图3-27 带有导气孔的底凹弹
底凹弹是指底部带有凹窝形结构的旋转稳定式炮弹，可用于杀伤爆破弹、子母弹和特种弹等。底凹与弹体可为一体，或用螺纹连接。这种弹是美国在20世纪60年代初最先开始研制的。它的出现受到了世界各国的普遍重视。底凹弹由于在弹丸底部采用底凹结构而得名。在底凹弹中，除了在弹丸底部采用底凹结构外，还常同时在底凹壁处对称开设数个对称导气孔（图3-27）。
为什么采用底凹结构后能够减小弹丸所受的空气阻力呢？在此，根据个别风洞试验结果做一概略说明。
首先，采用底凹结构后，弹丸所受的空气动力状况得到改善。由于弹丸在飞行过程中冲开空气而向前运动，所以弹丸头部将承受比较大的压力，而在弹丸底部由于惯性作用，弹丸向前运动后空气还来不及填充弹丸运动所造成的局部真空（或稀疏），所以弹底所承受的空气压力降低。这种弹丸头部和底部压力之差，就构成了弹丸的底部阻力。采用底凹结构后，特别是采用带有对称导气孔的底凹结构后，弹底部气流涡流强度减弱，局部真空区被空气填充，从而提高了弹底部的压强，使底部阻力减小。
其次，采用底凹结构后，整个弹丸的质心前移，压力中心后移，弹丸的赤道转动惯量与极转动惯量比值减小，使翻倒力矩也减小，从而改善了弹丸的飞行稳定性和散布特性。
采用底凹结构，除可以减小弹丸的阻力系数外，还可以改善弹带处的弹壁受力状况。这是因为弹带可以设置在弹体与底凹之间的隔板处。与普通榴弹相比，这样做可使弹壁减薄、弹丸增长，既能增加炸药装药量、提高弹丸的终点效应，又可改善弹形、提高射程。从结构上看，弹体与底凹既可以是一体的，也可以是螺纹连接的。
目前，在底凹的深度上，有所谓“长底凹”和“短底凹”之分。底凹深度若取0.2～0.4倍弹径，即为浅底凹，如图3-28所示；底凹深度若取0.9～1.0倍弹径，即为深底凹，如图3-29所示。底凹深度的设计取决于弹丸的飞行速度。风洞试验表明，在亚声速和跨声速范围内，底凹结构可使弹底低压涡流强度减弱，局部真空区域被空气填充，从而提高弹底部的压力，使底部阻力减小。底凹深度以取0.5倍弹径为宜，而在超声速范围内，底凹深度与底压的关系不大。(www.xing528.com)
图3-28 浅底凹榴弹
图3-29 深底凹榴弹
底凹弹导气孔的设置：其倾角（图3-27）以取60°～75°为宜，相对通气面积（即通气面积与弹丸横截面积之比）以取0.32为宜。
试验表明，单纯的底凹结构增程效果并不显著，一般只能使射程提高百分之几。因而，在进行弹丸设计时，常常采用综合措施。例如在采用底凹结构的同时，加大弹丸长径比，并使弹头部改为流线型。图3-30所示是美军M470式155mm底凹弹与M107式155 mm普通榴弹的外形对比示意图。由图可见，M470式采用了底凹结构，增大了弹丸的长径比，头部更加尖锐。计算表明，该弹以1943年阻力定律为准的弹形系数i43由原M107式的0.95降至0.83。
图3-30 美军M 470式155 mm底凹弹（右）与M 107式155mm普通榴弹（左）对比
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