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帖子主题:炮口制退器的“秘密”——它是如何发明的,又有哪些优缺点?

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炮口制退器的“秘密”——它是如何发明的,又有哪些优缺点?

2020年05月03日 10:50:43

来源:和风漫谈

自然界中的各种物体都遵循动量守恒定律,火炮也不例外。当火药气体赋予弹丸前进的动能时,也对火炮本身产生巨大后坐力。这种力量如此强大,对火炮炮架、身管、驻退复进机都产生巨大影响,所以要加以控制。

炮口制退器的“秘密”——它是如何发明的,又有哪些优缺点?

▲巨大的火焰和扬尘

在火炮发展过程中,炮口制退器对提升火炮性能起了重要作用。火炮刚诞生时,炮管与炮架刚性连接,没有缓冲装置。开炮时巨大的后坐力经常让火炮蹦起来,不但损伤火炮,也危及炮手。士兵们不得不一次又一次将火炮推回炮位重新瞄准,所以射击精度很差,反应速度巨慢。

为了提高稳定性,人们加大炮身质量,又导致火炮机动性大幅降低。所以早期火炮只能做辅助兵器,不能真正主宰战场。

炮口制退器的“秘密”——它是如何发明的,又有哪些优缺点?

一、炮口制退器的历史由来

为降低后坐力影响,人们不断探索发明了多种炮口制退装置。

1897年,法国人制造了M1897式 75毫米野战炮。成为历史上第一种使用驻推复进机的实用火炮,在减小后坐力道路上前进了一大步,标志着野战火炮进入管退时代。

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▲火炮驻退复进机

炮口制退器也同样由法国人发明,且出现的时间更早。1842年,法国陆军上校谢瓦利尔?特雷维尔?博利厄,在一支步枪枪口区域钻了几个小孔。小孔以一定角度向后倾斜,子弹击发时一部分火药气体从小孔泄漏出去形成反冲,就减小了步枪后坐力。

1862年,法国人又在一门106毫米海军炮上试验博利厄上校提出的制退技术,同样取得了良好效果。

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▲反作用式制退器

同年,英国人从法国搞到相关技术后,开始在9磅青铜炮上做试验。但是英国人在炮管上钻的小孔质量不合格,试验效果很差,没达到预期效果。

1888年德国人也加入实验中来,将炮口制退器概念运用到“缓冲-蓄能器”反冲系统中。这就是早期阶段各国在炮口制退器上的探索经历。

第一次世界大战时,炮口制退器已蓬勃发展起来。残酷的堑壕战中,各国对火炮发射距离、弹丸威力和射击精度要求越来越高,相应的发射药量也越来越大,由此产生的后坐力急剧增长。倒逼各国加速研制各种新型炮口制退装置。

二、炮口制退器的原理、分类和优缺点。

炮口制退器的原理,是通过控制后效作用期火药气体流量分配和气流速度,使其产生向前的冲量,减小火炮后坐力。它带来很多好处:

首先,是减小炮架重量、缓冲机构重量。使全炮重量降低、结构简化、机动性提高,能跟随部队到达更多的战场。

其次,是缩短身管后坐距离。让不同型号的火炮能装备到更多坦克和装甲车上,扩大使用范围,提高射程和威力。

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▲谢尔曼“萤火虫”坦克

比如二战中,英国从美国获得很多M4“谢尔曼”坦克。但它的75/ 76毫米坦克炮威力不足,无力对抗德军虎式坦克的正面装甲。于是英国人将坦克炮拆下,换上自己的17磅长管坦克炮。

此炮威力巨大,但炮管后座距离太长,无法安装到谢尔曼坦克炮塔内。后来工程师重新设计了制退系统,缩短了炮架,降低了后坐距离,终于让新坦克变成能在1500米外,正面击穿虎式坦克装甲的“萤火虫”坦克。

再次,降低后坐力能加快火炮机构复进速度,简化瞄准流程,提高反应速度。

炮口制退器分类很多,按结构形式可分成:冲击式、反作用式、冲击-反作用式三大类。

1、冲击式炮口制退器体积较大,腔室直径一般在炮口直径2倍以上,内部有多层反射挡板。

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当火药气体到达炮口时,先在制退器腔室内膨胀,压力迅速降低。然后气体受反射挡板阻挡产生向前的冲量,给火炮身管一个向前的作用力,从而抵消一部分后坐力。

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冲击式炮口制退器按腔室数量,又分成单室、双室、多室等等。腔室越多,降低后坐力效率越高,最高可达70%左右。

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▲德国四号坦克是双室冲击式炮口制退器

2、反作用式炮口制退器,是在火炮身管末端开多排向后倾斜的侧孔。制退器内径较小,一般在炮口直径1.3倍以下或相等。腔室内没有或只有很少的反射挡板。

当火药气体到达制退器时,受较小腔室体积的限制,气流压力很高。于是气流经倾斜侧孔二次膨胀,加速喷射而出,产生向前的反作用力,抑制后坐力产生。

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▲苏联ISU-152自行火炮是反作用式制退器

1842年法国发明的第一种制退器也属于反作用式制退器。

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▲高速摄像机下的枪口制退器气流情况

3、冲击-反作用式炮口制退器是以上二者的合体,兼具两者优点。其制退器腔室直径在炮口直径1.3倍以上,2倍以下。

因为上面开了很多侧孔,看起来像胡椒瓶一般,所以俗称“胡椒瓶”型制退器。

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▲冲击-反作用式炮口制退器

各种结构的制退器中,冲击式制退器效率最高,但制造复杂、体积大、精度低;反作用式制退器加工难度小、体积小、挠度影响小,精度较高。

炮口制退器有众多优点的同时,也有缺点:

1、炮口冲击波和火焰很强。冲击波超压和噪声会严重伤害附近的士兵;炮口火焰和大量扬尘使能见度下降,影响瞄准,也容易暴露阵地。和风漫谈原创,禁止抄袭。

2、制退器额外增加了炮口重量,使身管承受重力矩加大,更容易弯曲变形,影响射击精度。

3、炮口制退器在超高压火药气体冲击下工作,质量要求非常高。如果开炮时破碎崩裂,会造成严重人员伤亡。

4、炮口制退器有时会影响尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托分离,不利于火炮弹种多样化。

炮口制退器的“秘密”——它是如何发明的,又有哪些优缺点?

所以现代一些对精度和弹种多样性要求很高的坦克炮、反坦克炮,也会不安装炮口制退器。

火炮技术快速发展,炮口制退器也不断使用新型复合材料和新设计原理。其目标是不但降低后坐力,还要与炮口消焰器、消声器融合,保留长处去除缺点,形成多功能炮口装置。未来,炮口制退器将不断提高效率,为火炮性能提升做出巨大贡献。

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      2020/5/3 12:35:51

      网友回复

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      首先,火炮开炮时原本是燃气推着炮弹在炮管内高速向前移动,

      2020/5/17 13:28:50
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      炮口制退器的短板是什么?简而言之就是它在减少身管后坐力的同时,也卸载了炮弹部分动能,影响了火炮精度和射程。

      2020/5/15 22:05:11
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      如今的现代化火炮,如美国M1A2坦克、德国豹2坦克上的坦克炮,大多取消了制退器。

      2020/5/13 22:39:46
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      如俄罗斯乌拉尔现代化升级改造的“马尔卡”自行榴弹炮,就没有加装炮口制退器。

      2020/5/12 22:34:10
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      这是因为,制退器在有其长处的同时也有其短板。之后,随着科技发展,对一些火炮来说,这种设计长处不再长而其短处却更加短,所以一些火炮告别了炮口制退器。

      2020/5/10 10:51:51
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      如德国“野蜂”150mm自行榴弹炮、美军的M115式榴弹炮等。

      2020/5/9 10:46:13
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      但是,即使在那时,制退器也没法称之为“火炮标配”,因为有相当多的火炮没有采用这种设计。

      2020/5/8 20:55:30
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      一些自行火炮和部分战舰上的火炮也装有它。据测试,效率较高的制退器一般能降低火炮近三成左右的后坐力。

      2020/5/7 22:33:39
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      二战中,德军“虎”式坦克和苏军IS-2重型坦克的坦克炮都配备有制退器。

      2020/5/6 22:46:05
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      作为火炮重要设计,炮口制退器一经出现很快就得到了运用。

      2020/5/6 10:11:22
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      和马的笼头用来约束其奔跑速度与转向一样,炮口制退器的作用也是通过控制火药燃气气流、方向及速度,将燃气的部分动能引向侧后方喷射,从而借此减小发射时身管的后坐力,提高火炮射击稳定性。

      2020/5/5 19:36:54
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      这得从炮口制退器的来源说起。 有军迷将炮口制退器形象地称作火炮的“笼头”。

      2020/5/5 8:50:49
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      那么,在火炮发展历程中,这个令大炮平添几分威仪的炮口制退器真的没用了吗?

      2020/5/4 20:12:44
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      炮口制退器,人们很快会想到火炮口那个乍看上去很像大号枪械消音器的钢铁装置。

      2020/5/3 19:58:49
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      哪里来的稿件,这么多的繁体字呀?

      2020/5/3 16:17:21

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