一、非金属材料应用研究发展动向
轻武器的最新发展之一是,非金属材料得到许多新的应用。目前,轻武器中除枪托、握把、护木、弹匣外,一些关键性部件如机匣、弹壳等也有用非金属材料制造。可以说,以塑代木的应用研究技术业己成熟,以塑代金属制备结构部件的应用研究成果显著。
德国 HK 公司的 G11 无壳弹步枪,其外壳和枪托是用碳素纤维加强的合成材料制成,机匣由碳素纤维增强聚酞胺制作,瞄准镜架也为合成材料。法国
研制的 FAMAs 步枪的 33 个部件分别用 60%纤维增强尼龙 11 制成。奥地利斯太尔公司的 AUG 突击步枪主要部件首次采用工程塑料制造,其中除枪管、枪机和机匣外,其它所有部件都是由耐冲击塑料制成的,甚至扳机机构的 90% 以上零部件都是塑料件,美国先进战斗步枪(ACK)计划的 6 家方案中,无论是武器本身还是弹药都大量采用非金属材料。
美国 AAI 公司的箭形弹采用了塑料可分离弹托,4 片弹托被其底部的一个橡皮圈箍成一体。弹托所用材料是具有很高力学性能的液晶聚合物,采用这种材料可消除弹托分离不一致的技术难题,所用填料是玻璃纤维、玻璃纤维与无机填料的混合或无机填料,具有高耐热性、较好的机械强度和成型性方面的综合性能,其拉伸强度是钢的 15 倍,耐热温度达 355C 。虽然现代的弹壳是黄铜材料制造的,但用塑料弹壳取代黄铜弹壳的研究工作正在进行。美国柯尔特公司的 ACR 参赛步枪采用了高强度合成塑料枪托而不再用铝
制伸缩枪托。
美国麦克唐纳·道格拉斯公司的枪弹为脱壳多弹头箭形弹,弹壳是由玻璃加强尼龙制成的,枪的弹匣是能容纳 10 发枪弹的透明塑料弹匣。
HK 公司研制的 MG3 机枪使用 50 发新弹鼓,是由高强度塑料制成的,枪上的透明观察窗口可使射手看到弹鼓内枪弹数量,以便其掌握射击频率。
长枪族的塑料材料的应用必然带来短枪族的广泛应用。最近,美国从奥地利引进 G10CKI7 手枪制造技术、打算用包括聚酚胺酰亚胺、液晶聚合物和聚四氟乙烯等耐高温(300C 以上)特种工程塑料制造全塑手枪。
非金属材料在近战轻武器上的近期应用也很广泛。俄罗斯最新轻型肩射反坦克火箭 RPG—22 为一次性使用武器,其发射筒采用玻璃纤维制成,内衬为铝,其准星套管也采用塑料制成。
德国“弩”式反坦克发射筒也是一次性使用武器。其发射筒外面固定有用聚乙烯塑料制成的发射托架。点火室采用了 U 形尼龙塑料堵盖和丁睛橡胶外套。其破甲弹的风帽外有一个橡胶环,起定心作用,弹的尾管外面套着一个用聚碳酸脂塑料压制而成的 6 片环形尾翼,尾翼用两个带倒钩的聚碳酸脂塑料销固定。发射筒的平衡体由多片 ABS 塑料制成的球形连接头、聚苯乙烯“T”形泡沫塑料杆、薄塑料片和圆形塑料档板等组成,用碳酸乙脂与聚乙烯共聚物制成的扇形薄塑料片有 5460 个,每片仅重 0.17g。
大量的现代化手榴弹也广泛应用了塑料。使用这种材料不仅易于制造简单的爆破手榴弹作进攻用,而且为新杀伤破片方案提供了可能性。塑料模制有可能使爆炸单元(通常为 2~3mm 直径的钢珠)均匀分布装填,爆炸时,塑料成为粉末,金属破片可以形成一种比较均匀的散布模型。这就克服了金属壳体上预制破片的下均匀破裂。在有效杀伤半径内,塑料模制可以得到较高的破片飞散密度和有限的危险界,可产生 2000~5500 个破片。这种类型的最先进的杀伤手榴弹具有杀伤半径约 5m、而危险界为 5~20m 的特征,常称之为“可控效果”,并且适于攻防两用。例如,奥地利代拿买特一诺贝尔公司的 HdGr81 手榴弹基本上采用塑料材料制成。