CN111595209B - 一种穿甲杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿甲杆，包括：至少两段的分段结构，所述分段结构的端部设有连接结构，所述分段结构通过所述连接结构的连接为一穿甲杆；侵彻能力增强体，设置于所述分段结构的端部，用于增强穿甲杆的侵彻能力；优点是多段的分段结构连接而成的穿甲杆，其分段结构的端部的侵彻能力增强体在穿甲杆进入目标体后释放出高压气体，该高压气体突然膨胀，从而不仅提高穿甲杆头部与靶板接触部位的应力增加穿深，还增加穿甲杆侵彻过程中“排渣”的动力。分段的结构可以实现将不同性能的材料选择性地组装在一起，形成密度、性能可调的穿甲杆，满足不同的需求。

Description

一种穿甲杆

技术领域

本发明涉及穿透装甲目标的构件，尤其涉及一种穿甲杆。

背景技术

随着高能发射药技术、电磁发射技术及导弹发射技术的发展，大口径穿甲弹在发射安全性和大倾角侵彻稳定性问题上日趋突出。随着高性能的主动装甲技术、新型结构单元设计技术等先进的装甲结构设计技术与制造技术的采用，坦克车辆的装甲防护水平得到大幅度的提升，穿甲弹的威力水平也必须随之提高。

为提高穿甲弹威力，国内钨合金弹芯主要采取穿甲杆头部、尾部性能、密度变化的方法提高穿甲威力，也可以通过组织相对均匀、晶度粒较小的高强度穿甲杆提高穿甲能力。贫铀及非晶穿甲弹可快速甩掉弹头处变形的材料，在靶板上有效的开坑侵彻，其侵彻能力强。贫铀及非晶穿甲杆可快速甩掉弹头处变形的材料，避免形成大的蘑菇头，在靶板上有效的开坑侵彻，战斗部的侵彻威力高，但是，贫铀合金存在污染，非晶合金制备技术不成熟，世界各国穿甲杆仍采用钨合金。

提高穿甲杆的侵彻能力，尤其是强韧性和“自锐性”是提高穿甲杆和穿甲弹性能的主要目标。刘艳君等在《尾翼稳定脱壳穿甲弹含能金属基材料弹芯技术研究》中，以尾翼稳定脱壳穿甲弹 (APFSDS)的弹芯为研究对象，开展了含能金属基材料特性研究和综合毁伤能力的试验研究。试验结果表明：控制含能金属基材料抗拉强度为900～1000MPa，延伸率控制为7.8％～10％，既能保证在炮管内发射强度要求，又具有良好的易碎性能；含能金属基材料弹芯的综合毁伤能力明显优于传统的93W合金弹芯，通过穿甲/侵彻、破片杀伤和含能材料爆炸效应多重毁伤的联合作用方式，提升了穿甲弹的综合毁伤效能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高侵彻能力的穿甲杆。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种穿甲杆，包括：至少两段的分段结构，所述分段结构的端部设有连接结构，所述分段结构通过所述连接结构的连接为一穿甲杆；侵彻能力增强体，设置于所述分段结构的端部，用于增强穿甲杆的侵彻能力。

进一步地，所述分段结构同轴心连接，此连接保证了穿甲杆仅具有一个轴心，一个轴心的形体结构对穿甲杆飞行姿态及飞行轨迹的控制更有利。

进一步地，所述分段结构的端部设有安装腔，所述安装腔用于容置所述侵彻能力增强体，安装腔的设置便于侵彻能力增强体的装填和集中。

进一步地，所述安装腔与所述分段结构同轴心，此安装腔位置可降低安装腔对穿甲杆重心及轴心位置的影响，降低安装腔引入对穿甲杆飞行姿态及飞行轨迹的影响。

进一步地，分段结构密度不同，穿甲杆的密度分布选择性更高，也更容易选择性、便捷地控制穿甲杆的组成，扩大了穿甲杆的应用专一性，可以针对不同目标切换不同的分段结构，以实现摧毁目标前提下的材料节约和成本控制。

再进一步地，朝着所述穿甲杆前端的方向，分段结构的密度逐渐变大，此梯度性密度分布即可保证穿甲杆飞行姿态及飞行轨迹，还可以实现穿甲杆端部材料的节约。

再进一步地，朝着所述穿甲杆前端的方向，分段结构的强度逐渐变大。穿甲杆的高强度材料具有使用污染大，价格贵及大尺寸部件制备难度高的劣势，分段结构可将高强度材料的体积大大降低，弥补了穿甲杆的高强度材料的劣势。

进一步地，所述分段结构的材质为金属、合金或非金属陶瓷中的一种，不同材料构成的分段结构，扩大了穿甲杆的原料组成，不再是单一合金，可以针对不同目标切换不同材料的分段结构，以实现摧毁目标前提下的材料节约和成本控制。

进一步地，所述分段结构的长度一致。

进一步地，所述分段结构的长度不同，长度同上述材料一样，可发挥所述分段结构对穿甲杆比重的有效控制。

再进一步地，朝着所述穿甲杆前端的方向，所述分段结构的长度逐渐变小，该长度可节约穿甲杆的高强度材料的体积，降低污染和穿甲杆的制备难度。

进一步地，所述连接结构为插接、螺接、胶接和抱箍连接中的一种，所述连接结构可实现穿甲杆的快速组装。

进一步地，所述连接结构为插接、胶接和抱箍连接中的至少两种以上的结合。

进一步地，所述连接结构为螺接、胶接和抱箍连接中的至少两种以上的结合。

进一步地，侵彻能力增强体为含能材料、发火药和压缩气体中的一种或任选的两种以上的组合，在穿甲杆与目标接触后，侵彻能力增强体释放的能量改变穿甲杆侵彻过程中杆体与目标作用时应力波的状态及产物流变行为，提高穿甲杆的威力。

穿甲过程中，穿甲杆或靶板会急剧变形，释放大量热和产生剧烈冲击波，该热量或剧烈的冲击波可引爆侵彻能力增强体。该引爆增强使穿甲杆与目标作用力，尤其是增强了弹头部的作用力。

进一步地，侵彻能力增强体中还设有引信传爆序结构，该结构可参考US7895947B1。

进一步地，侵彻能力增强体中还设有高脉冲引信传爆管起爆装置，该装置可参考US8272326B2。

进一步地，侵彻能力增强体中还含有钝感传爆药，钝感传爆药可为钝感传爆药JHB-1、TATB或美国的PBXN一7中一种。

进一步地，侵彻能力增强体中钝感炸药为TATB基钝感炸药JB-9014、钝感炸药JB-9014、钝感炸药DNP和钝感炸药NTO 中的一种或两种以上的混合。

进一步地，钝感传爆药与钝感炸药或发火药共混，且体积比为1:100～130。

一种上述的穿甲杆在尾翼稳定脱壳穿甲弹上的应用，可穿透厚度大于30mm的603装甲钢板。

与现有技术相比：本发明的优点：

多段的分段结构连接而成的穿甲杆，其分段结构的端部的侵彻能力增强体在穿甲杆进入目标体后释放出高压气体，该高压气体突然膨胀，从而不仅提高穿甲杆头部与靶板接触部位的应力增加穿深，还增加穿甲杆侵彻过程中“排渣”的动力。分段的结构可以实现将不同性能的材料选择性地组装在一起，形成密度、性能可调的穿甲杆，满足不同的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是样本6的结构示意图；

图2是实施例一的结构示意图；

图3是样本3的穿透实验的效果示意图；

图4是样本5的穿透实验的效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，使本发明技术方案更易于理解和掌握。

【实施例一】

穿甲杆包括三个分段结构：带有弹头形貌的圆柱体形态的头部件1、圆柱体形态的中间件2和圆柱体形态的尾部件3，形貌上，上述三者外径一致且均具有一个轴心，头部件1、中间件2 和尾部件3长度依次增加，连接结构将头部件1、中间件2和尾部件3依次连接。连接结构包括：安插槽和凸起，具体的，在头部件1的尾端处设有第一安插槽，对应第一安插槽的形貌，中间件2的一端设有相配合的第一凸起，第一安插槽与第一凸起插接以实现头部件1和中间件2的同轴心连接，中间件2的另一端设有第二安插槽，对应第二安插槽的形貌，尾部件3的一端设有相配合的第二凸起，第二安插槽与第二凸插接以实现中间件2和尾部件3的同轴心连该，因此，除了连接处本发明的穿甲杆在外部形貌和整体形状上与现有穿甲杆无差异。每个分段结构相接处均设有一个安装腔，安装腔包括：第一凸起处的第一安装腔5和第二凸起处的第二安装腔4，安装腔的一端均为开口，该开口便于安装侵彻能力增强体，侵彻能力增强体包括：第一安装腔5内的第一侵彻能力增强体和第二安装腔4内的第二侵彻能力增强体，为了保证穿甲杆的重心和飞行稳定性，安装腔的形状为圆柱形，且与穿甲杆同轴心设置，第一侵彻能力增强体可选择性地为钝感炸药、第二侵彻能力增强体可选择性地为高锰酸钾发火药。三个分段结构可分别选用不同的钨合金。

上述穿甲杆的分段结构数量可调节，分段结构的长度可调节，如头部件1、中间件2和尾部件3长度依次减少，侵彻能力增强体可为各种含能材料，连接结构还可以为：螺接、胶接和抱箍连接，也可以为螺接、插接和抱箍连接与胶接的组合。

本实施例的穿甲杆为样本一。

其余样本中，样本2、样本3、样本4和样本5的形体结构与样本1无实质性差异，不同处为：分段结构和侵彻能力增强体的材质及侵彻能力增强体的有无，具体的结构特点见表1，样本 6为现有一体穿甲杆，并将各样本应用到尾翼稳定脱壳穿甲弹中，并进行侵彻能力实验，实验条件和结果见表2。

表1穿甲杆

表2侵彻能力实验结果

从表1和表2可以看出：样本1到样本4均可以穿透60度倾角30mm厚的603防弹钢板(靶板)，靶板损伤情况由样本1 到样本4逐步增加；不装填侵彻能力增强体的样本5和一体实芯的样本6没有穿透60度倾角30mm厚的603装甲钢板；样本1 到样本4对60度倾角60mm厚的603装甲钢板垂直侵彻深度逐步增加；不装填含能材料的样本5和一体实芯的样本6垂直侵彻深度在30mm左右，在所有样本中，样本4的侵彻深度最大，该垂直侵彻深度为42.5mm。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种穿甲杆，其特征在于：包括：

至少两段的分段结构，所述分段结构的端部设有连接结构，所述分段结构通过所述连接结构的连接为一穿甲杆；

侵彻能力增强体，设置于所述分段结构的端部，用于增强穿甲杆的侵彻能力；

所述侵彻能力增强体为含能材料、发火药和压缩气体中的一种或任选的两种以上的组合；

所述穿甲杆在尾翼稳定脱壳穿甲弹上的应用，可穿透厚度30mm的603装甲钢板。

2.根据权利要求1所述的穿甲杆，其特征在于：所述分段结构同轴心连接。

3.根据权利要求1所述的穿甲杆，其特征在于：所述分段结构的端部设有安装腔，所述安装腔用于容置所述侵彻能力增强体。

4.根据权利要求3所述的穿甲杆，其特征在于：所述安装腔与所述分段结构同轴心。

5.根据权利要求1所述的穿甲杆，其特征在于：各个所述分段结构的密度可相同或不同。

6.根据权利要求5所述的穿甲杆，其特征在于：所述分段结构的材质可为金属、合金或非金属陶瓷中的一种。

7.根据权利要求1所述的穿甲杆，其特征在于：各个所述分段结构的长度可相同或不同。

8.根据权利要求1-7任一项所述的穿甲杆，其特征在于：所述连接结构为插接、螺接、胶接和抱箍连接中的一种。

Images