增程技术：防区外发射
战争中，交战各方均千方百计地寻求己方兵器能够防区外发射，射程就成为兵器设计的重要技术指标之一，而增程是兵器技术发展的推动力。随着科学技术的不断发展，历史上出现的各种新技术，都被用来发展增程技术，使兵器的射程产生质的飞跃。那么，都有一些什么样的增程技术呢？
随行装药增程技术。对于利用火药发射的弹丸，高初速是增大射程的重要因素。提高初速的关键是膛压曲线形成平台，平台越宽、越高，获得的初速就越大。如果能在弹丸发射过程中造成定压发射，则提高初速的效果更好。随行装药就是利用压力平台效应提高初速的一种方法。我国已在120毫米反坦克炮上使用了随行装药。随行装药的原理是：在击发底火后，先点燃中心点火管内的点火药，再逐步点燃主装药和可燃药筒；主装药燃气携带药粒一起运动，形成典型的气固两相流动；随着膛压升高，弹丸开始运动；当管内压力上升到一定程度时，点火管开始破孔或开裂，随行装药适时点燃。由于加入了新能量，使压力曲线不降低，形成压力平台，从而增大了弹丸的初速。
液体发射药增程技术。传统的火炮，都以固体发射药作为能源。常规火炮的内弹道过程，是靠固体发射药的燃烧迅速产生气体，形成高温、高压燃气，推动弹丸运动获得初速，使弹丸飞向目标。由于固体发射药的固有特性，使火炮的射程提高遇到很大困难。固体发射药的极限速度为2km/s。液体发射药与固体发射药的根本区别是发射药的形态由固体变成了液体。液体发射药火炮有三种设计方案：整装式、外部动力喷射式和再生喷射式。目前世界各国重点发展的是再生喷射式液体发射药方案。燃料最初装在贮液室1中，贮液室与燃烧室3之间由活塞2隔开。在内弹道过程中，由点火作用推动活塞压缩贮液室中的液体燃料，通过活塞上的喷射孔将燃料喷射到燃烧室，并使其雾化和充分燃烧，生成燃气推动弹丸运动。该技术可以通过控制液体燃料的喷射规律达到膛压曲线的平台效应，从而获得高初速。液体发射药的点火、燃烧及内弹道过程与固体发射药有显著区别。它主要取决于液体药的喷射，即通过控制活塞运动及喷孔结构参数实现性能控制。试验证明，再生式液体发射药火炮能为武器系统提供所需的弹道控制，其关键技术不是弹道，而是再生系统在野战条件下的可靠性和持久性。如美国开发的液体发射药，使现役155毫米标准榴弹炮的射程达到65千米。
冲压增程技术。固体燃料冲压发动机增程弹由进气口、喷射器、燃烧室、燃料壁和喷管组成。弹丸从膛内发射出去之后，获得很高的初速。在高速飞行中，空气由弹丸头部的进气口进入弹丸内膛的喷射器，然后进入燃烧室，空气中的氧与燃料充分作用，燃气流经过喷管加速，以很高的速度，从喷管喷出，使弹丸得到很高的速度。由于利用空气中的氧燃料用量较少，并且能与空气充分接触，混合燃烧，所以固体燃料冲压发动机增程弹具有比火箭增程弹高4～5倍的比冲，达800～1000s，增程量比底部排气弹增加2倍以上。美国研制的203毫米冲压发动机增程弹最大射程为70千米，155毫米冲压发动机增程弹最大射程为50千米。
新型发射技术。新型发射技术大体上分为三种类型：电磁发射技术，电热发射技术，电热—化学发射技术。电磁发射技术亦称电磁炮技术，它是依靠电磁力推进弹丸。电热发射技术亦称等离子体脉冲加速器技术或电热炮技术，它是基于在药室内两电极间的高压电弧放电，使工质产生等离子体并和未电离的中性气体所形成的热压力及部分电磁力加速弹丸。电热—化学混合发射技术亦称电热—化学炮技术，它使用电能和化学能混合能源，利用电热发射技术产生高温等离子体流，使火药充分释放出大量化学能，以热压力推进弹丸运动。这种发射方式非常接近传统火炮的发射方式，且需要的电能少，可使武器系统质量减轻，体积相应减小，故成为近年来电发射技术中最有可能实现武器化的一种方式。美国FMC公司已研制了功率9兆焦耳的20毫米电热—化学炮。
弹形增程技术。弹形增程技术主要通过改变弹丸结构以达到增程的目的。现代远程榴弹大都是旋转稳定的圆柱形弹丸，弹形减阻的关键是减小波阻和底阻。对波阻影响最大的因素是弹全长与弹头长占全弹长的比例。影响底阻最大的因素是尾部长及船尾长。为了减小阻力增大射程，远程榴弹的弹长及弹头长占全弹长的比例发生很大变化，老式榴弹弹长只有4.5d左右，远程榴弹弹长超过6d以上，可使阻力减小30%以上。此外，弹丸在飞行过程中由于攻角的存在而产生的诱导阻力对射程也有一定影响。在攻角小于10°的情况下，诱导阻力将与攻角的平方成正比。因此，在弹丸飞行中应尽可能减小攻角，主要是减少起始扰动引起的攻角以及动力平衡角。在弹炮总体设计时，必须合理匹配相应参数，以减小不利因素带来的射程损失。
空心弹减阻增程技术。空心弹属超音速旋转稳定弹。它的飞行部分是中空圆管或圆筒，因此又被称为管形弹或筒形弹。与普通弹丸比较，一个设计合理的空心弹，在头部、空心管内和尾部，可以形成均匀的超音速流场，能够消除占总阻50%左右的波阻和占总阻30%左右的底阻。射击试验证明，空心弹的阻力可以减小到普通弹的1/3～1/2。空心弹虽使摩擦阻力增加一倍，但由于摩阻占总阻的比例很小，所以空心弹的总效果是使阻力大幅度减小，同时由于特殊的弹体结构，空心弹可以消除弹头前部的激波。在超音速飞行条件下，大量气体从空心弹后部排入弹后回流区，提高了底压，并使尾部外边界流线变直从而减小或消除尾部波阻和底阻，提高炮弹的射程。加拿大105毫米L7A1型坦克炮脱壳穿甲弹，就采用了空心弹丸减阻技术。
底排增程技术。圆柱形弹丸飞行过程中在弹尾部会形成一个低压区，产生底部阻力。在超音速条件下，对于一般圆柱形弹丸，底阻占总阻的30%左右。对于低阻远程弹，底阻占总阻的50%～60%。如果想办法向尾部低压区排放气体，提高底压，就可以减小底阻，增大射程。如果把尾部低压区考虑成周围被气体边界包围的一定空间，根据气体热力学原理，向这一空间排入质量或向这一区域排放热量（相当增加能量），都可提高这一空间的压力，这就是底排增程的基本原理。底排增程技术有以下优点：弹丸威力有保证；弹丸外形变化不大，可以采用低阻弹形；在增程药量不多的条件下可增程30%左右；增大了存速，减小了动力平衡角。它的缺点是结构稍复杂，增加了弹长、弹质量，使惯量比增大降低了稳定性，密集度比普通弹要差些。如比利时155毫米榴弹炮原射程为30千米，改用底排增程弹后达到39千米，增程率为30%。我国59式130毫米加农炮采用底排增程弹，射程从27千米增加到38千米，增程率达40%。
火箭增程技术。火箭增程弹靠火箭发动机产生的高速后喷气流对火箭产生反作用力，再加上火箭发动机出口处的压力与大气压力之间的压力差，产生向前的推力，增大火箭向前的速度从而达到增程目的。由于火箭弹的弹体内要装燃料，因而对战斗部的威力有一定负面影响。火箭增程技术在二战期间就已开始研究了。在各国新近研制的先进火炮系统中仍有利用。如法国射程33千米的155毫米TR1火箭增程弹，俄罗斯射程50千米的203毫米257火箭增程弹。
滑翔增程技术。炮弹滑翔增程原理是炮弹在飞行中能产生比较确定的（不是随机的）向上的升力与重力平衡，使炮弹在垂直方向加速度很小，从而使其飞行较远的距离，达到增大射程的目的。炮弹以一定的初速发射出去，一出炮口尾翼张开保持稳定飞行，出炮口几秒后弹上的小型火箭助推发动机工作，给弹丸以推力帮助弹丸（爬高）增程，发动机工作结束后炮弹像普通尾翼弹一样继续在升弧段上飞行；当在升弧段某时刻，弹载探测系统开始工作，中舵张开，差动控制调整弹体姿态，保证弹体在进入滑翔段时姿态正常；在弹道顶点附近前舵张开，根据弹上的滑翔控制系统调节舵机与舵翼匹配，不断调整炮弹的滑翔姿态，向前滑翔至弹道终点。滑翔增程技术的优点是在初速不高的条件下，可以得到一般远程弹的射程，较好地解决射程与机动性、射程与威力的矛盾。其缺点是要解决尾翼张开的控制问题，增加了结构的复杂性。
复合增程技术。当利用一种增程技术难以达到最佳效果时，为了满足各种战技指标，往往要同时采用几种增程方法，这就是复合增程的设计思想。比较典型的复合增程技术是底排火箭复合增程技术。它的原理是：弹丸在空气密度很大的空间加速，由于速度增加很快，空气阻力也增加很快，因此将损失较多速度。如果在空气密度较大的区域，保持低阻力，使速度损失很小，当弹丸进入空气密度较小的区域，再加速，这样速度损失小，可以使增程率更高。当然，还有其他很多种复合增程技术，如火箭助推/亚音速滑翔复合增程弹，冲压/超音速滑翔复合增程弹等。
从20世纪60年代开始，远程火炮与火箭的射程以每10年约25%～30%的速度增加，地面火炮的最大射程已达40～50千米，已研制成功的远程火箭射程可达70千米，而射程150千米以上的超远程火箭炮也正在研制之中。在未来，发射武器的射程还会进一步增大，各种复合增程技术将起主导作用，冲压增程技术，滑翔增程技术将会发展到工程应用阶段。新型发射能源将使发射武器获得更高的初速，使发射武器的射程得到大幅度提高。