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Military版 - 这技术让德国坦克拥有一绝活 炮管端酒杯跑一圈不倒
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话题: 火炮话题: 坦克话题: 后坐话题: 弹丸话题: 炮身
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有一种观点,认为坦克就是拖拉机底盘加上一门炮。对于这种说法,很多业内人士
给予解答,但多数只说到了坦克除了有一门炮以外,还有装甲防护,问题说到这一步,
还是小学水平。如果能将坦克发展历史梳理一边,以说明坦克比拖拉机扛大炮有脱胎换
骨变化的话,这是中学水平。如果能说明各个部件设计难度的话,这才是大学水平。于
是,今天我们就来聊一聊坦克要装一门火炮,有多复杂。
坦克炮与普通火炮的共同特点
首先,坦克炮与普通火炮是有共通点的。它们同样由炮身、炮闩、发射装置、反后
坐装置和瞄准机构(亦称炮控机构)等部件组成。
炮身的主要功能是赋予弹丸所需的飞行方向、初速和飞行稳定所需的旋转运动。发
射炮弹时,火药燃烧生成高温高压气体,推动弹丸在身管内加速运动。炮身由身管、炮
尾和抽气装置等部分组成,身管越长,火药气体推动弹丸的时间越长,弹丸的初速也就
越大。在发射过程中,火药气体压力高达300MPa以上,温度高达2500~3500℃,而且作
用时间仅0.001~0.06秒。所以这个射击过程是火药的化学能迅速转变为热能,再转变为
弹丸和后坐部分动能的过程。炮身应满足战术的要求,保证能够发射规定重量的弹丸;
具有足够的强度,在火药气体压力作用下不产生残余变形,并有足够的寿命(炮膛内反
复承受火药气体的热作用和弹丸导引部位与膛壁的机械作用,会造成炮膛内部的烧蚀和
磨损)。炮身应有足够的刚度,弯曲变形小,以便提高射击精度。
炮闩的主要功能,是在发射时闭锁炮膛。发射时,炮闩的闩体抵住药筒,防其后移
,并密闭火药气体
发射装置用以实现击发弹药的底火。它包括手发射装置和电发射装置。
反后坐装置是坦克炮的重要组成部分,是连接炮身和炮塔内火炮支架的弹性阻尼部
件。
坦克炮与普通火炮设计上的差别
坦克火炮射击时,火药气体压力一方面推动弹丸沿火炮轴线向前加速运动,同时向
后作用在炮塔支架上,这个力被称为后座力。如果炮身与支架刚牲连接,坦克在此后坐
力的作用下将产生较大的后移和跳动,而且为保证强度要求,炮塔支架等零部件将过于
笨重。为解决后坐力的上述不良影响,在炮身与炮塔内火炮支架之间设置了弹性阻尼部
件(反后坐装置)。发射时,炮身与支架产生相对运动,延长了射击时后坐力对炮塔支
架的作用时间,因而减小了发射支架承受的作用力。它使后坐部储经一定的后坐距离后
停下来,然后再平稳地复进到原位。在此过程中,一部分后坐动能转化为热能。
火炮工作的可靠性在很大程度上取决于反后坐装置的工作状况。一般,后坐时间约
为0.1~0.3秒,复进运动时间约为1~3秒。
反后坐装置由驻退机和复进机两部分组成,驻退机以液体为介质,将一部分后坐动
能转化为热能,同时将(部分后坐动能贮存在复进机内,当后坐终了时,复进机释放能
量。又将后坐部分推回到射击前的位置。可将坦克火炮反后坐装置布置在炮身的上方或
下方,还可以将其布置在炮身的两侧。
瞄准机构包括高低机和方向机,用以操纵火炮赋予炮膛轴线在空间的一定位置,实
现火炮射击前的瞄准。高低机控制火炮轴线高低射向;方向机用以赋予火炮轴线的水平
射向,方向机是通过转动炮塔来实现火炮水平射向的,现代坦翔主要采用液压或电动炮
控机构,而必要时也可以手动方式操纵炮控机构。
坦克火炮尾部被包容在炮塔之内,为使火炮高低俯仰运动,在炮塔前端开有孔口。
由于炮兵不论是牵引式火炮还是自行火炮,都不需要与敌军短兵相接,所以坦克火炮的
正面还要增加一个防盾设计。。由于此防盾随火炮一起俯仰,给耳轴前后火炮重量的平
衡带来一,定困难,有时不得不增加炮尾处的配重。
三代坦克以来,行进间对运动目标进行射击称为常态科目,所以车内乘员,尤其是
炮长,在狭窄的车内容易受到炮尾撞击的危险,所以坦克火炮还具备专门设计的防危板
。火炮发射后,滚烫的药筒和伴随炮膛进入车内的硝烟需要被及时清理出去,所以坦克
火炮还有药筒处理装置和炮膛抽气装置。
虽然一些型号的自行火炮中也是通过耳轴连接身管与基座,但坦克炮的耳轴还安装
有高低向稳定机,炮塔座圈也有水平稳定机。这也是考虑到坦克越野行驶时,地面的起
伏导致车体和炮塔上下、纵倾和横摇振动,造成瞄准和跟踪目标困难,使射击命中率下
降。苏联T-55坦克首先使用高低向稳定机,这项技术在德国被发扬光大,安装了双向稳
定机的“豹”2为坦克,可以用炮管端着一杯啤酒在野地里跑一圈,保证啤酒不洒、酒
杯不倒。
坦克炮与普通火炮的性能差异
坦克炮除了在结构上与炮兵使用的普通火炮存在不同,在设计强度上也有着不同的
要求。
首先,由于攻击的目标不同,炮兵使用的火炮多为攻击固定目标使用,所以弹道曲
线多以弯曲度比较大的曲线为主,于是炮兵的火炮就多为“加榴炮”或“榴弹炮”。而
坦克装甲车辆上安装的火炮主要用于攻击运动中的敌方车辆,要求打得快,弹道曲线趋
于平直,而弹丸的初速度就很大,这就是“加农炮”。
为了使弹道曲线尽量接近于平直,在弹丸重量一定的情况下,就要通过火药技术尽
量加大炮口动能。这随之带来的就是炮膛内的火药给火炮内壁带来巨大的膛压。膛压高
,则弹丸的初速高,从而提高弹丸的穿甲威力。所以装甲车辆使用的火炮最为明显的特
点就是高膛压。
而且为了提高火炮的射击精度,火炮需要给弹丸一个更长的加速轨道,这就是增长
火炮身管的长度。一般来说,坦克炮(即加农炮)身管长度可以达到火炮口径的50~60
倍。这么长的身管要承受多到的压力?以两款我们比较熟悉的坦克为例,苏联T-62坦克
最大膛压为300兆帕,德国“豹”2坦克最大膛压558兆帕,可能很多读者对于这个数据
并不是很敏感,举个例子。我们日常生活承受的大气压(一般平原地区)为0.10133兆
帕。潜水艇每下潜10米,承受的压力增加一个标准大气压,美国洛杉矶潜艇能够下潜的
极限深度为530米,也就是53个标准大气压,即不足5.4兆帕。现在对于坦克炮几百兆帕
的膛压是不是有了一个大致概念。
最近几年,随着装甲防护技术的进步,对于弹丸穿甲性能的要求也水涨船高,巨大
的膛内压力给火炮身管强度提出更高要求,于是有科学家想出了通过对火炮身管进行重
新设计来提高身管强度的办法。简单地讲,就是利用不同金属热胀冷缩性能不同的原理
,将两个金属套管套在一起,包裹在外部的部分像被子一样覆盖着里面的炮管,所以外
部这根管子称之为“被管”,当火炮发射时,身管温度增加,被管由于金属特性等原因
,给内管施加一个压力,从而抵消一部分膛内压力,这个技术被称为“火炮身管自紧”
技术。
火炮膛压带来的直接影响,就是后座力的增加。通常情况下,火炮在发射炮弹的过
程中,高压火药气体在身管内产生的巨大压力在推动弹丸的同时,也作用在炮膛底部,
这就是我们常说的后坐力。
为了抵消后座力对火炮的影响,火炮专门有一个反后座装置。它将一瞬间产生的巨
大的后坐力通过一个阻力行程,转换成一个作用时间较长的后坐阻力。就坦克而言,由
于受到车内空间限制,后坐行程一般被限制在300~600毫米之间,这比炮兵火炮的后坐
行程短得多,但需要承受的后座力,则是炮兵火炮的3~4倍。
结尾
坦克火炮与普通火炮在结构设计和性能要求上,还是有非常多的不同之处。这些技
术说起来简单,想要实现起来十分困难,因为坦克面临的作战环境是陆海空三军中最为
复杂的地面战场,很多海、空军能用的技术,放在坦克上不一定够用。今天的三代坦克
和即将来临的四代坦克,早已不是拖拉机、火炮、铁壳子三合一那么简单,而是一种集
成多种尖端技术的主战兵器。
g******t
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很快就要被无人机淘汰了
2维 vs 3维

【在 e****1 的大作中提到】
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: 有一种观点,认为坦克就是拖拉机底盘加上一门炮。对于这种说法,很多业内人士
: 给予解答,但多数只说到了坦克除了有一门炮以外,还有装甲防护,问题说到这一步,
: 还是小学水平。如果能将坦克发展历史梳理一边,以说明坦克比拖拉机扛大炮有脱胎换
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: 是,今天我们就来聊一聊坦克要装一门火炮,有多复杂。
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: 坐装置和瞄准机构(亦称炮控机构)等部件组成。
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话题: 火炮话题: 坦克话题: 后坐话题: 弹丸话题: 炮身