湖南工大年夜研发的铝弹壳是立异照样重复？看完这三个问题便有谜底

今年8月中旬，网上涌现了一条不太起眼、但内容与国产轻武器密切干系的——湖南工业大学范才河教授科研团队成功研发出新型弹壳铝及铝弹壳系列产品。
如果去掉新闻中那些润色性的措辞，其干货可归结如下：1、这种“新型轻武器用高强韧铝合金弹壳”为自行身分设计；2、铝合金本身“基于3D喷射成形快速凝固技能制备”；3、铝弹壳采取“自主开拓的成型模具”冷冲成形；4、用新型弹壳铝制造的12.7毫米口径弹壳已通过军方某威信机构实弹测试验收，“各项参数达到军方利用标准”。

持续串的“自行”“自主”“威信”，听起来非常振奋民气，各大媒体平台转载时也加上了“全国首家”之类的标题。
事实是否真的如此，空想与现实之间有多大差距，未来的实际装备情形自然会给出结论。
这方面我想大家也都有同感，近20年来已经有很多现实例子。
在这里想通过自问自答三个问题，来帮助大家探求自己的答案。

湖南工大研制的采取新型铝合金制造的12.7毫米弹壳

第一个问题，铝合金弹壳是一项全新技能吗？它的历史又是若何的？

对前面的问题，答案必须是否定的。
铝合金弹壳（或称药筒）已经是一项很成熟的技能，有着上百年和上千种弹药的运用履历。
最先开始研制生产铝弹壳的是美国，早在1890年前后，法兰克福兵工厂就试制了从7.62毫米到10.16毫米多种口径铝壳弹。
一战期间的欧洲强国，如奥匈帝国、英国和德国，也纷纭研制了本国主流军用步枪口径的铝壳弹，如8毫米、7.7毫米和7.92毫米。
不过，由于缺少具有良好强度与韧性的铝合金材料，这些早期考试测验都失落败了。
特殊是军用大威力步枪铝壳弹，发射时弹壳侧壁会涌现小孔、裂纹，或者炸药燃气从底火室周围泄露，导致弹壳烧穿变形，因此不具有实用性。

德国二战期间试制的7.92毫米铝壳毛瑟步子弹

到二战之前，铝合金开始在飞机上广泛利用，但在制造枪炮弹壳方面仍未取得打破。
德国等国虽然仍多次对铝弹壳进行试验，末了因性能没有明显提升而半途而废。
但美国陆军军器部却坚持到底，反复试验论证各种铝合金弹壳的可行性。
1933年，法兰克福兵工厂试制了一批11.43毫米铝壳手子弹。
由于该弹膛压低，经试验子弹的操作性能尚令人满意。
但在更高膛压的弹药种类上运用时，铝壳仍旧随意马虎涌现故障。
1949年，该厂考试测验改进制造工艺，改为先冲压后挤压，生产的铝壳性能有所提高。
1956年，该厂采取当时最前辈的7075铝合金及相应制造工艺，生产并试验了25000发7.62毫米铝壳步子弹，但试验结果创造其壳壁在发射时多有分裂，其余底火漏气烧蚀的情形仍旧常见。
1968年，该厂将材料换成性能更好的7475铝合金，再次生产了2万发7.62毫米铝壳步子弹，并在高射速的M134“米尼岗”机枪上进行了试验，结果还是差强人意。

铝壳在膛压相对较低的手子弹上利用，性能一样平常能够保障

同时，对付6067、7075等铝合金在更大口径的弹药药筒制造中的运用，美国也一刻没有停滞研究，碰着的紧张问题除了烧蚀分裂外，还包括高膛压下铝合金弹壳会涌现“滞膛”征象，面临退壳难问题。
在1970年代之前，试验成功并列装部队的只有M67无后座力炮用破甲弹以及M79单兵榴弹发射器利用的杀伤榴弹两种铝弹壳。
其他铝制弹壳或药筒都未能实现实际运用或批量生产。

采取铝弹壳的5.56毫米近程演习弹，同样膛压较低

1969年，美国陆军又启动了一个三年探索操持，用于确定铝弹壳的运用可行性，美国空军和干系的军工、金属企业也连续推动铝制弹壳和药筒的研究。
与此同时，具有更好综合性能的新型铝锌镁铜合金的涌现以及粉末冶金工艺在高强度铝合金生产中的运用，终于办理了铝壳烧穿的问题，到1970年代初期，基本实现了铝弹壳的实用化。
1972年8月，法兰克福兵工厂实射试验了13940发改进版的用7475铝合金制造的铝壳5.56毫米步子弹。
试验用3支M16A1步枪进行，每支发射4000发，并分为三种情形，一种是正常膛压下发射，一种是在高膛压条件下发射，一种是预先在铝壳壁刻有纵槽，以仿照加工中存在弊病的弹壳。
但试验中3支步枪都未发生停射或其他故障，试验结束后步枪的自动机构和导气管中均没有残渣，仍可连续利用。
包括预刻纵槽的180个弹壳在内，13940个弹壳经由检讨，都也没有发生烧穿或分裂的情形，证明7475铝合金制作弹壳的确是可行的。
1975年，同样由7475铝合金制造的铝质药筒在A-10攻击机GAU-8航炮利用的30毫米机关炮弹上得以成功运用。
时至今日，美国空军利用的多种口径的航炮炮弹都在利用铝弹壳。

在美军装备序列中，铝弹壳运用最广泛的是航空机关炮炮弹和低压榴弹

在子弹方面，到本日利用铝壳的仍旧不多，但也不是没有。
比如美国就有一家名为CCI的弹药公司，早在1980年代就推出了Blazer系列手子弹，到1997年时已经发展到可供应7种常见口径、24种弹头配置，个中也包括诸如10毫米AUTO、.357马格南姆、.44马格南姆等膛压比较高的品种，现在美国民间市场上仍旧很随意马虎看到，其价格比铜壳手子弹便宜约五分之一，但比钢壳弹要贵一些。
Blazer系列手子弹紧张用作民用，警用、军用的手子弹仍旧还是铜壳为主。
考虑到铝合金在高压燃气浸染下随意马虎产生裂痕或小孔，以是这些商品铝弹壳都是一次性的，不能用于复装，这也限定了它的利用面。

美国民间市场上的Blazer 9毫米铝壳手子弹

第二个问题，铝与更常用做弹壳材料的钢与黄铜比较，究竟有什么上风？

该当说铝的上风实在并不明显，如果说有，最主要的只有一个，便是轻。
纯铝的比重是2.7克/立方厘米，钢的均匀比重是7.85/立方厘米，前者只有后者的34.4%，铝合金由于添加了铜、锌、镁等成份，均匀比重大约是钢的36%，而黄铜是三者中最重的，均匀比重是7.85/立方厘米。
三种材质的弹壳如果尺寸相同，铝壳最轻。
换句话便是说，在同等重量条件下，用铝壳弹可以携带更多的弹药。
以美国6毫米SAW子弹为例，钢壳弹的重量是15克，铝壳弹只有11.6克，钢壳弹携带300发便是4.5千克，换作铝壳弹的话，就可以多携带87发。
另一个角度，从材料花费来看，同样制造6000发30毫米机关炮弹，如果利用铝弹壳，只须要花费1吨铝材，而如果利用钢弹壳，仅弹壳重量就要将近3吨。
除了材料花费之外，对付机载武器系统来说，轻量化的弹药显然更有上风。

美国的6毫米SAW试验弹开始采取铝弹壳（右一），但终极还是选择了钢壳

其余，与钢比较，铝弹壳比较软，加工时模具的损耗小，利用时对弹膛、坡膛等处的磨损也比较小，可以减少零件磨损，提高武器寿命。
同时，与钢比较，铝的化学稳定性较好，长期储存中机器性能不易改变，也不随意马虎涌现锈蚀。
但在这些性能方面，铝壳却明显不如铜壳。
特殊是铝合金的热容量较差，与同样的铜壳比较，空壳接管和带走的炸药热量较少，如果用在全自动武器上，枪膛更随意马虎过热，导致弹药自燃等意外的发生。

湖南工大的弹壳铝冲压形成的弹壳盂子，其制造过程与传统工艺并无实质差异

在经济性方面，该当说铝没有想象的那样好。
自然界中，铝元素的储量虽然大，但因性子相对活泼，提炼的难度较大，能耗较高，电解铝目前价格在1.8-2万元/吨，至于制造弹壳用的高性能铝合金价格还要赶过至少50%。
与之相对应的，黄铜在4.5-5.3万元/吨，而碳素钢只有3500元/吨乃至更低。
可见钢的价格仍旧是最低廉的，而且作为普通弹药的弹壳材料，钢的性能完备知足须要，又有大几十年的成熟利用履历，以是我国对付大量装备利用的步、机弹，长期利用的都是覆铜钢、涂漆钢和镀铜钢等各种以钢材为根本的弹壳材料，仅仅在近些年才在偷袭弹等少数须要强调精度的弹药种类上改用铜壳。

海内目前常用的覆铜钢弹壳，价格低廉且能知足基本须要

另一个制约铝合金运用的是材料特性上的差异。
对付同一种弹药来说，铜壳和钢壳可以做到尺寸完备同等，但铝和铜、钢两种材料的特性差异较大，尤其延展性、抗拉伸性较低，以是壳底耐高压部分的壁厚一样平常须要有所增加，如果按照现成尺寸制作，每每担保不了基本性能，随意马虎涌现问题。
以是既便是同种弹药，换用铝壳后，可能须要从工艺到构造上进行重新设计，膛压越高、体型越小的弹壳越是如此。
如1972年8月法兰克福厂试验成功的1.4万发铝壳步子弹，不仅弹壳预先经由了专门热处理，而且弹壳底部装有分外的硅酮橡胶密封帽，纵然壳体涌现了小孔或裂痕，也不会影响发射安全。
一旦须要这样的“分外化”，那么本钱就每每会居高不下了。
范教授所说的“采取新材料制造的子弹每颗重量较传统弹壳减重65%，造价则便宜75%旁边”只是空想化的实验室数据，在实际中是很难实现的。

铝弹壳如缺少得当的保管条件，其耐堕落性并不比钢壳更加优胜

第三个问题，我国铝合金弹壳运用水平究竟怎么样？

首先须要指出的是，海内涵铝合金材料弹壳制造和利用方面并不是空缺，已经有很多成功的产品和借鉴履历。
根据公开资料，至少从1981年，海内就开始了弹壳用铝合金的研制事情，当时称为“轻合金材料”弹壳。
经有关金属冶炼厂与军工企业互助，先后仿制成功7075和7475等高性能铝合金材料，在此根本上，经由十几年摸索和大量试验，在1990年代后半期就自行研制出具有自主知识产权的某牌号铝合金，其特点是屈从强度高、抗拉性强，用其加工的弹壳，受应力堕落分裂影响小，存放韶光长，能够知足战术技能哀求。
随便在网上搜一下，就可以创造有韶光更早的由重庆大学等单位撰写的《铝合金弹壳成形工艺优化及热处理工艺的研究》等多篇论文成果。
以是，湖南工大的产品纵然得到装备，也绝不会是“全国首家”

国产军用弹药中，铝弹壳的运用比例已经很高

铝弹壳的利用，最早是在民用和警用产品方面。
早在1980年代，绥化提高机器厂的国产“金环牌”猎子弹就开始利用铝弹壳。
随后根据国外产品仿制的38毫米防暴枪，其发射的催泪弹、爆震弹、发烟弹等非致命弹药，也研制了相应的铝弹壳。
真正在军用弹药上利用铝合金弹壳，则是从仿制单兵榴弹开始的。
在对越自卫反击作战中，我军相继缴获了美制M79单发、M203枪挂两种榴弹发射器和其配用的M406高爆杀伤榴弹。
对它们的研究和仿制，特殊是M406的带钟表机构的炮口保险设计、内部预制刻槽冲压战斗部以及采取挤压法制造的铝合金弹壳等前辈技能，对国产单兵榴弹发射系统的发展都起到了主要的借鉴浸染。
当时海内干系研究刚刚起步，经由多年消化接管，到1990年代初已正式定型了91式防暴榴弹发射器及配套的35毫米系列防暴弹药，只管口径有所缩小，但在系统的整体事理、构造设计特殊是药筒构造、制造工艺等方面，91式防暴弹均受到了M406榴弹的很大影响。
以此为根本，海内随后研制出了一系列不同构造布局和自动办法的35毫米/40毫米榴弹发射器，包括最新式的QLU11 35毫米偷袭榴弹发射器，它们的弹壳均采取铝合金材料（实在弹药其他部分包括发射器本身也大量利用了各种铝合金）。
其余一种大量利用铝弹壳的国产武器，便是QBS09军用霰弹枪，由于与其配套的09霰弹发射较重的钨合金弹丸，为减轻弹药重量，同时保持较好的勤务性能，该弹也采取铝合金弹壳。
此外近年来，还涌现了一些铝/塑稠浊材质弹壳的新考试测验，紧张涌如今空包弹、教练弹等新弹种上。
既然早有广泛运用，干系宣布声称的湖南工大成果一举办理了我国自主制备铝合金特种材料“卡脖子”技能瓶颈，可能就略有浮夸之嫌了。

金环牌铝壳猎子弹（下）与嘉陵牌塑料壳猎子弹（上）

国产38毫米催泪弹的铝质弹壳，挤压成形后经由车制

对越自卫反击中缴获的美制40毫米榴弹对国产榴弹的发展起到了很大借鉴浸染

国产自动榴弹发射器及其弹药上已经广泛利用了各种铝合金材料

末了要说的实在也是半个问题，便是现在海内铝合金弹壳运用的短板在哪儿？这个差距紧张表示在加工工艺上。
与国外产品比较，国产铝弹壳挤压成形表面明显不只滑，留有明显的加工痕迹，尺寸无法精确，特殊是长径比较大的弹壳，绝大部分末了都要经由车制，这也是国产弹壳的一个通病。
当然，这并不妨碍国产铝壳的利用质量。
湖南工大研发新材料的制成品，紧张12.7毫米大口径机子弹壳，所说的“铝合金弹壳的膛压达400MPa以上、耐瞬间高温1000℃以上、弹头初速1200m/s以上，与钢弹壳比较较整体质量降落20%以上（此处与前面提到的减重65%存在抵牾）”，都是指这种12.7毫米弹壳。
但仅从公布的照片来看，这批12.7毫米弹壳利用的是对冲压或挤压精度哀求较低的博克赛式底火室，而且弹壳表面加工质量也非常一样平常。
至于3个展示用的铝合金盂子，更是加工粗糙。
实在，要想证明新的工艺有效非常大略，由于35毫米榴弹、09霰弹都在湖南本地生产，如果湖南工大的工艺能够切实办理它们目前生产中存在的质量问题，那么解释这些工艺肯定是真正有效的。
末了，请把稳新闻末了还有一句话，“目前，新材料弹壳正在进行常规低温、高温等测试，并向家当化生产方向努力推进”，也便是说，纵然性能合格，也还没有办理批量化生产的问题，能不能投产、其本钱如何末了都是未知数。

国产09霰弹壳底部的车制痕迹十分明显

国产12.7毫米铝底塑壳复合股料空包弹

就我本人而言，还是衷心希望湖南工大的这些成果真的有含金量，并且能够顺利投入实际利用。
但就铝合金弹壳而言，个人并不认为是很有出息的一个科研方向。
综前所述，现有的钢、铜弹壳材料暂时没有用铝合金材料替代的急迫需求，在当前的情形下，铝弹壳并没有分外的计策意义或特殊广阔的运用前景。
既使往后确实须要更新换代，更大的可能也是目前朝阳东升的聚合物弹壳，乃至是无壳弹，而不会是仍为金属材料的铝合金弹壳。

聚合物弹壳代表了军用子弹未来最可能的发展方向