某变初速发射装置设计与分析(2)
近年来，周边国家和地区不断发生恐怖事件和各种突发事件，使得应对恐怖事件和突发事件的武器装备需求量大大提高。国际形势的变化要求现有武器装备能够比较快速地实施打击与抑制，同时又能在关键时刻有效制止某些地区的非法大型集会、游行以及骚扰活动；目前我国武装文和人员以及担任治安保卫任务的警务人员，执行任务时所使用的武器大多数是一枪致命的杀伤性武器[2]。现有的军队系统使用的步枪、手枪等制式武器配备的弹丸具有初速高、打击动能大、杀伤威力强的特点，因此这些枪械装备在很多情况下不方便给执勤人员使用，有时为了治安需要使用时也容易伤及平民百姓，使警务人员处理各种复杂场合时感到束手无策[3]。国内现有非致命武器存在的问题有：有效作用范围较窄，在有效作用范围之外，对近距离目标杀伤威力过大，对远距离目标杀伤威力不足，在战争情况复杂、突发事件无法预知以及目标距离的变化的形势下，急需可以根据距离实现杀伤威力可调集致命与非致命杀伤与一体的武器完成文稳任务[4]。变初速发射装置的研究主要目标是改变弹丸初速，控制终点打击效能，实现不同的杀伤效果；既实现使一个武器同时具有致命与非致命两种模式。
1.2 国内外发展现状
1.3 本文的工作内容
本文主要设计变初速的一种发射装置，采用开泄气孔来实现改变初速，通过理论分析计算参数，来设计各个零部件，主要从以下几个方面进行了研究：
1）查阅资料，分析国内外变初速的原理，制定本设计的理论依据。
2）根据枪弹的非致命杀伤研究成果，采用动能和比动能作为判定标准，确定18.4mm防暴枪的动能弹致伤阀值，再进行外弹道计算得到20m、40m、60m、80m四个不同距离目标与枪口初速的对应关系。
3）在经典内弹道的基础上，结合气体动力学，建立新的内弹道模型；通过软件解算，确定泄气孔的位置，开孔大小，泄气室的容积。
4）计算各个零部件的尺寸，使用Solidworks进行建模，完成泄气装置的设计。
1.4 变初速方案分析
变初速发射装置主要通过减少火药压力对弹丸作功来减小弹丸初速，使弹丸作用在有生目标的动能或比动能限制在致伤阀值下；减小作功又可通过减少火药压力或减少作功时间来实现。所以在设计变初速发射装置时从以下两个方面入手：
1）改变弹后压力，使压力可控。当枪械需要降低压力时，方法是根据枪弹发射时内弹道的压力-位移曲线，在枪管的相应位置开泄气孔，通过改变泄气孔的大小、位置、方向来控制弹后压力；当枪械需要增加压力时，则增加辅助药室或改变发射药。
2）改变作功时间。改变作功时间主要是增加或减少内弹道时间，方法是采用伸缩枪管。枪管有两层，材料待定；枪管的伸缩定位采用电磁开关，使用滑膛枪管。很明显，武器远距离精度差，所以只能近距离使用，且用于非致命武器。
本文设计的变初速发射装置主要以开泄气孔的方式，控制泄气量的大小，完成对不同距离目标的相同打击效果。
2 非致命杀伤阀值与外弹道计算
2.1 非致命杀伤判据
2.1.1 非致命杀伤
对于非致命杀伤，美国国防部的3003.3号命令“非致命武器政策”中的定义是：非致命武器是那些明确设计和主要用来使人员或材料失能，同时又最大限度地降低人员的死亡和永久伤害，最大限度地减少对财产和环境不良损害的武器。可以看出非致命武器有两层意思：一是保证敌方不丧命的前提下，迅速解除他们的抵抗力或战斗力；二是损坏对方的军事装备、军事设施和后勤系统，使其失能。