管退炮,用了100多年堪称完美,一出世就淘汰了架退式火炮

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管退式火炮的起源

人类现代意义上的火炮,起源于19世纪的后半叶。这个时候的火炮采用的是精炼的钢制炮身,通过后膛装填并使用螺式炮闩封闭;从而使火炮膛压和密闭水平有了很大提高;同时,在炮膛内部刻出多条固定缠距的膛线,配合尖头的榴弹,使火炮打的又远又准,首次将火炮的有效射程延伸到了5公里以上。当时,英国的阿姆斯特朗和德国队蒂森克虏伯无疑是现代火炮上的先驱。

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1854年出现的阿姆斯特朗大炮可以认为是现代火炮的雏形

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清军购买的克虏伯大炮

不过,一直到19世纪末期,火炮在对付后坐力方面,与18世纪或者更早制造的加农炮没有本质区别,都是炮身与炮架刚性连接,发射后炮身和炮架一起向后运动。这种火炮今天称为架退式火炮。它的典型特征就是火炮通过耳轴安装到一个两侧有金属板的炮架上。

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早期的加农炮发射后会剧烈后座(别被国内无良影视剧组骗了)

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当时的克虏伯火炮仍然是安装在炮架上,炮身和炮架一起后座

这样就来带一个问题,那就是架退式火炮射击后无法自动回位,需要调整归位并重新瞄准,因此射速非常慢。比如当时北洋水师采购的305mm,210mm,150mm克虏伯炮射速都很低。定远的主炮发射一次,重新归位,调整射角再装填击发,熟练的炮组也要花上10分钟以上的时间。

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澳门新葡萄京官网注册,定远305mm克虏伯主炮

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克虏伯210mm炮,是济远这类穹甲巡洋舰的主炮

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济远舰的1克虏伯50mm副炮,都是架退炮

而当时另一个火炮巨头,英国的阿姆斯特朗,则在1891年率先开发出了一种炮架固定,带有摇架和复进装置的火炮,这就是QF
4.7寸
MKI速射炮。这种炮的炮身可以沿着摇架提供的导轨滑动,同时,摇架的两侧带有耳轴,可以绕上炮架俯仰。火炮沿着导轨运动时,会压缩弹簧,产生阻碍后座的力,并且在运动到下止点后弹簧推动火炮复位。这种炮因为炮架不动,只有炮管后座,被称为管退式火炮

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QF 4.7英寸 MKI 速射炮

我们现在说的,甲午战争日军的速射炮远多于北洋水师,实际上就是因为日军大量装备了这种阿姆斯特朗的速射炮。由于这种火炮炮架不动,复进机可以让火炮自动复位,因此射速要快得多,达到了5~6发/分钟,熟练的炮组爆发射速可达10发/分钟以上。此一项指标大大超过了北洋水师的架退炮。不过此时的速射炮,使用的还是弹簧缓冲,后座行程较短,因此后座效果并不是太好;不过好在海军炮可以用底座和舰体吸收一部分能量,所以问题不大。但是这种设计在陆军野战炮上就没法使用了,因为剩余的冲击力还是足以让炮架子飞出去。

然而看似无解的问题,其实早就给出了答案。1879年德国人豪森内注册了世界上第一个液压驻退复进装置(Hydraulic
recoil
mechanism)的专利。当时的德国陆军不知出于什么原因,认为这个专利没有价值,因此拒绝采用。到了1894年,法国人莫阿从豪森内手上买来了这个专利,并率先将其用在了陆军野战炮上,这就是大名鼎鼎的M1897
75mm野战炮
。这种火炮最大的特点就是炮管是放在一个床子上,而这个床子内部有一个液压气动的驻退复进装置。下图为M1897野炮的射击状态:

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M1897 75mm野炮,就是李云龙口中的“意大利炮”

M1897一经问世,就变成了爆款火炮。这种火炮重量轻,精度高,射速快,在第一次世界大战期间让德国人吃尽了苦头。此时的德国人面对这门用着德国人专利制成的火炮,不知道是何感想。总之,M1897这种设计,成为了野战炮的鼻祖,被各国纷纷模仿,也包括德国人在内。到了第一次世界大战的时候,还在使用架退式野战炮的,那都不好意思跟人打招呼了。

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克虏伯的Mod.1903式 75mm野炮,采用了液压弹簧驻退复进机

下面我们再简单分析一下管退式火炮的驻退复进机原理。

法国施奈德公司生产的一种口径75毫米的牵引式野炮。又称75ABS1897式野炮。1897年研制成功,是世界上最早的弹性炮架火炮。其射速、射击精度和机动性能,比刚性炮架结构的同口径火炮有明显提高。用于为野战部队提供火力支援。此炮是第一次世界大战前性能最好的速射炮之一,各国很快竞相仿制,并在第一次世界大战中大量使用。

作者:毅品文团队黄浦江下,无授权禁转!

管退式火炮的原理

管退式火炮的炮管因为弹丸和火药燃气的反冲,产生向后运动的趋势,这个时候在液压驻退装置开始工作,炮管向后做减速运动的时候,驻退装置内部的液压油开始压力,内部的空气被压缩,同时产生一个阻碍火炮继续后座的反作用力,使火炮后座速度不断减小;当速度减到0时,就完成了后座。此时被压缩的空气膨胀做功,液压驻退装置推动炮管复位。

下图是一个管退式火炮的液压驻退复进装置。左边蓝色的头与炮管刚性连接(Lug
On Breech
Ring),然后通过一个冲击筒伸到液压缸体内,这个冲击机构与缸体是可以有一定自由度来进行相对运动的。当火炮后座时,冲击筒向后冲击,由于液压油是不可压缩的,会随冲击筒一起向后运动,无保留地把力传递给空气。空气在压缩的过程中内能增加,这就吸收掉了火炮后座的动能,使后座速度不断减小,直到降为0,此时压缩空气产生的压力又将推动火炮向前运动,直至复位。

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液压式驻退复进机的原理

现代各国使用的火炮里,小于50mm的火炮还可以用炮架子硬抗后座;当口径超过50mm时,就必须使用液压式驻退复进机了。典型的特征就是,这种炮打一炮管子就要缩一下子。

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不论什么类型的火炮,都要这么缩一下子

结构特点

野炮全名为轻型野战加农炮,是炮兵装备的一种。多为口径在75-76毫米左右的加农炮。野炮口径小,射程长,射速快,能平曲两用,而且火炮轻便,能较快的跟随步兵部队移动,是旧时师一级炮兵的主要武器。

采用木制轮单脚式炮架,架尾装有驻锄。炮闩为偏心螺式,配用光学瞄准镜。

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(德国造克虏伯M1903型野炮,是抗战时中国军队主要野炮之一)

1902年,在法国的帮助下,俄国定型了M1902型野炮,这是俄国第一款管退式野战炮,不久之后参加了日俄战争,并在此战中因其较为优异的性能,得到了俄国军队的肯定,此后大量列装,成为了俄国军队的主力野战炮。一战结束后,M1902型野炮继续为苏联红军所用,但是到了20世纪30年代,这些旧式的野战炮的性能已经落伍,为此苏军对其进行了延寿工程,这就是M1902/30型野炮,将身管延长到了40倍,增大火炮的仰角,使得其最大射程达到了13.29km,在当时的野炮中,属于射程较远的火炮。

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(M1902型野炮,此炮曾援给抗战时期的中国)

虽然射程增长了,但是M1902/30型仍有不足,由于火炮炮架还是一战前的单脚架式设计,方向射角不足,因此苏军又推出了一款全新设计的野炮,这就是M1936型野炮,该炮口径76毫米,48倍身管搭载在一个开脚式的摩托化炮架上,最大射程14km,是很优秀的火炮,此后苏联红军继续发展M1936型野炮,到了1939年,又推出了新的改型,称之为M1939型野炮,该炮是M1936型野炮的轻量化型号,射程减少约800米,重量减轻了150kg。

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M1936和M1939型野炮可谓是战前集新型野炮的精华于一身,开脚式炮架和长倍径身管,带来的强大性能令任何国家的野炮都为之汗颜,但是高性能又带来了另一个问题,高昂的造价和漫长的工期,很快,苏德战争爆发了。随着野炮的大量损失,这两款野炮已经无法满足红军的需要了,于是在1942年,划时代的野炮诞生了,这就是zis3型野战炮。

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zis3即是艰苦时期的产物,亦是划时代的优秀武器,将zis2型反坦克炮的炮架和M1939型野炮的炮身结合在一起,就成为了二战时期最出色的野战炮,有赖于zis2反坦克炮轻便的炮架,zis3型野战炮全重压低到了1.2吨,而又凭借着M1939型野炮的出色性能,火炮依然维持了13km的大射程,此外火炮还配发了穿甲弹,除了作为野战炮兵外,zis3可作为反坦克炮使用,而威力亦不俗。在整个战争期间,zis3型野炮生产了超过四万九千门,是苏联红军师一级炮兵的绝对主力。除了苏军使用外,该炮还曾出口到了中国,并在援朝战争中发挥了巨大的作用,当时中国军队使用的野炮很旧,射程近,威力小,而苏式野炮轻便,射程长,威力大,颇受部队的欢迎。1953年6月12日,在座首洞南山战斗中,中国军队投入了zis3型野炮在内多达80个连的火炮,形成了强大的支援火力,在短时间内就取得了歼敌数千人的大战果,给于敌人以沉重的打击。参考资料:《解放军历史资料丛书》《火炮历史的见证》

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