8月中旬，網上出現了一條不那麼令人印象深刻的消息，但内容與國産輕武器密切相關，湖南工業大學教授團隊範彩河成功研發出新系列殼殼鋁和鋁殼産品。如果去掉那些修改後的文字，其幹貨可歸結于：1、這種"新型輕武器用高強度鋁合金外殼"為自構設計 3、鋁殼采用"自主研發模具"冷沖成型;4、采用新型殼體鋁制12.7毫米口徑彈殼體已認證權威軍事機構實彈試驗驗收，"參數符合軍工使用标準"。一系列"自主""自主""權威"聽起來非常鼓舞人心，各大媒體平台轉載了"全國第一"等标題。不管是不是這樣，理想與現實有多大的差別，未來裝置的實際情況自然會得出一個結論。我想我們在這方面都有同樣的感覺，在過去20年中有很多實際的例子。在這裡，我想通過問自己三個問題來幫助你找到自己的答案。
由新型鋁合金制成的12.7毫米外殼由湖南工業大學開發
第一個問題是，鋁殼是一種新技術嗎？它的曆史是什麼？
對于前一個問題，答案必須是否定的。鋁制彈殼或彈藥筒已經是一項成熟的技術，在數千種彈藥的應用方面擁有數百年的經驗。第一個開發和生産鋁制外殼的是美國，大約在1890年，法蘭克福武器廠測試了從7.62毫米到10.16毫米的各種口徑範圍的鋁殼。第一次世界大戰期間的歐洲列強，如奧匈帝國，英國和德國，也開發了自己的主流軍用步槍口徑鋁彈，如8毫米，7.7毫米和7.92毫米。然而，由于缺乏具有良好強度和韌性的鋁合金，這些早期的嘗試失敗了。特别是軍用大馬力步槍鋁制炮彈，發射彈殼時側壁會出現小孔、裂縫，或者火藥氣體從火室底部洩漏出來，造成炮彈燃燒變形，是以不切實際。
德國在第二次世界大戰期間測試了7.92毫米鋁殼毛瑟步槍炸彈
到第二次世界大戰時，鋁合金被廣泛用于飛機，但在制造炮彈外殼方面沒有取得突破。雖然德國等國家對鋁殼體仍有許多試驗，最後因為性能沒有明顯提高而中途通過。但美國陸軍軍械部堅持其槍支，測試和測試各種鋁制炮彈的可行性。1933年，一批11.43毫米鋁殼手槍炸彈在法蘭克福武器廠進行了測試。由于槍管壓力低，被測槍的運作性能令人滿意。然而，當應用于高壓彈藥類型時，鋁制炮彈仍然容易失效。1949年，該廠試圖改進制造技術，而不是壓制再擠壓，生産鋁殼的性能有所提高。1956年，采用最先進的7075鋁合金和相應的制造技術，該廠生産并測試了25000發7.62毫米鋁彈炮彈，但試驗結果發現，彈壁在發射時破裂較多，火下氣體燒蝕仍然很常見。1968年，該工廠用性能更好的7475鋁合金取代了這種材料，又生産了20，000發7.62毫米鋁殼步槍炸彈，并在高速M134"Minigang"機槍上進行了測試，結果很差。
鋁制炮彈用于壓力相對較低的手槍，其性能一般可以得到保證
同時，對于6067、7075等鋁合金在大口徑彈藥槍管制造中的應用，美國也沒有停止研究，遇到除燒蝕破裂外的主要問題，其中高壓鋁合金外殼會出現"停滞"現象，面臨炮擊困難的問題。在1970年代之前，隻有M67後座力炮成功地與兩枚鋁制炮彈，即破甲炸彈和M79單人榴彈發射器并排安裝。在實踐或批量生産中沒有其他鋁外殼或墨盒使用過。
帶鋁殼的5.56毫米短程訓練射彈在負載壓力下也很低
1969年，美國陸軍啟動了一項為期三年的勘探計劃，以确定鋁殼殼的可行性，美國空軍和相關的軍事和金屬公司繼續推進對鋁殼和彈藥筒的研究。同時，一種綜合性能較好的新型鋁鋅鎂銅合金的出現以及粉末冶金技術在高強度鋁合金生産中的應用，終于解決了鋁殼燒穿的問題，到20世紀70年代初，鋁殼的實用化基本實作。1972年8月，法蘭克福武器廠測試了由7475鋁合金制成的5.56毫米步槍炸彈的改進版本。試驗是用三支M16A1步槍進行的，每支步槍發射4000發子彈，并分為三種情況，一種是正常壓力射擊，一種是在高載荷壓力條件下發射的，一種是預先刻在鋁殼壁槽中，以模拟炮彈外殼的弊病的加工。然而，測試中的三支步槍都沒有停止射擊或其他故障，測試後，步槍的自動機構和氣管沒有殘留物，仍然可以使用。包括預雕槽中的180個殼體，對13，940個殼體進行了檢查，沒有發生燒穿或破裂，證明7475個鋁合金殼體确實是可行的。1975年，同樣由7475鋁合金制成的鋁制彈藥筒成功應用于A-10攻擊機GAU-8機炮中使用的30毫米機殼。今天，鋁制炮彈用于美國空軍使用的各種口徑空中炮彈。
在美國軍事裝備序列中，鋁制炮彈最廣泛地用于空中炮彈和低壓手榴彈。
在彈藥方面，今天使用的鋁制炮彈仍然不多，但并非沒有它們。例如，在美國，有一家名為CCI的彈藥公司，它早在1980年代就推出了Blazer系列手槍，到1997年已經發展到提供七種普通口徑和24種彈頭配置，包括如10毫米AUTO、.357 Magnum、.44 Magnum等相對高壓的品種，在美國私人市場上仍然很容易看到， 它的價格比銅殼手槍炸彈便宜大約五分之一，但比鋼殼子彈貴。Blazer系列手槍彈主要用于民用，警察、軍用手槍炸彈仍以銅彈為主。考慮到鋁合金在高壓氣體的作用下容易出現裂紋或小孔，這些商用鋁殼是一次性的，不能用于曲目，這也限制了它們的表面。
美國民用市場上的Blazer 9mm鋁殼手槍炸彈
其次，鋁與鋼和黃銅相比有什麼優勢，鋼和黃銅更常用作殼體材料？
應該說，鋁的優點并不明顯，如果有的話，最重要的隻有一個，那就是輕。純鋁的比例為2.7克/立方厘米，鋼的平均比例為7.85/cm3，前者僅為34.4%，鋁合金由于添加了銅、鋅、鎂等成分，平均比例約為鋼的36%，而黃銅是三者中最重的，平均比例為7.85/cm3。這三種材質的外殼如果大小相同，鋁殼是最輕的。換句話說，在相同的重量條件下，鋁制炮彈可以攜帶更多的彈藥。以美國6毫米SAW子彈為例，鋼殼的重量為15克，鋁殼僅為11.6克，攜帶300發子彈的鋼殼炸彈為4.5公斤，對于鋁殼炸彈，可以額外攜帶87發子彈。另一個角度，從材料消耗的角度來看，同樣制造6000發30毫米的器官外殼，如果使用鋁殼，隻需要消耗1噸鋁，而如果使用鋼殼，僅外殼重量就将近3噸。除了消耗材料外，輕型彈藥顯然比機載武器系統具有優勢。
美國的6毫米SAW試驗炸彈從鋁殼（右）開始，但最終選擇了鋼殼
此外，與鋼相比，鋁殼比較柔軟，加工時模具損失小，使用時對子彈、斜坡等部位的磨損比較小，可以減少零件磨損，提高武器壽命。同時，與鋼相比，鋁的化學穩定性更好，長期儲存在機械性能上不易改變，也不易生鏽。但就這些性能而言，鋁殼明顯不如銅殼。特别是鋁合金熱容較差，與同銅殼相比，炮彈吸收和帶走的火藥熱量少，如果用于全自動武器，槍管更容易過熱，造成彈藥自燃等事故。
湖南工業大學殼體鋁沖壓成型的殼殼顫音的制造技術與傳統技術沒有根本差別
從經濟上講，應該說鋁沒有達到應有的水準。在自然界中，雖然鋁元素的儲備，但由于性質比較活躍，精煉難度大，能耗較高，電解鋁目前價格在18-200萬元/噸，至于制造殼體高性能鋁合金的價格至少高出50%。相比之下，黃銅在4.5-53000元/噸，而碳鋼隻有3500元/噸以下。可見鋼價格仍然最低，而作為普通彈藥的炮彈材料，鋼的性能完全滿足了需求，而幾十年來在大量裝置、機彈使用方面的成熟經驗，長期使用銅塗層鋼、塗漆鋼和鍍銅鋼等鋼基炮彈材料，隻是近年來在狙擊槍彈等各類彈藥上需要強調精度上使用銅彈殼。
國産銅蓋鋼殼，價格低廉，可滿足基本需求
鋁合金應用的另一個限制是材料性能的差異。對于同類型的彈藥，銅殼和鋼殼的尺寸可以完全一緻，但鋁和銅、鋼兩種材質在特性上有很大的差別，特别是延展性、抗拉力低，是以炮彈底耐高壓部分的壁厚一般需要增加，如果按照現成的尺寸制作， 往往不能保證基本性能，容易出現問題。是以即使是同一種彈藥，換成鋁制外殼後，也可能需要從工藝到結構進行重新設計，壓力越高，外殼的尺寸越小越大。例如，1972年8月，法蘭克福工廠成功測試了14000發鋁彈的炮彈，不僅對炮彈進行了預處理，而且炮彈底部還裝有特殊的矽橡膠密封蓋，即使炮彈出現小孔或裂縫，也不會影響發射安全。一旦需要這種"專業化"，成本往往會居高不下。範教授聲稱"由新材料制成的子彈比傳統炮彈輕65%，成本低約75%"，這是在實踐中難以實作的理想化實驗室資料。
鋁殼如果缺乏合适的儲存條件，則不比鋼殼更耐腐蝕
第三個問題，我國鋁合金外殼的應用水準如何？
首先，需要指出的是，國内鋁合金材料外殼的制造和使用并非一片空白，已經有許多成功的産品和經驗的借鑒。據公開資料顯示，至少從1981年開始，國内開始發展鋁合金殼體，當時被稱為"輕合金材料"殼體。經過相關金屬冶煉廠和軍工企業的成功，紛紛仿制了7075和7475等高性能鋁合金材料，在此基礎上，經過十多年的探索和大量試驗，在20世紀90年代下半葉自行研發出具有自主知識産權的鋁合金品牌， 其特點是屈服強度高，抗拉強度強，以其加工外殼，在應力腐蝕的影響下破裂，貯存時間長，能滿足戰術技術要求。在網上随意搜尋一下，可以發現，有時間較早由重慶大學等機關撰寫的《鋁合金殼體成形工藝優化與熱處理工藝研究》等論文。是以，即使湖南工業大學的産品得到裝置，也絕不會是"全國第一"
在國産軍用彈藥中，鋁彈的比例一直很高
鋁殼的使用首先用于民用和警用産品。早在20世紀80年代，伲華前機廠的國産"金環"霰彈槍彈丸就開始使用鋁制彈殼。随後，根據國外産品仿制的38毫米防暴炮，其發射催淚瓦斯、雷管、煙霧彈等非緻命彈藥，還研制出相應的鋁制炮彈。鋁制炮彈在軍用彈藥中的真正用途始于對單人手榴彈的模仿。在越南自衛反擊中，我軍繳獲了美國制造的M79單發、M203炮懸挂的兩枚榴彈發射器及其使用的M406高爆手榴彈。他們的研究和模仿，特别是M406配合表體的槍械保險設計、内部預制凹槽沖壓作戰部以及采用鋁合金外殼的擠壓方法等先進技術，對國産單人榴彈發射系統的發展起到了重要的參考作用。當時國内的研究剛剛起步，經過多年的消化吸收，到20世紀90年代初已經正式定型了91型防暴榴彈發射器和配套的35毫米系列防暴彈藥，雖然口徑有所減小，但在系統的整體原理、結構設計上，尤其是槍管結構上， 制造過程中，91型防暴彈都受到了M406手榴彈的極大影響。在此基礎上，随後開發了一系列具有不同結構布局和自動方法的35毫米/40毫米榴彈發射器，包括最新的QLU11 35毫米狙擊手榴彈發射器，其外殼由鋁合金材料制成（實際上，各種鋁合金也大量用于彈藥的其他部分，包括發射器本身）。另一種經常使用鋁制炮彈的國産武器是QBS09軍用霰彈槍，由于重型鎢合金彈丸與其比對的09彈丸一起發射，為了減輕彈藥的重量，同時保持更好的服役性能，炸彈還采用了鋁合金彈殼。此外，近年來，出現了一些鋁/塑膠混合材料外殼的新嘗試，主要在安全氣囊炸彈、教練炸彈等新型子彈上。由于應用廣泛，相關報道稱，湖南工業大學解決了我國自主制備鋁合金專用材料的"卡脖子"的技術瓶頸，可能略顯誇張。
金環鋁彈槍炸彈（下圖）和嘉陵牌塑膠彈丸（上圖）
38毫米催淚瓦斯罐的鋁殼經過擠壓成型後由汽車制成
越南自衛反擊中繳獲的美産40毫米手榴彈，在國産手榴彈的發展中發揮了很大作用
各種鋁合金材料已廣泛應用于國産自動榴彈發射器及其彈藥
最後，這也是一個半問題，那就是，現在國産鋁殼應用的短闆在哪裡？這種差距主要展現在加工過程中。與國外産品相比，國内鋁殼擠壓成型表面明顯不光滑，留下明顯的加工痕迹，尺寸不準确，特别是長直徑較大的殼體，絕大多數是最終的汽車系統，這也是國内殼體的常見病害。當然，這并不妨礙國産鋁殼的使用品質。湖南工業大學新材料研發，主打12.7毫米大口徑機槍彈殼，稱"鋁合金炮彈壓力大于400MPa，抗瞬時高溫超過1000°C，彈頭初始轉速為1200m/s以上，與鋼殼相比，整體品質降低了20%以上（這裡和前面提到的失重65%存在沖突），"都是指這個12.7毫米的炮彈。然而，僅從公布的照片來看，12.7毫米的外殼使用Boksai風格的底腔，沖壓或擠出精度低，外殼的表面光潔度品質非常一般。至于用于顯示器的三鋁合金泰隆，則是粗加工。事實上，要證明新工藝非常簡單，因為35毫米榴彈、09枚射彈都是在湖南本地生産的，如果湖南工業大學工藝能夠有效解決他們目前的生産品質問題，那麼這些工藝肯定是真正有效的。最後，請注意，新聞結尾有一句話，"目前，新材料外殼正在進行正常的低溫、高溫等試驗，并向工業化生産方向努力推進"，即即使性能合格，尚未解決批量生産的問題，也可以投入生産， 它的成本終于未知。
國産09外殼底部的汽車系統痕迹明顯
國産12.7毫米鋁底塑膠外殼複合材料空包裝炸彈
就我而言，我衷心希望湖南工業大學的這些成果真的有含金量，能夠成功付諸實踐。但就鋁殼而言，個人并不認為這是一個有希望的科學方向。綜上所述，現有的鋼銅殼材料目前還沒有被鋁合金材料取代的迫切需要，在目前的情況下，鋁殼并不具有特殊的戰略意義或特别廣闊的應用前景。即使真的需要以後的替代，更大的可能性是目前興起的聚合物彈殼，甚至是無殼炸彈，而不是金屬合金彈殼。
聚合物彈彈代表了軍用彈藥最有可能的未來方向