一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸

技术领域

本发明涉及水下高速射弹减阻技术领域，具体地说，是一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸。

背景技术

随着水下低阻发射技术和通气超空泡减阻技术的发展，对通气式超空泡弹丸设计提出了更高的要求，即：既适用于水下低阻发射，又能在弹丸水中航行一段距离速度大幅衰减后，进行通气超空泡减阻，实现弹丸的水下低阻高初速发射和水中远距离航行。

目前已有的水下弹丸设计思路主要有两种，一种是气幕式弹丸，通过弹丸内部孔道和结构设计，将弹后燃气引射至弹前，排开水柱，降低发射阻力，从而实现水下低阻高初速发射，但无法在水中航行时进行通气减阻；另一种是通气式超空泡弹丸，其可以在水中航行向弹丸侧面通气，辅助形成通气式超空泡，降低弹丸航行阻力，但其没有内部喷射结构，无法直接用于水下低阻高速初速发射。这两种弹丸均无法兼顾水下弹丸的高初速发射和水中低阻航行，严重制约了水下弹丸的射程和威力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，它能够采用水下气慕式低阻发射方式进行高初速发射，同时可以在水中形成通气超空泡进行持续减阻，从而实现水下发射弹丸的高初速发射和远距离航行。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，包括弹尾、密封膜片、钝感药柱和弹头；

所述弹尾外形为圆柱，内部开设阶梯式中心喷孔和螺纹孔，从左向右依次为一级喷孔、二级喷孔和螺纹孔，孔径由小变大，一级喷孔和二级喷孔组成阶梯式中心喷孔；

所述弹头从左向右依次分为螺纹段、圆柱段和圆台段，螺纹段和圆柱段的内部中心开设产气室，产气室内置钝感药柱；产气室右端开设4-12个等距分布的径向喷孔，开孔位置在圆台段拐角下游的圆柱段，距锐边拐角5～10mm；

所述弹尾与弹头通过螺纹连接，使阶梯式中心喷孔与产气室在密封膜片破开时可以连通；

所述密封膜片固定在弹尾与弹头的接触台面上。

所述弹头直径比弹尾直径小1～2mm，弹头产气室、径向喷孔与弹尾阶梯式中心喷孔组成燃气从弹后喷至弹前的喷射孔道。

所述钝感药柱为管状，药柱内孔涂有顿感层，外侧为基药层，钝感药柱固定在产气室内壁。

所述密封膜片为金属材质。

所述钝感药柱的产气与排气满足以下条件：

发射过程中，弹后空间的高温高压燃气冲破密封膜片，经弹尾阶梯式中心喷孔和弹头产气室、径向喷孔喷至弹前，降低发射阻力的同时点燃钝感药柱顿感层；

弹丸从膛口高速射入水中后，钝感层产生的少量燃气从阶梯式中心喷孔向后喷出，提升弹底压力，降低弹丸航行压差阻力；运动一段距离后，弹丸速度衰减明显，此时，钝感药柱的顿感层燃尽，药柱基药层开始燃烧，快速产生大量火药燃气，从径向喷孔和二级喷孔喷出。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明提供的适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，膛内发射阶段可以形成气幕排开弹前水柱，大幅降低发射阻力，提高发射初速。(2)本发明提供的适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，水中高速航行阶段，钝感层燃气提升弹底压力，降低弹丸压差阻力；弹丸运动速度衰减后，钝感药柱基药层快速燃烧产生大量燃气，通气维持弹丸超空泡形态，提升弹丸存速能力和射程。(3)本发明提供的适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，结构简单，不需要复杂的机械动作即可以实现膛内、膛外的低阻运动。

附图说明

图1为本发明适用于水下发射的通气式超空泡弹丸示意图。

图2为钝感药柱的结构示意图。

图3为弹头的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，包括弹尾1、密封膜片2、钝感药柱3和弹头4。弹尾外形为圆柱，内部从左到右依次一级喷孔、二级喷孔和螺纹孔，孔径递增；弹头从左向右依次为螺纹段、圆柱段和圆台段，螺纹段和圆柱段的内部中心开设产气室，产气室内置钝感药柱，产气室右端开设4-12个等距分布的径向喷孔，径向喷孔开孔位置在圆台段拐角下游的圆柱段，距锐边拐角5～10mm；弹头与弹尾通过螺纹连接，且连接处放置密封膜片。钝感药柱的产气和排气满足以下条件：

发射过程中，弹后高温高压燃气冲破密封膜片点燃钝感药柱顿感层；

弹丸水中高速航行时，钝感层燃气提升弹底压力，降低弹丸压差阻力；弹丸运动速度衰减明显，钝感药柱基药层快速燃烧产生大量燃气，从径向喷孔和二级喷孔喷出，形成通气超空泡，大幅降低航行阻力。

进一步地，弹头直径略小于弹尾，弹头产气室、径向喷孔与弹尾阶梯式中心喷孔组成燃气从弹后喷至弹前的喷射孔道。

进一步地，径向喷孔的数量位4-12个，开孔位置在弹头圆柱段，距靠近弹头锐边5～10mm。

进一步地，钝感药柱固定在产气室内壁，由内孔开始分层燃烧。

进一步地，密封膜片为金属材质，固定在弹尾与弹头的接触台面上。

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种适用于水下发射的通气式超空泡弹丸，包括弹尾、密封膜片、钝感药柱和弹头。

如图1，发射过程中，弹后火药燃气经弹尾阶梯式中心喷孔作用于密封膜片上，当二级喷孔内压力超过破膜压力后，密封膜片破开，弹后燃气经阶梯式中心喷孔、产气室、径向喷孔喷至弹前身管内，驱离身管内水柱，大幅降低发射阻力，与此同时火药燃气引燃钝感药柱顿感层。弹丸高速飞出膛口入水后，形成自然超空泡，此时药柱钝感层燃气从阶梯式中心喷孔向后喷出，提高弹丸底部的压力，可以降低弹丸压差阻力；在弹丸速度衰减后，空泡会收缩不再覆盖全弹，航行阻力将大幅升高，此时钝感药柱基药层快速燃烧，产生火药燃气从径向喷孔和阶梯式中心喷孔喷出，这部分燃气在来流作用下与弹头局部空泡一起形成包裹全弹的超空泡，避免航行阻力的升高，从而有效提升弹丸存速能力和射程。