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炮口制退器的“秘密”——它是如何發明的,又有哪些優缺點?

簡介炮口制退器的原理,是透過控制後效作用期火藥氣體流量分配和氣流速度,使其產生向前的衝量,減小火炮後坐力

火炮炮口帽有根長杆子是幹什麼的

自然界中的各種物體都遵循動量守恆定律,火炮也不例外。當火藥氣體賦予彈丸前進的動能時,也對火炮本身產生巨大後坐力。這種力量如此強大,對火炮炮架、身管、駐退復進機都產生巨大影響,所以要加以控制。

炮口制退器的“秘密”——它是如何發明的,又有哪些優缺點?

巨大的火焰和揚塵

在火炮發展過程中,炮口制退器對提升火炮效能起了重要作用。火炮剛誕生時,炮管與炮架剛性連線,沒有緩衝裝置。開炮時巨大的後坐力經常讓火炮蹦起來,不但損傷火炮,也危及炮手。士兵們不得不一次又一次將火炮推回炮位重新瞄準,所以射擊精度很差,反應速度巨慢。

為了提高穩定性,人們加大炮身質量,又導致火炮機動性大幅降低。所以早期火炮只能做輔助兵器,不能真正主宰戰場。

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一、炮口制退器的歷史由來

為降低後坐力影響,人們不斷探索發明了多種炮口制退裝置。

1897年,法國人制造了M1897式 75毫米野戰炮。成為歷史上第一種使用駐推復進機的實用火炮,在減小後坐力道路上前進了一大步,標誌著野戰火炮進入管退時代。

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火炮駐退復進機

炮口制退器也同樣由法國人發明,且出現的時間更早。1842年,法國陸軍上校謝瓦利爾特雷維爾博利厄,在一支步槍槍口區域鑽了幾個小孔。小孔以一定角度向後傾斜,子彈擊發時一部分火藥氣體從小孔洩漏出去形成反衝,就減小了步槍後坐力。

1862年,法國人又在一門106毫米海軍炮上試驗博利厄上校提出的制退技術,同樣取得了良好效果。

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反作用式制退器

同年,英國人從法國搞到相關技術後,開始在9磅青銅炮上做試驗。但是英國人在炮管上鑽的小孔質量不合格,試驗效果很差,沒達到預期效果。

1888年德國人也加入實驗中來,將炮口制退器概念運用到“緩衝-蓄能器”反衝系統中。這就是早期階段各國在炮口制退器上的探索經歷。

第一次世界大戰時,炮口制退器已蓬勃發展起來。殘酷的塹壕戰中,各國對火炮發射距離、彈丸威力和射擊精度要求越來越高,相應的發射藥量也越來越大,由此產生的後坐力急劇增長。倒逼各國加速研製各種新型炮口制退裝置。

二、炮口制退器的原理、分類和優缺點。

炮口制退器的原理,是透過控制後效作用期火藥氣體流量分配和氣流速度,使其產生向前的衝量,減小火炮後坐力。

它帶來很多好處:

首先,是減小炮架重量、緩衝機構重量。

使全炮重量降低、結構簡化、機動性提高,能跟隨部隊到達更多的戰場。

其次,是縮短身管後坐距離。

讓不同型號的火炮能裝備到更多坦克和裝甲車上,擴大使用範圍,提高射程和威力。

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謝爾曼“螢火蟲”坦克

比如二戰中,英國從美國獲得很多M4“謝爾曼”坦克。但它的75/ 76毫米坦克炮威力不足,無力對抗德軍虎式坦克的正面裝甲。於是英國人將坦克炮拆下,換上自己的17磅長管坦克炮。

此炮威力巨大,但炮管後座距離太長,無法安裝到謝爾曼坦克炮塔內。後來工程師重新設計了制退系統,縮短了炮架,降低了後坐距離,終於讓新坦克變成能在1500米外,正面擊穿虎式坦克裝甲的“螢火蟲”坦克。

再次,

降低後坐力能

加快火炮機構復進速度,簡化瞄準流程,提高反應速度。

炮口制退器分類很多,按結構形式可分成:

衝擊式、反作用式、衝擊-反作用式

三大類。

1、

衝擊式炮口制退器

體積較大,腔室直徑一般在炮口直徑2倍以上,內部有多層反射擋板。

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當火藥氣體到達炮口時,先在制退器腔室內膨脹,壓力迅速降低。然後氣體受反射擋板阻擋產生向前的衝量,給火炮身管一個向前的作用力,從而抵消一部分後坐力。

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衝擊式炮口制退器按腔室數量,又分成

單室、雙室、多室

等等。腔室越多,降低後坐力效率越高,最高可達70%左右。

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德國四號坦克是雙室衝擊式炮口制退器

2、反作用式炮口制退器,

是在火炮身管末端開多排向後傾斜的側孔。制退器內徑較小,一般在炮口直徑1。3倍以下或相等。腔室內沒有或只有很少的反射擋板。

當火藥氣體到達制退器時,受較小腔室體積的限制,氣流壓力很高。於是氣流經傾斜側孔二次膨脹,加速噴射而出,產生向前的反作用力,抑制後坐力產生。

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蘇聯ISU-152自行火炮是反作用式制退器

1842年法國發明的第一種制退器也屬於反作用式制退器。

3、衝擊-反作用式炮口制退器

是以上二者的合體,兼具兩者優點。其制退器腔室直徑在炮口直徑1。3倍以上,2倍以下。

因為上面開了很多側孔,看起來像胡椒瓶一般,所以俗稱“胡椒瓶”型制退器。

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衝擊-反作用式炮口制退器

各種結構的制退器中,衝擊式制退器效率最高,但製造複雜、體積大、精度低;反作用式制退器加工難度小、體積小、撓度影響小,精度較高。

炮口制退器有眾多優點的同時,也有缺點:

1、炮口衝擊波和火焰很強。衝擊波超壓和噪聲會嚴重傷害附近計程車兵;炮口火焰和大量揚塵使能見度下降,影響瞄準,也容易暴露陣地。和風漫談原創,禁止抄襲。

2、制退器額外增加了炮口重量,使身管承受重力矩加大,更容易彎曲變形,影響射擊精度。

3、炮口制退器在超高壓火藥氣體衝擊下工作,質量要求非常高。如果開炮時破碎崩裂,會造成嚴重人員傷亡。

4、炮口制退器有時會影響尾翼穩定脫殼穿甲彈的彈託分離,不利於火炮彈種多樣化。

炮口制退器的“秘密”——它是如何發明的,又有哪些優缺點?

所以現代一些對精度和彈種多樣性要求很高的坦克炮、反坦克炮,也會不安裝炮口制退器。

火炮技術快速發展,炮口制退器也不斷使用新型複合材料和新設計原理。其目標是不但降低後坐力,還要與炮口消焰器、消聲器融合,保留長處去除缺點,形成多功能炮口裝置。未來,炮口制退器將不斷提高效率,為火炮效能提升做出巨大貢獻。

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