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时代的弃儿,浅谈无后坐力炮,曾经火遍全球如今却被火箭筒代替

上世纪20年代,西方各国提出了无后坐力炮的概念,这种新火炮就是将传统的炮闩去除,达到火炮发射时不后座的目的,几十年后一个美国人拿出了一个成熟的方案,在火炮的后部安装一个易碎的配重,发射时能大幅的减少后坐力,但是这种结构的无后坐力火炮能量损耗太严重,无法达到普通穿甲弹所需的炮口初速,到了1936年俄国人再一次做了改进,他们将后部的配重换成带有喷嘴的炮闩,这个设计从此就基本奠定了无后坐力炮的技术结构。但是这种火炮和传统的火炮比起来还是存在能量损耗的问题,穿甲效率一直都很低,直到二战后期空心装药技术的成熟,才让无后坐力炮走上了历史的舞台,这种不依赖于炮口初速的新型弹药能大幅弥补无后坐力火炮的短板。二战期间德国人率先装备了75毫米LG40型无后坐力炮,这种灵活轻便且威力不俗的武器被普遍装备给伞兵部队和山地师,但是受制于德国捉襟见肘的战争资源,无后坐力炮的产量都很小。

▲喷管型无后坐力炮的基础原理,炮弹发射时一部分的能量用于推动炮弹前行,另一部分的能量通过尾部炮闩的喷管以火药燃气的形式喷出,只要适当的改变尾部喷管的结构和形状来控制动量,就能到达消除后坐力的目的,此外还有两种不常见的无后坐力炮结构,戴维斯型就是上文提到的在后部放置易破碎的等质量配重的结构,弓弩性就是在配重和弹药之间增加一个活塞,用这个活塞控制燃气以相对缓慢的速度溢出,这种设计能大幅减少尾部的火焰,提高隐蔽性

二战结束以后无后坐力火炮迎来了黄金期,上世纪50年代前后世界各国开始大量装备无后坐力炮,小到57毫米,大到155毫米,各式各样应有尽有,但是好景不长,无后坐力炮的发展很大程度上依赖于破甲弹,但是随着装甲防护技术的飞速发展,无后坐力炮的作用受到限制,随后单兵火箭筒的出现彻底的将无后坐力炮打入了冷宫。无后坐力炮发射时会产生大量的火焰和烟雾,暴露目标的同时也有可能误伤到自己人。想要提高穿甲威力就必须提高火炮口径和改进弹药,但是这样一来整炮的体型就会越来越大(有时候必须用轻型车辆来搭载)。于是无后坐力炮就陷入了一种尴尬的地步,威力不如传统火炮,机动性和隐蔽性又不如单兵火箭筒,于是这位昔日的猎手一下子变成了目标巨大的猎物。

▲M50A1型"奥图斯"自行反坦克炮,该战车安装了6门联装M40型106毫米无后坐力炮,从该战车中就能看出当时人们对无后坐力炮的痴迷,但是好景不长,反坦克导弹的出现彻底取代了无后坐力炮

▲车载的无后坐力炮,为了提高威力只能牺牲便携性,生存性大大降低,这种基本就是在战场裸奔的武器根本对苏联的钢铁洪流构不成威胁,升级装甲还不如发展常规火炮,提高便携性还不如发展单兵反坦克导弹。

尽管如此,无后坐力火炮还是在武器发展史上留下了别样的一笔,下面我们就从结构组成来一探无后坐力火炮的奥秘。

炮身

炮身的主体部分就是身管,起着引导炮弹和承受膛压的作用,同时固定各种设备和连接炮架,从分类上来说有线膛和滑膛之分,线膛炮管可以发射旋转稳定炮弹和空气动力稳定弹,受到低膛压的影响,旋转稳定炮弹弹带必须事先刻好槽沟,而滑膛炮只能发射空气动力稳定弹。作为消除后坐力的重要结构,炮尾和炮闩部分则是无后坐力炮的重中之重。

▲上图为美军无后坐力炮的装弹过程,无后坐力炮的闭锁装置和常规的火炮还是相似的,中心喷管结构的无后坐力炮整个喷管就可以看成是一个炮闩

首先炮手通过手柄让炮闩沿着炮轴线转动,使上面的断藕齿和炮膛解锁,然后通过一个杆状的闩臂轴使炮闩离开炮膛,当炮弹装入后部的炮膛后,炮手用同样的方式关闭炮闩达到闭锁的作用,因为该过程中有两次操作,所以这种闭锁方式又被形象的称之为两次转动闭锁,这种闭锁方式结构强度和刚度较好,因为炮闩的受力点按圆形均匀分布在啮齿上。但是对于速射的直射火力来说该过程有些繁琐,操作时间长,发射过程中火药残渣容易附着在断藕齿的啮合面上面,在长时间的射击过程中残渣会越来越多,导致后续的操作过程越来越费力。所以又简化出了一次转动闭锁装置,这种装置的炮闩啮齿面和炮尾在分离的时候没有相对的滑动,是一个逐渐分离的过程,这种闭锁结构灵活可靠,但是缺点也是很明显,因为火药燃气只作用在闩轴和闭锁杆,作用力分布不均匀,刚性和强度都比较差。如果一味的增加质量达到加强强度的作用,那么炮闩又会很重,灵活性下降。此外也有一些无后坐力火炮选择从前部装填,这也就省去了繁琐的闭锁过程。为了避免闭锁不完全发生的事故,一般都会安装一个保险装置,达到特定条件不能击发的作用。

▲一门采用一次转动闭锁的无后坐力火炮,火炮的作用力全部作用于中间的闭锁杆以及两边闩轴组成的一条直线上,导致了受力不均匀,这条直线出了问题整个炮闩就闭不了锁,不像二次转动炮闩有数层按照圆形闭合的啮合齿

无后坐力炮的后部喷管也相对复杂一点,它可以控制火药燃气的量和状态,所以对火炮的稳定性和内弹道性有着较大的影响,首先喷管的强度要高,发射时产生的危险区域要尽量控制在最小,而且要耐火药燃气的大量腐蚀,更换起来也要方便,一般来说喷管的形状有三种:

  • 中心喷管:这种喷管的火药燃气通过中心喷出去,所以结构比较简单,但是缺点就是由于部分火药燃气不充分燃烧就从后部的空间喷射而出,火药的利用率不高,导致了其内弹道性较差,而且只能发射空气动力稳定弹药,如果发射旋转稳定弹药则不能提供旋转作用的扭矩,而且击发装置只能安装在炮管尾部侧面,也就是侧面击锤式击发装置,击锤摆动幅度过大容易影响整炮发射的稳定性,但是好处是由于击发装置不受到火药燃气的腐蚀,所以不需太考虑后续击发装置的保养维护问题。

▲上图分别为弧形喷管以及中心喷管,

  • 弧形喷管:这种喷管的中心是实体,所以可以容纳击发装置,多为击针式击发装置,通过击针簧作用击针直接击发底火,对整炮稳定性的扰动较小,火药燃气通过环绕周围的2个或4个肾形喷口喷射而出,这样整个击发装置就直接承受着火药燃气的冲击力和腐蚀,而且在长时间高温的情况下热量一时间难以散出,击发装置容易失效。这种喷管结构复杂,重量也比较大,不过该结构能够为旋转稳定的炮弹提供一个扭矩,但是整体效率比中心管要差一些。

▲击发装置位于中央的弧形喷管(横筋喷管),这种喷管的闩体一般都比较薄,如果太厚则热量一时散不出去,高温容易导致击针簧失效

  • 横筋喷管:这种结构融合了以上两种喷管,在中心喷管的基础上增加一个横筋,以达到容纳击发装置的作用,这种结构的喷管结合两者优点的同时也被迫接收了两者的缺点,所以单薄的横筋直接承受了火药燃气的冲击,强度较差,而且击发机构容易被腐蚀损坏,一般不常见。

炮架

▲上图为两种不同的三角炮架,下面一个为了方便转移还安装了一个小车轮,该炮架为耳轴在炮身下方的结构,上图炮架则为耳轴与身管平行的结构

炮架主要起到支撑稳定的作用,一般的炮架分为上架,下架和腿架,根据整体重量的不同也可以设置小炮架,三角炮架或者是轮式炮架,也可以不设置炮架选择肩扛发射亦或者是车载发射,耳轴负责连接炮架和炮身,上架设置高低级和方向机,下架负责支撑火炮的回转部分,腿架则负责支撑整门火炮,通常会焊接有助锄。螺杆式高低机通过手轮或者是由斜齿轮连接的手轮使螺杆和螺筒相对运动以达到调整俯仰的目的。蜗杆式方向机通过手轮使蜗轮与蜗杆相对运动,达到转动炮身的目的。

▲无后坐力炮的发射瞬间,可以很清楚的看到后部的高温高压火药燃气,虽然在有效的训练下后方人员能做到不被杀伤,但是该火焰极易容易暴露射手的位置。

到了新时代,无后坐力炮基本被更加轻便的火箭筒所替代,这种武器虽然使用的也是空心装药技术,但是其筒身只起到导引弹丸的作用,火箭弹可以依靠火箭发动机提供运动能量,而无后坐力炮则需要炮管加速,射程比单兵火箭筒更远,但是对于单兵武器来说便携性同样重要。总的来说无后坐力炮重点是炮,火箭筒重点是弹,为了应对与日俱增的装甲技术,无后坐力炮只能一味的增加口径,生存性和灵活性大大降低,等口径发展到一定地步,人们发现还不如用等口径的传统火炮。而单兵武器领域采用无线制导技术的反坦克导弹更是彻底的将无后坐力炮送入了博物馆。

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