底排弹减阻特性分析(3)
提高大口径远程火炮的射程是从火炮与弹药两方面进行的。主要采取四种途径：提高初速，火箭助推，利用低阻弹形和减阻装置减小全弹阻力，利用次口径弹增加弹丸的断面比重减小弹丸的阻力加速度。这些途径相互配合，综合应用，对火炮增程取得明显的效果。这些方法如图1.1所示。
如图1.1，有四种方法都能有效的增加初速，为了增大射程，远程弹的初速不断提高。对155火炮，M109火炮发射M107弹丸，初速仅600m/s，M198火
炮，初速达到了826m/s，现榴弹的初速马赫数已超过了2.7。然而加长身管和增
图1.1 增大火炮射程的方法
加药室容积等方法将使火炮的重量和结构尺寸加大，降低了火炮的机动性。因此，火炮系统条件会影响使用这种方法提高速度。
火箭增程是利用火箭发动机向后喷出高速燃气流以产生一个反作用力，从而达到增程。火箭助推法的优点是能在原有条件下增程，特别是在原有火炮上发射炮重不变的火箭增程弹最为合适。缺点主要是发动机占去了弹丸的有效容积，减小了炸药量，弹丸威力减小；散布较普通榴弹大，降低了对目标的毁伤效果；由于发动机在身管内有很高的旋转角速度和线加速度，严重影响火箭壳体和药柱强度。并且，配置发动机无疑会复杂弹丸的结构，增加了加工难度，提高了生产和文护成本，降低了弹丸的效费比，不适合普遍装备军队。而简单结构、加工难度低、成本效益更为合理、综合了弹丸火力与射程等因素的底排增程技术恰好弥补了这一缺陷，得到了列国军队的广泛运用。
减小弹道系数法增程，主要是从改变弹丸外形减小阻力和增加断面重度减小阻力加速度实现的。此法不影响弹丸火炮的主要结构、尺寸、重量和质量分布，不改变火炮的发射条件，影响弹丸威力、火炮寿命、起始扰动不大。
1.3 底排增程
弹丸的飞行，使底部空气稀疏，所承受的空气压力比弹头要低，产生一个与弹丸速度方向相反的空气压力，即底部阻力。飞行的弹丸受底阻作用，即使弹形很好的弹丸，底部阻力仍然存在，且底阻占很大比例。如图1.2所示。一般超音速飞行的旋转弹丸，所受底阻约占总阻的30%~40%；头阻小的细长头部的远程型弹头，底部阻力比例增大，可达总阻的40%~50%，甚至更多。科研人员发现在弹底设置一个向弹底低压区排入质量与能量的排气装置（图1.3），提高底压，即可达到增加弹丸射程的目的。
无底排弹丸阻力系数与底部阻力系数[1]
1.底部阻力系数；2.阻力系数
底部排气减阻增程是从曳光管的射击实验得到启发的，在相同发射条件下，带曳光管的弹丸的射程比不带曳光管的弹丸射程要远。从而在上世纪70年代，底部排气弹问世。
底排增程较其他增程方法有以下优点：
1）有较高的增程率，目前装备的底部排气弹增程率为15%~30%，现正研究增程率超过30%的底排弹；
2）提高存速，初速和射角不变，由于底排弹的阻力减小，故弹道上的存速增加。存速的增加，意着飞行时间减少，动力平衡角减小，减少了风的影响，弹道散布有所减小；
底排装置结构图
1底排档板，2底排药点火帽，3底排药，4装置底部，5防粘附物质
3）增加撞击动能；
4）减小飞行时间；
5）底阻减小，存速不变的情况下，可降低初速，从而炮重可减轻，增强了武器的机动性；
6）底排装置结构比较简单，装在弹尾底凹处，不多占弹丸容积，故弹丸威力不减[1]。