Development Trend Analysis of Small Caliber Anti-aircraft Gun Ammunition

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2023.05.005

Abstract

Abstract:

This paper analyzes the evolution of air attack targets and combat modes， the characteristics of new air attack targets， and the research status of similar ammunition in China and abroad. On this basis， it proposes that the small-caliber anti-aircraft gun ammunition will develop towards high-efficiency composite damage of armor piercing ammunition， great penetration capability， ammunition “proximity” attack capability， high-efficiency damage capability of fragment warhead， precision hit capability， high security， electromagnetic gun ammunition， and new concept ammunition of countersunk ammunition. Meanwhile， some key technical points in the development are analyzed， which provides references for the demonstration and research on small-caliber anti-aircraft gun ammunition， helps build an efficient small-caliber anti-aircraft ammunition system under the information warfare environment， and improves the operational efficiency of anti-aircraft guns.

Key words: small caliber, anti-aircraft gun ammunition, high-efficiency damage, temporary type, guidance, high security, new concept

摘要：

从空袭目标和作战模式的演变、新型空袭目标的特点、国内外同类弹药研究现状等方面进行分析，提出小口径防空高炮弹药将朝着穿甲弹高效复合毁伤、大穿深能力、弹药“临近式”打击能力、破片战斗部高效毁伤能力、精打能力、高安全性、电磁炮弹药、埋头弹新概念弹药等方向发展，同时对发展中的一些技术关键点进行了分析，为小口径防空高炮弹药论证研究提供了依据，助力信息化作战环境下构建高效小口径防空弹药体系，提升防空高炮作战效能。

关键词: 小口径, 高炮弹药, 高效毁伤, 临机式, 制导, 高安全性, 新概念

CLC Number:

TJ412.+5

Wenmin LUO, Shenghui QI, An PENG, Tao TAO. Development Trend Analysis of Small Caliber Anti-aircraft Gun Ammunition[J]. Modern Defense Technology, 2023, 51(5): 31-38.

罗文敏, 齐圣辉, 彭安, 陶涛. 小口径防空高炮弹药发展趋势分析[J]. 现代防御技术, 2023, 51(5): 31-38.

Figures/Tables 4

Fig. 1 Aftereffect damage effect of high-efficiency composite damage armor piercing projectile on multilayer aluminum plate

Fig. 2 Damage effect of high-efficiency compound damage armor piercing projectile on missile warhead

Fig. 3 Damage effect of high-efficiency composite damage armor piercing bullet on 0 # diesel tank

Fig. 4 Precise control of initiation moment in front of the target of millimeter wave proximity fuze

References 37

1	刘腾谊，陈熙，杨东. 35mm高炮弹药发展设想与分析［J］. 火炮发射与控制学报， 2010， 31（1）： 84-88.
	LIU Tengyi， CHEN Xi， YANG Dong. Imagination and Analysis on 35 mm AA Gun Ammunition Development［J］. Journal of Gun Launch & Control， 2010， 31（1）： 84-88.
2	王璐瑶，蒋建伟，李梅，等. 钨锆铪活性合金破片冲击释能行为实验研究［J］. 兵工学报， 2019， 40（8）： 1603-1610.
	WANG Luyao， JIANG Jianwei， LI Mei， et al. Experimental Research on Energy Release Behavior of W/Zr/Hf Alloy Fragment［J］. Acta Armamentarii， 2019， 40（8）： 1603-1610.
3	张周然. HfZrTiTax高熵合金含能结构材料的组织结构与力学性能研究［D］. 长沙：国防科学技术大学， 2017.
	ZHANG Zhouran. Microstructure and Mechanical Properties of HfZrTiTax High-Entropy Alloys Energetic Structural Materials［D］. Changsha： National University of Defense Technology， 2017.
4	耿铁强. Ni-Al含能结构材料的制备及性能研究［D］. 沈阳：沈阳理工大学， 2019.
	GENG Tieqiang. Preparation and Properties of Ni-Al Energetic Structural Materials［D］. Shenyang： Shenyang University of Technology， 2019.
5	尚春明，施冬梅，张云峰，等. Zr基非晶合金的燃烧释能特性［J］. 含能材料， 2020， 28（6）： 564-568.
	SHANG Chunming， SHI Dongmei， ZHANG Yunfeng， et al. Combustion and Energy Release Characteristics of Zr-Based Amorphous Alloys［J］. Chinese Journal of Energetic Materials， 2020， 28（6）： 564-568.
6	周敬辕，丁亮亮，汤文辉，等. 分段PELE弹体冲击多层靶板数值分析［J］. 高压物理学报， 2018， 32（5）： 64-69.
	ZHOU Jingyuan， DING Liangliang， TANG Wenhui， et al. Numerical Analysis of Segmented PELE Penetrating Multi-layer Target［J］. Chinese Journal of High Pressure Physics， 2018， 32（5）： 64-69.
7	陈强，章红雨. 弹体材料与结构对PELE侵彻及横向效应的影响［J］. 兵器装备工程学报， 2020， 41（6）： 216-222.
	CHEN Qiang， ZHANG Hongyu. Impact Analysis of Material and Structure on Penetration and Lateral Effect of PELE［J］. Journal of Ordnance Equipment Engineering， 2020， 41（6）： 216-222.
8	邱菁，黄继伟，陈阿辉，等. 高精度调频连续波雷达测距算法的研究［J］. 微型机与应用， 2017， 36（9）： 22-24， 27.
	QIU Jing， HUANG Jiwei， CHEN Ahui， et al. Research on High Precision FMCW Radar Ranging Algorithm［J］. Microcomputer & Its Applications， 2017， 36（9）： 22-24， 27.
9	岛新煜，高敏. 毫米波近炸引信发展现状及关键技术［J］. 飞航导弹， 2018（5）： 86-90.
	Xinyu DAO， GAO Min. Development Status and Key Technologies of Millimeter Wave Proximity Fuze［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2018（5）： 86-90.
10	李晋庆，胡焕性. 聚焦型破片杀伤战斗部聚焦曲线的工程设计［J］. 兵工学报， 2004， 25（5）： 529-531.
	LI Jinqing， HU Huanxing. Engineering Design of the Focus Curve of a Fragmentation Damaging Warhead［J］. Acta Armamentarii， 2004， 25（5）： 529-531.
11	程淑杰，梁争峰，李广嘉，等. 杀伤战斗部轴向等爆轰场强控制的设计［J］. 火炸药学报， 2011， 34（1）： 63-66.
	CHENG Shujie， LIANG Zhengfeng， LI Guangjia， et al. A New Design Method of Axial Equal Explosive Field Intensity Control for Fragmentation Warhead［J］. Chinese Journal of Explosives & Propellants， 2011， 34（1）： 63-66.
12	HUANG Guangyan， FENG Shunshan， WANG Fang， et al. An Optical Design Theory for Focused Fragmentation Warhead［J］. Defence Science Journal， 2012， 62（4）： 205-211.
13	丁方超，梁增友，陈智刚，等. 杆条排布对聚焦式杆条战斗部毁伤效能的影响分析［C］∥第十一届全国冲击动力学学术会议论文集. 咸阳：中国力学学会， 2013： 1-5.
	DING Fangchao， LIANG Zengyou， CHEN Zhigang， et al. Influence Analysis of Rods Arrangement for Focusing Rods Warhead［C］∥Proceedings of the 11th National Academic Conference on Impact Dynamics. Xianyang： The Chinese Society of Theoretical and Applied Mechanics， 2013： 1-5.
14	郑雄伟，陈进，袁宝慧，等. 防空反导活性破片前沿技术研究综述［J］. 飞航导弹， 2013（9）： 91-94.
	ZHENG Xiongwei， CHEN Jin， YUAN Baohui， et al. Overview of the Research on the Frontier Technology of Air Defense and Antimissile Active Fragments［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2013（9）： 91-94.
15	梁争峰，袁宝慧，程淑杰，等. 动态线列式破片战斗部技术探索［J］. 火炸药学报， 2011， 34（3）： 42-44.
	LIANG Zhengfeng， YUAN Baohui， CHENG Shujie， et al. Engineering Design of Dynamic Linear Distribution Fragmentation Warhead［J］. Chinese Journal of Explosives & Propellants， 2011， 34（3）： 42-44.
16	王树山，马晓飞，隋树元，等. 偏心多点起爆战斗部破片飞散实验研究［J］. 北京理工大学学报， 2001， 21（2）： 177-179.
	WANG Shushan， MA Xiaofei， SUI Shuyuan， et al. Experimental Research on Fragments Dispersion of the Warhead Under Asymmetrical Multi-spots Initiation［J］. Journal of Beijing Institute of Technology， 2001， 21（2）： 177-179.
17	王洪林. 小口径弹药技术发展趋势分析［J］. 长安科技， 2005， 11（3）： 28-31， 53.
	WANG Honglin. Analysis on the Development Trend of Small Caliber Ammunition Technology［J］. Chang'an Science and Technology， 2005， 11（3）： 28-31， 53.
18	董海山. 钝感弹药的由来及重要意义［J］. 含能材料， 2006， 14（5）： 321-322.
	DONG Haishan. The Importance of the Insensitive Munitions［J］. Chinese Journal of Energetic Materials， 2006， 14（5）： 321-322.
19	许蕾，张鹏. 国内外钝感弹药评估标准的发展与分析［J］. 航天标准化， 2010（4）： 35-37.
	XU Lei， ZHANG Peng. The Development and Analysis of Evaluating Standard About Insensitive Ammunition at Home and Aboard［J］. Aerospace Standardization， 2010（4）： 35-37.
20	马晗晔，王雨时，王光宇. 国外不敏感炸药综述［J］. 兵器装备工程学报， 2020， 41（5）： 166-174.
	MA Hanye， WANG Yushi， WANG Guangyu. Summary of Foreign Insensitive Explosives［J］. Journal of Ordnance Equipment Engineering， 2020， 41（5）： 166-174.
21	黄亨建，路中华，刘晓波，等. 欧美钝感弹药技术发展现状与趋势［J］. 含能材料， 2017， 25（8）： 618-621.
	HUANG Hengjian， LU Zhonghua， LIU Xiaobo， et al. Development Status and Trend of Insensitive Ammunition Technology in Europe and America［J］. Chinese Journal of Energetic Materials， 2017， 25（8）： 618-621.
22	邓海，李刚，郭洪卫，等. 不敏感弹药技术的发展现状与趋势［J］. 兵器装备工程学报， 2022， 43（2）： 137-144.
	DENG Hai， LI Gang， GUO Hongwei， et al. Development Status and Trend of Insensitive Ammunition Technology［J］. Journal of Ordnance Equipment Engineering， 2022， 43（2）： 137-144.
23	葛忠学，毕福强. 高能不敏感含能材料——HATO［J］. 含能材料， 2014， 22（4）： 434-435.
	GE Zhongxue， BI Fuqiang. High Energy Insensitive Energetic Materials-HATO［J］. Chinese Journal of Energetic Materials， 2014， 22（4）： 434-435.
24	DIPPOLD A A， KLAPÖTKE T M. A Study of Dinitro-Bis-1，2，4-Triazole-1，1'-Diol and Derivatives： Design of High-Performance Insensitive Energetic Materials by the Introduction of N-Oxides［J］. Journal of the American Chemical Society， 2013， 135（26）： 9931-9938.
25	WANG Ruihu， XU Hongyan， GUO Yong， et al. Bis［3-（5-Nitroimino-1，2，4-Triazolate）］-Based Energetic Salts： Synthesis and Promising Properties of a New Family of High-Density Insensitive Materials［J］. Journal of the American Chemical Society， 2010， 132（34）： 11904-11905.
26	ZHANG Jiaheng， DHARAVATH S， MITCHELL L A， et al. Energetic Salts Based on 3，5-Bis（Dinitromethyl）-1，2，4-Triazole Monoanion and Dianion： Controllable Preparation， Characterization， and High Performance［J］. Journal of the American Chemical Society， 2016， 138（24）： 7500-7503.
27	曹欣茂. 高能炸药的应用研究与发展［R］. 北京：兵工情报研究所， 1988.
	CAO Xinmao. Application Research and Development of High Explosive［R］. Beijing： Military Intelligence Research Institute， 1988.
28	徐振相，秦志春，王成，等. 国内外传爆药的发展概况［J］. 火工品， 1995（3）： 29-32.
	XU Zhenxiang， QIN Zhichun， WANG Cheng， et al. Development Situation of Booster［J］. Initiators & Pyrotechnics， 1995（3）： 29-32.
29	孙国祥，戴蓉兰，陈鲁英，等. 国内外传爆药的发展概况一传爆药的品种发展［J］. 现代引信， 1995（1）： 56-63.
	SUN Guoxiang， DAI Ronglan， CHEN Luying， et al. Overview of Booster Development at Home and Abroad-Development of Booster Varieties［J］. Modern Fuze， 1995（1）： 56-63.
30	李运芝，张景林，张树海，等. 以NTO为主体的钝感炸药的性能及应用［J］. 中北大学学报（自然科学版本）， 2007， 28（5）： 442-447.
	LI Yunzhi， ZHANG Jinglin， ZHANG Shuhai， et al. Performance and Application of Insensitive Explosives Based on 3-Nitro-1，2，4-Triazol-5-Onet［J］. Journal of North University of China（Natural Science Edition）， 2007， 28（5）： 442-447.
31	王宇，魏超，张嵩. 钝感火工品中新技术、新含能材料研究进展［J］. 科技导报， 2013， 31（10）： 74-79.
	WANG Yu， WEI Chao， ZHANG Song. Developing Status of New Techniques and New Energetic Materials in Insensitive Pyrotechnics［J］. Science & Technology Review， 2013， 31（10）： 74-79.
32	GONSALVES V， ISOVSKI B， SOTSKY L， et al. Energetics Train Reaction and Method of Making an Intensive Munitions Detonator： US 8776689 B2［P］. 2014-07-15.
33	PHILLIPS J A. Improvements in and Relating to Detonatorfor Explosives： GB ： 884041A［P］. 1961.
34	SPAHN P F. Booster Explosive Rings： US 5233929［P］. 1993-08-10.
35	SPAHN P F. Embedded Can Booster： US 5221810［P］. 1993-06-22.
36	王凯民，符绿化. 引信爆炸序列钝感化发展研究［J］. 现代引信， 1995， 17（3）： 42-49， 41.
	WANG Kaimin， FU Lühua. Study on the Development of Fuze Explosion Sequence Passivation［J］. Modern Fuze， 1995， 17（3）： 42-49， 41.
37	王凯民，蔡瑞娇，严楠，等. 国外传爆序列技术研究与发展分析［J］. 火工品， 2001（1）： 42-46.
	WANG Kaimin， CAI Ruijiao， YAN Nan， et al. Analysis on the Research and Development of the Explosive Trains in Foreign Countries［J］. Initiators & Pyrotechnics， 2001（1）： 42-46.

[1]	Xiaobiao DUN, Xinbo ZHANG, Tong YIN, Jingzhu CAI, Hongyu LI, Chenglong YU, Jingya XIU. A Fuzzy Variable Coefficient Variable Structure Guidance Law with Terminal Line-of-Sight Angle Constraint [J]. Modern Defense Technology, 2023, 51(5): 67-76.
[2]	Shengbo DONG, Qiya SU, Muyao YU, Qing ZHAO. Discussion on the Development of Collaborative Detection and Guidance Technology [J]. Modern Defense Technology, 2023, 51(3): 75-82.
[3]	Gang WU, Ke ZHANG. Finite Time Convergent Guidance Law for Intercepting Highly Maneuvering Targets [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(5): 43-51.
[4]	Gui-dong LI, Hai-ying LU, Zhi-wei LI, Shi-shun WEI, Ou ZHANG. An Improved Optimal Guidance Law with Angle Constraint [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(5): 52-58.
[5]	Xue-qi SUN, Rui ZHANG. Research on Midcourse Guidance for Intercepting HTV2 Based on Trajectory Tracking and Prediction [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(4): 62-72.
[6]	Ying-bo LI, Li-li TAN, Zhuo LIANG, Kai-xuan WANG, Yan-peng PAN. A Comprehensive Performance Optimization Method for Guidance System [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(3): 40-46.
[7]	Si-yang JIAO, Tao PAN, Zhe KONG, Bao-Ning LIU. Arithmetic on Guidance and Control for Hyper Velocity Kinetic Energy Missile Based on Sliding-Mode Variable Structure Control [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(2): 53-60.
[8]	Xuan-bing LIU, Shao-lei ZHOU, Zhi-cai XIAO, Ya-hui QI, Fei-yang DAI. Wind Resistance of Fixed⁃Wing UAV Path Tracking [J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(1): 41-47.
[9]	YAN Peng-hui, LIU Gang, MIAO Qian-shu. Research on Bias Proportional Navigation Guidance Law Based on Terminal Impact Angle Constraint [J]. Modern Defense Technology, 2021, 49(6): 43-48.
[10]	YU Hui-juan, WEI Xue-zhong, LIU Xiang-xin, LI Lan. Demand and Application of Active Countermeasure Technology for Ground Military Vehicle [J]. Modern Defense Technology, 2021, 49(3): 86-91.
[11]	WU Kun, CHEN Dong-sheng, JIN Yue. Design of a Guidance Law which can Achieve Overhead-Attacking with Desired Angle [J]. Modern Defense Technology, 2021, 49(1): 59-65.
[12]	CAO You-liang. Study on Guidance System Compensation Method Based on Classical Control [J]. Modern Defense Technology, 2021, 49(1): 53-58.
[13]	QIAN Kun, GONG Min, CHEN Mei, LOU Shu-gen. Analysis on Technical Status and Developing Trends of Portable SAMs [J]. Modern Defense Technology, 2020, 48(5): 32-37.
[14]	ZHAO Yong-tao, WANG Yi-dong, GUO Qiang. Cooperative Guidance Handover Method of the Semi-Active Ship-Air Missile [J]. Modern Defense Technology, 2020, 48(4): 67-72.
[15]	WANG Yong-jun, CHI Hao. Non-Fuzzy Non-Uniform Circular Array Interferometer Direction-Finding [J]. Modern Defense Technology, 2020, 48(2): 55-59.