埋头弹

埋头弹（Cased Telescoped Ammunition，简称CTA）是一种将弹丸置于药筒内部的弹药，整体呈圆柱状。其显著特点在于大幅缩短弹药长度，从而减小送弹距离，提升射速。^[2]

埋头弹火炮的概念最初由美国空军实验室于1954年提出，^[2]旨在减小机载火炮系统的体积和重量。80年代，美国陆军开展CVAST和COMVAT计划，探索更先进的自动火炮技术，但受限于技术进展和预算，计划被取消。上世纪80年代中期，法国GIAT公司开始研究埋头弹火炮，并于90年代初成功开展45mm CTA火炮研究。随后，英、法联合成立CTAI公司，共同研制45毫米埋头弹车载火炮，旨在确立为北约制式弹药。该公司已提出多种火炮结构和弹药类型，并在样炮上进行了大量研究与试验。^[1]2014年，美国达信系统公司也获得合同，为美国陆军研制埋头弹及配用武器。^[3]2006年，中国497厂启动埋头弹火炮的研制工作。2016年，中国兵器工业集团也在珠海航展上展示了CS/AA5 40毫米埋头弹。2018年10月，CS/AA5通过设计鉴定审查。^[4]

埋头弹火炮的概念最初是在1954年由美国空军实验室的工作人员提出的。^[2]旨在减轻机载火炮系统或机枪的重量和体积。到了80年代，美国陆军为探索更远射程、更强侵彻力和更大杀伤力的自动火炮，开展了CVAST和COMVAT计划。^[1]

CVAST研究了30毫米埋头弹药自动火炮，虽取得技术进展但未进入全尺寸研制。而COMVAT则提出了45毫米脱壳穿甲埋头弹，全长304.8毫米，直径69.9毫米，重2.6千克。该弹药包括长杆形钨合金弹芯、钢风帽和弹托，装在药筒中心的控制管内。控制管内还有辅助装药和主装药。这种弹药要求火炮采用圆柱形回转式弹膛结构，其优点在于炮箱长度短，适合安装在现有战车的炮塔上，无需加大炮塔座圈。火炮为线膛结构，可发射尾翼稳定脱壳穿甲弹，具有滑动弹带以降低转速。火炮全长4369毫米，炮管长3607毫米，炮箱宽356毫米，高305毫米，具有广泛的射界。它采用30发无弹链供弹机，可实现单发、限定点射和全自动射击，最大对空射速为200发/分。然而，进入90年代后，由于预算经费等原因，美国空军25毫米埋头弹药计划和陆军COMVAT45毫米自动炮计划均被取消。^[1]

上世纪80年代中期，法国地面武器工业公司（GIAT）开始探索埋头弹火炮的开发思路。经过详细论证装甲车辆武器的发展需求及最佳口径后，该公司在90年代初率先开展了45mm CTA火炮研究，并成功积累了相关技术储备。^[2]1994年10月17日，CTAI公司由英国家军械公司(RO)和法国地面武器工业集团(GIAT)联合成立，旨在研制45毫米埋头弹车载火炮。因美国失去兴趣，埋头弹药火炮系统的研究再次启动。英、法两国共同研制此款火炮，目的是将45毫米埋头弹确立为北约制式弹药。北约多数步兵战车和侦察车使用中口径火炮，因此45毫米口径被视为未来北约车载火炮的主要口径。基于对未来战场装甲目标威胁的分析，两国认为45毫米口径以下的火炮系统无法摧毁采用先进装甲的战车，因此CTAI公司决定研发能发射45X305毫米埋头弹的中口径步兵战车武器。当时，公司正专注于尾翼稳定脱壳穿甲曳光埋头弹的研究，并在45M911样炮上进行了大量初期研究与试验。已提出并筛选了两种火炮结构方案，分别适用于“勇士”步兵战车和TRACER侦察车。CTAI的研究现已集中在CT2000式45毫米样炮上，它结合了多种结构方案，具有高精度和良好的动力平衡。此外，公司已研究了一系列弹药，包括尾翼稳定脱壳穿甲曳光弹和通用曳光弹等。技术设计已于1996年完成，目前正在寻求额外资金以进入全尺寸研制阶段。尾翼稳定脱壳穿甲曳光弹和通用曳光弹的进展顺利，而旋制简形减程训练弹也已在1995年底进行了首次发射。^[1]2014年，美国国防军工技术联盟和武器研发与工程中心联合授予达信系统公司轻武器分部一份价值570万美元的研发合同，要求达信公司为美国陆军研制5.56mm、7.62mm埋头弹及配用的武器。^[3]

2006年，497厂开始研制埋头弹火炮，2015年1月，497厂向科工局申报外贸型40毫米埋头弹多功能突击炮武器系统军贸科研立项，并很快得到批准。该系统对外正式名称为外贸型CS/AA5埋头弹多功能突击炮武器系统，由南京理工大学(原南京理工大学副校长、现中国兵器工业集团202研究所总工程师钱林方是整个武器系统的总师)、497厂、121厂联合研制。^[4]

初样机阶段从2015年6月开始，主要包括方案设计、工程设计、试制生产、总装总调和摸底试验共5个方面的工作。2016年，中国兵器工业集团在珠海航展展示了CS/AA5 40毫米埋头弹。2017年10月，项目组按《CS/AA540毫米埋头弹多功能突击炮武器系统初样机摸底试验大纲》进行了考核，试验包括厂内试验和051基地试验，对各个分系统进行了充分的摸底与考核。项目组对试验过程暴露出的相关问题，采取了与之相对应的有效技术措施，并对试验故障进行了归零，2017年12月通过了初样机转段评审。^[4]

在正样机阶段，项目组根据前期初样机研制情况,开展了正样机设计工作,主要针对操作流程勤务性进行了优化设计。并依据研制任务书编写了工厂鉴定试验大纲，在2017年12月对正样机进行了工厂鉴定试验，整个试验对系统总体功能及性能、火力分系统、火控分系统、辅助分系统等进行了考核。工厂鉴定试验结果表明：CS/AA5正样机的主要性能满足研制任务书的要求，可转入设计鉴定阶段。^[4]

2017年12月26日至2018年6月14日，对CS/AA540毫米埋头弹多功能突击炮武器系统进行了设计鉴定试验。2018年10月，CS/AA5通过了设计鉴定审查会，该项目顺利通过了设计鉴定审查。^[4]

埋头弹药是一项有潜力的装药技术，埋头弹药的关键技术包括二次点火技术、旋转药室技术和高压动态密封技术。它采用嵌入式装药结构，发射前弹丸完全嵌入药筒内。为确保火药能量充分利用，弹丸需在火药全面燃烧前通过导向管滑动至火炮身管膛线处。二次点火技术先点燃中心传火管内的附加点火药，推动弹丸至膛线起始处，再全面点燃发射药。此外，该技术还通过调整附加点火药的药量、形状和点火结构，确保火药燃气生成速率与弹丸滑动距离相匹配，控制弹丸在导向管内的滑动过程，保证内弹道稳定。^[5]

埋头弹火炮与常规火炮主要技术参数对比^[5]口  径项   目药简寸/ (mm×mm)药简容积/cm3全弹质量/g发射药量/g飞行弹重/g初速/ (m·s-1)类 别国 别12.7 mmVarious20.3×138.444.91181546853常规弹美国12.7 mmAres(IRAD)25.4×88.945.112232.5451097埋头弹20 mm  (M56A3)Vulcan30×168118.5256381011030常规弹 美国20 mm空军先进火炮计划42×14019545311290.71524埋头弹25 mm(M791)Bushmaster38.1×223254463981361345常规弹 美国25 mm(M919)Bushmaster38.1×223254455971321429常规弹25 mm空军通用46.2×152.4256 1791491524埋头弹30 mm(穿甲弹)GAU-844×290439440152427988常规弹 美国30 mm陆军战车计划54×20947310433042451463埋头弹40 m(L70)CV9065×487.7168623005507001470常规弹美国40 mm(穿甲弹)CTAl65×2557461800500450 (250)1640埋头弹英，法40 mm  (榴弹)博福斯×365 25104709601005常规弹瑞典40 mm  (榴弹)CTAI65×255746220047510001000埋头弹英、法45 mm俄罗斯舰炮  22003601450970常规弹俄罗斯45 mm美国陆军战车计划70×307117831756157551350埋头弹美国45 mm(穿甲弹)CTAl70×304.411712900632754  (421)>1600理医弹英、法45 mm  (槁弹)CTAI70×304.4117126005961095>1100埋头弹英、法76 mmNavyMark75114×900 12300 6400914常规弹美国76 mm海军陆战队132×483661212655348830521463埋头弹

法国美洲豹侦察车的T40双人炮塔上安装了一门CTAS CT40毫米埋头弹机关炮。这款机关炮已成为欧洲多型装甲车的首选武器，包括英国的新型“阿贾克斯”步兵战车也以该炮为主要武器。该炮发射新式高爆埋头弹时，炮口初速达1千米/秒，弹药爆炸威力相当于旧式的50毫米火炮。发射埋头穿甲弹时，炮口初速达1640米/秒，能在1000米内穿透140毫米均质装甲，能够有效击穿除主战坦克以外的任何地面车辆。^[6]