单兵筒式武器主要被用于在一定距离攻击敌方坦克、步兵战车和野战工事等战术任务中。由于该型武器具有轻质量、高机动性、便于携行等优势特点，使其迅速成为现代步兵反坦克、反装甲的骨干力 量，特别是在执行空降等特种作战任务的部队中广泛应用。随着现代战争节奏的进一步加快，在保证发射时筒身强度安全的前提下，进一步减轻发射筒质量成为单兵筒式武器的研究热点。

　　纤维增强复合材料是应用火炮身管设计中技术较为成熟的新型材料，具有强度高、质量轻、便于加工等优点。目前，世界各军事大国针对纤维增强复合材料在单兵筒式武器上的应用进行了较为深入的研究。其中，美军“红眼”单兵地对空导弹采用了玻璃纤维增强复合材料发射筒，战斗质量为10.2kg; 法国的“Apilas”反坦克火箭筒采用了先进的凯夫拉纤维增强复合材料发射筒，发射筒全重仅为4.3kg; 德国“PAR-67”反坦克火箭筒采用了铝合金内衬玻璃纤维缠绕成型的发射筒，极大地减轻了单兵携行负重。对于一次性使用的单兵筒式武器，其筒身大都采用玻璃纤维或者芳纶纤维，而多次重复使用的发射筒通常采用碳纤维或含内衬的混合结构。

　　由于发射筒作用环境恶劣，需要承受多次高温高压燃气载荷的作用，仅依靠复合材料来应对火药燃气的冲刷是远远不够的，通常采用金属或者陶瓷 等制成内衬筒，这种含内衬的复合材料发射筒既具 有复合材料强度高、质量轻的优点，同时也避免了纯复合材料抗烧蚀性和密封性差的问题。薄壁钢内衬碳纤维增强复合材料发射筒主要由内衬层、纤维增强层和外保护层构成。其中，外保护层通常是在纤维增强层的外表面缠绕高强度的玻璃纤维复合材料并涂抹树脂用以保护纤维增强层不受外部碰撞等破坏。

　　根据断裂力学可知，在发射时瞬态高温压力载荷作用下，纤维增强复合材料的不同成分之间首先出现了不同程度的结构变形，进而在复合材料内部萌生出微裂纹，由于内部损伤的不断积累，使得纤维自身出现基体开裂、分层失效等现象，当压力载荷继续增大后，微裂纹发生拓展并相互连接，形成明显的宏观裂纹，直至纤维出现断裂，承载能力消失。 相关试验研究发现，含金属内衬的纤维增强复合材料筒体在瞬态高压载荷下会出现内衬层断裂失效现象。

　　这是由于瞬态高压作用下纤维增强层 产生了较大变形，压力迅速卸载后，纤维回弹幅度较大，挤压钢内衬产生屈曲失稳，出现断裂破坏。尽管内衬层出现裂纹对复合材料筒体的整体强度影响较小，尚不足以形成完全失效，但是单兵筒式武器作为一种身管武器，其筒身兼顾着实现发射内弹道的功能，所以内衬层的变化对弹道的影响较大，容易造成射击精度下降、弹丸初速下降等问题。

　　“内环外螺”铺层方式容易造成内侧纤维层危险系数升高，在两种缠绕方式的交界面处存在波动，容易产生分裂断层现象。这是由于螺旋缠绕的径向压紧力低于环向缠绕，环向纤维 在内侧承载了主要的膛内压力，因此内侧纤维危险系数升高，而缠绕在外侧的螺旋纤维则负责提供切向和轴向压紧力，导致压紧力分布不均匀，在交界面处出现分层现象。“内螺外环”铺层方式内侧纤维危险系数相对下降，中间纤维危险系数升高，外侧纤维危险系数最低，这是由于缠绕在内侧的螺旋纤维径向强度被充分利用，分担了外侧环向纤维的载荷压力，尽管此种铺层方式危险系数分布相对平稳，但依 然存在着分界面分裂断层的危险。

　　“混合缠绕”铺层方式内侧纤维危险系数相对更低，这是因为内侧的螺旋纤维和环向纤维共同充分发挥了径向强度，但此种铺层方式在中间及外侧段的危险系数出现了极大的波动，即在中外侧缠绕的环向纤维危险系数逐渐下降，螺旋纤维危险系数逐渐上升，这是由于随着纤维厚度的增加，各层纤维承载力分布差异越来越大，使得夹在环向纤维中的各层螺旋纤维应力分布不均匀，容易造成螺旋纤维基体开裂的现象，进而引 起外侧纤维分层、松脱等问题。

　　阅读延伸：《碳纤维复合材料导弹发射筒的制造工艺》