中国军工资源网
 
资讯:
公告:
 
 
登录账号
密码
验证码
您好,您已登录!  您有条新到站内短信  进入会员中心  退出登录
军工资讯服务窗口
军民融合发展平台

百度分享
产品展示
 
最新点评
更多点评 发表点评
发表评论
您的评价
差(1) 一般(2) 好(3) 很好(4) 非常好(5)
评论标题
评论内容
验 证 码
看不清?更换一张
匿名发表 
再谈美国人58倍155的超级大炮,其实一点都不高级
军工资源网    2018-12-13 11:50:12    文字:【】【】【

null


在十月份的《美国试射M109A8,真的很高科技吗?》一文中本炮霸曾经从身管发展的角度讨论了下美国58倍155炮,今天我们再从射程的角度继续展开下这一话题。

美国58倍径的M109A8在发射XM1113火箭增程炮弹时,射程可达70公里。如果是标准的155毫米炮弹的话,要想在155毫米火炮上达到70公里的射程的话,差不多得需要1400m/s左右的初速。这1400m/s的初速是啥概念呢?要知道现在52倍身管23升药室的155毫米炮,其初速也就945m/s。

一般来讲提高炮弹射程也就是以下的一些途径。

null


在过去很多年里,增加初速被誉为提高火炮射程最简单最有效的手段。比如155火炮的身管长度和药室从最早的24倍身管,13升发展到39倍身管,18升再到52倍身管,23升药室,其炮弹的初速从564m/s到827m/s再到945m/s。从中可以出,其实单单靠增长火炮身管已经很少了。如果单单靠增长身管来提高初速,58倍径的身管最多能换来不到1000m/s的初速,仅仅比标准的52倍155提高30~40m/s的初速,而这一点初速最多只是把155标准弹的射程从30公里提到到不到32公里。然而由于身管的增加,火炮机动性恶化;身管易变形,炮弹起始扰动和瞄准误差增加,精度变差。

null


除了增加身管长,提高膛压也可以提高初速增加射程。增大药室容积用更多的发射药,改变装药结构还有换用高能发射药都可以提高膛压。比如南非的52倍身管25升药室的155就通过改进装药结构等手段获得了995m/s的初速,不过其膛压从45倍155时期的444MPa提高到530MPa。这样的膛压参数,之前大家都是用来搞坦克炮时才有。在一根8米多长的管子上实现如此高的膛压,其所带来的制造难度的升高和由此带来的寿命问题就够大家喝一壶了。

综上所述,目前各国死守52倍身管23升药室的155一点都不落后,美国人改进发射药加长身管到58倍口径根本谈不上什么先进。其实说白了就是目前在火炮上的挖潜已经到头了。

既然炮上已经挖不出来啥了,那只能在弹的上面继续挖了。目前对于弹的挖潜主要集中在火箭助推和减小阻力两个方面。

null


火箭助推各国应用的都很早,其增程的原理在于利用火箭助推增加炮弹飞行速度,从而达到增加射程的目的,其大概可以增加25~30%的射程。不过火箭增程弹的增程需要占用炮弹有限的空间来安装火箭发动机和燃料。在底排弹出现之前,火箭增程是唯一选择,可当增程效率更高的底排弹出现之后,传统的火箭增程就被丢到一边了。另外由于火箭增程弹的发动机点火一致性的问题,普遍散步指标不太好。

null


减小阻力大家最常用的是底部排气,现代炮弹是一个头部尖尖,尾部平平的外形。炮弹在飞行过程中,流经侧面的空气因为来不及填充炮弹尾部而在尾部形成一个真空区域。这个尾部的真空区域与流经炮弹头部的空气形成了一个压差,阻碍炮弹的前进。底部排气就是通过在炮弹底部安装一个燃气发生装置,通过在炮弹飞行过程中产生燃气填充这一真空区域减小炮弹的飞行阻力。减小炮弹的飞行阻力也就是减小炮弹的速度衰减,从而达到了增程的目的。


底排弹增程的效果在于用于底排的装药药量,155炮弹理想的底排装置要消耗8kg的装药。要知道正常的155炮弹装药也就11kg多,所以现代的底排增程基本上是以不影响弹丸威力为前提的,用2kg的装药提高15~30%左右的射程。虽然底排增程的效果比火箭增程好,但是底排是有个限度的。现实中的炮弹的射程因为有空气阻力的影响所以会比真空中的射程要近,底排是减小了阻力,但并未影响初速。其增程的上限无非就是真空弹道的射程。而火箭增程因为火箭助推的关系增加了了炮弹的初速,其理论上增程的上限要比底排弹更大。

null


前面所说的要想达到美国人所说的超过70公里的射程,如果是底排弹的话,其需要1200m/s多的速度,这显然也是目前155炮不能实现的。如果是用火箭增程的话,不用改变炮弹的初速,用52倍155发射的话,得差不多9kg的推进药。用火箭增程推一个只装2kg装药的小炮弹到70公里外,这真的有必要么?并且70公里的火箭增程势必精度不会好到哪儿去,如果再加上什么弹道修正或者制导组件,弹丸里就真的不剩下什么了。

null


为了调和这个射程和威力之间的矛盾,人们将火箭增程和底排结合在了一起,于是就有了增速远程弹(VLAP),当然叫的简单点也就是底排火箭复合增程弹。底排火箭复合增程是在空气最稠密的底层大气先底排减阻,待弹体进入稍高的空间且弹体稳定后开启火箭增程发动机增速。目前155的底排火箭复合增程弹可以获得50公里左右的射程,其威力也比单纯的火箭增程弹也大不少,至少可以是用一发155打出130的威力。如果射程再远的话,其威力也会下降不少的,并且技术的复杂性也是挺高的。

null


前文说到火箭增程的最大瓶颈是不希望过多的推进药影响炮弹的威力,而这推进剂能提供的推力和持续的时间是有限的,如果能有一种新的方式来提供更大的推力和更长的工作时间的话,也许这增程的瓶颈就被打破了,这就有了冲压弹。前文所说的70公里射程,冲压弹只需2kg多的推进药便可以实现,并且其受空气扰动的干扰很小,精度也好。不过冲压弹有个问题,从某种角度冲压弹就是一个绑了一圈炸药的冲压发动机。虽然只需要2kg多的推进药,但是弹体中间有很大一部分的空间要留给进气道。其确实大大减小推进药的重量,但仍然没能解决弹丸装药不足的问题。

null


还剩的俩种可以增程的方式,次口径和增升/滑翔。前者嘛比如意大利的火山次口径炮弹,其射程也可以轻松达到70公里。全弹重29kg,初速1150m/s,发射后抛掉弹托还剩下18kg。一发只有18kg的炮弹,其装药量也未必会比105毫米炮弹大多少。后者有通过改进弹体形状增加升力的,也有通过各种弹翼来滑翔的。其实只要炮弹速度够快,高度够高,以一定的攻角进行滑翔,增程的效果都不会差。不过呢,能带来升力的形状其受到空气的扰动也会更大,当其射程达到一定程度时必须得加复杂的制导组件。

null


最后本炮霸想说美国人的思路无非是通过改进火炮和发射药赋予炮弹一个略超出目前的初速,然后通过改进火箭增程弹的推进剂在推力不变的前提下减少一些药量,在最后再通过二维弹道修正组件来保证精度。达到70公里的射程没有什么难的,难的是如何在保证效力和成本的前提下,灵活的运用各种增程手段来实现目的。目前各国基本上已经把想到的,能用的增程手段都捣鼓出来了,没有哪个国家能高到什么地方,老拿这个玩意大惊小怪的挺没意思的!


浏览 (89) | 评论 (0) | 评分(0) | 支持(0) | 反对(0) | 发布人:军工资源
将本文加入收藏夹
军工咨询服务平台
军民融合发展平台
中国军工资源网官方网

关注官方公众号