药筒在发射中的作用的分析介绍

（1）发射时药筒的作用过程

在炮弹装填以后，药筒与火炮药室壁之间存在间隙，而该间隙常被称为“初始间隙”。它包括药筒壁与炮膛壁之间的间隙和药筒与闩体内表面之间的间隙。前者是为了使药筒顺利入膛，以及便于退壳；后者是为了在药筒放入弹膛之后保证可靠的关闩。初始间隙过大，会使药筒在射击后产生纵向或横向裂纹以及瞎火和胀底现象。

发射时，药筒内的火药气体压力将迅速增长。当达到一定数值时，由于药筒口部的机械性能最低，所以首先开始膨胀，从而在筒口和弹尾之间（整装弹）出现缝隙。药筒内的火药气体就是通过这一缝隙冲到筒口外壁与炮膛内壁之间，有时可达到斜肩部和筒体部。对分装式药筒，气体更容易泄出。火药气体压力的继续增长，使斜肩部和部分筒体开始与炮膛紧贴。紧贴的顺序是由上向下逐渐向筒体下部扩展。在一般情况下，火药气体不易窜入筒体下部，这就起到了闭气作用。由于在筒口和斜肩处夹有火药气体，当膛内压力继续增加时就有可能产生斜肩的再冲压，致使药筒产生向内的褶皱。

在弹性范围内，药筒所能承受的最大火药气体压力P可用下式近似计算：

式中　t——所研究断面处药筒壁厚，m；

d——所研究断面处的药筒直径，m；

σe——所研究断面处的材料弹性极限，MPa。

当超过上述压力时，药筒将由弹性变形过渡到塑性变形，并产生强化。除火药气体的压力作用外，药筒壁也将因高温火药气体的作用而产生热膨胀。筒壁的温度由内向外降低。

药筒壁与炮膛壁相贴之后，便与炮膛一起变形。炮膛的变形只允许有弹性变形。这是由身管设计所保证的。药筒底部由于火药气体压力的作用，将产生位移，从而消除药筒底与闩体的内表面间的间隙。药筒与闩体紧贴之后，若膛内压力继续增加，则将压缩闩体使之产生位移，消除闩体各元件之间的配合间隙并产生变形，而这种变形将使药筒继续移动，从而产生轴向拉伸。在火药气体压力作用下，筒底有压缩变形。

当火药气体压力下降时，炮膛恢复到发射前的原有状态，而药筒却因为有残余变形，只能做弹性恢复；在残余变形中还有因加热而产生的膨胀变形。随着药筒热量向炮膛的不断传递，残余变形将会减小。

在发射过程中，由于药筒受热不均匀，所以当压力下降时壁内仍有残余应力：外表面为压应力，而内表面为拉伸应力。

压力下降后，闩体将恢复到原始位置，从而推动药筒向膛内移动。这种变形和位移的最终结果，可能使药筒在膛内产生间隙或过盈。从上述变形过程可知，药筒在发射过程中将处于复杂应力状态，而应力超过一定数值时将会引起药筒的横向或纵向破坏。

根据火药气体压力的变化和药筒的工作情况，可将药筒的作用过程分为以下4个时期：

第一时期，底火发火引燃发射药，膛内压力开始增加，迫使药筒变形，直至与炮膛相接触。开始时，药筒口部因来不及密封药筒和炮膛壁间的间隙，将造成口部及筒体受火药气体的熏蚀（熏黑）；接着，药筒变形，先为弹性变形，后为塑性变形，随之药筒材料性能会发生强化现象；由于药筒壁受热而有温度变化，引起药筒的周向和轴向变形，使药筒筒底和炮闩支撑面间的间隙减小或靠拢。

第二时期，即从药筒与炮膛接触到膛压达到最大值时为止。在此时期，药筒与炮膛一起变形。炮管是弹性变形，而药筒则是塑性变形。药筒与膛壁达到更紧的贴合。药筒壁受到径向压力（其压力与膛压值相等）而产生压缩变形。药筒底被压在炮闩的支撑面上，使炮闩及尾部构件达到极限位置。前一时期窜入间隙内的火药气体，有些受压后排出，有些则留在炮膛与药筒壁之间。在此时期，若遇药筒强度不足或材料塑性太低，则会发生破裂或烧蚀。

第三时期，从最大膛压到膛压降为大气压为止。膛压完全下降，使炮膛最终变形位置恢复到原来位置。在此时期，炮膛朝着与原来变形相反的方向移动，直至恢复到原来位置。此时药筒随火炮药室一起弹性恢复。由于药筒已经产生了塑性变形，故它不可能恢复到原来位置。继续受热，从膛压降至大气压，到抽筒完毕为止。在此时期，当火炮恢复到原来位置时，药筒仍得继续恢复。此时期终了时，可能会有两种情况：一种是药筒恢复后的尺寸小于火炮药室的尺寸，因而产生间隙，对抽筒有利；另一种是药筒恢复的尺寸仍大于火炮药室尺寸，因而产生过盈，对抽筒不利。

第四时期，药筒和炮膛形成最终间隙，药筒被抽出。这个间隙将保证药筒能被顺利抽出。(www.xing528.com)

由以上不难看出，在药筒的作用中，只要能形成有利的最终间隙，就会给退壳带来方便。

（2）影响药筒退壳的因素

全弹射击后，金属药筒或非金属药筒的底座在枪、炮抽筒机构的作用下退出膛外的性能，是药筒的重要战术技术指标之一。药筒在枪、炮抽筒力的正常作用下，其退壳性主要由药筒与药室的初始间隙、火药燃气最大压力、药筒材料强度和温度等因素作用后形成的最终间隙所决定。退壳性一般依赖于药筒自身性能和枪、炮抽筒力。由于药筒所配武器、膛压和自身力学性能不同，有退壳和不退壳两种情况。退壳的基本条件是抽筒力大于退壳力，具体表现为自动退壳、顺利退壳、手动退壳、辅助工具退壳、卡壳等。枪弹药筒和高膛压高射频小口径炮弹药筒，射击后应自动退壳；中高膛压、中高射频、中口径炮用药筒，射击后应顺利退壳；低射频大口径炮用药筒，射击后应退壳、手动退壳或辅助工具退壳。卡壳被视为致命缺陷。药筒的退壳性一般用强装药射击试验来考核，但对复进退壳的火炮，还需考核减装药高射角下的退壳性。

药筒的退壳性能，主要与最终间隙、退壳力和药筒同炮膛间摩擦力的大小等因素相关。

1）药筒机械性能的影响

根据金属材料的机械性能可知，药筒材料的强度极限越高，发射后还原的弹性变形就越大，即最终间隙越大，退壳越容易。在同样的强度极限下，若材料的弹性系数E越小，则弹性恢复的程度越大，这将有利于间隙的形成，有利于退壳。对黄铜药筒E=1×109Pa，而钢药筒E=2×109Pa，因而铜药筒的退壳性能优于钢药筒。

2）火炮射击速度的影响

射击速度高，会使药筒的最终间隙减小。这是因为射击速度影响到药室的受热程度。射击速度越高，炮膛受热越严重，退壳性能也越差。

3）火药气体压力的影响

火药气体压力的大小，是决定药室退壳性能和最终间隙的主要因素。当药筒强度一定时，膛压增加，药筒的残余变形变大，因而形成的最终间隙就小，甚至产生“过盈”而卡壳。药筒根部间隙为零时的相应膛压，常被称为药筒的临界压力。

4）退壳力的影响

退壳力大，就容易退壳，但必须注意确保药筒底缘的强度。

5）药筒表面质量和药室光洁度的影响

表面粗糙或质量不佳，如锈蚀、脏物、划痕等，会造成摩擦阻力增加，从而影响退壳。

6）初始间隙的影响

初始间隙的增大将会使药筒的最终间隙也增大，但是初始间隙过大会造成闭气性能不良，增加药筒纵向破裂的可能性。