术等等。金属基复合材料制造是一个非常复杂的学科，要把上述这些技术综合在一起，是一个相当复杂的研究过程，因此，在研究中会遇到许多技术难点，主要有：
1、金属基体与增强相界面之间的结合问题。金属基体和增强相是两类性能差异很大的材料，由于增强相的脆性大，因此，它与基体形成的结合部韧性较差，容易使材料在这里发生断裂、脱层等缺陷，造成材料失效，所以，金属基复合材料界面状态研究是重要内容之一。
2、金属基复合材料为多相材料，因此，其机械加工特性，既不同于金属，又不同于陶瓷，有其特殊性，该材料的机械加工精度必须达到高要求，而要做到这一点有一定困难。
3、金属基复合材料目前的制造成本较高，而且在近期内不会大幅度下降，因此, 这限制了它在兵器上的广泛应用。克服困难，降低材料成本，也是今后的研究的重点。
[国外概况]
目前，国外对金属基复合材料的研究不断深入，并取得了一定的研究成果，研究内容主要包括以下几个方面：
1 装甲材料
瑞典国防研究院早在1994年就研究了铝基复合材料用作装甲的可行性。研究所用的铝基材料为6061和2014铝合金，其中增强相分别为氧化铝和碳化硅粒子。研究结果表明，当6061-T6中强度铝合金防护系数为1时，用15%（体积）氧化铝增强、牌号为DURAL-15的6061铝合金，其防护系数为1.23；用30%（体积）碳化硅增强、其牌号为DWA-30的6061铝合金，其防护系数为1.68。这些数据说明，铝基复合材料的抗弹性能，高于未增强的6061-T6铝合金；同时也说明，中等强度6061-T6铝合金用陶瓷增强后，其抗弹性能比得上高强度7075-T6铝合金（其防护系数为1.60）。
当2014-T6铝合金的防护系数为1.56时，用20%（体积）碳化硅增强的2014铝合金。其防护系数为3.36，可以看出，2014铝合金用碳化硅增强后，其防护系数要比原来增加一倍以上。
弹道实验结果还表明，装甲钢抗动能弹和空心装药弹的防护系数为1时，用氧化铝粒子增强的A356铝合金，其相应的防护系数分别为1.62和2.68；用碳化硅增强的2014铝合金，其相应的防护系数分别为1.75和3.09；陶瓷参考靶的的相应值为1.8和2.8。可以看出，上述铝基复合材料的抗弹性能超过了钢，大致相当于陶瓷材料。
此外，国外有些实验室用钨合金弹芯对金属基复合材料进行了动态侵彻实验，结果表明，在低速撞击条件下～475米/秒(m/s）.gifht，材料表现出脆性行为，类似于陶瓷，在碰撞表面形成裂纹；在高速撞击条件下，材料的动态行为，类似于未增强的金属材料。1.gif
2、弹箭材料
弹芯材料。大口径穿甲弹芯在撞击现代化的复合装甲时，在横向力作用下容易断裂，必须采取相应措施，提高弹芯的强度和韧性。美国和欧洲国家对这一问题进行了研究。其具体做法是用钨或贫铀作为母相，在其内部均匀或有选择性地混入增强相材料，制成钨或铀基复合材料弹芯。
在金属基复合材料中添加的增强相，可以选用氧化铝、碳化硅、氧化硼、碳化钨等等。增强相加入体积百分比可以在2-60%范围内。如果增强相的体积百分比较高，可以大幅度提高材料的机械性能，但是其密度下降较大；如果增强相所占体积百分比较低，尽管材料密度下降较小，但是材料机械性能改善不大。因此，增强相所占的体积百分比，应当根据弹芯对材料的要求而定。
除了采用陶瓷增强相之外，还可以采用钨丝作为增强相。英国原子能管理局和英国皇家兵工厂，研究了用连续钨丝增强的钨弹芯，提高了其强度和韧性。研究所用的钨丝增强材料为钨-0.6%(或1.0%)氧化钍，钨丝直径为1毫米（mm）。在钨丝表面包覆一层二氧化硅可以保证钨丝在液相烧结中不会发生再结晶，因此，可以避免钨丝强度在高温时下降。2.gif
导弹部件材料。英国国防鉴定与研究局和贝·马特拉公司探索金属基复合材料制造导弹零部件的可行性。计划制造的导弹零部件包括：导弹弹体，尾翼，尾部套筒，集成尾翼和轴等。研究结果表明，与传统材料相比，使用金属基复合材料可以减轻导弹部件重量，并减少其制造费用。例如，用粉末冶金技术制造的铝-镁-硅+20%碳化硅（重量百分比），代替钢制造导弹弹体，可使其重量减轻49%，其费用节省6%。用粉末冶金铝-铜-镁+20%碳化硅（重量百分比），代替铝制造导弹尾翼，在材料具有一定刚性时，其重量减轻15%。用铸造技术制取的铝-硅合金+20%碳化硅（重量百分比），代替铝制造尾翼套筒，其重量减轻34%。用碳化硅增强铝合金，代替铝制造导弹集成尾翼和轴，重量减轻40-60%，费用节省7%。3.gif
研究表明，铝-铁-钒-硅铝合金，适合用作导弹零部件材料。这种铝合金材料是美国联合信号公司研制的，在20℃以下时，其强度类似于2618铝合金。实验证明，在350℃时，这种铝合金具有很高的瞬时高温强度，此刻的高温强度接近钢。铝-铁-钒-硅合金之所以具有优良的热稳定性，是因为在合金的显微组织中生成了大量的球形金相组织铝12（铁矾）3硅Al12(FeV)3Si.gif弥散相，这种弥散相可以有效地防止组织粗化。由于该合金具有良好的高温强度和刚性，因此，可以进一步减小导弹弹体壁厚，使重量减轻20-35%。今后的研究应当集中在提高其延性和韧性方面。
3、火炮部件
美国陆军材料技术实验室早在80年代就开始研究用金属基复合材料减轻火炮重量的可行性。美国陆军的重型火炮，例如M198型155mm牵引榴弹炮，重量高达7.2吨，这种火炮，难于迅速空运到作战地点，必须大大减轻重量，才有希望适应陆军作战要求。美国的橡树岭国家实验室（ORNL）,贝尼特武器实验室等单位也进行了这方面的研究工作。
在牵引火炮中减轻其部件重量，对火炮的发射稳定性有很大影响。研究项目在考虑火炮零部件减重时，进行了慎重考虑：如果减少后座部件的重量，就会减低火炮的稳定性，因此，只能考虑减轻M198火炮支撑件的重量，以免影响火炮射击精度。
金属机复合材料在火炮上的应用研究选择了下架部件。原来的M198火炮下架部件用钢制造，其重量高达681公斤（kg），而用粒子增强铝基复合材料制造的下架，重量只有279kg，可见重量大大下降。其主要原因是粒子增强铝基复合材料具有较高的刚性／重量比值。
粒子增强金属基复合材料的缺点是动态韧性低，为了更好地应用，需要提高金属基复合材料的韧性。这一需求的出现促进了新材料的研究。最近，研制的新材料延伸率大大提高，达到5.5％。通过韧化粒子来增强复合材料的新方法，有可能明显提高金属基复合材料的动态断裂韧性，并有可能使材料的冲击韧性相当于铝合金。
4、发动机材料
美国国防部计划为阿利森涡轮喷气发动机公司提供资金，以研究钛基复合材料用于军用涡轮喷气发动机的可行性。这家公司用钛基复合材料制造了涡轮发动机转子部件，并计划将这种发动机转子部件应用于下一代军用歼击机上。美国普拉特－惠特尼公司，也打算将钛基复合材料用于涡轮发动机的核心部件上。
军用车辆上的发动机部件，也可以使用金属基复合材料，例如，美国休斯飞机公司，与美国陆军坦克自动车辆武器局签订合同，用碳化硅晶须增强的铝基复合材料，研制发动机气缸体，活塞连杆等零件。4.gif
导弹上的火箭发动机材料，也有希望用金属基复合材料制造。美国赖特－帕特森飞行动力实验室，一直在研究碳化硅增强铝合金，以便将该合金用于制造导弹火箭发动机、制导舱、导弹战斗部构件。
5、战车铝带板
美国休斯飞机公司，与美国陆军坦克自动车辆武器局签订合同，已试验用氧化铝短纤维增强铝合金制造战车履带板，以取代较重的钢制件。如果试验成功，将使战车履带板由544-680kg降至672-363kg。5.gif
此外，金属基复合材料还将用于美国空军的电子设备，以及航天器设备附件，与有机复合材料相比，金属基复合材料的性能更加稳定，不会释放出容易使仪表受到腐蚀的蒸气。
[影响]
随着兵器材料技术的不断发展，对金属材料的要求日益提高。单一的金属材料尤其是轻金属材料的性能，不能满足武器装备的高性能要求。因此，必须研究与发展金属基复合材料，大幅度提高其强韧化水平而又不增加重量和成本，这对于实现武器轻量化和提高其性能有着重要意义。瑞典研究了用碳化硅增强的镍-钼合金及其抗弹性能，并与陶瓷进行了比较。弹道实验结果表明，这种镍钼基复合材料抗弹极限速度V50高达930m/s，而AD999牌号陶瓷的V50为811m/s，高性能碳化硼的V50为832m/s。在等效防护时，这种镍钼基复合材料装甲的重量只有陶瓷装甲的58%，减轻42%，对装甲车辆减重很有意义。6.gif
据报道，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研究了碳化硼增强的铝合金装甲，并计划将该装甲用于美国空军C-130运输机的防护。据称，使用这种装甲，可以使每架飞机的重量减轻1365kg。该装甲的密度为2.6克、立方厘米（g/cm3）。随着生产技术的提高，这种装甲的成本日后可降至11美元/公斤(美元/kg)。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘玉民
英文名称；Technology of Metal Matrix Composites
检索词： 复合材料;装甲;弹芯;火炮;发动机
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
金属基复合材料技术，就是通过适用的制造方法，将不同形式的陶瓷增强材料复合到金属基体中，从而获得金属基复合材料的技术。
金属基复合材料，可以看成是一种用陶瓷增强的金属材料，它综合了陶瓷和金属的主要优点，既具有陶瓷的高硬度，又具有金属的高韧性。陶瓷增强相一般以颗粒、短纤维、连续纤维、晶须等形式存在。金属基复合材料中的增强相体积一般不超过30%。
金属基复合材料具有突出的优点：它可以改善装甲的防护性能，而又不增加其重量，费用也不会明显增加；提高穿甲弹芯的侵彻能力，并改善导弹的射击精度；延长火炮和发动机的寿命。此外，这类材料还可以制成其它兵器零件。
根据武器系统的性能要求，金属基复合材料的研究工作，主要集中在装甲、弹箭、火炮、坦克、发动机等兵器零部件的应用研究方面。此外，还兼顾进行动态力学性能研究与机理研究。
金属基复合材料的基本特点如下：
1、材料的技术性能指标，特别是综合性能指标要求高，要求把金属和陶瓷的优良性能综合在一起，其主要力学性能要明显优于金属基体材料。
2、材料的制造技术难度大，要制取高性能金属基复合材料，需要特殊的结构设计和制造技术。
3、对材料的使用条件要求严格，要求耐环境温度，耐腐蚀，具有瞬时高温强度等特殊性能。
[相关技术] 复合材料技术;装甲材料技术;弹芯材料技术;火炮材料技术;发动机材料技术
[技术难点]
金属基复合材料在研究和生产过程中，涉及到许多相关技术，包括复合材料制造技术，装甲技术，弹药技术等等。金属基复合材料制造是一个非常复杂的学科，要把上述这些技术综合在一起，是一个相当复杂的研究过程，因此，在研究中会遇到许多技术难点，主要有：
1、金属基体与增强相界面之间的结合问题。金属基体和增强相是两类性能差异很大的材料，由于增强相的脆性大，因此，它与基体形成的结合部韧性较差，容易使材料在这里发生断裂、脱层等缺陷，造成材料失效，所以，金属基复合材料界面状态研究是重要内容之一。
2、金属基复合材料为多相材料，因此，其机械加工特性，既不同于金属，又不同于陶瓷，有其特殊性，该材料的机械加工精度必须达到高要求，而要做到这一点有一定困难。
3、金属基复合材料目前的制造成本较高，而且在近期内不会大幅度下降，因此, 这限制了它在兵器上的广泛应用。克服困难，降低材料成本，也是今后的研究的重点。
[国外概况]
目前，国外对金属基复合材料的研究不断深入，并取得了一定的研究成果，研究内容主要包括以下几个方面：
1 装甲材料
瑞典国防研究院早在1994年就研究了铝基复合材料用作装甲的可行性。研究所用的铝基材料为6061和2014铝合金，其中增强相分别为氧化铝和碳化硅粒子。研究结果表明，当6061-T6中强度铝合金防护系数为1时，用15%（体积）氧化铝增强、牌号为DURAL-15的6061铝合金，其防护系数为1.23；用30%（体积）碳化硅增强、其牌号为DWA-30的6061铝合金，其防护系数为1.68。这些数据说明，铝基复合材料的抗弹性能，高于未增强的6061-T6铝合金；同时也说明，中等强度6061-T6铝合金用陶瓷增强后，其抗弹性能比得上高强度7075-T6铝合金（其防护系数为1.60）。
当2014-T6铝合金的防护系数为1.56时，用20%（体积）碳化硅增强的2014铝合金。其防护系数为3.36，可以看出，2014铝合金用碳化硅增强后，其防护系数要比原来增加一倍以上。
弹道实验结果还表明，装甲钢抗动能弹和空心装药弹的防护系数为1时，用氧化铝粒子增强的A356铝合金，其相应的防护系数分别为1.62和2.68；用碳化硅增强的2014铝合金，其相应的防护系数分别为1.75和3.09；陶瓷参考靶的的相应值为1.8和2.8。可以看出，上述铝基复合材料的抗弹性能超过了钢，大致相当于陶瓷材料。
此外，国外有些实验室用钨合金弹芯对金属基复合材料进行了动态侵彻实验，结果表明，在低速撞击条件下～475米/秒(m/s）.gifht，材料表现出脆性行为，类似于陶瓷，在碰撞表面形成裂纹；在高速撞击条件下，材料的动态行为，类似于未增强的金属材料。1.gif
2、弹箭材料
弹芯材料。大口径穿甲弹芯在撞击现代化的复合装甲时，在横向力作用下容易断裂，必须采取相应措施，提高弹芯的强度和韧性。美国和欧洲国家对这一问题进行了研究。其具体做法是用钨或贫铀作为母相，在其内部均匀或有选择性地混入增强相材料，制成钨或铀基复合材料弹芯。
在金属基复合材料中添加的增强相，可以选用氧化铝、碳化硅、氧化硼、碳化钨等等。增强相加入体积百分比可以在2-60%范围内。如果增强相的体积百分比较高，可以大幅度提高材料的机械性能，但是其密度下降较大；如果增强相所占体积百分比较低，尽管材料密度下降较小，但是材料机械性能改善不大。因此，增强相所占的体积百分比，应当根据弹芯对材料的要求而定。
除了采用陶瓷增强相之外，还可以采用钨丝作为增强相。英国原子能管理局和英国皇家兵工厂，研究了用连续钨丝增强的钨弹芯，提高了其强度和韧性。研究所用的钨丝增强材料为钨-0.6%(或1.0%)氧化钍，钨丝直径为1毫米（mm）。在钨丝表面包覆一层二氧化硅可以保证钨丝在液相烧结中不会发生再结晶，因此，可以避免钨丝强度在高温时下降。2.gif
导弹部件材料。英国国防鉴定与研究局和贝·马特拉公司探索金属基复合材料制造导弹零部件的可行性。计划制造的导弹零部件包括：导弹弹体，尾翼，尾部套筒，集成尾翼和轴等。研究结果表明，与传统材料相比，使用金属基复合材料可以减轻导弹部件重量，并减少其制造费用。例如，用粉末冶金技术制造的铝-镁-硅+20%碳化硅（重量百分比），代替钢制造导弹弹体，可使其重量减轻49%，其费用节省6%。用粉末冶金铝-铜-镁+20%碳化硅（重量百分比），代替铝制造导弹尾翼，在材料具有一定刚性时，其重量减轻15%。用铸造技术制取的铝-硅合金+20%碳化硅（重量百分比），代替铝制造尾翼套筒，其重量减轻34%。用碳化硅增强铝合金，代替铝制造导弹集成尾翼和轴，重量减轻40-60%，费用节省7%。3.gif
研究表明，铝-铁-钒-硅铝合金，适合用作导弹零部件材料。这种铝合金材料是美国联合信号公司研制的，在20℃以下时，其强度类似于2618铝合金。实验证明，在350℃时，这种铝合金具有很高的瞬时高温强度，此刻的高温强度接近钢。铝-铁-钒-硅合金之所以具有优良的热稳定性，是因为在合金的显微组织中生成了大量的球形金相组织铝12（铁矾）3硅Al12(FeV)3Si.gif弥散相，这种弥散相可以有效地防止组织粗化。由于该合金具有良好的高温强度和刚性，因此，可以进一步减小导弹弹体壁厚，使重量减轻20-35%。今后的研究应当集中在提高其延性和韧性方面。
3、火炮部件
美国陆军材料技术实验室早在80年代就开始研究用金属基复合材料减轻火炮重量的可行性。美国陆军的重型火炮，例如M198型155mm牵引榴弹炮，重量高达7.2吨，这种火炮，难于迅速空运到作战地点，必须大大减轻重量，才有希望适应陆军作战要求。美国的橡树岭国家实验室（ORNL）,贝尼特武器实验室等单位也进行了这方面的研究工作。
在牵引火炮中减轻其部件重量，对火炮的发射稳定性有很大影响。研究项目在考虑火炮零部件减重时，进行了慎重考虑：如果减少后座部件的重量，就会减低火炮的稳定性，因此，只能考虑减轻M198火炮支撑件的重量，以免影响火炮射击精度。
金属机复合材料在火炮上的应用研究选择了下架部件。原来的M198火炮下架部件用钢制造，其重量高达681公斤（kg），而用粒子增强铝基复合材料制造的下架，重量只有279kg，可见重量大大下降。其主要原因是粒子增强铝基复合材料具有较高的刚性／重量比值。
粒子增强金属基复合材料的缺点是动态韧性低，为了更好地应用，需要提高金属基复合材料的韧性。这一需求的出现促进了新材料的研究。最近，研制的新材料延伸率大大提高，达到5.5％。通过韧化粒子来增强复合材料的新方法，有可能明显提高金属基复合材料的动态断裂韧性，并有可能使材料的冲击韧性相当于铝合金。
4、发动机材料
美国国防部计划为阿利森涡轮喷气发动机公司提供资金，以研究钛基复合材料用于军用涡轮喷气发动机的可行性。这家公司用钛基复合材料制造了涡轮发动机转子部件，并计划将这种发动机转子部件应用于下一代军用歼击机上。美国普拉特－惠特尼公司，也打算将钛基复合材料用于涡轮发动机的核心部件上。
军用车辆上的发动机部件，也可以使用金属基复合材料，例如，美国休斯飞机公司，与美国陆军坦克自动车辆武器局签订合同，用碳化硅晶须增强的铝基复合材料，研制发动机气缸体，活塞连杆等零件。4.gif
导弹上的火箭发动机材料，也有希望用金属基复合材料制造。美国赖特－帕特森飞行动力实验室，一直在研究碳化硅增强铝合金，以便将该合金用于制造导弹火箭发动机、制导舱、导弹战斗部构件。
5、战车铝带板
美国休斯飞机公司，与美国陆军坦克自动车辆武器局签订合同，已试验用氧化铝短纤维增强铝合金制造战车履带板，以取代较重的钢制件。如果试验成功，将使战车履带板由544-680kg降至672-363kg。5.gif
此外，金属基复合材料还将用于美国空军的电子设备，以及航天器设备附件，与有机复合材料相比，金属基复合材料的性能更加稳定，不会释放出容易使仪表受到腐蚀的蒸气。
[影响]
随着兵器材料技术的不断发展，对金属材料的要求日益提高。单一的金属材料尤其是轻金属材料的性能，不能满足武器装备的高性能要求。因此，必须研究与发展金属基复合材料，大幅度提高其强韧化水平而又不增加重量和成本，这对于实现武器轻量化和提高其性能有着重要意义。瑞典研究了用碳化硅增强的镍-钼合金及其抗弹性能，并与陶瓷进行了比较。弹道实验结果表明，这种镍钼基复合材料抗弹极限速度V50高达930m/s，而AD999牌号陶瓷的V50为811m/s，高性能碳化硼的V50为832m/s。在等效防护时，这种镍钼基复合材料装甲的重量只有陶瓷装甲的58%，减轻42%，对装甲车辆减重很有意义。6.gif
据报道，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研究了碳化硼增强的铝合金装甲，并计划将该装甲用于美国空军C-130运输机的防护。据称，使用这种装甲，可以使每架飞机的重量减轻1365kg。该装甲的密度为2.6克、立方厘米（g/cm3）。随着生产技术的提高，这种装甲的成本日后可降至11美元/公斤(美元/kg)。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘玉民
多光谱和超光谱探测技术
英文名称；polypectrum and hyperspectrum detection technology
检索词：探测；多光谱；超光谱
技术类别：探测技术;
--------------------------------------------------------------------------------
[定义]
多光谱探测技术是用于提高目标探测系统反伪装、反隐蔽、反欺骗能力的技术。
由于材料在不同谱带的反射特性不同，因而茂密的植被与人造伪装材料在某个谱带可能看起来一样，在另一个谱带就会出现差异。利用伪装、遮蔽等手段很难将目标在所有的谱带隐蔽起来，因而通过发现多个不同谱带影像间的差异，可以识别伪装的目标。多光谱成像系统工作在可见光和红外光谱区，利用特定的滤光镜，采集来自不同窄谱带的信息，通常利用10～50个窄谱带，光谱分辨率为0.1。超光谱成像系统则能够在可见光到近红外波段的几百个谱带上对目标进行超分辨率或超精细观察，对照自然背景发现人造目标，对化学战剂进行化学成分分析等，通常利用50～1000个窄谱带，工作波段为0.4～1.5μm（微米），光谱分辨率可达0.01。
[相关技术]摄影技术；判读技术
[技术难点]
1、多光谱和超光谱相机总体技术；
2、多光谱和超光谱图像处理技术；
3、多光谱和超光谱图像数据实时传输技术。
[国外概况]
在多光谱探测方面，美国空军正在改进U-2侦察机上安装的SYERS-2光电侦察系统。该系统目前仅工作在一个可见光波段和一个红外波段上，通过改进将使其能采集7个谱带上的信息，最终目标是能在几十个谱带上对目标进行分析。美国PAR政府系统公司与空军罗姆实验室合作，正在开发自动探测目标的多光谱传感器技术，目的是在采集到来自各个谱带的信息时，利用计算机技术自动发现各谱带影像间的差异，识别和探测到目标。
在超光谱探测方面，美国空军为U-2飞机研制多光谱敏捷侦察系统。该系统包括一个超光谱成像传感器系统，能在大约300个谱带上工作，从而能探测化学战剂和伪装的飞机、车辆。据称该传感器比SYERS-2光电侦察系统更小、更轻。美国海军则为EP-3飞机设计了具有远距离大范围探测能力的自指示长波红外超光谱成像系统。美国海军实验室研制了"菲尔斯"超光谱传感器，在“先锋”无人机上进行了实验。TRW公司与通用原子能公司联合研制了“太阳币”超光谱传感器样机。该样机能在100个谱带上拍摄图像，并将数据传送到地面站，进行实时处理。“太阳币”样机已在“捕食者”无人机上进行了试验。TRW公司还制造了能监测384个窄谱带的超光谱仪，安装在卫星上使用。该公司还将该超光谱仪装在飞机上试验，以扩展其应用范围。预计，TRW公司的技术可继续发展，产生特超光谱成像系统，在上千个谱带上观察和拍摄可疑的目标。特超光谱成像技术测量范围为中红外到远红外波段，可用于分析烟缕的成分、探测空气中的神经性毒气等物质。最终，这种超光谱成像系统的工作波段可覆盖从紫外到远红外的整个光谱范围。
超光谱探测系统在几十个到几百个谱带上观察目标，寻找已知的目标信号特征，会获得大量的数据。将这些数据全部传送给地面站，要求数据链的最大传输率为“捕食者”无人机现用卫星链路的20倍，视距通信链路的6～7倍，即使采用数据压缩技术也难以完成。此外，地面站处理这种图像资料的软件的发展，也跟不上超光谱探测技术的发展。这些都严重地阻碍有效地利用超光谱探测技术所获得的图像资料。目前，美国采取的办法是增加数据链的带宽，提高数据传输能力；发展机上数据扫描技术，挑选有用的数据传送给地面站；暂时限制观察目标的种类等。美国还在考虑将中、低分辨率超光谱成像系统与高分辨率光电成像装置相结合。利用超光谱成像系统和适当的探测算法，进行大面积搜索，发现目标后再由高分辨率分幅相机拍摄目标图像，进行目标识别，从而实现自主、实时探测。
[影响]
多光谱和超光谱探测技术可以提高光电成像侦察系统的反伪装、反隐蔽能力，有效地提高光电探测系统的对抗敌方反侦察的能力，从而获取更多、更准确的战场信息。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
英文名称；polypectrum and hyperspectrum detection technology
检索词：探测；多光谱；超光谱
技术类别：探测技术;
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[定义]
多光谱探测技术是用于提高目标探测系统反伪装、反隐蔽、反欺骗能力的技术。
由于材料在不同谱带的反射特性不同，因而茂密的植被与人造伪装材料在某个谱带可能看起来一样，在另一个谱带就会出现差异。利用伪装、遮蔽等手段很难将目标在所有的谱带隐蔽起来，因而通过发现多个不同谱带影像间的差异，可以识别伪装的目标。多光谱成像系统工作在可见光和红外光谱区，利用特定的滤光镜，采集来自不同窄谱带的信息，通常利用10～50个窄谱带，光谱分辨率为0.1。超光谱成像系统则能够在可见光到近红外波段的几百个谱带上对目标进行超分辨率或超精细观察，对照自然背景发现人造目标，对化学战剂进行化学成分分析等，通常利用50～1000个窄谱带，工作波段为0.4～1.5μm（微米），光谱分辨率可达0.01。
[相关技术]摄影技术；判读技术
[技术难点]
1、多光谱和超光谱相机总体技术；
2、多光谱和超光谱图像处理技术；
3、多光谱和超光谱图像数据实时传输技术。
[国外概况]
在多光谱探测方面，美国空军正在改进U-2侦察机上安装的SYERS-2光电侦察系统。该系统目前仅工作在一个可见光波段和一个红外波段上，通过改进将使其能采集7个谱带上的信息，最终目标是能在几十个谱带上对目标进行分析。美国PAR政府系统公司与空军罗姆实验室合作，正在开发自动探测目标的多光谱传感器技术，目的是在采集到来自各个谱带的信息时，利用计算机技术自动发现各谱带影像间的差异，识别和探测到目标。
在超光谱探测方面，美国空军为U-2飞机研制多光谱敏捷侦察系统。该系统包括一个超光谱成像传感器系统，能在大约300个谱带上工作，从而能探测化学战剂和伪装的飞机、车辆。据称该传感器比SYERS-2光电侦察系统更小、更轻。美国海军则为EP-3飞机设计了具有远距离大范围探测能力的自指示长波红外超光谱成像系统。美国海军实验室研制了"菲尔斯"超光谱传感器，在“先锋”无人机上进行了实验。TRW公司与通用原子能公司联合研制了“太阳币”超光谱传感器样机。该样机能在100个谱带上拍摄图像，并将数据传送到地面站，进行实时处理。“太阳币”样机已在“捕食者”无人机上进行了试验。TRW公司还制造了能监测384个窄谱带的超光谱仪，安装在卫星上使用。该公司还将该超光谱仪装在飞机上试验，以扩展其应用范围。预计，TRW公司的技术可继续发展，产生特超光谱成像系统，在上千个谱带上观察和拍摄可疑的目标。特超光谱成像技术测量范围为中红外到远红外波段，可用于分析烟缕的成分、探测空气中的神经性毒气等物质。最终，这种超光谱成像系统的工作波段可覆盖从紫外到远红外的整个光谱范围。
超光谱探测系统在几十个到几百个谱带上观察目标，寻找已知的目标信号特征，会获得大量的数据。将这些数据全部传送给地面站，要求数据链的最大传输率为“捕食者”无人机现用卫星链路的20倍，视距通信链路的6～7倍，即使采用数据压缩技术也难以完成。此外，地面站处理这种图像资料的软件的发展，也跟不上超光谱探测技术的发展。这些都严重地阻碍有效地利用超光谱探测技术所获得的图像资料。目前，美国采取的办法是增加数据链的带宽，提高数据传输能力；发展机上数据扫描技术，挑选有用的数据传送给地面站；暂时限制观察目标的种类等。美国还在考虑将中、低分辨率超光谱成像系统与高分辨率光电成像装置相结合。利用超光谱成像系统和适当的探测算法，进行大面积搜索，发现目标后再由高分辨率分幅相机拍摄目标图像，进行目标识别，从而实现自主、实时探测。
[影响]
多光谱和超光谱探测技术可以提高光电成像侦察系统的反伪装、反隐蔽能力，有效地提高光电探测系统的对抗敌方反侦察的能力，从而获取更多、更准确的战场信息。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
地面平台定位技术
英文名称；positioning technology for land platedorm
检索词：定位；地面平台
技术类别：导航;
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[定义]
地面平台定位技术，是一种涉及多个学科，综合采用无线电技术、全球定位系统技术、惯性测量技术、数字处理技术等多种现代技术的高新技术，也是有效提高现代地面作战平台作战能力所必需的核心技术。在现代战争需求和科技发展的推动下，地面平台定位技术正在迅速发展和推广应用。
为了夺取战争的胜利，必须及时准确地掌握战场态势，做到知己知彼，即不仅要准确掌握敌方的一举一动，而且要随时了解自己、部下和友军的位置。特别是在现代战争中，地面部队往往在复杂的地形和恶劣的气候条件下实施大范围的机动作战，部队指挥员必须随时掌握所属部队的位置，才能有效地指挥作战；坦克、自行火炮等作战平台必须随时了解自己所在位置，才能实施及时、准确的射击和得到友军的有效火力支援；地面作战分队必须随时知道所处位置，才能按照上级指挥员的意图进行机动作战。
在现代数字化战场上，地面平台已不局限于坦克装甲车辆、火炮等地面作战装备，配备单兵综合作战系统的士兵也是一种地面作战平台。地面平台定位，就是上述地面平台在地面战场上随时自主地准确确定自身所在位置。地面平台定位技术就是地面平台自主定位所用的技术，主要包括无线电定位技术、GPS导航定位技术、惯性导航定位技术以及单兵简易导航定位技术。
[相关技术]惯性技术；无线电技术
[技术难点]
1、地面定位系统总体技术；
2、无线电网络通信技术；
3、跳频和时分多址技术；
4、GPS接收机技术；
5、激光陀螺技术；
6、光纤陀螺技术；
7、数字信号处理技术。
[国外概况]
地面平台定位技术是在部队需求的推动下发展起来的。
70年代，美国海军陆战队和陆军，为了使各级指挥官能随时掌握所属部队和友军的位置，联合开发了定位报告系统。该系统是一个由超高频视距无线电系统构成的同步时序网络，采用跳频和时分多址技术，提供数百个地面和空中作战平台的实时位置轨迹。定位报告系统以师级为建网单位，由一个主站和370个用户设备组成，可以覆盖面积90000km2（平方公里）、高度1500m（米）的作战区域。用户设备有便携式、车载型和机载型三种。每台用户设备都有一个时基发生器，并周期地利用主站的系统主定时信号源校准，以保持与系统同步。系统给每台用户设备分配一个或几个时隙发送信息。每个时隙只有一台用户设备发送信息，其它用户设备仅接收信息。主站以某个已定位用户设备的信号到达时间为基准。当每个用户设备在分配的时隙，向主站发送一个包含该用户设备的识别信号及其接收到上述已定位用户设备信号的时间的猝发脉冲信号时，主站将该时间与基准时间相比较，就可以获得每个用户设备相对于主站的位置数据。当至少知道三个已定位用户设备之间的距离时，就可以用三边测量法，由计算机计算出每个用户设备的绝对坐标。每个用户设备还用气压传感器提供高度数据，来修正不理想的到达时间数据，以提高定位精度。一个主站在10min（分钟）内可以建立包括370个用户的网络。配有便携式用户设备的步兵每32s（秒）自动报告一次，安装车载用户设备的地面平台每16s报告一次，定位精度就可达到15m。安装机载用户设备的直升机每8s报告一次，飞机每4s报告一次，定位精度可达到25m。定位报告系统于1987开始装备，随后又根据陆军的要求研制了增强型定位报告系统。
GPS（全球定位系统）导航定位技术，是90年代以来被广泛采用的、以全球定位系统为基础的定位技术。全球定位系统是美国部署的一种卫星无线电定位、导航与报时系统，英文缩写为GPS。GPS系统由导航星座、地面台站和用户使用的GPS接收机组成。导航星座由24颗卫星组成，。卫星分布在6条高度20000km、倾角55°的轨道上，运行周期为2h（小时）。这样的分布方式可以确保地球上任何地点的用户都能至少同时接收到4颗卫星播发的导航信号，实现高精度三维定位。每颗卫星都以1575.42MHz（兆赫兹）和1227.6MHz的频率播发加密的高精度导航数据（P码），供军事用户使用，定位精度可以达到15m，测速精度为0.1m/s（米/秒）；同时还以1575.42MHz的频率播发精度较低的导航数据，供民用用户使用，定位精度仅能达到100m。GPS接收机由天线、接收机、信号处理器和显示器组成，接收到4颗卫星的导航信号后，经过测量信号到达时间、数据解调处理和计算，就可以得出该用户所在位置的三维坐标和运动速度数据，并显示出来。海湾战争中GPS定位系统首次在地面战场使用，就取得了明显的效果，从而大大促进了GPS导航定位技术的发展。目前，GPS接收机已经广泛装备各种地面作战平台和地面作战部队，成为地面平台的重要的定位手段。
惯性导航系统利用陀螺、加速度计等惯性元件，测量运动平台相对于惯性空间的线运动和角运动参数，在给定初始条件下，由计算机推算出平台的导航参数，以引导平台完成预定的航行或行驶任务。惯性导航的突出优点是，具有高度的自主性，不需要外界的帮助，就能独立完成导航任务。惯性导航最先应用于飞机，50年代初已经演示了机载惯性导航装置，70年代以机电陀螺为基础的机载惯性导航装置已能满足商业飞机和大多数军用飞机的导航要求。这时，军事部门开始认识到，现代地面战争中在广阔地域内快速机动作战，要求地面作战平台具有地面导航能力，能准确确定当前的位置，以及精确保持动态姿态基准，并开始考察地面导航的方法和技术。美国有人经过研究提出，无线电导航系统可能受到干扰，GPS定位系统的卫星可能受到攻击，其播发的导航信号可能受到干扰，因此地面导航定位应以自主、独立的惯性导航系统为基础。在军方的支持下，一些公司开始研究车载导航装置。激光陀螺、光纤陀螺等光电惯性装置的发展，为地面导航系统提供了适用的惯性元件。80年代初，美国开始研究将环形激光陀螺用于地面导航。霍尼威尔公司将以激光陀螺为基础的机载惯性基准系统安装在M48坦克上，进行试验。结果，野外试验演示获得的方位精度、位置精度、姿态误差等数据均优于规范的要求，证明了激光陀螺在地面导航系统中的应用潜力。80年代中期以后，采用光电惯性导航的地面导航系统逐步发展起来，许多国家研制、生产了多种型号的地面导航系统，配用在自行火炮、坦克、炮兵观察车、侦察车、机动导弹发射架上。惯性导航定位装置正逐步成为地面平台配用的标准装置。
90年代中期，美国还为徒步士兵研制了简易导航定位装置--航位推算组件，并通过了概念验证试验。航位推算组件将固态三维电子罗盘、电子计步器和气压计式高度计组合在一起，跟踪士兵的运动，其定位精度一般为行程的2～5 %。航位推算组件的大小如BP机，质量仅42g（克），功耗0.5W（瓦），将作为单兵综合作战系统的一个组件，供徒步士兵使用。
这些导航定位装置各有其优点和不足。无线电定位技术和GPS导航定位技术可以获得高精度，但容易受到干扰；惯性导航定位装置是纯自主式的，但必须借助于里程计等定时进行校正，才能保证定位精度；航位推算组件轻巧简单，但精度不高。因此，目前地面平台往往采用两种或两种以上的导航装置组成综合导航定位系统，来保证地面作战时的定位要求。通常是采用惯性导航定位＋GPS导航定位、简易导航定位＋GPS导航定位的方式。
[影响]
地面平台定位技术的发展和应用，大幅度提高了地面作战平台的自主作战能力和快速反应能力。例如，美国M109A6自行榴弹炮配用导航定位装置后，2min 内即可作好射击准备；安装了导航定位装置的牵引式火炮，进入阵地后2.5min内即可射击，瞄准精度可以达到1mrad（毫弧度）。地面平台定位技术可以向指挥官提供作战平台和部队的近实时的三维定位信息，使指挥官可以有效地控制和调动部队、有效地使用火力支援和空中支援、快速识别友军、减少误伤，从而提高了指挥的效率。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
英文名称；positioning technology for land platedorm
检索词：定位；地面平台
技术类别：导航;
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[定义]
地面平台定位技术，是一种涉及多个学科，综合采用无线电技术、全球定位系统技术、惯性测量技术、数字处理技术等多种现代技术的高新技术，也是有效提高现代地面作战平台作战能力所必需的核心技术。在现代战争需求和科技发展的推动下，地面平台定位技术正在迅速发展和推广应用。
为了夺取战争的胜利，必须及时准确地掌握战场态势，做到知己知彼，即不仅要准确掌握敌方的一举一动，而且要随时了解自己、部下和友军的位置。特别是在现代战争中，地面部队往往在复杂的地形和恶劣的气候条件下实施大范围的机动作战，部队指挥员必须随时掌握所属部队的位置，才能有效地指挥作战；坦克、自行火炮等作战平台必须随时了解自己所在位置，才能实施及时、准确的射击和得到友军的有效火力支援；地面作战分队必须随时知道所处位置，才能按照上级指挥员的意图进行机动作战。
在现代数字化战场上，地面平台已不局限于坦克装甲车辆、火炮等地面作战装备，配备单兵综合作战系统的士兵也是一种地面作战平台。地面平台定位，就是上述地面平台在地面战场上随时自主地准确确定自身所在位置。地面平台定位技术就是地面平台自主定位所用的技术，主要包括无线电定位技术、GPS导航定位技术、惯性导航定位技术以及单兵简易导航定位技术。
[相关技术]惯性技术；无线电技术
[技术难点]
1、地面定位系统总体技术；
2、无线电网络通信技术；
3、跳频和时分多址技术；
4、GPS接收机技术；
5、激光陀螺技术；
6、光纤陀螺技术；
7、数字信号处理技术。
[国外概况]
地面平台定位技术是在部队需求的推动下发展起来的。
70年代，美国海军陆战队和陆军，为了使各级指挥官能随时掌握所属部队和友军的位置，联合开发了定位报告系统。该系统是一个由超高频视距无线电系统构成的同步时序网络，采用跳频和时分多址技术，提供数百个地面和空中作战平台的实时位置轨迹。定位报告系统以师级为建网单位，由一个主站和370个用户设备组成，可以覆盖面积90000km2（平方公里）、高度1500m（米）的作战区域。用户设备有便携式、车载型和机载型三种。每台用户设备都有一个时基发生器，并周期地利用主站的系统主定时信号源校准，以保持与系统同步。系统给每台用户设备分配一个或几个时隙发送信息。每个时隙只有一台用户设备发送信息，其它用户设备仅接收信息。主站以某个已定位用户设备的信号到达时间为基准。当每个用户设备在分配的时隙，向主站发送一个包含该用户设备的识别信号及其接收到上述已定位用户设备信号的时间的猝发脉冲信号时，主站将该时间与基准时间相比较，就可以获得每个用户设备相对于主站的位置数据。当至少知道三个已定位用户设备之间的距离时，就可以用三边测量法，由计算机计算出每个用户设备的绝对坐标。每个用户设备还用气压传感器提供高度数据，来修正不理想的到达时间数据，以提高定位精度。一个主站在10min（分钟）内可以建立包括370个用户的网络。配有便携式用户设备的步兵每32s（秒）自动报告一次，安装车载用户设备的地面平台每16s报告一次，定位精度就可达到15m。安装机载用户设备的直升机每8s报告一次，飞机每4s报告一次，定位精度可达到25m。定位报告系统于1987开始装备，随后又根据陆军的要求研制了增强型定位报告系统。
GPS（全球定位系统）导航定位技术，是90年代以来被广泛采用的、以全球定位系统为基础的定位技术。全球定位系统是美国部署的一种卫星无线电定位、导航与报时系统，英文缩写为GPS。GPS系统由导航星座、地面台站和用户使用的GPS接收机组成。导航星座由24颗卫星组成，。卫星分布在6条高度20000km、倾角55°的轨道上，运行周期为2h（小时）。这样的分布方式可以确保地球上任何地点的用户都能至少同时接收到4颗卫星播发的导航信号，实现高精度三维定位。每颗卫星都以1575.42MHz（兆赫兹）和1227.6MHz的频率播发加密的高精度导航数据（P码），供军事用户使用，定位精度可以达到15m，测速精度为0.1m/s（米/秒）；同时还以1575.42MHz的频率播发精度较低的导航数据，供民用用户使用，定位精度仅能达到100m。GPS接收机由天线、接收机、信号处理器和显示器组成，接收到4颗卫星的导航信号后，经过测量信号到达时间、数据解调处理和计算，就可以得出该用户所在位置的三维坐标和运动速度数据，并显示出来。海湾战争中GPS定位系统首次在地面战场使用，就取得了明显的效果，从而大大促进了GPS导航定位技术的发展。目前，GPS接收机已经广泛装备各种地面作战平台和地面作战部队，成为地面平台的重要的定位手段。
惯性导航系统利用陀螺、加速度计等惯性元件，测量运动平台相对于惯性空间的线运动和角运动参数，在给定初始条件下，由计算机推算出平台的导航参数，以引导平台完成预定的航行或行驶任务。惯性导航的突出优点是，具有高度的自主性，不需要外界的帮助，就能独立完成导航任务。惯性导航最先应用于飞机，50年代初已经演示了机载惯性导航装置，70年代以机电陀螺为基础的机载惯性导航装置已能满足商业飞机和大多数军用飞机的导航要求。这时，军事部门开始认识到，现代地面战争中在广阔地域内快速机动作战，要求地面作战平台具有地面导航能力，能准确确定当前的位置，以及精确保持动态姿态基准，并开始考察地面导航的方法和技术。美国有人经过研究提出，无线电导航系统可能受到干扰，GPS定位系统的卫星可能受到攻击，其播发的导航信号可能受到干扰，因此地面导航定位应以自主、独立的惯性导航系统为基础。在军方的支持下，一些公司开始研究车载导航装置。激光陀螺、光纤陀螺等光电惯性装置的发展，为地面导航系统提供了适用的惯性元件。80年代初，美国开始研究将环形激光陀螺用于地面导航。霍尼威尔公司将以激光陀螺为基础的机载惯性基准系统安装在M48坦克上，进行试验。结果，野外试验演示获得的方位精度、位置精度、姿态误差等数据均优于规范的要求，证明了激光陀螺在地面导航系统中的应用潜力。80年代中期以后，采用光电惯性导航的地面导航系统逐步发展起来，许多国家研制、生产了多种型号的地面导航系统，配用在自行火炮、坦克、炮兵观察车、侦察车、机动导弹发射架上。惯性导航定位装置正逐步成为地面平台配用的标准装置。
90年代中期，美国还为徒步士兵研制了简易导航定位装置--航位推算组件，并通过了概念验证试验。航位推算组件将固态三维电子罗盘、电子计步器和气压计式高度计组合在一起，跟踪士兵的运动，其定位精度一般为行程的2～5 %。航位推算组件的大小如BP机，质量仅42g（克），功耗0.5W（瓦），将作为单兵综合作战系统的一个组件，供徒步士兵使用。
这些导航定位装置各有其优点和不足。无线电定位技术和GPS导航定位技术可以获得高精度，但容易受到干扰；惯性导航定位装置是纯自主式的，但必须借助于里程计等定时进行校正，才能保证定位精度；航位推算组件轻巧简单，但精度不高。因此，目前地面平台往往采用两种或两种以上的导航装置组成综合导航定位系统，来保证地面作战时的定位要求。通常是采用惯性导航定位＋GPS导航定位、简易导航定位＋GPS导航定位的方式。
[影响]
地面平台定位技术的发展和应用，大幅度提高了地面作战平台的自主作战能力和快速反应能力。例如，美国M109A6自行榴弹炮配用导航定位装置后，2min 内即可作好射击准备；安装了导航定位装置的牵引式火炮，进入阵地后2.5min内即可射击，瞄准精度可以达到1mrad（毫弧度）。地面平台定位技术可以向指挥官提供作战平台和部队的近实时的三维定位信息，使指挥官可以有效地控制和调动部队、有效地使用火力支援和空中支援、快速识别友军、减少误伤，从而提高了指挥的效率。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：杨培根
兵器环境试验技术
英文名称；environmental test technology for ordnance
检索词：兵器高温试验；兵器低温试验；兵器扬尘试验；兵器热冲击试验
技术类别：通用测试技术;
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[定义]
在特定的环境中，对兵器性能进行试验，并检验和测量兵器性能的变化和物理特性的变化，确定兵器对各种环境的适应能力，以使武器在未来恶劣的作战环境中具有良好的战术技术性能的技术。兵器环境试验是兵器试验鉴定循环中的重要组成部分。兵器环境试验的根本目的是设计和生产更可靠的产品，确保士兵能在特定的使用环境中有效地使用兵器，完成预定的作战任务。
兵器的环境试验可分为两类。一类是实地环境试验，即在与实际使用环境相同或相似的真实环境中对兵器进行试验。它可以真实地反映出环境对兵器性能的影响和兵器的实际效能，尤其能真实地反映出各种环境影响因素的综合作用。兵器在定型过程中必须进行这项试验。另一类是模拟环境试验，即在环境实验室中人工模拟一种环境影响因素或几种环境影响因素，在这种人工模拟环境中对兵器进行试验。人工模拟的环境影响因素既可以与实际使用环境相同，也可以比实际使用环境更加恶劣、苛刻。进行兵器模拟环境试验可以在诸多环境影响因素中选择主要影响因素进行试验，可以强化主要环境影响因素的作用，实现加速试验，可以节省时间和经费，比较方便，是目前在兵器研制中广泛采用的方法。在兵器的研制和生产中，对材料、零部件和最终产品都要进行这种试验。
[相关技术]兵器可靠性技术；兵器试验与鉴定技术；环境模拟技术
[技术难点]
兵器环境试验的试验场地应能具有广泛的代表性，能进行近可能多的试验项目，并且应与将来可能作战的环境近可能地接近。但是，环境试验场往往与真实的使用环境存在差别。在选择模拟试验项目时，应具体地分析对待试验的兵器的使用要求，应使选择的试验项目既代表了主要的使用环境，又能加快试验速度，节省经费。
[国外概况]
第二次世界大战中及战后，西方国家，特别是美国建立了一系列的环境试验场及实验室，制定了环境试验标准。美军规定所有武器装备、零部件和材料以及弹药都必须先送到环境实验室进行模拟环境试验，再送到环境试验场进行实地环境试验，只有通过了这些试验才能正式交付部队使用。美军已把环境试验作为试验与鉴定工作的一部分。
目前，国外已将兵器环境试验标准化，许多国家还制定了环境试验标准，总的来说，这些标准大同小异，主要包括以下环境试验项目：
（1）低压（高空）试验：试验适用于在飞机货舱中空运的兵器，在高原上使用的兵器和空运兵器在飞机受伤后发生压力迅速下降的情形。试验的目的是检验兵器在低压环境中的使用性能以及压力迅速下降对兵器性能的影响。模拟的最高高度可达30000m（米），试验时取高度相对应的温度值。
（2）高温试验：试验中兵器处于高温空气中，但不受到阳光直接照射。试验针对高温季节在室内或密闭空间中或接近发动机等热源处储藏或使用兵器的情形。仅当太阳辐射试验不能检验高温效应时才进行这项试验。试验的目的是检验兵器在高温环境中储藏或使用的性能。
（3）低温试验：试验适用于在寿命周期中很可能在低温环境中使用的兵器。试验的目的是检验兵器能否在长期的低温环境中储藏、操纵控制和作战。
（4）热冲击试验：试验适用于在预定的使用区域或使用模式中经常经受极迅速温度变化的兵器。例如：从沙漠机场起飞升到高空的飞机上的电子装备吊仓、导弹、光电设备和炸弹仓中的炸弹；从高空向沙漠地区空投的兵器；在北极地区从室内向室外转移的兵器。目前仅进行空气中的热冲击试验，将来有可能进行从空气进入到水中的热冲击试验。进行热冲击试验的目的是检验环境温度骤然变化对兵器性能的影响。
（5）太阳辐射（日照）试验：这是一项对暴露在阳光下的兵器及其制造材料进行的试验。太阳辐射可引起光化学效应和热效应。在大多数情况下，这项试验可以代替高温试验。通过日照试验可检验太阳辐射对兵器或有关材料的使用或露天存储的影响。
（6）淋雨试验：试验适用于使用过程中有可能受到雨淋的兵器。淋雨试验包括无风时的淋雨试验和有风时的淋雨试验。淋雨试验的目的是检验遮雨器材的防水性能，检验兵器在淋雨期间和淋雨之后的性能。
（7）防潮试验：试验适用于可能在温暖潮湿的环境中使用的兵器。热带地区全年、中纬度地区一年有长短不等的季节就是这种温暖潮湿的环境。试验的目的是检验兵器对温暖潮湿的环境的适应能力。
（8）防霉试验：温暖和潮湿是微生物生长的条件，广泛存在于热带和中纬度地区。所有标准通用兵器装备在设计时都应考虑防霉问题。试验的目的是评定兵器发生霉变的程度和霉变对兵器性能或使用的影响程度。
（9）盐雾试验：盐在地球上分布非常广泛。海洋、大气、地面、湖水和河流中都有盐，尤以沿海地区含盐量比较大，海洋中含盐量最大。不与盐接触的兵器是没有的。因此，所有的兵器在其寿命周期中都处于某种形式的盐环境中。盐雾试验的目的是检验含盐潮湿大气对兵器性能的影响，特别是检验涂覆保护层的性能和材料的相容性。
（10）沙尘试验：试验适用与在干沙或尘土含量比较高的空气中使用的所有机械的、电的、电子的和电化学的兵器。试验分为扬尘试验和扬沙试验。扬尘试验使用尘土和细沙，细小的尘埃可以进入缝隙、裂缝、轴承和连接处。扬沙试验使用149～850μm（微米）的沙粒，大而锋利的沙粒能产生侵蚀和阻塞作用，降低装备的有效性、可靠性和维修性。沙尘试验的目的是检验兵器在沙尘环境中的使用和存储能力。
（11）浸水试验：浸水试验包括浸水、滴水和加压水试验。浸水试验适用于要求水密性的装备和全部或部分浸入水中使用的装备。在某些情况下，这项试验可以代替淋雨试验检验水密性。试验的目的是检验兵器浸入水中不漏水的能力。
（12）冻雨试验：试验适用于在正常使用中会遇到冻雨的装备。试验的目的是为了检验雨、雾和溅起的海水落在装备上结冰后对装备使用性能的影响，还用于评定除冰装置和技术。
任何兵器在定型装备部队前都必须进行实地环境试验，模拟环境试验不能代替实地环境试验。实地环境试验实现了各种环境影响因素以及使用兵器的士兵等对兵器的使用性能有影响的各种因素的最大限度综合，这种环境最接近真实的使用环境，能在试验中发现单一的乃至仅综合几项环境影响因素的模拟环境试验不能发现的问题。实地环境试验比较偏重于对兵器装备的整个系统进行试验。
美国主要根据温度并适当考虑湿度将地球分为三种气候区，即干热地区、湿热地区和寒冷地区，同时针对每一种气候类型建立一个自然环境试验场，它们分别是陆军沙漠自然环境试验中心，陆军热带试验中心和陆军寒区试验中心。
美国陆军沙漠自然环境试验中心设在亚利桑那州的尤马试验场。尤马试验场处在戈诺兰沙漠中心，占地3590Km2（平方公里）。尤马试验场几乎拥有世界上所能见到的各种沙漠地形，可以检验高温、太阳辐射、沙、尘和低湿度等对武器装备的综合影响。
尤马试验场晴天多，相对湿度低，昼夜温差大，降雨量少。一年中几乎有一半的日子白天气温超过32℃，6～9月份白天平均温度超过38℃，受阳光直射的物体温度比周围气温高过27℃。年平均降雨量约76ｍｍ（毫米），主要是中到大阵雨，具体年份的降雨量由13～２９９ｍｍ大小不一，某些年份有几个月可能非常干燥。白天少云，地面受到的阳光照射率高。每年大约有295个晴天，55天局部有云，15天阴天。一年中有一天浓雾，10天风暴，95％的日照时能见度至少在16km（公里）以上。
尤马试验场可以对各种兵器进行环境试验，其中包括远程身管火炮、用于空投的武器装备、155ｍｍ及以上口径的弹药、旋翼飞机、飞机武器系统、飞机上的各种装备、士兵的装备、坦克炮、履带车辆和轮式车辆、燃料和润滑油等各种武器装备及零部件和材料。
美国在巴拿马共和国伊斯穆斯地区的克雷顿堡建立了陆军热带试验中心。在这个仅约88km（公里）宽的区域内，环境有很大的差别。靠近大西洋岸边非常潮湿，年降雨量约5000～12700ｍｍ（毫米），靠近太平洋岸边较干燥。在这里可以找到与世界上任一热带地区相似的地点。这里既有大西洋沿岸的热带雨林，又有太平洋沿岸的半落叶林，还有红树林、沙滩和岩滩、淡水沼泽、草地和大草原，是极好的热带环境试验场地。
此外，伊斯穆斯地处热带，温度高，湿度大，适合霉菌生长繁殖，白蚁等昆虫多且活跃，日照强烈，大气中含盐量大。
在热带试验中心要进行技术试验和室外储藏试验，为器材开发提供所需的数据，并有力地支持导弹司令部等单位的储藏可靠性计划和材料研究计划。
美国陆军寒区试验中心建于1949年，设在阿拉斯加州的格瑞利堡。格瑞利堡占地2661km2（平方公里），在阿拉斯加山脉以北，处于广阔的坦纳诺河谷中。格瑞利堡属亚北极气候，亚高山型植被覆盖着大片保留地。地势由北向南增高，80ｋｍ范围内就有亚北极区可以找到的几乎所有环境，南部高山崎岖，有冰川雪原，泥沼地和永久冻土带，冻土厚15～３０ｃｍ（厘米）不等，德尔塔河和贾维斯湾一带有冰川流。格瑞利堡周围有低矮的灌木丛，矮小的松树以及许多小溪和河流，还有大片人迹不到的平坦地带。
格瑞利堡10月的温度低于-18℃，11月下旬的温度可达-35℃，1月月平均气温-20℃，从12月初到2月中旬的2个月或3个月内不到20％的时间可望有-35℃或更低的极端温度，最冷时曾达到-58℃，-18℃～-32℃的温度常常超过5个月（从10月中到3月中）。
降雪小，雪呈粉末状，有强大的漂移趋势，开阔地很少有大面积积雪，年平均降雪约1040mm。
寒区试验中心对各种军事装备和系统进行试验，主要包括武器弹药、车辆、装甲、服装、食物、救生设备、机动设备、航空设备、扫雷设备和各种支援设备等等。主要研究工程质量和环境对人机关系的影响。试验主要在10月初到3月底的6个月内进行。
虽然实地环境试验是最真实的环境试验，但是模拟环境试验使用得更多。模拟环境试验有便宜、方便、省时、灵活和不受自然条件制约的特点，可以针对主要影响因素进行试验。特别是在产品的设计研究阶段，在对材料和零部件进行试验时，主要应用模拟环境试验的方法。
大部分的环境模拟试验室由试验实主体和附属系统两部分组成。试验室主体能容纳试验品和维持试验条件。根据不同的试验对象和要求，试验室的体积可大可小，小的仅是一个箱子，可以移动；大的可以容纳牵引车--拖车和坦克等大型装备。附属系统包括致冷系统、通风系统、真空系统、水处理系统、电源系统和控制系统以及产生试验要求的特殊条件的装置，例如：砂尘试验要求的砂尘循环装置等。附属系统起生成试验条件的作用。
国外兵器试验机构都拥有多种各式各样的环境试验室，许多兵器生产和民品生产厂商也拥有许多环境试验室。使用最广泛的环境实验室是温度--湿度和温度--高空试验室。
阿伯丁试验场有一大型温度-湿度试验室，试验室长23m(米），宽12m，高7m。试验室两端设有武器通行门，门宽和高都是5m，侧面设有人员通行门。控制室紧邻试验室，人员可以由控制室进入试验室的每一半边。
该试验室（包括单室结构和双室结构）的温度可控制在-57～77℃之间，误差正负1.1℃，相对湿度最高为98％，误差正负2％，风速是5ｍ/ｓ（米/秒）和0.8ｍ/ｓ。
试验室能在24h(小时)内从21℃上升到77℃或下降到-57℃。以双室结构进行试验时，每个室的环境参数可以独立调节。
[影响]
环境试验是兵器研制过程中一个必不可少的重要环节，对提高兵器的可靠性有重要作用。一件兵器不论采用多么先进的技术，设计和制造得多么精巧，最终要适应其使用的环境，能在该环境的实战中稳定地发挥作用，取得比其它兵器更大的歼敌效果。兵器的对环境的适应性最终必须靠环境试验来检验，这是关系到士兵生命的重要问题，对这一点不能有丝毫的含糊。例如，有的火炮在平原地区使用得非常好，但不能想当然地认为它在高原地区使用时会表现得同样好，实际上它很可能表现得不那么好，或者表现得很不好。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘晓民
英文名称；environmental test technology for ordnance
检索词：兵器高温试验；兵器低温试验；兵器扬尘试验；兵器热冲击试验
技术类别：通用测试技术;
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[定义]
在特定的环境中，对兵器性能进行试验，并检验和测量兵器性能的变化和物理特性的变化，确定兵器对各种环境的适应能力，以使武器在未来恶劣的作战环境中具有良好的战术技术性能的技术。兵器环境试验是兵器试验鉴定循环中的重要组成部分。兵器环境试验的根本目的是设计和生产更可靠的产品，确保士兵能在特定的使用环境中有效地使用兵器，完成预定的作战任务。
兵器的环境试验可分为两类。一类是实地环境试验，即在与实际使用环境相同或相似的真实环境中对兵器进行试验。它可以真实地反映出环境对兵器性能的影响和兵器的实际效能，尤其能真实地反映出各种环境影响因素的综合作用。兵器在定型过程中必须进行这项试验。另一类是模拟环境试验，即在环境实验室中人工模拟一种环境影响因素或几种环境影响因素，在这种人工模拟环境中对兵器进行试验。人工模拟的环境影响因素既可以与实际使用环境相同，也可以比实际使用环境更加恶劣、苛刻。进行兵器模拟环境试验可以在诸多环境影响因素中选择主要影响因素进行试验，可以强化主要环境影响因素的作用，实现加速试验，可以节省时间和经费，比较方便，是目前在兵器研制中广泛采用的方法。在兵器的研制和生产中，对材料、零部件和最终产品都要进行这种试验。
[相关技术]兵器可靠性技术；兵器试验与鉴定技术；环境模拟技术
[技术难点]
兵器环境试验的试验场地应能具有广泛的代表性，能进行近可能多的试验项目，并且应与将来可能作战的环境近可能地接近。但是，环境试验场往往与真实的使用环境存在差别。在选择模拟试验项目时，应具体地分析对待试验的兵器的使用要求，应使选择的试验项目既代表了主要的使用环境，又能加快试验速度，节省经费。
[国外概况]
第二次世界大战中及战后，西方国家，特别是美国建立了一系列的环境试验场及实验室，制定了环境试验标准。美军规定所有武器装备、零部件和材料以及弹药都必须先送到环境实验室进行模拟环境试验，再送到环境试验场进行实地环境试验，只有通过了这些试验才能正式交付部队使用。美军已把环境试验作为试验与鉴定工作的一部分。
目前，国外已将兵器环境试验标准化，许多国家还制定了环境试验标准，总的来说，这些标准大同小异，主要包括以下环境试验项目：
（1）低压（高空）试验：试验适用于在飞机货舱中空运的兵器，在高原上使用的兵器和空运兵器在飞机受伤后发生压力迅速下降的情形。试验的目的是检验兵器在低压环境中的使用性能以及压力迅速下降对兵器性能的影响。模拟的最高高度可达30000m（米），试验时取高度相对应的温度值。
（2）高温试验：试验中兵器处于高温空气中，但不受到阳光直接照射。试验针对高温季节在室内或密闭空间中或接近发动机等热源处储藏或使用兵器的情形。仅当太阳辐射试验不能检验高温效应时才进行这项试验。试验的目的是检验兵器在高温环境中储藏或使用的性能。
（3）低温试验：试验适用于在寿命周期中很可能在低温环境中使用的兵器。试验的目的是检验兵器能否在长期的低温环境中储藏、操纵控制和作战。
（4）热冲击试验：试验适用于在预定的使用区域或使用模式中经常经受极迅速温度变化的兵器。例如：从沙漠机场起飞升到高空的飞机上的电子装备吊仓、导弹、光电设备和炸弹仓中的炸弹；从高空向沙漠地区空投的兵器；在北极地区从室内向室外转移的兵器。目前仅进行空气中的热冲击试验，将来有可能进行从空气进入到水中的热冲击试验。进行热冲击试验的目的是检验环境温度骤然变化对兵器性能的影响。
（5）太阳辐射（日照）试验：这是一项对暴露在阳光下的兵器及其制造材料进行的试验。太阳辐射可引起光化学效应和热效应。在大多数情况下，这项试验可以代替高温试验。通过日照试验可检验太阳辐射对兵器或有关材料的使用或露天存储的影响。
（6）淋雨试验：试验适用于使用过程中有可能受到雨淋的兵器。淋雨试验包括无风时的淋雨试验和有风时的淋雨试验。淋雨试验的目的是检验遮雨器材的防水性能，检验兵器在淋雨期间和淋雨之后的性能。
（7）防潮试验：试验适用于可能在温暖潮湿的环境中使用的兵器。热带地区全年、中纬度地区一年有长短不等的季节就是这种温暖潮湿的环境。试验的目的是检验兵器对温暖潮湿的环境的适应能力。
（8）防霉试验：温暖和潮湿是微生物生长的条件，广泛存在于热带和中纬度地区。所有标准通用兵器装备在设计时都应考虑防霉问题。试验的目的是评定兵器发生霉变的程度和霉变对兵器性能或使用的影响程度。
（9）盐雾试验：盐在地球上分布非常广泛。海洋、大气、地面、湖水和河流中都有盐，尤以沿海地区含盐量比较大，海洋中含盐量最大。不与盐接触的兵器是没有的。因此，所有的兵器在其寿命周期中都处于某种形式的盐环境中。盐雾试验的目的是检验含盐潮湿大气对兵器性能的影响，特别是检验涂覆保护层的性能和材料的相容性。
（10）沙尘试验：试验适用与在干沙或尘土含量比较高的空气中使用的所有机械的、电的、电子的和电化学的兵器。试验分为扬尘试验和扬沙试验。扬尘试验使用尘土和细沙，细小的尘埃可以进入缝隙、裂缝、轴承和连接处。扬沙试验使用149～850μm（微米）的沙粒，大而锋利的沙粒能产生侵蚀和阻塞作用，降低装备的有效性、可靠性和维修性。沙尘试验的目的是检验兵器在沙尘环境中的使用和存储能力。
（11）浸水试验：浸水试验包括浸水、滴水和加压水试验。浸水试验适用于要求水密性的装备和全部或部分浸入水中使用的装备。在某些情况下，这项试验可以代替淋雨试验检验水密性。试验的目的是检验兵器浸入水中不漏水的能力。
（12）冻雨试验：试验适用于在正常使用中会遇到冻雨的装备。试验的目的是为了检验雨、雾和溅起的海水落在装备上结冰后对装备使用性能的影响，还用于评定除冰装置和技术。
任何兵器在定型装备部队前都必须进行实地环境试验，模拟环境试验不能代替实地环境试验。实地环境试验实现了各种环境影响因素以及使用兵器的士兵等对兵器的使用性能有影响的各种因素的最大限度综合，这种环境最接近真实的使用环境，能在试验中发现单一的乃至仅综合几项环境影响因素的模拟环境试验不能发现的问题。实地环境试验比较偏重于对兵器装备的整个系统进行试验。
美国主要根据温度并适当考虑湿度将地球分为三种气候区，即干热地区、湿热地区和寒冷地区，同时针对每一种气候类型建立一个自然环境试验场，它们分别是陆军沙漠自然环境试验中心，陆军热带试验中心和陆军寒区试验中心。
美国陆军沙漠自然环境试验中心设在亚利桑那州的尤马试验场。尤马试验场处在戈诺兰沙漠中心，占地3590Km2（平方公里）。尤马试验场几乎拥有世界上所能见到的各种沙漠地形，可以检验高温、太阳辐射、沙、尘和低湿度等对武器装备的综合影响。
尤马试验场晴天多，相对湿度低，昼夜温差大，降雨量少。一年中几乎有一半的日子白天气温超过32℃，6～9月份白天平均温度超过38℃，受阳光直射的物体温度比周围气温高过27℃。年平均降雨量约76ｍｍ（毫米），主要是中到大阵雨，具体年份的降雨量由13～２９９ｍｍ大小不一，某些年份有几个月可能非常干燥。白天少云，地面受到的阳光照射率高。每年大约有295个晴天，55天局部有云，15天阴天。一年中有一天浓雾，10天风暴，95％的日照时能见度至少在16km（公里）以上。
尤马试验场可以对各种兵器进行环境试验，其中包括远程身管火炮、用于空投的武器装备、155ｍｍ及以上口径的弹药、旋翼飞机、飞机武器系统、飞机上的各种装备、士兵的装备、坦克炮、履带车辆和轮式车辆、燃料和润滑油等各种武器装备及零部件和材料。
美国在巴拿马共和国伊斯穆斯地区的克雷顿堡建立了陆军热带试验中心。在这个仅约88km（公里）宽的区域内，环境有很大的差别。靠近大西洋岸边非常潮湿，年降雨量约5000～12700ｍｍ（毫米），靠近太平洋岸边较干燥。在这里可以找到与世界上任一热带地区相似的地点。这里既有大西洋沿岸的热带雨林，又有太平洋沿岸的半落叶林，还有红树林、沙滩和岩滩、淡水沼泽、草地和大草原，是极好的热带环境试验场地。
此外，伊斯穆斯地处热带，温度高，湿度大，适合霉菌生长繁殖，白蚁等昆虫多且活跃，日照强烈，大气中含盐量大。
在热带试验中心要进行技术试验和室外储藏试验，为器材开发提供所需的数据，并有力地支持导弹司令部等单位的储藏可靠性计划和材料研究计划。
美国陆军寒区试验中心建于1949年，设在阿拉斯加州的格瑞利堡。格瑞利堡占地2661km2（平方公里），在阿拉斯加山脉以北，处于广阔的坦纳诺河谷中。格瑞利堡属亚北极气候，亚高山型植被覆盖着大片保留地。地势由北向南增高，80ｋｍ范围内就有亚北极区可以找到的几乎所有环境，南部高山崎岖，有冰川雪原，泥沼地和永久冻土带，冻土厚15～３０ｃｍ（厘米）不等，德尔塔河和贾维斯湾一带有冰川流。格瑞利堡周围有低矮的灌木丛，矮小的松树以及许多小溪和河流，还有大片人迹不到的平坦地带。
格瑞利堡10月的温度低于-18℃，11月下旬的温度可达-35℃，1月月平均气温-20℃，从12月初到2月中旬的2个月或3个月内不到20％的时间可望有-35℃或更低的极端温度，最冷时曾达到-58℃，-18℃～-32℃的温度常常超过5个月（从10月中到3月中）。
降雪小，雪呈粉末状，有强大的漂移趋势，开阔地很少有大面积积雪，年平均降雪约1040mm。
寒区试验中心对各种军事装备和系统进行试验，主要包括武器弹药、车辆、装甲、服装、食物、救生设备、机动设备、航空设备、扫雷设备和各种支援设备等等。主要研究工程质量和环境对人机关系的影响。试验主要在10月初到3月底的6个月内进行。
虽然实地环境试验是最真实的环境试验，但是模拟环境试验使用得更多。模拟环境试验有便宜、方便、省时、灵活和不受自然条件制约的特点，可以针对主要影响因素进行试验。特别是在产品的设计研究阶段，在对材料和零部件进行试验时，主要应用模拟环境试验的方法。
大部分的环境模拟试验室由试验实主体和附属系统两部分组成。试验室主体能容纳试验品和维持试验条件。根据不同的试验对象和要求，试验室的体积可大可小，小的仅是一个箱子，可以移动；大的可以容纳牵引车--拖车和坦克等大型装备。附属系统包括致冷系统、通风系统、真空系统、水处理系统、电源系统和控制系统以及产生试验要求的特殊条件的装置，例如：砂尘试验要求的砂尘循环装置等。附属系统起生成试验条件的作用。
国外兵器试验机构都拥有多种各式各样的环境试验室，许多兵器生产和民品生产厂商也拥有许多环境试验室。使用最广泛的环境实验室是温度--湿度和温度--高空试验室。
阿伯丁试验场有一大型温度-湿度试验室，试验室长23m(米），宽12m，高7m。试验室两端设有武器通行门，门宽和高都是5m，侧面设有人员通行门。控制室紧邻试验室，人员可以由控制室进入试验室的每一半边。
该试验室（包括单室结构和双室结构）的温度可控制在-57～77℃之间，误差正负1.1℃，相对湿度最高为98％，误差正负2％，风速是5ｍ/ｓ（米/秒）和0.8ｍ/ｓ。
试验室能在24h(小时)内从21℃上升到77℃或下降到-57℃。以双室结构进行试验时，每个室的环境参数可以独立调节。
[影响]
环境试验是兵器研制过程中一个必不可少的重要环节，对提高兵器的可靠性有重要作用。一件兵器不论采用多么先进的技术，设计和制造得多么精巧，最终要适应其使用的环境，能在该环境的实战中稳定地发挥作用，取得比其它兵器更大的歼敌效果。兵器的对环境的适应性最终必须靠环境试验来检验，这是关系到士兵生命的重要问题，对这一点不能有丝毫的含糊。例如，有的火炮在平原地区使用得非常好，但不能想当然地认为它在高原地区使用时会表现得同样好，实际上它很可能表现得不那么好，或者表现得很不好。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：刘晓民
弹丸速度测试技术
英文名称；projectile velocity measurement technology
检索词：距离测量；时间测量；炮口测速装置；雷达测速
技术类别：通用测试技术;
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[定义]
弹丸测速技术是在人造的环境中测试弹丸飞行速的技术。弹丸速度是衡量武器性能的基本参数，也是为射表编制和内弹道研究必须提供的数据。在发射药鉴定试验和穿甲试验中需要测量弹丸的初速和着速，有时确定弹道系数和弹形系数也与测速有着密切的关系。总之，各种类型的射击武器都需要测量弹丸的速度。目前，弹丸速度的测量采用两种方法，一种方法是测量弹丸飞过一段已知距离的时间，然后用距离除以时间求的已知距离的平均速度。因此速度的测量精度取决于距离和时间的测量精度。弹丸初速一般是在炮口前一段相当短的距离上测量的。另一种速度测量方法是应用多普勒雷达技术。多普勒雷达测速仪应用多普勒原理。向运动目标发出一束无线电波，从目标上反射回到测速仪上来。测速仪的输出是一交变电流信号，其频率是发射波频率和接受机频率之差。如果目标相对测速仪是静止的，发射和接受的频率相等，则频差为零。然而在目标相对测速仪之间相对运动时，则反射信号将产生一频率偏移，这个频差（也叫多普勒频移）直接与测速仪到目标的距离的变化率成正比即与径向速度成正比。利用这一原理制造了各种测速雷达，用于炮弹速度的测量。
[相关技术]弹丸；测试技术；雷达
[技术难点]
测速技术的难点是如何精确地测量炮口到第一靶的基线以及第一靶与第二靶之间的距离。因为目前计时仪和区截装置的测试精度可以满足现代武器的测试要求，产生测量误差的主要原因就在于基线的测量。另外应开展小型化、高精度测速雷达的研究。
[国外概况]
目前，国外采用的测速方法主要有两种，一种采用区截装置和计时仪测量弹丸的出口速度。这种方法主要是用记时仪和区截靶测出弹丸在两靶间的平均速度。目前使用的电子记时仪精度较高，完全可以满足测试要求。区截装置根据所测弹丸的不同种类选用，其中有通断靶（靶网、铝箔靶），电磁感应的线圈靶。近年来出现的光电靶（包括光幕靶、天幕靶和以激光作光源的光幕）是倍受青睐的一种测速装置。光电靶的工作原理是当弹丸通过光幕上方时就改变了落在光电管上的光线，因而产生一个电信号启动计时仪。使用光电靶进行飞行时间测量主要的优点是：它能沿弹道测量飞行时间，而没有通常接触靶对弹丸的干扰，无需对弹丸磁化、无需对靶网接线、劳动强度低等。但是这种靶一般缺乏空间重复能力。根据射击靶场和射击条件目前有以下几种光电靶在广泛使用之中。
1、 区截装置测速法
（1）线圈靶
线圈靶是用八角形的木制框架和沿框架绕制的线圈组成。当磁化弹丸从线圈中通过时，线圈就会感应出一个电动势（即启动或停止信号）。通常有两个线圈，一个产生启动信号,启动计时仪，另一个产生停止信号,停止计时仪。在使用线圈靶时，附近不能有钢铁设备，因为钢铁会破坏磁场，引起测量误差。被测弹丸必须是磁性材料制造，弹丸磁化的极性要正确，要有足够的磁场强度。对于配用电引信的弹丸，只有弹丸磁化后才能安装引信，或者选用无需磁化弹丸的测速方法。
（2）纸靶
纸靶是用沉积有导电涂料的纸制作而成。弹丸穿过纸靶时电路断开启动或停止计时仪。这种靶的主要用来对轻武器和破片模拟，它的主要缺点是每打一发必须换一张纸靶。这就限制了它在特定靶场上的试验。
（3）光电靶
是一种利用光电转换原理作为启动和停止装置的测速靶。当弹丸从光幕上方通过时,改变了落在光电管上的光，于是便产生一个信号，使计时仪开始或停止工作。他的主要优点是可以在弹道上测量飞行时间，而不会妨碍弹丸的正常飞行，由于缺乏一般的空间分辨能力，使用上受到限制，光电靶分为光幕靶和天幕靶，可根据射击条件选择使用。
a、光幕靶
光幕靶是一种使用人工光源的光电靶。主要为轻武器室内射击设计的。在两米的基线上测量精度为±0.1％，为达到这一精度要求基线的测量误差不得超过±0.07%，即±1.4mm（毫米）。在外使用时要设法避免阳光照射到光敏元件上。光幕靶因空间重复能力差而造成的误差为9.15mm。由于这种误差使用基线长短要根据试验的目的和误差要求确定。
b、天幕靶
这是一种利用天幕自然光的光电装置。这种靶适合于靶场高角射击，但不能在夜间和雨天使用（当仰角能够装定的较低时附加一个专用罩，也可在雨雪天使用）。这种靶缺乏空间重复能力。所以测速能力在76 .2m/s（米/秒）时，误差为1.83～2.44m/s。
c、激光光幕靶
激光光幕靶是以激光做光源的光电测速装置，测速范围70～2000m/s测量的 弹丸口径为4～40mm光栅的有效测量面积为400mm×800mm。该装置不仅适用于一般的日常测量 ，也适应于研究和开发性工作。这方面的产品有AVL470测速仪。它的测速仪精度可达0.04%。是目前测速精度较高的一种测速装置。
4、铝箔靶
铝箔靶是用两块铝箔中间夹一块泡沫聚苯乙烯绝缘材料制成，当弹丸通过第一个铝箔时电路接通计时仪开始工作；弹丸通过第二块铝箔时，计时仪停止工作。着额种靶只要不短路，就可连续使用，无须换靶，特别适合轻武器的试验。
在枪炮测速中，采用的计时设备有照相计时仪,计数计时仪 ,自动计时仪计算，其中自动计时仪用以记录自动火炮和机关枪的时间间隔。它也可记录发射速率数出射弹发数和累积各个时间间隔，因而得到的平均射击速度可绘制出试验期间的炮管腐蚀曲线。
另外，国外采用X-射线摄影测弹丸的初速，据称这是比较精确的测速方法。以上这些测速方法的精度可达0.1%，国外有的测试专家认为测速计时精度较高，可以满足要求，而两靶基线误差影响较大。所以两靶间的距离测量必须精确，测量用的钢尺必须至少6个月校准一次。也有采用高速摄影的方法。
2、雷达测速法
采用多普勒雷达测量弹丸的飞行速度是一种非常便利的测速方法。因此被广泛应用于武器及运动目标的速度测量。其基本原理是雷达向着飞行弹丸发射电磁波，同时收到弹丸的反射回波，由于弹丸在运动，所以发射波与接收波之间有频差，这一频差与弹丸（或其他运动目标）的速度成正比。其数学表达式为：fD=2V /λ,式中λ为信号波长，V为运动目标的速度，fD为多普勒频差。应用这种方法可测出弹丸的初速，也可测得弹道上多点的速度，测速精度为±0.1%--～±0.03%,或更高，能测量远距离上的弹丸速度，北大西洋公约组织将MS公司的758雷达作为测速的标准方法使用，其测速范围是50～5000m/s，精度为0.1%，能测量20～155mm直径的弹丸。比如丹麦ＢＳ250雷达能测20000～80000倍口径距离上的弹丸速度，它的功能较齐全，能测出初速，还能阻力系数曲线、速度距离曲线、速度时间-曲线。再如美国陆军白沙导弹靶场装备的靶场测试雷达，它工作在X波段，能跟踪速度为30～3000m/s的目标，测速精度为0.3m/s。
有些国家在火炮上装有小型雷达，它可测出火炮的速度降低情况，为火控系统提供修正参数以提高收发命中的能力。比如澳大利亚使用一种小巧、紧凑、轻便的雷达测速系统（MV1、MK3膛口速度指示器）能测600发/min（分/分钟）连发时每发弹的速度，测速范围是50～2400m/s，其精度为0.05%。丹麦特玛公司的多普勒雷达系统能给出速度、加速度、阻力、转速和高度等参数。英国费兰蒂公司研制的 Pacer MK2初速测量雷达，测速范围100～1000m/s，精度0.1%，可测75mm口径以上的炮弹。英国马可尼告诉为英国陆军研制的称为"马可尼炮兵校准设备"的系统。英国将这种系统装备皇家野战炮兵团，测量炮口速度。整个雷达系统包括小巧轻便的雷达头和控制装置，雷达头永久地装在火炮上。该系统适合于35mm以上的各类火炮测速。南非陆军使用的炮口速度分析仪的测速范围30～3000m/s，精度为0.05%。
此外，瑞典OPOS电子公司也研制出各中类型的多普勒测速雷达，为兵器测速技术提供了得力的工具，其中用于初速测量的雷达有BS800，BS900。这种雷达包括两个主要装置，即雷达部分和速度计算装置。雷达部分可安装在炮管上或火炮旁的三脚架上，由于它安装方便，适应性强，很适合靶场使用。此外对于弹道学的研究，不仅需要测量弹丸的初速，而且还希望远距离上弹丸的飞行速度，确定和比较弹丸的飞行性能，并为射表编制和弹道研究提供依据。应用雷达测速可解决弹丸远程测速的问题。例如OPOS公司的ED-1000雷达，BS-250雷达都可用于弹丸的远程测速。
[影响]
弹丸速度是衡量武器性能的重要参数。速度测量的精确与否直接关系到武器的性能，所以深入研究弹丸测速技术，不断地将一些高新技术应用于弹丸测速技术，开发新的弹丸速度测量方法，提高测速精度是一项长期研究的工作，是提高武器战术技术性能的一项基础性工作，也是影响武器发展的一个重要环节。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：孙福治
英文名称；projectile velocity measurement technology
检索词：距离测量；时间测量；炮口测速装置；雷达测速
技术类别：通用测试技术;
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[定义]
弹丸测速技术是在人造的环境中测试弹丸飞行速的技术。弹丸速度是衡量武器性能的基本参数，也是为射表编制和内弹道研究必须提供的数据。在发射药鉴定试验和穿甲试验中需要测量弹丸的初速和着速，有时确定弹道系数和弹形系数也与测速有着密切的关系。总之，各种类型的射击武器都需要测量弹丸的速度。目前，弹丸速度的测量采用两种方法，一种方法是测量弹丸飞过一段已知距离的时间，然后用距离除以时间求的已知距离的平均速度。因此速度的测量精度取决于距离和时间的测量精度。弹丸初速一般是在炮口前一段相当短的距离上测量的。另一种速度测量方法是应用多普勒雷达技术。多普勒雷达测速仪应用多普勒原理。向运动目标发出一束无线电波，从目标上反射回到测速仪上来。测速仪的输出是一交变电流信号，其频率是发射波频率和接受机频率之差。如果目标相对测速仪是静止的，发射和接受的频率相等，则频差为零。然而在目标相对测速仪之间相对运动时，则反射信号将产生一频率偏移，这个频差（也叫多普勒频移）直接与测速仪到目标的距离的变化率成正比即与径向速度成正比。利用这一原理制造了各种测速雷达，用于炮弹速度的测量。
[相关技术]弹丸；测试技术；雷达
[技术难点]
测速技术的难点是如何精确地测量炮口到第一靶的基线以及第一靶与第二靶之间的距离。因为目前计时仪和区截装置的测试精度可以满足现代武器的测试要求，产生测量误差的主要原因就在于基线的测量。另外应开展小型化、高精度测速雷达的研究。
[国外概况]
目前，国外采用的测速方法主要有两种，一种采用区截装置和计时仪测量弹丸的出口速度。这种方法主要是用记时仪和区截靶测出弹丸在两靶间的平均速度。目前使用的电子记时仪精度较高，完全可以满足测试要求。区截装置根据所测弹丸的不同种类选用，其中有通断靶（靶网、铝箔靶），电磁感应的线圈靶。近年来出现的光电靶（包括光幕靶、天幕靶和以激光作光源的光幕）是倍受青睐的一种测速装置。光电靶的工作原理是当弹丸通过光幕上方时就改变了落在光电管上的光线，因而产生一个电信号启动计时仪。使用光电靶进行飞行时间测量主要的优点是：它能沿弹道测量飞行时间，而没有通常接触靶对弹丸的干扰，无需对弹丸磁化、无需对靶网接线、劳动强度低等。但是这种靶一般缺乏空间重复能力。根据射击靶场和射击条件目前有以下几种光电靶在广泛使用之中。
1、 区截装置测速法
（1）线圈靶
线圈靶是用八角形的木制框架和沿框架绕制的线圈组成。当磁化弹丸从线圈中通过时，线圈就会感应出一个电动势（即启动或停止信号）。通常有两个线圈，一个产生启动信号,启动计时仪，另一个产生停止信号,停止计时仪。在使用线圈靶时，附近不能有钢铁设备，因为钢铁会破坏磁场，引起测量误差。被测弹丸必须是磁性材料制造，弹丸磁化的极性要正确，要有足够的磁场强度。对于配用电引信的弹丸，只有弹丸磁化后才能安装引信，或者选用无需磁化弹丸的测速方法。
（2）纸靶
纸靶是用沉积有导电涂料的纸制作而成。弹丸穿过纸靶时电路断开启动或停止计时仪。这种靶的主要用来对轻武器和破片模拟，它的主要缺点是每打一发必须换一张纸靶。这就限制了它在特定靶场上的试验。
（3）光电靶
是一种利用光电转换原理作为启动和停止装置的测速靶。当弹丸从光幕上方通过时,改变了落在光电管上的光，于是便产生一个信号，使计时仪开始或停止工作。他的主要优点是可以在弹道上测量飞行时间，而不会妨碍弹丸的正常飞行，由于缺乏一般的空间分辨能力，使用上受到限制，光电靶分为光幕靶和天幕靶，可根据射击条件选择使用。
a、光幕靶
光幕靶是一种使用人工光源的光电靶。主要为轻武器室内射击设计的。在两米的基线上测量精度为±0.1％，为达到这一精度要求基线的测量误差不得超过±0.07%，即±1.4mm（毫米）。在外使用时要设法避免阳光照射到光敏元件上。光幕靶因空间重复能力差而造成的误差为9.15mm。由于这种误差使用基线长短要根据试验的目的和误差要求确定。
b、天幕靶
这是一种利用天幕自然光的光电装置。这种靶适合于靶场高角射击，但不能在夜间和雨天使用（当仰角能够装定的较低时附加一个专用罩，也可在雨雪天使用）。这种靶缺乏空间重复能力。所以测速能力在76 .2m/s（米/秒）时，误差为1.83～2.44m/s。
c、激光光幕靶
激光光幕靶是以激光做光源的光电测速装置，测速范围70～2000m/s测量的 弹丸口径为4～40mm光栅的有效测量面积为400mm×800mm。该装置不仅适用于一般的日常测量 ，也适应于研究和开发性工作。这方面的产品有AVL470测速仪。它的测速仪精度可达0.04%。是目前测速精度较高的一种测速装置。
4、铝箔靶
铝箔靶是用两块铝箔中间夹一块泡沫聚苯乙烯绝缘材料制成，当弹丸通过第一个铝箔时电路接通计时仪开始工作；弹丸通过第二块铝箔时，计时仪停止工作。着额种靶只要不短路，就可连续使用，无须换靶，特别适合轻武器的试验。
在枪炮测速中，采用的计时设备有照相计时仪,计数计时仪 ,自动计时仪计算，其中自动计时仪用以记录自动火炮和机关枪的时间间隔。它也可记录发射速率数出射弹发数和累积各个时间间隔，因而得到的平均射击速度可绘制出试验期间的炮管腐蚀曲线。
另外，国外采用X-射线摄影测弹丸的初速，据称这是比较精确的测速方法。以上这些测速方法的精度可达0.1%，国外有的测试专家认为测速计时精度较高，可以满足要求，而两靶基线误差影响较大。所以两靶间的距离测量必须精确，测量用的钢尺必须至少6个月校准一次。也有采用高速摄影的方法。
2、雷达测速法
采用多普勒雷达测量弹丸的飞行速度是一种非常便利的测速方法。因此被广泛应用于武器及运动目标的速度测量。其基本原理是雷达向着飞行弹丸发射电磁波，同时收到弹丸的反射回波，由于弹丸在运动，所以发射波与接收波之间有频差，这一频差与弹丸（或其他运动目标）的速度成正比。其数学表达式为：fD=2V /λ,式中λ为信号波长，V为运动目标的速度，fD为多普勒频差。应用这种方法可测出弹丸的初速，也可测得弹道上多点的速度，测速精度为±0.1%--～±0.03%,或更高，能测量远距离上的弹丸速度，北大西洋公约组织将MS公司的758雷达作为测速的标准方法使用，其测速范围是50～5000m/s，精度为0.1%，能测量20～155mm直径的弹丸。比如丹麦ＢＳ250雷达能测20000～80000倍口径距离上的弹丸速度，它的功能较齐全，能测出初速，还能阻力系数曲线、速度距离曲线、速度时间-曲线。再如美国陆军白沙导弹靶场装备的靶场测试雷达，它工作在X波段，能跟踪速度为30～3000m/s的目标，测速精度为0.3m/s。
有些国家在火炮上装有小型雷达，它可测出火炮的速度降低情况，为火控系统提供修正参数以提高收发命中的能力。比如澳大利亚使用一种小巧、紧凑、轻便的雷达测速系统（MV1、MK3膛口速度指示器）能测600发/min（分/分钟）连发时每发弹的速度，测速范围是50～2400m/s，其精度为0.05%。丹麦特玛公司的多普勒雷达系统能给出速度、加速度、阻力、转速和高度等参数。英国费兰蒂公司研制的 Pacer MK2初速测量雷达，测速范围100～1000m/s，精度0.1%，可测75mm口径以上的炮弹。英国马可尼告诉为英国陆军研制的称为"马可尼炮兵校准设备"的系统。英国将这种系统装备皇家野战炮兵团，测量炮口速度。整个雷达系统包括小巧轻便的雷达头和控制装置，雷达头永久地装在火炮上。该系统适合于35mm以上的各类火炮测速。南非陆军使用的炮口速度分析仪的测速范围30～3000m/s，精度为0.05%。
此外，瑞典OPOS电子公司也研制出各中类型的多普勒测速雷达，为兵器测速技术提供了得力的工具，其中用于初速测量的雷达有BS800，BS900。这种雷达包括两个主要装置，即雷达部分和速度计算装置。雷达部分可安装在炮管上或火炮旁的三脚架上，由于它安装方便，适应性强，很适合靶场使用。此外对于弹道学的研究，不仅需要测量弹丸的初速，而且还希望远距离上弹丸的飞行速度，确定和比较弹丸的飞行性能，并为射表编制和弹道研究提供依据。应用雷达测速可解决弹丸远程测速的问题。例如OPOS公司的ED-1000雷达，BS-250雷达都可用于弹丸的远程测速。
[影响]
弹丸速度是衡量武器性能的重要参数。速度测量的精确与否直接关系到武器的性能，所以深入研究弹丸测速技术，不断地将一些高新技术应用于弹丸测速技术，开发新的弹丸速度测量方法，提高测速精度是一项长期研究的工作，是提高武器战术技术性能的一项基础性工作，也是影响武器发展的一个重要环节。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：孙福治
兵器粉末冶金技术
英文名称；Powder Metallurgy for Ordnance
检索词：粉末冶金；兵器；制造技术
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
兵器粉末冶金技术是指采用金属或其它粉末材料，经过混粉、压坯、烧结、成型和后处理等工艺过程制造各种多孔、半致密或全致密兵器零件与制品的技术。兵器粉末冶金技术是反坦克动能穿甲弹弹芯、导弹发动机喷管、陶瓷装甲元件、坦克动力传动系统摩擦片等元件的关键制造技术，包括：兵器特殊零件的热等静压、冷等静压技术、烧结工艺、自蔓燃高温合成技术、粉末注射成型技术、粉末锻造技术、粉末冶金件性能测试与无损检测技术等。由于粉末冶金技术具有工艺成本低、材料利用率高、能实现制造零件的净成型或近成型、特别适用于大批量生产，用于取代某些兵器零件的常规制造工艺，还能够实现提高产品性能，缩短周期，延长使用寿命，降低生产成本的效果。
[相关技术]弹药技术；发动机喷管技术；摩擦片技术；装甲技术
[技术难点]
1、兵器特殊零件的热等静压、冷等静压技术；
2、预合金粉件烧结工艺及控制技术；
3、粉末冶金件致密化技术；
4、粉末注射成型技术；
5、粉末冶金件精密锻造技术；
6、自蔓燃高温合成技术；
7、粉末冶金件性能测试与无损检测技术等
[国外概况]
1、国外兵器粉末冶金技术研究和应用广泛
粉末冶金技术在美军弹药引信上的应用已超过30年。如M549、M550弹保险及解除保险装置的卡销均为粉末冶金黄铜件；50mm（毫米）弹的引信保险器、Beehive战斗部的引信定时器壳和引信底座等均采用了316L不锈钢粉末冶金件；此外，铜斑蛇导弹制导系统中也有形状复杂的粉末冶金钢质件。
粉末冶金技术在弹药中应用广泛。如20mm、50mm弹的纯铁质粉末冶金旋转弹带、钨重金属粉末冶金动能穿甲弹芯、金属粉末注射成型穿甲弹尾翼、破甲弹药形罩、自动寻的导引头粉末冶金件等等，其应用量非常大。俄罗斯大口径炮弹也采用黄铜粉末冶金成型弹带。
粉末冶金技术在枪械中的应用非常广阔。如12.7mm口径M85机枪的快慢机、护筒、闭锁机、闩锁等22种零件可用粉末冶金钢锻件来代替；12.7mm口径M2机枪的计算尺、托架、枪栓等12种零件可用粉末冶金件代替；7．62mm M60机枪的撞针杆、送弹杆、前后瞄准器等18种零件可由粉末冶金件代替。如金属粉末注射成型枪械发射阻铁，为4340钢粉末冶金件，热处理后硬度达到38～42HRC（洛氏硬度），氧化发黑后可代替以前的精密铸件。M16步枪激光瞄准系统的可调旋钮也采用黄铜、钢及不锈钢粉末冶金件。
在坦克装甲车辆方面，粉末冶金件的应用也越来越广泛。美国XM-1坦克发动机齿轮即采用了粉末冶金件，其性能完全合格，且成本可降低约60％。M15lA2军用车辆的差速器中，侧面齿轮、轴齿轮、配对齿轮均为粉末冶金件，其性能均很好，成本降低约30％。M60坦克驱动系的正齿轮采用了4620钢粉末冶金件。军用车辆的制动泵活塞，烧结的铁质粉末冶金件比以往的铝质产品在耐磨性、耐烧蚀性方面均占优势，显著提高产品寿命。
在火炮的应用上，奥地利用粉末冶金技术制造了耐烧烧蚀镍基或钴基合金内衬置于炮管内膛提高性能，具有耐烧蚀、耐磨损、耐磨蚀等特性，且制造技术比较成熟。美国用热等静压技术制造形状复杂的M113型175mm炮断隔螺纹炮闩，每件可节省材料34kg（公斤），工时15个，质量减轻近25％。另外，美国还利用钒改性4600钢粉和天然石墨混合料，通过粉末锻造方法制造近成形的环形件，用于大口径火炮炮尾组合件中的闭气环。
2、取代传统工艺和材料的研究应用证实了其可行性
粉末冶金技术除了用于制造一些特殊的兵器产品零件（如动能穿甲弹芯、火炮、弹箭防烧蚀内衬等）之外，还可以取代传统材料和工艺，用于制造装甲车辆、枪械、火炮或弹箭零件，进一步改进性能和降低成本。国外许多研究或应用实例已证实了在性能、使用寿命、成本方面的可行性，例如：
（1）105mm榴弹炮凸轮
该零件件尺寸约241mm×152mm，厚约12.7mm，加强肋高度/厚度比大于10，加强肋厚度约5mm。该凸轮槽具有复杂构形，允许误差±50μm（微米）。美国陆军研究证实了粉末冶金蠕变锻造技术的应用可行性。他们采用100目7075铝粉，于276MPa（兆帕）压力下冷等静压制坯，在550℃氮气中烧结2小时后，将预型坯和锻模预热到530℃，进行等温蠕变锻造。结果表明，最终机械性能满足QQ－A－367H技术规范，抗拉强度大于490MPa，屈服强度超过434MPa，延伸率高于3％。工艺成本对比分析表明，可节约开支30%。
（2）M151A2军车差速器齿轮和制动泵活塞
美国陆军采用4620钢粉，通过粉末冶金等温锻造技术制造差速侧齿轮和伞齿轮，最终材料密度可达到99.5％理论密度，抗拉强度876MPa,屈服强度630MPa，延伸率11．6％，断面收缩率54．4％，冲击值与4600锻钢性能相当。将这些齿轮装在7部M15lA2车上进行35000km（公里）公路和越野跑车考核，结果证明是合格的。但是用这种粉末冶金等温锻造技术制造的齿轮，成本降低了25％。
制动泵活塞采用烧结铁是为了取代铝活塞，解决腐蚀问题。烧结铁粉中有少量锡锑铜合金粉，经制坯压实、烧结，硬度达到85－95HB，与标准铝活塞接近。气孔率为2％，浸渍聚氧乙二醇类合成防腐润滑剂后，他们将该烧结铁活塞装车，进行20000km考核试验，对比结果表明，铝活塞出现严重腐蚀、粘合，但烧结铁活塞无任何过度磨损或腐蚀，性能优于铝活塞。
（3）M60坦克正齿轮
这种正齿轮用于M60坦克驱动链，与主驱动齿轮相匹配。美国TRW公司在陆军支持下研究认为，用粉末冶金技术制造这种高性能齿轮替代锻钢件是可行的。
采用工业水雾化4620钢粉，在414MPa压力下冷等静压制成预型坯，然后在1200℃氢气中烧结1小时，再于900℃，10t（吨）／平方英寸下进行精密等温锻造。最终材料密度可达99．5％理论密度，机械性能与锻钢件性能相当，抗拉强度约758MPa，屈服强度约580MPa，延伸率15％，面缩率40％。·
（4）海军127mm制导炮弹尾翼
这种尾翼有极严格的几何形状要求，总长198mm，翼型宽58mm，厚约9mm。原设计采用17－4PH钢铸件，最低强度为1172MPa。美国海军海面武器中心认为，可以用粉末冶金锻造技术制造这种高强度精密尾翼。
他们采用4640钢粉340g（克），与0．48％石墨和0．75％硬脂酸锌混合压坯，烧结后达到80％－85％理论密度，然后于1200℃预热后立即进行精密等温模锻，锻后密度可达99．5％～100％理论密度，尺寸精度可达±2．5μm．机械性能均可满足设计要求，抗拉强度可达1207MPa，屈服强度达1193MPa，延伸率5．3％，断面收缩率25．0％，材料利用率达83％。
（5）M567引信定位栓
美国陆军证实了可以用粉末冶金技术制造炮弹引信中的铝件。其中，60和81mm迫弹引信定位栓原设计采用2014－T6铝棒坯，切削加工，材料抗拉强度为400MPa，根据该件功能，实际并不需要达到这一强度等级。采用粉末冶金技术制造这种零件，材料是工业201AB铝粉，成分与2014铝相似，经多模压机制成坯件后，于593℃氮气氛中烧结30分钟，再进行T4或T6状态固溶、时效热处理，机加为成品件。机械性能试验表明，T4热处理条件下，抗拉强度超过290MPa，屈服强度240MPa，延伸率5％一6％，T6条件下抗拉强度达350 MPa，延伸率1％－2％。
尺寸分析和密度测量结果表明，最终尺寸变化小于0．3％，材料密度达到99％理论密度。为证实其使用性能．进行了空气炮发射试验，将定位栓装在M567引信件中，评价其发射后的结构完整性，试验结果表明，未出现任何破坏或尺寸变化。成本分析表明，传统切削工艺中，有60%材料成为切削废料，而粉末冶金件中的切削材料损失不超过5％。分析表明总成本可降低25%。
（6）粉末冶金弹带
美国陆军为改进铁粉末冶金弹带性能，研究了铜熔渗铁粉末烧结弹带材料性能，结果表明铜熔渗可提高铁粉末冶金弹带强度。例如，铁粉压坯经1120℃烧结8分钟后，抗拉强度为365MPa，屈服强度为172MPa，延伸率21％，尺寸变化0．006，经铜熔渗1分钟后，抗拉强度提高到372MPa，屈服强度提高到220MPa，延伸率下降到19％，尺寸变化为0．008。
（7）粉末冶金枪械零件
美国陆军0．50口径M85机枪快慢机是一个复杂结构件。原采用4640钢锤锻、切削工艺制造。为降低成本，TRW公司用4640预合金钢粉通过粉末冶金锻造技术制造了400个粉末冶金锻造快慢机交给陆军进行考核。经过大量性能试验和室温与低温射击考核，结果非常令人满意。因此陆军制定了M-85机枪26种零件粉末冶金锻造的军用技术标准（MIL-F-45961）。对比分析结果表明，4640钢粉末冶金件的强度、韧性与锻钢件相当，硬度为30～33HRC，疲劳强度414MPa，室温夏氏V型缺口冲击值6.9kgf·m（公斤·力米），纤维组织为细回火马氏体。但是与传统工艺相比，成本降低50%，制造工序从27道减至7道，材料利用率从17％提高到90%。
[影响]
未来武器装备和技术的发展对武器零部件制造质量、经济可承受性、研制和制造生产周期、应急生产能力等都提出了一系列新挑战，新一代武器装备需要更先进的制造技术来满足这些要求。兵器粉末冶金技术不但是反坦克动能穿甲弹弹芯、导弹发动机喷管、陶瓷装甲元件、坦克动力传动系统摩擦片等元件的关键制造技术，而且由于它具有工艺成本低、材料利用率高、能实现净成型或近成型、适用于批量生产，用于取代某些兵器零件的常规制造工艺，能够实现提高产品性能，缩短周期，延长使用寿命，降低生产成本的效果，所以它将成为新一代武器装备发展的支撑性关键制造技术之一。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王宝生
英文名称；Powder Metallurgy for Ordnance
检索词：粉末冶金；兵器；制造技术
技术类别：先进材料技术;
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[定义]
兵器粉末冶金技术是指采用金属或其它粉末材料，经过混粉、压坯、烧结、成型和后处理等工艺过程制造各种多孔、半致密或全致密兵器零件与制品的技术。兵器粉末冶金技术是反坦克动能穿甲弹弹芯、导弹发动机喷管、陶瓷装甲元件、坦克动力传动系统摩擦片等元件的关键制造技术，包括：兵器特殊零件的热等静压、冷等静压技术、烧结工艺、自蔓燃高温合成技术、粉末注射成型技术、粉末锻造技术、粉末冶金件性能测试与无损检测技术等。由于粉末冶金技术具有工艺成本低、材料利用率高、能实现制造零件的净成型或近成型、特别适用于大批量生产，用于取代某些兵器零件的常规制造工艺，还能够实现提高产品性能，缩短周期，延长使用寿命，降低生产成本的效果。
[相关技术]弹药技术；发动机喷管技术；摩擦片技术；装甲技术
[技术难点]
1、兵器特殊零件的热等静压、冷等静压技术；
2、预合金粉件烧结工艺及控制技术；
3、粉末冶金件致密化技术；
4、粉末注射成型技术；
5、粉末冶金件精密锻造技术；
6、自蔓燃高温合成技术；
7、粉末冶金件性能测试与无损检测技术等
[国外概况]
1、国外兵器粉末冶金技术研究和应用广泛
粉末冶金技术在美军弹药引信上的应用已超过30年。如M549、M550弹保险及解除保险装置的卡销均为粉末冶金黄铜件；50mm（毫米）弹的引信保险器、Beehive战斗部的引信定时器壳和引信底座等均采用了316L不锈钢粉末冶金件；此外，铜斑蛇导弹制导系统中也有形状复杂的粉末冶金钢质件。
粉末冶金技术在弹药中应用广泛。如20mm、50mm弹的纯铁质粉末冶金旋转弹带、钨重金属粉末冶金动能穿甲弹芯、金属粉末注射成型穿甲弹尾翼、破甲弹药形罩、自动寻的导引头粉末冶金件等等，其应用量非常大。俄罗斯大口径炮弹也采用黄铜粉末冶金成型弹带。
粉末冶金技术在枪械中的应用非常广阔。如12.7mm口径M85机枪的快慢机、护筒、闭锁机、闩锁等22种零件可用粉末冶金钢锻件来代替；12.7mm口径M2机枪的计算尺、托架、枪栓等12种零件可用粉末冶金件代替；7．62mm M60机枪的撞针杆、送弹杆、前后瞄准器等18种零件可由粉末冶金件代替。如金属粉末注射成型枪械发射阻铁，为4340钢粉末冶金件，热处理后硬度达到38～42HRC（洛氏硬度），氧化发黑后可代替以前的精密铸件。M16步枪激光瞄准系统的可调旋钮也采用黄铜、钢及不锈钢粉末冶金件。
在坦克装甲车辆方面，粉末冶金件的应用也越来越广泛。美国XM-1坦克发动机齿轮即采用了粉末冶金件，其性能完全合格，且成本可降低约60％。M15lA2军用车辆的差速器中，侧面齿轮、轴齿轮、配对齿轮均为粉末冶金件，其性能均很好，成本降低约30％。M60坦克驱动系的正齿轮采用了4620钢粉末冶金件。军用车辆的制动泵活塞，烧结的铁质粉末冶金件比以往的铝质产品在耐磨性、耐烧蚀性方面均占优势，显著提高产品寿命。
在火炮的应用上，奥地利用粉末冶金技术制造了耐烧烧蚀镍基或钴基合金内衬置于炮管内膛提高性能，具有耐烧蚀、耐磨损、耐磨蚀等特性，且制造技术比较成熟。美国用热等静压技术制造形状复杂的M113型175mm炮断隔螺纹炮闩，每件可节省材料34kg（公斤），工时15个，质量减轻近25％。另外，美国还利用钒改性4600钢粉和天然石墨混合料，通过粉末锻造方法制造近成形的环形件，用于大口径火炮炮尾组合件中的闭气环。
2、取代传统工艺和材料的研究应用证实了其可行性
粉末冶金技术除了用于制造一些特殊的兵器产品零件（如动能穿甲弹芯、火炮、弹箭防烧蚀内衬等）之外，还可以取代传统材料和工艺，用于制造装甲车辆、枪械、火炮或弹箭零件，进一步改进性能和降低成本。国外许多研究或应用实例已证实了在性能、使用寿命、成本方面的可行性，例如：
（1）105mm榴弹炮凸轮
该零件件尺寸约241mm×152mm，厚约12.7mm，加强肋高度/厚度比大于10，加强肋厚度约5mm。该凸轮槽具有复杂构形，允许误差±50μm（微米）。美国陆军研究证实了粉末冶金蠕变锻造技术的应用可行性。他们采用100目7075铝粉，于276MPa（兆帕）压力下冷等静压制坯，在550℃氮气中烧结2小时后，将预型坯和锻模预热到530℃，进行等温蠕变锻造。结果表明，最终机械性能满足QQ－A－367H技术规范，抗拉强度大于490MPa，屈服强度超过434MPa，延伸率高于3％。工艺成本对比分析表明，可节约开支30%。
（2）M151A2军车差速器齿轮和制动泵活塞
美国陆军采用4620钢粉，通过粉末冶金等温锻造技术制造差速侧齿轮和伞齿轮，最终材料密度可达到99.5％理论密度，抗拉强度876MPa,屈服强度630MPa，延伸率11．6％，断面收缩率54．4％，冲击值与4600锻钢性能相当。将这些齿轮装在7部M15lA2车上进行35000km（公里）公路和越野跑车考核，结果证明是合格的。但是用这种粉末冶金等温锻造技术制造的齿轮，成本降低了25％。
制动泵活塞采用烧结铁是为了取代铝活塞，解决腐蚀问题。烧结铁粉中有少量锡锑铜合金粉，经制坯压实、烧结，硬度达到85－95HB，与标准铝活塞接近。气孔率为2％，浸渍聚氧乙二醇类合成防腐润滑剂后，他们将该烧结铁活塞装车，进行20000km考核试验，对比结果表明，铝活塞出现严重腐蚀、粘合，但烧结铁活塞无任何过度磨损或腐蚀，性能优于铝活塞。
（3）M60坦克正齿轮
这种正齿轮用于M60坦克驱动链，与主驱动齿轮相匹配。美国TRW公司在陆军支持下研究认为，用粉末冶金技术制造这种高性能齿轮替代锻钢件是可行的。
采用工业水雾化4620钢粉，在414MPa压力下冷等静压制成预型坯，然后在1200℃氢气中烧结1小时，再于900℃，10t（吨）／平方英寸下进行精密等温锻造。最终材料密度可达99．5％理论密度，机械性能与锻钢件性能相当，抗拉强度约758MPa，屈服强度约580MPa，延伸率15％，面缩率40％。·
（4）海军127mm制导炮弹尾翼
这种尾翼有极严格的几何形状要求，总长198mm，翼型宽58mm，厚约9mm。原设计采用17－4PH钢铸件，最低强度为1172MPa。美国海军海面武器中心认为，可以用粉末冶金锻造技术制造这种高强度精密尾翼。
他们采用4640钢粉340g（克），与0．48％石墨和0．75％硬脂酸锌混合压坯，烧结后达到80％－85％理论密度，然后于1200℃预热后立即进行精密等温模锻，锻后密度可达99．5％～100％理论密度，尺寸精度可达±2．5μm．机械性能均可满足设计要求，抗拉强度可达1207MPa，屈服强度达1193MPa，延伸率5．3％，断面收缩率25．0％，材料利用率达83％。
（5）M567引信定位栓
美国陆军证实了可以用粉末冶金技术制造炮弹引信中的铝件。其中，60和81mm迫弹引信定位栓原设计采用2014－T6铝棒坯，切削加工，材料抗拉强度为400MPa，根据该件功能，实际并不需要达到这一强度等级。采用粉末冶金技术制造这种零件，材料是工业201AB铝粉，成分与2014铝相似，经多模压机制成坯件后，于593℃氮气氛中烧结30分钟，再进行T4或T6状态固溶、时效热处理，机加为成品件。机械性能试验表明，T4热处理条件下，抗拉强度超过290MPa，屈服强度240MPa，延伸率5％一6％，T6条件下抗拉强度达350 MPa，延伸率1％－2％。
尺寸分析和密度测量结果表明，最终尺寸变化小于0．3％，材料密度达到99％理论密度。为证实其使用性能．进行了空气炮发射试验，将定位栓装在M567引信件中，评价其发射后的结构完整性，试验结果表明，未出现任何破坏或尺寸变化。成本分析表明，传统切削工艺中，有60%材料成为切削废料，而粉末冶金件中的切削材料损失不超过5％。分析表明总成本可降低25%。
（6）粉末冶金弹带
美国陆军为改进铁粉末冶金弹带性能，研究了铜熔渗铁粉末烧结弹带材料性能，结果表明铜熔渗可提高铁粉末冶金弹带强度。例如，铁粉压坯经1120℃烧结8分钟后，抗拉强度为365MPa，屈服强度为172MPa，延伸率21％，尺寸变化0．006，经铜熔渗1分钟后，抗拉强度提高到372MPa，屈服强度提高到220MPa，延伸率下降到19％，尺寸变化为0．008。
（7）粉末冶金枪械零件
美国陆军0．50口径M85机枪快慢机是一个复杂结构件。原采用4640钢锤锻、切削工艺制造。为降低成本，TRW公司用4640预合金钢粉通过粉末冶金锻造技术制造了400个粉末冶金锻造快慢机交给陆军进行考核。经过大量性能试验和室温与低温射击考核，结果非常令人满意。因此陆军制定了M-85机枪26种零件粉末冶金锻造的军用技术标准（MIL-F-45961）。对比分析结果表明，4640钢粉末冶金件的强度、韧性与锻钢件相当，硬度为30～33HRC，疲劳强度414MPa，室温夏氏V型缺口冲击值6.9kgf·m（公斤·力米），纤维组织为细回火马氏体。但是与传统工艺相比，成本降低50%，制造工序从27道减至7道，材料利用率从17％提高到90%。
[影响]
未来武器装备和技术的发展对武器零部件制造质量、经济可承受性、研制和制造生产周期、应急生产能力等都提出了一系列新挑战，新一代武器装备需要更先进的制造技术来满足这些要求。兵器粉末冶金技术不但是反坦克动能穿甲弹弹芯、导弹发动机喷管、陶瓷装甲元件、坦克动力传动系统摩擦片等元件的关键制造技术，而且由于它具有工艺成本低、材料利用率高、能实现净成型或近成型、适用于批量生产，用于取代某些兵器零件的常规制造工艺，能够实现提高产品性能，缩短周期，延长使用寿命，降低生产成本的效果，所以它将成为新一代武器装备发展的支撑性关键制造技术之一。
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提供单位：兵器工业总公司
责任者：王宝生
子弹药抛撒技术
英文名称；Submunition Dispensing Technology
检索词：弹药技术
技术类别：弹药及撒布;
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[定义]
子弹药抛撒技术是指将不带制导或带制导的子弹药，从炮弹、火箭弹、炸弹和地地战术弹道导弹等载弹中，按预定的作战任务要求抛撒出来的技术。子弹药的抛撒技术也就是子弹药抛撒系统的有关技术。这是一项很复杂的技术，它涉及到机械学、理论力学、动力学、热力学、流体力学等许多学科方面的问题。具体来说，它涉及到子弹药在母弹中的安装问题、如何从母弹中抛撒出来的问题、子弹药的抛撒高度和抛撒时的初速度/角度、抛撒后弹药的飞行姿态、子弹药抛撒后的分布形状和分布密度、以及子弹药的抛撒方向和子弹药下落路线等一系列技术问题。由于载弹不同，其抛撒技术也不完全相同。这里重点介绍一下具有代表性的地地战术弹道导弹子弹药的抛撒技术。
地地战术弹道导弹子弹药的抛撒方法有多种，但归纳起来大体上可分为三种类型，即无动力自卸式抛撒、无动力离心式抛撒和动力抛撒。
1.无动力自卸式抛撒 其特点是，子弹药不直接与母弹基体相连，它只按照设计的排列方式，围绕母弹弹体纵轴装在战斗部的整流罩内，当导弹起飞后，达到预定高度、预定速度、预定倾角时，发动机关机并以惯性继续飞至预定的子弹药抛撒位置，这时导弹(即母弹)战斗部外边的整流罩(即子弹药的保护壳)打开，并作减速飞行，子弹药在自身惯性力和重力的作用下，从母弹的战斗部中被抛撒出来，并以惯性高速地飞向目标。子弹药抛撒时的初速度约为2438.4/秒。采用自卸式抛撒的子弹药，一般不是靠其战斗部的装药爆炸摧毁目标，而是靠高密度材料(钨或贫化铀)制造的战斗部的巨大动能摧毁目标。这种子弹药的抛撒是一次性抛撒(即自卸式抛撒)，抛撒的子弹药的分布形状无法控制，子弹药的飞行姿态靠尾翼稳定。
2.无动力离心式抛撒 其特点是，子弹药与母弹的基体相连，抛撒时，子弹药靠母弹绕弹体纵轴旋转，在离心力的作用下，从母弹战斗部中被甩出来(即抛撒出来)。这就要求母弹在绕其纵轴旋转时，必须要有足够的旋转速度，这样就需要在母弹上加装助旋装置，从而导致导弹系统重量的增加，这在导弹设计中是不可取的，而且子弹药被抛撒出来后，子弹药的分布形状也无法控制。因此这种抛撒方式对导弹来说，实际上是不适用的。这里不再赘述。
3.带动力的抛撒系统 这是目前和今后，用于携带子母战斗部的地地弹道导弹选用的和最有发展前途的子弹药抛撒系统。该抛撒系统的特点是，每颗子弹药都带有一个弹射用的动力装置(即加压弹射装置)，子弹药，既要按一定规律排列安装在导弹战斗部内，又要通过抛撒装置与母弹基体相连。子弹药是在外加动力的作用下，从母弹战斗部中被抛撒出来的。这种抛撒方式又可分为后向抛撒、前向抛撒和径向抛撒等方式。当装有子弹药的弹射系统加压时，子弹药就沿着母弹纵轴方向，有序地从母弹战斗部内被弹射抛撒出去。抛撒后，子弹药的飞行状态靠子弹药上的十字型弹翼和尾翼控制。
[相关技术]导弹技术；航天技术；航空技术
[技术难点]
[国外概况]
20世纪80年代初期，美国波音公司，曾为美国国防高级研究计划局的"突击破坏者"计划，发展了一种导弹用带动力的子弹药(子导弹)抛撒系统，即T-22地地战术弹道导弹的子弹药抛撒系统。美军现役的ATACMS陆军地地战术弹道导弹的子母战斗部，可能也是采用的这种抛撒系统。该系统是一种后向抛撒系统，它由发射管支撑体(一金属园筒)、发射管、发射管与支撑体连接件、发射管控制杆(铰链连接)、棘轮爪、作动机构、活塞管、点火导线、热气发生器、活塞、活塞杆前平板、气体发生器、棘轮装置、作动器连杆(园柱形)圆形基座等部分组成。每一个发射管装一枚子弹药，其子弹药可以是带制导的，也可以是不带制导的，但是，这种抛撒系统大多被用作带制导子弹药的导弹子母战斗部的抛撒系统。一般一枚导弹的战斗部可装2-3组子导弹发射管，每组发射管的管数，可根据母弹战斗部的直径和子弹药的直径大小确定。发射管的纵轴，在子弹药处于非抛撒状态时，它与母弹的纵轴是平行的,当子弹药处于待抛撒或抛撒状态时，发射管的纵轴与母弹纵轴之间的夹角，最小不能小于13°。子弹药的抛撒是由母弹弹上携带的微机自动控制的，它可以单发抛撒，也可一组子弹药以齐射方式抛撒。不过，以齐射方式抛撒时，要注意尽量减少抛撒动作对母弹正常飞行的影响。子弹药离开发射管后，其弹翼、尾翼展开。抛撒时，子弹药的速度矢量要与母弹头锥局部气流的速度矢量平行。由于母弹在飞行中，头锥周围会产生很强的激波层，因此，子弹药开始抛撒时，其初速度，要足以能从母弹前端激波层影响的范围内飞出去，而且要不影响母弹的正常飞行。子弹药在被抛撒出来后，要进行初始姿态控制，要使子弹药在各自的飞行轨迹上稳定飞行，以免子弹药与子弹药之间，子弹药与母弹之间发生相互碰撞。子弹药从母弹中被抛撒出来后，降落方式主要有两种，即垂直降落和滑翔式降落。
垂直降落，即当母弹飞至目标区上空时，带制导的子弹药，从母弹战斗部内被抛撒出来后，以降落伞或其它装置减速，同时以垂直下降弹道飞向目标。垂直降落方式，在理想情况下，子弹药的分布图形是两个中心园。这种垂直降落方式，子弹药的抛撒高度一般在1000米左右，子弹药上的寻的器，开始搜索目标的高度一般为500米左右。抛撒高度越高，子弹药上的寻的器扫描范围就越宽，在搜索区域内探测到目标的概率就越大。但实际上，抛撒高度和寻的器探测范围将受目标区上空气象条件的制约。这种抛撒降落方式，对导弹瞄准来说比较简单，只需要把母弹发射到目标区上空中心位置即可，目标密度的变化对子弹药的杀伤效果影响不大，且不易受假目标的干扰。但这种方式的缺点是，子弹药以垂直下降弹道降落，弹上寻的器的运动轨迹相对来说比较短，这样寻的器的工作时间也就比较短，这就要求对目标区的定位、母弹开始抛撒子弹药的位置确定要很准确，否则将直接影响子弹药对目标的杀伤效果。
滑翔式降落，即在母弹飞到目标区上空的预定位置和预定时间内，子弹药从母弹的战斗部中被抛撒出来后，继续向目标区作滑行飞行(一般滑行约5公里左右)，并在滑行的同时，子弹药上的寻的器启动，开始探测目标，一旦发现目标，子弹药会作几乎与目标垂直的机动飞行，飞向目标并对目标发起攻击。这种滑行抛撒降落方式，对目标定位和母弹的子弹药抛撒位置的确定不要求十分精确。因为子弹药离开母弹后，要继续向目标区滑行，这实际上等于增加了母弹的射程。子弹药的飞行路线比较长，其寻的器有足够的时间，对目标区进行扫描探测。子弹药滑翔降落的缺陷是子弹药的分布图形不易控制，且容易漏掉目标，对目标密度的变化比较敏感。
[影响]
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提供单位：中国国防科技信息中心
责任者：张维德
英文名称；Submunition Dispensing Technology
检索词：弹药技术
技术类别：弹药及撒布;
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[定义]
子弹药抛撒技术是指将不带制导或带制导的子弹药，从炮弹、火箭弹、炸弹和地地战术弹道导弹等载弹中，按预定的作战任务要求抛撒出来的技术。子弹药的抛撒技术也就是子弹药抛撒系统的有关技术。这是一项很复杂的技术，它涉及到机械学、理论力学、动力学、热力学、流体力学等许多学科方面的问题。具体来说，它涉及到子弹药在母弹中的安装问题、如何从母弹中抛撒出来的问题、子弹药的抛撒高度和抛撒时的初速度/角度、抛撒后弹药的飞行姿态、子弹药抛撒后的分布形状和分布密度、以及子弹药的抛撒方向和子弹药下落路线等一系列技术问题。由于载弹不同，其抛撒技术也不完全相同。这里重点介绍一下具有代表性的地地战术弹道导弹子弹药的抛撒技术。
地地战术弹道导弹子弹药的抛撒方法有多种，但归纳起来大体上可分为三种类型，即无动力自卸式抛撒、无动力离心式抛撒和动力抛撒。
1.无动力自卸式抛撒 其特点是，子弹药不直接与母弹基体相连，它只按照设计的排列方式，围绕母弹弹体纵轴装在战斗部的整流罩内，当导弹起飞后，达到预定高度、预定速度、预定倾角时，发动机关机并以惯性继续飞至预定的子弹药抛撒位置，这时导弹(即母弹)战斗部外边的整流罩(即子弹药的保护壳)打开，并作减速飞行，子弹药在自身惯性力和重力的作用下，从母弹的战斗部中被抛撒出来，并以惯性高速地飞向目标。子弹药抛撒时的初速度约为2438.4/秒。采用自卸式抛撒的子弹药，一般不是靠其战斗部的装药爆炸摧毁目标，而是靠高密度材料(钨或贫化铀)制造的战斗部的巨大动能摧毁目标。这种子弹药的抛撒是一次性抛撒(即自卸式抛撒)，抛撒的子弹药的分布形状无法控制，子弹药的飞行姿态靠尾翼稳定。
2.无动力离心式抛撒 其特点是，子弹药与母弹的基体相连，抛撒时，子弹药靠母弹绕弹体纵轴旋转，在离心力的作用下，从母弹战斗部中被甩出来(即抛撒出来)。这就要求母弹在绕其纵轴旋转时，必须要有足够的旋转速度，这样就需要在母弹上加装助旋装置，从而导致导弹系统重量的增加，这在导弹设计中是不可取的，而且子弹药被抛撒出来后，子弹药的分布形状也无法控制。因此这种抛撒方式对导弹来说，实际上是不适用的。这里不再赘述。
3.带动力的抛撒系统 这是目前和今后，用于携带子母战斗部的地地弹道导弹选用的和最有发展前途的子弹药抛撒系统。该抛撒系统的特点是，每颗子弹药都带有一个弹射用的动力装置(即加压弹射装置)，子弹药，既要按一定规律排列安装在导弹战斗部内，又要通过抛撒装置与母弹基体相连。子弹药是在外加动力的作用下，从母弹战斗部中被抛撒出来的。这种抛撒方式又可分为后向抛撒、前向抛撒和径向抛撒等方式。当装有子弹药的弹射系统加压时，子弹药就沿着母弹纵轴方向，有序地从母弹战斗部内被弹射抛撒出去。抛撒后，子弹药的飞行状态靠子弹药上的十字型弹翼和尾翼控制。
[相关技术]导弹技术；航天技术；航空技术
[技术难点]
[国外概况]
20世纪80年代初期，美国波音公司，曾为美国国防高级研究计划局的"突击破坏者"计划，发展了一种导弹用带动力的子弹药(子导弹)抛撒系统，即T-22地地战术弹道导弹的子弹药抛撒系统。美军现役的ATACMS陆军地地战术弹道导弹的子母战斗部，可能也是采用的这种抛撒系统。该系统是一种后向抛撒系统，它由发射管支撑体(一金属园筒)、发射管、发射管与支撑体连接件、发射管控制杆(铰链连接)、棘轮爪、作动机构、活塞管、点火导线、热气发生器、活塞、活塞杆前平板、气体发生器、棘轮装置、作动器连杆(园柱形)圆形基座等部分组成。每一个发射管装一枚子弹药，其子弹药可以是带制导的，也可以是不带制导的，但是，这种抛撒系统大多被用作带制导子弹药的导弹子母战斗部的抛撒系统。一般一枚导弹的战斗部可装2-3组子导弹发射管，每组发射管的管数，可根据母弹战斗部的直径和子弹药的直径大小确定。发射管的纵轴，在子弹药处于非抛撒状态时，它与母弹的纵轴是平行的,当子弹药处于待抛撒或抛撒状态时，发射管的纵轴与母弹纵轴之间的夹角，最小不能小于13°。子弹药的抛撒是由母弹弹上携带的微机自动控制的，它可以单发抛撒，也可一组子弹药以齐射方式抛撒。不过，以齐射方式抛撒时，要注意尽量减少抛撒动作对母弹正常飞行的影响。子弹药离开发射管后，其弹翼、尾翼展开。抛撒时，子弹药的速度矢量要与母弹头锥局部气流的速度矢量平行。由于母弹在飞行中，头锥周围会产生很强的激波层，因此，子弹药开始抛撒时，其初速度，要足以能从母弹前端激波层影响的范围内飞出去，而且要不影响母弹的正常飞行。子弹药在被抛撒出来后，要进行初始姿态控制，要使子弹药在各自的飞行轨迹上稳定飞行，以免子弹药与子弹药之间，子弹药与母弹之间发生相互碰撞。子弹药从母弹中被抛撒出来后，降落方式主要有两种，即垂直降落和滑翔式降落。
垂直降落，即当母弹飞至目标区上空时，带制导的子弹药，从母弹战斗部内被抛撒出来后，以降落伞或其它装置减速，同时以垂直下降弹道飞向目标。垂直降落方式，在理想情况下，子弹药的分布图形是两个中心园。这种垂直降落方式，子弹药的抛撒高度一般在1000米左右，子弹药上的寻的器，开始搜索目标的高度一般为500米左右。抛撒高度越高，子弹药上的寻的器扫描范围就越宽，在搜索区域内探测到目标的概率就越大。但实际上，抛撒高度和寻的器探测范围将受目标区上空气象条件的制约。这种抛撒降落方式，对导弹瞄准来说比较简单，只需要把母弹发射到目标区上空中心位置即可，目标密度的变化对子弹药的杀伤效果影响不大，且不易受假目标的干扰。但这种方式的缺点是，子弹药以垂直下降弹道降落，弹上寻的器的运动轨迹相对来说比较短，这样寻的器的工作时间也就比较短，这就要求对目标区的定位、母弹开始抛撒子弹药的位置确定要很准确，否则将直接影响子弹药对目标的杀伤效果。
滑翔式降落，即在母弹飞到目标区上空的预定位置和预定时间内，子弹药从母弹的战斗部中被抛撒出来后，继续向目标区作滑行飞行(一般滑行约5公里左右)，并在滑行的同时，子弹药上的寻的器启动，开始探测目标，一旦发现目标，子弹药会作几乎与目标垂直的机动飞行，飞向目标并对目标发起攻击。这种滑行抛撒降落方式，对目标定位和母弹的子弹药抛撒位置的确定不要求十分精确。因为子弹药离开母弹后，要继续向目标区滑行，这实际上等于增加了母弹的射程。子弹药的飞行路线比较长，其寻的器有足够的时间，对目标区进行扫描探测。子弹药滑翔降落的缺陷是子弹药的分布图形不易控制，且容易漏掉目标，对目标密度的变化比较敏感。
[影响]
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提供单位：中国国防科技信息中心
责任者：张维德
没说的了，绝对强帖。