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第4章 火炮的基本构成与未来发展(2)

并在大部分制退机是通过液体按一定规律喷射以增熵的形式消耗后坐动能,这部分能量转化为热能使液体升温、体积增加,并在散热冷却后复原。当火炮持续射击时,升温使制退液体积增加。为了保证制退机正常工作,有的火炮在制退机内留存适量空间,有的火炮需要设有液量调节器,使因温升而膨胀的那部分液量流入调节器内,液体降温后又流回制退机。

应该指出,参加后坐复进运动的除了还有制退机、复进机外还有炮身及其摇架连接的部分构件,这些部件统称为火炮的后坐部分,这部分的质量对火炮设计十分重要。

3.炮架

炮架是支撑炮身及其他构件,赋予炮身方位、高低角,导引后坐复进运动,承受火炮发射和运动时的载荷的所有构件的总称。

摇架。摇架是支撑火炮的后坐部分,导引后坐复进运动,连接炮身与反后坐装置,安装半自动机的开闩板,提供高低机、平衡机接口的主要构件,是火炮的起落部分,赋予炮身高低角。摇架上有炮耳轴,它承受起落部分的质量,是俯仰运动的回转中心,也是传递发射时作用在炮架上载荷的主要构件。摇架通过耳轴与上架连接,在其上也可安装供输弹装置。

上架。它通过耳轴座与起落部分连接,安装高低机、平衡机、方向机和防盾,赋予炮身方位角。上架的 立轴与下架连接,是火炮方位角的回转中心。以上架为主体,在其上安装、连接的全部装置与构件组成火炮的回转部分。耳轴座接受从耳轴传递过来的载荷,再传递到下架。对于高射炮和坦克炮、自行炮,该部分称为托架。坦克炮和有的自行炮,其托架与炮塔连固,通过座圈与车体连接,座圈中心即为回转中心。

下架。下架是牵引式火炮的构件,它支撑火炮回转部分,连接大架和运动体,其上备有方向机的接口。

大架。大架是牵引式火炮的构件,它与车轮或座盘共同支撑全炮,把载荷传递到地面,与牵引车联结实施运动。大架对火炮发射时的动力特性有重要影响,与火炮的使用操作关系密切。为了使火炮射击时与地面的连接稳定可靠,在大架上设有驻锄或驻桩。有的火炮装有座盘作为射击时的前支点而让车轮离地。

4.瞄准系统

瞄准具。瞄准具为安装在火炮耳轴上供人工装定射击诸元用的装置。有了火控系统后,则为辅助

装置。

高低机。高低机是赋予并保持炮身射角的机构,有齿轮齿弧式、螺杆(滚珠丝杠)式、液压缸式。

方向机。它是赋予并保持炮身方位角的机构,有齿轮齿弧(圈)式和螺杆式。

瞄准镜座。它是安装周视瞄准镜和直接瞄准镜的构件,连接在回转部分上。

平衡机。由于大多数火炮的起落部分质心与耳轴中心有距离,因而在进行俯仰操作时必须克服由此产生的力矩,为了符合人机工程学的要求,需要一个与之相反的平衡力矩,提供平衡力矩的装置就是平衡机。对于坦克炮和舰炮来说,由于地形起伏和海浪的作用,产生随机的俯仰摇摆,平衡机无法满足要求,因而,通常在总体布置时使起落部分质心非常接近耳轴中心,只需设置体积很小的补偿簧,而不配置平衡机。

5.行走系统

行走系统是火炮靠人力、机械在地面上运动时,为了具备良好的运动性能而设置的机构和装置。对于自行炮、航炮、舰炮和固定的海岸炮,火炮是分别搭载在车辆、飞机、舰艇和安装在固定炮位上的,因而不存在这个系统。

车轮与车轴。车轮通过车轴安装在下架上,车轮与车轴之间用滚动轴承连接。车轮有用实心海绵内胎,也有用气胎的,前者比后者重但不易爆裂,有了自补技术后,后者轻便、缓冲性能好的优势更加明显,因而选用较多。

行军缓冲器。它是减少火炮行军时地面冲击载荷的装置。为了减小体积与质量,缓冲用的弹性体一般用扭杆(扭力轴),也有的火炮只依靠车轮的气胎缓冲,没有专门的缓冲装置。

刹车装置。火炮在地面运动或进入、撤出阵地时都需要有刹车装置,一般兼有与牵引车同步的刹车装置和手动刹车装置。

辅助推进装置,也称自运系统。有的牵引炮为了便于短距离机动和进出阵地,装有专门的辅助推进装置,运行速度不高,发动机功率较小。

6.自动机

自动机是自动武器的核心部分,是完成自动循环的全部动作,实现连续发射的所有机构的总称。具有自动机的火炮称为自动炮。

7.供输弹系统

供输弹系统是对较大口径的火炮,能完成弹药装填全部动作机构的总称。对于自动炮,自动机就含有供输弹系统。

8.其他系统和装置

防盾。固定在上架上的护板,用以防护子弹、弹片和炮口冲击波对操作人员和瞄准器材的毁伤,对于牵引式火炮还可以使炮手具有一定的安全感。

行军固定器。行军时固定起落部分和回转部分的机构。要求作用可靠、操作方便。

战斗固定器。它是牵引式火炮射击时防止大架向内收拢的装置。

调平装置。牵引式火炮进入阵地后,无需人工干预就能保证两个车轮和两个驻锄四点着地,使火炮稳定地支撑在地面上的装置。对于带座盘的牵引炮则无需此装置。

引信装定装置。当采用时间引信或多功能引信控制弹丸爆炸时,需要在引信上装定时间或作用方式(瞬发、短延期、延期),能根据接受的指令完成引信时间或作用方式装定的装置称为引信装定装置。纯机械的装置最简单的是专用引信装定扳手,最复杂的是引信测合机。采用数字技术的电子时间引信,要有专门的电子引信装定系统,由于此类引信可方便地实施遥控装定,因此称为引信遥控装定系统。

9.坦克炮、自行炮特有的系统T36

炮塔。炮塔是安装火炮及有关的仪器、装置和保护操作人员的装甲壳体,分为固定式与旋转式两种。旋转式炮塔就是坦克、自行炮的回转部分。坦克炮炮塔外形呈流线型,装甲厚;自行炮炮塔根据总体要求有旋转的、固定的各种外形,装甲薄。

稳定器。由于坦克炮要求行进间也能射击,为了消除坦克行进过程中随地形而产生的纵、横向摇摆,在火炮上安装陀螺稳定器保持对目标的持续瞄准。有的自行高炮、舰炮也有稳定器。采取稳定瞄准线措施的火控系统,称稳像式火控系统,它有利于炮手捕捉和瞄准、跟踪目标,提高首发命中率。

防核、生、化武器袭击系统(“三防”系统)。遭核、生、化袭击或在该地域战斗时,通过增大驾驶舱和战斗舱内的气压和空气过滤系统等技术措施,防止放射性、生物和化学战剂的污染。

防火、灭火及抑爆系统,以及其他系统,如:自卫武器。要求配备包括对空和对地面目标进行自卫的武器装备。浮渡推进装置。目标探测系统与火力控制系统。对自行炮还有耳轴调平系统等。

二、火箭炮的基本组成

1.发射系统

定向器。容纳火箭弹并赋予发射方向、初始(离轨)线速度和回转速度的构件,大多采用管式定向器。目前各国竞相发展的是多管火箭炮。在定向器上装有闭锁挡弹装置和点火系统,前者令火箭弹装填后处于正确的位置,不会在赋予射角时因重力作用而下滑,同时通过闭锁机构还赋予火箭弹启动阻力,火箭弹点火后只有克服了这个阻力才能开始向前运动。后者是接受发火器的指令对火箭弹点火的系统。管式定向器也称定向管。

发火器。按规定的时间间隔和发射顺序,控制火箭弹点火的机构,安装在驾驶室内。如果还要求能在距车几十米外控制火箭弹的发射,则要配车外发火装置。

2.瞄准系统

组成与火炮基本相同,但是其平衡机的平衡力是在定向器带弹的状态下设计的,在发射过程中不平衡力矩变化很大。

3.支撑系统

起落架,即发射架。它支撑和固定定向器,并可使定向器以炮耳轴为轴心作俯仰运动。按结构可分为箱形和桁架形两种。

回转盘。支撑起落部分,与瞄准系统等组成回转部分。

底架。连接回转盘与车体的构件。

支撑座盘。对轮式多管火箭炮,发射前用它调平火箭炮,发射时由它把火箭弹的燃气流作用于火箭炮的载荷传递到地面。

4.火箭弹的储备和装填系统

备用弹弹架。有的火箭炮要求随炮携带一组火箭弹,存放这组火箭弹的容器就是备用弹的弹架。

输弹架(装弹架)。把火箭弹装入定向器内的机构。有的火箭炮为了提高装填火箭弹的速度,把火箭弹和定向器组合成集装箱式结构,这要求火箭炮具有自身的或专配的吊运装备。

三、迫击炮的基本组成

迫击炮是直接伴随步兵作战的压制火炮。由于它具有射速快、威力大、质量轻、结构简单、操作方便、阵地选择容易等优点,深受各国军队的欢迎,大量装备在营连以下战斗单位。据统计,第二次世界大战期间,50%以上的地面部队作战伤亡是受迫击炮轰击所致,因此近百年来,各国竞相发展迫击炮,口径从51毫米到240毫米,既有前装炮弹的,也有后装炮弹的,既能曲射,也能平射。20世纪80年代还发展了自行迫击炮、自动迫击炮、迫榴炮。迫榴炮的炮身内膛为线膛,既可发射带刻槽的榴弹,也可发射迫击炮弹。

通常,迫击炮的基本组成包括四个部分:炮身、炮架、座板和瞄准装置。

1.炮身

迫击炮的炮身包括身管、炮尾和击发机三部分。

身管。与其他火炮身管相比,迫击炮身管一是壁薄,二是管短,三是除了迫榴炮均属滑膛,四是内膛无药室。

炮尾。炮尾连接身管与座板,安装击发机的构件。

击发机。根据不同使用的需要,迫击炮的击发用三种方式:迫发、拉发和后装填击发,相应的有三种击发机构。

2.炮架

托架。托架是支撑炮身、安装方向机瞄准具固定器、连接高低机和缓冲机构的构件。

架腿。架腿是安装高低机,并作为迫击炮支撑在地面上的两个前支点。其上装有概略水平调整机,可令托架水平。

方向机。安装在托架上,一般为螺杆式。

高低机。其中端与托架连接,固定部分安装在架腿上,一般为螺杆式。

缓冲机。一般采用弹簧式,其一端与托架连接作为固定端,运动部分通过炮箍与炮身连接,发射时炮身与托架呈弹性连接以减小发射时炮架的载荷和保持迫击炮的稳定。

3.座板

座板是迫击炮特有的支撑体,承受发射时的后坐力并传递到地面。其上驻臼可与炮尾上的尾球相结合,令迫击炮在任意射角射击时后坐力的作用点不变。为了获得良好的力学性能,座板结构形状及断面相当复杂,座板的设计与制造是迫击炮研制中非常重要的问题。

4.瞄准装置

迫击炮瞄准装置由瞄准具与瞄准镜组成,安装在托架上。

四、无后坐炮的基本组成

无后坐炮发射时利用部分火药燃气后喷,使全炮无明显后坐。它源于15世纪达·芬奇的“双头炮”设想,但直至第一次世界大战时才在战场上使用。无后坐炮是一种结构简单、质量轻、便于机动的反坦克和反装甲车的武器,但射程近(只有几百米),破甲能力弱,特别是后喷的火药燃气极易暴露目标。它自20世纪30年代以来,有了相当快的发展,并在第二次世界大战期间发挥过重要的作用。随着坦克防护能力的加强,各种反坦克武器(反坦克火炮、反坦克火箭、反坦克导弹、反坦克雷等)纷纷出现,特别是反坦克火箭、导弹的发展,制约了它的发展。

无后坐炮按口径和质量分轻、重型,口径从57毫米至120毫米,质量从几公斤到二三百公斤。有单兵发射的,也有2~4人合作发射的,有人背马驮和车辆牵引的,也有装载在轻型车辆上的。

无后坐炮基本上是由三部分组成:炮身、炮架和瞄准装置。比较特殊的是炮尾结构。

五、枪械及榴弹机枪的基本组成

按照基本组成,可分为两类,一类是由单兵携行使用的手枪、冲锋枪及各种步枪,另一类是依靠枪架枪座发射使用的各种机枪和自动榴弹发射器(或称榴弹机枪)。后一类武器的基本组成与火炮相似,包括:枪身(含枪管、自动机、枪尾、枪口装置等),反后坐装置(均是弹簧式制退和复进机),枪架(含摇架、上架、下架及大架等),瞄准系统(含高低机、方向机、平衡机、瞄准具及瞄准镜座等)。如果武器配置于飞机、舰船及战车上,则枪架改称枪座,没有大架。由于回转惯性远比火炮低,高低机和方向机的传动比不大,可以靠人力驱动。这类武器靠人力输运,枪架没有行走系统,只有多联装的高射机枪才有。由于是直接瞄准射击,火控系统比较简单。

冲锋枪和各种步枪的射向和后坐力都由射手直接赋予和承担,基本组成中没有枪架(座)。以自动步枪为例,基本组成是:枪管、自动机、机匣、枪口装置、枪托、瞄准装置及其他装置。

1.枪管

枪管的功能及内膛结构与火炮身管相似。

2.自动机

自动机是自动完成射击循环的全部动作的各机构和部件的总称。包括枪管、闭锁机构、供弹机构、击发机构、退壳(抽壳与排壳)机构、发射机构、保险机构、复进装置、缓冲装置、导气装置及加速机构等。

3.机匣

机匣为连接枪管与枪托,容纳自动机的构件。

4.枪口装置

枪口装置的功能除与炮口装置相似外,还有消音和防跳的作用。

5.枪托

枪托是射击时使全枪抵肩及瞄准时贴腮的部件。有固定式枪托和折叠式枪托,后者在射击时打开,平时折叠于枪身侧方或上方,以缩短携行长度。

6.瞄准装置

瞄准装置含机械式瞄准具和光学瞄准镜。机械式瞄准具由准星、照门和表尺组成,照门置于刻有射程分划的表尺上。光学瞄准镜有望远式、准直式,还可安装夜间使用的微光瞄准镜或热成像瞄准仪。20世纪90年代,由于微电子技术、计算机技术及光电技术的发展,在步枪机枪等武器上开始装置火控系统。

7.其他装置

拉机柄,即首发装填装置。

握把是握持枪身的部件,常与发射机构靠在一起,以便控制发射方式。

望远式是对目标成像有放大作用的,装直式则是不具备此功能的。

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