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美国研发埋头弹的历史由来已久，也取得一些成果。在CTSAS（Cased Telescoped Small Arms Systems）项目下，一款配用6.5mm有壳埋头弹的枪械系统问世。在此，让我们聚焦这种新型有壳埋头弹——
出于对现有5.56mm口径弹药不满意，美国陆军仍在寻求新的大威力弹药，但质量却要求不能过高。经过多年投资研发，一款6.5mm口径的埋头弹和使用这种弹药的ICTC卡宾枪在美国陆军协会2017年年会（ AUSA 2017 ）展会上正式亮相，实际上，这种武器系统是CTSAS( Cased telescoped Small Arms Systems )项目下的产物。对这种新弹药、新枪，美国陆军参谋长米利上将非常满意，称“美军的下一代个人及班用战斗武器将比世界上任何现有系统进步10倍”。
在美国陆军协会2017年年会展会上，德士隆公司展示了2支配用6.5mm埋头弹的ICTC卡宾枪
该武器系统采用6.5mm有壳埋头弹药，号称能在大幅减轻弹药质量的同时，仍然可以有效提升杀伤力。德士隆（ Textron ）公司研发的有壳埋头弹药仍采用制式弹头、底火和发射药，不过弹壳采用聚合物材料制成，弹头则完全嵌入弹壳之中，外形类似霰弹，使其在减轻弹药本身质量与长度的同时，仍能维持甚至提升杀伤力。根据德士隆公司提供的数据，其所制造的6.5mm有壳埋头弹药比7.62×51mm北约标准弹轻30%，但杀伤力却提升35%。
德士隆公司制造的6.5mm有壳埋头弹
7.62mm北约制式枪弹（左一）与3款6.5mm口径的有壳埋头弹药对比
有壳埋头弹由来与发展
有壳埋头弹是一种弹体为圆柱形，将弹头埋在弹壳内，在弹体周围填充发射药的弹药。
众所周知，在整个枪械/弹药系统中，弹药发挥着决定性作用，它的发展牵引着枪械（ 发射器 ）的发展，枪械（ 发射器 ）的进步最终要以弹药的进步为先导，并作为原动力推动整个枪械系统的发展。
进入1980年代，高新技术装备异军突起，使得传统轻武器系统及装备面临前所未有的压力和挑战。如何才能在不增大枪械/弹药系统的整体质量、体积前提下，大幅提升武器的射速、射程及威力，是世界各国枪械/弹药专家最热衷研究和亟待解决的课题。有壳埋头弹药技术就是在此大背景下诞生的。
其实，早在1950年代，美国空军就设想着使飞机上的航空机炮和机枪的弹药小一些、轻一些，并首次提出了埋头弹药的概念。1980年代，美国陆军为了提高步兵战车的火力，开始探索射程更远、穿甲力更强、杀伤力更大的车载自动炮。经过对多种中、小口径火炮及其弹药效能的综合分析，提出了45mm脱壳穿甲弹的研究计划，进一步推动了埋头弹技术的发展。埋头弹在研制过程中不断遇到技术难题。虽然美国在埋头弹药的研究方面作了大量工作，但在面临技术和预算困难的情况下，暂时搁置了对埋头弹的研制。
面对美国在埋头弹药研究领域的停滞，欧洲并没有退缩。1994年，英、法两国决定对埋头弹药技术开展合作研制，目的就是寻求埋头弹药的开发与工业化生产，并确定了欧洲在火炮及弹药技术领域的领先地位。1998年，以英、法专家为班底的CTAI公司，推出了世界上首门CT2000 40mm埋头弹武器。由于该40mm埋头弹药采用圆筒状装药，因而体积更小，便于存放，节省了弹药储存空间，并可有效提高携弹量；药筒形状简单整齐，有利于简化供弹机的设计。此外，CT2000 40mm埋头弹武器系统采用回转闭锁机构，缩小了武器系统总体尺寸，但却提高了射速和威力。据测试：CT2000 40mm埋头弹武器系统所发射的40mm埋头脱壳穿甲弹全弹质量1.8kg，弹头质量450g，发射时炮口初速达1640m/s，可以穿透5000m处的预定目标，并将弹药威力提高了40%，完全可以压制先进的苏制BMP3步兵战车。
CTAI公司推出的CT2000 40mm埋头弹武器系统
40mm埋头弹
埋头弹弹药在中、小口径火炮方向的技术突破，推动了其向口径更小的枪械/弹药领域的运用和延伸。看到埋头弹未来前景的世界第一军事强国美国自然不甘落后，依仗其雄厚财力、物力及科技实力，奋起直追。2017年，美国著名的德士隆公司把埋头弹技术在枪械领域从可能变成现实。目前，美国陆军已经在德士隆公司的“有壳埋头弹武器系统”计划上投资数百万美元，并且已经开发出5.56mm以及7.62mm有壳埋头弹及相配套的轻机枪、通用机枪等武器系统。德士隆公司表示，发射北约制式5.56mm弹药的美军现役M249轻机枪，当加上1000发枪弹后，总质量约为22kg；而发射北约制式7.62mm弹药的美军现役轻量化M240L通用机枪，当加上800发枪弹后，质量更是高达近33kg。但上述两种武器在改用有壳埋头弹药后，在携带同样数量弹药下，质量分别仅约13kg和20.5kg。分别减轻了40%和37%，大幅减轻了士兵的负担。
有壳埋头弹结构特点
有壳埋头弹的结构绝非只是将弹头嵌入弹壳内那么简单，而是对传统思维和弹药结构设计的颠覆性突破。枪械类武器主要是靠人力来实施机动携行和操作使用的，因此，在不降低枪弹动能、威力的前提下，千方百计地减轻枪弹质量意义深远：在单兵承受同等负荷的情况下，可以多携带枪弹，进而提升火力持续时间和弹药保障能力；或者说，携带同样数量的枪弹，可以有效减轻单兵的作战负荷。
埋头弹采用两级点火的原理，即当底火被击发后，辅助发射药开始燃烧，将弹头推出弹壳，这时辅助发射药随即引燃主装药，主装药燃烧再推动弹头开始飞出枪管。
有壳埋头弹采用两极点火原理，在底火被击发之后，辅助发射药开始燃烧，将弹头推出弹壳，随即辅助发射药引燃主装药，主装药产生的气体推动弹头高速飞离枪管
与传统枪弹相比，有壳埋头弹结构对武器系统发展带来的功绩有如下三方面：一是抗自燃能力强。武器系统发射传统枪弹时，弹膛内的最高升温部位在坡膛处，这是因为发射药及弹头在膛内运动前，首先要直接与坡膛接触，进而引发坡膛温度骤然升高。由于弹头与坡膛直接接触是引发坡膛部位温度升高的主要原因，而采用埋头结构后，弹头缩到弹壳内，避免了与坡膛直接接触和快速传热，同时在埋头弹前端设置一个聚合物帽，它不仅起到密封药柱、缓冲全弹进膛冲击及阻止弹头火药燃气前溢等作用，还因聚合物材料的热导率较低，有利于减少药柱前端的受热升温，避免武器自燃现象的产生。二是有效缩短弹体长度，降低枪弹质量。由于埋头弹弹头是嵌入弹壳内，与传统的同口径枪弹相比较，埋头弹相当于减少了原本外露弹头的长度，使得弹的总长有效缩短、质量降低。此外，全弹变短对整个枪械/弹药系统的另一好处，是其能使导气装置枪械的活塞行程缩短，进而可以使枪械系统在完成退壳、上膛、送弹、闭锁等动作时所需动能减少。三是经济实用，性价比高。从经济角度分析，传统枪弹采用铜、铁、锌等金属弹壳，材料价格较高，尤其是现代枪械多以自动发射为主，对弹药的需求量变得越来越大。据分析：传统金属弹壳枪弹与聚合物弹壳埋头弹相比，将多付出30～50%的原材料和费用；从安全贮藏角度分析，相比传统露头弹，由于埋头弹外形为一个规整的圆柱形，其在优化供弹系统设计和储弹方面的优势相当明显，毕竟传统露头弹在保存运输时，其尖锥部分占用一定空间。此外，由于规整的圆柱形埋头弹易于整体封闭，能使发射药受到密封保护，防止受潮或水浸变质，利于弹药长期保存。
与传统枪弹相比，埋头弹全弹长几乎仅为其弹壳长度
可见，有壳埋头弹设计很好地解决了长期以来困扰枪械/弹药系统向更高层次发展的难题，省空间、省材料、省费用，有较好的军事效益和经济效益，尤其在使用聚合物弹壳后，枪弹整体质量比传统弹药轻了30%～40%。如此一来，单兵在同等负荷的情况下能携带更多弹药，无疑会增加火力持续时间和火力持续能力。
有壳埋头弹尚需完善
世界上任何新生事物的出现都不是完美无缺的，只有经过不断创新、改进和完善才能趋向成熟，有壳埋头弹技术在枪械领域的运用当然也不例外。
相比传统露头弹药，埋头弹也有其与生俱来的缺陷，其中最突出问题就是：研配符合有壳埋头弹技术要求的新型发射药。正如前文所说，由于埋头弹采用两级点火设计，使得点火、传播、燃烧过程尤为关键，埋头弹在一级点火需要一种速燃型发射药，使得在主装药还没有被点燃前燃烧做功，将弹头推出弹膛。这一复杂设计使得无论对粒状的主装药设计还是对速燃的传火管设计等都要进行极为细致的研究，才能满足发射的可靠性需要。因而，枪弹设计的最大难题就是改进装药技术。在客观上，要求埋头弹的装药必然同时具备高强度、高燃点、高燃速、防潮、防水、防静电以及性能稳定、便于长期贮存等。这些对埋头弹装药性能近似苛刻的要求，在过去很长时间里，一直很难找到合适的技术材料和合理的科学配方，况且，装药设计很难通过计算来获得，需要依靠较为漫长的实际试验来验证最佳效果。直到今天，随着弹药技术的进步及材料科学的迅猛发展，才为埋头弹装药设计及材料配方提供了可能。美军在AUSA 2017展会上正式亮相的有壳埋头弹药的枪械武器便是最好的佐证。
众所周知，一种新型武器系统的出现在一定程度上反映出一个国家的科技发展水平，也体现出一个国家对军事科学新的追求目标。有壳埋头弹药在枪械领域的成功运用，是现代高新技术及高新材料发展的产物，它涉及新能源、新材料、新技术以及光电技术、人体工程、模拟仿真等多种关键技术突破，设计难点多，学科密集。
可以大胆认为，有壳埋头弹结构在枪械领域的运用所带来的历史功绩是深远的，甚至具有里程牌式的意义，将是枪弹发展质的飞跃！
（本文发表于《轻兵器》2018年第2期，公众号文章有删改）
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编辑：魏开功 李昊
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