大炮在开炮后为什么炮管会往后缩?
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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