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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?

作者:五金加工
文章来源:本站

  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。

  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!)

  梁老师说事为您回答这个问题。

  炮管焊接起来用,一般人听了,感觉这有点不靠谱。

  确实,炮管可比一般的钢管严谨多了,尤其是坦克炮的炮管。

  毕竟焊接的目的就是为了加长炮管的长度,增加火炮的射程。

  可问题是坦克是一种冲杀在前的武器,这要是焊接不好,一路颠簸,加开炮的,这能受得了?

  而且如今的坦克炮的膛压都高到了一个让人惊讶的程度。

  比如线膛坦克炮的初速度达到了一千六百米每秒,而滑膛坦克炮更是达到了一千八百米每秒的速度。

  没有高膛压,根本就达不到这种速度。

  所以按照这样的数据,什么样的焊接技术可以撑住高膛压的挤兑?

  再说,现在的坦克炮还特别的讲究一边开车,一边开炮,双重打击下,这坦克炮不说炸不炸,寿命怎么也得唰唰的往下掉。

  怎么说呢?实施情况也确实如此,但还真有将两截炮管焊接起来使用的。

  那么就先解决第一个问题,炮管的焊接问题,最后再来说说炮管大包的问题。

  二战的时候,各种军事装备都得到了较大的发展,小到步枪手枪,大到飞机坦克。

  大多数军事装备,都有着很强的技术支撑,所以都能延续发展。

  但有些前置技术不具备,只能勉强凑活着使用。

  比如,二战时期德军的技术可以说是领先全世界的,甚至他们开发的技术装备,有一些成为了现在主流军事装备的鼻祖。

  但他们也有解决不了的问题,这个就是K18加农炮的射程问题。

  当年苏德战争期间,德军采用偷袭的战术,一个巴巴罗萨计划计划确实打的苏联措手不及。

  但苏联适应了德军的攻击方式,甚至是用生命拖延住了德军进攻的脚步,让苏联有了能够调兵遣将的时间。

  德军越打就越费劲,甚至在技术层面上的武器装备苏联有一些压了德军一头。

  说实话德军的军事技术确实一流,但苏联同样是一个大国,底蕴也是有的。

  比如二战爆发以后苏军使用的一百二十二毫米加农炮,攻击德军的阵地就相当犀利,还杀伤了不少德军士兵。

  这款加农炮,是1931年型号的,重八吨,光炮管就有五点六米长,算是一种比较笨重的火炮。

  在苏芬战争中被小批量的使用,对上芬兰的工事,不管是临时工事还是永久性工事,大多都可以做到一炮嫌掀翻的程度。

  还被芬兰人,起了一个十分贴切的名字——攻城锤。

  但这款火炮一度被苏联认为是一款研发失败的武器,原因是威力过剩。

  所以这款火炮并没有在苏芬战争中出名,但没有想到,在苏德战争中,让德军吃了苦头。

  这种火炮在两公里的距离上,对上一百二十毫米的装甲,表示毫无压力。

  那么为了应对这款火炮,当时德军研发了口径是一百二十八毫米的K44式加农炮,最大射程达到了两公里。

  研发完成,就生产出来装备了德军在东线的战场上,用来抗衡苏联了。

  后来就是一个矛和盾的问题,既然德军出了新式武器了,苏联被压住了,苏联又开始研发出新型火炮,力压德军。

  所以K44虽然在一段时间得便宜,但很快就压了下去,而且不论性能还是数量,德军都比不过苏军。

  在这种情况下,德军又开始研发起新的火炮。

  这就有了后来的K18式加农炮,以及K3式加农炮。

  说实话K18加农炮其实就是临时拼凑起来的火炮,完全是冲着德军要求的数据去的。

  别的不说它使用的就是现有的二百一十毫米榴弹炮的炮架,然后加上一门一百七十毫米口径的加农炮。

  全重一点七五吨,发射六十三公斤的爆破弹,最大射程可以达到三十公里左右。

  当时为了硬凑这三十公里的指标,德军也想了很多办法。

  其实想要加长火炮的射程,在口径相同的情况下,无非就是加大发射药的药量,或者加长火炮炮管的长度。

  那么当时德军想加大药室,从而增加发射药的药量,让炮弹在击发之前就获得更多的能量。

  第一个要解决炮管承受高膛压的问题。

  如果钢材的强度上不去,一味的加大药室,轻了会造成火炮的使用寿命缩短,重了会提高火炮炸膛的几率。

  所以药室是不可能做到无限增大的。

  而且增大了药室,还要面对士兵塞炮弹过程中的体力劳动付出。

  这个解决途径不是说不能解决,但需要时间,可这个时间还不是一时半会就能解决了。

  德军急需。

  那么只能换另一条思路,加大炮管的长度。

  好吧,长炮管同样需要技术支持,但他们以当时的技术,搞不定。

  可前线等不起啊!着急用,不会等你开发相关技术去。

  最后德军想了一个折中的办法,将两根炮管接到一起进行使用,这就相当于加长了炮管的长度。。

  当时德军关于这方面的技术还不错,K18加农炮射程不仅远,威力还大,德军基层炮兵都喜欢用,以至于到了战争后期,德军因为原材料的问题,抛弃了二百一毫米榴弹炮的生产,集中力量生产K18加农炮。

  所以从这件事情上来看,将两根炮管接到一块来使用,还是可以的,只要技术能上去就成。

  当然技术上不去,也就成为了失败的作品。

  比如谷山大炮。

  这是一款一百七十毫米口径的自行火炮,使用坦克底盘,没有炮塔。

  当时设计谷山大炮的国家,想要制造一款射程达到四十三公里的火炮。

  四十三公里的射程,在上个世纪七十年代就没有这种距离的火炮。

  所以他们也要面对两个问题,首先加大药室,再有就是加长炮管。

  那么最终他们就选择了加长炮管来解决这个问题。

  而想要解决火炮的长身管,这就必须解决车床问题。使用更加先进的车床,才能造出更长的炮管。

  但他们没有这样的车床。

  所以他们对比德国在二战时期K18加农炮成功的案例,对谷山大炮的炮管进行了处理。

  可他们的做法就要比德军制造K18加农炮的过程简单多了,直接将一百七十毫米的炮管插入了苏联制造的一百八十毫米S23加农炮的炮管上了,从而造出了一百七十毫米的火炮。

  这么做不仅让谷山大炮的炮管长度得到了延长,同时因为它是一门一百七十毫米的火炮,但使用了一百八十毫米炮身上,这就意味着还加大了一百七十毫米火炮的药室。

  简简单单的这么一做,同时达到了延长火炮射程的两个要求,所以这门大炮的射程直接就飙升到了四十三公里,后来使用了火箭增程弹的情况下,最大射程甚至达到了五十四公里了。

  但这可以说是一件失败的军事装备。

  为什么这么说呢?

  首先火炮讲究的是膛线。

  一百八十毫米口径和一百七十毫米口径的两根炮管,这么硬接上去,不论这活干的多么好,不可能会像完整的一根炮管一样,达到膛线和轴线的完整统一。

  最终出现的结果就是炮管的寿命短,发射的弹药进度差的问题。

  据说这种炮管只能发射一百发左右的炮弹,要知道一般坦克炮的炮管是五秒到八秒的寿命,可以打五百到一千发炮弹。

  一百发炮弹的寿命,可以想象得到谷山大炮的炮管已经被严重消弱了。

  至于精度,误差范围达到几百米,所以这门大炮的弹道稳定性是很差的。

  这就造成了,两根炮管接在一起,虽然可以达到射程上的优秀数据,但技术不好的情况下,其他方面就不怎么样的结果。

  这也是为什么,这种炮管很少有国家使用的原因。

  好了接着说说坦克炮炮管上的大包问题。

  话说到这里,其实已经很明白了,坦克炮管上的大包,根本就不是什么焊接的。

  那么它具体有什么功用呢?

  简单的说,这个大包就是一个抽烟装置。什么意思呢?

  要知道不管是什么炮,大炮,小炮,迫击炮,都使用发射药来击发炮弹。

  而这些发射药虽然和过去的火药一硝二碳三硫磺不一样,都是什么单基发射药,双基发射药,还有什么硝化甘油,二苯胺等等。

  听着名字和火药的配方貌似都不一样了,其实燃烧完毕之后,留下的残余气体大体都差不多。

  不是一氧化碳就是二氧化硫的。

  这些气体说到底都是有毒气体,虽然说发射药燃烧之后产生的这些气体对人体的危害不大,不至于当时一闻,就有了症状,但看时间长了对身体都是不好的。

  那么对于一般的火炮,它的后边都是敞开的。

  一炮打出去,虽然也是硝烟弥漫,可不是封闭空间,很快就会散开,所以对人体的伤害性不大。

  但坦克就不一样了,一炮打出去,发射药燃烧的之后所产生的气体,可全聚集在了炮塔里边了。

  炮弹打出去的越多,炮塔里聚集的这样空气就越多,待在里边的人,就没有个好的。

  很容易出现头晕目眩的状况,这个时候就不要说什么战斗力。

  所以这个时候,如果有一个抽气机,把这些废气都排出去,就好了。

  过去的一些老式坦克,就没想到这个问题,所以没有抽烟装置,如今的现代化坦克,甚至是自行火炮都有这种抽烟装置。

  简单的说,炮弹被击发之后,弹头就会在发射药产生的高温高压气体的推动下,快速的推出炮管。

  那么在这个推炮管的过程中,抽烟装置因为是安装在炮管上的,它的贮气筒就开始工作了,将炮管里的气体进行吸收并存储起来。

  如何开始工作呢?这非常关键,可以简单认为有多枚的小钢珠,在贮气筒没有工作的时候,堵住了贮气筒和炮管内部相通的口子,不是密封。

  当发射药的高温高压气体经过贮气筒的时候,因为这些气体的压力,这些钢珠就会被顶离原来的位置,升到抽烟装置和外部空气的连接口,并堵住这些连接口。(这些和外部空气连接的口子被叫做喷嘴。)

  这样贮气筒对炮管内开始吸收高温高压气体,还不损失这些气体的推力,毕竟炮管还是密封的吗?

  这个时候贮气筒内的气压就会升高。

  那么炮膛里的压力就会减少,大多数就被贮气筒吸收了。

  差不多弹头快要出了炮口的时候,贮气筒内部的压力就和炮膛里的压力就一致了,这个时候抽烟装置的贮气筒充气就结束了。

  等到弹头冲出炮口的时候,大炮的内外和空气一连同,整个火炮内外的压力就一致了。

  而被顶上去的小钢珠没有了高压气体的限制,因为重力作用,就会掉下来,重新把贮气筒和炮管内部连接的口子给堵上。

  这个时候贮气筒内部之前存储的气体,就会从抽烟装置和喷嘴的地方,喷射出去。

  那么在这个喷嘴进行喷射的过程中,因为气体喷射的速度过于快,很快在喷嘴的后方形成一个低压区。

  如果理解不了为什么会形成低压区,可以借鉴惯性的原理加以理解。

  既然炮管和外部的连接喷嘴处形成了低压区,那么不仅贮气筒内残留的气体,甚至是炮膛内残留的气体,也就会被吸入低压区,从而快速的从喷嘴中流出。

  这就完成了抽烟的全部工作过程。(通常情况下,这个喷嘴会有八个。)

  当然了想要依靠,抽烟装置将这些气体全部排出是不可能的,还是有残留,但总体来说,会降低炮塔内部有害气体浓度。

  别看原理非常的简单,但这根带着抽烟装置的炮管也不是一般国家可以制作出来的。

  毕竟在炮管上凿窟窿,是会降低炮管的强度的,技术不过关,直接从抽烟装置处炸开都有可能。

  这也是为什么早期的抽烟装置都是装在炮口的位置,就是为了防止出现什么情况把坦克里边的人伤害到了。

  现在的技术过关了,所以这个抽烟装置装到了中部,或者中后部。

  其实抽烟装置越是往后靠,抽烟的效果就越好。

  问题是越往后靠,技术难度就越高。

  那么今天就到这了,喜欢的话,点个赞,再加个关注,方便以后常来坐坐。

  先回答第一个问题,世界上还真有两节钢管焊接起来的炮管,这种炮就是东亚某半岛国在上世纪七十年代研制的170毫米口径“谷山大炮”,这门炮是专门为毁灭汉城(首尔)量身定制的,最大射程达到了43千米,如果弄上几百门谷山大炮摆在边境线,一旦开打,汉城火海就不是电影画面了,所以有人说半岛国将战术型火炮硬生生用出了战略武器的既视感,确实不夸张。

  当时世界上最远的火炮是苏联的2S7(M1975)型203毫米口径自行加农炮,射程30千米,那谷山大炮是怎么实现反超的呢?难道是使用了什么黑科技?并不是,谷山大炮另辟蹊径地采用了两节炮管拼接法,将一根口径170毫米的炮管活生生插入另一根180毫米炮管内,实现了简易的超长炮管技术,长身管可以让炮弹实现更长距离的加速,是提高射程的最好方法之一,所以要说炮管是不是两根焊接而成,有的炮确实是。

  不过两根炮管拼接,炮弹在炮管内的运动就不能保持完全稳定,所以谷山大炮的准确度很低,伊朗人在两伊战争中使用谷山大炮进行实战,圆概率误差超过1公里,毫无准头可言。除了准确度,寿命也不行,炮管拼接处容易被高压火药气体冲刷出裂缝,两根炮管的热胀冷缩系数也不安全相同,焊接处由于自身的重力作用还容易变弯折形,所以这样的炮管寿命就非常短了,根据外界猜测,谷山大炮可能打不到100发炮弹,炮管就会报废。

  所以说两根炮管焊接在一起终究只能图一时之快,绝对不是火炮制造的最佳方式。现代火炮身管都是使用中碳镍铬铂系合金钢材质的无缝钢管一体成型加工而成,通过超深孔镗削成型掏出炮膛和膛线,然后再进行身管自紧、内膛抛光镀铬,螺丝沟槽开孔等十几道程序才能诞生一根合格的火炮身管,只有这样严格加工出来的炮管才能承受成百上千次的高压发射药爆炸冲击和炮弹的高速摩擦,所以制造火炮并不是一件容易的事,目前全世界能够制造大口径火炮的国家十个指头都能数完。

  (火炮身管加工)

  再回到正题,火炮中间那个鼓着的大包是什么?其实这玩意儿并不是所有火炮都有,这是坦克炮和自行火炮的专属福利,叫做炮膛废气引射式抽烟装置。火炮发射后,在开炮闩退壳时,炮膛与坦克内部联通,如果炮膛内有大量残余火药气体渗入(牵引火炮开放式,气体飘散,因此不需要考虑这类问题),将会严重影响坦克乘员健康,甚至可能发生窒息,所以必须抽出这些残余气体,于是就诞生了炮膛抽烟装置。

  (96式主战坦克抽烟装置泄气)

  炮膛抽烟装置主要是由储气罐、喷嘴、活动钢珠组成,当炮弹在炮膛内被发射药气体推射向前运动时,钢珠由于高压气体被顶起,封闭气体外泄孔,储气罐通过炮管上的出气孔蓄满高压气体,在炮弹出膛后,膛内泄压,钢珠落下,储气罐气体高速外泄,并且将炮膛内残余气体一并抽出,完成整个抽气过程。整个过程看似行云流水,一气呵成,实则抽气装置需要在炮膛上打孔,如果技术不过硬,也玩转不了这等高科技,因此我们可以看到,三哥至今仍然造不出合格的坦克和自行火炮。

  由于坦克是野外作战的,使用时环境都非常复杂,任何恶劣的气候都得适合,高温严寒泥沙雨雪,因此坦克炮得适应不同的环境,倘若采用焊接技术,坦克炮在使用中极易发生炸膛事故。

  坦克炮轴向和径向都不存在焊缝,大都为挤压或镗床加工成型,即便二战时期,坦克炮也采用内外套自紧工艺,所以不存在两根炮管焊接起来的情况。

  坦克炮,是现代主战坦克的主要武器,由炮身、炮闩、高低机、方向机、平衡机等组成,配穿甲弹、破甲弹、碎甲弹、高爆榴弹等弹种、部分坦克有炮射反坦克导弹等,具备打击2000-5000米目标的能力。

  至于坦克炮管中间有个醒目的大包,是坦克炮的抽烟装置,坦克是从内部开炮的,药筒内大量火药的燃烧,推动弹丸飞出坦克炮管,射向远处的打击目标,而火药燃烧就会产生大量有毒的烟雾。

  倘若没有抽烟装置,大量烟雾就会通过炮尾发射口流入坦克舱室,坦克内部的空间很小,烟雾的涌入会导致乘员产生头晕、胸闷、恶心等不适,既影响坦克战斗力发挥,同时对乘员身体造成严重的损害。

  为保证坦克内乘员的安全,军工就发明了坦克炮抽烟装置,以便坦克炮在发射弹药后,能尽可能多地抽掉火药燃烧产生的有毒烟雾。

  抽烟装置在炮管上开了数个小口子,凸出的套管部分,也就是那个大包,里面是空的,用来储存并压缩烟雾。

  当装置内气体压力,高于炮管内气体压力时,装置内的高压气体便反向射出,将坦克炮管内的烟尘和有害气体带出炮筒外。

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  这个大鼓包叫抽烟器并不是两根炮管焊接的。简单的说说吧。

  如果我们去看一辆坦克的结构

  我们就会发现,大部分坦克的坦克炮是直接怼在炮塔内部的。

  而装填手和炮手其实就处在坦克炮的尾部。

  在炮塔内,炮尾是开放的。注意上面动图,在炮闸打开的时候会向坦克内部泄露烟雾。

  很多的军事作者会提到,坦克炮在开炮的过程中,由于发射药不完全燃烧会产生一氧化碳云云,其实并不太准确。发射药爆燃后固然有一些一氧化碳产生,但对人危害更大的是未燃尽的发射药气雾。

  这些气雾如果大量进入坦克内部对坦克成员呼吸系统伤害极大。因此在坦克炮管上就设计了抽烟装置。早期坦克炮不带抽烟装置的时候,为了排出发射药所产生的烟雾其实就使用了排风扇。

  但是毕竟烟雾还是弥漫在炮塔内部,怎么着也得过一肺的感觉。后来就在坦克炮上安装了抽烟装置。

  当炮弹高速在炮管那运动的时候,大量的气体被压缩到抽烟套筒内部,而炮弹继续射出后套管内的气压又会大于炮管内的压力,因此就会产生一个吹气的动作,尽量将坦克炮管内残留的气体排出。

  不过这样做的一个效果是在坦克炮管上打孔,并且浪费了一定量的火药气体。会稍微的降低坦克炮的炮口动能。

  因此也有一些坦克是没有抽烟雾装置的,例如法国的勒克莱尔主战坦克。

  在勒克莱尔上就看不到炮管上的鼓包。

  而开炮的时候是两段式的:

  第一下开炮,第二下排烟。其实用的反法也很简单,就是在炮闸上安装了一个压缩空气管道,在打开炮闸之前用压缩空气吹一下。

  

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?

  

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?

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