CN112833705B - 一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药，两个平行的瓦片状金属条对称镶嵌在绝缘套筒内壁上，绝缘套筒外面紧密叠绕两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜，两个扇形金属块把两个复合薄膜和两个瓦片状金属条各自分别连接起来，每个扇形金属块各有一个电极向后突出。金属底火、弹丸和可脱落抱座被紧压在发射腔内，金属底火位于弹壳底部外侧，装置外包弹壳，弹壳内部有绝缘内衬，将弹壳与内部所有部件绝缘开来，前端开口。备战前将车载高压充电机的正负极与电弹药尾部的两个电极接触数秒达到电压平衡后断开，将电弹药装入火炮炮膛，与传统炮弹一样，用撞针击发金属底火，弹药内部储存的电能瞬间释放出来，弹丸和可脱落抱座被高速推送出去。

Description

一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药

技术领域

本发明涉及电磁推进的技术领域，具体为一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药。

背景技术

现有传统火药发射具和弹药技术成熟，普及度广，适应性强，但因为火药引燃后气体膨胀速度有个上限(约2km/s，也就是传统火炮发射弹丸的出口速度不可能超过这个值)，随着装甲防护技术以及其他作战单元及作战理念的发展，传统火药发射具越来越显得能力不足。电磁推进利用电磁力将载荷或者弹丸发射出去，出口速度可以突破传统火药推进装置的速度上限，是目前处于研究阶段的可工程化应用的传统推进装置替代技术选项之一。现有在研的电磁推进装置，无论是轨道式还是线圈式，或者二者的组合方式，都需要制造专用的电磁推进发射具(参考专利：202010569204.2，201810830703.5，201810371043.9，201120199296.6等等)和专用的搭载弹药或战斗部的电枢(参考专利：202010596960.4，201822245810.X，201810975647.4，201810830703.5，等等)，并附带高压电源模块作为原始能源，这些作战系统无法与现有的传统火药做推进剂的火炮相兼容，也就是电磁推进发射具和传统火炮之间弹药不能互相通用，而且，电磁发射具在电源电能耗尽或者线路故障时，即使自身弹药充足也无法继续作战，成为无效装备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有火药发射技术出口速度的不足以及电磁推进不能与传统火炮弹药相兼容的缺陷，提供一种能够在传统火炮发射具上使用的电弹药装置及方法，这种电弹药的外形结构可以和传统火炮炮弹一致，装填和使用方法也相同，只是炮弹内部装填的不是传统的火药。这种新型电弹药在发射前快速充电，然后操作就和传统火炮完全一致，把炮弹装填入炮膛，利用撞针撞击底火，内部电能瞬间释放，将弹丸高速推送出去，因为利用的是电能，弹丸的出口速度不受火药气体膨胀速度上限的限制，具有更高的反装甲能力或更远的射程。

本发明解决上述问题采用的技术方案为：一种可以在常规火炮上使用的电弹药，包括：两个平行的瓦片状金属条、绝缘套筒、两层导电箔和绝缘箔材料复合的薄膜、两个扇形金属块及突出电极、金属底火、弹丸以及可脱落抱座、弹壳及绝缘内衬，其中：

两个平行的瓦片状金属条对称镶嵌在绝缘套筒内壁上，内部形成圆柱状空腔，可以称为发射腔，绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜，两层薄膜相间叠绕，在薄膜卷绕的尾部，两个扇形金属块把两个复合薄膜和两个瓦片状金属条各自分别连接起来，每个扇形金属块各有一个电极向后突出。在发射腔内，在扇形金属块的后方，放置金属底火，前置弹丸，弹丸外覆可脱落抱座，金属底火、弹丸和可脱落抱座被紧压在发射腔内，金属底火位于弹壳底部外侧，只与弹壳接触，当受到撞针撞击时，金属底火会被顶到瓦片状金属条的内部位置，与两个金属条形成接触。装置外包弹壳，弹壳内部有绝缘内衬，将弹壳与内部所有部件绝缘开来，前端开口。

根据应用火炮对象的型号，本发明的电弹药外形尺寸和传统弹药的药筒部分做到一致，在储存和运输过程中，内部不存在任何能量和危险性，非常安全，备战前将车载高压充电机的正负极与电弹药尾部的两个电极接触数秒达到电压平衡后断开，内部就会充满电能，电弹药进入战斗状态，将电弹药装入火炮炮膛，与传统炮弹一样，用撞针击发金属底火，弹药内部储存的电能瞬间释放出来，弹丸和可脱落抱座被高速推送出去，因为是电能推进，弹丸速度能够超过火药的推送速度，飞出炮膛，在风阻的作用下，可脱落抱座从弹丸上脱开，减少飞行阻力，弹丸继续向前飞行攻击目标。留在炮膛内的弹壳完成退壳抛壳动作后，进行下一发装填和射击。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)弹丸是利用电磁力推出去的，不受火药气体膨胀速度的限制，能够突破常规火炮2km/s的限制，提高了反装甲能力或者有效射程；电弹药在发射时没有声音和火光、烟雾，隐蔽性更好。

(2)电弹药使用与传统火炮弹药兼容，外形尺寸一致，可以一起储运和协同使用，现有火炮不用改造，提升了打击能力，战场上电弹药和常规弹药任何一种有存量，火炮班组就能够有效作战，持续输出火力；

(3)电弹药在充电之前，内部没有能量，不具备任何危险性，即使被剧烈撞击也没有殉爆的危险，电弹药需要换装时，拆解、回收也非常简单易行，不存在环境污染问题。

附图说明

图1两个平行的瓦片状金属条镶嵌在绝缘套筒内壁上示意图；

图2绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料复合的薄膜，两层薄膜相间叠绕示意图，前部；

图3绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料复合薄膜，两层复合薄膜相间叠绕示意图，尾部；

图4两个扇形金属块把两个复合薄膜与两个瓦片状金属条分别连接起来，每个扇形金属块各有一个电极向后突出示意图；

图5电弹药剖面示意图；

图6电弹药击发状态示意图；

图中：1.瓦片状金属条；2.绝缘套筒；3.复合薄膜；4.扇形金属块；5.电极；6.弹壳(有绝缘内衬)；7.弹丸；8.绝缘抱座；9.金属底火。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

本发明提出了一种可用于传统火药发射具的电弹药，其利用了电磁推进的突破火药发射极限速度的优势，又与传统火炮发射兼容。两个平行的瓦片状金属条，金属可以用铜合金等，对称镶嵌在绝缘套筒内壁上，绝缘套筒可以是环氧玻璃钢等绝缘材料加工制成，瓦片状金属条出口和绝缘套筒平齐，尾部伸出一部分，内部形成圆柱状空腔，可以称为发射腔。绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜，导电箔可以是铝或者其他导电材料制成，绝缘薄膜可以是聚丙烯塑料薄膜或者其他绝缘材料制成的薄膜，铝等导电材料可以喷镀在塑料薄膜上，紧密结合。两层复合薄膜相间叠绕。在复合薄膜卷绕的尾部，两个扇形金属块把两个复合薄膜和两个瓦片状金属条各自分别连接起来，也就是说，每个复合薄膜的导电箔各自通过扇形金属块焊接连接瓦片金属条中的一个，因为导电箔之间绝缘箔的存在，两个导电箔之间依然是互相绝缘的。扇形导电块可以是通过铝合金喷镀成形，直接和各自的导电箔熔接在一起。弹丸外覆可脱落抱座，在发射腔内，放置弹丸，弹丸可以是钨合金等高硬度合金制成的长杆穿甲弹，弹丸后部外覆可脱落抱座，可脱落抱座为高分子绝缘材料，如G10结构环氧玻璃钢，预制分为几瓣，拼装在一起，抱在弹丸周围。在扇形金属块的后方，放置金属底火，金属底火可以是铝或者铜等软合金制成。金属底火、弹丸和可脱落抱座被紧压在发射腔内，金属底火位于弹壳底部外侧，不与瓦片状金属条接触，当整个电弹药装填在火炮炮膛内，受到底火撞针撞击时，金属底火会被向前顶到瓦片状金属条的内部位置，与两个金属条形成接触。弹壳可以是钢、黄铜等金属材料制成，整体包在外面，前端开口，内部有绝缘内衬或涂层，如PVC等，将弹壳与内部所有部件绝缘开来。每个扇形金属块各有一个电极向后突出，穿过弹壳底部露出在外面，电极可以是铜、铝等合金制成，与弹壳绝缘。

根据应用火炮对象的型号，本发明的电弹药外形尺寸和传统弹药的药筒部分做到一致，便于通用。在储存和运输过程中，内部不存在任何能量和危险性，非常安全。备战前车载高压充电机的正负极与电弹药尾部的两个电极接触数秒，电弹药内部两个复合薄膜的金属箔之间形成电场储能，达到电压平衡后高压充电机断开，电弹药进入战斗状态。将电弹药装入火炮炮膛，与传统炮弹一样，用撞针击发金属底火，金属底火向前移动到瓦片状金属条的位置，将二者短路连接放电，复合薄膜间储存的电场能量通过瓦片状金属条和金属底火形成的回路形成脉冲强电流，电流感应生成的强磁场和金属底火内的脉冲强电流对金属底火施加巨大的电磁安培力，将弹丸和可脱落抱座一起高速推送出去，飞出炮膛，在风阻的作用下，预制分瓣的可脱落抱座从弹丸上脱落，弹丸继续向前飞行攻击目标，因为是电能推进，弹丸速度能够超过火药的推送速度。炮膛内的弹壳在后坐力的作用下，自动完成退壳抛壳动作后，火炮进如下一发装填和射击周期。

本发明的特征在于：

1)两个平行的瓦片状金属条对称镶嵌在绝缘套筒内壁上，内部形成圆柱状空腔，可以称为发射腔，绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜，两层薄膜相间叠绕，在薄膜卷绕的尾部，两个扇形金属块把两个复合薄膜和两个瓦片状金属条各自分别连接起来，每个扇形金属块各有一个电极向后突出。

2)在发射腔内，在扇形金属块的后方，放置金属底火，前置弹丸，弹丸外覆可脱落抱座，金属底火、弹丸和可脱落抱座被紧压在发射腔内，金属底火位于弹壳底部外侧，当受到撞针撞击时，金属底火会被顶到瓦片状金属条的内部位置，与两个金属条形成接触，有绝缘内衬的弹壳整体包在外面，前端开口。

3)本发明的电弹药外形尺寸和传统弹药的药筒部分做成一致，备战前将车载高压充电机的正负极与电弹药尾部的两个电极接触数秒达到电压平衡后断开，将电弹药装入火炮炮膛，用撞针击发金属底火，弹丸受电磁力加速飞出炮膛，在风阻的作用下，可脱落抱座从弹丸上脱开，弹丸继续向前飞行攻击目标。

以下结合附图进一步说明本发明。

图1为本发明实施例两个平行的瓦片状金属条1镶嵌在绝缘套筒2内壁上的示意图，内部形成的空腔为发射腔；

图2绝缘套筒2外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料的复合薄膜3，两层复合薄膜3相间叠绕，该示意图为前部视图，可以看出瓦片状金属条1、绝缘套筒2和复合薄膜3前端平齐；

图3绝缘套筒2和外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料复合薄膜3，从尾部看，两个复合薄膜3和瓦片状金属条1分别向后伸出一部分；

图4为从后部方向看，显示了两个扇形金属块4把两个瓦片状金属条1与两个复合薄膜3分别连接起来，每个扇形金属块各有一个电极5向后突出；

图5电弹药剖面示意图，弹丸7和外面包覆的可脱落抱座8塞在发射腔内，金属底火9位于电弹药底端，部分露出在外部，弹壳6整体包在外面，内有绝缘内衬或者涂层，前端开口，此时金属底火9并不与瓦片状金属条1接触；

电弹药的弹壳形状和对应应用的传统火炮药筒的外壳形状尺寸一致，备战前，车载高压充电机的正负极分别和电极5接触，两个复合薄膜3之间形成电场储能，电压平衡后，充电机正负极离开，电弹药被装填进炮膛准备击发。

图6显示了电弹药击发状态，从后部方向看，电弹药装填入火炮炮膛后，底火撞针将金属底火9向前撞击到与瓦片状金属条1相接触的位置，形成短路放电，两个复合薄膜3内储存的电能通过瓦片状金属条1和金属底火9瞬间释放形成强电流脉冲，巨大的安培力将弹丸7和可脱落抱座8一起高速推送出去，飞出炮膛，在风阻的作用下，预制分瓣的可脱落抱座8从弹丸7上脱落，弹丸7继续向前飞行。

炮膛内的弹壳6及内部残余部分在后坐力的作用下，自动完成退壳抛壳动作后，火炮进如下一发装填和射击周期。

在高压充电机接触电弹药的电极5之前，电弹药内没有能量，便于安全地携带和储运以及使用，应急状态下可以用大电阻把两个电极5串接，慢慢地将电弹药内的能量释放掉，电弹药可以再次使用。

弹丸7可以是硬质合金穿甲弹，也可以是AP或者HE弹。

Claims (2)

1.一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药，其特征在于：包括：两个平行的瓦片状金属条、绝缘套筒、两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜、两个扇形金属块及突出电极、金属底火、弹丸以及可脱落抱座、弹壳及绝缘内衬，其中：该电磁弹药的两个平行的瓦片状金属条对称镶嵌在绝缘套筒内壁上，内部形成圆柱状空腔，称为发射腔，绝缘套筒外面紧密卷绕着两层导电箔和绝缘箔材料制成的复合薄膜，导电箔喷镀在绝缘箔材料上，紧密结合；两层复合薄膜叠绕，在复合薄膜卷绕的尾部，两个扇形金属块把两个复合薄膜和两个瓦片状金属条各自分别连接起来，每个复合薄膜的导电箔各自通过扇形金属块焊接连接瓦片金属条中的一个，因为导电箔之间绝缘箔的存在，两个导电箔之间依然是互相绝缘的，每个扇形金属块各有一个电极向后突出；在发射腔内，在扇形金属块的后方，放置金属底火，前置弹丸，弹丸外覆可脱落抱座，可脱落抱座为高分子绝缘材料，金属底火、弹丸和可脱落抱座被紧压在发射腔内，金属底火位于弹壳底部外侧，当受到撞针撞击时，金属底火会被顶到瓦片状金属条的内部位置，与两个金属条形成接触，有绝缘内衬的弹壳整体包在外面，前端开口。

2.根据权利要求1所述的一种可以用常规火药发射具发射的电磁弹药，其特征在于：该电磁弹药外形尺寸和传统弹药的药筒部分做成一致，备战前将车载高压充电机的正负极与电磁弹药尾部的两个电极接触数秒达到电压平衡后断开，将电磁弹药装入火炮炮膛，用撞针击发金属底火，弹丸受电磁力加速飞出炮膛，在风阻的作用下，可脱落抱座从弹丸上脱开，弹丸继续向前飞行攻击目标。

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