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水下枪弹是如何实现瘦身的 借鉴俄军超空泡鱼雷技术
www.wforum.com | 2017-04-10 21:58:26  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  早期水下枪械的弹头,与常规枪械有很大不同,都采用了类似钢钉的尖头、小平顶的长杆形状,时过境迁,现在的水下枪弹个头大小与普通枪弹无异,从长变短,这样的“瘦身”是怎么实现的呢?

  “长杆”为什么“长”

  早期水下枪弹的特殊的长杆形状,是枪弹在水下快速运动时的物理特性所决定的。水下枪弹出膛伊始,仅弹尖与水接触,水在弹尖平顶和锥面的结合处分开,在弹尖周围形成一个空腔,弹头其余部分不再与水接触,此时水的干扰作用相对较小,弹道比较准直。但弹尖受到水的阻力,会产生一定的翻转力矩,导致弹尾发生摆动,碰撞到空泡壁后形成“尾击”现象。由于弹体是对称的,弹尾以相反的角速度弹回,再碰撞相反方向的空泡壁,如此反复,使弹头进入平稳运动期。因此,水下枪弹一般采用弹尖锥形、弹体细长、端面较小、质心靠前的长杆型弹头,以求有效地利用“尾击”,尽可能减小累积偏差,获得较好的稳定性和精度。

  战斗蛙人执行渗透、侦查和破坏任务时,从水下潜入和撤离,但需要经常在滩头或陆上停留,因此随身武器必须兼顾水下和陆地两种不同作战环境。传统水下枪械使用的长杆弹头,首先携带和使用不便,另外滑膛枪管射出的长杆弹头在空气中无法保持足够的远射能力,通常约10米左右。因此,新一代水下步枪的研制,就要求能够在未经转换的情况下同时发射水下枪弹和普通枪弹。

  变“短”的巧妙构思

  这一看似不可能的任务,还真取得了突破。2012年,挪威DSG公司推出两种据称具有里程碑意义的新型水下枪弹,即GPS枪弹和DSG水下穿甲弹。它们同属于新兴的“多环境弹药”,可以同时适用于水下和陆上两种环境,甚至可以从水下向陆上目标射击,反之亦然。DSG公司的新弹在设计中充分利用超空泡现象。在阻碍弹头在水下运动的各种因素中,最重要的就是与水摩擦而造成的粘性阻力,大约是空气阻力的近千倍。而在超空泡包裹下,弹头就像是飞行在自己制造的一个“气囊”里,从而将水阻力减小90%左右。这种技术最早应用在俄国著名的“暴风”鱼雷上,使其最大航行速度达到惊人的230节(约133.6米/秒)。“暴风”是通过将发动机废气导引至头部吹出实现的,但对于枪弹这类体型很小的弹药,只有靠提高物体运动速度和降低流场压力两个途径来产生超空泡。DSG公司的产品正是通过对弹头形状特别是弹尖角度的精心设计,以高初速以及特殊外形来形成超空泡,达到在水下高速稳定飞行的目的。

  以GPS枪弹为例,其弹壳、底火和发射药与普通枪弹并无不同,但弹头是专门设计的实心回转体结构,由黄铜棒精密车制而成,光洁度较高,包括圆柱体部分和头部三段相接的锥体,其中第一锥体位于顶端,锥角较大但较短,第二锥体锥角稍小但较长,而第三锥体锥角最小、长度最大。正是弹头顶端的这种特殊形状,使GPS枪弹不仅适应多种发射环境,甚至允许以较小的角度射入水中,而不致发生通常的跳弹现象。以7.62×51毫米GPS枪弹为例,弹头重8克,在空气中初速为870米/秒,有效杀伤距离800米,在水下视水深有效杀伤距离为10-15米,而同口径北约标准步枪弹在水中的最大杀伤距离还不到2米。

  对于需要在陆上和水下两种作战环境中来回交替的用户来说,DSG公司“多环境枪弹”的优势非常明显,特别是在介质环境改变时弹头依然能保持弹道稳定和杀伤力的特点,是世界上其他任何枪弹都不具备的。就弹药研制过程本身来看,无论是在现有基础上不断改进,还是大胆创新,以至借鉴和移植其他武器的成功技术,水下枪弹长达半个世纪的发展道路无疑留下了很多宝贵经验,值得后来者去研究和学习。

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