【军武次面】:风林火山
火炮曾被称为“战争之神”。 尽管战争形态发生了巨大的变化,曾经作为工业化时代象征的巨炮铁甲似乎不再统治今天的战场。 但纵观各国军队的历史,从加农炮、榴弹炮到迫击炮、火箭炮到坦克炮、反坦克炮、航空炮、舰炮,火炮在现代三军中依然无处不在。 但是,火炮是怎么制造出来的呢
现代意义上的火炮是由弹药、发射装置、火控系统、行动系统组成的武器综合系统,其中系统主体是发射装置,即所谓“火炮”。 火炮的结构大致可以分为炮身和炮台,自行火炮也包括底盘部分。 在复杂的火炮结构中,火炮身是最重要的组成部分。 炮身还由身管,即人们常说的“炮管”、炮尾、炮闩等部件组成,其中身管是关键因素。 身管赋予火炮最重要的战斗性能,可以说是火炮战斗力的主体。
牵引式火炮的基本结构
火炮射击时,身管工作环境极其恶劣。 火药气体会使这里的温度升高3000以上。 高温不仅会严重烧坏身体,还可能引起身体变形。 高腔压炮的炮身内壁压力高达500至700MPa,身管必须有足够的强度和韧性。 否则,会发生镗孔、镗孔破裂等危险事故。 为了充分利用火药气体的推力,给弹丸足够的速度,子弹必须与身管密切接触。 弹丸前进过程中与身管的直接摩擦是不可避免的,但过大的摩擦不仅会影响弹丸的初速,还可能导致弹丸飞行不稳定。 火炮连续速射时,以上问题更为严重。 由此可见,高温、高压、摩擦、腐蚀是火炮身管生产必须面对的四大难题。
火炮发射的瞬间,需要承受非常高的压力
身管加工的首要难题是选材和冶炼。 火炮发射时内腔的高温高压是普通钢材决不能胜任的。 身管材料既要有不同寻常的耐高温、卓越的强度和优良的韧性,又要充分考虑火炮批量生产的成本因素。 现代火炮身管材料采用合金钢,大多以镍铬合金系合金钢为主。 另外,有时也会添加少量钒作为改性钢。 在过去的很长一段时间里,炮钢曾经是中国火炮生产的“瓶颈”。 由于镍是炮钢中不可缺少的元素,可以大大改善炮钢的韧性,但从资源上看,中国又是一个严重的缺镍国家。
59式130毫米加农炮
建国初期,中国火炮生产曾得到苏联的帮助,使炮钢生产困难重重。 但中苏关系恶化后,苏联方面撤掉了科技人员和资源援助,中国的炮钢生产顿时陷入困境。 但中国人并不畏难,经过科技人员艰苦卓绝的努力,研制成功了一系列用稀土元素、钒元素代替镍的炮钢,支持了中国火炮的生产。 改革开放后,国际环境大为改善,含镍炮钢也不再被视为火炮生产的瓶颈。
火炮身管锻造
在提到炮钢材料时,还必须提到电渣重熔技术。 坦克炮这类高切劈炮对内腔抗烧蚀性能、强度、韧性都有极高的要求,因此对钢材的精炼有超乎寻常的要求。 电渣重熔是为满足炮钢精炼要求而诞生的精炼技术,精炼后的特殊钢可进一步电熔炼以消除钢材中残留的少量硫、磷等对火炮强度和韧性有害的元素,使其纯度更高,满足火炮身管生产要求。 电渣重熔钢目前主要应用于高腔压火炮的生产,专家也可根据工厂电渣重熔钢的产量推算出兵员企业高腔压火炮的生产情况。
中国125毫米坦克炮内膛加工
在普通人看来,炮身管只是能发射弹丸的零件。 但对炮厂工人来说,炮身管被视为最难加工的“长管”,尤其是身管内孔的成形过程。 体镗孔的加工方法是先用装有超长钻头的大型钻床锆钻孔; 接合者在镗床上逐步镗孔成形该孔。 在机械加工中,长径比为10以上的孔加工一般称为深孔加工。 熟悉火炮的人可能知道,现代榴弹炮、坦克炮、反坦克炮的身长一般为30-55倍口径(即长宽比为30:1-55:1 ) ),小口径高射炮的身长为100倍口径左右,都很难加工
105mm毫米切线炮内部
在深孔加工中,操作人员既不能直接观察切削等过程,又需要保持较高的加工精度,细长管在加工过程中也容易弯曲变形,因此加工非常困难。 身管内腔加工质量与门炮整体射击精度、寿命安全等密切相关,因此加工后的尺寸公差、弯曲度、粗糙度等方面要求极高。 可以说深孔加工是火炮制造技术方面不同于普通机械制造的突出特征。 值得注意的是,执行深孔加工任务的机床无一例外都是体形较大的专用机床,加工炮膛可以达到较高的精度,是火炮加工的“专家”。 但在工厂没有火炮生产任务的情况下,这些高价“大佬”只能长时间休息,或者干牛刀半鸡之类的小活儿。 为了提高炮管强度,同时降低炮重,高腔压炮大多采用自洁管。 自紧加工基本要求孔径,即在内腔半精加工过程中进行。 身管自紧是指在普通单筒体管内通过特殊技术使炮管由内向外产生一定的塑性变形,从而使身管外层在内层产生压力。 射击时,这种压力就像在身管外增加了无数个薄筒,可以增大身管受压能力,有效减小身管厚度,降低火炮重量。
俄罗斯125毫米坦克炮
20世纪60年代以后,身管自紧技术成熟并得到真正重视,英国L7型105mm线105mm炮率先采用身管自紧技术。 随后,德国\'豹\' I坦克、美国M60坦克主炮普遍开始采用身管自控加工技术。 在现有坦克炮、反坦克炮等的制造过程中采用了该技术。 我国从上世纪70年代中期开始将身管自控技术应用于火炮生产,83式105毫米坦克炮、89式120毫米反坦克炮、125毫米坦克炮等均采用自控管。
开膛炮的内腔
滑腔炮内腔
工序结束后,接着进行研磨内腔等精加工工序。 如果是切线炮,就需要拉丝。 划线是指在壳体管腔壁上引出符合设计要求的曲线槽。 牵引时,胸针沿与身管轴线平行的方向前进,但炮管以轴线为中心旋转运动。 这样画出的分割线就是旋转分割线。 现代火炮中,内腔的加工成型不是加工过程的结束,为了提高火炮的耐磨性和耐腐蚀性,对火炮身管内腔进行镀铬处理,可以有效地延长身管寿命。 身管将来要加装热套、炮口装置,尾部要接炮尾等,加工过程中要加工相应的连接螺丝和排气孔等。
德国130毫米坦克炮
火炮各部件生产完成后,集中在总装厂进行生产装配。 火炮是一个大型复杂系统,部件除火炮机械部件外,还有火控系统光学、电子产品、自行火炮、底盘系统。 不同类型的系统一般不在同一个厂家生产,多个厂家分别负责几个系统的生产,相互之间存在合作关系。 例如火炮厂通常只生产火炮的机械战斗部分,火控系统等光电设备由具有相应生产能力的厂家负责,底盘由专业生产军用车辆的厂家生产。 系统总装一般由其中一家厂家负责,一般为火炮生产厂或底盘生产厂。 合作的生产厂家将其生产的零部件运输到总装厂完成总装。
生产结束后,进行靶试验
威力令人满意
生产和组装完成后,火炮进行了各种发射试验,如果一切符合标准就交给部队,走他们的战火生涯。
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