鄱阳县杨秀福简历:火炮知识

第一章 历史背景 引言 　　炮兵武器的历史与本书可能进行的有限的历史回顾比较，显然值得人们给以更大的关注。然而，炮兵武器的大部分历史内容与本书所述大都无关。本书只限于阐述现代炮兵武器系统技术方面的内容和影响其设计特性方面的内容。但是，在开始讨论现今技术和装备之前，如果不首先回顾一下导致今天部队所使用的装备出现的某些主要历史影响和历史事件，显然是不恰当的。
  起源 　　炮兵武器的起源已查不清楚。自从人们认识到从远处杀伤对手将使自己更为安全以后，把投射物投向敌人的方法就不断向前发展。最早使用的投射装置包括诸如弹弓、抛石器和弩炮之类的原始器材。这些原始武器与现代炮兵武器的最大不同在于它们是依靠突然释放能量来推进被投射物的机械装置。与此相比，现代炮兵武器则是利用发射药燃烧释放的能量将弹丸推进到要求距离处的。要准确地说出某些原始武器首次出现的时间是很困难的。但是，用于抛射投射物的某些大型机械式武器早在《旧约全书》中就已经有所记载了。 　　甚至在英王亨利八世时，英文中的“artillery”一词还是指与现代步兵武器更为接近的各种武器，而不是指炮兵用的火炮的。例如，亨利八世在1537年签署的一份任命书中有下面一段文字： 　　 “[任命他们为]炮兵学监察(overseers of the science of artillery)，即管理长弓、横弓和其他手用武器的监察；以增强帝国的防御。” 　　这份任命书至今仍保存着。显然，那时“artillery”一词几乎是指把投射物投向敌人的任何手段。但在今天该词已被用来称谓在战场上用于向野战部队提供火力支援的各种形式的间瞄射击系统了，特别是指加农炮、榴弹炮、迫击炮和火箭。“炮兵武器”一词通常还包括高射武器、炮兵用定位装置和某些远射程反坦克武器；然而这些武器本书不作任何介绍。
  火箭 　　从一种炮兵武器的设想转变成另一种设想，一般要经历好几个世纪。这种转变又是以一系列科学发现和工程进展作为标志。早在10世纪时中国就已经使用火箭。把阿拉伯人使用的原始火箭推进武器引入欧洲是在13世纪。在火炮的这一发展阶段，火箭开始让位于更有效的武器——身管火炮。此后，火箭的发展一直处于蛰伏状态，直到19世纪初期才再次得到有效使用。这些情况我们将在本章的后半部分介绍。
  身管炮 　　最早的身管炮可能都采用熟铁身管。这种身管的制作往往是先把矩形或环形铁质板材围在一个白热铁心四周，然后再套上白热铁箍；铁心和铁箍一冷却，铁板即被压紧形成身管。英语中的“barrel(身管)”一词即来源于这一“桶体”制作过程。最早的身管多属于从炮尾装弹的后膛装填身管，这是因为当时的制造技术适合于后膛装填和紧塞。只是由于这种身管的紧塞程度满足不了使用要求，后膛装填形式才在后来被废止。在这些早期火炮中，身管的用途只不过是为当时作为发射药的黑火药提供燃烧容器、容纳弹丸和使弹丸指向正确的方向。就这方面而论，早期火炮的确是现代火炮的先驱。但是，这些早期火炮是使用黑火药作为发射药的，没有黑火药就不会有火炮。因此，使用黑火药作为发射药可能是当时意义最重大的创举。 　　到底该由谁来领受发明黑火药或者说炮药的荣誉，这里存在着若干争议。按最新文献的说法，是英国修道士罗杰·培根(约1214-1292)提出了最早的我们可追溯的黑火药成分记录。但是，大多数人认为远在培根在世的若干世纪以前，黑火药已经作为烟火剂供人使用。 [ 译者注：根据《辞海》，在我国古代孙思邈(公元581-682)的著作《丹经》中早已有关于黑火药成分的记载。 ] 　　第一批使用黑火药的身管炮出现在14世纪，但是具有较好功能的发射药，硝化纤维或硝化棉，是到19世纪才开始使用。在这约有500年的一段时间内，出现过几次新的进展。这些进展对现代火炮的设计及其使用技术的影响仍然是非常明显的。
  弹道学的兴起 　　到15世纪，开始出现带耳轴的身管炮。耳轴是装在身管平衡点上的短轴，火炮围绕耳轴上下起落。很明显，由于炮手通过耳轴能够迅速而方便地改变武器的射程，因此他们对火炮越来越感兴趣。大致与此同时，意大利数学家尼考尔·塔泰格列(1499-1577)在其著作《新科学》中提出了有关弹道呈弯曲形状的理论。后来，伽利略(1564-1642)又得出了弹丸的飞行轨迹呈抛物线形的结论。这样，他们两人都有力地揭示了当时许多炮手持有的弹丸在垂直落地之前作直线运动的观点是错误的观点。再晚一些，英国数学家兼工程师本杰明·罗宾斯(1707-1751)发明了供测定弹丸初速用的弹道摆。这种仪器尽管目前已经被电子测速仪所取代，但在测定火炮后坐能量时仍有一定的用途。罗宾斯还认为，如果能使弹丸在穿越空气时旋转，将能提高弹丸飞行的稳定性。遗憾的是在他在世之时，由于受工艺条件的限制，当时还不能生产线膛炮。因此，他的理论当时没有得到验证。但是，弹道学的应用毕竟已经开始了；而且早在这之前，炮兵武器战术应用的新概念也已经付诸实践。
  战术的变化 　　在卡斯特沃斯·阿多法斯(1594-1632)在世之前，炮兵武器相对来说是不机动的，因其最基本的任务是摧毁工事和从准备好的阵地上攻击前进中的敌人。阿多法斯使用较轻的、机动的、发射4磅和9磅炮弹的次长炮支援其部队，从而使火炮的面貌改观。他把炮兵部队按三种不同的战术任务进行编组，把它们分作攻城炮兵、团炮兵和野战炮兵。尽管实践表明这些设想是成功的，但他又从对内膛衬锡的皮革火炮的实践中认识到：为要火炮承受住射击时所受的应力，则其重量不能太轻。普鲁士腓特烈大帝二世(1711-1786)在七年战争中遵循了阿多法斯使用炮兵的原则，而且进一步发展了关于炮兵编组的设想，编组了骡马炮兵。到18世纪，出现了历史上最重要的炮兵专家之一——让·巴蒂斯特·德·格里博瓦尔(1715-1789)。他在担任法国炮兵总监期间，对法国炮兵所进行的改革，奠定了拿破仑时代法国炮兵获得胜利的基础。这位炮兵专家把炮兵分作三部分：海岸守备炮兵、攻城炮兵和野战炮兵。按他的说法，野战炮兵是指发射12磅重的炮弹、用马匹拖曳并有载运弹药和备件的前车作保障的火炮。美国陆军从1809年起采用上述炮兵编组体系，直到1840年才不再采用。炮兵战术使用技术的改进往往不是由于火炮设计上的一些重大进展而引起的。
  膛线 　　在现代火炮上表现得很明显的许多改进，在19世纪初期的火炮上还没有出现。当时的典型火炮都是炮口装填，滑膛并且没有任何能够阻止其在射击时后坐的机构。到19世纪后半期，火炮设计开始飞速发展。在这之前，火炮在400米左右的距离上、从暴露阵地上射击前进中的敌步兵，还是比较安全的。在“滑铁卢”战役(1815年)中敌我双方使用轻武器在约200米或300米的距离上交战，造成了重大伤亡。然而，超过这样的距离，使用火炮会更为有利。带膛线的轻武器的出现，使炮手易遭伤亡的距离大为增加。因而把膛线原理使用到火炮上来当然是显而易见的事。法国和普鲁士在1850年以前已拥有大量的线膛步枪，但是带膛线的野战火炮直到1856年才由法国人在与意大利人进行的战争中首次使用。
  后膛装填火炮重新出现 　　如前所述，后膛装填形式曾用在最早的火炮上。但是，这只是出于当时制造工艺的需要，而不是因为当时它是密闭炮尾的有效手段。当制造工艺的进展尚难以克服在火炮密闭上若干长期遗留的问题之前，火炮采用炮口装填形式一直是比较普遍的，而且这种装填形式曾一度占统治地位。与设计方面的其它许多创新一样，对后膛装填需求的再次被提出并变得日益紧迫，也是外部影响造成的，这次则是由于线膛炮的出现而引起的。炮口装填的线膛火炮尽管生产过很多，而且使用也很成功，但是毕竟还存在一些实际问题。后膛装填武器具有操作迅速和在下述两个方面更为安全的优点。首先，炮手无需暴露在火炮前方进行装填操作；其次，后膛装填不存在一次装入两发炮弹和两个装药的危险。前膛装填火炮在战斗紧张时期明显地存在着发生这一危险的可能性，迫击炮直到今天还存在着这种危险。到19世纪后期，后膛装填的线膛炮才得以永久存在下来。这个时期的火炮还经过另一种人们期待已久的设计上的改进，这就是射击时可有限地抑制火炮后坐的措施。老式火炮具有的自由后坐长至少应该说是可怕和危险的。在反后坐装置出现以前，舰用火炮有时会后坐过甲板中央，连桅杆都得用某些具有弹性的材料保护起来。1807年，英国皇家“维多利亚”号军舰曾用滑轮和重砣制止火炮后坐，但收效甚微。那时，火炮射击后得由炮手拖回原位。这就需要有一个用以决定炮班需用人数的标准，炮班人数是按有500磅后坐力需用一人来定的。如果把这一标准用到现代重型火炮上，则有的炮班的人数将远远超过一千人。当然，由于舰船空间有限，射击后使火炮复位的操作将比在地面更为困难。但是，野战火炮的炮手也有充足的理由要求解决同样的复位问题。射击后靠人力使火炮复位是件非常费力的工作，而且还会降低火炮射速。关于“滑铁卢”战役的报道表明，到战役末期炮手们已不能胜任这种纯属体力劳动的拖炮工作了。在制造一种有效的反后坐装置上进行了多次尝试后，法国终于制出了至今仍然出名的M1897式75毫米野炮。这种75毫米野炮在结构上包括一个能完成两种重要功能的液压气动式反后坐装置。该装置一方面能吸收射击时作用在火炮上的后坐力，另一方面还可使火炮复进到射击前的原有位置。后一种功能是这种反后坐装置与当时也在进行试验的其他反后坐方式的不同之处。 　　法国75毫米野炮的反后坐装置有一个液压式驻退机，该驻退机通过迫使驻退液通过一个小孔来吸收后坐能量。与此同时，火炮的后坐运动压缩驻退筒里的空气。后坐力一消耗殆尽，压缩空气即膨胀使身管复位。这种可控后坐周期时间很短，具有明显提高火炮发射速度的潜力；但是在有关射速的问题上，弹药也是一个值得考虑的因素。在当时要使火炮真正成为得到炮手承认的“速射”火炮，其弹药必须是一次装填的定装式弹药。法国75毫米野炮就是使用定装式弹药，因而满足了速射火炮对弹药的要求。该炮与使用药筒的现代火炮不同，它使用螺式炮闩而不是使用楔式炮闩。关于各种炮闩的详细介绍，参见第四章。 　　法国75毫米野炮初速高，弹道低伸，其弹丸能产生大量破片，因此性能较好。该炮除了配有法国首创的反后坐系统外，还在炮轮下面装了一套刹车片。该炮是现代野炮的先驱；但是与后来的同类火炮比较，它也有许多不足之处，如它使用单腿大架、其方向射界十分有限等。只要方向回转超过3°，该炮就必须移动大架，并重新设置刹车片。法国75毫米野炮最初没有防盾，其防盾是后加的。 　　在整个炮兵武器发展史上，先进的设计都极少能长期停留在任何一个国家。法国75毫米野炮也不例外，其设计特点很快就被其它国家所仿效和改进，以致到第一次世界大战中它已不再是什么非同寻常的武器了。 图1.1 法国M1897式75毫米速射火炮
  速射 　　 “速射”一词的来源值得研究，该词自出现后一直沿用至今。它来源于由于使用药筒式发射装药取代药包式装药而获得了特别快的装填速度这一点上。黄铜药筒的使用，不仅使炮闩的构造大大简化，而且使炮闩的操作更加容易。射击时，盛有发射装药的黄铜药筒为火炮提供了紧塞措施。由于发射药的点火系统也装在黄铜药筒内，因此使装填和发射更为方便。如前所述，效率高的反后坐装置是火炮获得高射速的另一个重要因素。在19世纪末当炮手们沿着发展速射的火炮的道路前进时，他们正是朝着火炮的这两大部件——药筒和反后坐装置而努力的。对炮手来说，火炮即使使用了黄铜药筒，但如果没有有效的反后坐装置，也不能被看作是真正的速射炮。但是，若干年以来，“速射”一词已经有些背离原意。今天的“速射”意指火炮紧塞方式，即使用金属药筒(不一定用黄铜制成)来阻止发射药燃烧生成的气体从炮尾逸出。对于缺乏火炮知识的人来说，他们可能对速射火炮的射速不一定比后膛装填火炮的射速高感到迷惑不解。“后膛装填”一词是指另一种紧塞方式，这种火炮依靠炮尾本身密闭火药气体。容易引起误解的另一点是，不论速射火炮还是后膛装填火炮，都是从炮尾装弹的。关于紧塞方式及其所使用的炮闩，将在本册第四章将作进一步的说明。 　　速射武器的出现并非普遍地被看成一件好事，至少开始时是如此。变革总会遭到强烈的反对，特别是在和平时期要想离开现有实际进行任何带根本性的变革，就更为困难。当时对速射系统提出的一个反对理由是，金属药筒不论对弹药拖车还是火炮前车来说都是沉重的负载。这种反对意见在今天仍然很有道理，只不过在马挽火炮时代更加有理罢了。此外，还有些人认为，速射系统对发射速度的提高无关紧要，因为当时的发射速度，除火炮本身受到诸如骑兵部队之类的快速运动部队威胁的情况下，似乎已能完全满足要求。 　　速射火炮使用的药筒应固定在弹丸上，还是应与弹丸分开的问题，也有许多争论。显然，定装式弹药可以节省装填时间。但是，火炮口径也是应考虑的一个重要因素：一般认为由于105毫米以上弹径的定装式炮弹太重，因此不便处理。另一个应考虑的因素是，使用分装式药筒有利于变换装药，而变换装药现今已是被普遍接受的对间接瞄准火炮的标准要求。 　　 “速射”一词不应与“爆发射”混淆。“爆发射”一词是近年来用来表述某些现代火炮才具有的极高的发射速度的。爆发射定义及需要行爆发射的理由将在后面的章节中阐述。
  迫击炮 　　迫击炮显然属于首批炮兵武器。最早的迫击炮是发射金属球的笨拙的短身管武器。英语中的“迫击炮”(mortar)一词可能是来自药剂师的“研钵”(mortar)，因为早期的迫击炮的形状似研钵。当时的迫击炮有的用黄铜制成，有的用黄铜合金制成，有的则用紫铜制成。当高温技术发展到足以熔化矿石并进行浇注时，迫击炮一般通过铸造制成，后来又用铸铁制成。即使在火炮的设计和制造技术得到提高以后，迫击炮仍被继续使用。迫击炮的使用随口径而异，主要是把弹丸发射到敌人上方或工事后方。迫击炮与一般火炮的不同之处在于，它总是以800密位或大于800密位的仰角射击。 [ 译者注：英美密位与我们用密位值不同，他们6400密位=360°，所以800密位正好相当于我们750密位，即45°。 ] 这一特点至今仍然是现代迫击炮与一般火炮的主要区别，不管这些迫击炮是炮口装填还是炮尾装填，是滑膛还是线膛。 　　迫击炮不仅可作为陆军的进攻和防御武器，而且还可作为海岸防御武器和海军武器，特别是可供海军轰击海岸目标用。在本世纪初以前，迫击炮的发展比较缓慢。当时的迫击炮口径往往比今天多数传统的迫击炮大。口径为13英寸(330.2毫米)或13英寸以上的迫击炮在当时很普遍。但是，以口径倍数表示的身管长度要比现代迫击炮短得多。身管长度小于三倍口径的迫击炮在当时是很普遍的。大口径迫击炮的身管通常固定在木底座上，其仰角多半固定在800密位左右，靠改变发射药药量来变换射程。到十九世纪中叶，迫击炮开始采用固定装药，以改变仰角来变换射程。把迫击炮当作一种轻型机动武器来使用的概念出现得还更早一些。早在19世纪初期，英国就已经在尼泊尔把迫击炮当作驮载炮兵来使用了。 　　在第一次世界大战中出现的迫击炮或许更可看作今天使用的迫击炮的前身。在欧洲长期进行的堑壕战中形成的攻城心理，为采用古老的攻城武器——迫击炮提供了动力。与老式迫击炮不同，首次出现的20世纪新一代迫击炮是一种轻型的、机动的、非常适合步兵使用的武器，可用于补充、有时可用于取代一般火炮来提供间接火力支援。德国人首先使用这种小型的短射程堑壕迫击炮(有时被称为堑壕榴弹炮)，其他国家的军队也随之仿效。 　　很快就出现了大量仿制的和改进的迫击炮；线膛的和滑膛的、炮口装填的和炮尾装填的各种迫击炮以及某些用离心力和压缩空气发射迫弹的非常离奇的迫击炮都生产出来了。更大口径的迫击炮也生产出来了，英国陆军使用的迫击炮的最大口径达到9.45英寸(240毫米)。大口径迫击炮在以固定的阵地战为主的堑壕战中是非常有用的。但是，主要由于其机动性不佳，这种大口径迫击炮在第一次世界大战后已不再采用。然而，迫击炮却已稳固而真正地确立了自己在现代军队中作为一种标准武器的地位。今天的地面迫击炮与1915年为英国陆军生产的斯托克斯式3英寸(76.2毫米)迫击炮是非常相似的。由于迫击炮射速比较高、射程比较远、重量比较轻、而且价格比较便宜，因此在可以预见的将来仍然会是一种有用的武器。
  火箭 　　火箭在19世纪又重新成为战争的强有力武器。1799年在英军围攻塞林巴坦时曾受到印度火箭系统火力的有效袭击，从而促使英军发展自己的火箭系统。英国将皇家炮兵使用火箭的可能性的研究任务交给了威廉·康格里夫。康格里夫为汉诺威林陆军部队的军官，他曾被派到英格兰乌尔维奇皇家试验室工作过。他父亲是该试验室的审计长，后来他接替了他父亲的职务。 　　康格里夫设计过一些射程达几千米的火箭。1806年英国进攻法国布伦港和1807年英国攻打哥本哈根时，这些火箭最初是被当作舰载武器使用的。在1812年的战争中，它们曾被用来攻击美国人，并随美国国歌中的“火箭红光眩目”句子永世流传。“火箭红光眩目”意指英国火箭轰击麦克亨利堡时的情景。康氏曾出版过一本论及火箭的著作，书名为《详论火箭系统》。他在书中叙述了他设计的火箭系统的构造、特点和战术应用。康氏设计的火箭具有不同的尺寸，弹重从4磅至42磅不等。在外形上它们非常象不用火炮发射的定装式弹药。火箭外壳附在一根长杆上，以保证火箭飞行时的稳定性。火箭的有效负载也不同。有的为实心弹头，有的装燃烧剂，还有的装榴弹或滑膛小弹丸。康氏火箭的最主要的优点，用他本人的话说就是，“便于用很小的装备在短时间内或者瞬间发射大量的弹头”。正是由于这一优点再加上其它优点，才使得火箭系统在今天的战场上仍然占有重要地位。 　　在19世纪前半期，火箭系统的性能继续得到提高，尽管这些提高基本上带有渐进性质。在美国南北战争中，康格里夫火箭和赫尔的靠旋转稳定火箭都使用过，但是效果不佳。最终，由于膛线身管和反后坐机构的使用给火炮带来的优势，火炮作为炮兵武器最佳装备的地位就牢固地确立下来了。与此同时，火箭开始失宠。此后，炮兵火箭系统的研制工作曾一度衰落，但在第一、第二两次世界大战期间又出现了高潮。这些主要在德国、美国和苏联进行的研制工作不仅为今天的炮兵无控火箭奠定了技术基础，而且也为已改变了战争形式的其它各种火箭技术的应用奠定了技术基础。
  自我测验题 　　 1. 阿多法斯通过什么形式对炮兵的发展作出了贡献？ 　　 2. 谁发明了火药？ 　　 3. 让·巴蒂斯特·德·格里博瓦尔是谁？他对炮兵的发展有何贡献？ 　　 4. 使迫击炮与一般火炮相区别的主要特点是什么？ 　　 5. 在19世纪出现使用火箭的高潮，试说明其主要原因？ 　　 6. 旋转稳定式火箭是在19世纪还是在第一、二次世界大战期间首次使用的？ 　　 7. 解释“速射”一词的原义，并说明导致速射火炮被采用的设计方面的创新。 　　 8. 在19世纪后半期火箭系统的使用日趋没落，试说明其主要原因。 　　 9. 塔泰格列是谁？他对火炮射击方法的发展有什么贡献？ 　　 10. 为什么后膛装填火炮出现后又消失过若干世纪，而后来又得青睐成为标准炮种？ 　　 11. 线膛枪的使用对火炮发展有何影响？ 　　 12. 本杰明·罗宾斯是何人？他对火炮发展有何贡献？ 　　 13. 何谓“堑壕榴弹炮”，名从何来？
第二章 对炮兵武器系统的基本要求 引言 　　现代炮兵武器系统多用于对目标行间接瞄准射击。虽然大多数炮兵武器也可进行直接瞄准射击并且配有供直接瞄准射击用的瞄准系统，但是直瞄射击任务主要还是由步兵武器和装甲兵武器来完成。现今对间瞄射击的要求是对同一目标具有多种效果，而对目标的这种多种效果最终又取决于所使用的弹丸的性能。对于弹药的选择，本册只作简要介绍，对于各种弹药的详细介绍请见本丛书第3册。 　　弹丸发射系统的设计特点是受弹丸质量和弹丸要达到的射程和精度影响的。设计发射系统需要考虑的另一个因素是用此发射系统所进行的战斗的性质，这一因素又决定了对武器的战略、战术和战场机动性的要求以及对武器和使用武器的人员所需要的防护要求。 　　在选择最合适的炮兵武器——火炮、迫击炮或火箭——执行射击任务时，弹重、射程和精度、机动性和防护能力等因素的相对重要性往往是不一样的，有时甚至是相互矛盾的。这些相互矛盾的要求绝不可能在任何一种武器上完全得到满足。因此，现代陆军部队多装备一系列武器以完成各种不同的主要的间瞄射击任务。各种武器本身往往也同样反映出这种需要，即在武器设计特点上必须兼顾各种要求。
  弹药 　　杀伤爆破、发烟和照明至今仍然是弹药的最常见的几种功能。这种情况今后是否还会继续下去，现仍有争议。制导炮弹、子母弹等具有新功能的弹药的出现将来有可能改变这种情况。这些改进型弹药可能引起的后果将在第8章中讨论；关于这些新弹药的性能特点可见本丛书第3册。
  榴弹 　　榴弹的用途是把高速破片散布在目标上。这些破片的杀伤效果取决于破片的数量、大小和速度。伴随这种杀伤效果的还有弹丸爆炸时产生的冲击波造成的破坏效果。后一种效果尽管也具有较大作用，但只能认为是辅助的。现代榴弹是为了对无防护人员和无装甲防护的车辆与设施造成最大杀伤和破坏而设计的。榴弹的杀伤、破坏效果还因引信装定方式的不同而不同。这些装定方式可归为三种不同的作用：空炸、地面炸和延期炸。引信装定成空炸的榴弹产生从空中向下散布的破片，以压制在垂直掩蔽物后面或狭窄掩壕里的部队。引信装定成空炸的榴弹用于对付暴露部队也是很有效的。引信装定成地面炸的榴弹在着发的瞬间产生有效的破片散布，其侵彻和爆破作用很小。装延期引信的榴弹一般是在碰击目标0.05秒后爆炸。延期引信可使炮弹具有更大的爆破作用，可用于穿透掩体顶盖和提高起爆时的破坏性爆破作用。显然，装延期引信的炮弹用于对付野外的防御工事和建筑物更为有效，而且弹丸越重效果越好。 　　在决定是用地面炸还是空炸攻击人员效果最好时，要做出正确的选择也不是一件简单的事。选择是否会得到最佳效果，取决于目标的阵列，特别是被攻击的部队是取立姿还是取卧姿。若取立姿，还要看攻击开始时是否有可能立即变为卧姿。处于火力攻击下的部队有可能立即采取规避动作，这是近几年促使生产具有爆发射能力的火炮的主要因素。“爆发射”一词的含义是指在敌人可能卧倒或进入堑壕取得掩护之前，在攻击的前10到20秒内向敌人发射大量炮弹的能力。实际上攻击的最重要阶段可能是前4-5秒钟。因此，目前仍在研究提高爆发射速的方法。采用爆发射速使敌人遭到更大伤亡的可能性还意味着，取得一定程度的持续压制是有可能的。相比之下，低速射击的持续压制效果可能要低得多。当然，实施爆发射也需要付出适当的代价，即通常需要配用某种形式的自动装填装置，这当然是指口径在105毫米以上的火炮。此外，还要假定首群射弹都能精确命中目标，而无需任何修正或测距。 　　图2.1和图2.2说明目标阵列不同时炸高的相对效能。必须考虑到己方部队接近火力区的距离，因为采用空炸时破片散布范围相应地增大，这会带来己方部队接近火力区而又不致误伤的最小安全距离增大的麻烦。 图2.1 炸高的作用(部队取卧姿) 图2.2 炸高的作用(部队取立姿)
  发烟弹 　　发烟弹主要用于迷盲敌人观察，以阻碍敌人行直接瞄准射击和间接瞄准射击。发烟弹的另一个用途是遮蔽，使敌人无法观察己军活动。发烟弹的其他用途是，为其他武器系统指示目标和提供计划射击的信号。但是，与迷盲和遮蔽相比，其他用途都是非常次要的。发烟弹的主要缺点是其效果随气象条件，特别是风的因素而变化。其主要优点是，与同样数量的榴弹的有效压制效果相比，当气候条件适合时，其迷盲和遮蔽面积大得多，有效时间也更长。图2.3表示一发105毫米底喷发烟弹形成的烟幕屏障的范围。 图2.3 105毫米底喷发烟弹的烟幕屏障范围
  其他种类的弹药 　　经常使用的其他弹种有直接瞄准射击用的反坦克弹、彩色信号弹和照明弹。这些弹种可使炮兵完成更多的任务，尽管这些任务与榴弹和发烟弹完成的任务相比是非常次要的。在第二次世界大战以来的许多战斗中，照明弹已极为广泛地用作夜间观察的辅助手殴。近来，像增强器、微光电视和热成像仪之类的可供夜间观察用的设备有了很大改进，这可能意味着这样一个趋势，即使用照明弹的机会将会大大减少。
  射程
  必要性 　　自火炮问世以来，人们就不断地设法增加其射程。要求增加射程的理由有些很明显，有些不很明显。明显的理由是：射程越远，可以攻击的目标范围也越大，而且还增加了集中更多火炮的火力去攻击某一给定目标的可能性。不明显的理由包括：对指挥员来说，自己火炮的射程越远，把自己的火炮部署在敌间瞄武器射程之外也就越容易，对自己火炮的机动性的要求也就越低。在部队前进或撤退的过程中，火炮射程远尤其重要。在此前进或撤退阶段，炮火支援往往需要在更远的距离上进行，这就需要迅速地重新部署炮兵部队和装备。由于火炮在运动中是不能使用的，因此减少火炮撤出战斗的时间的最佳方法是增加火炮射程。为了完成诸如对己方部队提供近接支援一类的炮兵特定任务，每个国家都将致力于使自己火炮的射程超过对方。当然，要增加射程也需要付出一定的代价。
  增大射程 　　有好几种方法可用来提高最大射程而无需变换发射炮弹的火炮。主要有两种方法可达到这种增程目的：其一是改进弹丸的“弹道系数”，从而使弹丸具有更容易穿越空气的能力；其二是使弹丸在发射后的飞行中具有某种形式的助推手段。对于这些方法，这里将不作进一步讨论，但在本书第8章将介绍有关应用这些方法的某些重要方面。弹径和弹重一定时，要增大射程势必要增加火炮重量，这是因为要获得更远的射程就要增加发射装药药量以产生足够高的初速，这就要求火炮能承受已增大了的射击时所产生的应力。即使火炮增加重量是可行的，但是还会产生更深一层的问题，其中最主要的是射程覆盖范围问题、精度问题和密集度问题。
  射程覆盖范围 　　火炮采用产生高初速的定装药也许能较好地达到给定的射程，但是在实际应用时弹道曲线的形状特别在近距离上可能会过于平伸。平伸弹道有个缺点，就是在多山地区难于到达山后或进入山谷。有一段时候炮手们就面对这个问题。1815年在滑铁卢战役中，惠灵顿的部队布署在能掩护至布鲁塞尔的公路的高地一线、并且位于反斜面上以避开法国炮兵的攻击。当时解决这个问题的方法是使用能产生不同初速的可变装药以形成不同的距离夹叉。因此，除最大射程和接近最大射程外，对某一给定的射程来说，可通过不同的初速产生不同的弹道。获得合适的弹道所需用的装药号，取决于最大射程。美M2A2式105毫米榴弹炮其使用7个装药号来覆盖11,000米以内的整个射程范围；英国FH70式榴弹炮共用9个装药号来覆盖24,000米以内的射程。图2.4为射程覆盖范围示例。 　　可变装药系统为火炮训练增加了麻烦；而且如果使用自动装填系统，则装药号越多，装填系统的结构就会越复杂。这就给火炮带来了可靠性差和价格昂贵两个问题。 图2.4 射程覆盖范围
  精度和密集度
  定义 　　就射击技术而言，精度和密集度的含义可作如下解释。所谓“精度”就是用于衡量一组射弹的平均弹着点相对于目标位置的精确程度的尺度。“密集度”是用于衡量火炮在同一仰角上发射的若干弹丸的落点相对于平均弹着点散布偏差的尺度。当射弹围绕平均弹着点散布很大时，我们说密集度不好。精度与整个火炮系统有关，并受许多误差和差错的影响。影响精度的因素包括火炮测地误差、所决定的目标位置的精度误差以及在弹药、仪器和外部射击条件修正量上的一些固有偏差。密集度受弹与弹之间在许多方面存有差异的影响，包括初速、弹道系数、气象条件、瞄准、送弹和火炮磨损等方面的差异。在火炮射击时有时可能密集度很好，但是精度不佳；有时则可能与此相反。另一方面，如果火炮发射的炮弹每次都落到目标中心上，此时则可以认为射击精度和密集度都非常好，但是即使获得了这样的结果，也并非理想。当然，若由一门炮发射的弹丸围绕平均弹着点呈某种程度的散布，那就会产生一个有效的、符合愿望的面积覆盖，条件是必须发射足够数量的炮弹。在实际作战中，炮兵前进观察员先依据射表决定诸元，以预计射弹围绕平均弹着点散布的近似长度和宽度。射弹沿射击方向围绕平均弹着点的散布为正、还是为负，是极其重要的。射弹典型的散布示例见图2.5。 图2.5 散布 　　如前所述，弹着具有一定程度的散布是我们所期望的，只要散布与预期值相近。在发射常规榴弹时，极少用单门火炮实施间接瞄准射击。通常至少使用6门或8门火炮攻击一个目标。很明显，同时集中射击一个目标的火炮越多，射击效果也就会越好。但是不论用多少火炮攻击一个目标，计算到达目标的炮弹的有效作用面积的基础仍然是射弹的方向和距离散布值。 　　影响射弹在目标区分布的另一因素是火炮在阵地上的配置间隔。由于在同一阵地上射击的各炮通常采用平行射向，因此各炮之间的间隔也会反映到各炮的平均弹着点相对于目标的偏差上。必要时，可在计算火炮射击诸元时加上修正量，以使各炮的炮目线都通过目标中央，使各炮的平均弹着点落于目标中心。射程一定时，沿炮目线的纵向散布往往比横向散布大。另外，就某号装药而论，散布值一般随射程的增大而增大。以L5式105毫米驮载榴弹炮为例，用最大号装药发射、射程为5,000米时，射弹沿炮目线的距离散布为208米，方向散布为24米。当射程增至10,000米时，散布面积将增至272×48米。散布的增加有时可能是需要的，但是在某些情况下也可能造成不便，因为己军由于怕太靠近平均弹着点而不能向前推进。 　　整个火炮系统的精度则是另一回事。精度若能达到完善的程度是最理想的，这样，弹群的平均弹着点就能尽量靠近目标中心，而无需修正。火炮的许多部件对精度的影响都有这样一种性质，即射程越远，越难于达到高精度。例如，火炮的射程越大，需要对气象条件进行精确修正的范围也就会越大。正确的炮目线与弹丸实际飞行轨迹之间的角度偏差总是表现为目标中心与平均弹着点之间的位置偏差。很明显，这种位置偏差将随射程的增大而增大。
  机动性
  概述 　　自斯特沃斯·阿多法斯(1594-1632)时期起，对火炮机动性所具有的重要意义，就已经有所认识。在火炮的总体设计中，机动性是必须考虑的主要因素之一。从下面的分析中可以知道，为使火炮具有某种程度的机动性，就必须牺牲它的某些其它基本功能。火炮的战斗性能与火炮的机动性水平有重大关系，这与其它兵种是一样的。人们常常听到这样一种说法：现代炮兵武器在战场上的机动性必须能与自己所支援的步兵和装甲兵的相当。这种提法容易导致误解，问题在于如何正确地理解“相当”二字。而且在某些场合下，人们完全有理由强调炮兵武器的机动性应优于受其支援兵种的武器机动性。 　　就将来在包括北约和华约部队在内的西北欧进行的任何战争来说，敌对双方都将比以往更加依靠摩托化，也就是更加依靠机动性。发展趋势是更多地使用自行火炮，这是个很有见解的看法。但是，对于机动性的某些要求都是对坦克、甚至是机械化步兵战斗车辆来说的，简直与自行火炮没有关系。例如：要求坦克具有很高的灵活性，以便它能很快加速，从一个发射阵地迅速转移到另一个发射阵地并能进行急转弯。这样的灵活性使坦克比自行火炮更需要具有功率更大的发动机和更加有效的悬挂和传动系统。 　　问题的另一个方面是，在不利的地形条件下，将来会更加强调步兵下车作战。在这种情况下，大部分运输手段都会留作后勤支援和重新快速部署炮兵人力物力用。换句话说就是，炮兵要能在远距离上重新进行部署，它本来就应比它所支援的兵种具有更高的机动能力。
  影响火炮机动性的设计因素 　　除任务性质影响火炮机动性外，在影响火炮本身机动性的许多更具体的因素中，还包括弹丸重量、发射距离和炮班成员的防护程度。为了增加射程就必须使用威力更强的发射药，这就需要增加火炮重量以承受射击应力和保持火炮射击时的稳定性。但是火箭则不同，它不受上述规律的约束，这个问题将在第3和第7章讲述。与上述道理相似，如果射程一定，要想发射更重的弹丸，就需要增加火炮重量，以适应所需要增加的炮口能量。尽管可以通过某些设计上的改进来提高机动性，如使用炮口制退器减少后坐能量、使用轻合金制造炮架等，但是在射程、弹重不变的条件下，要提高机动性，就不可避免地要在炮重上付出代价。炮口制退器产生的冲击波超压会对炮手造成伤害；使用轻合金减轻炮重也只能在保证火炮射击稳定性的条件下才切实可行。
  防护 　　现代炮兵武器的主要威胁来自敌人的间接瞄准射击武器和地面攻击飞机。在野外使用炮兵对付这些威胁时，有四种主要方法：疏散配置、伪装与隐蔽、构筑工事和提高机动性。其中的最后一种方法已在前面讨论过，其余三种方法在很大程度上与战术运用和所采用的部署方法有关，这里将不作进一步讨论。另一种可用来对付上述威胁的方法是，在设计武器时就要有某种形式的防护措施。下面将分别讨论这些措施。
  防盾 　　最早的防护措施包括在牵引火炮上安装防盾，防盾至少可以在一个方向上为炮手提供某种程度的弹道防护。火炮防盾的出现是紧接在得到改进的轻武器在战场上出现之后。当火炮在战场上必须部署在比较暴露的阵地上的那个时期，防盾对火炮来说肯定是增加了一个有用的部件。在射击方法进展到可以把火炮部署到隐蔽、分散的阵地上来提供间接火力时，防盾仍然被保留下来了。目前许多国家的军队仍在使用的美国M2A2式105毫米榴弹炮就配有防盾，见图2.6。无疑，保留防盾基于三个理由。首先，它们可以对反击炮兵火力提供有限的防护。其次，野战火炮有时也曾不得不作为直瞄反坦克武器使用，特别是在第二次世界大战时，在这种情况下防盾更加有用。第三，就射击时产生的冲击波超压可能会对炮手造成听觉损伤而言，防盾也具有一定的防护作用。然而，作为机动性好的轻型反坦克武器的各种导弹的出现，使火炮被用作直瞄武器的机会变得极其稀少了。另外，现代牵引火炮为了适应空运要求，其重量必须保持在最低限度。因此，在现代牵引火炮上去掉防盾的倾向已经不足为奇了。
  牵引火炮的防护 　　牵引火炮除反后坐装置和瞄准系统最易毁伤外，一般还是比较坚固的。在易损部件中反后坐装置的问题最大，原因在于该装置损坏后不易更换。尽管有许多牵引火炮在结构上把反后坐装置放在炮身下面，以为其提供一定的防护，但是其他的火炮却都把反后坐装置放在炮身上方的暴露位置上。图2.7所示的美M2A2式105毫米榴弹炮就是把反后坐装置装在炮身上方的。1953年，法国炮兵在奠边府战役中曾遭到越南火炮和迫击炮的猛烈的反击炮兵火力的袭击，其猛烈程度达到法国人需要把其使用的M2A2式105毫米榴弹炮从炮弹爆炸扬起的泥土和破片中挖出来。事实证明，这种榴弹炮是比较坚固的，除非直接命中或炮弹在极近处爆炸。但是，火炮上方的反后坐装置却是个例外，看来它比较容易被命中和被弹片击坏。 图2.6 M2A2式105毫米榴弹炮的防盾 图2.7 M2A2式105毫米榴弹炮的反后坐装置，装在炮身上方 　　有趣的是美国最近生产的M198式155毫米牵引榴弹炮仍保留了这个潜在的结构弱点，它把反后坐装置仍然放在炮身上方。只是这个潜在弱点已经被认识到，为了对反后坐装置提供防护增加了一个弹道防盾。 　　提高牵引火炮防护性能的最大胆的尝试是英国的加林顿火炮，如图2.8所示。该炮是英国的加林顿五十年代的研究成果。该项研究的目的在于生产一种能承装美国112毫米火炮的炮架。这种112毫米火炮后来没使用，改为重新研究88毫米口径的火炮，想用能发射一种新研制的弹丸的新炮取代发射25磅重的弹丸的老炮。 　　加林顿火炮的一个最不寻常的特点是它有一个很高的箱形闭式大架，大架上有一块防热辐射的防盾。尽管这块防盾主要是为了防核爆炸时的热辐射而设计的，但它也具有一定的弹道防护作用。然而这种设想的寿命不长，加林顿火炮从来没有装备过。没有装备的原因不仅是由于盟国间就105毫米火炮达成了标准化协议，还有别的原因。继加林顿火炮之后，又设计了几种牵引火炮并且装备了部队。但是这几种火炮都没有象加林顿火炮那样进一步着眼于对炮班成员的防护。加林顿火炮射程为15,500米，弹丸重21磅，火炮重2,270公斤。其方向射界为6,400密位，高低射界也比较大。 图2.8 加林顿火炮(88毫米)
  自行火炮 　　自行火炮把乘员防护作为火炮整体设计的一部分，因此可为乘员提供最好的防护。早期的自行火炮多半是为了提高火炮的机动性而研制的。尽管法国在第一次世界大战中使用过若干155毫米自行火炮，但是自行火炮真正投入使用还是第二次世界大战中的事情。正是由于机动装甲战斗在第二次世界大战中的迅速发展，才为战场上大量使用自行火炮提供了动力。早期的自行火炮设计师在设计自行火炮时大多采用简单易行的方法，他们只是简单地把牵引火炮的炮轮和大架卸掉，然后将它装到现有的坦克、人员输送车、甚至卡车底盘上，从而制成自行火炮。这种自行火炮有的是成功的，如用加拿大Ram坦克装上英国发射25磅炮弹的火炮制成的Sexton自行火炮就是成功的例子；也有不成功的，如把Lloyd火炮(发射25磅炮弹)装到人员输送车上制成的自行火炮就是不成功的例子。当时自行火炮的防护功能在多数情况下是不一样的，从具有基本的防护作用到几乎没有任何防护作用。即使是今天还在服役的某些自行火炮也不能对炮手进行全面防护。 　　最新的自行火炮更加重视对乘员的防护。比较典型的是新式自行火炮能对在附近爆炸的弹径为155毫米左右的弹丸和在直射距离以内的轻武器射击提供防护。英国、联邦德国和意大利三国共同研制的SP70式155毫米自行榴弹炮就能提供这种防护。为了提供这种水平的防护，火炮在重量上付出的代价也是可观的。下面可作一比较：SP70式自行榴弹炮的重量将超过40吨，而60年代开始使用的美国M109式155毫米自行榴弹炮则只有24吨重。要想获得更好的防护性能也必须在机动性上付出代价，特别是会对火炮的战略机动性带来不利影响。 图2.9 175毫米自行加农炮 图2.10 M109式155毫米自行榴弹炮
  自我测验题 　　 1. 为什么陆军需要装备一系列的间瞄武器？ 　　 2. 为什么照明弹的用途有日渐减少的趋势？ 　　 3. 在改进弹药方面，有哪两种方法可增加火炮射程？ 　　 4. 何谓“射程覆盖范围”？ 　　 5. 何谓“精度”和“密集度”？ 　　 6. 试列举在牵引火炮上安装防盾的好处，并说明将来的牵引火炮可能不再配用防盾的理由。 　　 7. 何谓“爆发射”？并说明在设计火炮时重视这一能力的理由。 　　 8. 试列举有损火炮机动性的火炮其他性能中的两个。 　　 9. 对于反击炮兵火力有哪些措施可为火炮提供防护？为了提高防护性能，火炮要付出什么代价？
第三章 发射系统 引言 　　如前所述，选择供间接火力支援用的武器系统时要受下列诸因素的影响，即任务性质、地形、要求产生的目标效果以及赋予射程、机动性和防护的相对重要性。在现代陆军中，人们普遍认为，似乎没有任何一种间瞄射击系统能应付所有意外情况，也就是说必须把火炮、迫击炮和火箭结合起来使用。下面我们将讨论这些间瞄武器的主要特点，并对每种武器适于完成的特定任务加以对比说明。
  任务 　　为简便起见，这里只讲述两种任务。这里对这些任务所使用的定义无需与所有军队采用的定义相一致，或者说简直毫无关系。但是，为了达到本书之目的，这些定义必须充分说明问题；具体地说就是，这些定义是对火炮、迫击炮和火箭进行比较的基础。第一种任务是近接支援。所谓近接支援就是，为了帮助步兵和装甲兵实施防御和夺取阵地，不受伤害地实施机动，并同时也阻止敌人这样做，而向步兵和装甲兵提供的炮火支援。这始终是一项很重要的任务，因为步兵和装甲兵的直瞄武器很容易被敌方的间瞄武器所压制。第二种任务是纵深支援。纵深支援就是从纵深向敌炮兵和直接战斗地域以远的步兵和装甲兵发射的炮兵火力。
  加农炮和榴弹炮
  一般性能 　　现代加农、榴弹炮就其射程而言，非常适合于遂行近接支援任务，而且由于其多号装药系统能形成良好的射程覆盖范围，因而具有较大的弹道选择范围。大多数西方国家的陆军都混用多种口径火炮，其中最主要的是105毫米和155毫米两种口径；最近十年有明显地向155毫米口径转化的趋势。这些火炮对野外部队的杀伤力是经过很好考验的，但是对装甲人员输送车、特别是对坦克的破坏作用却极为有限。与其它也可用于近接支援的武器系统比较，这些火炮在精度和密集上具有一定优势。这些火炮还能满足对迅速响应火力呼唤和高射速的要求，但是大口径火炮若不能实现弹药处理和装填的机械化，将难以在较长时间内实现高射速。上述一般性能同样适用于纵深支援任务，但是更远的射程和更重的弹丸对纵深支援任务更重要。 　　很难找到一种火炮能圆满地完成近接支援和纵深支援两种任务。射程达30公里左右的某些比较新的155毫米榴弹炮尽管可以较好地兼顾这两种任务，但是它们在弹重和射程上仍嫌不足。比较起来，如美国203毫米和175毫米之类的现有大口径火炮尽管弹丸较重，但是射速和射程却不足。175毫米火炮射程为32.8公里，203毫米火炮(未经过改进的)射程为16.7公里。当然，这并不是说这些重型火炮已经没有通过改进来提高射程和射速的余地了。毕竟155毫米火炮近年通过改进已大大地增加了射程。例如，第二次世界大战中的老式155毫米火炮的射程约为15公里，而最新型155毫米火炮发射常规弹丸时射程可达24公里。尽管大口径火炮有进一步改进的余地，但是一般趋势似乎是寻求别的解决途径，特别是把重点放在火箭上。最终选定那种火炮执行某一项任务时，还必须对自行和牵引火炮进行对比性鉴定。
  自行火炮与牵引火炮的比较 　　比较自行火炮与牵引火炮的最好方法也许是分析同口径的、能把同样的弹药发射到同样的最大距离上去的这样两种火炮。用这种方法就可以比较准确地把这种具有不同设计思想的火炮的相对优缺点鉴定出来。英国、联邦德国和意大利联合研制的FH70式155毫米牵引榴弹炮和SP70式155毫米自行榴弹炮为我们提供了一个很好的比较基础，尽管SP70直到编写本书时仍处于研制工作的样炮阶段。这两种火炮如图3.1和图3.2所示。这两种火炮都是三国共同努力的成果，这个事实本身也清楚地说明了火炮设计的一般趋势。其他西方国家也都不谋而合地遵循了这样的趋势。联合研制给人的第一个印象是，如果设计这些火炮的国际军工企业是为了验证对同口径的牵引火炮和自行火炮的需要，则结论是两者都需要。然而应该注意：FH70是按照比较早的要求而研制的，同样的条件在今天或将来不一定适用。还应考虑到这两种火炮主要是为欧洲的用户而生产的。因此，如果它们主要是为了在世界的其他地区使用而设计的话，那么其性能和相对适应性就会不一样。 图3.1 FH70式155毫米牵引榴弹炮 图3.2 样炮阶段的SP70式155毫米自行榴弹炮(示意图) 　　下表列出这两种火炮的重要性能：   　　分析上表中火炮性能表明，牵引火炮与自行火炮的主要区别是火炮的机动性(特别是战略机动性)、防护能力和成本不同。一般地说，对于所有的同口径的牵引和自行火炮来说，其主要区别都是如此，只是在选作比较的火炮型号不同时区别的程度可能不同。例如，若以英制M198式155毫米牵引榴弹炮与SP70比较，在机动性和发射速度上，SP70将具有更为显著的优势。在自行和牵引火炮中进行选择，不是很简单的事情。直到今天，牵引火炮在战场上仍占有自己的地位，特别是在空运布署和成本上仍占有很大的优势。
  迫击炮
  一般特点 　　与一般火炮不同，现代迫击炮与最老的某些炮兵武器仍然极其相似。象图3.3所示的这种普通迫击炮仍保留着在设计加农、榴弹炮时已废弃不用的三个重要设计特点。其一是它没有反后坐装置，主要后坐力经座钣传至地面。其二是它是目前仅存的炮口装填的间瞄武器。其三是它为滑膛炮。一般迫击炮还有另一个重要特点，那就是它用以进行射击的仰角被限制在45°以上。这一特点意味着迫击炮不能用作为直瞄射击武器。 图3.3 支在地上的普通迫击炮 　　过去还生产过一些带膛线和后膛装填机构的迫击炮，只是它们不是正统的迫击炮。这种非正统的迫击炮在设计上的主要缺点是射速低，而且还有损于迫击炮在设计上的固有优点——简单。正象我们将在后面看到的那样，射速高和结构简单是迫击炮重要特点中的两个，这两个特点是不应该轻易丢掉的。
  机动性 　　迫击炮的机动性显然优于其他炮兵武器。迫击炮的主要部件是座钣或其他用于吸收射击应力的刚性炮座、身管和支承身管的某种形式的支架。迫击炮易于分解、结合、发射和保养。此外，大多数迫击炮都可用人力搬运，需要时还可由人力作长途搬运。这意味着在极为困难的地形条件下，迫击炮可能是能够部署的唯一的间瞄射击武器。基于这些特点，迫击炮极其适宜于近接支援步兵作战。虽然过去有时也曾把迫击炮作为炮兵武器用，而且现在也有这种情况，但是在大多数国家的陆军中，迫击炮都全部用作步兵武器。然而，记住这样一点是很重要的，就是为了达到一定的目标效果，弹药补给系统所受到的压力不比在使用加农、榴弹炮时受到的压力小。这一点常常被过于看重迫击炮机动性的人们所忽视。由于能否成功地补给弹药往往是由为完成任务而使用的运输手段的机动性所支配的，因此在比较迫击炮和其他武器系统的机动性时，应记住运输手段的机动性在整个系统的机动性中所占的比重。 图3.4 后膛装填的迫击炮
  弹药 　　迫击炮的弹药与一般火炮的弹药在性能上有一些重大区别。由于迫击炮是用滑膛身管发射的，很难采用旋转稳定，因此迫击炮弹在飞行中的稳定性是通过装在弹尾的尾翼获得的。尾翼的作用是增加弹丸质心后边的表面积，以便在弹轴偏离弹道时，作用在弹丸上的压力中心将位移到尾翼所具有的较大面积上并把弹轴推回到弹道上。 图3.5 迫击炮弹的稳定性 　　虽然迫击炮弹也可以采用旋转稳定，但是这样做却使炮口装填变得复杂了。复杂在装填时如何保证迫弹具有足够的落速，以使弹尾的底火碰击固定在身管底部的击针，从而可靠发火。一个解决办法是单独装一个击发机构，在装填手离开炮口后击发。这种解决办法的缺点是，击发机构将增加武器机械结构的复杂性并降低发射速度。
  杀伤力 　　常规迫击炮的初速都是亚声速，因此迫击炮弹在膛内受到的压力比一般火炮的弹丸在膛内受到的压力低得多。这种低膛压使迫弹的弹体比一般炮弹薄，因此也使迫弹具有较高的炸药充填率。此外，由于膛压低，迫弹设计师不象一般炮弹设计师那样受到弹体强度的制约，因此可为迫弹选用比一般炮弹便宜的弹体材料或破片率更高的弹体材料。由于迫弹在目标上的落角较大、存速较低，因此也相对增强了迫弹的杀伤力。这些特点使迫弹具有良好的破片散布并使它成为投送化学装料的理想手段。 　　迫击炮弹药的主要缺点是对硬目标的效果很差。已为迫击炮研制了破甲弹，但空心装药所需要的有利炸高使弹丸重心过于偏后，因而影响了弹丸飞行时的稳定性。迫击炮弹的另一主要缺点是，其锥形弹体不适宜于装发烟罐、照明罐等装填物。迫击炮弹的其它某些传统缺点，如紧塞困难、弹体制造公差大等，已在很大程度上被现代弹药生产技术所克服，虽然这样做也付出了一定代价。
  射程 　　迫击炮的最大射程比较小，而且增大迫击炮射程的前景也极其有限。迫弹可以采用火箭增程技术，如法国豪茨克斯·布朗公司的120毫米线膛迫击炮弹就已经采用了火箭增程技术。但是采用这种权宜方法的结果是仅使最大射程增加到13公里，而火箭增程却使迫弹的有效负载减少了。由于火箭增程会减少迫弹的有效负载，因此弹径在105毫米以下的迫弹采用火箭增程可能不经济，这可以作为一个衡量标准。即使是大口径迫弹，采用火箭增程都可使所装炸药损失50%。此外，与一般的火箭增程炮弹一样，火箭增程也使迫弹在目标区获得所需要的弹着散布增加了困难。 　　在迫击炮的特点中，滑膛和低膛压这两个特点是形成迫击炮在设计上的许多优点的基础。这两个特点也正是阻碍迫击炮较大地增加射程的原因。从理论上说，产生超音速初速的高膛压可以大大增加迫击炮射程。但是，靠尾翼稳定的一般迫击炮弹适应不了这种超音速。改进迫弹使其能适应超音速是完全可能的，只是这种改进将会使现有迫弹弹形完全改观。现有迫弹势必将更呈流线形，其尾翼尺寸将大为增加，以有效地完成其功能。此外，迫击炮的主要部件必须大大增加强度，结果会使其重量增加。迫弹弹体也必须加厚以承受更大的膛压，结果会使负载减少。总之，这样改进的结果将使迫击炮变成个四不象，将使迫击炮在成本和复杂性上更象一种轻型火炮。因此，迫击炮只能是一种射程近的武器，这是迫击炮的特点，这个特点使它不适于完成纵深支援任务。如果认为迫击炮发射超音速弹是个不切实际的主张，那么问题就只能是：初速局限于亚音速的迫击炮的射程是有限的。 　　跨音速(约340米/秒)会给保持弹着的一致性带来困难。由于跨音速会使迫弹的弹道性能不稳定，因此设计师们一般都回避这一速度范围。所以，很少见迫击炮的初速超过310米/秒的。在真空中以45°的最佳射角发射迫弹，射程都低于12公里。在大气中，由于空气阻力的影响，射程还会更小。因此，就重型迫击炮来说，其最大射程就仅有9公里左右了。而且口径越小，射程也越小。然而，尽管迫击炮的射程有限，但是它所能获得的发射速度却是极佳的，这一点是不应忘记的。
  发射速度 　　迫击炮的发射速度的限度，从理论上看，至少是受从迫弹自炮口下落到从炮口飞出这段时间支配的。有人宣称，迫击炮弹的发射速度可高达每秒 [ 正版松鼠妖注：原文如此，似乎是分钟之误 ] 30发以上。但是，很明显，由于炮手疲劳，无论如何也达不到很高的射速。显然有好几个因素如迫击炮口径，炮手人数以及炮弹和身管长度都会影响最大射速和持续射速。有必要指出：一般火炮只有在配用了昂贵和复杂的自动装填系统后，才有可能在发射速度上开始与迫击炮相比较。
  精度和密集度 　　尽管现代迫击炮与老式迫击炮相比，在精度和密集度上已有所改进，但是一般火炮在这方面仍然占有优势。在密集度上出现的任何差异其实际意义不大，但是武器精度却是另一回事。虽然对影响精度的条件进行必要的修正在技术上是可能的，但是就迫击炮来说若要保持其主要优点之一——简单，这种修正在大多数条件下就不会象对一般加农、榴弹炮的修正那样精确。
  迫击炮的防护 　　迫击炮对反击炮兵火力的防护可通过下列措施取得：经常变换阵地、构筑工事和隐蔽以及作一定程度的疏散配置。迫弹的弹道较高而且弹尾上还有尾翼，因而很易被迫击炮炮位侦察雷达所探测。迫击炮的另一个缺点是，一般必须先以大射角和大号装药至少发射两发弹，以足够牢固地将座钣打入土中，从而为以后的射击造成稳固的基础。这种“稳炮”过程既浪费弹药，又可能暴露炮位。经常变换炮位目前是避开反击火力的最好方法；但是象任何其它间瞄武器一样，只有在占领阵地和射击准备完成后，迫击炮才能进行发射。因此，任何设计上的改进只要有损于迫击炮的机动性或有损于迫击炮进入或撤出战斗的速度，都必然有损于其防护。不利于防护的另一个因素是，迫击炮必须保持重量轻和结构简单的优点。 　　由于迫击炮体积比较小，因此非车载迫击炮与其它武器比较，极易设置和隐蔽。此外，由于迫击炮总是以大射角进行射击，因此把它布置在陡峭掩蔽物后面，也可使它得到一定程度的防护。对炮手提供掩蔽是困难的，因为装填手需要随时接近炮口。迫击炮不论是在地面设置时还是装在装甲车上时，都存在着这种困难。目前有越来越多地采用空炸的趋势，因此掩蔽困难是迫击炮的极大缺陷。后膛装填有利于解决这一问题，但后膛装填又会带来其它缺点，这一点我们已在前面指出过了。
  无控火箭
  一般性能 　　使用火箭进行炮火支援最近又重新引起兴趣。火箭的复苏真正开始于第二次世界大战。那时投入使用的火箭包括苏联的“喀秋莎”火箭炮和德国的六管火箭炮。虽然按目前的标准来衡量这两种火箭炮精度不高、射程不远，但是它们在当时还是极为有用的。从那时起，苏联集团国家对火箭的作用笃信不疑，但是西方国家对这个后来被证实的发展趋势则认识得比较晚。 　　最简单的火箭发动机是个一端开口的筒体，燃料在筒内燃烧。燃料燃烧生成的气体自筒体的开口端逸出，逃逸气体的动量作用在封闭端上，产生一个方向相反，大小相等的反作用力。火箭不需要任何形式的身管来提供供发射药在其中燃烧的药室和承受很高的膛压，但是却需要一个发射架来承托火箭并使火箭指向正确方向。顾名思义，无控火箭不是制导武器，火箭在发射后沿正常的轨道飞行。 　　就发射速度而论，火箭也有自己的优缺点。一方面，火箭在短时间内对某一面积目标进行饱和射击的能力比火炮强。例如，十八门苏制БМ21式122毫米多管火箭炮可在20秒钟内向目标发射16吨以上的榴弹，即使是具有爆发射能力的155毫米火炮若不在数量上集中四、五倍于火箭系统的火炮将不能与之相比较。另一方面，由于火箭系统重新装弹时间较长，因此以持续射速进行射击是很困难的。例如БМ21式多管火箭炮的重新装弹时间为十分钟左右。虽然火箭系统发射车的重量比自行火炮轻得多，但是由于前面已指出的原因火箭弹却又重得多，体积大得多。其原因有两个：第一，就一定射程论火箭比火炮需用更多发射药；第二，火箭发射后火箭发动机仍然随着火箭运动。与炮弹比较，火箭弹承受的加速度越低，其战斗部所含的预制破片就越多，这使火箭弹在杀伤力上占有优势。与火炮和迫击炮比较，火箭在作为运载工具方面具有更大的潜力；火箭在发射子母弹上也具有特别大的重要性，越来越受到重视。 　　火箭在精度、密集度和射程覆盖范围上一般说不如火炮。火箭精度和密集度受风力和推力引起的偏移及由于生产技术上的原因而造成的火箭发动机点火不一致等因素的影响。火箭的射程覆盖范围不佳是由于火箭弹道平直、初速高和发射装药固定而造成的。这个缺点通过使扰流器改变流经火箭的气流和改变火箭弹的弹道形状可得到某种程度的克服。
  小结 　　出于后勤、训练和研制经费等方面的原因，人们总是希望把不同类型的间瞄武器的数量限制在最低限度。问题的关键在于，这些武器的数量越少，其用途就必须越多。但是，武器的用途越多，没有足够的武器完成特定任务的可能性也就越大。为说明这一点，在本章的附表中列出了加农炮、榴弹炮、迫击炮和无控火箭的优缺点。虽然各国陆军由于各自的需要不同，因此所装备的武器也会有明显的区别，但是要从间瞄武器中完全排除任何一种都是非常困难的。本书将在第4章、第5章、第6章和第7章中分别对加农炮、榴弹炮、迫击炮和火箭进行更详细的介绍。
  附录 加农、榴弹炮、迫击炮和火箭的优缺点  
  自我测验题 　　 1. 一般火炮是否可发射核弹头？ 　　 2. 与自行火炮比较，牵引火炮有何优点？ 　　 3. 就多数迫击炮而言，为什么尾翼稳定优于旋转稳定？ 　　 4. 通过火箭助推增大迫击炮射程有何主要缺点？ 　　 5. 在设计传统的迫击炮时，为什么不能使初速超过音速？ 　　 6. 如何理解机动性是迫击炮的一个重要特点？ 　　 7. 试比较火炮和火箭对下列任务的适应性：(1)近接支援任务；(2)纵深支援任务。 　　 8. 迫击炮与一般火炮的区别是什么？
第四章 炮身部分 引言 　　火炮的外观及其组成部件视炮种及其用途而异。尽管有这些差别，然而所有火炮都是按照几乎相同的方法制造的。火炮有两个或两组主要部件，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击时的稳定性。炮架部分包括瞄准装置，在某些情况下它还可作为运送炮身部分的手段。本书将在第五章对炮架部分作详细介绍。炮身部分为发射药燃烧产生的压力提供容器；它使发射药燃烧产生的能量安全地按预定方式传送到弹丸上；它还具有赋予弹丸方向和稳定性的手段。本章内容是讲解炮身部分的组成并介绍其主要设计特点。构成炮身部分的主要部件是身管及其附件，炮闩装置和击发装置。
  身管
  膛线 　　身管实质上是一根发射时供弹丸通过的钢管。身管内表面称作炮膛，通常刻有凹线或膛线。也有没有膛线的滑膛身管，但它们主要用在坦克炮上，特别是用在发射尾翼稳定弹丸的火炮上。炮膛的膛线是按螺旋形刻制的，有等齐和渐速两种缠度。 　　带等齐缠度膛线的炮膛，其特征是阴线相对于炮身轴线的斜度是个常数。炮身轴线是沿炮膛中心贯穿炮膛全长的一条假想线。渐速膛线是指阴线与炮身轴线间的斜度是不断变化的，越向炮口斜度越大。渐速膛线，在身管内的火药气体压力达到最高点时，可用于减少弹带作用到阳线上的压力，从而保证弹丸在离开炮口前能获得足够的转数。使用渐速膛线在理论上的好处是，比较短的身管不会降低弹丸飞行中的稳定性。但是，正如我们将在后面了解到的一样，在如何使身管的不同部位得到不同的压力的问题上还存在着一些相互矛盾的要求。 　　凸起的膛线称为“阳线”。不包括阳线深度的炮膛直径就是用于衡量身管、也就是武器的口径的尺度。膛线的用途是在弹丸穿越炮膛时使弹丸旋转。弹丸上配有用比膛线软一些的材料制成弹带。当弹丸向前运动时，膛线嵌入弹带，膛线在弹带上刻出的凹槽的形状与阳线断面相应。弹带上被刻出的凹槽被迫沿膛线扭转的路线运动，从而使弹丸旋转。在决定膛线深度时必须解决两个彼此矛盾的要求。一方面，深阴线更有利于为弹丸穿过炮膛时导向并能减少膛线的磨损。但是另一方面，浅阴线更容易使弹带嵌入膛线，而且由于弹丸飞出炮口时留在弹带上的刻槽较浅，因而可减小弹丸在飞行中的空气阻力。
  射击时的膛内现象 　　射击时在火炮内发生的一系列现象正是弹丸膛内运动即内弹道学所要研究的课题。内弹道学还包括对发射药弹道性能的研究，有关这方面的情况请见本丛书第3册。 　　火炮发射时，燃烧的发射药产生具有很高压力的气体，使弹丸加速穿过炮膛，直到以预定初速离开炮口。初速是具有一定质量和形状的弹丸最终要达到的整个射程的基础。在设计火炮时必须进行计算以保证最正常、最有效地产生所需要的初速。发射装药产生的能量用于完成好几种工作。大部分能量用于赋予弹丸速度。能量还消耗在做下述功上：使弹丸旋转，克服弹丸与膛壁之间的摩擦力，使发射药和发射药气体在膛内运动以及使火炮后坐部分后坐。有些能量还以热能的形式损失在身管、炮尾、弹丸和药筒(如果使用药筒的话)上。 　　在装药被点着的瞬间，发射药开始在一个封闭的空间燃烧。这个空间前有弹丸的弹带封闭，后有火炮所采用的紧塞装置封闭，紧塞装置用于防止火药气体从后面逸出。在发射药气体的压力达到能使弹丸运动的程度之前，发射药的燃烧速度与膛压增加的速度是成正比例的。所谓“弹丸启动压力”就是指使弹丸开始向前运动的压力。当弹丸沿身管向前运动时，供发射药气体占用的空间增大，因此膛压的增加速度减小。当空间增加所导致的压力的增加相等时，膛压达到最大值。自此以后膛压开始下降，同时弹丸却在继续加速，甚至在发射药全部燃尽后弹丸仍在继续加速，只是加速度逐渐减小，弹丸一出炮口即变为减速。图4.1说明膛内压力、弹丸膛内行程和弹丸速度间的关系。 图4.1 压力/速度/空间曲线 　　弹丸在膛内的运动大约要消耗掉发射药产生的能量的25-35%。其余的能量都在弹丸离开炮口后排入大气。从图4.1可以看出，通过增加身管长度以延长发射药气体作用于弹丸时间的方法，还有可能使弹丸初速增加。只是用这种方法增加初速也有其缺点，因为在身管增长超过一定限度后所增加的初速与所带来的缺点相权衡，是得不偿失的。图4.1也说明了这一点。从此图可以很明显地看出，从发射药燃尽点开始，弹丸速度的增加是越来越平缓的。 　　在火炮设计中发射药在膛内的燃尽位置是很重要的。如果燃尽位置在膛内过于靠前，则很可能会增加耀眼的炮口焰，从而增加被敌人发现的可能性。如果燃尽位置在炮口外，则炮闩在发射药全部燃尽前有被打开的危险。在设计火炮及其装药系统时，必须非常注意这种可能性，特别是对发射后自动开闩的火炮。使燃尽位置适当靠后还有其他一些理由，其中比较重要的是，这样做能减小各发弹之间的初速差异。很明显，发射药在膛内的燃尽点还会影响应力对身管的作用位置和大小。只要考虑到即使是一门105毫米野战炮要以每秒几百米的速度把弹丸推出炮口，其膛压也会大大超过20吨/平方英寸，这就很易理解应对身管应力问题给予极大重视的道理了。
  身管特性
  身管寿命 　　火炮身管所要具备的主要特性是寿命长、强度大、刚度强、重量适度和重心合适。身管的使用寿命应尽可能长，这就是说身管在由于磨损而不能以所要求的初速正常地发射能稳定飞行的弹丸前，应能发射大量炮弹。然而，在要求身管具有较长寿命方面，有一些考虑是相互矛盾的。采用身管特别冷却技术、冷燃发射药或价格昂贵的膛面光洁材料来增长身管寿命，都是很不经济的。这里需要优先考虑的是作战要求，特别是所需要的发射速度和估计多久换一次身管最合适；但是，还必须将这些作战方面的要求与制造成本和难易性相权衡比较。
  强度 　　不言而喻，身管强度必须能承受射击应力而不致在作战情况下出现故障。这种强度要求可通过许多方法来实现，如在钢中添加合金元素、给身管施加预应力或依靠身管本身的设计来实现。一般是综合采用这三种方法。身管的重量主要取决于对其强度的要求，但是也考虑刚度和整门火炮射击时的稳定性。
  刚度 　　身管必须具有足够的刚度，或通常所说的“梁强度”，以使其在自重作用下不致弯曲。这一特性对长身管火炮来说尤其重要。在身管使用的钢材品位确定以后，身管的梁强度要求通过选择合适的身管外形来满足，即，使身管的厚度从炮尾到炮口逐渐减薄。
  重心 　　现代火炮多采用后耳轴。身管重心离耳轴越远，由于身管和炮尾不能绕平衡点旋转而引起的身管的不平衡力矩也越大。因此，身管重心尽可能靠近耳轴是最理想的。现代火炮一般使用平衡机来解决这个问题。详细情况可见第五章。另一个解决办法是增加炮尾重量，形成配重平衡。这种方法的缺点是增加了火炮重量，然而重量增加也有好处，即可以提高火炮的稳定性。关于火炮稳定性的问题请见第五章。身管的炮口端过重倾向还可以通过调整身管全长的重量分布来解决。但是，一般认为，其它一些因素包括前面几段提到的那些问题在内，在决定身管外形上更为重要。
  身管结构
  缠丝身管 　　缠丝身管现在已经过时，但是它使用过的工艺还是值得注意的。用这种工艺制造身管就是把钢丝紧紧地缠绕在身管上。从炮尾往前缠丝部分的长度取决于承受射击应力的需要。缠丝身管具有某些优点，主要优点是所使用的钢丝的强度可以在生产过程中严格控制。另外，钢丝中的任何故障往往只具有局部影响，与身管上产生裂纹不一样。这种工艺的缺点是，需要把某种形式的外管或被筒冷缩到身管上，以使身管具有足够的梁强度。整个工艺过程是比较耗费时间的，而且费用昂贵。使这种工艺过时的主要原因是现在已有更好的制造预应力身管的工艺。
  套筒身管 　　制造身管的另一种方法是把两个或两个以上的圆管套在一起，形成套筒式身管。套装之前，外管的直径应稍小于内管。把外管加热后，再把冷内管装入外管里。冷却后两个管子的贴合面被压在一起。结果内管所受的切向压缩应力和外管所受的张力在两个管子间产生了压力。这种套筒身管的总的效果是，身管内腔表层存在的压力使这种身管比用相同厚度的单个金属管做成的身管能承受更大的射击应力。当然这种比较只有在这种单层金属身管没有采用其它方法如自紧工艺进行预应力处理时才是正确的。自紧工艺将在本章后面部分介绍。套筒身管技术过去曾经显示出某些优越性，特别是在制造极大型身管时用其他方法提高身管强度在当时存在着不可克服的制造困难。 松装身管或松装衬管 　　另一种增加身管强度的方法是在身管的某一部分上安装被筒以提高身管承受高应力部位的强度。被筒还对身管起纵向支撑作用。“松装身管”一词容易使人误解，其实身管和被筒是紧密结合件，两者被牢牢地固定在一起，以防止弹丸在膛内运动时身管在被筒中旋转。松装身管的好处在于更换身管时和把身管分解成驮运件时，身管比较容易卸下。松装衬管是松装身管的前身。两者的主要不同是整个松装衬管全被被筒套住。因此，与松装身管比较，松装衬管更加笨重。发射18磅或25磅弹的速射火炮使用松装衬管，而其后继型火炮则使用松装身管。
  组合身管 　　组合身管是由各段身管组合而成的，除身管各段用不同牌号钢材制成外，与松装身管相似。身管各段的钢号选择取决于其所承受的发射药气体压力的大小。组合身管可以做成线膛；也可以把炮口端做成滑膛，以延长身管长度，增加初速。这种似乎很复杂的身管的好处是可根据内膛的磨损情况来更换身管。组合身管的缺点在于它的复杂性，在于如何保证各段身管的完全密封，还在于身管的各相邻两段间如何做到准确的膛线对接。然而，组合身管已成功地为高射炮和反坦克炮生产出来。与上述各种身管制造技术一样，组合身管目前也已被单肉身管所取代。
  单肉身管 　　单肉身管用整段锻件制成，没有任何被筒或衬管。由于单肉身管容易制造和冶金学的发展为身管的制造提供了能可靠地承受极高膛压的合金钢材，因此单肉身管技术目前已成为普遍采用的技术。制造单肉身管的现代工艺是非常快速的。现有的旋锻机床已经能把空心和实心棒钢经热锻或冷锻做成长达十米以上的身管。由于使用数控系统以程控完成整个操作，整个工艺过程已不象过去那样依靠操作者的个人技术。锻压成一根105毫米身管只需要十来分钟。在使用冷锻工艺时，膛线成形也可以包括在身管成形工艺中。这时可使用一个具有所需要的膛线深度和缠度镜象的芯棒装置来使身管成形。 　　如果钢号一定，要想在制造单肉身管时不施加预应力而获得更大强度，就必须加厚管壁。增厚管壁的做法除使身管更重、使其价格更贵外，其效用也是很有限的。身管钢材的外层与内层相较往往应力不足。当身管直径与炮膛直径之比超过某一比值时，强度的增加将是有限的。由于身管壁在承受膛压时压力大小不均，因此内表面受到的压力会达到极限，而外层受到的压力却极小，这是单肉身管的基本缺点之一。增大身管强度的措施是使用具有更大抗张强度的钢材或者给身管施加预应力或者两者兼施。目前被广泛接受的方法是通过自紧工艺取得预应力身管。
  自紧工艺
  身管所受应力 　　共有五种不同类型的应力作用在身管上。它们是梁应力、径向应力、圆周应力、纵向应力和扭转应力。梁应力是身管自身的重量和长度作用在身管上而引起的一种挠曲应力。因此，身管必须具有足够大的刚度以防止自重引起的弯曲。发射时，发射药气体在膛内向身管壁施加一个向外的径向应力。发射药气体还产生一个圆周应力，圆周应力沿切向作用在炮膛圆周的任何一点上。当弹丸在膛内运动时，它还产生另外两种应力：其一是纵向应力，其二是扭转应力。纵向应力是由弹带在膛内的向前运动和弹带前后的压力差引起的。纵向应力的作用是纵向拉长身管，但是这种应力的作用范围很小，只限于局部且随弹丸向前移动。与弹丸的膛内运动有关的第二种应力是扭转应力。扭转应力是由于弹丸在膛内运动时扭转而引起的。扭转应力产生扭转作用，其方向与膛线缠度方向相反。 图4.2 身管中的应力 　　要弄清自紧工艺到底是谁发明的是很困难的。大多数人认为是法国人在20世纪初期发明的；但是有些法国人却认为早在19世纪60年代就发明了，这就更难证实了。显然“autofrettage”(自紧)一词源出法文，其英译为“self-hooping”。不管人们对该技术的源起日期如何怀疑，第一门自紧火炮是1913年法国人制造的140毫米火炮，则是确实无疑的。 　　现将自紧工艺过程概述如下。首先选择一根内径略小于所需要的口径的钢管，然后从里面对钢管施加足够大的压力，使其内膛扩大。在这个过程中钢管内层金属被伸展超过其弹性极限。这意味着内层金属已伸展到在膛内压力一旦消失后不能恢复其原状的程度。在施加内压过程中钢管外层也会伸展，但内压的大小被控制在不使钢管外层金属伸展超过其弹性极限的范围。之所以出现这种现象，是因为管壁应力分布不均；邻近压力源的金属层所受应力最大，到钢管外层应力显著减小。在弹性极限内应变(或者说尺寸变化)与施加的压力成正比，因此钢管外层的伸展小于内层。由于外层金属扩展是在弹性极限内，因此外层金属力图恢复原状，而同时被永久性伸展的内层则极力阻止其这样做。结果使内层金属处于外层金属的压缩之下，非常象外层金属被收缩在内层上一样。下一步是对已应变的内层金属进行低温热处理，使内层金属的弹性极限至少提高到与在自紧工艺的第一阶段所施加的压力一样大。最后是再次施加内压以试验身管弹性。但是这次施加内压时必须非常小心，必须保证内层金属的扩展不超过其新的弹性极限。 　　采用自紧工艺的第一个好处是，在最大发射压力一定时，可以选用一种价格比较便宜的低牌号钢材做身管。另一个好处是，在钢材牌号一定时，可减薄身管壁厚，从而可减少炮重并降低成本。例如，一个外径比内径大50%的身管，经过自紧处理后其强度相当于将壁厚增加约50%的同样的非自紧单肉身管。自紧身管的再一个好处是，若对身管内膛加压，则有可能弥合内膛表面的细微裂缝，从而减少身管在使用期内因疲劳而发生故障的可能性。就较轻型身管而言，其疲劳寿命可增加一倍以上。自紧工艺有几种不同的工艺形式，其主要区别是在对炮膛施加内压的方法上。这些工艺方法可分作两类，即液压自紧和挤压自紧。
  液压自紧工艺 　　液压自紧工艺是通过往膛内引入高压液体来获得所需要的应力的。通常使用的高压液体是甘油和水的混合液，因为这种液体在高压下具有稳定性。国家不同则使用的液压自紧装置也有所不同。图4.3为美国使用的一种液压自紧装置。 图4.3 液压自紧装置 　　某些高强度钢材的屈服点接近70吨/平方英寸，使这类钢材获得必需的液压力是很困难的。即使能产生这样的压力，在密封自紧装置上也存在很大的问题。另外，液压自紧还有一个先天不足之处，那就是由于沿身管长度上壁厚不同，因此就会产生不同的预应力。前面说过在身管全长上具有同样壁厚是不必要的，因此如果火炮重量是个问题，则就非常需要在自紧后的抛光工序中减小身管厚度，越到炮口减的应越多。挤压自紧工艺是克服上述某些困难的有效方法。
  挤压自紧工艺 　　挤压自紧工艺就是用液压顶杆迫使一个体积比钢管内膛大的冲头或心轴通过内膛。使身管内层产生超限应变所需要的压力的大小，取决于身管所需要的钢材牌号、身管壁厚、身管内膛初始直径与冲头的直径差以及内膛与冲头的接触面积。就产生同样大的预应力而论，推动冲头穿过身管内膛所需要液压力比液压自紧所需要的液压力更容易获得。另外，挤压自紧为设计师提供了仅对需要施加预应力的那段身管进行自紧处理的能力。图4.4中的示意图说明了挤压自紧工艺原理。 图4.4 挤压自紧工艺示意图
  身管磨损 　　尽管在身管制造技术上取得了若干进展，但是身管磨损问题仍然存在。身管磨损起因于膛内发射药产生的高温、高压气体在膛内的化学作用和弹带穿越身管时的摩擦作用。磨损的结果会造成相对于射弹起动压力的初始阻力的减小，从而使最大膛压下降，使初速减小。由磨损引起的初速减退量是可以计算出来的，并且可在火炮上进行修正或在计算射击诸元时进行修正。如果身管磨损过大，就有可能出现没法接受的初速偏差。此外，如果膛线磨损严重，弹带可能失灵，弹丸飞行就会不稳定。如果弹丸不能稳定地沿弹道飞行，就会使空气阻力增加，从而产生近弹。这种后果是很难预测的，因而不能象修正初速减退量那样进行修正。 　　由高温、高压发射药气体造成的磨损称为烧蚀。烧蚀常常是局部性的，在这种情况下烧蚀被称为烧痕。在身管的有缺陷处，烧痕就会出现并会很快扩展。在弹带和膛线之间密封不严的地方，也会出现烧痕。还有一种烧蚀叫环形烧蚀，环形烧蚀表现为在速射火炮药室中的药筒前沿处身管局部的圆形扩展。由弹丸与炮膛表面摩擦形成的磨损叫磨蚀。磨蚀将会逐渐磨掉炮膛表面的金属，阳线上使弹带旋转一端的机械摩擦将逐渐把阳线磨圆。用改变弹药设计、减少膛内摩擦的方法可以防止磨蚀。通常，烧蚀是最严重的一种膛内磨损，特别是对射程远、射速高的火炮来说。 　　可选用下面四种方法的一种或多种来解决炮膛磨损问题，这四种方法是：使用防磨损添加剂在炮膛表面形成绝热层、使用冷燃发射药、使用抗烧蚀性更高的钢材和使用身管冷却技术。使用防磨损添加剂的主要问题是，最好在每发弹发射前都放添加剂；当然，这是可以做到的。可把合适的添加剂如硅酸镁和石蜡的混合物放在弹丸后边的药室中。射击时，身管内表面将覆盖一层添加剂，它可以保护炮膛免受高温发射药气体的烧蚀。直到今天，使用防磨损添加剂的效果都是非常令人满意的，但是还需要对其作进一步的研究。使用冷燃发射药会给火炮设计师带来其它约束，因为为了盛装更多的冷燃发射药以获得一定的最大膛压，就必须增大火炮药室。与此相似，使用耐烧蚀材料做身管也同样有其缺点。大多数耐烧蚀材料，如钼和铬，都很昂贵，而且加工不易。镀铬身管是近年来广为研究的课题，但是弹丸的摩擦作用能使铬层遭到破坏，因此镀铬身管直到今天仍主要用于小口径武器。 　　剩下的唯一的一个选择是采用某种方法使身管冷却。就炮兵武器目前存在的射速、特别是持续射速越来越高的趋势来说，对解决身管过热问题的要求已变得越来越紧迫。解决这个问题的途径有两个，就是水冷和气冷。水冷已经成功地应用于高射炮和舰炮，因为对这两种火炮来说，重量不是应考虑的主要因素。这种水冷方式对提供近程和中程支援的火炮来说是成问题的，肯定不适用于牵引火炮。为使水冷有效，冷却水或其它冷却剂必须紧靠身管。冷却系统必须能为来自某种形式的蓄水器的冷却水提供循环条件并向蒸气提供排放条件。水冷应用于自行火炮是可能的。在自行火炮上，可把水冷系统作为自行火炮的一部分，但是水冷系统占用空间并会增加自行火炮的重量和复杂性也是一个问题。气冷是解决这个问题的很有吸引力的途径，因为气冷与水冷比较，其系统的结构简单而重量轻。 　　火炮采用气冷的困难之处是身管散热面积过小，常常不能足够快地降低温度以抵销由于持续射击而增加的热量。以一门105毫米轻型火炮为例，先以每分钟四发的射速连续射击15分钟，接着再以每三分钟四发的射速持续射击15分钟，这时其身管温度可达160℃左右。甚至在射击中断了90分钟以后，身管温度仍有60-70℃，视当时的环境温度而定。显然，如果再以同样的射速进行射击，身管温度将会更快地达到并超过160℃。在炮膛表面温度超过675℃左右时，烧蚀速度将会稳定地增加；超过980℃后，烧蚀速度将显著加快。当然，使用防磨损添加剂和抛光炮膛表面会部分地解决这个问题。尽管通过上述措施可降低身管温度，但是对高性能火炮来说它产生的热量是很大的，身管的最高膛温主要是由火炮一天中在战场上发射的所有炮弹造成的。对于现代炮兵武器系统来说，尤其如此，可能要求它们每天发射近千发炮弹，至于是否能进行爆发射关系不大。 　　曾经对通过增加散热面积来冷却身管的方法进行过试验。在这些方法中包括使用散热片、散热环和散热肋等。一般地说，增加散热面积的做法在火炮设计中还没有引起重视。在身管上装带槽或带翼片的被筒并在身管和被筒间注入冷空气是可以做到的；但是这样做又会带来使火炮增重和变得更复杂的缺点。身管厚度的任何增加肯定也会有助于降低炮膛温度，因为增厚将增加身管的容热能力。遗憾的是，对提供近接支援和纵深支援的炮兵武器来说，它们不能采用使自己增重的方法。 　　对炮膛温度的考虑远远超出了磨损问题。炮膛温度也涉及安全问题。在发射速度很高时，炮膛温度也会很高，就有可能引起发射装药爆燃或自燃，甚至在极端条件下会引起弹丸爆炸。随着火炮发射速度的日益提高，在火炮上设置膛温监测装置是非常可取的。美国M198式155毫米榴弹炮就配有这种测温装置。
  身管的疲劳问题 　　最新一代的炮兵武器既需要具有比以往更远的射程，同时又需要足够轻便，以满足战略、战术和战场机动性要求。为满足射程远、重量轻的要求，身管都是用具有更高屈服强度的钢材制造的，以适应能产生更远射程的高膛压。炼制屈服强度约为1200兆帕的钢材是可以做到的，但是这会大大降低其断裂韧度。采用这样的钢材制造身管已使这样一种趋势越来越严重：使身管因烧蚀和磨蚀而报废之前就会提前报废。换句话说就是，现在使用的身管由于受到低于抗张强度的应力水平上的应力的反复作用而发生疲劳和断裂的情况越来越多。 　　在多数火炮的炮膛中都可以发现膛面上有密如蛛网的裂纹和龟裂现象。在目前通常使用的高膛压的作用下，龟裂会很快地扩展成较大的裂纹。这种疲劳性龟裂最终会在射击时造成身管的严重损坏。不难理解，这种现象正越来越引起重视，显然这个问题有两个方面。其一是要预计在身管疲劳成为严重问题之前火炮能发射多少发炮弹。其二是确定哪种钢材的断裂韧度最佳和抑制疲劳裂纹生成速度的能力最佳。目前存在的困难是不能提供精确的数据，主要原因是对温度对于自紧身管疲劳的影响和裂纹的扩展还缺少充分的资料。
  炮闩装置
  概述 　　炮闩装置是一种闭锁炮膛药室的机械装置。它具有下述功能：承受火炮射击时发射药气体压力的向后推力和容纳击发机构。在后膛装填火炮中，炮闩还具有密闭火药气体的功能。在速射火炮中，炮闩还用于在药筒装填后抵拉药筒和在火炮射击后抽出药筒。在设计炮闩时必须使它能满足下述五个要求。在各种气候和作战条件下使用时，它必须作用可靠、经久耐用。它必须操作安全，特别是必须保证开关闩可靠——关闩不到位火炮不能发射，射击中不能突然开闩。其设计必须保证装填、退弹和发射迅速而简便。在满足上述各项要求的情况下，炮闩的构造应尽可能地简单。最后，炮闩的设计还必须使其适于大量生产和易于更换部件。
  炮闩的种类 　　炮闩可分为两种，一种是螺式炮闩，另一种是楔式炮闩。螺式炮闩一般用于后膛装填火炮，楔式炮闩一般则用于速射火炮。在这两种基本的炮闩中还有不少变种。此外，还可以为后膛装填火炮设计楔式炮闩。本章将讨论各种不同的炮闩。
  螺式炮闩 图4.5 螺式炮闩 　　螺式炮闩的主要部件见图4.5。螺式闩体装在固定在炮尾一侧的锁扉上，可以在开、关闩时自由回转。在图4.5中，锁扉是固定在炮尾右侧的；但是需要时，它也可以固定在能在装填作业时进行上下转动的地方。关闩时，闩体上的螺纹与炮尾内表面上相应的螺纹相啮合。闩体的螺纹面被分作若干偶数区段，每隔一个区段将螺纹切除。炮尾内表面上的螺纹也是同样处理的，只是被切除螺纹的区段正好与闩体上被切除螺纹的区段彼此错开。在通过闩柄关闩时(见图4.5)，闩体沿弧线转动直到闩体和炮尾上的螺纹都完全啮合为止。这种形式的螺纹被称为“断隔”螺纹或“开槽”螺纹，它是现代螺式炮闩上最常用的一种螺纹。这种螺纹的螺距必须保证产生足够的摩擦力，以防止闩体在火炮射击过程中转动或打开。为了一压闩柄就能使螺式闩体解脱和打开，炮闩上还需配有某种形式的传动装置。 　　在图4.5中没有画出一般螺式炮闩的紧塞装置，但是在图4.6中却可以看到。象这样的后膛装填火炮，发射装药多装在某种形式的可燃物中，一般是装在药包中。紧塞具是一种用氯丁橡胶做的弹性垫，通常以玻璃纤维作填料。弹性垫装在锥形座中，通过一个带中心孔的螺杆和蘑菇头固定在螺式闩体上。发射时火药气体迫使蘑菇头后移，把弹性垫挤压在闩体前端上；火药气体还迫使弹性垫四向伸张，从而密封住向后逃逸的火药气体。 图4.6 后膛装填火炮的紧塞装置 　　与楔式炮闩比较，螺式炮闩的优点在于，当两者的性能相同时，其重量要轻得多，原因是在发射时火炮气体产生的纵向应力分布在所有螺纹上。螺式炮闩的另一个主要优点是，紧塞装置是这种炮闩的一个组成部分，使火炮不再需要药筒了。但是，螺式炮闩也有缺点：其一是由于比较复杂，因此难以制造；其二是操作缓慢，不适用于自动和半自动装填的火炮。
  楔式炮闩 　　楔式炮闩的主要部件包括：闩体、炮尾、闩柄、抽筒子和保险器。闩体可设计成立楔式或横楔式两种，即在炮尾中作垂直滑动或水平滑动的两种。图4.7为垂直滑动的闩体。这种闩体也叫下落式闩体。 图4.7 立楔式闩体 　　楔式炮闩的主要优点是，结构简单，使用安全，操作容易而迅速。说它比较安全是因为关闩时它把装填手的手卡住的机会比螺式炮闩少。楔式闩体的横向或垂直移动能安全地把放在炮尾入口处的人手推开。楔式炮闩结构简单和操作迅速的优点使它很适用于自动操作。 　　现用的楔式炮闩的缺点是，它需要使用药筒来起后紧塞作用，而且为了在发射时能承受一定的后推力，它需要比螺式炮闩重，其原因将在本章稍后处叙述。楔式炮闩已广泛地使用于发射速度较高的火炮，特别是口径为105毫米或小于105毫米的火炮。对这样的火炮来说，药筒重量不影响已达到的射速。 　　使用立楔式炮闩还是横楔式炮闩取决于在火炮的整个高低射界内装填作业所需要的空间的大小。立楔式炮闩通常能为装填作业提供更大的活动范围，因为它活动的平面影响装填的机会比较少。另一方面，横楔式炮闩只需要较小的操作力，而且不管身管高度如何所需要的操作力都是一样的。横楔式炮闩和立楔式炮闩目前仍然都在使用中这一事实说明，还没有出现二者择一的趋势。 　　与楔式炮闩配用的炮尾有封口和开口两种类型，如图4.8所示，封口炮尾的强度比开口炮尾要大得多，因为封口炮尾的形状更有利于提供承受射击时产生的作用力所需要的刚度。这两种炮尾都刻有导槽，导槽用于在开关闩时与闩体上的肋条相配合。肋条和导槽稍呈倾斜，使闩体在关闩时可稍向前移。这一设计特点可确保闩体紧紧地抵住药筒。这种设计可采用一对或多对导槽和肋条。在开口炮尾中，其表面承受向后的射击作用力；但在封口炮尾中，只有在发射过程中肋条与炮尾接触时，其表面才承受向后的射击作用力。 　　肋条的数量越多，向炮尾上分配射击作用力的止推面的数量也就越多。具有多个止推面的楔式炮闩的缺点是，按精度公差加工止推面以确保所有止推面都承受部分射击作用力，是很难做到的。不论止推面的数量多少，这种炮闩都不能与螺式炮闩的断隔螺纹分配射击作用力的效率相匹配。因此，作用力一定时，楔式炮闩必须比螺式炮闩重。 图4.8 与楔式炮闩配用的开口型和封口型炮尾 图4.9 速射紧塞装置 　　如前所述，速射紧塞装置就是一般楔式炮闩采用的紧塞形式。火药气体的后逸是通过将装药封闭在一个圆锥形金属药筒里来阻止的。这种药筒通常用黄铜或钢制成，具有足够的弹性，能在火炮发射时膨胀贴住药室壁，从而形成密封，并在发射后收缩，能很容易地从炮尾抽出。瑞典陆军在155毫米火炮上使用带铜底的塑料药筒。英军则多用全铜药筒，其铜合金为30%的锌和70%的紫铜。其他国家的军队特别是美军则一直采用钢制药筒。药筒的点火手段是装在药筒筒底中的底火。图4.9为速射紧塞装置的示意图。 　　增加射程的要求会带来高膛压，高膛压将使今后继续使用金属药筒出现困难。现代自紧身管可以承受的内压会使药筒发生过度应变，以致使抽筒极其困难。使用长药筒时会使抽筒问题更为突出。抽筒困难将会大大降低发射速度，结果会使作为楔式炮闩主要优点之一的操作容易而迅速被抵销掉。 　　解决药筒问题的一个主张是，保留楔式炮闩的优点而用药包式装药取代药筒。这样，就必须用其他方法来解决紧塞问题。例如，可通过在闩体内放置一个衬垫并使衬垫与固定在药室端面上的金属环或金属垫密贴来提供金属对金属的紧塞。这种设想已经应用到FH70式155毫米牵引榴弹炮上。 　　装在普通楔式炮闩中的抽筒子具有两种作用：一是使药筒在火炮发射后离开原位；二是抽出已经用过的药筒。在有些火炮上，抽筒子还用于将闩体固定在开闩位置上。抽筒子的设计应满足下述要求： 　　 1. 其开始的运动必须平稳有力并且应比较缓慢，以使药筒离开原位； 　　 2. 使药筒自药室中抽出时与炮膛轴线在一条直线上； 　　 3. 应能使药筒离开原位，并从药室抽出，而不会损坏药筒底缘； 　　 4. 其抽筒的最后动作应足够迅速，以能安全地把药筒从炮尾抛到所要求的距离处。 　　 5. 开闩时，抽筒子不应出现反跳现象。
  击发装置 　　击发装置按其操作形式可分作三类，即“击发”、“电击发”和“击发及电击发”三类。有些国家的军队还用“机械发火”作“击发”的代用词。美国人把击发装置称为击发机或击发锁。但是，美军与英军不同，不管是把击发装置称为击发机还是称为击发锁，它们都与火炮的紧塞方式无关。英军则把击发机一词专用于速射武器，而把击发锁专用于后膛装填武器。为了更能说明问题，本章将采用英军的叫法。击发机是通过击针撞击底火底部来使底火发火并引燃发射装药的。“电击发”机则是通过导线把电荷通到底火来点燃发射药。“击发与电击发”机，顾名思义是两种击发方式兼用。 　　在后膛装填火炮中，击发锁装在螺式闩体中心孔后边(见图4.6)。点火手段是位于闩体中心孔后边的点火管。击发锁靠击锤撞燃点火管。在引燃阶段，点火管点燃球形黑色火药，通过闩体中心孔再点燃发射装药。在速射火炮上，击发机装在闩体中，并且采用击针(电击发机则用绝缘击针)点燃装药。一拉发射杆或一拉拉火绳，击针即自闩体前端面冲出，撞击装在药筒底部中央的底火上(见图4.9)。所有的击发机和击发锁都装有某种安全装置，而电击发机则有使电路中断的装置。击发机在击发后需要拨回击针，以使其再次处于待发状态。恢复待发状态可自动完成，可手工完成，也可采用“脱扣装置”完成。使用脱扣装置的好处是，能使击发装置总是处于非击发状态。拉发射杆时，脱扣装置使击针前冲并立即将它拉回，使它停在安全位置。美国的M2A2式105毫米榴弹炮(速射火炮)就是使用这种具有脱扣作用的击发锁。另一种采用同样原理的美制击发装置是一种击针和击锤式装置。这种击发装置用于如美国8寸(203毫米)榴弹炮之类的后膛装填火炮上。 　　依靠击发和电动操作的击发装置都是很便于使用的。与击发机比较，电击发机有如下优点： 　　 1. 构造更简单，重量更轻，而且结构更紧凑； 　　 2. 更容易对其功能进行检测； 　　 3. 对射击反应更快，其反应时间为0.001秒；而具有脱扣作用的某些击发机的反应时间为0.5秒； 　　 4. 机械作用可靠，不易磨损。 　　与击发机比较，电击发装置的缺点是： 　　 1. 电接点必须干净； 　　 2. 对气候条件比较敏感，容易受潮和进入砂土。
  排烟器 　　发射药燃烧产生的烟雾如果在炮闩打开后任其自然地进入乘员舱，就会给自行火炮带来很多问题。排烟器装在自行火炮的身管上，能确保烟雾全部或大部从炮口排出。排烟器是套装在身管某段外表面上的圆筒，能在身管与筒壁间形成一个蓄气室。身管上钻有喷孔或气门，使气流得以进入蓄气室。喷孔的钻孔方向略为向炮口一侧倾斜。火炮发射时，在弹丸后边沿身管流动的发射药气体经喷孔流入蓄气室。当蓄气室内的压力与炮膛膛内压力相等时，发射药气体停止流入蓄气室。 　　弹丸自炮口射出后，膛内压力迅速下降至大气压力，结果使蓄气室内的气体被迫经喷孔向炮口回流。被迫从蓄气室向炮口回流的气体能清除残留在药室和排烟器后边身管内的气体。排烟器蓄气室的大小以及喷孔的斜度和大小必须设计得能保证使清除周期在开闩前开始。 　　图4.10说明一种典型的排烟器的工作过程。 图4.10 排烟器的工作情况
  炮口制退器
  概述 　　作为一种减小后坐的手段，炮口制退器最早出现在19世纪中叶，但是由于反后坐装置的出现，它曾一度失宠。约在第二次世界大战时，炮口制退器又再次出现在法国火炮上。所谓炮口制退器就是装在身管炮口端的一个短的圆筒形附件。它有一个供炮弹从中飞出的、与炮膛同心的通孔，并有一个或多个气室。炮口制退器通常是通过螺纹旋在身管上的，螺纹方向与膛线缠度相反，以防止炮口制退器在火炮发射时松动。炮口制退器上配有锁紧装置。某些火炮的炮口制退器被制成身管的一部分。 　　炮口制退器具有多种设计形式和制造方法(见图4.11和图4.12)。其开槽或气室的数目不定，它既可以是纵向的又可以是横向的。炮口制退器有多种制造方法；制造方法不同，生产出的炮口制退器的效率和耐用性也不同。组装型炮口制退器由用螺栓固定在一起的若干金属板组成，这些金属板也可以焊接在一起。挤压型炮口制退器是用整个的管状钢锻件挤压成型，然后加工而成的。其他制造方法还包括铸造炮口制退器和把实心锻件加工成炮口制退器。后一种制造方法虽然加工速度较慢、成本较高而且只能用于制造结构简单的炮口制退器，但是却能造出更为耐用的的炮口制退器。 图4.11 组装型炮口制退器 图4.12 挤压和锻造型炮口制退器
  炮口制退器的工作原理和用途 　　火炮射击时在弹丸后面运动的火药气体冲击炮口制退器的反射隔板，产生一个向前的作用力。这个向前的作用力能减少后坐能量(见图4.13)。在火炮和弹药一定时，炮口制退器的效率取决于火药气体的转折角度和反射隔板的大小和数量。关于炮口制退器如何提高稳定性的问题请见第五章。除此以外，使用炮口制退器还有其他好处。第一，反后坐装置可减小体积，因为供它吸收的后坐能量小了。第二，可以把同样的炮架使用到口径更大的火炮上或者使同一火炮能使用更大号装药。 图4.13 炮口制退器的工作原理
  效率 　　在弹丸快要离开炮口时，紧跟在弹丸后的火药气体以与弹丸同样的速度向前运动。弹丸一离开炮膛，火药气体即膨胀。在此膨胀期中气体速度增加；与此同时，这些气体若经反射隔板转折一个角度就会产生一个非常大的作用力。就理论上说，转折角度越大，作用力也就越大，最好是转折180°。 　　由于摩擦和涡流，折转180°实际上是做不到的，而且即使能转折180°，也会对炮班造成伤害。炮口制退器还可以通过增大直径来提高效率，这就要求其直径要足够大，以在火药气体因膨胀而降到大气压力时要达到其最大速度。这实际上也是不可能做到的，因为这会使炮口制退器的直径达到炮膛直径的25倍左右。不过可以采用折衷的办法，目前已经达到的最大折衷系数为五或小于五。此外，还有一个问题就是，尾随在弹丸后边的一部分火药气体不能被第一组反射隔板折转，因此增加反射隔板将有助于折转更多的气体。但是，每个反射隔板仅能折转到达该隔板的气体的约60%。最后会得出这样一个结论，即增加反射隔板所起的作用与火炮所增加的重量和成本相比是得不偿失的。 　　最常用的有关炮口制退器的效率的术语有总效率、实际效率和自由后坐效率三种。总效率是指由于装上炮口制退器后，反后坐装置吸收后坐能量百分数减少程度的量度，其中没考虑炮口制退器本身重量的影响。实际效率是指对炮口制退器重量影响进行修正后的总效率。实际效率的值比总效率小，因为在减少的总能量中有一部分是由后坐部件的重量(其中包括炮口制退器的重量)引起的。低效率炮口制退器的实际效率为20-30%，然而重量比较轻。高效率炮口制退器的实际效率可达70-80%。实际效率可用下式表示：   　　其中： 　　 I=实际效率 　　 Rb=配有炮口制退器的火炮的后坐能量 　　 R0=没装炮口制退器的火炮的后坐能量 　　 Mb=火炮后坐部分及炮口制退器的重量 　　 M0=没有炮口制退器的火炮后坐部分的重量 　　 “自由后坐效率”是指能使火炮在火药气体作用下自由后坐并修正了炮口制退器重量后的后坐能量百分数减少程度的量度。该效率考虑了反后坐装置的后坐部件的重量所引起的后坐能量的减少。自由后坐效率可用下式表示：   　　其中： 　　 Fr=自由后坐效率 　　 Eb=带炮口制退器的火炮的自由后坐能量 　　 E0=没有炮口制退器的火炮的自由后坐能量 　　 Mb=包括炮口制退器在内的后坐部分重量 　　 M0=没有炮口制退器的火炮的后坐部分重量 　　实际效率是个更符合实际的性能指标，因为自由后坐效率是以弹道摆和炮口制退器常数进行测量的，这些常数都与炮架或炮车无关，而炮架中的摩擦作用是很大的，可能比火炮后坐部分的滑动摩擦大得多。
  炮口制退器的缺点 　　火炮采用炮口制退器也有某些缺点，它们会增加火炮的重量和复杂性。如系旧炮添装炮口制退器，就需要在耳轴后增加配重，以保证火炮的正确平衡。在添装炮口制退器后，还可能需要对火炮的初速、定起角和下垂偏差进行修正。从炮口制退器喷出的发射药气体会造成火炮的能见度不良(在火炮行直接瞄准射击时就会成为问题)并影响炮阵地的隐蔽。使用炮口制退器所带来的更严重的问题是会产生冲击波超压。 　　炮口制退器造成的冲击波超压会对炮班造成伤害。原因在于增加了炮口制退器后虽然减少了炮口前方的冲击波超压，但是却增加了向后的冲击波超压。不管使用何种类型的炮口制退器，在离炮口约30倍口径的距离内，在某个方向上肯定会有冲击波的峰值。在这个距离之外，冲击波超压开始下降，冲击波会变成声波。 　　炮后区域的冲击波超压的大小是非常重要的，因为它是炮班成员的活动区域。炮尾附近的冲击波超压是随所使用的炮口制退器的气动指标的增加而直线增加的。人体所能承受的最大冲击波超压约为2磅/平方英寸，超过这个值就会震坏耳朵鼓膜。当超压达20-30磅/平方英寸时，就会损坏炮手肺脏。按分贝计，20-30磅/平方英寸相当于173和196-200分贝。在极端情况下，当超压达到500磅/平方英寸左右时，可即刻造成炮手死亡。 　　由于听觉损坏是超压对人体可能造成的损伤的下限，因而人类所能接受的最大超压取决于人耳所需要的防护水平。即使暴露在2磅/平方英寸以下的超压下，也会造成暂时性耳聋。长期暴露在较高超压下会导致人的某种程度的永久性听力损伤。常用的听觉防护方式是佩戴耳罩或耳塞，这些措施可使超压衰减达35分贝左右。火炮防盾也可对超压起到一定的防护作用，但是对高性能的现代牵引火炮来说，它是远远不能起到防护作用的。而且，防盾使火炮增重也是一个缺点，特别是对靠直升机空运的火炮来说更是如此。过去还对使冲击波偏离的其它一些措施进行过试验，但是效果有限。在这些措施中包括在炮口制退器上或者在身管上更靠后一些的地方装设反射隔板并使反射隔板垂直于炮膛轴线(见图4.14)。 图4.14 使炮口冲击波偏转的措施 　　最新的牵引火炮都产生使人关切的冲击波超压，而且这些火炮大都配有炮口制退器。时至今日，这个问题尚未完全解决。唯一的解决方法似乎是正确地进行耳部防护，人们还不得不接受这样一个事实，即起码在作战时不得不面对某些危险。在射击训练时，可视需要限制大号装药的射击。
  自我测验题 　　 1. 炮车或炮架是火炮的主要部件之一，火炮的其他主要部件是什么？ 　　 2. 何谓“渐速膛线”？ 　　 3. 何谓“口径”？ 　　 4. 在身管中膛线深度是可以变化的。在决定膛线深度时需要考虑哪两个方面的问题？ 　　 5. 简述射击时膛内发生的各种现象。 　　 6. 弹丸在膛内的整个阶段大致消耗了多少由发射装药产生的能量？ 　　 7. 如果火药装药的“燃尽点”在身管内过于靠前时会出现什么问题？ 　　 8. 身管应具备的主要特性是什么？ 　　 9. 何谓“梁强度”？在身管设计中如何满足梁强度要求？ 　　 10. 身管重心的理想位置应在何处？ 　　 11. 试列举可用于解决身管炮口端过重问题的措施。 　　 12. 试列举制造身管的四种方法。 　　 13. 试列举火炮发射时作用在身管上的五种不同的应力。 　　 14. 何谓“扭转应力”？ 　　 15. 何谓“自紧工艺”？ 　　 16. 自紧工艺的主要优点是什么？ 　　 17. 自紧工艺有哪两种主要工艺途径？ 　　 18. 何谓“烧蚀”？ 　　 19. 火炮身管的“磨蚀”是什么原因引起的？ 　　 20. 制造水冷式火炮身管是可能的，但是它有哪些问题？ 　　 21. 火炮身管采用气冷的主要障碍是什么？ 　　 22. 何谓“自燃”？ 　　 23. 在解决身管疲劳的问题上有哪两个问题值得着重考虑？ 　　 24. 试列举炮闩的主要功能？ 　　 25. 炮闩装置可分为哪两大类？ 　　 26. 什么是闩柄？ 　　 27. 何谓紧塞？在后膛装填和速射火炮中如何进行紧塞？ 　　 28. 与楔式炮闩比较，螺式炮闩有什么优点和缺点？ 　　 29. 试列举“具有多个止推面”的楔式炮闩的优点和缺点？ 　　 30. 试说明对楔式炮闩抽筒子的三个设计要求。 　　 31. 火炮击发装置主要有哪三种？ 　　 32. 与击发机比较，电击发机有哪些优点？ 　　 33. 排烟器有何用途？如何工作？ 　　 34. 炮口制退器的用途是什么？它如何工作？ 　　 35. 为什么说增加炮口制退器气室的数量其效果是有限的？ 　　 36. 一个具有100%效率的炮口制退器的理论直径大约需要有多大？ 　　 37. 炮口制退器的效率可用若干种方法表示，试列其名并作说明。 　　 38. 如果在旧炮上添加炮口制退器，可能会出现哪些问题？ 　　 39. 试列举炮口制退器的主要缺点。 　　 40. 火炮发射时产生的炮口冲击波超压会对炮班成员的安全造成危险，而配用炮口制退器又会增加这种危险，试说明对人体可能造成伤害的冲击波超压的限度。 　　 41. 试说明在火炮发射时可用于保护炮班成员免受冲击波伤害的三种措施。
第五章 炮车与炮架 引言 　　炮车与炮架是火炮支撑炮身的各部件的总称，它能保证火炮射击时的稳定性。它们还包括用于赋予火炮射向的各种装置。对一门机动火炮来说，它们还可为火炮提供运输的手段。 　　炮车与炮架的区别在于射击时炮车以车轮触地，而炮架则不以车轮触地。炮架还可以进一步细分，分为机动炮架和自行炮架。机动炮架靠车轮运动，但在射击前必须把车轮抬起或者卸掉，射击时则把火炮支承在座盘或梁架上(见图5.1)。自行炮架是装在履带式或轮式底盘上的炮架，这种炮架由动力驱动。现今一般比较喜欢采用履带式底盘，但是图5.2中却是一门最新的轮式自行火炮。 　　还有两种炮架也应提到：一种是固定式炮架即永远固定的、通常不移动的、不装车轮的炮架；另一种是半固定式炮架，这种炮架尽管也可以移动，但是需要有经过特别准备的炮位。这两种炮架主要用在海岸炮、要塞炮、铁道炮和早期的高射炮上。它们现在都已经过时，本书将不再多提。 　　炮车或炮架的主要部分是上部结构和下部结构。上部结构的主要部件包括鞍型部(有时也叫上架)、高低机、方向机、平衡机、摇架、反后坐系统和瞄准具。上部结构承托炮身并提供赋予炮身射向的手段。 　　下部结构的主要部件有鞍型部支架(有时也称为下架)、大架和活动连接装置(开架式火炮才有)、炮盘和驻锄、车轮、轮轴、悬挂装置以及制动器。当然，并不是每个炮车或炮架都有所有上述这些部件。 图5.1 机动炮架(8英寸火炮) 图5.2 轮式自行火炮
第一节 上部结构
一般构造 图5.3 一般火炮的上部结构 　　常规火炮炮车(或炮架)上部结构的典型构造如图5.3所示。现将其各个主要部件的功能叙述如下。摇架用于承托炮身和承装反后坐装置，反后坐装置固定在身管上。摇架上有耳轴，当火炮进行高低瞄准时，炮身和摇架即绕耳轴转动。耳轴装在上架(鞍形部)的耳轴室中，使上架可支撑摇架。上架耳轴室上有耳轴盖，耳轴盖将耳轴牢牢地置于耳轴室中。上架本体由上架支架(鞍型部支架即下架)支承，上架支架是下部结构的一部分。当火炮作方向转动时，上架绕装在下架上的基轴转动。平衡机装在摇架和上架之间，有时也装在摇架和下部结构之间。在火炮作高低转动时，平衡机可修正可能出现的任何不平衡力矩。
摇架 　　最常用的摇架是“槽型摇架”。槽型摇架是一个装在炮身下边的“U”形箱，反后坐装置位于框槽内。图5.3中的摇架就是一个槽型摇架，在该摇架的上表面沿长度方向上有供火炮后坐部分使用的导槽。摇架前端用可卸下的盖板封闭，这个盖板叫摇架盖。反后坐装置的活塞杆连接在摇架盖上。槽型摇架的优点是它可为反后坐装置提供一定程度的防护，使其不受炮弹破片和轻武器的毁伤。 　　其他类型的摇架还有筒型摇架(也叫轭形摇架)。筒型摇架通常是套在部分身管上的筒形铸件。在炮身的后坐和复进过程中，身管与摇架接触。在筒型摇架的内表面通常装有衬筒或衬垫，供身管滑动用。筒型摇架的设计应使衬筒或衬垫易于更换和加润滑油。筒型摇架的结构要适于把反后坐装置盛装在摇架外部，反后坐装置的活塞杆连接在身管凸缘上。与槽型摇架比较，筒型摇架结构更紧凑，断面刚度更大，更易于制造。筒型摇架的缺点除了对反后坐装置不能进行保护外，还包括在身管和摇架之间存在间隙。这个间隙在制造上要求很严，过小会使身管卡滞，过大又会使身管在摇架中晃动。筒型摇架的整个结构不利于身管冷却，特别是在身管与摇架之间的长度比很小时。 图5.4 筒型摇架
上架 　　上架通常通过底部的中央基轴与炮架下部结构相连接。基轴必须能承受射击时突然产生的应力。上架的摇架耳轴室能使摇架俯仰自如；与此同时，耳轴盖板还能把耳轴牢牢地保持在耳轴室中，如图5.5所示。火炮在后坐、复进和行军过程中，上架不得在下架上出现倾斜；通常采用某种压紧装置防止上架倾斜。但是，当火炮作方向转动时，上架必须能在水平面上转动自如。有些火炮不需用任何形式的上架，它们通过十字轴进行方向回转。这种火炮使用大架支托摇架，火炮作方向转动时大架能越过十字轴。现代近接支援和纵深支援用火炮不采用这种结构。 图5.5 L5式105毫米驮载榴弹炮的上架
稳定性
问题 　　在讨论反后坐装置以前，先通盘考虑一下火炮稳定性问题是很有必要的，火炮设计师总是力图保证火炮射击时产生的后坐能量能以一定的方式被吸收，以使炮架保持平稳。如果一门火炮在后坐和复进过程中其炮车或炮架的主要支撑部件能保持静止不动，这门炮就可以被认为是稳定性良好的火炮。“复进”一词用于表示火炮后坐部分在发射后回到其原来位置的动作。有时用“反后坐”一词代替“复进”。就象我们将在后面了解到的那样，如果对火炮重量不加任何限制的话，则火炮稳定性问题本来是不难解决的。但是，由于迫切要求高性能火炮尽可能轻以保持良好的战略、战术和战场机动性，因此这实际上与要求火炮具有良好的稳定性是有矛盾的。 　　如果火炮发射时不稳定，则火炮提供的火力支援就会在好几个方面受到不利影响。首先，炮班成员会很快认识到每次射击前必须为自己找一个安全位置，这就会降低发射速度并会使炮手对自己的武器丧失信心。其次，由于在发射下一发弹前需要重新为火炮定位，就会增加炮班的工作负担。此外，火炮稳定性不好还有使火炮遭到毁坏的危险；即使不损坏火炮，也会影响火炮的精度和密集度。
影响火炮稳定性的因素 　　影响火炮稳定性的主要因素是炮重、大架长度、耳轴高度和“耳轴拉力”。耳轴拉力是指火炮后坐部分对耳轴的作用力，它与炮膛轴线平行，其方向与后坐方向相同。在其它条件一样时，火炮越重、大架越长，耳轴高度越低，则火炮将越稳定。但是，由于火炮后坐能量毕竟太大，若不使用反后坐装置吸收后坐能量，单靠增加炮重、增加大架长度和降低耳轴高度将不可能使火炮保持稳定。 图5.6 影响炮架稳定性的主要因素 　　在图5.6中，可以看出，如果 上或者WL＞RH，则火炮将保持稳定。另一个应考虑的因素是R在平面上的方向。由于大架是炮架的一个组成部分，因此被反后坐装置、车轮和其它支撑部件吸收后余下的后坐力将通过大架传入地面。如果后坐方向线在火炮“基本框图”之外通过，后坐产生的倾覆力矩将成为严重问题。所谓基本框图就是指火炮与地面的各个最远的接触点之间用直线连接起来后所形成的轮廓框图。 　　如果后坐方向线在基本框图以外，就将存在一个耳轴拉力极限值，超过这个值火炮就会不稳定。尽管火炮在不稳定时就有可能倾覆，但是实际存在的力量通常还做不到这一点。在实际使用中，如果火炮有一个炮轮或一个大架离地，该火炮就可被认为是不稳定的。火炮设计师力图通过限制火炮的方向射界来把火炮的后坐方向线限制在基本框图之内，结果就会产生这样一种情况：在对火炮方向射界之外的目标射击时，就必须移动大架。 　　在计算反后坐装置对炮架的总阻力时，以地面对大架的支点为准计算的火炮和炮架的重量力矩必须大于同一点对后坐阻力的力矩。假定火炮位于平坦地面上而且射角为零，其总后坐阻力的极限值可表示如下： 图5.7 炮架的后坐阻力 　　取Ws=作用在重心1上的火炮不动部分重量； 　　 Wr=作用在重心2上的火炮后坐部分重量； 　　 R=总后坐阻力； 　　 Lr=Wr的力臂长； 　　 Ls=Ws的力臂长； 　　 H=相对于驻锄压力中心的后坐部分高度； 　　 d=在后坐过程中任一点的后坐距离。 　　假定在后坐时炮轮离地，就可以认为火炮不稳定，那么若要使火炮保持稳定，可象图5.7那样列出力矩的等式，即可求出R的值。 　　当火炮后坐某一距离d后，Wr的力臂变作Lr-d，于是可得R的极限值： 　　从上述两个表达式中可以看出，使火炮保持稳定的后坐开始时的R值将随后坐部分的后移和后坐部分力矩的减小而减小。因此，在后坐开始时能保证火炮稳定的R值，在后坐部分继续后坐中就可能不足以阻止炮轮从地面跳起。 　　这种情况在决定R的某一给定值所允许的后坐长度时，是计算的基础；或者说，若R值可变时，也可相应地减小后坐长度。如果这些计算不正确，后坐长度要么过长以至降低发射速度，要么过短以至影响火炮稳定性。即使火炮不稳定的程度很小，也会对花在重新瞄准上的时间和炮班对自己武器的信心产生不利的影响。 　　如果后坐长度能使火炮在零射角上保持稳定，那么火炮在更大射角上也会稳定。这种情况有利于火炮设计，许多现代火炮都配有在火炮射角增大时自动减小后坐长度的装置。其它火炮则通过另外一些形式来利用仰角越大火炮越稳定的优点，它们按所规定的最小射角发射大号装药。 　　要求现代火炮具有更远的最大射程意味着弹丸必须以更大的初速来发射。由于炮口能量增加而带来的火炮稳定问题，只能依靠增加全炮重量来解决。由于机动性的制约，增加火炮重量的方法在某些情况下要么是不可能的，要么是不能接受的。面对这个难题，唯一可行的办法是在飞行中增加弹丸推力或者减小弹丸在飞行中的阻力。 　　在火炮稳定性方面还有两个因素需要考虑：一个是发射时身管的“跳动”，另一个是身管绕其轴线旋转的倾向。身管跳动是指发射前后炮膛轴线的位置不同。发射时发射药产生的推力是作用在炮膛轴线方向上的。如果后坐部分的重心不能保持在炮膛轴线上，那就会产生一个力偶，从而会使后坐部分在包含炮膛轴线和后坐部分重心的平面上产生移动。身管跳动是可以预测的，并可以对火炮诸元进行修正，以使身管跳动对射击精度和密集度的影响减至最小。此外，火炮设计师在设计火炮时会尽力使后坐部分和重心保持在同一平面上。 　　身管绕其轴线旋转的倾向是由于弹丸通过炮膛时旋转而引起的。身管的旋转倾向在方向上与弹丸的旋转方向相反。它可用一个力偶来表示： 　　其中：D=炮膛直径； 　　 T=作用在膛线上的推力。 　　如果要使火炮稳定，就必须用一个相等的力矩来抵销这个力偶。
减小耳轴拉力 　　通过下述方法减小耳轴拉力是有好处的：在仍然保持火炮稳定性的条件下改变火炮的其他设计参数，如减轻火炮重量和减小大架长度。减小耳轴拉力还可通过使用炮口制退器、增加后坐部件重量或增加后坐长度来实现。 　　炮口制退器已经在第四章讨论过了，这里再简单重复一下。炮口制退器的作用是通过使在弹丸后边向炮口运动的火药气体产生偏转来减少后坐部分向后的动量。在这个过程中，炮口制退器被火药气体向前推进从而减小了耳轴拉力。 　　增加后坐部分重量可减小耳轴拉力的理由可解释如下。按动量守恒定律： 　　 MpVp=MrVr 　　或 　　其中：Mp=弹丸质量； 　　 Vp=弹丸速度； 　　 Mr=后坐部分质量； 　　 Vr=后坐部分速度。 　　后坐部分动能可用下式表示： 　　代入Vr得： 　　因此，可以说随着后坐部分质量的增加，传给后坐部分的动能将减少，结果使耳轴拉力也减小了。应该指出，使用炮口制退器除了使发射药气体偏转而减小了耳轴拉力外，还因为增加了后坐部分的质量而减小了耳轴拉力。 　　如果后坐长度增加，作用在耳轴上的拉力也会减小：能量就是做功的能力，功是作用力及其作用距离的乘积。如果不能用其他方法来进一步提高稳定性，则增加后坐长度将是一个可供选择的办法。但是，增加后坐长度也有其不利之处，即它会降低发射速度并会为火炮带来其它问题，如限制了炮班在所有时间都能占用的炮尾后的安全工作面积。出于这一原因，通过增加后坐长度来提高火炮稳定性的方法，更多地使用在牵引火炮上。对自行火炮来说，火炮全重是保证火炮稳定性的重要因素，火炮设计师力求使后坐长度尽可能短，以增加乘员的工作空间。
反后坐装置 　　所有火炮都有反后坐装置，以在适当的距离内使其后坐部分停止后坐。反后坐装置还能完成其它功能：使炮身复进到原发射位置，控制炮身复进(或反后坐)的速度、在火炮的整个高低射界内都能使炮身保持在复进后的位置上。 　　现将后坐周期叙述如下。发射装药被点着后，火药气体压力开始迅速上升，然而开始时，火炮和弹丸都不运动。在火药气体上升到足以使弹丸运动时，也就是达到启动压力时，弹丸才开始运动。与此同时，后坐开始。后坐将一直持续到弹丸离开炮口、火药气体停止作用时为止。然后，后坐周期中的复进阶段开始。在复进的最后阶段，复进受到严格控制，速度减慢，以使炮身平稳复进到原发射位置，使炮架不产生震动，并使炮身原有的高低角和方向角无变动。在后坐部分停止运动后，后坐周期结束。反后坐装置主要由驻退机和复进机组成。另外，根据前面已提到的主要部件的设计和炮架类型，反后坐装置还有两个可用、可不用的部件。这两个部件就是复进控制装置和变后坐装置。
驻退机 　　驻退机的用途是控制后坐部分的向后运动。在最早的火炮上，驻退机为摩擦式，但是现代驻退机则为液压式。图5.8为结构简单的驻退机的工作原理示例。 图5.8 液压驻退机的动作 　　火炮后坐时，连接在后坐部分上的驻退杆带动驻退杆头通过驻退筒里的驻退液。驻退杆 头的移动迫使驻退液经驻退杆头上的小孔从一侧流向另一侧。驻退杆头上的小孔尺寸不大，使驻退液不能迅速穿过小孔来解除驻退杆头后边的压力。驻退机制止后坐的能力就来自以这种形式产生的压力。这个压力减缓驻退杆头的运动，因此后坐能量被转换成使驻退液运动的动能，并最后以热能形式散失。 　　在图5.8的简图中没有说明后坐速度如何才能均匀地减小。驻退液使驻退杆头停止运动所做的功等于驻退液穿过小孔所产生的反作用力。如果小孔的尺寸是可变的，即在驻退杆头的运动速度增大时小孔变大，在驻退杆头的运动速度减小时小孔变小，则驻退筒内的驻退液压力在整个后坐过程中就可保持恒定不变。与此相似，小孔大小的改变还可产生所需要的任何压力值。 　　在设计驻退机时，有多种方法可改变驻退液的流动。仅举常用的几种方法如下：使驻退液穿过驻退杆头流动，或使驻退液绕驻退杆头流动，还可通过改变驻退筒筒壁的形状、改变驻退杆头的形状、使用锥形驻退杆或在筒壁上加槽等方法来改变驻退液的流动。 　　需要时，也可使后坐长度随射角而变化：射角小时，采用长后坐，以使火炮射击平稳；射角大时，采用短后坐，以防止炮尾触地或碰击炮架。有些炮架较重的火炮不需要增加后坐长度来使火炮在小射角时保持平稳，它们在整个高低射界范围内都采用短后坐。后坐长度变换装置多半是把驻退机的液流控制与火炮俯仰变化联系起来。
复进机 　　复进机是使火炮后坐部分回到其原来位置并使其保持在该位置直待发射下一发弹的装置。复进机的简单结构见图5.9。 　　图5.9中的复进机由复进筒、复进簧和复进杆组成。火炮后坐时，尾端连在炮身上的复进杆被向后拉。此时，复进杆头压缩复进簧。后坐结束时，复进簧伸张，向前推动复进杆，复进杆带动炮身回到原发射位置。复进机有许多不同类型，一些使用复进簧，一些使用压缩气体，一些两者兼用。但是，不论哪种类型的复进机，其工作原理都是利用后坐能量压缩弹簧。压缩气体或者压缩弹簧和气体，然后利用储存的能量使炮身回到原发射位置。直到现在，驻退机和复进机仍然是被分为两个筒；但是，把它们的功能结合到一个筒里是完全可能的。 图5.9 复进机
对复进最后阶段的控制 　　如前所述，复进的最后阶段应是平稳和有节制的。有好几种方法可达到这个目的。这些方法既可以包括在驻退机结构中，也可以制成单独的“复进控制装置”。复进控制装置不论采用什么样的技术措施，总不外乎是使驻退杆在恢复原位时放慢速度的装置。图5.10为控制复进的方法示例。 图5.10 复进控制示意
软后坐 　　到此为止所介绍的各种炮兵武器系统都具有各种各样的不同特点。但是，它们却都有一个共同点，那就是发射前炮身都静止不动。尽管这种说法可能是很显然的，但是的确还有一种发射前炮身就在运动中的设计思想。再说这种对标准射击程序进行的简单而带根本性的改革的潜在优点是值得一提的。现代的许多轻武器都采用使击发机构在弹簧张力作用下后置的原理。一扣动板机，枪机即被推向前，于是武器发射。然后，枪机又被向后推回并由卡铁或阻铁锁定在后方位置上，以待发射下一发弹。这种武器的发射速度比使用常规枪机的轻武器快很多，后坐力也小。相似的结构原理也适用于较大口径武器，这种原理经改进应用到火炮上后被称为“软后坐”。软后坐原理如图5.11所示。 图5.11 软后坐原理 图5.12 M204式105毫米榴弹炮 　　如前所述，软后坐原理并不是什么新东西，至少就轻武器来说是如此。也许令人惊奇的是，软后坐原理在火炮上的应用可追溯到1912年装备的法制2.65英寸口径的Ducrest山炮。该炮并非很成功。现代的软后坐火炮是美国在七十年代研制的M204式105毫米火炮。主要由于口径问题，该炮一直未装备部队。 　　软后坐火炮的主要优点是减小了耳轴拉力和减少了后坐周期所用的时间。耳轴拉力的减小率可高达75%，因此大大提高了火炮的稳定性，以至使大架和驻锄对M204式火炮来说已经成了不必要的部件。M204式火炮在360°的方向射界内以任何装药射击时都是稳定的，无重新恢复炮架位置的任何必要。该炮在整个高低射界内都能以高射速进行射击，而且炮班操作安全，在炮尾后无任何限制。这一特点对自行火炮来说尤其重要，在自行火炮内乘员的工作空间是非常宝贵的。但是，软后坐原理在火炮上的应用对火炮设计师来说，还有一些特殊的问题。 　　显然，这种炮在发生不发火时，就必须装有某种装置，以在由于炮身前冲而使火炮向炮口方向倾翻前阻止炮身前冲。首先，需要有某种前向缓冲系统以使炮身停在摇架的前方。其次，在设计火炮时，必须采取使炮身重新回到锁定位置的措施。这两个要求使软后坐火炮在发生不发火时比一般火炮要复杂一些。 　　如何使炮身回到锁定位置不仅在不发火时是一个问题，在发射变装药弹药时也会带来困难。使用大号装药射击时，后坐部分在射击前需要更往前冲一些，才能抵销更大的后坐力。如果炮身前冲量过大，后坐力将不足以将后坐部分推回到锁定位置。解决这个问题的方法是使用速度传感器控制火炮射击，在复进速度达到该号装药的正确复进速度值时或者达到预定的复进长度时，再发射火炮。显然，对软后坐火炮来说错误操作的可能性值得特别注意。最坏的情况是，速度传感器测出的是最小号装药的数据，而发射的却是最大号装药，结果造成炮身在后坐中冲过锁定位置。要防止这种偶然事故，就需要配用缓冲器。 　　软后坐火炮的另一个问题是发射时点火延迟时间不同。对一般火炮来说，点火延迟问题无关紧要，然而对于软后坐火炮来说却是个重要问题。即使点火仅延迟30毫秒，也必然会使M204式火炮的炮身滑行10英寸的距离。增加了一段滑行距离就势必会减小使炮身回到锁定位置的原有后坐长度。对于口径大于105毫米的软后坐火炮来说，其点火延迟时间需小于100毫秒，火炮才能使用。
平衡机 　　本章前已指出，由于耳轴不在起落部分的重心上而产生不平衡力矩时，就需要使用平衡机。尽管使用平衡机会增加火炮复杂性、增大火炮重量，有时还会加大火炮外形尺寸，但是在火炮设计中由于使用平衡机而能够采用“后耳轴”，即把耳轴放在起落部分重心后边，是有好处的。采用后耳轴使火炮更多的部分可装在炮手装填和发射时所用操作空间的前面。这样一个操作空间对任何火炮来说都是很重要的，对自行火炮来说则更为重要。在行高射界射击时炮闩后端面离地面越高，装填越方便，对变后坐的需要也就越小。由于炮尾碰撞炮车或炮架的机会更少，因此更容易使火炮具有360°的方向射界。后耳轴可降低火炮轮廓，因此有利于火炮隐蔽。 　　平衡机在克服身管炮口端过重方面所起的作用随身管仰角的余弦而变化(见图5.13)。 图5.13 不平衡力矩 　　平衡机是靠金属弹簧、扭杆或者弹簧和气体(气动弹簧)所产生的伸张力或压缩力而工作的。不论是伸张型还是压缩型平衡机，其中的弹簧通常都是通过压缩而蓄力的。现将这两种平衡机的差别介绍如下。在伸张型平衡机中，与炮架下部结构或上架相连的平衡机臂承受张力，而平衡机簧则受压缩力(见图5.14)。而在压缩型平衡机中，不论是与炮架下部结构相连的平衡机臂还是平衡机里的弹簧都受压缩力(见图5.14)。 　　金属弹簧既简单又可靠；压缩弹簧型平衡机比较容易制造。但是，当火炮仰角在45°以上时，伸张弹簧效果更好。气动弹簧的好处是在负载相同时其体积小；缺点是一旦密封损坏，它就失去作用。 图5.14平衡机的种类
高低机和方向机
高低机 　　火炮起落部分包括炮身、反后坐装置和摇架。起落部分通过高低机与上架相连。高低机的用途是使起落部分相对于上架运动并控制其运动。对高低机的主要要求是：它应装在便于操作的地方；结构简单而操作容易；不能逆向转动因而能防止炮身自行起落；具有足够的微调精度，以便把炮身仰角调整到所要求的角度上。火炮发射时，后坐部分的转动力矩使高低机承受应力，因此高低机的理想安装位置是与炮膛轴线在同一垂直平面内。有时把高低机装在火炮一侧，但是在这种情况下应在火炮另一侧的对称位置处也装一个同样的机构。有些火炮上装有“摇架固定器”，摇架固定器用以防止高低机在行军过程中承受应力。摇架固定器是把摇架锁定在炮架下部结构的装置，在火炮越过崎岖不平的地面时它能确保摇架稳固不动。 　　高低机可能是用手轮操作的简单的齿轮传动装置，也可能是可以遥控的动力传动装置，或者是用手轮控制的电动液压传动装置。结构简单的齿轮传动装置是最常见的一种高低机，它有三种不同类型：蜗杆与扇形齿轮式、螺母与螺杆式和齿弧与齿轮式。有些大口径火炮在仰角较大时装填困难，它们多配有快速装填传动装置，能把炮身打低到易于装填的位置上，然后再使它返回到发射位置。快速装填传动装置能将炮身置于装填位置而不影响瞄准装置，因此装填和瞄准操作可同时进行。瞄准操作就是把射击诸元装定在瞄准装置上，然后使炮身指向所要求的方向和高度。在某些大型火炮上配有两个高低机：一个概略瞄准高低机，供炮身快速俯仰用；一个精确瞄准高低机，供最后的精确瞄准用。电动高低机和电动液压传动高低机是解决大口径火炮装填和瞄准问题以达到高射速的最好手段。由于这种高低机需用电源，因此它们主要用于有自备电源的火炮炮车或炮架，如自行火炮炮架。
方向机 　　方向机是使火炮上部结构在水平面内运动的机构。它把动能传给上架，使上架相对于炮架下部结构在水平面内转动，从而使火炮上部结构转动。对方向机的要求与上述对高低机的要求相似。与高低机一样，方向机也有蜗杆与扇形齿轮式、螺母与螺杆式和齿弧与齿轮式。除此之外，还有一种带循环滚珠的螺母与螺杆式方向机，这是一种使用循环滚珠座圈的螺母与螺杆式传动装置。方向机既可用手工操作，也可用动力驱动，而动力驱动型方向机通常也配有手工操作装置。动力驱动方向机可为液压式，也可为电动式。在某些火炮中，动力辅助只是在手工操作过于费劲的情况下才使用，如火炮位于斜坡上时。 　　在多数现代火炮上，上架和下部结构是通过上架底部的一个基轴连接的。这种连接形式对保证火炮的方向转动精度是很重要的，它可阻止上架的任何垂直移动并把其水平移动限制在所要求的范围内。基轴的轴承必须能承受火炮发射时的作用力和方向转动速度。使用具有不同硬度的钢或其他金属制造基轴轴承将有助于解决上述问题。为了承受高负载和高转速，也可使用滚珠或滚柱轴承。 　　有些火炮具有不移动炮车或炮架的下部结构即可使炮身具有回转6400密位的能力。但是在设计火炮时，必须认真地把这种需要具有6400密位方向射界的要求与它可能给火炮稳定性带来的问题加以权衡。某些现代自行火炮把炮塔装在炮架中央，以便于作6400密位的圆周转动，但是这样做也带来了使火炮增重、使往乘员舱内补充弹药不便等问题。有些具有6400密位方向射界的牵引火炮，配用快速解脱机构，能使炮架上部结构迅速地与方向机脱开并转到所要求的方位。这种快速解脱机构只能使炮身指向所要求的大致方向，最后还得重新连接好方向机，以进行方向调整。苏联D30式122毫米榴弹炮就装有这种机构 　　常规牵引火炮的方向射界通常都有一定的限度，其实现方式一般是在方向机上加机械挡铁。限制方向射界的原因并不全是稳定问题，还为了防止火炮后坐部分和回转部分与炮架下部结构相碰撞，特别是在高射界射击时。对于耳轴高度和轮轴宽度可以改变的火炮，其方向限度往往也是可以改变的。意大利105毫米驮载榴弹炮就是这种火炮的一个例子，在正常射击状态下其方向射界为644密位，当处于低姿态的反坦克状态时其方向射界为996密位。 图5.15 正常发射状态下的105毫米驮载榴弹炮 图5.16 反坦克状态下的105毫米驮载榴弹炮 　　在设计火炮时应对方向射界施加多大的限制，主要取决于火炮所承担的任务和对方向射界之外的目标瞄准时火炮将使用什么样的机构使下部结构重新定位。火炮射程越近和目标出现的距离越近，方向射界的大小就越重要。例如，彼此相距1,500米的两个目标离火炮3,000米远，当火炮就地转动对它们进行射击时，方向转动量为500密位。如果两个同样的目标离火炮的距离为30,000米，对它们射击时的方向变动量则只有50密位。与此相似，遂行反坦克任务的火炮，为了对在比较近的距离上作横向运动的目标进行射击，就需要具有较大的方向射界。
瞄准装置
间瞄射击 　　 “间瞄射击”一词用于表示对火炮看不见的目标所进行的射击或在火炮和目标间不使用直接观察器材时的射击。调整火炮方向和高低的过程叫作“瞄准”。火炮瞄准包括两项独立的操作，虽然实际上它们是紧密相联的。这两项操作是方向瞄准和高低瞄准。瞄准装置的用途是，为使炮身指向正确的方向和高低以击中目标而提供手段。虽然高低机和方向机是使炮身作高低和方向转动的手段，但是炮身在指向正确的射击方向前必须移动的角度却需要使用瞄准装置测出。 　　下面就火炮的方向瞄准作简要说明。在火炮占领发射阵地后，先放列，然后使炮身指向预定的方向，这个方向通常是在目标可能出现的地域的中央。供火炮作方向瞄准用的瞄准镜装在瞄准镜座上，瞄准镜座装在摇架上或者用枢轴固定在上架上并与摇架相连。在火炮占领阵地时，就要确定并记录炮身、瞄准镜和瞄准点三者之间的位置关系。所谓火炮瞄准点只不过是一个可从瞄准镜中看到的天然的或人工设置的基准点。图5.17说明炮身指向正北、瞄准镜指向正面的瞄准点时，瞄准点与瞄准镜的位置关系。虽然瞄准点的选择经常会受到火炮本身部件或火炮四周视界中任何障碍物的限制，但从理论上说它可选在任何方向上。 图5.17 在瞄准镜装定分划前，瞄准点与瞄准镜的位置关系 图5.18 在瞄准镜装定诸元后，瞄准点与瞄准镜之间的位置关系 　　假定要攻击的目标在火炮正东。把诸元装到瞄准装置上，因此炮身转动的方向角是可以测出的。在瞄准装置上装定诸元的作用是保持炮身不动而使瞄准镜转动一个与炮身最终转动的角度大小相等，方向相反的方向角。此时炮身没有转动，但是瞄准镜却已偏离了瞄准点。 　　下一步就是转动炮身直到瞄准镜再次对准瞄准点为止。此时炮身即已指向可以命中目标的正确方向(见图5.19)。 图5.19 瞄准结束后，瞄准点与瞄准镜的位置关系 　　实际上火炮在瞄准时并不是精确地指向目标方向，而是具有一定的偏差，偏差的目的在于补偿气象条件和偏流的影响。主要的气象条件修正量都包括在瞄准镜的装定诸元中。偏流就是由于炮膛膛线使弹丸旋转而使其在飞行中产生的方向偏差。若弹丸顺时针旋转，则偏流向右。这一现象是由于旋转的弹丸力图保持在离开炮口时的纵轴上飞行而造成的。由于弹道弯曲，因此在弹道切线和弹丸轴线间将有一定的偏航角或水平角位移。弹丸的重心仍然在弹道上，但是由于旋转，弹丸顶端将向右偏离。结果使空气向左移动，从而使弹丸向右偏离。在弹丸和装药一定时，偏流将随弹丸飞行时间的增加而增加。有些瞄准镜能补偿偏流的影响，也就是说，克服偏流影响的必要的修正量可以包含在瞄准镜的装定诸元中。偏航并不是导致弹丸产生偏流的唯一原因。马格努斯效应和地球自转也是引起偏流的因素，但是偏航是最主要的因素。 图5.20 飞行中弹丸的偏流 　　在计算射击诸元时，通常假定火炮是在水平平台上发射的。但是地面往往可能是不平坦的，因此火炮耳轴也不可能是水平的。两个耳轴如果不在同一水平面上就会向耳轴较低的一侧产生方向偏差，这是因为炮身起落时是与耳轴轴线成直角的。使用水平调整装置可以保证瞄准镜始终处于垂直位置上并且火炮可精确地瞄向目标，因此可避免耳轴不平导致的方向偏差。可以自动修正偏流和耳轴不平偏差的瞄准具叫作补偿和镜式瞄准具。最近的趋向是使用只能修正耳轴不平而不能修正偏流的瞄准具。 　　对能发射多种弹丸并使用多种装药的火炮来说，自动修正偏流会使瞄准具的结构变得非常复杂。 　　火炮还需要能装定仰角的瞄准具，以使弹丸达到所需要的射程。火炮仰角包括两个主要部分，一为高角，一为炮目高低角。炮目高低角就是，假定火炮与目标在同一水平面上，为把弹丸发射到相应某号装药的某一距离上，炮身必须被赋予的高低角。炮目高低角就是瞄准线和水平面之间的夹角(见图5.21)。如果目标高于火炮，必须增加火炮仰角；低于火炮，则必须减小火炮仰角。高角和炮目高低用的代数和叫作射角。 图5.21 弹道角度 　　射程一定时，对所有目标高度来说，高角是不同的。换句话说就是，弹道不能在炮口水平面上面或下面作刚性延伸，在装定炮目高低角时，通常需要加上一个高角修正量。这种修正叫作“弹道的非刚性”修正，在装定到瞄准具的诸元中应包括这个修正量。 　　有些瞄准具可补偿由于身管磨损而引起的初速偏差。具有这种性能的瞄准具叫作“校准瞄准具”。最常见的高低瞄准具是带起落齿弧的瞄准具。在装定高低瞄准诸元时，带起落齿弧的瞄准具在垂直面上倾斜一个角度。然后，把炮身和瞄准具一起仰起(或打低)。当瞄准具再恢复水平状态时，即完成了高低瞄准。高低瞄准的基准通常是高低水准气泡或一组指针。有些瞄准装置，其高角和炮目高低角是由不同的炮手分别装定到火炮上去的。这种瞄准装置叫独立瞄准具，其作用是由炮手分担高低瞄准职责，以加快发射速度。 　　现代瞄准装置的发展趋势是，瞄准装置本身只能修正耳轴倾斜偏差。偏流和初速偏差修正量需要单独计算，并加到瞄准装置的装定诸元上去。初速偏差修正量还可用炮兵计算尺计算。炮兵计算尺是一种保存在火炮上的滑尺，用于推算某一门火炮的距离或仰角，不论火炮使用哪一号装药都可对其初速作出修正。现在不使用补偿和校准瞄准装置的原因是因为这两种瞄准装置价格昂贵、结构复杂而且体积较大，另外是由于指挥所里现在都使用计算机，它简化了装到瞄准镜上去的射击修正量的计算。
直瞄射击 　　用于直瞄射击的瞄准装置的用途，一般说来是与用于间瞄射击的瞄准装置相同的，都是保证弹道在目标上与瞄准线交会。在行直瞄射击时，可使用一般的间瞄镜或专门的直接瞄准镜为火炮赋予射向和射角。只有当火炮离目标比较近而且能看到目标时才行直瞄射击。过去，有些火炮是专门为直瞄打坦克而设计的。现在，用于近接支援或纵深支援的火炮往往都配有可进行直瞄射击的瞄准装置，只是这种直瞄任务多半居于次要地位，如防御敌装甲兵或步兵对炮阵地的攻击。供反坦克火炮使用的瞄准装置，由于射程较近，一般不能修正偏流和耳轴倾斜偏差。对初速偏差和身管跳动所引起的偏差，都在对瞄准装置进行零位、零线检查时进行修正。 　　直瞄的主要问题是，在对活动目标射击时必须采取某些措施，并根据所发射的弹种对瞄准镜和瞄准具进行检查和规正。有些火炮配有直瞄打坦克的专用弹药；有些火炮没有这种专用弹药而用一般榴弹打坦克。目标的横向运动问题是通过将瞄准线从炮膛轴线移开来解决的，就是在用瞄准镜瞄准活动目标时，使炮身以一个能保证击中目标的提前量指向目标前方。提前量的大小视火炮初速和目标的速度及方向而定。瞄准镜的分划镜上刻有十字线，横线表示距离，纵线表示左、右提前量。在某些瞄准装置上，可象间瞄时一样，把高角装在瞄准具上，而使用分划镜进行方向瞄准。这种方法多用在由双人操作的瞄准装置上，一人瞄方向，另一人瞄高低。其它的瞄准装置则依靠分划镜上的中央立标进行瞄准，瞄准用的立标总是在瞄准镜的视场中心；这些瞄准装置还使用某种机械装置测定提前量使瞄准线偏向炮膛左侧或右侧。在用这两种瞄准装置瞄准目标时，都自动地修正了火炮与目标的高差。
第二节 下部结构
炮车的下部结构
概述 　　炮车的下部结构由下架(也叫鞍形部支架)、大架与连接系统、座盘与驻锄、炮轮、轮轴、悬挂装置和制动器等部件组成。下架是上架的基座，上架座落其上，通过方向机控制上架相对于下架的水平运动。
大架 　　大架是炮架下部结构中把后坐力传到地面的部件。大架与其他部件一起使火炮保持在射击位置上，火炮通过大架与牵引车连接。每个大架的前端通常固定在轮轴或下架车体上；后端装有位置可调整甚至可拆卸的某种形式的驻锄。火炮在牵引状态时，大架通过某种形式的牵引附件或牵引环连接在牵引车上。牵引附件通常是可以拆下的。牵引环是装在大架尾端的机械装置，用于与牵引车上的牵引钩相连接。牵引环通常都经过精心设计，因此在火炮放列时一般不会影响大架或驻锄的动作。大架有三种形式：单腿大架、闭架式大架和开架式大架。这些结构不同的大架可使火炮具有不同的方向射界和高低射界，也使火炮具有不同的重量。 　　最简单、最轻便的大架是单腿大架。最老式的火炮都使用单腿大架。单腿大架火炮的最大方向射界一般只有150密位左右。这种火炮的方向射界的任何增加都会引起稳定性问题。而且，这种火炮的高低射界一般也被限制在300密位以下。过去，单腿大架多用在以结构简单、重量轻为主的火炮上，如驮载火炮；能在轮轴上旋转的火炮也使用过单腿大架。由于高低射界和方向射界都十分有限，因此现代火炮已没有采用单腿大架的了。 图5.22 单腿大架火炮 　　闭架式大架由两个尾端连接在一起的稳定架腿或由两个侧方架腿和一个后方横向架腿组成。两个侧方架腿可以是弓形的，可以是八字形的，也可以是相互平行的。弓形或八字形的闭架式大架可使火炮的最大方向射界达到200密位左右，而采用平行侧方架腿的闭架式大架的最大方向射界通常要小一些。闭架式大架多半配有发射座盘，以便在松软地面上支撑火炮和使火炮回转6400密位。闭架式大架的构形在垂直面上为炮身的后坐和炮闩的运动提供了空间。现代英国火炮多采用闭架式大架，而其他国家包括美国的牵引加农炮和榴弹炮多采用开架式大架。 图5.23 英国轻型榴弹炮(闭架式大架示例) 　　如名称所示，开架式大架有两个支撑火炮的大架，射击时这两个大架可打开到炮轮和大架驻栓所允许的程度。采用开架式大架的火炮通常可使其大架打开到一个等于或大于该炮的最大方向射界的角度。开架式大架使火炮的方向射界通常比闭架式大架火炮大，但是前者要回转6400密位则比后者困难。移动闭架式大架至少需用一人，但是移动开架式大架则起码需要两人。由于开架式大架火炮在射击时必须先打开大架，所以大架的有效长度短于其实际长度。因此，开架式大架比闭架式大架长度大而重量也大。此外，当火炮以最大方向角射击时，射击应力很易落在一个大架上，这是开架式大架比闭架式大架长而重的另一个原因。开架式大架可使炮闩在垂直面上自由移动，还使炮手在操作或保养火炮时易于接近有关部件。这种火炮仍然需要配用后坐调整装置，以在大射角射击时限制后坐长度，防止炮尾碰撞地面。对某些火炮来说，可在后坐路线上挖后坐坑。挖后坐坑与设计火炮时增加耳轴高度比较，只是一点小麻烦，这样做有时是可取的。每个大架既可以是整件的，也可以是多节的；既可以是直的，也可以是弯的。意大利的105毫米驮载榴弹炮就是采用可直、可弯和多节开架式大架的一个范例。(见图5.16)
活动连接装置 　　采用闭架式大架或单腿大架的火炮之所以能在不平地面上保持稳定，是因为它们只有三点着地。开架式大架火炮是四点着地。要在不平地面上保持四点着地，只有在炮架下部结构上安装某种形式的活动连接装置才行，这样才能使火炮在垂直面有充分的活动自由。实现这一点的方法叫活动连接法。在有些国家的军队中，把实现这种活动连接的机构称为平衡器。有许多方法可实现活动连接。大多数情况下都是使用轴销、摇臂或球窝关节等来保证大架与轮轴或下架间的相对运动。至于是使用轴销、摇臂，还是使用球窝关节，这取决于大架与炮架下部结构的其他部件的连接方式。但是，不论采用哪种方法连接，在火炮处于行军状态时，都必须有锁定连接装置的机构；当火炮处于战斗状态时，则必须有防止大架闭合的装置。
驻锄 　　驻锄通常装在大架的尾端，用于在后坐时限制火炮运动。驻锄可以是固定的，可以是能拆卸的，也可以是铰接的。固定式驻锄永久地牢固地固定在大架尾端。这种驻锄可铸造，可以锻造，也可以拼装。可拆卸式驻锄在火炮行军时应从大架上卸下，射击时再重新装到大架上。铰接式驻锄与固定式驻锄相似，所不同的只是在火炮行军时可以转离原位。有些火炮有两套驻锄，一套为铰接式驻锄，另一套为用于松软地面的驻锄。驻锄在设计上的问题主要来自某些相互矛盾的要求：既要把水平射击应力传给地面，同时又要易于从地下拔出以便于移动大架。 　　按与地面接触的单位面积计算，小驻锄比大驻锄传送的能量大。因此，小驻锄比大驻锄更容易使土壤移动。反过来，大驻锄必须更重，所以更难于从地下拔出，而且在坚硬的石质地上用处不大。要把驻锄设计得在面积和形状上都能完善地适应所有条件。即使不是不可能的，也是困难的。土壤不同，其支撑强度或者说其所能承受的负载也极为不同。例如，坚硬的碎石地面所能承受的负载比松软土质地面约大五倍。此外，火炮射击时对地面产生的动态负载往往会使沙和碎石之类的摩擦力比较大的土壤变得缜密，结果会使火炮位移量随发射弹数的增加而减小。另一方面，象淤泥和粘土之类的粘性土壤，就不容易在动态负载下变得缜密，因而不能对火炮位移产生阻力。更有甚者，象白垩之类的某些更坚硬的土壤在每发弹发射后会越变越碎，使火炮产生更大位移。因此，对驻锄的尺寸和形状要求极为不同，是不足为奇的。
炮床 　　炮床一般用于没有其他设备辅助大架就不能吸收剩余射击应力的火炮，因此多用于闭架式大架(见图5.23)。如本节前面所述，炮床有助于将后坐能量中的垂直分量传给地面，有助于阻止火炮向后滑动，并且在大架重新定位时为炮轮提供了一个在其上转动的牢固基座。在设计炮床时，必须保证它对它可能碰到的各种土壤具有良好的附着力。炮床通常都是圆形的，其周边有供炮轮在其上转动的边缘。边缘用辐条支撑，有的与炮床是一个整体。在火炮处于战斗状态时，炮床被用钢丝索或坚固的支架固定在火炮上。为便于火炮行军，必须把炮床抬起；在抬起炮床前，通常靠人力先把火炮抬离炮床。
炮轮和轮轴 　　现代炮架使用的炮轮多采用低压充气轮胎，通常为“泄气保用轮胎”，这种轮胎在被击穿或刺穿后仍可载运火炮行驶一定距离，直至有机会修理时。连接炮架的两个炮轮的轮轴可以是“下悬式”，也可以是“上悬式”，也就是说两个炮轮中心的水平连线可以在轮轴轴线之上(下悬式)，也可以在轮轴轴线之下(上悬式)。下悬式轮轴有利于降低火炮外形和改善火炮稳定性。其缺点是使火炮高低射界受到了限制。轮轴越长，轮距越大，火炮方向射界也就越大，被牵引行军时也就越稳定。但轮距太宽也多弊端，主要弊端是移动大架更困难，轮轴在不平的地面上容易碰撞障碍物。炮轮与轮轴的结构往往是根据火炮最可能遂行的任务而选择的一种折衷方案。意大利105毫米驮载榴弹炮的轮距是可变的，轮轴既可以上悬，也可以下悬。这种多方面的适应能力只能在轻型火炮上实现。另外，这样的结构比较复杂、造价高，而可靠性差。在第一次世界大战中使用的某些老式火炮，如美国的M1918式155毫米火炮，曾经在炮轮上安装过可拆卸的履带，以便在松软路面上行军时减轻火炮对地面的压力。现代火炮一般不采用这种装置，而是使用带花纹的低压轮胎来提高火炮在松软地面上的牵引能力。
制动器和悬挂装置 　　大多数炮架使用的制动器都是普通的制动鼓和扩张体或制动带式装置。在启动制动器方面，有好几种设计方法。可通过与火炮相连的电力或机械装置从牵引车上操纵制动器，也可通过气压、电动或液压使制动器工作。某些重型火炮配有单独的脱钩保险系统，当火炮突然与牵引车脱钩时，该系统能起保险作用。 　　除了用于牵引的主要制动系统外，炮架通常还装有手制动器。有些火炮用一个握把制动两个炮轮；另一些火炮每个炮轮都有一个制动握把。手制动器的作用是在射击时防止火炮移动，还能使火炮停在斜坡上。在倾斜或凹凸不平的地面上操作火炮时，也需要使用手制动器把一个轮子或两个轮子锁定在其位置上。大多数火炮的炮架都不带悬挂装置，仅使用充气轮胎来提高火炮在牵引中平稳前进的能力。但是也有例外，如英国105毫米轻型榴弹炮就采用带扭簧和减震器的拖臂悬挂装置。使用这种悬挂装置的效果是，该炮不论是在公路上还是越野行军时都具有极高的牵引速度。
炮架的下部结构
机动炮架 　　本章前已指出，机动炮架是一种在炮轮上行驶的部件，它与炮车不同，射击时必须与轮子分开。在采用机动炮架的火炮放列后，要么把炮轮卸掉，要么将炮轮抬离地面，以使炮轮不以任何形式支撑火炮。机动炮架的优点是，射击时它使火炮支撑在一个牢固的支座上，因此提高了火炮的稳定性；另一个优点是，在卸下或抬起炮轮后，可降低火炮重心。火炮稳定性的提高也会使精度和密集度随之提高。机动炮架的再一个优点是，就某些机动炮架来说，不用移动其下部结构，上部结构即可转动6400密位，这一点是与炮车不同的。与炮车比较，炮架比较重，放列速度比较慢。后一个缺点一般说来不是很重要的，因为火炮放列时所花的时间在战炮连所有火炮进行射击准备的总时间中并不总是占有很大比重。适于完成近接支援和纵深支援任务的机动炮架主要有三种：旋座和稳定梁型、炮盘和稳定梁型以及炮盘和底板型。 　　旋座和稳定梁型机动炮架如图5.24所示，这种稳定梁可保证火炮在6400密位的整个方向射界内射击的稳定性。但是由于在旋座和稳定梁之间没有活动连接装置，因此增加了平坦地面上稳固设置炮盘的重要性。 　　图5.25为炮盘和稳定梁型机动炮架的示例。在采用这种炮架的火炮上，大架的功能与它们在炮车中的功能相同，所不同的只是这种大架在整个长度上都与地面接触。在火炮放列时，炮轮被抬离地面，整个火炮的重量全落在炮盘和稳定梁上。这种结构的炮架通常没有活动连接装置。这种炮架依靠驻锄防止火炮在射击时移动。某些采用这种炮架的火炮还把附加驻锄装在下部结构上，并使它们位于平衡梁之间及其外侧。 　　炮盘和底板型机动炮架用在全型火炮上。这种炮架的示例请见图5.26。这种结构的炮架有时被称为转盘型炮架。这种炮架有一个装在支座上的回转环，这种结构有一个向后的不平衡力矩，但是只要用滚轮和起重机把火炮的后端抬起，火炮即可以很容易地转动6400密位。装在下部结构后部的底板使火炮的方向射界受到一定的限制。 图5.24 机动炮架(旋座和稳定梁型) 图5.25 机动炮架(炮盘和稳定梁型) 图5.26 机动炮架(炮盘和底板型)
自行炮架 　　车辆底盘为自行炮架提供了下部结构。上架通常装在某种形式的转圈上。火炮可具有有限的方向射界，也可具有6400密位的方向射界，这取决于车辆本身的设计。 　　自行火炮，由于其全重比较大和履带与地面接触的面积比较大，因此可阻止火炮在水平面上移动。某些自行火炮装有后驻锄以提高火炮稳定性，见图5.27。若要求自行火炮行高射界射击，则常常会产生这样的结果，即为了提供足够的后坐空间会使火炮轮廓增加的高度超过高射界射击本身所需要的高度。在自行火炮上安装炮塔可以获得6400密位的方向射界。虽然这也许是很理想的，但是安装炮塔使车辆获得平衡的同时却大大增加了弹药补给的困难。因此，有些自行火炮也可以只具有有限的方向射界，可通过使自行火炮绕一边履带旋转的方法来解决对有限方向射界以外的目标进行射击的问题。为保护自行火炮的悬挂装置免受射击应力的损伤，有些自行火炮还配有使悬挂装置锁定的设施。 图5.27 带后驻锄的自行火炮 　　本章只叙述了炮车与炮架的一些主要设计特点，还有许多特点超出了本书的内容范围，这里没有提到。无疑，人类凭自己在工程技术方面的智慧，将来还会创造出许多新特点。
自我测验题 　　 1. 炮车与炮架有何区别？ 　　 2. 试列举上部结构的主要部件。 　　 3. 为什么火炮需要配用平衡机？ 　　 4. 何谓摇架？摇架是怎样被支承的？ 　　 5. 何谓“复进”？ 　　 6. 试列举决定火炮稳定性的主要设计参数。 　　 7. 在讨论火炮稳定性时，曾提到“基本框图”，试作说明。 　　 8. 假设火炮以零度射角发射，请按下列条件分别计算为保证火炮稳定性所需要的后坐阻力的最大值： 　　 (1)火炮采用带闭架式大架的牵引炮车； 　　 (2)火炮后坐部分重2000磅，后坐部分重心距驻锄160英寸而比驻锄压力中心高45英寸； 　　 (3)炮架下部结构重5000磅，其重心在驻锄前面115英寸。 　　 9. 为什么火炮设计师在设计火炮时要使其后坐长度随射角而变化？ 　　 10. 试说明增加后坐部件重量可减小耳轴拉力的原因。 　　 11. 如果火炮后坐长度增加，作用在耳轴上的力会有何变化？为什么？ 　　 12. 反后坐装置的两个主要组成部分是什么？ 　　 13. 复进控制装置的用途是什么？ 　　 14. 简单说明“软后坐”一词的含义。 　　 15. 软后坐有何优点和缺点？ 　　 16. 在火炮上装后耳轴有什么优点？ 　　 17. 摇架固定器的用途是什么？ 　　 18. 为什么要对某些火炮的方向射界加以限制？ 　　 19. 试解释“直瞄射击”、“间瞄射击”和“瞄准”三词的含义。 　　 20. 何谓“偏流”？ 　　 21. 何谓“镜式瞄准具”？ 　　 22. 使用下图说明下列弹道角：炮目高低角、高角、射角和定起角。 　　 23. 什么是“提前量”？ 　　 24. 试列举组成炮架下部结构的主要部件或装置。 　　 25. 为什么现代的炮车不使用单腿大架？ 　　 26. 与闭架式大架相比，开架式大架有什么优点和缺点？ 　　 27. 什么是平衡器？ 　　 28. 为什么火炮要使用具有不同形状和不同尺寸的驻锄，甚至在同一火炮上有时也是如此？ 　　 29. 火炮炮车是否配有悬挂装置？ 　　 30. 何谓机动炮架？

　　 31. 在火炮后坐时，采用什么方法保护自行火炮悬挂装置不受损伤？

    第六章 迫击炮 概述 　　与加榴炮和火箭相比，迫击炮的主要特点已在第三章讨论过。有些迫击炮虽然也具有膛线或者是后膛装填，或者两者兼俱，但是就一般迫击炮来说它们仍然属滑膛炮、属于前膛装填、无后装机构、是以800密位以上的射角发射尾翼稳定炮弹的武器。迫击炮系统的主要优点在于整个结构比较简单。迫击炮的主要部件是座板、身管、两脚架和瞄准具。下面我们将结合现代迫击炮设计和应用的有关内容对上述各部件分别进行讨论。
座板
座板的功能 　　座板是炮尾的支座。射击时，靠它把火炮后坐力传给地面。座板除了能承受射击时不大或不太厉害的后坐力外还必须易于进入和撤出阵地。此外，座板的设计还必须满足在使用迫击炮作战的战斗中对迫击炮的方向射界的要求。
放置座板的地面条件 　　在第五章谈到的有关火炮大架驻锄设计的一般原理同样适用于迫击炮座板。实际上要设计一个适应所有地面条件的完美座板，即使不是不可能那也是很困难的。另外，迫击炮射击时地面产生的动态负载使不同类型土壤受到不同影响的情况目前也很短缺。最理想的座板应是能迅速、稳定地设置在坚固的地面上，并在尔后的射击中不会产生任何移动。当然，这些条件实际上很难做到的，在射击中座板总是具有大小不一的移位，从影响不大到足以使迫击炮弹在目标上具有较大射弹散布。 　　目前还不存在在作战条件下为迫击炮座板准备地面条件的切实可行的完善办法。除非是可以放到在比较固定位置上的迫击炮，可以作混凝土地基，可以为它作大量地面准备。但是这种办法是与迫击炮配置实践相反的，因为它是以假定迫击炮不经常移动为条件的，这就否定了迫击炮的根本优点：机动。另外，迫击炮从某一固定位置有规律地发射迫击炮弹，由于迫击炮弹弹道高、尾翼形状特征明显，极易为敌人雷达探测到。结果是如果迫击炮机动性得不到发挥，则其生存能力也就会降低。 　　经验证明在迫击炮座板设置过程中如不实施“稳炮射击”其效果往往不会令人满意。“稳炮射击”是指先发射两发或两发以上炮弹使座板稳固地嵌入地面，这样，在尔后的射击中座板不会晃动。稳炮射击通常用大号装药、大射角进行。不作稳炮射击而直接射击时，由于能量消耗在后坐中，故火炮射程往往偏近。即使在经过稳炮射击以后，座板上还可能出现其它情况：如继续射击使局部座板与岩石或其它硬障碍物抵触形成局部载荷，其结果是使座板绕岩石或障碍物旋转或扭转，造成不稳定。即使不产生不稳定现象，座板与障碍物接触处存在的附加载荷，也要求座板必须具有足够的强度。 　　在迫击炮射击时，地面上将有一个垂直和水平的分力反作用到座板上。这些分力的大小随迫击炮身管的射角的变化而变化，如图6.1所示。假定后坐力R为40吨，射角为1000密位，则其反作用力的水平分力将为22吨、垂直分力将为33吨。很明显，水平分力将随射角的增加而减小。但是，即使射角很大，迫击炮座板和地面的接合程度也必须足以经受住水平分力的作用。为使座板与地面接合，座板底部通常设有脚爪或驻锄。但无论如何设计，还需人工做一定的地面准备工作。这些人工准备工作通常以砂袋支撑或者挖坑的办法来完成。 图6.1 迫击炮后坐分力 　　如果迫击炮射角小于800密位，随着射角的减小，地面反作用力的水平分力显著增加。射击时迫击炮后滑的可能性变大，尽管可以采取些临时性的防滑措施，但它们的效果一般不佳。 　　有些迫击炮的座板结构可使它沿水平面放列时具有一定斜度。斜度的大小着眼于使身管后坐力尽量与座板垂直，而与座板底部的驻锄轴线平行。当然，在斜座板底面的驻锄长短是不一的，其较短的一部分靠前放。这种斜座板的缺点在于它不具有全向方向射界。但是，就对称型座板来说，尽管对称型座板有利于火炮作全向方向角射击，但实际上当方向上变化很大时它也得重新稳炮作稳炮射击，因为先前射击形成的后坐坑是与现在的方向相反的。 图6.2 座板设置有一定角度的迫击炮
座板设计 　　座板外型、大小、驻锄或板筋的设计没有一个固定的标准，它们随其所要承受的压力的不同而异，并且要经得起地面在射击时形成的反作用力的考验。许多座板上面有孔，用以排除座板和地面之间可能引起气阻的空气。在射击时这种孔可把空气从座板和地面之间排出去，以防空气形成弹性气垫，同时它也能减小吸力，否则将难以拔出座板。 　　多数座板有驻臼，用于与炮身尾部的炮杵连接。炮杵和驻臼在大部分的现代设计中，并不都是呈完全的球形。炮杵上有两个平行平面，平面进入驻臼后，转90°。也有一些轻型迫击炮例外，它们的炮身和座板呈刚性连接。虽然这种方案有结构简单的优点，当驻锄一旦设置好后，它就能抑制移动。但是，不管用那种方式连接炮身和座板，假如不用一些方法予以加固，在射击时有可能使紧贴炮身轴线下方的座板部分切断。为达到加固的目的，经常是在两个分力的着力点处下方设置驻锄或板筋，并把二者连接起来。 　　一些座板设计成其与多种地面接触的表面是可调整的；然而，这个方案不是没有缺点的。这种可调座板，通常有一个中央本体钢板，和一系列可增加座板着地总面积的调整环组成。调整环必须与本体结合一致且坚固。还有，结合中如有弯曲，可能会引起变形，造成分解困难。此外，除非地面的情况是事先可以预卜的(而大多数情况下这是不可能的)，否则座板的所有部分都需要携带上。如果所有的座板部分都要携带，只要地面不是特别的坚硬，那么似乎在所有场合没有不用全尺寸座板的。
材料 　　制造座板通常是用钢作材料；尽管钢锻件更可取，但焊接低碳钢也在广泛采用。别的材料诸如镁和铝合金也已在使用上获得成功。有争论的问题是，用引进的外国材料来提高迫击炮座板的寿命从成本效益上看是否值得。因为一个座板的重量和价格与少量的弹药的重量和价格相等。未来任何迫击炮座板的改进，首先要保证达到尽可能轻便和便宜。
取出座板 　　在射击后很快地取出座板经常是很困难的。假如射击后座板嵌入地面很深，要取出它是极其花费时间的，在冻土地上尤其如此。在紧急情况下，它将是难以接受的。故这又是另一个要求座板便宜和轻便的理由。座板上的孔可以阻止座板和地面之间形成气垫，它亦可减少可能使取出座板费时费力的吸力。另一方面有孔也有共弱点，那就是在射击中间，排除空气的同时，也会导致土壤被迫从孔中冲出，并覆盖座板，这也增加了座板取出的困难。为帮助取出座板，曾采用过各种方法进行试验。权宜的方法诸如挖掘；在紧急情况下用撬棍和绳子靠汽车牵引；用爆破方法取出座板也曾试验过。用爆破方法达到取出座板的目的，是用点燃设计在座板上的药室内的无烟药完成的。也有用炮身的杠杆作用取出座板的，如“霍奇基斯-勃兰特”线膛迫击炮就是这样。
炮身
一般说明 　　和其他火炮一样，迫击炮炮身也是用以赋予射弹飞行方向。此外，除一些轻型迫击炮外，迫击炮炮身通常是用两脚架，或三脚架，或者还有用支架支撑炮身使其成一定射角。炮尾则用座板支撑。与一般火炮炮身相比，迫击炮炮身有其特殊的地方，它通常比较轻和短。迫击炮炮身从本质上看是一根一端密封的管子。在多数情况下是经锻造和机械加工，或把一根实心钢坯加工而成。有些轻型迫击炮是用工业上通用的管钢制成的。迫击炮炮身不需要象现代火炮身管那样给以预应力。虽然有些迫击炮炮身为了加大散热面积表面制成翼片形，但通常外表面都是光滑的。散热片的散热效果在很大程度上取决于冷空气的流通情况。这样散热并不是总能行得通的，特别是武器处于地下位置或车载时。虽然迫击炮炮身设计比火炮炮身设计简单，仍要有点燃装药的手段，对一般炮口装填的迫击炮身管来讲，亦必须提供间隙。
间隙 　　间隙的条件是迫击炮口径和弹径不一样。假若间隙不够，迫击炮弹在装填时将被身管中形成的气垫阻止；或者下降速度过慢，以致撞击击针力量不够，不能点燃底火；或者下降不到发火的装填位置。更进一步的设想是这样的：撞击速度一定不能过大，以免撞坏底火，而且一定保证炮弹在身管中下滑的时间不会把发射速度减少到难以接受的程度。 图6.3 间隙 　　间隙的尺寸必须考虑到炮身在加热和磨损时的尺寸的变化。炮身受热时会使间隙减小，炮身磨损时会使间隙增大。81毫米迫击炮炮身温度约在500℃时，间隙会减小0.5毫米。然而，考虑到迫击炮此口径的最小间隙以0.6毫米为一级，特别是考虑到身管内还有油垢和残渣。那么身管的加热就显得十分重要了。同样，尽管对迫击炮说来磨损是相对轻微的，但英国81毫米迫击炮的间隙的极限值也定为0.5毫米。 　　当装填发射时，必须有一些密封方法。这在过去已经经过许多不同途径的试验。或许过去普通采用的方法是在炮弹定心部设一系列环槽，当火药气体流经环槽时产生的涡流收到象扰流器那样的效果，从而密闭火药气体，减少气体外溢。这种密封方法的基本缺点是，由于是靠定心部环槽产生涡流形成密封，此时还会从间隙处漏气。虽然这种方法在过去是成功的，但运用塑料环在气体作用下膨胀提供密封，则是一种新的动向。固然，这种密封方法也并非百分之百地有效，尤其是在较小号装药情况下；但是至少可以说能使射弹取得最大限度的一致的膛内压力。 　　另外一种选择是在靠近炮身底部设气门。气门允许排气的程度象炮弹在炮身中向下滑动时一样，在炮弹尾翼通过它时被关闭。装药点火之后气体压力仍保持气门成关闭状态，直到炮弹脱离炮口，膛压都保持一致时才开启。这种方法存在的问题包括由残渣造成的(气门)粘阻以及为方便装填需要弹膛之间一定程度的间隙。此外，这允许的间隙应随不同膛压下所形成的炮身温度的不同而变化。
长度 　　传统的前装迫击炮的炮身长度，通常限定在装填手能在最大射角时将炮弹安全装填到位的高度。很明显，在这里装填手的高度和炮弹的长度是应考虑的两个主要因素。理想的长度是炮口高不要超出装填手的眼高。有许多迫击炮炮身长不超过1.5米可作例证。高于1.5米时，除非有一些措施来提高装填手的位置，否则，要快速安全的进行装填训练是不可能的。但，另一方面，长炮身能提高初速，从而增加射程。一些迫击炮制造厂，诸如法国的“霍奇基斯-勃兰特”和芬兰的“坦佩拉”提供使用相同弹药但可对炮身长度进行选择的迫击炮。为了提高便携性，“坦佩拉”81迫击炮炮身是由两部分旋接在一起的。
强度和安全 　　由于迫击炮炮身不需要经得住象一般火炮炮身那样的膛压，所以它的身壁较薄。美国2英寸迫击炮的膛压约为1.8吨/平方英寸，以色列“索尔坦”120毫米迫击炮膛压是7吨/平方英寸。弹丸到炮口时膛压通常要减小，英国的81毫米迫击炮炮弹至炮口时膛压下降到约1吨/平方英寸左右。中口径迫击炮的炮身的重量通常占迫击炮全重的1/3，对大口径的迫击炮来说，其炮身重量甚至占不到1/3。当便携成为头等任务时，或许减轻炮身重量的问题就成为仅有的值得致力研究的问题。假设迫击炮的炮身为便携式，那么为了少许减轻重量而不惜牺牲炮膛能承受的最大压力和温度，就看不出有多大的意义了。进一步讲，在完成减轻重量的任务中，减轻弹药的重量的意义不亚于减轻迫击炮全重和各部重量。
磨损 　　如前所述，迫击炮炮身磨损速度是低的。磨擦磨损是由炮弹尾翼通过炮身造成的。烧蚀磨损是在高压气体作用下形成的，尤其是采用密封方法在漏气处更是如此。在两种磨损中磨擦磨损值得注意，这是因为烧蚀磨损是受炮膛内的低压力限制的。减少磨损速度有赖于抛光炮膛内表面，搪磨掉炮膛内表面上的凹凸不平和微细的划痕。一些迫击炮诸如象“霍奇基斯-勃兰特”81毫米迫击炮采用了炮膛内表面镀铬方法来提高炮膛光洁度；然而，为了减少身管的磨损速度而花费如此代价进行这种技术加工，似乎值得研究。
潮气和污垢 　　由于迫击炮总是实施高射角射击，所以在大雨时炮身容易进水。尽管使用炮口帽，并在操作中尽可能不使炮口敞开，但在雨天要长时间地用迫击炮进行射击，就很难避免潮气侵入。即使是用防潮装药和防潮底火组件，雨水对膛压和燃速仍具有很大影响。 　　污垢形成的原因由以下一种或多种：炮弹上的油泥污垢；遗留在炮膛上的油迹；粘附在膛面上的密封环微粒；以及发射后的其他火药残渣。其综合效果是在膛面上形成一层粘结的黑色物。如果任其堆集，最终将会造成炮弹与身管的间隙变小，以致降低发射速度。预防的措施包括细心擦拭炮弹，清除油泥污垢，在射击间隙或休息时，按规定擦拭炮膛，进行清除污垢的训练。
发火装置 　　正常的点火方法是用固定在炮身底部或炮尾上的击针或发火装置进行的。有一些迫击炮的击针或发火装置是与炮身成直角结合在炮尾上。另一种情况是与炮膛轴线成一个小角度(10-20°)结合的。前者经常与可取下的螺旋炮尾结合在一起，而后者则用于实心钢坯制成的炮身，发火装置在炮尾上是可以分解结合的。只要便于对击针和发火装置分解结合和检查，两种发火系统的工作都会是成功的。未来对人背迫击炮的考虑是，用于加强炮尾上的接合处所增加的重量无论如何要少于炮身全重的1/10。 　　一些迫击炮的发火装置设计成在任何时候只要一装填就能发射。在多数情况下这种发火装置是有用的；但在炮弹与击针撞击速度不足以点火或有时需携带已装填的迫击炮时就难以控制了。有的迫击炮设有多用的发火装置(如迫击和拉火)，则可根据情况需要，采取任意一种击发方式；俄国人的迫击炮经常采用这种设计。
炮架 　　虽然支架和三角架也总是用作炮架，但常用的则是两脚架。两脚架上端连接有紧定器，紧定器与方向机和高低机连接。有的迫击炮还有缓冲机，如果有，它们通常也都是两脚架的组合件。普通形式的缓冲机有一个或多个包括弹簧的缓冲筒组成；在重型迫击炮上也采用过液压式缓冲机。缓冲机用以在射击后使炮身恢复原位。为使瞄准装置在不平坦的地面保持垂直，两脚架的组成中还包括有水平调整装置。架脚用于支撑两脚架，下端有脚盘和脚爪，以防架腿移动和下陷过深。有时是用横梁来支撑连接架腿，它与锁定装置一起将架腿固定在发射位置上。所有的脚架将能根据需要便于移动架腿，使迫击炮能在整个方向射界内实施瞄准。为了方便运输，许多脚架制成折叠式的。 图6.4 英4.2英寸迫击炮三脚架 图6.5 英81毫米迫击炮两脚架 图6.6 美4.2英寸迫击炮支架 　　与其他迫击炮组件的情况一样，重量在脚架设计中是应当考虑的一个重要问题。由于两脚架在射击时不需要承受大的压力，应考虑用轻合金制造。一般说来，只要强度能支持炮身重量和经得住剧烈的操作就行。然而，脚架通常仍是迫击炮花钱最多的一个组合件，因为方向机、高低机、缓冲机和水平调整机都需要精密加工。
瞄准装置 　　较先进的迫击炮瞄准装置的设计和操作和第五章叙述过的一般火炮的瞄准装置类似。为了方便使用，有供装定方向和高低的本分划和补助分划以及水平调整装置。对一般的变装药迫击炮系统，射程是靠适当改变所需射角和装药达到的，其信息来自射表或产生于小型弹道计算器。简单的迫击炮系统，允许在瞄准装置上设置距离装定器。 　　许多迫击炮瞄准装置可从炮架上拆装，以便在行军期间保护瞄准装置。当瞄准装置安装在迫击炮上时，其位置一般是安在炮身紧定器上的瞄准镜座上。但是，不管安在什么地方，在瞄准装置和炮身之间必须有一连接装置，以使两者在水平和垂直面上保持一定的角度关系。
线膛和后装迫击炮
线膛迫击炮 　　迫击炮固有的精度差的缺点，可以用线膛炮身加以克服，因为通过射弹旋转可使其飞行更加稳定。而且正如第三章讨论过的，设计在超声速下使用的旋转弹丸比起相同速度的尾翼稳定弹丸还要容易些。线膛迫击炮可以前装，也可以后装。采用前装方式的迫击炮，其炮弹弹带可预先刻制，刻制好的弹带凹槽，在装填时必须小心，使其对正炮膛膛线。这种迫击炮的缺点是，由于需要格外小心地进行装填训练，故最大发射速度可能下降。发射时，弹带扭曲以提供密封并保证炮弹在膛内旋转前进。诸如“霍奇基斯-勃兰特”120毫米线膛迫击炮就是其中一例。 　　对线膛前装迫击炮还有一种可供选择的办法，那就是炮弹的弹带不是预先刻制的，这种弹带装上之后不会超过炮弹的最大直径。这种炮弹弹带不需要切入膛线，很容易下滑入膛。发射时，弹带在少量火药气体作用下胀入阴线实现密封。这种系统的缺点是由于炮弹设计复杂和弹带膨胀不均匀造成的密封不可靠。日本人的M1940(Type 89)50毫米迫击炮就是这种类型的一个例子。
后装迫击炮 　　有许多生产后装迫击炮的例证，这种迫击炮可使用尾翼稳定或者旋转稳定的炮弹。早期的现代后装迫击炮出现在第一次世界大战期间。在第一次世界大战中第一门德国步兵迫击炮就是后装迫击炮。许多别的国家也采用过这种设计。当把这种迫击炮与常见的现代迫击炮比较时，或许人们会称它为非正统的迫击炮。然而，它的真正的优点是适于车载，这在本章的后面将谈到。这种迫击炮的主要缺点是从炮尾把炮弹装入炮膛有可能存在丧失高速发射的潜在危险。根据需要，后装迫击炮用击发装置撞击击针，它要求象前装迫击炮一样依赖膛线，即是说膛线能影响炮弹到位的程度，从而影响击针撞击底火的深度，以致使发火不可靠。
车载迫击炮
概述 　　迫击炮装在轮式拖车上为许多军队服务已成为普通现象，尤其是华约国家。新近他们进一步强调在机械化战争中迫击炮装车的必要性，从而导致大量使用履带车运载迫击炮。由轻型轮式车辆牵引的车载迫击炮的成功使用已有一段时间了，然而，这种组合常常缺乏配合装甲和机械化步兵联合行动所需的某种程度的越野能力。 　　到目前为止，提供的履带车车载迫击炮，一直是用地面迫击炮安装在正在服役的履带车底盘上，通常是安装在装甲输送车的底盘上。在大多数情况下二者的配合是合适的。这方面的例子如“坦佩拉”120毫米迫击炮装在美M113上；英国的81毫米迫击炮装在FV432上。除增加机动能力外，车载迫击炮还有一个优点是对炮手有了保护措施，不需要挖座板坑，射击准备时间短。其主要缺点是战略、战术机动性有某种程度的损失，尤其是在空运方面。因此，许多军队将继续装备使用地面迫击炮。 　　对履带车载迫击炮系统的设计应从两个方面来考虑，第一是，这个系统象我们已经叙述过的那样看作是一个混合系统；第二是，特制履带式车载迫击炮系统或作为一车辆家族特殊变种而生产的系统。这后一种型号的系统，将制有作为迫击炮炮车的车舱，并且车载迫击炮本身可能与地面迫击炮十分不同，但要发射相同的炮弹。下面分别讨论这两种型号。 图6.7 法AMX13 120毫米迫击炮载车
混合系统 　　混合系统有一些明显的优点，主要的一条是它是一种最廉价的解决办法。不仅能使用现装备车辆底盘去完成这项任务，而且可用已废除和将废除的坦克或装甲人员输送车加以改造作为迫击炮载车。缺点是迫击炮炮身对车载来讲可能过于轻了些；迫击炮的尺寸不一定适应车舱；并且，还得选用一些设备取代座板。 　　地面迫击炮的炮身重量常常为保证全炮重量轻而受限制，以保证迫击炮便于人员携带。对车载系统来说，这种约束通常是多余的。迫击炮重量与能把最大口径迫击炮的能量消耗到最低限度的结果相比较往往处于次要地位。就车舱来讲，对地面迫击炮的炮身尺寸就有一定的要求，既不能过长，也不能过短。假如炮身过长，则方向转动受限制。如果过短，则射击时禁闭在车舱里的炮口气体压力将是极端危险的。把地面迫击炮改造成车载迫击炮时，对后坐力的吸收有种种方式。在一些情况下刚性安装得到应用，在车辆底板上设有钢板，用以支撑炮尾驻臼，钢板强度必须经受住射击时的后坐力。以色列曾用这种办法把一门120毫米“坦佩拉”迫击炮装在一辆半履带式车底盘上。作为选择，炮身也可安装在中央底座上或车底板上一个可转插座(可转接合器)上，插座与车辆底板呈弹性连接。例如图6.8所示的就是采用插座(接合器)安装在FV432上的81毫米迫击炮。 图6.8 在FV432上的英国81毫米迫击炮用的插座(接合器) 　　虽然通常履带车辆底盘的强度是足以经受住射击时的应力的，尽管在某些情况下做了些较小的改动，在全面考虑后坐力影响时车辆的悬挂系统仍是未来应考虑的主要问题。为了防止悬挂装置损坏，它需要像一些自行火炮一样把悬挂系统锁定起来。选择悬挂系统目的在于缓和对射击的影响。 　　对混合系统来说，有时候高低和方向射界可能是个问题。典型的地面迫击炮炮身长约为口径15倍。假如炮身过短，不能超越车箱或舱口，就必须垫高炮身位置，以使炮口处于安全高度。其结果是，装填手在装填时够不到炮口，除非提供凳子之类或设台子提高装填手的高度，而这一切都要占用车箱可用的空间。方向射界常常受到车舱口、天线和炮身长度的限制。有些系统虽允许方向射界有一定的限度，但如果目标已超出方向射界时要求移动车辆来满足方向转动。
特制车载系统 　　混合系统固有的问题不能说是全部也可说大部可通过按其作用分别对迫击炮和炮车进行设计加以克服。可用很多方法来安装迫击炮，以提高对炮的防护程度。现行混合系统在射击时为炮手提供的防护水平可忽略不计，或者说充其量也只能是有限的。前装迫击炮要解决这个问题是很困难的；然而，后装迫击炮将能够设计成为为炮手提供高水平防护的系统。这种迫击炮装配在炮塔中，在方向上可转动6400密位。节约运载车辆的空间也应该考虑，这样，则能增加携行弹药的数量。对现行装备混合系统改进质量时，一般讲不大考虑重量，而倾向于考虑迫击炮炮弹的携行数量。尽管特制系统有这些优点，但大部分国家的军队明显地认为此类系统价格太贵和或许是过于复杂。其价格和复杂程度可能开始接近自行火炮，但又并不具备后者的优点。无论如何，使用车载系统的增长趋势可能意味着未来的设计将比过去更深思熟虑。
炮身升温 　　炮身升温与将它装进运载工具是有关的。利用散热翼片帮助散热，远不如武器在微风中的效果。图6.9显示了一些光滑炮身和翼片炮身相比较的典型散热形态。当微风为10节时 [ 译者注：约为5米/秒 ] ，其散热效果几乎等于翼片散热效果的两倍。如要迫击炮上车则许多这方面的优点就将丧失。另一方面，如果迫击炮上车，可使迫击炮炮身再重些，由此，使炮身的散热性能更好，可缓和炮身升温。为了炮身降温有许多复杂的解决办法，比如用水和空气降温就用在车辆装备系统中；不过，这样复杂的办法被混合系统所采用是不大可能的。 图6.9 带散热片的迫击炮炮身 图6.10 迫击炮炮身散热
手提迫击炮 　　过去曾使用过很大数量的轻型手提迫击炮，并且，现在仍在生产。主要用途是为步兵分队提供近射程间瞄火力。许多这样的武器不需要瞄准装置，并且，射手可简易地瞄准目标并用手移动炮身使与目标在方向上重合，即可构成方向瞄准。这种系统的效率取决于杀伤范围的大小，该系统在最大射程内有着很好的精度，这些迫击炮的规定射程是5-700米。射程改变是靠用手改变炮身的射角来完成的。有时采用一吊绳让射手的脚套入其内，吊绳上每一定长度标有一标记，然后使炮口放到一定的位置上，以获得相应的射程。如果用座板的话，通常是小的，并且冲压制成，而不是像大型迫击炮座板那样通常由锻造或铸造制成。 　　图6.11所示迫击炮为英51毫米便携式迫击炮。它是现代工艺规范运用在现代轻型迫击炮上的代表。迫击炮全重两公斤多一点，并且就象图6.12所示的可以容易地由一人用背带携带。它能发射高能炮弹、烟幕弹和照明弹，最大射程达750米，最大射速在两分钟内为每分钟8发。它不会由于疏忽造成重装，因为若重装时第二发炮弹将突出炮口。这是一种保险装置，它已运用在其它几种迫击炮的设计中。靠使用各种不同的定装式炮弹提供不同的射程，炮弹用一个炮身插入器推入炮身，以克服炮弹下降时的阻力，因此，给定一个高角则会相应出现一条较低伸的弹道。于是，低射角甚至直瞄射击都是可能的。最小射程决定于引信装定的时间。 图6.11 手提迫击炮发射状态 图6.12 手提迫击炮(行军状态)
小结 　　迫击炮可提供简单、灵活、经济的间瞄火力。如果用高级的材料和复杂的设计就抵销了其固有的优点。
自我测验题 　　 1. 列举迫击炮区别于一般加农、榴弹炮的某些主要特性。 　　 2. 列举迫击炮主要部件的名称。 　　 3. 何谓“稳炮射击”，试说明。 　　 4. 为什么要在迫击炮座板上添加气孔？ 　　 5. 何谓“间隙”？ 　　 6. 有些迫击炮炮身具有散热片，试说明使用散热片的原因及其效果。 　　 7. 对炮口装填迫击炮来说，限制迫击炮炮身长度的主要因素是什么？ 　　 8. 列举为减少身管磨损而在身管加工过程中采用的两种身管生产工艺。 　　 9. 用击发装置取代固定击针或撞针，对迫击炮来说有何好处？ 　　 10. 列举线膛迫击炮和后膛装填迫击炮的缺点。 　　 11. 车载迫击炮系统通常是用现成地面迫击炮和现有履带车辆混装组成，试说明选用这种混合系统的理由，并说明你是否也认为这是最好办法，何故？ 　　 12. 手提迫击炮的主要特点及其局限性是什么？ 第七章 无控火箭 一般原理 　　如果把某种气体经过压缩置放在密封管里，则气体作用在管壁各个方向上的压力将是大小相等、方向相反的(见图7.1)。如果在管子的一端开有缺口如火箭那样，且气体压力是靠推进剂的燃烧来维持，则气体作用到密封端的压力将大于开口端，在图7.2中用虚线表示的压缩能量将消耗在赋予逸出气体速度上。逸出气体的作用是使火箭向封闭端方向移动。但是，由于逸出气体的质量小于火箭的质量，所以火箭将在与逸出气体运动方向相反的方向上，以较小速度运动。 图7.1 在密封管里的气体压力 图7.2 在开口管中的气体压力 　　在上述条件下，控制火箭运动的原理就是“线性动量守恒”定律：即 　　线性动量=质量×速度 　　火箭加速度值可由下式算得： 　　火箭加速度直接与燃料消耗速度成正比。此外，如果燃料能以恒速燃烧则火箭加速度将随使用燃料数量的增加而增加。逸出气体具有的速度越大，火箭得到的速度也越大。逸出气体速度视火箭使用的燃料，燃料燃烧时的压力和火箭的排气条件而异。所谓排气条件就是指燃料气体从火箭开口端排出时的条件。在这些因素中尽管上述各个因素都很重要，但是其中可能以所用燃料一项最为重要。一般说来，液体燃料可产生较高的能量、较好的性能；但是，要把它用在无控火箭上也有一些问题。这些问题我们将在本章后面阐述。火箭可能达到的最大速度的计算式如下： 　　由上式算得的最大速度值还必须对重力和空气阻力的影响进行修正。该最大速度值与燃料消耗速率无关；不管火箭本身在加速过程中其加速度的大小如何，火箭最终将达到同样的最大速度值。对火箭可能达到的最大速度值来说，与其有关的最重要的参数是逸出气体的速度和燃料在火箭中的总的重量比。此外，在火箭的一般特性中，还有两个特性值得注意。其中一个是火箭具有的推动力不受火箭速度的影响；另一个是火箭具有的推力与大气无关。 　　在无控火箭中，其主要部件是发动机和战斗部；发动机包括燃烧室和喷管，战斗部包括引信。 图7.3 无控火箭的主要部件 　　下面我们将就这些部件结合火箭和火箭发射装置设计中的某些重要问题进行阐述。最后，再举两个现代的无控火箭实例以说明无控火箭目前的技术水平。
火箭发动机
外壳 　　无控火箭发动机很简单，就是一个作为发射装药在其中燃烧的燃烧室的外壳。外壳前端封闭，结合在战斗部上，里边装有点火管，后端装有喷管。发动机外壳必须具有足够强度，以承受发射药燃烧时产生的高温和高压。如果发射时外壳容易弯曲或者外壳的形状不好都会增加火箭在目标上的散布，理由详见后述。目前火箭发动机外壳制造工艺多使用冷流挤压成形工艺。这种工艺不论对增强外壳强度和复制外壳时的精度都具有良好的效果。目前使用的在外壳制造上的其它方法还包括使用玻璃纤维增强塑料、深拉钢管、钢带斜绕和钢板包卷并焊接成管形等。
推进剂和点火管 　　无控火箭一般多使用固体推进剂，避免使用液体推进剂，尽管液体推进剂也可以使用。不论是就推进剂产生的能量或是就其性能来说，液体推进剂都具有一定的优点。但是，使用液体推进剂的主要不利处是它将增加火箭发动机结构复杂性；与此同时，也相应增加了火箭的成本。固体推进剂尽管产生的能量不高，对给定性能来说重量较大，但使用时简单、可靠，因此，人们往往选用固体推进剂。然而，由于液体推进剂能产生较高的能量，燃烧持续时间长，并适应于断续控制使用，所以，一般在远程制导武器上被广泛使用。 　　对使用固体推进剂的火箭来说，其点火装置是很重要的。它们通常用电点火管。点火装置必须安放在使发射装药能在所有可燃表面上同时开始燃烧。因此，这种点火装置一般都较大，并放在装药前端以使点火火苗向后移动至喷孔的同时能经过发射装药的全部外露面积。
喷管 　　无控火箭使用的一般喷管类型是收敛-扩散型喷管，有时也叫拉瓦尔喷管。使用喷管的目的在于把热能和压力能量转换成动能。喷管形状之所以能作到这种转换主要是因为喷管具有一段使燃烧气体外泄的、横断面积逐渐减小的开孔。由于流过喷管的气体质量流量是个恒定的值，所以气流逐渐被加速。当气流流出喷管窄狭段，即从喷管喉部排出时气体膨胀，温度和压力降低，从而获得了高速。燃料气体具有的推力就是由流经喷管时气体动量的变化产生的，这种动量变化对火箭形成了一种推动力。 图7.4 火箭喷管的关键尺寸 　　图7.4表示喷管的关键尺寸。喷管的内侧斜面(A)可用以产生一个平滑无旋气流。喷管喉部必须具有足够有效面积以使气体不致阻塞；但与此同时也不应使气体过快逸出，以致火箭燃烧室不能维持足够压力。喷管外侧斜面(B)是用来使气体作侧向膨胀以使火箭再得到一个向前的推力。外侧面的斜角通常为30°。喷管必须能抗御流速很高的、高温压缩气体的热腐蚀，使喷管在整个工作期间保持内部形状不变。高速流动的逸出气体对喷管喉部的损害最为严重。制作喷管的材料必须具有高熔点和良好的导热性。此外，还须结实耐用足以承受气体的磨擦磨损。金属氧化物或碳化物和石棉部件都可用作喷管材料。在使用奇缺昂贵材料或只能承受有限机械应力的材料比较理想的情况下，有时可以把它们作成内衬，用冷缩或冷压配合的形式装到喷管内的凹槽中。有时喷管可用螺纹连接到火箭上，这样可以卸下喷管以便检查发射装药。
战斗部 　　无控火箭适于运载各种战斗部，包括核战斗部(弹径在150毫米以上)，杀伤爆破战斗部、化学战斗部、预制破片战斗部和具有末制导的子母弹的子母弹战斗部。除了对战斗部类型的这种适应能力外，无控火箭在战斗部的重量、尺寸等方面也比火炮具有更大的固有的灵活性。尾翼稳定火箭弹药的普遍性特点是它能用同一发动机运载不同类型、不同重量和不同尺寸的战斗部。依靠旋转稳定的火箭弹在这方面受到的限制大一些，因为战斗部在形状和重量上的任何改变都可能影响这种火箭的稳定性。当然，尾翼稳定火箭和靠尾翼及旋转两者稳定的火箭对战斗部形状和重量的适应性也有限制，但是能用同一发射装置和发动机的战斗部的范围要大得多。此外，有些无控火箭的尾翼体积比稳定性所需要求大，战斗部的变化将很难或者根本不影响火箭稳定性。某些具有螺旋导轨的发射管，在发射时使战斗部伸出发射管管口外边、火箭的战斗部大小基本不受发射管直径影响。目前的趋势倾向于使用射程远的更大弹径的火箭，它们对战斗部的适应性只随火箭运载能力变化，既可运载适弹径战斗部，也可运载子母弹战斗部。 　　用一般火箭发射的弹丸由于要承受膛内高度加速所引起的应力，因此弹壁较厚，从而使弹丸炸药装药重量与全弹重的比值并不理想。用火炮发射的弹丸需承受的膛内加速度值高达20000g，而无控火箭在发射时承受的加速度只达30-50g。 　　火箭配用的引信通常多位于火箭鼻锥内。常规杀伤爆破战斗部通常靠着发起爆，装载子母弹的火箭则用时间引信。在类似法国“拉法尔”(RAFLE)145毫米多管火箭炮和美国多管火箭炮(MLRS)等现代火箭系统中，它们的引信多使用固体电子引信以取代过去用于火箭的、现在仍然用在大多数常规火炮系统中的一般机械引信。这种火箭用电子引信还可能摇控装定。对缩短响应时间来说这种电子引信显然是个重要因素，特别是在需要高度快速的发射速度时。 　　用火箭来发射末制导子母弹，如可以识别并摧毁装甲目标的“萨达姆”(SADARM)子母弹，是比较理想的。把若干个这种类型的子母弹装在单发火箭内，可用多管火箭炮(MLRS)发射至最远可达30公里的目标处。在火箭到达目标区域时，“萨达姆”(SADARM)子母弹被抛出，通过降落伞以每秒9米的速度下落。当子母弹下落时每个筒形子母弹以每秒3至4转的速度旋转，使其传感器扫瞄正在子母弹下方的目标区域。在传感器探测出在它规定能力范围，即在它扫瞄和机动范围内的目标时，它将算出最佳炸高，以使子母弹能向下发射自锻破片到目标上。这种可识别并摧毁装甲目标的子母弹(SADARM)与将在后面讨论的美国“铜斑蛇”炮射制导炮弹不同，它不需用外部指示装置。象SADARM一类的可以末制导的子母弹，它可以用多管火箭炮在远距离上进行发射，这作为纵深火力使用显然具有很大潜力，特别是在执行反击炮兵和反击坦克任务时。
发射装置 　　火箭发射装置是支承和使火箭瞄准的装置。最简单形式的发射器可能是一次使用性的，但大多数现代发射装置都可重复使用。火箭发射装置可能只供载运一枚火箭，如图7.5，也可能载运多枚火箭。由于火箭是靠气体后喷向前推进，在发射架上除了火箭和导轨间的少量摩擦外不存在很大后坐力。如果要使发射架在火箭发射时不存在任何后坐力，就必须使火箭逸出气体在向后面喷出时不受发射架的任何阻抑。但是，这点是很难做到的；膨胀着的逸出气体很难不冲击到发射架的任何部位上，尽管作用不大。与一般火炮不同，这里不用考虑耳轴拉力，因此，火箭增大最大射程并不一定意味着要像火炮那样，增加发射架的重量。 图7.5 美制“诚实约翰”火箭 　　由于这里不存在很大的后坐力，火箭发射架只要强度足以支承或运输具有预期大小、重量、和枚数的火箭即可满足要求。因此，用一个如美国多管火箭炮那样的自行装甲发射装置来运输并发射12枚(各枚重量在270公斤以上)火箭是完全可能的。 　　火箭发射装置主要有两种类型：一种是导轨式发射装置或称“正长”发射装置，另一种是“零长”发射装置。零长发射装置是指火箭一开始运动，就使它摆脱发射装置给它的约束，因而零长发射装置的目的是使支撑火箭并使它指向所要求的方向，比较简单。在零长发射装置上，火箭一经开始运动，装置将不影响其飞行轨迹。零长发射装置与导轨发射装置比较，尽管前者体轻、尺寸较小，但它不适合无控火箭使用，因为这种装置会带来初始散布较大的结果。不过零长发射装置一般用在制导武器系统上。 　　导轨发射装置则与零长发射装置相反，前者具有较长的导轨，足以影响火箭在开始加速后的飞行过程。所谓“导轨发射装置”，它包括各种发射装置，其中有管式发射装置、斜轨发射装置和导轨发射装置等。对现代无控火箭系统来说，管式发射装置看来比较适宜，因为它对弹丸破片和轻武器火力具有一定的防护能力。另外，当火箭在发射装置中加速时管式发射装置往往可更好地为火箭提供依托，并且可随时为火箭提供旋转。发射火箭使用的导轨长度往往由若干彼此矛盾的因素折衷决定：如发射装置使用的车辆尺寸；战术应用对导轨提出长度、重量限制；保证火箭沿导轨方向飞行所需的最小导轨长度等。在某些场合下要求沿全长来支托导轨是不实际的。因此，当火箭沿导轨运动如果导轨很长则导轨很易产生偏移。为了缩小火箭散布范围，对发射架导轨长度的效能来说，火箭在导轨上的运行时间与火箭发动机燃烧时间的比值是很关键的。火箭在导轨上的运行时间可用下式表示： 　　其中： 　　 t=火箭在导轨上的运行时间 　　 S=导轨长 　　 a=火箭的加速度 　　显然，用燃烧时间短，加速度大的火箭发动机将是有利的。只要能满足上述要求，较短的导轨也足够用的。
稳定性 　　火箭依靠自旋稳定的好处在于提高火箭在目标上的散布密集度。在二次大战中自旋稳定技术用于大部分无控火箭。自旋稳定的缺点是在长/细比较大的火箭上要使它达到稳定比较困难，因为稳定需用的转速随长/细比的增大而增加。我们可以看看与它相似的陀螺，细长的陀螺往往比短粗陀螺更难直立。结果是如果要维持火箭飞行稳定，则其长度一般不得大于六倍弹径。这一长/细比极限使得旋转稳定火箭很难具有尾翼稳定的细长的火箭那样良好的弹重-断面比。旋转稳定无控火箭的例子为：苏联的БМ24式240毫米多管火箭炮和二次大战中德国的150毫米Wurfgranate火箭等。火箭的自旋可得自两种形式，一种依靠发射装置，另一种依靠在火箭底部周边按装与中心轴呈一定斜角的成套喷管，以后者取代原有的中心喷管。在后一自旋方式中来自成套喷管的向后喷射的逸出气体将产生一种所谓“走马灯”似的效应，其转速通常与火箭速度成正比。德国Wurfgranate火箭就是使用这种转动方式。 　　可以取代旋转稳定的火箭稳定方式包括尾翼稳定或者是尾翼和旋转稳定结合的方式。后一种方式最为常用，它是靠在发射装置中，或是靠在发射后通过辅助发动机作用使尾翼稳定火箭获得缓慢的旋转。现代无控火箭通常按前一种方式使火箭在发射装置中获得旋转。美国的“诚实约翰”则靠后一种方式获得旋转。火箭尾翼的尺寸大小常常是在需要大尺寸以减小推力角偏差引起的误差和在发射瞬间出现的误差和需要小尺寸以减少地面横风影响之间进行权衡比较得到的。这些误差将在后面讨论。 　　当旋转或自旋与火箭尾翼结合使用时，火箭的旋转有助于抵销推力角偏差影响和由于尾翼不正产生的任何不对称力量的影响。如果这些影响不予矫正，推力角偏差和尾翼不正就会增大火箭散布。保持尾翼相对于喷管的准确位置也很关键。如果尾翼位置过于靠近喷管，发动机排出物的烟火将降低尾翼的效率。
精度和射程覆盖范围
推力角偏差 　　当火炮弹丸离开炮口并脱离从炮口喷出的气体作用范围以后，影响弹道形状的作用力将只有风力、空气阻力和重力。如果炮弹的旋转能保证飞行稳定性则只有风力和偏流是使得炮弹偏离射向的主要因素。这两个使炮弹偏离射向的因素都能在射击前计算出来。而火箭则不同，促使火箭运动的推力主要是在火箭离开发射装置后由火箭发动机提供的。如果该推力方向不通过火箭重心就会有“推力角偏差”的出现。除非火箭旋转，不然这种角偏差将使火箭在射向上产生相当大的偏差。 　　如果火箭制作准确，火箭推力能准确地对正并通过火箭重心，则火箭在目标上的散布将大为减小。但是，实际上这是很难做到的。它不仅是个如何将推进剂置中，使推进剂与火箭共中心轴的问题，而且跟喷管的喷孔中心和喷出气体的推力轴是否与火箭重心对正也有关系。另外，除非火箭外壳完全对称，不然在火箭发动机高内压气体作用下外壳可能弯曲，因此，这里必须强调外壳的机械公差。外壳弯曲还可由于火箭发动机加热不对称引起。如果在火箭上出现推力角偏差，火箭将出现转动和摆动(见图7.6)。为减少推力角偏差，火箭在设计上应力求仔细，在制造上力求公差精确；当然，这将增加火箭成本。减少推力角偏差影响的另一种办法是使火箭在发射时或发射后具有缓慢旋转和减少发动机燃烧时间。如果发动机燃烧时间很短，由推力角偏差引起的散布也会相应减少。无控火箭的发动机燃烧时间一般约1-3秒，如果能更短当然更好。但是，总的说来，燃烧时间越短发动机气体压力往往越大，这就需要用一个又重又笨的外壳。缩短火箭发动机燃烧时间对减小地表横风对火箭的影响也有好处。 图7.6 推力角偏差
地表横风影响 　　地表横风对火箭稳定尾翼的影响可能是很大的。这种影响是使火箭头部扭向来风方向，如图7.6所示。火箭速度越小，横风的影响相对地说也越大。因此，受横风影响最大的是在火箭刚发射后。随着火箭速度增加，由于火箭运动本身产生的顶风又倾向于使火箭转入正向；但火箭的弹道仍将与开始射线偏离一定角度。相对于其它外形尺寸来说，尾翼尺寸越大地表横风的影响也就越大。因此，尾翼尺寸既要大到足使火箭稳定，也不宜过大以增大横风影响，其最后尺寸必须在这两者间进行折衷、抉择。如果尾翼稳定火箭为减少在目标上的散布具有少量旋转，则这种火箭的尾翼尺寸完全用不着太大，以免使横风影响变得明显起来。另外，火箭发动机燃烧时间越短，火箭加速越快也可使地表横风的影响越小。 　　没有尾翼的自旋稳定火箭对横风的反应与上述情况不同。由横风引起的各种力的合力不是作用在弹尾而是更近于作用在火箭头部。结果是从左到右的横风将使弹道向左偏离；其偏离量的大小与若干因素有关，其中也包括火箭的速度和形状。单靠自旋稳定的火箭，其横风偏移量大致与自旋和尾翼稳定火箭相似或者稍小一些。 图7.7 地表横风对装有尾翼火箭的影响
推进剂燃尽时的火箭速度 　　火箭在距离上的散布受火箭推进剂燃烧速度变化的影响。即使是推进剂燃烧速度变化很小，它使火箭在推进剂最后燃尽时的速度也显著不同。对典型的使用固体推进剂的无控火箭来说，无论是推进剂的形状或其装入火箭的方式或位置都要考虑使其能在尽量大的面积上同时点着。常用的推进剂的形状都有较大的燃烧表面积，如空心药柱、多个空心药柱等。此外，火箭推进剂的装药重量是逐批进行调整正的，以保证其有相同的弹道性能。装药的燃烧速度受温度和压力影响：温度越高、压力越大，则燃烧速度也越快。在极端情况下如果火箭以高于设计规定的温度射击时，压力将很快增加使得喷管来不及释放，以致使火箭散布增大，甚至使火箭外壳损坏。与此相似，如果火箭在低于设计规定的温度下射击，则装药燃烧缓慢，散布增大且射程缩短逐发不一。使推进剂取得稳定燃烧的办法之一是在其中加入少量(2%左右)的铅盐，如铅的提出物 [ 投笔从戎注：原文如此，疑为“铅的氧化物”之误，按氧化铅为发射药常用添加剂。 ] 或硬脂酸铅。这种添加剂的使用称为“燃烧平稳性处理”，经处理后推进剂在一定压力范围内燃速平稳。
由发射装置引起的误差 　　影响火箭发射精度的一个主要误差来源是火箭齐射或连射时产生的发射装置的不稳定性。尽管我们说发射火箭没有后坐，但发射时火箭发射系统总是有些移动，因而影响系统瞄准，结果使火箭在目标上的散布增大。如果发射装置是装在车辆上，则车辆运行装置、悬挂装置之移动将使火箭散布更为严重。解决这一问题的办法可以是为发射装置增添千斤顶或驻锄，但是这些部件的使用，发射装置在增重上付出的代价往往是难于接受的。另一个办法是使用可以回归原位的液压减震器；但减震器回归速度不快，不足以使车辆在下一发火箭射击前稳定下来。最近的趋向可能是使用某种自控系统，后者使用惯性传感器以测定并校正射击负荷。从技术上说，使用这种火箭系统是可行的；但看来成本太高，可能只适于某些弹径较大的射程较远的火箭系统。 　　常常与火箭发射装置连在一起的另一个问题，是很难保证把连接火箭和发射架导轨的固定锁或卡笋在火箭发射同时瞬间解脱。火箭平时靠固定锁或卡笋固定在各自的导轨上。如果固定锁或卡笋不能同时解脱，火箭在发射时就会出现翻倒现象。翻倒就是指在火箭发射时出现的头部下倾现象。这种现象发生在火箭头部已离开导轨并无所支持，而后面部分还连在导轨上时。就大部分现代火箭发射装置而言，这个问题似乎已经解决。
射程覆盖范围 　　自二次大战以来，无控火箭精度已大有改善，其系统精度目前约为射程的1%，甚至更好。但是，尽管如此，在许多战斗任务中特别是在作直接支援时火箭仍然无法与一般火炮系统匹比，原因在于其射程覆盖范围不行，重新装弹时间也太长。为了改变火箭在某一给定射角上的弹道和射程，可以在火箭上使用阻力环或减速环，通过增加火箭在飞行中的阻力来改变它的弹道和射程。例如法国“拉法尔”(RAFALE)145毫米火箭系统在该火箭尾翼片间就放置若干阻力环。需用时可在射击前使阻力环在发射装置上启开，在火箭离开发射装置后使其与折叠尾翼同时展开。在该火箭上使用阻力环的效果是使火箭最小射程得以从18公里减至10公里。 　　给火箭提供一套具有不同面积的阻力环就可以使火箭具有不同射程，这在火箭设计上是可能的。但是应该注意阻力环的作用只是作为降低最小射程的手段，而不是作为达到与一般用多号装药的加农炮、榴弹炮相似的射程覆盖范围的手段。无控火箭的装弹时间可以通过机械化装弹装置大大缩短。据称，意大利“菲洛斯25”(FIROS25)122毫米火箭炮在五分钟内可重新装完四十枚火箭。但是，无论在火箭装弹时间上取得多大进展，要使火箭在持续发射速度上与一般火炮，其中包括迫击炮系统相近，则希望甚微。
现代无控火箭系统示例 　　为了与华约国家以БМ21多管火箭炮为代表的火箭炮相对应，三个北约盟国(英国、联邦德国和意大利)曾协作研究过一个叫作RS80武器系统的无控火箭项目。RS80的射程约为40-60公里，视所用战斗部而异，它主要用于补充155毫米火炮在射程上的不足。在RS80项目中断后，英国和联邦德国转而注意沃特公司生产的美国陆军的MLRS多管火箭炮；与此同时，意大利SNIA维斯科沙公司也生产了另外两种系统，即口径为51毫米的“菲洛斯6”(FIROS6)火箭炮和口径为122毫米的FIROS25火箭炮。尽管这三个无控火箭系统决不是西方国家生产的仅有系统，但是，MLRS和FIROS6多管火箭炮在大型和小型多管无控火箭系统中它们是分别代表无控火箭现代技术水平的两个例子。 图7.8 美国MLRS多管火箭炮 图7.9 意大利“菲洛斯6”多管火箭炮 　　 MLRS多管火箭炮是由装在履带车底盘上的两个吊舱组成，每个吊舱装六枚火箭。吊舱装在装甲容器内，容器为吊舱提供了与车辆其他部分同等的防护水平。每发火箭装在一个用玻璃纤维制成的发射管中。发射时密封发射管的被帽被吹开。发射管中的螺旋导轨可使火箭具有每秒11转的旋转速度。在每个火箭上都装有脱壳弹托，供发射管沿螺旋导轨制导火箭用。一旦火箭离开发射管，四个装有弹簧的尾翼就在喷管前方展开。 　　和所有多管火箭炮一样，MLRS多管火箭炮的主要特点之一是它具有在短时间内发射大量火箭弹的能力。该炮的12枚弹径为227毫米的火箭弹，每个弹重270公斤，可在一分钟左右连发完毕，该炮在持续作战时须三人操作，但必要时也可由一人装弹兼发射操作。MLRS火箭发射装置使用的车辆，备有电动吊杆和绞盘专供装弹使用。尽管装弹操作可以由专人控制并在几分钟内完成，但是MLRS多管火箭发射系统仍然不能象一般火炮那样作长期持续射击。一般火炮可以进行长期持续射击的这种能力的确是一个使火炮得以长期存留的良好理由，但是，就多管火箭炮来说缺乏这种能力也并不一定就是它的真正缺点。为了保护自己，多管火箭炮经常采取“打了就跑”的战术，是否具有这种持续作战能力并不过分重要。为了便于快速部署和进攻目标，每个多管火箭炮都备有自己的火控系统。 　　在多管火箭炮载车上使用的导航系统可使它在射击前自动算出系统本身的座标位置。这样，MLRS多管火箭炮就与预先测量炮位位置无关，从而使火箭炮可在重新布置过程中把停止射击的总时间减到最少程度。 　　在满载负荷时MLRS多管火箭炮的全重超过22,000公斤；它的空运能力只限于使用诸如C-141星型运输机等大型飞机。MLRS火箭炮的战术机动能力特别良好，其最高速度超过60公里/小时，加速能力从0到48公里/小时需用时间不足20秒。它通过崎岖地区的能力与其他现代履带车辆相似。 　　意大利的“菲洛斯6”(FIROS6)多管火箭炮可作为小型无控火箭的代表。它由一个具有48管的发射装置组成，可发射火箭的战斗部重量为2.2公斤，火箭直径为51毫米。每发火箭弹全重为4.8公斤，火箭既可单发、也可连发；连发速度每秒10发，其最大射程约6.5公里。“菲洛斯6”多管火箭炮可装在小型的4×4车辆上，如装在“陆地流浪者”(Land Rover)或菲亚特6614轮式装甲输送车上(见图7.9)。尽管该火箭的战斗部不大，但火箭炮的机动性能良好、发射速度高、非常适于在通行困难、依靠空运的地区使用。
小结 　　无控火箭系统为作战提供了一个可在短时间内发射大量火力的手段；这种火箭的射程远，发射装置也比较轻。此外，它非常适用于发射新的改进型子母弹。使用无控火箭系统尽管在后勤供应上可能遇到某些困难、而且系统本身也容易被敌人侦察到，但是，在西方陆军部队中我们仍将看到今后会有更多的无控火箭系统出现在战场上；也许，它有可能取代现有重型火炮。
第1-7章附录 身管炮和无控火箭的比较 　　注： 　　 1. 半数必中界是指发射的弹丸有一半落在该范围内。前一数字表明与射线垂直的半数必中界宽度，后一数字表明沿射线的半数必中界的长度。 　　 2. 注意具有较重的战斗部，较轻的发射设备的火箭系统所获得的良好射程。 　　 3. 注意火箭系统的半数必中界范围，特别是半数必中界的宽度。
自我测验题 　　 1. 在尾翼稳定火箭上，为什么通常也要使它具有一定旋转量？这种旋转量是如何赋予的？ 　　 2. 无控火箭系统具有那些主要部件？ 　　 3. 火箭战斗部与炮弹壳体比较远不如弹壳结实。试说明其理由及可以从中得到的好处。 　　 4. 使用具有较短燃烧时间的火箭发动机，其主要好处何在。 　　 5. 与一般火炮比较，火箭在精度和密集度上总是不如火炮，试说明原因。 　　 6. 火箭用导轨发射装置发射。试列出表示火箭在导轨上的运行时间与导轨长度关系的表达式。 　　 7. 试对火箭发射装置的两种基本类型作简单说明，并指出无控火箭系统通常使用其中哪一种？ 　　 8. 收敛-扩散型喷管有哪些主要关键尺寸？ 　　 9. 为什么无控火箭多选用固体推进剂？ 　　 10. 何谓“经平直处理的推进剂”？ 　　 11. 在火箭高推力喷管设计中须注意哪些问题？

　　 12. 在火箭发射过程中，何谓“翻倒”？

第八章 发展趋势 导论 　　在讨论未来发展时，人们往往可以有把握地认为所提见解是难以辩驳的。但是，在炮兵武器领域里这种把握性太短暂，以致不足以使作者沉溺于这种“水晶宫”式的猜谜。相反，本章内容将主要研究目前发展趋势，而且这些趋势已非常明显，其提出根据即便不是依据现有产品，也是依据未来产品。当然，后者中大部分仍属判断性意见，尽管意见本身是充满希望的。但必须注意到：无论我们对这些趋势描绘得如何准确，目前世界事物的变化速度和技术的进展速度都可能以比以往任何时候都快的速度突然改变其进程。 　　在本章中，对未来趋势的研究将首先集中在炮兵武器系统最为基本的三个方面：即射程、口径和弹药上。然后讨论一下自动数据处理技术对未来的影响。最后再谈谈炮兵武器系统在战场上的生存能力。
射程 　　人们常常听到这种论点，认为现代炮兵武器系统的改进已使其最大射程超过我们目前在此距离上侦察目标的能力。言外之意是：钱最好是花费在改进整个炮兵武器系统的其它部件上。人们完全可以提出明显理由使诸如火炮防护、射击速度之类的问题比提高射程更占优先的地位；但是，从长远观点看如果说会有炮手认为目前达到的射程已足够的话，这个炮手可能是比较勇敢的。就给定任务而论，决定理想的最大射程首先要满足的主要指标是武器系统的射程必须超过敌人相应的武器系统的射程。除非武器系统能满足这一要求，否则指挥官们将否认使用炮兵力量的灵活性，尽管这些炮兵力量将帮助他们赢得战场上的火力突击能力。 　　大部分西方国家陆军都深深意识到在人力和装备上正在被对手从数量上超过。就加农炮、榴弹炮、迫击炮和火箭而论，射程优势将是扭转这一差距的最好途径。通过把火炮配置在敌人反击炮兵火力的射程之外，射程优势就可使炮兵力量得到保护；射程远还可以减少火炮重新部署的次数，特别是在前进或撤退过程中，另外，射程优势还有利于集中大量的武器于某一目标。尽管近十年来在射程问题上已经有很大的提高，但是上述这些讨论都是很好的、传统的增大射程的论据，显然对未来仍然有用。炮兵武器对纵深目标总不可能发挥其全部射程威力的，这种看法就目前来说是有道理的。但是，随着类似美国“天鹰星”(AQUILA)无人驾驶机的出现，已促使现有的纵深目标定位方法得到改进。 　　将来用以增大射程的方法可能有两种。首先，可能会大量使用火箭；与一般火炮相比火箭具有射程远，发射装置轻的固有长处。已经使用的牵引火炮其重量实际上已接近极限；与此同时，象SP70和“奥托·米拉拉”(Otof Milara)155毫米自行火炮一类的下代自行火炮其重量将大大超过40吨。最近试图把M109 155毫米自行火炮射程改进到24公里的意图表明，这样的射程在全重小于30吨或稍大于30吨的车辆上是很难实现的，如果要使火炮保持稳定的话。对于某些军队来说战略机动性的要求已使增加火炮重量成为不可接受的事，因此必须寻求其他提高射程的方法。这些方法全是以改进弹药作基础：它们或者是依靠射击后使弹丸获得助推力，或者是直接改进弹丸运载能力。现已为105毫米和155毫米火炮生产了火箭助推弹丸，但是，弹丸的炸药装药量减少近20%。改进弹丸运载能力目前有两种办法。其一是增加弹丸的弹道系数(Co)。弹道系数是测量空气阻力对弹丸影响的一种尺度，可表达如下： 　　其中M=弹丸质量； 　　 d=弹丸直径； 　　 x=弹形系数； 　　 σ=稳定系数。 　　随着弹道系数Co值的增加，弹丸运载能力也增加。此外，从上式也可看出细长弹丸具有良好的运载能力。但细长弹丸的缺点是弹丸更难于稳定，而且弹丸的装药量受到限制。 　　另一种改进弹丸运载能力的办法是使用“弹底排气”方法。弹底排气弹丸是在弹丸底部装少量装药，在弹丸飞行过程中装药燃烧以减少弹底阻力。与火箭助推弹丸相似，使用弹底排气弹丸也得在弹丸装药上付出代价，只是其损失不如在火箭助推弹丸上那么多，只及10%左右。但在另一方面，火箭助推弹药增程效果较好，可增程25%左右；而弹底排气弹药其增程效果只及15%。所有这些以改进弹药为基础的增程办法在本丛书第3册中将有更详细的阐述。
口径 　　一旦决定用某一口径而且有关的弹道计算结果确定以后，要改变这个口径，就会遇到可以理解的某些困难。即使不算老口径弹的现有库存量的投资量，单是考虑研制和生产一个不同口径系统的成本也是不可行的。在对口径问题采取单方面行动之前，大多数国家总是需要考虑一下和盟国的标准化问题。很明显，要说服盟国理解改变口径是值得的事，而且如果值得的话又须用什么新口径这一点，往往是很困难的。有时可以为火炮提供可以互换的身管，使新、旧弹药库存都可用于发射。 　　例如，英国轻型火炮就曾设计来使用两个身管：一个身管可发射105毫米自行火炮用的ABBOT弹药，另一个身管可发射M1式弹药。显然，这种方法有时也可用于同一口径的几种不同弹道计算结果；但是要使身管口径加大以增加火炮能力将极其困难，因为这将改变火炮的稳定性方程。从表面上看，互换身管对自行和牵引火炮都可行，实际上对牵引火炮来说几乎肯定是不现实的。主要原因是大多数牵引火炮在设计上已竭尽可能地达到最大极限重量，炮重很难再增。在这种火炮上耳轴拉力的任何较大增加都意味着火炮必须作重大设计改进。 　　越来越专用某一口径的后果，可能会使越来越不适应其任务的某一系统长久地保存下来。最近，由于对155毫米口径火炮的偏爱，某些研制新的轻型牵引火炮系统的尝试已经终止。与美国放弃了M204式105毫米软后坐火炮相似，法国也放弃了它的105毫米口径火炮项目。放弃这两个项目的原因中，也包括主要的口径问题。这意味着在需要高度战略和战术机动性的作战活动中，105毫米口径火炮的使用范围将明显减少。但是，155毫米口径火炮的局限性目前也已经很明显。 　　 155毫米火炮的基本弹丸，即杀伤爆破榴弹系设计来攻击人员和轻型防护目标的，对它们具有最佳效果。目前这种弹丸在155毫米口径火炮弹药中仍居最常用弹种位置。假定大量装甲目标出现在以155毫米作基本火炮口径的陆军面前，则使用杀伤爆破榴弹的效果似乎是难于令人满意的。这并不是说155毫米杀伤爆破弹丸的集中使用会完全无效；与此相反，只要火炮数量多，射击速度高，也会达到预期效果的。但是也应该认识到，就对付装甲目标来说其它弹种将比杀伤爆破榴弹更为有效；这些其他弹种包括子母雷弹、末制导子母弹和炮射制导炮弹。然而，所有上述这些攻击装甲目标的弹种，其效能也受口径限制。例如使用155毫米弹药运载的聚能破甲弹丸，口径尺寸就对聚能装药的药形罩尺寸有限制。如果装甲防护能力进一步得到提高则将会使155毫米口径弹药无法适应，这种推论是合理的。 　　如果需要用更大口径的武器来发射反装甲弹药，则可有几种选择。一种选择是把攻击硬目标的任务留给无控火箭，余下的任务由155毫米火炮或迫击炮担任。但使用155毫米火炮担任余下任务，火炮口径似乎嫌大。另一种选择是完全不用155毫米火炮，用迫击炮和火箭的混合火力攻击所有目标。使用这种解决方法存在的问题，我们可以从本书第三章附录1中看出。再一种可供选择的解决办法就是以更大口径的火炮系统取代155毫米口径火炮，选用更大口径火炮的好处是它有助于解决对硬目标的攻击问题，但使用这种火炮无助于完成近接支援任务。总之，解决这一难题的关键在于对加农炮、榴弹炮、迫击炮和火箭进行改进；但是，无论出现何种情况，最可能出现的似乎还是对155毫米火炮的未来最终可能出现的公开争议。
弹药
炮射制导炮弹 　　由于一般杀伤爆破榴弹不适于攻击坦克，美国研制出一种可以制导至目标的155毫米炮弹。这种炮弹叫作炮射制导炮弹(CLGP)，目前已在美国陆军服役。这种新型弹药可说是多年来致力于改进常规火炮系统以攻击坦克的成果。它是第一代这种武器系统。 　　就其真实含义论，炮射制导炮弹不是导弹。它是一个由155毫米常规火炮发射的适口径炮弹，在大部分飞行过程中遵循常规的惯性弹道，但在弹道末端部分装在弹丸头部的激光寻的头跟踪由激光指示器投射到目标上并经目标反射的激光能量，以命中目标。其基本概念见图8.1。 图8.1 炮射制导炮弹的基本概念 图8.2 炮射制导炮弹的主要部件 　　这种制导炮弹具有三个主要部分：即附有寻的头的制导部分；战斗部部分和稳定及控制部分(见图8.2)。在寻的头里设有探测器以检测制导误差。战斗部装有用B型溶注炸药制作的空心装药，其药形罩用铜制作。来自制导部分的指令信号经带状电缆传至弹尾端的稳定和控制部分。稳定和控制部分具有两组尾翼，在弹离开炮口后尾翼靠离心力张开。在弹体中部的附翼可在预定时间张开，以开始制导程序。在收到来自目标的正确激光编码以前，弹体附翼具有使弹丸沿惯性弹道或滑翔弹道飞行的能力。在弹道末端，弹丸碰击目标前使用比例导航。 　　炮射制导炮弹的优点在于它在比较理想的条件下对坦克的命中率极高，用一两发炮弹即可摧毁一辆坦克。一般常规杀伤爆破榴弹要多达2000来发，一般子母弹之类的现代常规弹药也需250发左右才能摧毁一辆坦克。炮射制导炮弹在减轻后勤供应负担和减少身管磨损上所具有的好处也是显而易见的。 图8.3 炮射制导炮弹头的“探测范围”(预定弹着区) 　　炮射制导炮弹的缺点在于需用某种目标指示；与一般常规杀伤爆破榴弹相比它射程较小；覆盖在目标区上的烟雾对弹着有影响和射击需要有良好的通讯应答设施。炮射制导炮弹有一个在目标周围的“探测范围”，或所谓“预定弹着区”；当弹丸逼近目标进入该区范围时弹丸即可执行机动动作。该区形似椭圆，尽管弹丸可以机动到该区的边沿，但是弹丸的命中率仍以在中心处最高。弹丸在该区内的命中率是随目标在该弹着区内的位置而异的。它在该区中心的命中率最高，达0.9；在该区边沿命中率最低，只及0.2左右。因此，如何使其探测范围或预定弹着区尽量准确地覆盖到目标上是非常重要的。 　　炮射制导炮弹使用的激光指示器必须位于后者与目标间的视线不致被遮断的地方，以便在弹丸最后飞行的10-15秒钟内指示器能把目标指示给弹丸。现有炮射制导炮弹的射程不足十五公里；其弹丸预定弹着区的面积大小取决于弹丸射程远近和云底高度。如果云底高度很低，射程最远，则为预定弹着区留下的弹丸机动余地将是很小的。除非指示目标的观测人员具有极好的操作能力或目标区视野良好，否则在机动余地很小的范围内将很难命中活动目标，特别是对单车目标或分散得很开的集群目标。攻击活动目标需用的计算法见图8.4。 图8.4 炮射制导炮弹射击活动目标的射击计算法 　　在图8.4中，目标的移动方向按箭头所示。在跟踪目标时观测人员先用激光指示器测得A处的目标位置。用同样方式测得B点，记录下目标从A至B的运行需用时间，从中得出目标运动方向和运动速度。然后，观测人员再算出炮射制导炮弹和目标在地面上的截击点，即图8.4中的C点。在决定C点过程中，观测人员系利用已经测得的目标运动方向和运动速度，外推得出C点。观测员将目标运动速度乘以发射炮射制导炮弹需用时间和弹丸飞行时间的总和。在图8.4示例中该总和时间取200秒作为实际使用标准值。但在实际使用中由于不可预期的某些耽误，该总和时间须具有少许余量，以防目标越过C点，超出弹丸到达时的预定弹着区范围。反之，如果火炮准备工作提前结束观测人员应推迟发射。在目标从B运动至C点的整个过程中尽管观测人员无需对目标进行连续观测，但是在炮射制导炮弹飞行的最后10-15秒钟他必须看到目标，不然他就不能用激光指示器照射目标，指示弹着。 　　很明显，上述射击过程在许多场合下是难以具体执行的。有若干因素可能使上述计算失效，其中包括观测员必须作出的假定：目标的方向和速度恒定不变。此外，要使炮射制导炮弹成功地命中目标，首先必须在尽可能的距离上识别出目标，必须在A、B之间的某些关键处上无间断地看见目标，这些条件也并不是总能作到的。当然，这不是说炮射制导炮弹不适于攻击运动目标。最理想的情况是用炮射制导炮弹攻击大型阵列目标，这时即便是原来计算攻击的目标不按预计方式运动，当炮射制导炮弹抵达时还可能有其它目标位于适宜用激光指标器指示的位置上。此外，目标观测员通常还可预先制定出一些攻击静止和运动目标的某些计划，详细内容将不在本章讨论。 　　炮射制导炮弹的出现可能使火炮应用、甚至是火炮设计必须进行某些改革。在使用炮射制导炮弹进行攻击时，火炮对火力呼唤的响应时间是个重要因素。为了取得良好的攻击效果，某些火炮可能必须保留下来以供发射炮射制导炮弹。与通常的155毫米弹丸比较，现有的炮射制导炮弹在重量和长度上分别超过35%和40%左右。由于炮射制导炮弹过重、过长，它们给自行火炮在弹药装载和弹药的自动装填上也带来一些问题。最理想的情况是需要发射炮射制导炮弹的自行火炮其内部结构和装弹安排都能备足炮射制导炮弹专用要求。但是，对大部分陆军部队来说定量分析这种设想的真实价值还为时过早，其效费比如何尚须拭目以待。 　　炮射制导炮弹的进一步改进方向可能是在缩短弹丸长度和减轻重量上，以及如何使炮弹本身自备导向能力而无需使用外部指示器。炮射制导炮弹的研制、发展工作已扩大到8英寸弹径，攻击战场雷达和干扰机用的反辐射寻的头，以及用火箭助推以增大射程的制导炮弹等方面。在这一领域的研究工作表明，炮射制导炮弹的基本概念大概就到此为止了，但是，到作者落笔时为止，有关炮射制导炮弹的潜力和可能采用的反制导炮弹的措施仍然不是很清楚的。
发射药 　　液体发射药在火炮系统上的应用迄今为止仍限于在某些实验性设备上。与固体发射药比较，液体发射药具有增大初速，降低身管温度和降低身管磨损等潜力。因此，将来在火炮上使用液体发射药的可能性，就目前来看还是很明显的。液体发射药还具有其它一些固有特点。例如，为满足未来提高火炮发射速度的要求，火炮自动装填机的使用将日益增加；因此，任何有益于减少自动装填机的复杂性、减少自动装填机的尺寸和改善其可靠性的措施都会受到欢迎。液体发射药的使用正好与此有关。 　　对于能发射各种不同弹丸并具有多号发射装药的现代火炮系统来说，是否使用液体发射药关系特别重大。使用液体发射药的火炮其自动装填机只须装运弹丸，液体发射药可在装弹操作的某个阶段自发射药容器注入药室。在自行火炮上液体发射药还可存储在位于机舱外部的容器里，使机舱可以装载更多弹丸。注入药室的发射药量变换起来极其简便，从而可使火炮在同一仰角下具有非常多种的装药变化和射程变化；其射程变化范围远非现有多号装药火炮系统可以比拟。因此，使用液体发射药还可以增加射程覆盖范围，甚至减少瞄准时间。使用液体发射药无论在运输、存储或补给灌注上都很方便，它既可减少身管磨损，还可减少促使火炮暴露的炮口焰和炮口烟。 　　作为炮手福音的液体发射药，在我们结束对它的这段介绍以前还应该提及若干问题。根据所用发射药是单基的还是双基的不同情况，液体发射药也有许多可供选择的不同种类。使用单基发射药的好处，在于操作简便和毒性低。使用双基发射药的好处在于推力大，但需用设备复杂，如两种发射药成分须分别计量注入药室。使用液体发射药可能出现的另一个缺点是不易点着，尽管液体发射药对爆炸不敏感、使用安全。此外，在使用液体发射药后火炮系统的初速一致性是否与使用固体发射药相似也有待证明。 　　总的说来，液体发射药可能具有的某些优点似乎表明在将来人们将力求把它应用到火炮系统中。但是，当赞成和反对的论点尚待进一步定量地评定以前，我们说这种系统会最终出现在战场上，至少在目前还不是时候。
自动数据处理技术 　　直到最近，火炮数据处理系统仍然局限于炮兵连使用的计算机。象英国“菲斯”(FACE)野战炮兵用射击指挥装置和美国同类的“法达克”(FADAC)等计算机，它们只不过是一种解决射击问题的自动化工具。它们的应用并不意味火炮的使用发生了根本变革；在射击学的许多方面仍然是和二次大战时一样。 　　今天，已存在一些已投入使用或即将投入使用的进一步把自动数据处理技术应用到火炮上的计算机系统。美国的“塔克法”(TACFIRE)系统、法国的“阿迪拉”(ATILA)自动数据处理系统均可包括在这种系统内，而且两者均已服役。英国的“贝培斯”(BATES)系统估计近几年也会投入使用。要比较这些系统的各自的优劣是有一定困难的，但是，它们都为射击技术提供了似乎代表着未来趋势的不同程度的自动化。 　　上面提到的自动数据处理系统可看作是未来自动数据处理系统的第一代，未来的这些系统将具有下面这些能力。经过改进的这些弹道计算机它们对射击数据计算快速，也更准确；可以实时地进行弹道计算；它们将被用来取代“菲斯”(FACE)和“法达克”(FADAC)这一代计算装置。此外，即便在处理系统或通信联络发生故障时，通过位于指挥所的终端处理机，分布处理技术将自动工作。整个系统的信息传递处理也将完全自动化，从而使操作者摆脱目前由人工处理的复杂事务并保证网络能力得到更好发挥。在系统的各单元间可用数字通信联系，从而减少网络占用时间并提供更为准确的信息通道和对电子干挠提供更佳保护。通过缩短发射命令的传递时间，数字通信还可缩短火炮对火力呼唤的响应时间。最后使用通信方式可能是在同一网络中音频通信与数字通信混合使用；但在开始时音频通信网络与数字通信网络可能两者并存。 　　在未来的火炮自动数据处理系统中，它的工作范围可能会包括从迫击炮到火箭的所有类型的间接火力系统，以及包括在这些系统中的诸如定位装置，无人驾驶飞机等重要组成部分。在处理系统的始末两端，前进观察员处装备有信息输入装置，以便把他们的要求送入处理系统中，而同时在火炮处，能部分或甚至完全自动地装定瞄准具和对火炮进行瞄准操作。具有上述功能的火炮自动数据处理系统将使得炮兵的使用极其简便，使它可以完成过去某些操作复杂而缓慢，甚至完全不可能进行的操作。在攻击目标时，火炮自动数据处理系统可在瞬间作出具有最佳选择的建议，在使用武器的数量和类型上，在弹头和引信的配合上都可作到最理想的组合。师或者师以上单位的火力计划的计算只需几分钟即可完成，其中还包括命令发布时间。利用自动数据处理系统在最高统帅部门对炮兵力量进行指挥控制时，也将比现在更快、更灵活。这主要因为自动数据处理系统具有在同一瞬间大量处理目标信息的能力，它还可以通过处理系统具有的目标整理装置来保证排列出被攻击目标的先后次序。就英国BATES火炮自动数据处理系统而言，在任何时候它都可以同时处理在20个以内的师一级目标。在指挥所里的指挥员们通过自动数据处理系统也可减轻他们的日常事务工作，诸如弹药计算，在快速运动战中记录部队位置等例行事务都可委由处理系统负担。这些信息可自动输入并存储在处理系统中，需要时可随时检索，瞬间取出。 　　这些只不过是火炮自动数据处理系统可能具有的潜在能力的一部分。要判断火炮自动数据处理系统可能具有的全部能力现在还为时过早；就像所有自动数据处理系统那样，它们的真实价值只有通过大量使用以后才能被人认识。但是，有件事情是确定无疑的，那就是自法国第一门速射火炮QF75毫米火炮问世以来火炮自动数据处理系统对炮兵武器影响的是最大的。
在战场上的生存能力
概说 　　在未来战场上可能对炮兵武器造成的威胁主要来自三个方面：即反击炮兵火力、地面攻击和空中攻击。在威胁的来源上，未来和刚刚过去的情况是一样的。但是，这三个威胁方面将来在性质上可能出现的变化和它们可能的反击炮兵火力的技术发展趋势是值得研究的。
反击炮兵火力 　　所有陆军部队都把敌方炮兵列为最优先攻击的目标。因而，如何回避反击炮兵火力或减少反击炮兵火力影响也是应最优先考虑的问题。按照传统，使自己在敌人反击炮兵火力下生存下来的主要方法有伪装和隐蔽，构筑工事，转移，分散，和用装甲防护。未来反击炮兵火力日益增加的威胁不仅与反对西方陆军的炮兵武器数量的大量增加有关，而且也与敌人使用弹药和发射系统在性能上的改进有关。 　　在过去，敌人的反击炮兵火力主要来自加农炮、榴弹炮、迫击炮以及最低限度还来自无控火箭。它们使用的弹丸多半是可产生大量破片、对人和轻型装甲车辆具有良好效果的杀伤爆破榴弹弹丸。在将来，作为反击炮兵火力在攻击中使用火箭的比重将大为增加：这是由于火箭在射程和弹丸装药的装填量上具有明显的优势。就华约国家来说，广泛使用火箭的倾向已经很明显。如本章前面所述，今后以产生大量破片为主的杀伤爆破弹丸在使用中将不会继续占有优势；今后用得最多的可能是子母弹炸弹、子母雷弹、炮射制导炮弹和具有末制导能力的子母弹。所有这四种弹丸都将由火炮或火箭发射，但是正如前面指出的，用火炮发射末制导子母弹也许会受火炮口径的限制。在将来，炮射制导炮弹和末制导子母弹将不再象目前唯一存在的“铜斑蛇”炮射制导炮弹那样，它们将不再需用任何外部指示装置供制导用。此外，由于炮射制导炮弹和由火箭战斗部投放的分散小炸弹、小地雷都可以在末端制导，从而使弹丸和火箭战斗部的装药都能更准确地分布到目标上。使用这些经过改进的现代弹药的总效果是使反击炮兵火力具有更好的精度、更大的杀伤力和更大的覆盖面积。 　　目前自行火炮的装甲防护能力已远远超过杀伤爆破榴弹在火炮附近爆炸所形成的致伤能力。在将来对直接命中弹的防护，特别是对空心装药破甲弹、预制破片弹直接命中的防护将更为加强。再说，对于防护顶部攻击的顶甲防护也必须加强，以对抗制导炮弹和制导子母弹的大着角攻击。例如，如果155毫米自行火炮要满足所有这些防护要求，其重量即便不超过55吨，也会在55吨左右。 　　使火炮经常转移长期来就是一种使间瞄武器得到生存的办法，特别是对迫击炮来说情况更是如此。在将来，由于探测手段得到加强，所有间瞄武器将比现在更易被探测并受攻击。目前的情况似乎是迫击炮、火箭比加农炮和榴弹炮更易被敌人探测。但是，由于在声测、光测、雷达测定炮位、无线电定向和无人驾驶飞机等方面的改进，这种差距在将来似乎会日益缩小，加农炮和榴弹炮被敌人探测出来的机会将会增多。除此而外，将来在目标监视和侦察方面的技术进展很可能使传统的伪装、隐蔽等形式失去作用，特别是在炮击开始以后，甚至在炮击开始前也是如此。间瞄武器如果就地不动地在原处作战时间越长，它被摧毁的危险性也越大。如前所述，反击炮兵火力的摧毁能力和精度在将来将比现在更具危险性。因此，快速而频繁的转移能力将越来越显得重要。对于加农炮和榴弹炮来说这种能力今后肯定比过去更为重要。 　　目前，某些已服役的牵引火炮已配用辅助动力装置，该辅助动力装置使火炮在短距离重新快速部署时比较方便。这种在牵引火炮上配用自备辅助动力装置的倾向与履带车载迫击炮的倾向一样，看来都会继续下去。目前自行火炮的机动性一般说来还是适用的。但是在今后由于装甲防护要求的提高，火炮重量可能还会增加，很可能需要进一步改进引擎和悬挂装置，以使火炮仍然保持其目前具有的布置灵活性。自行火炮重量的增加可能会有损于其战略机动性，致使要求空运布署部队的陆军将不得不在装甲防护或是依靠牵引火炮、迫击炮和火箭这两者间进行权衡。 　　如果说在将来频繁地重新部署间瞄火力是一种回避反击炮兵火力的良好战术，则间瞄火力的高机动性并不是对它的唯一要求。为间瞄系统提供测地的传统方法也需加快速度，以便把总的退出战斗时间减至最低程度。按照习惯，间瞄武器需要使用经过预测的发射阵地。在进入发射阵地后还须通过经纬仪或其它类似设备使火炮按给定数据定向。这些准备工作需用时间是很难定量估算的。地形特征、准备时的警报时间、武器在发射阵地上的分散程度等所有这些因素都对准备时间有影响。假定间瞄武器每天重新配置七、八次，而且各门火炮之间还很分散，则测地时间如有延误将是不能允许的。因此，未来的出路可能在为自行火炮配备车载的定位定向装置上。由于火箭系统易于被敌发现，须经常转移；而且它的作用还日益增加，在自行火箭系统上配用这种定位定向装置也是很重要的。但是，在履带车载迫击炮系统上配用这种定位定向装置则从效费比来看，未必合适。 　　使间瞄武器频繁转移的战术往往也不易实现。如缺乏部署的地域，在通行困难地区行军长径不足，特别是在需要提供持续的火力支援时，它往往意味着火炮将被迫比预计时间更长久地停留在原有发射阵地上。间瞄武器如果被迫需要在原地长期停留，则各炮之间的分散程度作为在敌人反击炮兵火力下提高生存能力的手段将变得越发重要。已有一些部队倾向于放弃在150米×200米左右的范围配置六至八门火炮的常规部署形式，而宁愿采用更为分散的配置方法。这种方法对于各门炮之间配置相当分散的情况是适用的。除前面提到的定位定向装置外，还可以设想每门火炮都具有自己的计算机以计算单炮数据，使每门火炮都能各自独立工作。不过，也有些实际问题如局部防御、后勤保障等还须进一步周密考虑。总之，只要能使各门火炮之间散开更大距离以对付反击炮兵火力的集中射击的任何措施都是可取的，特别是由于可散布子母弹的出现。无论是常规的还是末制导的，它们都能覆盖住按常规方式部署的武器系统所占有的范围的。 　　过去，对弹药运输车的防护注意不够。甚至到今天在西方主要国家的陆军中，把弹药运送到火炮阵地的弹药车仍然是没有或很少装甲防护的。此外，在很多场合下保障自行火炮的弹药车都是轮式车辆；轮式车辆往往不能与被保障的自行火炮的机动性匹配。形成这种情况的主要原因在于使用履带式装甲弹药车成本高，而且使用部门希望后勤保障车辆的种类尽量减少。在弹药车问题上尽管存在着这些不利因素，但由于反击炮兵火力的威胁要求人们对弹药车的机动性和防护能力给予更多关注。如果我们要求炮兵连队经常转移以回避敌人反击炮兵火力，则要求弹药车为配合使用武器而具有一定机动性将是完全合理的。与此相似，如果我们给自行火炮以良好的装甲防护，则给弹药车相应的装甲防护也应该是合理的。 　　有些陆军已经认识到具有机动和防护性能的弹药车必不可少。法国陆军为它的AMX13式AMF3 155毫米自行火炮配用了一种随伴履带装甲车。但是，由于这种车辆还兼作装甲人员输送车用，可以说只部分地解决了弹药车的问题，因为该炮无装甲防护，运动时只坐一个司机和一个指挥官(见图8.5)。而其随伴履带装甲车装载空间只能存储有限的弹药(25发全弹)，在随伴车后再拖挂一个无装甲的拖车时可再装运30发全弹。 图8.5 法国炮兵用随伴履带装甲车可兼作装甲人员输送车 图8.6 M109式弹药补给系统 　　目前美国陆军使用一种履带式弹药补给车(M548弹药车)。该车机动性良好但没有装甲。在美国研制的装甲弹药补给车共有几种结构形式，Bowen-Mclausghlin-York用M109式155毫米自行火炮底盘制作的弹药车就是其中的一种形式。该车具有铝钢板并配用一个吊杆；还特别设有一条传送带把弹药从车内送入M109式自行火炮中。该车可载运155毫米全弹共100发，被用作M109式155毫米自行火炮的综合弹药补给系统。很明显，这是个巨大进步；但是从未来的自行火炮设计特性看，它的从车辆到火炮的弹药传送系统未必能适应今后要求，特别是在备有自动装填机的自行火炮上。在研制中的另一种结构是上述车辆的变型，也是为自行火炮补给弹药的履带式装甲弹药车；在某些情况下，它在给自行火炮补给弹药的同时还可以同时给自己补装弹药。 　　其他国家陆军对弹药补给车所需具有更大机动和防护性能的认识似乎不如美、法等国家明确。英国和联邦德国陆军都使用轮式弹药车辆，它们可能认为轮式弹药车机动性与未来的可能作战地区适应。但是，防护问题仍未解决。改进弹药补给车需用的成本无疑是个主要考虑的问题，它必然会影响陆军的资源分配。但是，从目前趋势来看给自行火炮配用的综合性弹药补给车在战场上的出现将为期不远了。 　　保护间瞄火力的手段尽管是倾向于增大间瞄火力的机动性和使用经常转移战术，但大部分陆军部队仍然把构筑工事当作抗御敌人反击炮兵火力，保护自己人员和火炮的主要手段。将来，间瞄火力部署时间往往很紧迫，将很少有可能构筑工事，即便是需要也很难作到；但是，这个事实并不意味绝不构筑工事。对于在地面使用的迫击炮、牵引火炮等没有装甲防护的火炮来说，构筑工事具有特别重要意义。对于具有装甲防护的自行火炮，构筑工事也照样使它受益。确实对于任何一个可能长期占领的炮兵阵地来说最好都构筑理想的工事。但是，法国陆军，其次是联邦德国陆军对构筑工事不太重视，这可能与它们采取的“打了就跑”战术有关。其他如英、美陆军则似乎深知构筑工事的重要性，尽管从它们的装备表上似乎没有反映这种需要，因为他们认为这是需要工兵协助的事情。自行火炮可以装用构筑工事的推土刮板，但在将来这种可能性肯定不大。原因在于装有推土刮板的自行火炮构筑自用工事尚属勉强；但难免用它构筑其它同等重要的工事，如弹药库、指挥所等这就有失火炮体统了。折衷办法是给基层单位配属一、两台构筑工事用的推土机，但相反意见又觉得这种装备用处不大，可能是一种浪费资源的做法。看来，使用某种供弹药或人员使用的预制掩体也许还是个可供探索的解决办法。
局部防御 　　步兵和装甲兵对炮兵武器系统的攻击威胁将继续下去，但它决不可能是最严重的威胁。来自反击炮兵火力的威胁才是最严重的威胁，而且在将来也会继续如此。当然步兵和装甲兵这两种威胁还是比较重要的。现在在保护炮兵武器不受地面攻击方面有些趋势是值得我们注意的。首先，是火炮自动化和弹药搬运装填自动化大有潜力，这些技术进步的优点往往是大量减少人力劳动，以致由于人员短缺而使火炮局部防御变得极其困难，人们常常听说某一武器的优点是减少了对人力的要求。其实，某一基层单位的人力多少应该取决于在持久作战中交接班所需的人力多少；取决于处理与局部防御有关的大量日常作战任务所需要的人力多少。除此之外，就局部防御来说余下的选择就只能是面对敌人地面威胁向后撤退了，这种选择总是不理想的甚至是不可能的。 　　为间接火力提供抵御反击炮兵火力的可能保护措施已在前面讨论过。其中的分散配置和使火炮频繁转移这两项措施与强化局部防御的要求之间是有矛盾的。很明显，分散配置将增加使敌人逼进可能的通道数，使预警和相互支援更加困难。这些问题不论是从战术角度或是从装备角度看都不是可以轻易解决的，虽然大量使用无人看管的地面传感器和可散布雷已使情况稍有改善。炮兵武器系统频繁转移也不利于局部防御，因为没有多少时间可用于进行伪装、隐蔽、构筑工事和适当地协调防御布置等。
空中防御 　　由于炮兵武器系统的重要性已使某些陆军决定为其炮手提供一些便于在火炮区域内作近距离空中防御的武器。这些武器包括肩射地对空导弹、高炮和供轻武器高射用的专用瞄准具和枪架。法国和联邦德国陆军在它们炮兵部队里都编有高射炮。 　　作为高射武器使用的轻武器可能起到一些鼓舞士气的作用，但实际效果有限，因其杀伤力不强，命中率不高。在将来，由于飞机在性能上和防护能力上有所改进，再加上一般趋向于使用更小口径的轻武器弹药，轻武器用作为高射武器将是越来越不能适应。肩射导弹和高炮具有比较良好的广阔前景。但是，要配用它们则必须增加人力。另外，这种导弹和高炮系统往往成本很高，特别是某些履带式防空系统其目前成本甚至比155毫米自行火炮高出1.5-2倍。我们也可以考虑让自行火炮兼带肩射导弹或者把肩射导弹分配给牵引火炮成员，就象让他们携带轻型或中型反坦克武器那样。只是这些作法也要受到一些实际限制，如车辆结构限制，在人力和训练上的限制等。这些限制往往会使采取这些措施的决心变得犹豫不定。所有上述这些情况似乎表明，钱最好还是花在配备专门的防空部队上，以强化由这些防空部队提供的防空保护伞。经过这种配置，炮兵间接火力部队将别无它法，只能同样地依靠隐蔽、伪装、构筑工事之类的自我防御方式来抗御空中攻击，就象前面指出的抗御反击炮兵火力的防御方式那样。 　　有些陆军部队对危及炮兵武器的空中威胁具有不同看法，它们可能会继续运用甚至增加上面讨论过的那些防空措施。财政和人力是关键。不过存在一个危险，即地面炮兵对空和对地面攻击的防御可能会变成炮兵的主要目的，而不是把这些防御作为协助炮兵完成它主要任务的手段。
尾注 　　由于直瞄武器极易受压制，在战术使用上也极不灵活，所以对间瞄武器的需求看来非常可能继续下去。在可以预见的将来，身管炮和无控火箭仍将起重要作用，即使它们彼此间的相对重要性可能有些变化。炮手们当然必须适应此情况。本世纪过去又快10年了，但在炮兵武器的发展上无重大变化。根据这点来看，将来也未必会有什么不同。
自我测验题 　　 1. 使炮兵武器系统具有更大射程的探索，尽管在最近，特别是在155毫米系统上取得了进展，为什么还在继续？ 　　 2. 试列举以改进弹药为基础的增大火炮射程的两种方法。 　　 3. 说明“弹道系数”一词的含义。 　　 4. 由于将来对弹头基本性能要求不同，常规的155毫米杀伤爆破榴弹有可能被取代。试说明其理由。 　　 5. 何谓“炮射制导炮弹”，说明其主要性能。 　　 6. 何谓制导炮弹的“探测范围”或“弹着有效区”？ 　　 7. 目前存在的炮射制导炮弹是第一代炮射制导炮弹。在将来的炮射制导炮弹上可能会寻求哪些改进？ 　　 8. 未来炮兵武器系统可能使用液体发射药。试列举使用液体发射药可能具有的三大好处。 　　 9. 在未来的炮兵武器系统中，随着自动数据处理系统应用的增加，后者可为前者提供哪些好处？ 　　 10. 在将来，自行火炮的顶甲防护为什么会日益重要，说明其理由？ 　　 11. 试说明某些国家发展履带式装甲弹药补给车的两大理由。 　　 12. 反击炮兵火力的未来威胁将对炮位地区的局部防御产生何种影响？ 火炮知识 自我测验题答案 第一章 　　 1. 阿多法斯是正确评价炮兵武器机动性对炮兵武器的重要性的首批人物之一。他按三种不同任务组织他的炮兵：即攻城炮兵、团炮兵和野战炮兵。 　　 2. 作者认为火药的发明者不详。但是，英国修道士罗杰·培根在19世纪提出了最早的火药配方。有人宣称：在 　　培根以前若干世纪，火药已被当作烟火剂存在。 [ 译者注：根据《辞海》，在我国古代孙思邈(公元581-682)的著作《丹经》中早已有关于黑火药成分的记载。 ] 　　 3. 让·巴蒂斯特·德·格里博瓦尔是18世纪时法国炮兵的首席监察官。他对炮兵发展的主要贡献是在炮兵武器的组织和后勤供应上。 　　 4. 使迫击炮和一般火炮相区别的主要特征是迫击炮的射角总是在800密位或800密位以上。 　　 5. 就英国对火箭运用的关注来说，的确是由于1799年在围攻塞润巴坦时印度炮兵有效地运用火箭反击英军引起的。继后，威廉·康格列夫受命在英国研制火箭，这些火箭在19世纪前半期被成功地用于对法国、丹麦和美国的多次战争中。 　　 6. 旋转稳定式火箭是在19世纪首次使用的，如当时的赫尔火箭就是旋转稳定火箭。 　　 7. “速射”一词的原意为：与先前的火炮相比，火炮系统的射击速度至少应和前者完全一样。火炮系统在装弹和射击速度上的增加是通过使用带有点火部件的金属药筒，经炮尾装弹和使用配有效率较好后坐装置的火炮等创新措施取得的。 　　 8. 在19世纪后半期，火箭系统的使用日趋没落的主要原因在于在火炮设计和制造上的创新达到了使火箭系统已无多大竞争能力的程度；这些创新包括使用身管内刻膛线和效率较好的后坐装置。 　　 9. 塔泰格列是意大利数学家。在其著作《新科学》中他对弹道的形状提出了若干最早的著名论点。 　　 10. 最初的后膛装填火炮出现后又失宠的主要原因，在于当时的火炮制造技术无法解决火炮气密闭塞问题。继后，一当线膛火炮变成了现实课题，线膛火炮炮口装填的困难不能不逼使火炮设计师转向后膛装填。 　　 11. 在使用线膛步枪后，炮手比以往任何时候都更易受到远处的步枪火力的伤害。线膛步枪除了会诱使炮手把线膛原理直接移用到自己火炮上外，同时也突出了间瞄技术的重要性，如何使间瞄技术作为保护炮兵不受直瞄武器伤害的手段。 　　 12. 本杰明·罗宾斯是英国数学家兼工程师，他在19世纪发明了弹道摆并对弹丸飞行稳定性的某些基础理论起过促进作用。 　　 13. “堑壕榴弹炮”是堑壕迫击炮的另一通称。它源出于第一次世界大战。
第二章 　　 1. 在执行任务、选择最合适的炮兵武器时，弹丸重量、射程及精度、机动性和防护等因素的相对重要性往往是变化的或者相互矛盾的。某些主要任务在要求上总有区别，为完成这些具有不同要求的任务，现代炮兵不得不选用一种以上的间瞄武器。 　　 2. 近来由于提供夜间检测、观察的方法如雷达、像增强器、微光电视、热成像等有所改进，对使用照明弹的需求将日愈减小。 　　 3. 以改进弹药为基础，从而增大射程的两种主要办法是： 　　一、改进弹丸运载能力，也就是改进弹丸弹道系数； 　　二、为弹丸提供在发射后的某种形式的助推能力。 　　 4. “射程覆盖范围”一词是用来说明在以同一射角、不同初速射击时，间瞄系统在该射角上产生若干不同弹道的能力。 　　 5. 精度是把一组弹丸的平均弹着点放置到目标上对其放置准确度的量度。密集度是指在同一射角上从某炮发射若干弹丸，衡量该组弹丸围绕平均弹着点散布的尺度。 　　 6. 火炮防盾可为炮组成员提供有限程度的弹道防护。在火炮被用作直瞄火力时防盾的防护作用特别重要，但是从现在来看，把一般火炮用作直瞄火力的机会显然不大。防盾还有助于使炮组成员少受炮口冲击波超压的影响。但是，为适应空运要求，牵引火炮的重量将力求减小。这一倾向正迫使牵引火炮在将来可能不再配用防盾。 　　 7. “爆发射”一词是指火炮在交战的头10-20秒钟发射大量炮弹的能力。通过爆发射可使火炮在敌人采取规避动作以前给敌人造成大量伤亡。敌人伤亡越大、火力压制的效果就越持久。 　　 8. (1)增加弹重； 　　 (2)增大射程； 　　 (3)增大火炮对炮组成员提供的防护能力。 　　这三者都可能增加火炮重量，有损火炮机动性。 　　 9. 对于反击炮兵火力，下述诸措施可为火炮提供保护： 　　 (1)弹道防护； 　　 (2)疏散； 　　 (3)伪装和隐蔽； 　　 (4)构筑工事； 　　 (5)提高火炮机动性。
第三章 　　 1. 一般火炮只要口径为155毫米或155毫米以上，就能发射核弹头。 　　 2. 与自行火炮相比，牵引火炮有下述诸优点： 　　 (1)成本低； 　　 (2)具有空运能力； 　　 (3)相对说来结构比较简单。 　　 3. 就一般迫击炮而论，在尾翼稳定和旋转稳定中选用前者是基于下述诸理由： 　　 (1)使用旋转稳定，线膛炮管较重、较贵。 　　 (2)如果使用线膛炮管进行炮口装弹，在设计上有困难。 　　 (3)使用尾翼稳定，对弹药的强度要求比旋转稳定的低。 　　 (4)使用尾翼稳定可获得较高的射击速度。 　　 (5)不需用单独的击发装置。 　　 4. 通过火箭助推增大迫击炮射程具有下列缺点： 　　 (1)使迫击炮弹的炸药装载量或有效载荷量大为减小； 　　 (2)使迫击炮弹的精度降低； 　　 (3)使迫击炮弹的弹着密集度也有所降低。 　　 5. 在迫击炮系统中使用超音速初速，则： 　　 (1)需要更重的迫击炮； 　　 (2)迫击炮弹尾翼尺寸将加大到不可接受的程度； 　　 (3)可能需要使用旋转稳定式迫击炮弹，并为使用旋转稳定式迫击炮弹付出相应的代价。 　　 6. 由于迫击炮弹的弹道较高、弹丸飞行速度较低而且是带有尾翼的弹丸，因而非常容易被敌人侦察定位。为此，经常变换炮位是使迫击炮得到保护的一个重要措施。经常变换炮位就需使迫击炮具有很高机动性。 　　 7. 火炮： 　　 (1)由于火炮具有良好的精度、密集度、射程覆盖范围和具有可提供需要的持续射击速度的能力，所以最适宜作近接支援。 　　 (2)对于纵深支援任务，由于火炮具有的射程、弹丸有效载荷、射程覆盖范围和对硬目标的破坏能力等都嫌不足，因而它作用有限。但是，经过增程和使用经过改进的现代常规弹药，在执行纵深支援任务的能力上已经大有改善。 　　火箭： 　　 (1)由于在持续射击、射程覆盖范围、精度和密集度等性能方面有所不足，因而不适宜作近接支援任务。 　　 (2)按火箭的射程、战斗部有效载荷、能在短时间内发射猛烈的火力、面积覆盖能力和在运载子母弹药上的潜力而论，由火箭实施纵深支援任务是比较理想的。 　　 8. 加农榴弹炮和迫击炮的主要区别，在于前者的射角平时都小于800密位；迫击炮则不然，都大于800密位。正规的迫击炮多属滑膛炮，依靠炮口装弹且无后坐系统，这些也是两者的不同点。
第四章 　　 1. 在火炮中，除炮架或炮车外，炮身部分是火炮的另一个主要部件。 　　 2. 渐速膛线是指膛线斜率与炮膛轴线间的夹角关系是变化的，它们越到炮口该夹角越大。 　　 3. 口径是指不包括阳线深度的炮膛直径。 　　 4. 膛线深： 　　 (1)有利于增进膛线在膛内对弹头的制导能力； 　　 (2)有利于减小瞠线磨损的影响。 　　膛线浅： 　　 (1)使弹带易于嵌入膛线； 　　 (2)由于膛线浅在弹带上留下的刻痕也浅，从而可减小弹丸在飞行中的阻力。 　　 5. 射击时膛内运动大致是：首先，发射药点着，发射药燃烧，其燃速的增加将与压力的增加速度成正比。接着当压力达到弹丸启动压力后，弹丸开始运动。在弹丸开始运动后由于留在弹丸后边的火药气体占有的空间增加，从而使火药气体压力的增加速度减缓。当弹丸后边空间增加引起的压力损失与火药燃烧引起的压力增加相互抵销时，膛内便出现了最高膛压点。此后，即便是发射药已经燃尽，弹丸仍将继续加速，但加速的程度将逐渐减缓，直到弹丸飞出炮口出现减速时为止。 　　 6. 弹丸在膛内运动的整个阶段大致要消耗25-35%的火药装药产生的能量。 　　 7. 如果火药装药在膛内的“燃尽点”在身管中过于靠前，将出现下列诸问题： 　　 (1)炮口焰的出现机会增多； 　　 (2)火药装药燃烧不尽的可能性增大； 　　 (3)初速变化大； 　　 (4)有更大一段身管长度需要具有高强度。 　　 8. 对身管的主要特性要求包括： 　　 (1)须有较长的使用寿命； 　　 (2)强度足够； 　　 (3)刚度足够； 　　 (4)重量适中； 　　 (5)重心适中。 　　 9. 身管“梁强度”就是指身管须具有适当刚度以免身管由于自重下弯。在身管设计中主要依靠选取适当的身管外形以使身管不致因自重下弯。 　　 10. 身管重心的理想位置应尽可能靠近火炮耳轴。 　　 11. 解决身管炮口过重问题的措施包括： 　　 (1)使用补偿器； 　　 (2)使用配重； 　　 (3)调整在身管全长上的重量分布。 　　 12. 制造火炮身管的五种方法包括： 　　 (1)缠丝身管； 　　 (2)套筒身管； 　　 (3)组合身管； 　　 (4)单肉身管； 　　 (5)松装身管和松装衬管。 　　 13. 射击时作用在火炮身管上的五种不同形式的应力包括： 　　 (1)梁应力； 　　 (2)径向应力； 　　 (3)圆周应力； 　　 (4)纵向应力； 　　 (5)扭转应力。 　　 14. 扭转应力是指弹丸在膛内运动直到炮口的整个阶段，由于弹丸旋转施加在身管上的应力。它的作用方向与膛线缠度方向相反，使身管产生扭转。 　　 15. 这是一种施加预应力以处理身管的方法。它先在身管内膛施加内压力，使内膛表层金属伸展超过其弹性极限。内压消除后身管内膛表层金属将不再恢复其原形，但身管外层金属却力图恢复其原有尺寸，从而使内层金属承受压力。主要的自紧方式有液压自紧和挤压自紧两种。 　　 16. 采用自紧工艺主要有下述两个优点： 　　 (1)就某一给定射击应力论，采用自紧工艺后身管材料可选用价格低贱的低级牌号钢材； 　　 (2)可减轻身管重量。 　　 17. 自紧工艺有下列两种主要工艺途径： 　　 (1)液压自紧； 　　 (2)挤压自紧。 　　 18. 由于膛内高温、高压的火药气体的作用所引起的磨损叫烧蚀性磨损。 　　 19. 身管的磨擦磨损是由弹丸与炮膛间的磨擦产生的。 　　 20. 水冷式身管涉及的问题包括： 　　 (1)必须使水与炮膛保持密切接触； 　　 (2)必须使水保持循环； 　　 (3)必须具有蓄水箱； 　　 (4)必须具有蒸汽释放装置； 　　 (5)在空间、重量、成本和复杂性上都得付出一定代价。 　　 21. 火炮身管采用气冷的主要障碍是火炮身管的辐射面过小，不足以大量散热。 　　 22. 由于炮膛温度过高而引起的火药装药自行点着，这种现象叫“自燃”。 　　 23. 在解决身管疲劳问题上值得着重考虑的两个问题是： 　　 (1)估计火炮身管的疲劳寿命； 　　 (2)确定哪些钢材具有最佳的抑制疲劳裂纹的能力。 　　 24. 炮闩装置的主要功能有四个： 　　 (1)承受射击时火药气体后向的压力； 　　 (2)容纳击发装置； 　　 (3)提供气密(指后膛装填火炮)； 　　 (4)在速射火炮系统中支撑药筒； 　　 (5)在速射火炮系统提供抽筒手段。 　　 25. 炮闩装置的两大类型是： 　　 (1)螺式炮闩； 　　 (2)楔式炮闩。 　　 26. 在英语的火炮缩写词汇中“LBM(Loading Breech Mechanism)”一词表示闩柄。 　　 27. 在这里气密一词是指密封火炮的火药气体、阻止其从膛内漏泄的一种手段。在后膛装填火炮中，它依靠位于锥形座中的一个密封垫实现气密。密封垫由一个带有中心孔的螺杆和蘑菇头固定在螺式闩体上。射击时蘑菇头挤压在螺体前端的密封垫上，后者一膨胀就实现气密。在速射火炮系统中，是靠射击时药筒膨胀实现气密。 　　 28. 与楔式炮闩相比，螺式炮闩的优点在于： 　　 (1)重量轻； 　　 (2)无需用药筒实现气密。 　　缺点在于： 　　 (1)结构比较复杂，成本高； 　　 (2)操作速度缓慢； 　　 (3)在操作上不如楔式炮闩安全。 　　 29. 在楔式炮闩中，具有“多个止推面”的楔式炮闩的优点在于： 　　可使在炮尾环上的射击负载得到更好分布。 　　缺点在于： 　　 (1)要使所有止推表面都承受部分负载，必须要求准确加工止推表面，这将致使止推面加工困难； 　　 (2)成本较高。 　　 30. 在楔式炮闩中，对抽筒子的设计要求为： 　　 (1)抽筒子在最后的运动阶段中必须快速动作，以便把药筒安全地抛离炮位； 　　 (2)抽筒子不得有损药筒； 　　 (3)炮闩打开时，抽筒子本身不应有反跳现象； 　　 (4)在抽筒过程中，必须保持药筒与药室轴线一致； 　　 (5)抽筒子必须运动平稳、有力；抽筒子的初始运动必须较为缓慢。以使药筒退出。 　　 31. 击发装置有三种主要类型，即： 　　 (1)击发式； 　　 (2)电击发式； 　　 (3)击发及电击发式。 　　 32. 与击发机比较，电击发机有下列诸优点： 　　 (1)比较简单； 　　 (2)重量轻； 　　 (3)体积紧凑； 　　 (4)击发反应速度快； 　　 (5)作用可靠； 　　 (6)不易磨损。 　　 33. 排烟器的用途是阻止膛内烟雾进入乘员舱。弹丸后边的烟雾在沿膛内运动时被挤入蓄气室。弹丸射出后膛内压力下降，原来蓄气室里的烟雾将经倾斜的气孔再排入膛内，流向炮口。依靠这种排烟作用，将使残留在后面药室和炮膛内的任何烟雾被清除，并迫使它们经炮口流出。 　　 34. 炮口制退器的用途在于减少后坐能量。在弹丸后边运动的火药气体冲击炮口制退器的反射隔板，从而在反射隔板上，也是在炮身上施加一个与后坐方向相反的作用力。 　　 35. 因为每套反射隔板只能使到达该板的60%的火药气体折转。 　　 36. 一个具有100%效率的炮口制退器，其理论直径大致为25倍火炮口径。实际上目前使用的炮口制退器直径只有五倍或小于五倍火炮口径。 　　 37. 炮口制退器效率有三种表示方法：即总效率、实际效率和自由后坐效率。 　　 (1)总效率是指由于装上炮口制退器后火炮反后坐装置吸收后坐能量百分数减少程度的量度。 　　 (2)实际效率是指对炮口制退器重量影响进行修正后的总效率。 　　 (3)自由后坐效率是指配用炮口制退器后在火药气体作用下允许火炮自由后坐所达到的后坐能量百分数的减少程度的量度，其中包括对炮口制退器重量的修正。 　　 38. 如果在旧型号火炮上外加炮口制退器可能会出现以下各种问题： 　　 (1)添加炮口制退器后可能需要在耳轴后另加配重，以便火炮保持原设计计算范围内的平衡； 　　 (2)可能需要对初速、定起角、身管下垂等进行修正； 　　 (3)可能会出现炮口焰和炮口烟等遮障的问题； 　　 (4)可能会出现炮口冲击波的超压问题。 　　 39. 在配用炮口制退器后可能带来的主要缺点包括： 　　 (1)炮口焰、炮口烟等遮障问题； 　　 (2)火炮隐蔽问题； 　　 (3)炮口冲击波超压问题。 　　 40. 对人体而言，可能引起伤害的超压量级包括： 　　 (1)造成听觉损伤的超压量级，约2磅/平方英寸； 　　 (2)造成肺脏损伤的超压量级，约20-30磅/平方英寸。 　　 41. 在火炮射击时保护炮组成员免受炮口冲击波影响的几种措施包括： 　　 (1)戴用耳罩或耳塞，最多可使炮口冲击波超压衰减约35分贝； 　　 (2)使用防盾，但作用有限； 　　 (3)在炮口制退器上或者在它后边装一个或多个反射隔板使冲击波折离，但作用也有限。
第五章 　　 1. 射击时，炮车用轮子与地面接触；炮架则不然，射击时轮子收起或拆除，不与地面接触。炮架还可进一步分为机动炮架或自行炮架。 　　 2. 炮车或炮架上部结构的主要部件包括：上架、高低机、方向机和平衡机、摇架、反后坐装置和瞄准具。 　　 3. 火炮平衡机是用来平衡当火炮耳轴不在起落重量重心位置上所引起的不平衡力矩的。 　　 4. 摇架是指支承身管并内装反后坐装置的一个火炮部件。摇架由炮车或炮架上的上架支承。 　　 5. “复进”是火炮后坐过程中的一部分；身管后坐结束，“复进”开始；身管恢复其原来位置，“复进”结束。 　　 6. 对火炮稳定性具有决定性影响的若干主要火炮设计参数包括： 　　 (1)炮重； 　　 (2)大架的有效长度； 　　 (3)耳轴高度； 　　 (4)耳轴拉力。 　　 7. 在火炮射击稳定性讨论中，所谓“基本框图”就是指把火炮与地面接触的几个极点用直线联结起来所形成的包络图。如果火炮后坐方向线越出该基本框图，则后坐引起的翻转力矩将变得很严重。 　　 8. 按给定条件和数据可保证该火炮稳定性的后坐阻力的最大值为： 　　 　　 =(2000×160+5000×15)÷45 　　 =895000÷45 　　 =19888.9磅 　　 9. 如果在零射角处，在某给定后坐长度上，火炮在射击时稳定，则在高射角射击时火炮后坐长度还可以更短而无伤火炮稳定性。由于后坐长度缩短，后坐时间缩短，使逐发间可用于弹药装填的时间增长。 　　 10. 由于后坐部件重量增加，传给后坐部件的后坐能量将随之减小，从而使耳轴拉力也减小。 　　 11. 如果火炮后坐长度增加，作用在耳轴上拉力将减少。因为能量是作功的能力，功是力和力作用距离的乘积。后坐长度增加与它对应的耳轴拉力自然减小。 　　 12. 反后坐装置的两个主要部件是： 　　 (1)驻退机； 　　 (2)复进机。 　　 13. 复进控制装置是一种控制复进速度的装置。它通过使驻退机活塞在回到其原始位置时放慢速度以控制复进。 　　 14. 所谓“软后坐”是指这样一种后坐系统：它的后坐部件在复进过程中被卡在卡锁处，当火炮再次射击前该后坐部件被解脱再自行向前运动；在该后坐部件向前运动的同时，装药被点着。 　　 15. 软后坐系统的优点是： 　　 (1)火炮的后坐长较短； 　　 (2)火炮的发射速度较高； 　　 (3)火炮的耳轴拉力减小。 　　软后坐系统的缺点是： 　　 (1)必须为火炮瞎火提供专门措施； 　　 (2)准确地确定装药点火时间比较困难。 　　 16. 具有后装耳轴的火炮有下列优点： 　　 (1)它使大部分炮身部分都位于炮组成员工作区前边，使炮组成员具有较大的工作空间； 　　 (2)即便在高射角下装填弹药，也很容易； 　　 (3)减小对可变后坐的需要； 　　 (4)易于设计出具有360°全方向射角的火炮； 　　 (5)可降低火炮外形。 　　 17. 摇架紧定箍用于使摇架锁定在炮架底部结构上，使炮车或炮架在不平路面上行走时摇架能保持平衡，不晃动。 　　 18. 对某些火炮的方向射界加以限制是为了保证： 　　 (1)后坐方向线不超过基本框图外侧； 　　 (2)使火炮的后坐部件和方向机构不碰触炮车或炮架的底部结构。 　　 19. 直瞄射击是指：通过在火炮与目标间的直接通视器材捕捉目标时对目标进行的射击。 　　间瞄射击是指：在不能使用直接通视器材或不使用直接通视器材捕捉目标时对目标进行的射击。 　　瞄准是指为攻击目标而调整火炮方向和高低的过程。 　　 20. 偏流是指弹丸在飞行过程中产生的方向偏差，是由火炮膛线给弹丸的旋转力所引起的。 　　 21. 镜式瞄准具是指一个可对火炮耳轴不水平时进行修正的瞄准具。 　　 22. 各射击瞄准用角度：炮目高低角、高角、射角和定起角的含义见图说明： 　　其中：J为定起角， 　　 TE为高角， 　　 QE为射角， 　　 AS为炮目高低角。 　　 23. 所谓“提前量”就是指在直瞄射击任务中瞄准活动目标时在瞄准上的偏置距离或称前置距离，其中考虑到目标速度和目标运动方向。 　　 24. 组成炮架或炮车底部结构的主要部件和组件包括： 　　 (1)下架本体； 　　 (2)大架； 　　 (3)炮床和驻锄； 　　 (4)车轮和车轴； 　　 (5)悬挂和制动装置； 　　 (6)缓冲器。 　　 25. 现代火炮之所以不用单腿大架是因为单腿大架限制了火炮的高低或方向射界。 　　 26. 与闭架式大架相比，开架式大架有下述优点： 　　 (1)有较大的方向射界； 　　 (2)易于接近炮尾区域，炮组成员操作方便。 　　其缺点有： 　　 (1)大架较长，较重； 　　 (2)在对超过方向射界的目标进行射击时，使火炮重新定位比较困难。 　　 27. 平衡器具有连结关节的作用，是连结关节的另一名称。 　　 28. 在驻锄尺寸和形状方面的变化主要是由不同设计要求引起的。它们要求把各种射击应力传递到具有不同支承强度的各种土质的地面上。 　　 29. 大部分火炮炮车不具有悬挂系统。但英国轻型火炮是个例外。 　　 30. 机动炮架是一种靠轮子移动但不靠轮子射击的炮架。 　　 31. 在火炮射击时，为保护自行火炮悬挂系统不受损伤有时可采取使悬挂系统锁定的措施。
第六章 　　 1. 与一般火炮比较，迫击炮有下列各项主要特性： 　　 (1)具有滑膛身管； 　　 (2)无后坐装置； 　　 (3)射角限于800密位以上。 　　 2. 迫击炮的主要部件包括： 　　 (1)身管；   　　 (3)座板； 　　 (4)瞄准具。 　　 3. 稳炮射击是指保证使迫击炮座板牢固地稳座在地面上，以便在尔后的射击应力作用下使座板不再移动的一种方法。迫击炮是通过用高射角、大号装药预先发射一发或多发迫击炮弹后使座板稳坐地面的。 　　 4. 在迫击炮座板上添加气孔可防止座板下聚集的空气在迫击炮射击时形成弹性气垫和减少取出座板时地面对座板的吸力，使座板容易取出。 　　 5. 迫击炮身管的间隙是指身管内膛直径与迫击炮弹最大直径之差。 　　 6. 有些迫击炮身管使用散热片，以便为身管捉供更大散热面积。如果身管暴露在强风下散热片将具有更大效力。散热片有助于使身管温度保持在可工作状态。 　　 7. 迫击炮身管应足够短以保证装弹手取立姿时能从炮口安全地装弹。装弹手的高度和迫击炮弹的弹长是两个应考虑的主要因素。 　　 8. 在身管加工中采取的有助于减少身管磨损的两种生产工艺是： 　　 (1)搪磨内膛表面以除去膛面可能具有的任何不规正处； 　　 (2)内膛表面进行镀铬处理。 　　 9. 对迫击炮来说用击发装置取代固定击针或撞针可得到的好处有二： 　　 (1)在装弹后迫击炮弹可在任意时间发射； 　　 (2)有利于迅速响应火力呼唤，改善对预先计划目标的射击响应时间。 　　 10. 线膛迫击炮的缺点是： 　　 (1)成本高，结构复杂； 　　 (2)从炮口装填比较困难； 　　 (3)弹药昂贵； 　　 (4)往往需配用单独的击发装置； 　　 (5)发射速度缓慢。 　　后膛装填迫击炮的缺点是： 　　 (1)成本和复杂性高； 　　 (2)发射速度低； 　　 (3)在炮尾处装弹使操作不便； 　　 (4)需用击发装置。 　　 11. 采用混合型车载迫击炮系统的理由主要是因为专用车载迫击炮系统成本过高。混合型车载迫击炮系统往往是利用现有产品的折衷产物，可能不完全理想。但是，节约成本有时可能是考虑用混合型的理由。 　　 12. 手持式迫击炮的主要特点及其不足处是： 　　 (1)可单兵携带； 　　 (2)经济； 　　 (3)操作和制造简便； 　　 (4)射程近； 　　 (5)精度不高； 　　 (6)有时不带座板及瞄准装置。
第七章 　　 1. 使尾翼稳定火箭具有一定旋转力主要是为了减少由下述两个原因引起的弹着散布：其中一个原因是火箭具有的推力角偏差，另一个原因是由于火箭尾翼不正导致的不对称力。 　　 2. 无控火箭系统有下述诸主要部件： 　　 (1)战斗部(包括引信)； 　　 (2)火箭发动机(包括燃烧室和喷管)； 　　 (3)发射装置。 　　 3. 火箭在发射时承受的加速度不大。炮弹在射击时须承受很高加速度。因此，就火箭战斗部来说弹壁可以作得更薄一些，以腾出更多空间用于装载炸药之类的装填物。 　　 4. 火箭发动机燃烧时间短可减少由推力角偏差和地表横风引起的弹着偏差。除此以外，燃烧时间短，火箭发射时的加速度高还可减少发射装置需用的最小导轨长度。 　　 5. 火箭在精度和密集度上总是不如火炮的原因有下述四个： 　　 (1)火箭具有推力角偏差； 　　 (2)受地表横风影响； 　　 (3)受火箭推进剂燃烧速度的影响； 　　 (4)尾翼没放正。 　　 6. 表示火箭在导轨上的运行时间与导轨长度关系的表达式为： 　　其中：t=火箭在导轨上的运行时间 　　 S=导轨长度 　　 a=火箭的加速度 　　 7. 火箭发射装置的两种基本类型是： 　　 (1)零长发射装置：在零长发射装置中，火箭一开始运动就是使它摆脱发射装置的约束，通常它都用在制导武器上。 　　 (2)正长发射装置或称导轨发射装置：在正长发射装置中，它具有较长导轨，足以在开始加速后影响火箭的飞行。正长发射装置包括管式发射装置、斜轨发射装置和导轨发射装置。 　　 8. 收敛-扩散型喷管的主要关键尺寸包括： 　　 (1)喷管内侧斜面； 　　 (2)喷管外侧斜面； 　　 (3)喷管喉部。 　　 9. 无控火箭选用固体推进剂的理由包括： 　　 (1)可靠性好； 　　 (2)易于操作、处理； 　　 (3)火箭发动机设计简单。 　　 10. “经平直处理的推进剂”是一种含有添加剂以使推进剂燃烧速度更为平稳的推进剂。 　　 11. 在火箭高推力喷管设计中必须注意的问题包括： 　　 (1)在喷管关键尺寸处(喷管的内侧斜面、外侧斜面和喉部)必须使制作公差尽量精确； 　　 (2)喷管材料必须具有高溶点和良好的导热性； 　　 (3)喷管必须结实，足以承受火药气体的磨蚀。 　　 12. “翻倒”一词指发射时火箭头部下倾。这种现象存在于火箭前部已离导轨、无所支承，而后部尚留在导轨上由导轨制导。
第八章 　　 1. 尽管火炮目前可达到的射程已经超过在纵深相应距离上捕捉目标的能力，但是，火炮具有更远射程的能力仍然是火炮系统的一个重要特征。其理由是： 　　 (1)理想的炮兵武器系统的射程范围应超过敌人装备的相应武器系统的射程范围。 　　 (2)更远的射程可使指挥官在炮兵武器的部署和使用上具有更大灵活性。 　　 (3)具有更远射程的火炮系统由于发射位置靠纵深后方，易于保护。 　　 (4)可望远距离目标探测装置得到改进。 　　 2. 以改进弹药为基础的增大火炮射程的两种方法是： 　　 (1)使弹丸在发射后获得助推能力； 　　 (2)改进弹道系数。 　　 3. 弹道系数(Co)是测定空气阻力对弹丸影响的尺度。弹道系数Co值增大，弹丸的运载能力也提高。计算弹道系数的公式如下： 　　其中：M=弹丸质量； 　　 d=弹丸直径； 　　 x=弹形系数； 　　 σ=稳定系数。 　　 4. 155毫米杀伤爆破榴弹原本是设计来杀伤人员、摧毁轻型装甲目标的，因此对它们具有最佳效果。随着战场上硬目标数量的增多，杀伤爆破榴弹在许多战斗中的作用更不理想。而且这些硬目标的重要性可能迫使陆军采用对硬目标具有更佳摧毁能力的弹丸，并把摧毁硬目标作为对弹丸的基本性能要求。 　　 5. 炮射制导炮弹是一种适口径的用常规火炮发射的炮弹。在它的大部分飞行过程中都遵循常规惯性弹道，但是在飞行的最后阶段则具有被制导至目标的能力。在该最后阶段，炮弹将跟踪来自目标反射的激光能量。该激光能量是由前进观察员操纵的激光指示器，或由飞机、无人驾驶飞机等携带的激光指示器投射到目标上再反射回来的。 　　 6. 制导炮弹的“探测范围”或“弹着有效区”是指炮射制导炮弹在逼近目标时，弹丸可在其中机动以最后击中目标的地面范围。 　　 7. 在将来的炮射制导炮弹上，可能寻求的改进包括下列四个方面： 　　 (1)使射程更远； 　　 (2)不再使用外部指示器； 　　 (3)使弹丸设计得更轻、更短； 　　 (4)使战斗部具有更大的杀伤、摧毁能力。 　　 8. 使用液体发射药可能具有的四大好处是： 　　 (1)可增加火炮初速； 　　 (2)可降低火炮身管温度和身管磨损； 　　 (3)不再需用药包或者药筒； 　　 (4)可以提高射程覆盖范围。 　　 9. 随着自动数据处理系统在炮兵武器系统中应用的日益增加，它可能为炮兵武器系统提供的好处包括： 　　 (1)提高响应速度； 　　 (2)简化射击计划，增大在攻击目标过程中的灵活性； 　　 (3)改进数据存储和信息传递； 　　 (4)在系统的各个终端间使用数字通信联系，可为系统提供更好的保密功能，加快信息传递； 　　 (5)改进弹道计算的速度和精度； 　　 (6)可减少如弹药计算、地面部队位置表修订等大量的例行文书的工作量。 　　 10. 随着制导炮弹和由间瞄武器投放的子母弹药的使用日益增多，自行火炮的顶甲防护越发重要。 　　 11. 某些国家发展履带式装甲弹药补给车的两大理由是： 　　 (1)为满足在战斗中就地供应火炮使用弹药的需要，以加强对反击炮兵火力的防御。 　　 (2)为使弹药补给车辆的机动性与受补给武器系统的机动性相适应。 　　 12. 反击炮兵火力的威胁逼使火炮采取分散配置，频繁转移和迅速构筑工事等措施。分散配置和频繁转移都是与炮兵阵地需要的局部防御相矛盾的。