金属点火管的设计方案

金属点火管设计主要包括点火管结构设计和点火药装药设计两项内容。火炮中心点火药筒一般由底火、中心点火管、发射药床、药筒四部分组成，其结构如图7.47所示。图中Ld为点火管长度，h1为点火管第一排孔的高度。

图7.47　火炮中心点火药筒示意图

1—底火及底火座；2—药筒；3—中心点火管；4—发射药

7.5.1.1 金属点火管结构设计(www.xing528.com)

金属点火管壳体一般多用20～25无缝钢管制造，点火管结构设计主要包括点火管的内径A、长度Ld、传火孔径d及其传火孔的分布。

一般情况下，点火管长度Ld = （0.6～0.9）L，其中L为火药床的长度；点火管的细长比（内径与长度之比）为1/45～1/25。当细长比过小时，点火管内气体流动的阻力较大，妨碍了管内火焰的传播，点火药本身也不容易同时点燃，点火管内底部的压力较高，即点火管内的压力波动较大，会诱发主装药床出现大幅度的压力波。对于粒状火药床，传火孔多采用四排孔交错分布；对于带状火药床，传火孔分布在点火管两端较为有利。点火管传火孔集中在点火管前端有可能降低大幅值的压力波，传火孔集中在药室前端，能在膛内形成弹底、膛底对称的点火结构。传火孔径d一般为2～8 mm，其取值随点火药粒度变化，点火药粒度较小时取小值。传火孔径小时，点火火焰短；传火孔径大时，点火药粒容易喷出点火管。单位点火药质量的传火孔总面积一般为1～21 g/cm2，它是影响管压的另一个重要因素，对于装填密度大的火药床，难以点火，管压可取得大一些，即内衬结构不变，但传火孔总面积可小一些。

点火管第一排孔的高度h1对点火传火性能有着显著的影响，它是控制管内压力变化规律的重要因素。管压随着h1增大而提高：当h1较小时，点火过程中第一排孔的破孔时间早，管内压力上升减慢；而当h1较大时，点火过程中第一排孔的破孔时间迟，管内压力上升加快。就中心点火管结构而言，点火管排气孔打开压力不能过高，否则会使火药燃烧转变为爆轰，产生灾难性后果。为了减少底火燃气对管内点火药的强大点火压力，一般在底火与点火药装药之间留有一空腔。这样底火燃烧气体排到药室后有一个较大的空间，底火施于点火药的压力相对缓和，可防止底火猛度过大。

7.5.1.2 金属点火管装药设计

中心点火管对点火药的主要要求是点火能力强。常用的点火药有黑火药、多孔性硝化棉以及奔奈药条。硝化棉的燃烧反应热比黑火药大，但黑火药在燃烧过程中除产生高温、高压气体外，还产生大量的灼热固体颗粒（约占60%），它能以极高的速度在发射装药中传播，形成多点点火，并使发射药迅速点燃。除使用奔奈药条外，中心点火管的点火药一般选用黑火药。此外，点火药的粒度对火焰传播和点火持续时间都有很大的影响。粒度大时，点火管内透气性好，有利于火焰的传播，从而达到均匀一致的点火；粒度越大，点火持续时间越长。粒度过小，会出现点火过猛现象，造成膛内局部压力上升，产生大幅度压力波。所以，一般火炮中心点火管多选2#大粒黑火药作点火药，且管内装填密度不能过高。