火炮的外觀及其組成部件視炮種及其用途而異。盡管有這些差別,然而所有火炮都是按照幾乎相同的方法制造的?;鹋谟袃蓚€(gè)或兩組主要部件,就是炮身部分和炮架部分。炮架部分用于支承炮身和保持火炮射擊時(shí)的穩(wěn)定性。炮架部分包括瞄準(zhǔn)裝置,在某些情況下它還可作為運(yùn)送炮身部分的手段。炮身部分為發(fā)射藥燃燒產(chǎn)生的壓力提供容器;它使發(fā)射藥燃燒產(chǎn)生的能量安全地按預(yù)定方式傳送到彈丸上;它還具有賦予彈丸方向和穩(wěn)定性的手段。構(gòu)成炮身部分的主要部件是身管及其附件,炮閂裝置和擊發(fā)裝置,炮架是火炮支撐炮身的各部件的總稱,它能保證火炮射擊時(shí)的穩(wěn)定性。它們還包括用于賦予火炮射向的各種裝置。炮架的主要部分是上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)的主要部件包括鞍型部(有時(shí)也叫上架)、高低機(jī)、方向機(jī)、平衡機(jī)、搖架、反后坐系統(tǒng)和瞄準(zhǔn)具。上部結(jié)構(gòu)承托炮身并提供賦予炮身射向的手段。下部結(jié)構(gòu)的主要部件有鞍型部支架(有時(shí)也稱為下架)、大架和活動(dòng)連接裝置(開架式火炮才有)、炮盤和駐鋤、車輪、輪軸、懸掛裝置以及制動(dòng)器。
身管實(shí)質(zhì)上是一根發(fā)射時(shí)供彈丸通過的鋼管。身管內(nèi)表面稱作炮膛,通??逃邪季€或膛線。也炮膛的膛線是按螺旋形刻制的,有等齊和漸速兩種纏度。帶等齊纏度膛線的炮膛,其特征是陰線相對(duì)于炮身軸線的斜度是個(gè)常數(shù)。炮身軸線是沿炮膛中心貫穿炮膛全長(zhǎng)的一條假想線。漸速膛線是指陰線與炮身軸線間的斜度是不斷變化的,越向炮口斜度越大。漸速膛線,在身管內(nèi)的火藥氣體壓力達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),可用于減少彈帶作用到陽線上的壓力,從而保證彈丸在離開炮口前能獲得足夠的轉(zhuǎn)數(shù)。使用漸速膛線在理論上的好處是,比較短的身管不會(huì)降低彈丸飛行中的穩(wěn)定性。
凸起的膛線稱為“陽線”。膛線的用途是在彈丸穿越炮膛時(shí)使彈丸旋轉(zhuǎn)。彈丸上配有用比膛線軟一些的材料制成彈帶。當(dāng)彈丸向前運(yùn)動(dòng)時(shí),膛線嵌入彈帶,膛線在彈帶上刻出的凹槽的形狀與陽線斷面相應(yīng)。彈帶上被刻出的凹槽被迫沿膛線扭轉(zhuǎn)的路線運(yùn)動(dòng),從而使彈丸旋轉(zhuǎn)。
炮閂裝置是一種閉鎖炮膛藥室、承受火炮射擊時(shí)發(fā)射藥氣體壓力的向后推力和容納擊發(fā)機(jī)構(gòu)。在后膛裝填火炮中,炮閂還具有密閉火藥氣體的功能。在速射火炮中,炮閂還用于在藥筒裝填后抵拉藥筒和在火炮射擊后抽出藥筒。炮閂可分為兩種,一種是螺式炮閂,另一種是楔式炮閂。螺式炮閂--般用于后膛裝填火炮,楔式炮閂一般則用于速射火炮。還可以為后膛裝填在這兩種基本的炮閂中還有不少變種。
螺式炮閂
螺式閂體裝在固定在炮尾一側(cè)的鎖扉上,可以在開、關(guān)閂時(shí)自由回轉(zhuǎn)。鎖扉是固定在炮尾右側(cè)的; 但是需要時(shí),它也可以固定在能在裝填作業(yè)時(shí)進(jìn)行上下轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。關(guān)閂時(shí),閂體上的螺紋與炮尾內(nèi)表面上相應(yīng)的螺紋相嚙合。閂體的螺紋面被分作若千偶數(shù)區(qū)段,每隔一個(gè)區(qū)段將螺紋切除。這種螺紋的螺距必須保證產(chǎn)生足夠的摩擦力,以防止閂體在火炮射擊過程中轉(zhuǎn)動(dòng)或打開。為了一壓閂柄就能使螺式閂體解脫和打開,炮閂上還需配有某種形式的傳動(dòng)裝置。螺式炮閂的好處是重量輕,閉鎖的螺紋齒是環(huán)繞炮閂四周的,閉鎖牢固受力均勻,缺點(diǎn)是打開炮閂時(shí)閂體會(huì)向上、向下或者向側(cè)面回轉(zhuǎn),需要占用一定的空間,另外射速較低。所以口徑大、對(duì)射速要求又不高的大口徑壓制火炮、要塞炮、艦炮往往選擇螺式炮閂
楔式炮閂的主要部件包括: 閂體、炮尾、閂柄、抽簡(jiǎn)子和保險(xiǎn)器。閂體可設(shè)計(jì)成立楔式或橫楔式兩種,即在炮尾中作垂直滑動(dòng)或水平滑動(dòng)的兩種。楔式炮閂的主要優(yōu)點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用安全,操作容易而迅速。楔式炮閂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作迅速的優(yōu)點(diǎn)使它很適用于自動(dòng)操作?,F(xiàn)用的楔式炮閂的缺點(diǎn)是,它需要使用藥筒來起后緊塞作用,火藥氣體的后逸是通過將裝藥封閉在一個(gè)圓錐形金屬藥筒里來阻止的。這種藥筒通常用黃銅或鋼制成,具有足夠的彈性,能在火炮發(fā)射時(shí)膨脹貼住藥室壁,從而形成密封,并在發(fā)射后收縮,能很容易地從炮尾抽出。瑞典陸軍在155 毫米火炮上使用帶銅底的塑料藥筒。英軍則多用全銅藥筒,其銅合金為30%的鋅和70%的紫銅。其他國家的軍隊(duì)特別是美軍則一直采用鋼制藥筒。藥筒的點(diǎn)火手段是裝在藥簡(jiǎn)筒底中的底火。
擊發(fā)裝置按其操作形式可分作三類,即“擊發(fā)”、“電擊發(fā)”和“擊發(fā)及電擊發(fā)”三類。在后膛裝填火炮中,擊發(fā)鎖裝在螺式閂體中心孔后邊(見圖4.6)。點(diǎn)火手段是位于閂體中心孔后邊的點(diǎn)火管。擊發(fā)鎖靠擊錘撞燃點(diǎn)火管。在引燃階段,點(diǎn)火管點(diǎn)燃球形黑色火藥,通過閂體中心孔再點(diǎn)燃發(fā)射裝藥。在速射火炮上,擊發(fā)機(jī)裝在閂體中,并且采用擊針(電擊發(fā)機(jī)則用絕緣擊針)點(diǎn)燃裝藥。一拉發(fā)射桿或一拉拉火繩,擊針即自閂體前端面沖出,撞擊裝在藥筒底部中央的底火上,所有的擊發(fā)機(jī)和擊發(fā)鎖都裝有某種安全裝置,而電擊發(fā)機(jī)則有使電路中斷的裝置。擊發(fā)機(jī)在擊發(fā)后需要撥回?fù)翎?,以使其再次處于待發(fā)狀態(tài)?;謴?fù)待發(fā)狀態(tài)可自動(dòng)完成,可手工完成,也可采用“脫扣裝置”完成。使用脫扣裝置的好處是,能使擊發(fā)裝置總是處于非擊發(fā)狀態(tài)。拉發(fā)射桿時(shí),脫扣裝置使擊針前沖并立即將它拉回,使它停在安全位置。
炮口制退器就是裝在身管炮口端的一個(gè)短的圓筒形附件。它有一個(gè)供炮彈從中飛出的、與炮膛同心的通孔,并有一個(gè)或多個(gè)氣室。炮口制退器通常是通過螺紋旋在身管上的,螺紋方向與膛線纏度相反,以防止炮口制退器在火炮發(fā)射時(shí)松動(dòng)。炮口制退器上配有鎖緊裝置。某些火炮的炮口制退器被制成身管的一部分。炮口制退器具有多種設(shè)計(jì)形式和制造方法。其開槽或氣室的數(shù)目不定,它既可以是縱向的又可以是橫向的。 火炮射擊時(shí)在彈丸后面運(yùn)動(dòng)的火藥氣體沖擊炮口制退器的反射隔板,產(chǎn)生一個(gè)向前的作用力。這個(gè)向前的作用力能減少后坐能量)。在火炮和彈藥一定時(shí),炮口制退器的效率取決于火藥氣體的轉(zhuǎn)折角度和反射隔板的大小和數(shù)量。關(guān)于炮口制退器如何提高穩(wěn)定性的問題請(qǐng)見第五章。除此以外,使用炮口制退器還有其他好處。第一,反后坐裝置可減小體積,因?yàn)楣┧盏暮笞芰啃×恕5诙?,可以把同樣的炮架使用到口徑更大的火炮上或者使同一火炮能使用更大?hào)裝藥。
最常用的搖架是“槽型搖架”。槽型搖架是一個(gè)裝在炮身下邊的“U”形箱,反后坐裝置位于框槽內(nèi)。在該搖架的上表面沿長(zhǎng)度方向上有供火炮后坐部分使用的導(dǎo)槽。搖架前端用可卸下的蓋板封閉,這個(gè)蓋板叫搖架蓋。反后坐裝置的活塞桿連接在搖架蓋上。槽型搖架的優(yōu)點(diǎn)是它可為反后坐裝置提供一定程度的防護(hù),使其不受炮彈破片和輕武器的毀傷。上架通常通過底部的中央基軸與炮架下部結(jié)構(gòu)相連接?;S必須能承受射擊時(shí)突然產(chǎn)生的應(yīng)力。上架的搖架耳軸室能使搖架俯仰自如;與此同時(shí),耳軸蓋板還能把耳軸牢牢地保持在耳軸室中,火炮在后坐、復(fù)進(jìn)和行軍過程中,上架不得在下架上出現(xiàn)傾斜;通常采用某種壓緊裝置防止上架傾斜。
所有火炮都有反后坐裝置,以在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)使其后坐部分停止后坐。反后坐裝置還能完成其它功能:使炮身復(fù)進(jìn)到原發(fā)射位置,控制炮身復(fù)進(jìn)(或反后坐)的速度、在火炮的整個(gè)高低射界內(nèi)都能使炮身保持在復(fù)進(jìn)后的位置上。發(fā)射裝藥被點(diǎn)著后,火藥氣體壓力開始迅速上升,然而開始時(shí),火炮和彈丸都不運(yùn)動(dòng)。在火藥氣體上升到足以使彈丸運(yùn)動(dòng)時(shí),也就是達(dá)到啟動(dòng)壓力時(shí),彈丸才開始運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),后坐開始。后坐將一直持續(xù)到彈丸離開炮口、反后坐裝置主要由駐退機(jī)和復(fù)進(jìn)機(jī)組成。 駐退機(jī)的用途是控制后坐部分的向后運(yùn)動(dòng)。在最早的火炮上,駐退機(jī)為摩擦式,但是現(xiàn)代駐退機(jī)則為液壓式?;鹋诤笞鴷r(shí),連接在后坐部分上的駐退桿帶動(dòng)駐退桿頭通過駐退筒里的駐退液。駐退桿頭的移動(dòng)迫使駐退液經(jīng)駐退桿頭上的小孔從一側(cè)流向另一側(cè)。駐退桿頭上的小孔尺寸不大,使駐退液不能迅速穿過小孔來解除駐退桿頭后邊的壓力。駐退機(jī)制止后坐的能力就來自以這種形式產(chǎn)生的壓力。這個(gè)壓力減緩駐退桿頭的運(yùn)動(dòng),因此后坐能量被轉(zhuǎn)換成使駐退液運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,并最后以熱能形式散失。復(fù)進(jìn)機(jī)是使火炮后坐部分回到其原來位置并使其保持在該位置直待發(fā)射下一發(fā)彈的裝置。復(fù)進(jìn)機(jī)由復(fù)進(jìn)筒、復(fù)進(jìn)簧和復(fù)進(jìn)桿組成?;鹋诤笞鴷r(shí),尾端連在炮身上的復(fù)進(jìn)桿被向后拉。此時(shí),復(fù)進(jìn)桿頭壓縮復(fù)進(jìn)簧。后坐結(jié)束時(shí),復(fù)進(jìn)簧伸張,向前推動(dòng)復(fù)進(jìn)桿,復(fù)進(jìn)桿帶動(dòng)炮身回到原發(fā)射位置。復(fù)進(jìn)機(jī)有許多不同類型,一些使用復(fù)進(jìn)簧,一些使用壓縮氣體,一些兩者兼用。其工作原理都是利用后坐能量壓縮彈簧。壓縮氣體或者壓縮彈簧和氣體,然后利用儲(chǔ)存的能量使炮身回到原發(fā)射位置。
方向機(jī)是使火炮上部結(jié)構(gòu)在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它把動(dòng)能傳給上架,使上架相對(duì)于炮架下部結(jié)構(gòu)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),從而使火炮上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)方向機(jī)的要求與上述對(duì)高低機(jī)的要求相似。與高低機(jī)一樣,方向機(jī)也有蝸桿與扇形齒輪式、螺母與螺桿式和齒弧與齒輪式。除此之外,還有一種帶循環(huán)滾珠的螺母與螺桿式方向機(jī),這是一種使用循環(huán)滾珠座圈的螺母與螺桿式傳動(dòng)裝置。方向機(jī)既可用手工操作,也可用動(dòng)力驅(qū)動(dòng),而動(dòng)力驅(qū)動(dòng)型方向機(jī)通常也配有手工操作裝置。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方向機(jī)可為液壓式,也可為電動(dòng)式。在某些火炮中,動(dòng)力輔助只是在手工操作過于費(fèi)勁的情況下才使用,如火炮位于斜坡上時(shí)。
火炮起落部分包括炮身、反后坐裝置和搖架。起落部分通過高低機(jī)與上架相連。高低機(jī)的用途是使起落部分相對(duì)于上架運(yùn)動(dòng)并控制其運(yùn)動(dòng)。對(duì)高低機(jī)的主要要求是:它應(yīng)裝在便于操作的地方;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而操作容易;不能逆向轉(zhuǎn)動(dòng)因而能防止炮身自行起落;具有足夠的微調(diào)精度,以便把炮身仰角調(diào)整到所要求的角度上?;鹋诎l(fā)射時(shí),后坐部分的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使高低機(jī)承受應(yīng)力,因此高低機(jī)的理想安裝位置是與炮膛軸線在同一垂直平面內(nèi)。有時(shí)把高低機(jī)裝在火炮一側(cè),但是在這種情況下應(yīng)在火炮另一側(cè)的對(duì)稱位置處也裝一個(gè)同樣的機(jī)構(gòu)。高低機(jī)可能是用手輪操作的簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)裝置,也可能是可以遙控的動(dòng)力傳動(dòng)裝置,或者是用手輪控制的電動(dòng)液壓傳動(dòng)裝置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)裝置是最常見的一種高低機(jī),它有三種不同類型:蝸桿與扇形齒輪式、螺母與螺桿式和齒弧與齒輪式。
“間瞄射擊”一詞用于表示對(duì)火炮看不見的目標(biāo)所進(jìn)行的射擊或在火炮和目標(biāo)間不使用直接觀察器材時(shí)的射擊。調(diào)整火炮方向和高低的過程叫作“瞄準(zhǔn)”?;鹋诿闇?zhǔn)包括兩項(xiàng)獨(dú)立的操作,雖然實(shí)際上它們是緊密相聯(lián)的。這兩項(xiàng)操作是方向瞄準(zhǔn)和高低瞄準(zhǔn)。瞄準(zhǔn)裝置的用途是,為使炮身指向正確的方向和高低以擊中目標(biāo)而提供手段。雖然高低機(jī)和方向機(jī)是使炮身作高低和方向轉(zhuǎn)動(dòng)的手段,但是炮身在指向正確的射擊方向前必須移動(dòng)的角度卻需要使用瞄準(zhǔn)裝置測(cè)出。在火炮占領(lǐng)發(fā)射陣地后,先放列,然后使炮身指向預(yù)定的方向,這個(gè)方向通常是在目標(biāo)可能出現(xiàn)的地域的中央。供火炮作方向瞄準(zhǔn)用的瞄準(zhǔn)鏡裝在瞄準(zhǔn)鏡座上,瞄準(zhǔn)鏡座裝在搖架上或者用樞軸固定在上架上并與搖架相連。在火炮占領(lǐng)陣地時(shí),就要確定并記錄炮身、瞄準(zhǔn)鏡和瞄準(zhǔn)點(diǎn)三者之間的位置關(guān)系。所謂火炮瞄準(zhǔn)點(diǎn)只不過是一個(gè)可從瞄準(zhǔn)鏡中看到的天然的或人工設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)。
炮車的下部結(jié)構(gòu)由下架(也叫鞍形部支架)、大架與連接系統(tǒng)、座盤與駐鋤、炮輪、輪軸、懸掛裝置和制動(dòng)器等部件組成。下架是上架的基座,上架座落其上,通過方向機(jī)控制上架相對(duì)于下架的水平運(yùn)動(dòng)。大架是炮架下部結(jié)構(gòu)中把后坐力傳到地面的部件。大架與其他部件一起使火炮保持在射擊位置上,火炮通過大架與牽引車連接。每個(gè)大架的前端通常固定在輪軸或下架車體上;后端裝有位置可調(diào)整甚至可拆卸的某種形式的駐鋤。火炮在牽引狀態(tài)時(shí),大架通過某種形式的牽引附件或牽引環(huán)連接在牽引車上。牽引附件通常是可以拆下的。牽引環(huán)是裝在大架尾端的機(jī)械裝置,用于與牽引車上的牽引鉤相連接。牽引環(huán)通常都經(jīng)過精心設(shè)計(jì),因此在火炮放列時(shí)一般不會(huì)影響大架或駐鋤的動(dòng)作。大架有三種形式:?jiǎn)瓮却蠹堋㈤]架式大架和開架式大架。這些結(jié)構(gòu)不同的大架可使火炮具有不同的方向射界和高低射界,大多數(shù)炮架使用的制動(dòng)器都是普通的制動(dòng)鼓和擴(kuò)張?bào)w或制動(dòng)帶式裝置。在啟動(dòng)制動(dòng)器方面,有好幾種設(shè)計(jì)方法??赏ㄟ^與火炮相連的電力或機(jī)械裝置從牽引車上操縱制動(dòng)器,也可通過氣壓、電動(dòng)或液壓使制動(dòng)器工作。
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