枪管总成

本发明涉及轻武器。

本发明可用于自动的高速率发射的轻武器，其例如可用于舰载 近距离防御设施，可在一短时间周期内发射大量的弹丸，以对抗轰 炸，导弹或攻击机等。本发明也可用于手持枪支，例如便于使用的速 射手枪或步枪。

通常，大多数轻武器使用可机械装填入枪管的弹夹弹药。这种 轻武器有许多活动的部件，通常很沉重和复杂，使用时可能会卡住 而不可靠，并要求复杂的送弹和装填系统以满足其发射速率。这种 类型的自动轻武器的发射速率由装上弹夹，封闭枪管，打开枪管和 退出空匣所需的时间所限定。

最近，轻武器已经开始使用无匣弹药，其无需在发射之后退出 空匣。但这种轻武器有许多普通轻武器存在的问题。

本发明的目的是提供一种新的系统，其可减轻先有技术的至少 一种缺点。

本发明提供了一种枪管总成，包括：

一枪管；

一组弹丸总成，其轴向布置于枪管中，与枪管的腔可活动地密 封接合；

分离的推进装药，用于通过枪管的枪口顺序地推进相应的弹丸 总成；

点火装置，用于分离的推进装药的点火；

控制装置，用于选择和顺序地启动点火装置。

点火装置可以是电动的，化学的，机械的，或任何其他的普通底 火。通常，点火装置是电动的，控制装置是电控的，适于对各点火装 置提供点火电脉冲。控制装置的结构适于使使用者选择地控制脉冲 的速率，数量和频率，以提供所需的发射方式。控制装置可以以单 发，双发或任何其他的组合发射弹丸总成。

弹丸总成可以是圆的普通形状，或火箭形，其尾翼可以是偏置 的，当火箭形弹丸从枪管——可以是一滑腔枪管——推进时，尾翼 可产生稳定旋转。另外，枪管总成可以作为一可取下/可更换的步枪 或手枪枪管。另外，枪管总成可以包括一组枪管总成，控制装置以 这种方式启动各枪管总成的点火装置，使顺序的一组弹丸总成的阵 列以顺次的关系被推进。可以通过普通的雷达火控系统或其他已知 的火控系统控制弹丸总成的阵列的瞄准和发射。单个的枪管总成可 以进行瞄准，以使弹丸总成的阵列汇聚在一特定的范围，而在该范 围内使弹丸总成达到一最大的密度。

另一方面，弹丸总成的阵列可以分布在一最大区域的覆盖范 围。于是，在目标处的阵列中弹丸总成之间的平均间隔距离能预先 进行确定，并能进行调整，以适应目标的特性和范围。当然，也可以 随机地或与其他弹丸总成无关地发射单发弹丸总成。

一组弹丸总成可以以连续邻接的方式设置在整个枪管中，或是 弹丸总成一个接一个地邻接，或是使圆柱装置设于弹丸总成之间而 邻接，而形成一耐压柱，能承受由于前面的弹丸总成的发射而产生 的对弹丸总成或对与之相关的推进装药的压力。

推进装药可以是固体的或颗粒的，它们都不希望被压缩。另外， 弹丸总成相对于枪管的运动可能使点火装置偏离各自的推进装药。

点火装置最好设在推进装药的前端，以使加速推进装药前部的 可能的能量损失成为最小。

最好各弹丸总成包括一弹头，和一延伸的装置，其至少部分地 形成了推进剂空间。延伸装置包括一间隔组件，其从弹头向后延 伸，并靠在一相邻的弹丸总成上。

在一个实施例中，间隔组件延伸穿过推进剂空间和弹头，由此， 压缩负载通过相邻接的间隔组件而直接传递。在该实施例中，间隔 组件可以附加地支承于延伸装置——其可以是弹头的簿的圆柱形 后部。另外，延伸装置可以与枪管的腔形成可活动地密封接触，而防 止燃烧通过弹头泄漏。

最好，间隔组件包括一径向向外延伸的刚性突缘，其与可延展 弹头的簿的圆柱后部接合，使之与枪管的腔保持可活动地密封接 触，以致轴向压缩负载在间隔组件之间直接传递，而避免了可延展 弹头的变形。

在另一实施例中，在间隔组件和弹头上对应设有互补的楔形 面，由此，随着间隔装置和弹头之间的相对轴向压缩，弹头被推挤与 枪管的腔形成接合。在这种布置中，弹头和间隔组件可以装入枪管， 然后，使其轴向位移，而在弹头和枪管之间形成良好的密封。延伸装 置被适当地推挤而与枪管的腔形成接合。

最好，弹头后端形成一锥孔，其中容纳一设在间隔组件前端的 互补的锥形栓，其中，弹头和互补的锥形栓之间的相对轴向运动产 生一施加在弹头上的径向扩张力。

枪管可以是非金属的，并且枪管的腔可以包括凹部，其可以全 部地或部分地容纳点火装置。在这种情况下，枪管装有电导线，便于 控制装置和点火装置之间的电连通。这种布置可用于有一定发射寿 命的可处理的枪管总成，并且，点火装置和控制导线可以与枪管整 体制造。

在另一种布置中，枪管总成包括枪管的点火孔，点火装置设在 枪管之外，并与点火孔相邻。枪管可由一非金属外枪管围绕，外枪管 的腔包括适于容纳点火装置的凹部，并且，外枪管可装有电导线，便 于在控制装置和点火装置之间进行电连通。外枪管可以形成为一夹 层的塑料枪管，其可以包括点火装置的印刷电路夹层。

上述两种布置可使其本身具有标准的或可处理的结构。枪管总 成可以适于原样发射，或可装在一外壳之中。

为了安全，枪管总成可以包括一与各点火装置相连的保险开 关，前面的弹丸总成的推进使保险开关打开。最好，通过偏置装置使 保险开关打开，偏置装置通常由前面的弹丸总成所阻挡。在一最佳 实施例中，弹头和间隔组件各构成了通常相互为电绝缘的开关触 点，随着前面的弹丸总成的推进，枪管和间隔体之间的电路被接通。 在这种布置中，与弹头电接触的枪管也与电极之一接触。

在另外一个方面，本发明可广泛地应用于一种防空的方法，包 括：提供一组如前面权利要求中任何一个所述的枪管总成，和

以一快速的顺序依次使枪管总成中的推进装药点火，推进弹丸 总成以顺次的阵列进入空中。

下面通过实施例并参照附图对本发明进行描述。

图1是本发明枪管总成的一个实施例的剖面示意图；

图2是本发明的一组枪管总成集中在一发射箱中的构想的示 意图；

图3是从图2的发射箱中发射的弹丸总成阵列的示意图；

图4是本发明枪管总成一个实施例的剖面示意图，其中，弹丸 总成为一火箭的形式；

图5是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图6是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图7是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图8是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图9是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图10是本发明枪管总成另一实施例的剖面示意图；

图11是根据本发明制造的手枪的示意表示；

图12和图13显示了弹丸的另一种形式。

参照图1，其中显示了一枪管总成10，其包括一枪管12，一组 球形弹丸14轴向地布置于枪管中，并与枪管的腔可动作地密封接 合。分离的推进装药16设于相邻的弹丸总成14之间，用于单独和 顺序地推动相应的弹丸总成14通过枪管的枪口；点火装置18，用 于点燃分离的推进装药16；和控制装置20，用于选择和顺序地启动 点火装置18。

在使用中，由前面的点火装置18点燃前面的推进装药16，而 推进前面的弹丸总成14。随后，后面的弹丸总成以相同的方式顺序 地推进。其没有送弹系统或活动部件，并且实际上发射速率只由各 弹丸总成离开枪管的所用的时间所限定。

控制装置可以有时间延迟装置，用于控制发射的速率，或定时 装置，用于根据各点火装置的手动操作，例如按一扳机，而允许一选 定数量的顺序点火。一模式开关与控制装置相连，能使使用者选择 发射的方式，例如全枪管发射，短连发速射，选定弹丸数的顺序发 射，每次启动的点射等。整体线路的电控装置最好作为控制装置，并 可制作为枪管总成的一部分。

参照图2，枪管总成由一组枪管总成构成，控制装置启动各枪 管总成的点火装置，使一组顺序的弹丸总成阵列以图3所示的顺次 关系被推进。一组枪管总成构成一发射箱22，一组发射箱装在瞄准 架24上。通过一雷达火控系统25或其他普通的系统控制枪管总成 的瞄准和发射。

在一种形式中，各枪管为2.25m长，外径为20mm。组合的推进 装药/弹丸总成长度为50mm。留下0.25m的枪管余量，40个弹丸 总成及其相关的推进装药被一起预装入枪管。发射箱例如有0.75m ×0.75m的截面尺寸，所以可以容纳大约1200个枪管总成。所以， 一个发射箱可以预装48000个枪管总成。

因为各单独的枪管总成的发射速率大大超过普通自动武器所 达到的速率，所以可使较小的武器有强大的火力，并达到很高的发 射速率。枪管总成可形成一较轻的蜂窝结构，其将是很坚固的，并且 如果需要的话，可将枪管布置成聚焦于较接近武器的一点，从而抵 消在向外方向放射的热爆炸气体的膨胀所产生的分散的趋势。另一 方面，可使用一箱形挡板，以防止气体直接地向外扩散。挡板可滑动 地支承于外枪管部分，用于在发射时延伸通过枪管端部。另一个减 轻前述作用的方法是稍微错开弹丸的发射。

参照图4-10的实施例，弹丸总成14以相互邻接的方式轴向 设置，形成一耐压柱。由前面的弹丸总成的推进在枪管中产生压 力，而形成一轴向压缩负载。压缩能导致推进装药燃烧率的变化，点 火装置相对于推进装药的不重合，甚至推进装药的过早点火。

各弹丸总成14包括弹头26，和用于形成推进剂空间的装置， 其为一间隔组件28的形式，从弹头26轴向向后延伸，并靠在相邻 的弹丸总成14上。

弹头26由重的可延伸材料例如铅构成，以便于与枪管12可动 作地密封，间隔组件28由钢性材料例如钢制成。

在图5所示的实施例中，间隔组件28采用从弹头26轴向延伸 的圆柱体的形式。圆柱体的内部容纳推进装药16，并在结构上被加 强，以防止在径向过分膨胀。圆柱体的端部适于靠在下一个弹丸总 成14的前端。

参照图6和7的实施例，间隔组件28延伸穿过弹头26至其前 端，由此，压缩负载直接在相邻的间隔组件28之间传递。间隔组件 28支承弹头26的簿的圆柱形后部30，弹头26与枪管12的孔为可 运动的密封接触。特别是，间隔组件28包括一径向向外延伸的突缘 32，其支承与枪管12的孔可运动密封接触的弹头26的簿圆柱后 部30。

参照图9和10的实施例，在间隔组件28和弹头26上分别设 有互补的楔形表面34，36，于是，由于施加于弹丸总成14的轴向压 缩负载，使弹头26的簿的圆柱后部30被挤压而与枪管12的孔形 成接合。弹头26的后端部形成一锥孔38，其中接收一个设于间隔 组件28前端的互补的锥形栓40。锥形孔38和互补的锥形栓40之 间的相对轴向运动引起一径向的扩张力，其施加于弹头26的簿圆 柱后部30。

在图7的实施例中，枪管12是非金属的，并且枪管的孔包括凹 部42，其至少部分地容纳点火装置18。枪管12可以由凯弗拉 (kevlar)，碳素纤维，玻璃强化聚合物等材料制造。于是，枪管总成 是轻质的和可处理的。枪管12装有电导线44，以便于控制装置和 点火装置之间的电连接。

在图8和9所示的实施例中，枪管12包括点火孔46，点火装置 18设于枪管外侧与点火孔相邻。枪管12由非金属外枪管48围绕， 外枪管的孔包括一凹部，适于至少部分地容纳点火装置。枪管总成 可滑动地容纳在外壳50中。外枪管48装有电导线44，便于控制装 置和点火装置之间的电连通。

参照图10，随着前面的弹丸总成的发射，与点火装置18相连 的保险开关52被打开。具体地说，一旦前面的弹丸总成被推进，偏 置装置54使保险开关打开。弹头26和间隔组件28分别构成开关 触点，其通常是由绝缘层56相互形成电绝缘。当随着前面的弹丸总 成被推进而保险开关52打开时，枪管12和间隔层56之间的电路 被接通。只有当前面的弹丸总成已被推进时，点火装置18才被打开 保险。

图11显示了一四管手枪60。四枪管61为方形结构，并通过一 匹配的可更换的四管弹匣体62进行送弹，弹匣体插入枪管组61的 基部开口63。枪管组61与手柄64为整体成形，手柄中装有点火装 置的电控装置。

四管弹匣体62对每个枪管装有5发子弹，这一数量当然可以 根据弹匣体的尺寸和子弹的尺寸而变化。在本实施例中，弹匣体62 装有20发子弹。

还具有一发射速率和方式的变换开关66，用于选择地控制弹 匣体62中的电点火线路，当弹匣体62滑入其位置之后，上述电点 火线路与手枪中的线路通过触点的接触而实现电接通。开关66可 以对电控制进行调整，能使使用者每一次扳动扳机65发射单发子 弹，或同时发射4发子弹，或自动地发射所有枪管中的所有子弹。还 具有一安全卡闩68，其使武器的电路不能接通。最好弹匣是可自由 使用的并有不同的规格，以使使用者可选择和/或快速更换所要发 射的子弹的种类。

上述实施例中所述的弹丸可具有外部的螺旋片或螺旋脊，如图 12和13所示。脊70形成于弹丸的端部，使弹丸飞行时产生旋转。 在图示的形式中，一7.62mm的子弹71有4个螺旋脊70，它们从 子弹的端部扩散。脊的平均高度为1.5mm，并在子弹头的一段长度 上延伸，而不沿子弹的侧面延伸。脊的间距要合适地形成，以使子弹 每前进一米时，子弹可绕其纵轴转动一周。

当然如果需要的话，可使用绕子弹头均匀间隔的两个或多个螺 旋脊。另外，脊的高度和长度，螺旋的间距和角度，以及螺旋的几何 曲线形状都可以改变以适应所需的飞行特性。脊也可延伸至子弹的 侧面。根据弹药的使用目的，以及所需的气流阻力程度，螺旋脊的截 面形状也可以较平，或较陡。

如图13所示，脊70可以有一个陡的前表面72，其使气流的阻 力作用于子弹上，而引起子弹旋转，一平的顶部73，和一后表面 74，其向子弹的表面平缓地倾斜。

这种弹药也可以有利地用于具有来复线的枪管武器。并且，因 为子弹上的螺旋线在发射时将有助于产生旋转，所以，由来复线边 缘所施加在子弹软金属上的垂直压力将会减小。所以，子弹不需要 切出来复线，只要在子弹侧面有一导向装置。可以采用一种密恩 (Minie’)气体密封系统的小的扩张带，其有助于旋转加速。当本发 明的螺旋脊子弹击中软目标时，随着子弹进入目标材料，通过保持 一高的扭转率，子弹易于对脊上的增加的压力产生反作用力。

本发明可有许多变型，都在本发明的精神范围之中。