大炮在开炮后为什么炮管会往后缩原理和作用是什么(开炮时炮管收缩)

匿名- 2023-08-10 12:41:18

火炮在开炮时, 炮管都要往后缩一下, 然后再复原, 是什么原理

大家好,关于大炮在开炮后为什么炮管会往后缩原理和作用是什么很多朋友都还不太明白,不过没关系,因为今天小编就来为大家分享关于炮管不好的原因及解决办法的知识点,相信应该可以解决大家的一些困惑和问题,如果碰巧可以解决您的问题,还望关注下本站哦,希望对各位有所帮助!

本文目录

  1. 坦克的炮管是两根钢管焊接起来的吗为什么炮管中间有大包
  2. 现代火炮的炮管是怎样制造出来的
  3. 枪管和炮管里为什么有膛线膛线的作用是什么
  4. 大炮在开炮后为什么炮管会往后缩原理和作用是什么

坦克的炮管是两根钢管焊接起来的吗为什么炮管中间有大包

兔哥回答。首先,坦克炮的炮管并不是由两节炮管焊接起来的,而是一个整体结构。坦克的炮管口径目前最大的也只有125毫米,这个口径的炮管不用分段焊接,为整体结构。另外,坦克炮为高膛压火炮,这样做的目的很明确,就是通过大装药增大膛压,增大火炮初速。坦克炮的膛压越高,初速越大,炮弹射程越远,穿深(穿甲弹)越大,同时弹道也越平直,精度就越高。目前坦克炮的初速是所有火药发射武器中最高的。如,线膛坦克炮的初速达到了1650米/秒,如苏T72,德豹II,美国MI后期型号。而滑膛坦克炮通常达到1800米/秒以上。这么高的膛压,采用焊接炮管根本不可能。其实坦克炮是目前火炮制造中最难的,高膛压需要高强度的炮管来保证,坦克炮管通常采用身管自紧工艺增加炮管强度。坦克炮管中间段凸起的管状物是干什么的?这个东西其实是抽烟(抽气)装置。坦克炮是由火药发射的,坦克炮的火药装量大,药剂也是高能量的火药,因此开炮时火药的燃烧烟雾会窜进炮塔内,坦克的空间本来就小,而且火药气体是有害气体,对坦克乘员的身体带来伤害,时间久了会使乘员产生头晕,恶心,胸闷的感觉,严重影响坦克乘员的战斗力。因此,如何排出坦克炮塔里的烟雾始终是坦克研制的难题,二战中坦克就有排烟口,另外,那时间的坦克炮弹也没有现在的装药多,而且密封也没现在的严密,战斗中通常都会开盖通风。现在不行了,于是军工研制出了“抽烟装置”。抽烟(气)装置的原理。抽烟装置需要炮管上钻几个小孔,首先是斜向炮尾的吸烟孔,然后就是斜向炮口的喷嘴(排烟口)8个。外面就是我们看到了凸出的套管部分,里面是空的,用于储存烟雾,这个套管并不是简单的铁皮管,它能承受和炮管相同的膛压。有的套管有泄压孔,防止高压开裂。开炮时,弹头在火药气体压力下脱离弹壳向炮口运动,当通过吸烟口时,气体的压力推开吸烟口关闭阀(就是个钢球)火药气体进入储烟套管,当弹头飞出炮口时,炮管内的膛压迅速归零,在储烟套管气体压力的作用下关闭阀(钢球落下来)关闭。而套管内的高压气体沿着8个喷嘴向炮口方向射出。由于炮闩是关闭的,所以炮管尾部会形成负压,因此,在喷嘴喷出套管内烟雾的同时也会抽出炮弹壳内的烟雾,如果此时打开炮闩,炮塔内的烟气也会被抽出。这样就形成了换气作用。抽烟(气)装置的优点不言而喻。但也有缺点。由于需要在炮管上打孔,自然就损失了保贵的膛压,使初速降低。重要的是炮管的强度也受到破坏。因此,早期抽烟装置都安装在炮口位置,就是防止压破炮管,危及乘员。以后随着技术的进步,坦克炮管越来越结实,抽烟装置就安排到了中间,甚至靠后的位置。提高了抽烟效率。(个人看法,欢迎指正,图片来源网络,一并谢过!欢迎关注兔哥!)

现代火炮的炮管是怎样制造出来的

我军59-1型130毫米口径加农炮正在怒吼,炮管是火炮的最主要部件,它的质量好坏直接影响到了火炮的使用寿命和射击精度,所以各火炮制造大国都不遗余力的强化炮管制造工艺,来提高火炮的性能,那么火炮的炮管是怎样生产出来的呢?图片里是冶炼火炮钢的主要生产设备“三相交流电弧炉”,橙色箭头所指就是石墨电极,通常情况下冶炼炮管钢要使用可熔炼25吨(T)~50吨钢水之间的电弧炉才适宜,炉子太大容易出现搅拌不均匀,化学成分炉内偏析、小了钢水冶炼太少生产效率太低,电弧炉冶炼的钢水很纯净,各种有害物比较少,并且电弧温度达到了6000℃,非常适合“氧化法”炼钢。电弧炉炼钢的生产流程就是图片上示意的这样,炮管钢液合金化之后,温度合适了就可以出钢,倾倒进盛钢桶(钢包)内进行炉后作业,需要将钢水先铸造钢锭,再经过“开坯机”(初轧机)轧制成电渣重熔炉需要的各种规格直径的自耗电极(圆形棒材)。由于铸造工艺水平提高了,目前可以采用连铸方式直接生产出各种直径的自耗电极。图片上就是电渣重熔炉所用的自耗电极,电渣重熔生产的原理和我们平时看见的电焊没啥区别,只不过细焊条变成了粗钢棒,由于电渣重熔炉冶炼的钢锭都很大,最大的有430吨重!这需要很多根自耗电极。图片上这个设备就是电渣重熔炉,有三到四个机械升降臂卡住自耗电极,机械臂内部有电缆、电流输出设备…其原理和普通“电焊把”没有区别,电渣重熔就是将一根根的自耗电极熔化最后累积成一个大型钢锭,并且钢锭内部很致密缺陷很少,电渣重熔生产最大的好处就是可以生产出更大的钢锭,单个重量普遍超过25吨,而一般的模铸法浇铸出来的钢锭最大的也就十几吨的重量。电渣重熔炉生产出来的40多吨多棱型大型锻造钢锭,现在炮管用的钢锭要比它还大。电渣重熔还能出生产圆形钢锭,随着科技的进步,现代大型水轮发电机的转子用单个钢锭重量都要超过300吨级别,采用普通模铸法或者沙坑铸造方式根本生产不出来!所以,电渣重熔生产方式是重型机械制造的基础。大型炮管钢锭生产出来之后,下一步的工序就是使用万吨级别的“液压机”(油压)将它锻造成各种规格的炮管初坯,然后将其截成需要的尺寸,这个过程能耗非常大,几十吨的钢锭要将它加热到红热状态需要大量的燃料,比如:煤气或者天然气,烧这么一个大钢锭所需的燃料至少够一个1000人小区四五天的燃气用量。而万吨级别油压机(至少3万吨等级)是重要的机械工业设备,世界上没有几个国家可以制造出来,并且是技术封锁的,有钱也很难买得到!凡是可以制造炮管生产工艺的国家,都必须自己掌握万吨级别油压机制造技术,仅这一项就将200多个国家和地区阻挡在了大口径火炮制造的门槛之外!炮管初坯还要进行中心穿孔工序,然后定尺以便下一步的精锻锻造工序。3000吨级别的旋转精锻机,是把初坯加热到红热状态,使用四个重锤头将初坯在匀速旋转状态下锻造出炮管成品机械加工前所需要的尺寸,它是一个物理拉长的过程,旋转精锻机是高档的专业设备,价值数千万美元,还需要有出口许可证才能买得到,也是受严格限制的重型机械制造装备。炮管精坯锻造完成后需要进行热处理工艺,热处理工艺是炮管生产的重中之重!这道工序的技术高低直接影响到了炮管的质量,炮管的工作环境非常恶劣,既要经受发射药的高温高压气体的侵蚀,也要经受弹丸高速摩擦力,要是热处理工艺欠佳炮管的使用寿命会很短。炮管精坯热处理完成之后要进行液压矫直,这道工序也非常重要,炮管即便是出现肉眼看不到的弯曲度也会影响到火炮的射击精度,很细微的弯曲有可能出现上百米的射击误差,要是出现这样的情况火炮也就失去了精准性,甚至是使用价值!战场上是人命关天的,谁愿意使用射击精度很差的装备?液压矫直后要对炮管精坯的表面和内壁进行初步切削,并且检查是否有气孔、沙眼、夹杂…等缺陷,如果缺陷有但是很少,可以采取技术手段将其消除,如果问题很严重只能报废。

表面和内壁粗加工之后要进行炮管内壁镗转工序,就是将炮管内部切削成火炮需要壁厚。图片上是枪管钻刀,炮管钻刀外形与它是一样的,只不过大小不同,深孔钻刀的截面呈V字型,探进炮管进行切削时钢屑会从V口处排出来,不会在管内积累形成积累。外表和内壁切削加工后的炮管进入到非常关键的“自紧工艺”!自紧工艺就是使用液压或者机械手段将炮管内壁塑性变形,而外表仍然在弹性极限内,当自紧过程结束后炮管内壁会产生残余压应力,炮管外部会产生残余拉应力,炮弹发射时会产生高膛压,炮管内壁的压应力会部分抵消发射药气体所带来的拉应力,从而改善了炮管内壁的金属受力状况,图片上就是液压自紧机,那根钢棒是内芯,为了减少液体的填充量,加一根棒芯即可以固定炮管又减少了填充液的用量。自紧过程大概其就是图片所表现的这样,a是未自紧前的炮管,b是开始挤压,这个过程就是液体在数百个大气压力下形成向外扩张力,但炮管外表不产生塑性变形,而内壁挤压后钢的密度会有很大的提高,c是自紧后炮管内壁的状态。炮管自紧后还要进行最后的稳定化热处理,为了防止炮管受热出现细微的弯曲,需要放在“竖炉”当中,在300℃的温度内保持6个小时的时间。稳定化热处理之后开始进入到炮管制造最关键是膛线加工工序,图片上这个设备叫做“深孔窥探仪”,将它的光纤探头伸进管内进行每一平方毫米面积的检查,就是看看炮管内壁有没有细微的裂纹,图片上这台设备别看体积不大,但是价值超过10万块钱。巨型拉刀,拉刀是加工炮管膛线的主要工具,由于形状复杂它的制造非常困难,上面需要安装上千个金属陶瓷刀头(硬质合金)根据炮管直径的不同它的直径规格也有粗细,价格从万余美元到几万美元之间不等。膛线的加工完全要靠高级技师的经验,因为它是深孔加工工艺,外面根本看不到内部的切削情况,需要高级技师通过刀杆的振动和切削冷却油的温度进行判断内部是否切削正常…这需要有几十年的工作经验积累才行!即便是这样世界各大火炮制造国家,每一年在这个工序上也要有上万吨的废品出现!

膛线加工完成后还要进行精磨工艺,就是将加工时所产生的金属毛刺处理掉,再研磨成最终需要的炮管直径精度,精磨工序之后还有“镀铬”工艺,使炮管更加耐高温气体腐蚀…。

通过前面这些简要的图片说明就可以了解到火炮炮管的制造是极其繁琐的!它的制造完全是现代大工业的产物,没有50年甚至上百年的重工业化根本制造不出来火炮!还需要国家每一年都要进行巨额资金投入形成产业链才行,而与这条产业链相关的工人、工艺师、工程师少则数百万,多则上千万,这些人的教育与培训工作又要花费巨额资金,工厂的建设、设备的安装、人员培训,这三比费用至少要上千亿的投入!

所以,目前世界上可以制造火炮的国家就那么几个,各个都是强大的工业化国家!而其他国家若是想自己制造火炮,就得进入艰苦卓绝漫长的工业化才行,否则根本没有可能制造出来火炮。

枪管和炮管里为什么有膛线膛线的作用是什么

简单说为了增加子弹或者炮弹的杀伤力和射程。

有膛线的武器,弹头在穿过枪管时产生自转,离开枪膛后增加弹道的稳定性、有效射程和终端的杀伤力。当弹头自转时,子弹或者炮弹以质心为中心做圆锥运动,使弹轴与弹道切线始终保持很小的摆动角,(具体理解参考陀螺自转时的状态)这样子弹就不会在空中翻到,保证延旋转的轴心方向飞行。同时,与空气的接触面因旋转而受力较小,保证了杀伤力。

上边一系列的概念还有两个重要的名词:缠度和子弹旋转度

缠度(膛线密度):膛线缠度不能太大,那样影响子弹在枪管中前进的动能;太低则子弹的稳定性不够。弹种越长(手枪弹、步枪弹、炮弹)其缠率越高。比如,发射5.56×45毫米SS109北约弹和L110曳光弹的M16A2步枪则拥有1:7英寸的缠率,民用的AR-15步枪则通常有1:12英寸~1:9英寸之间的缠率;而发射.45ACP的M1911手枪则拥有1:16英寸的缠率。发射球状弹丸的前装枪因为长度直径比最小(等于1),缠率也最小,通常只有1:72英寸~1:48英寸。

子弹旋转度(枪口初速的性能质)过快的旋转速度会超过子弹的设计极限,可能造成子弹飞行偏离。

最后,膛线还有一个作用:那就是每一把枪制造出来后都是有唯一的膛线特征,如同人类指纹一样。因此,可以通过比对子弹的划痕来辨别是什么枪打出的子弹。

大炮在开炮后为什么炮管会往后缩原理和作用是什么

现代火炮在开火时,炮管都要往后缩一下,然后再回复原位,是因为现代火炮大部分都是管退炮。

不光火炮炮管开火时后退,很多枪械的枪管也会向后缩一下。比如M107巴雷特反器材狙击步枪,还有很多手枪的枪管短后坐,都是为了缓冲后坐力。

现代火炮上有制退复进机,分制退、复进两个部分。炮管与制退复进机相连,制退复进机安装在炮架上。

制退机采用液压原理,由制退管、活塞及液体组成。火炮开火时,火药燃气一边将炮弹发射出去,一边推动炮管向后运动。制退管中的活塞压迫液体从漏口流到另一端,提供制动力。与此同时,复进机中的气体也被压缩。当后坐结束后,高压气体推动炮管回到原位。

整体后坐过程中,炮架基本不动,再次发射时就不需要矫正瞄准,只需装填炮弹即可,使得射速大大提高,一分钟能发射几十枚炮弹。为快速射击的高射炮、速射炮奠定了基础。

火炮刚出现时可不是这样子,那时的炮管与炮架是刚性连接的,没有缓冲后坐力装置。开炮时,巨大的后坐力将整门炮推离炮位,甚至蹦起来,不但损伤火炮,也容易砸伤炮手。

每次开炮后,都要将火炮推回原位,重新校准,每次瞄准都是孤立事件,无法借助弹着点修正射击。火炮射速极低,几分钟,甚至几十分钟才能发射一次,早期的舰炮、红衣大炮都是如此。

口径较小的火炮,还能通过增加重量提高稳定性,但大口径火炮就不行了。据测算,85毫米口径火炮,要想阻止炮架后移,起码要30吨以上,这是不可想象的。这么重的炮,谁拉得动呢?

后来人们发明了有上下炮架,带斜坡滑轨的架退炮。它的炮管与上炮架仍是刚性连接,但上下炮架是分开的。

开火时,上炮架沿斜面滑轨后退,轨道末端有弹簧。后坐结束,上炮架也移动到斜面高点。然后在重力、弹簧和人工的合力下,将上炮架推回原位。

这种方式比原来的刚性连接先进,上炮架在滑轨上运行,精度提高了不少。甲午战争时,北洋水师的定远舰、镇远舰上,就装备了这种架退的克虏伯、阿姆斯特朗舰炮。还有很多架退岸炮。

▲克虏伯舰炮

这种架退火炮射速依然很慢。于是在当时的海军强国中,中小口径速射舰炮开始流行。它是一种管退炮,是火炮技术的一大进步。

它的炮管与炮架不再刚性连接,而是安装水压、弹簧原理的缓冲器,是弹性连接。

中小口径速射炮一经出现,就受到各国海军的追捧。装备大量管退速射炮的巡洋舰有了对抗铁甲舰的资本,催生了“洗甲板”的新战术。

后来海军舰炮向陆军转移,其革命性的创新,要数法国的施耐德M1897式75毫米野战炮。

这门炮在火炮历史上大名鼎鼎,是现代野战火炮的鼻祖。被法国人爱称为“75小姐”,是炮兵的亲密爱人。

▲75小姐

在电视剧《亮剑》中,李云龙攻打平安县城,向二营长大吼:“你的意大利炮呢!”这门意大利炮就是法国的“75小姐”,之所以叫意大利炮,是因为这种炮是从意大利转口来的,刻有意大利铭文,被误认为意大利制造。

早期的制退复进机是弹簧缓冲的,也叫“弹簧制退机”。后来的“气体制退机”,它们原理相同,但缓冲能力都很有限。

19世纪末,法国工程师路易斯·巴奎少校发明液压式制退机,成为火炮设计的热门之选,但其短后坐方式仍有很多不足。

1890年,德国人阿登纳.豪赛尔发明长后坐液压制退机,本想卖给德国克虏伯公司以获取厚利,但老奸巨猾的克虏伯看到液压装置的漏油问题难以未解决,所以拒绝了。豪赛尔一气之下将专利卖给法国人,当时普法战争结束不久,法德还在相互敌视中。

▲架退炮

法国人受此技术启发,1897年莫阿发明了实用的水压气体式制退复进机。同年,德维尔将军、德波尔上校、里马伊奥上尉三人小组研制的M1897式75毫米野战炮获得成功。这是世界上第一门现代化野炮,标志着野战火炮进入管退时代。

“75小姐”的超高射速让法国陆军欣喜若狂,该炮原本设计目标15发/分,对于当时2发/分的火炮射速来说,已经是一个极高的目标了。但“75小姐”在实验中轻松打出30发/分,甚至极速45发/分的惊人记录。即使普通炮手也能轻松打出20发/分的好成绩。

法国陆军将这个机密捂得严严实实的,为了掩人耳目,误导德国,甚至搞出了轰动一时的“德雷福斯冤案”,冤枉了一个正直而善良的犹太人。

民国时期,“75小姐”辗转来到中国,在抗日战场上发挥了重大作用。

从此,世界火炮进入一个崭新的时代。各种液压的、弹簧的、分体的、一体的新式制退复进机广泛的应用在各类火炮上,成为现代火炮的主流。

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一发炮弹7吨重 这些超级大炮一开炮, 都能把人活活震倒
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