[发明专利]一种采用液体发射药的无弹壳自动武器实现方法

说明书

一种采用液体发射药的无弹壳自动武器实现方法。该类武器以步进电机驱动实现弹头装填及燃烧室闭锁，利用弹头和固定式柱塞实现燃烧室气密；采用分离式双元液体火药(氧化剂和燃烧剂)为发射药，通过恒压调节器维持恒定的发射药喷射压力，由电子火控单元控制电磁阀的开启时长而精确控制混合药喷射量，通过柱塞上的喷孔完成火药喷射，由电子点火器引燃发射药完成弹头的发射。电子火控单元的使用使得该类武器可轻易地同时实现单发、多发、连发以及空包弹和枪榴弹发射的功能；可调节发射威力以到达最优杀伤效果；可主动进行内弹道的修正而保障外弹道的稳定；可在单发模式下达到优于栓动武器的射击精度，也可连发实施火力压制。

技术领域

本发明涉及武器、火药、机电及嵌入式设备软硬件开发相关的技术，特别涉及武器自动控制、液体火药的使用及无弹壳武器的实现相关技术。

背景技术

当今枪械和小口径火炮所使用的子弹都是采用弹头和弹壳一体封装的形式，其中弹壳的作用不可或缺。弹壳起着封装发射药粉末、包裹弹头、固定底火、弹膛气密以及带走部分热量起着降温的作用。但是弹壳也带来了很大的困扰，比如：铜质弹壳造成了极大的资源浪费；弹壳重量占了子弹一半多的比例，限制了士兵的弹药携带数量；抛壳以及可以左右切换的需求使得枪械结构更加复杂。

以北约5.56×45毫米口径弹药来说，该类子弹单颗重量约在11.8克左右，其中弹头重量约4.02克(62格令)，弹壳重量约6.16克(95.1格令)，而火药的重量大致在1.6克(24.5格令)左右。由此可见，子弹的重量有52.2％是由弹壳占据。以一个士兵战斗出勤时弹药最大负重10公斤为例，考虑到弹匣重量，一个士兵大约可以携带660发5.56毫米的子弹，这些子弹总重量大约在7.8公斤左右，而其中有4.06公斤是弹壳的重量。

由于弹壳的存在，相关武器都必须实现抛壳动作。对于多数枪械，大多设计时采用右侧抛壳，高温的弹壳不仅对身边战友造成干扰，还对于一些习惯使用左手的射手本人可能造成更大的困扰，这个困扰在无托枪械里则会表现的更加突出，很多枪械不得不额外设计出可以将抛壳进行左右切换的机构。除了高温铜壳带来的困扰以外，由于抛壳窗离射手距离近，火药的烟雾及残留燃气也会给射手带来一些干扰。

基于固体火药的枪炮发明至今已数百年，目前大规模装备的枪械还是基于机械、火药方式的。为了满足半自动或全自动射击的需要，现代枪械大都利用火药燃气的能量来实现抛壳和上膛，在设计中很难精确地利用火药燃气的能量完成下一次的循环，为了满足可靠性的要求，只能过度利用燃气能量用十分猛烈的方式完成抛壳、复进上膛动作。这样既降低了火药的利用效率，又影响了射击的精度。由于机械构造的局限性，在一把枪上很难满足即可全自动射击又可高精度狙击的需求，导致目前狙击步枪为了满足精度的要求不得不采用栓动结构或者勉强采用半自动结构。

如今液体火药已经被广泛应用于矿山、海洋工程的作业、军事工程爆破以及特殊工程爆破领域。液体火药具备高流动性、爆热高、体积能量好以及安全的优点。其中双元非自燃液体火药非常适合枪械的安全要求，通过压力喷射注入燃烧室混合后才能形成可燃爆的混合炸药。双元液体火药中氧化剂可以选择硝酸、四氧化二氮、过氧化氢、以及过硝酸胺等，燃料可以是十氢化萘、煤油(JP4)以及异辛烷和异丙醇(ZPA)等等。液体燃料粘性小、易雾化、雾化直径小，非常利于混合、燃烧和蒸发。此外，液体燃料体积随温度变化小，流量可以精确控制，容易满足内弹道稳定性的要求。

液体火药具备良好的流动性，因此液体火药可以通过压力注入到燃烧室完成火药的装填。对于装甲车辆或其它机械化载具而言，由于有充足的动力，其液体火药可以采用常压装载，再通过高压泵输送到压力调节器。由于燃料和氧化剂分离，这样也可以尽量地提高火药存储的安全性，可以极大地避免弹药殉爆发生。另外，液体本身有着较高的比热以及良好的热传导性，其对燃烧室可以起到很好的降温效果，可以有效的防止燃烧室和机匣部分过热。