坦克炮管的寿命为什么只有几秒?:首先,你这么说也可以,只不过乍听起来有点“惊悚”。而且对于火炮身管寿命,我们平常也不这么说,一般只讲“某火炮身管使用寿
首先,你这么说也可以,只不过乍听起来有点“惊悚”。而且对于火炮身管寿命,我们平常也不这么说,一般只讲“某火炮身管使用寿命XX发”,比如说105mm坦克炮使用寿命500发这样子。另外对于身管武器寿命的判定和分类,还是比较复杂的,我们后面再讲。
▲德国莱茵金属Rh120“滑膛炮界的老司机”,120mm坦克炮
首先,我们需要知道“坦克炮身管寿命”的影响因素有哪些。在具体使用中,影响身管寿命的主要因素就是“发射过程中对身管内膛的破坏”,这些破坏主要由“发射时的热应力和化学作用、火药气体的冲刷和烧蚀作用,弹丸对膛壁的磨损作用”造成。无疑,坦克炮的工作条件相当恶劣和苛刻,而其内膛破坏的过程又十分复杂,到目前为止还没有精确而可靠的方法来分析其破坏过程。因此,坦克炮身管寿命基本上是在大量试验和实践基础上得出的“统计学”概念。
▲120mm坦克炮身管
回到题目本身,我们举个例子说明“坦克炮身管只有几秒钟”的说法从何而来,以俄罗斯的125mm炮为例,当其发射穿甲弹时有500发的使用寿命,炮口初速最高1600-1800米/秒,以其极限初速为考量,则炮弹在其身管内的平均速度为900米/秒。而其身管长度大约6米,打一发穿甲弹其在膛内待的时间大约是6÷900=0.0067秒,那么在其整个身管使用寿命期间打满500发穿甲弹,所有弹丸在身管内膛里的作用时间也就总共3.3秒左右。基本上,所有说坦克炮或者其他火炮身管寿命只有几秒钟的说法,都是这么来的,但是这种说法一来不够专业,二来这种寿命算法对于战术指标计量来说没有意义。
▲美国M1A1“艾布拉姆斯”主战坦克
因为前文我们已经说到,火炮身管寿命基本上是通过“试验”统计出来的,所以常用“某火炮身管寿命XX发”的说法;另外,用可发射XX发弹药来衡量其寿命,具有军事上的实际意义。例如,美国的M1A1主战坦克使用了德国莱茵金属Rh120滑膛炮,但是在后来自己改进生产时,由于受到镀铬工艺和火药配方的影响,该炮身管的使用寿命从1000发降低至500发。那么以一辆M1携带40发弹药计算,一根身管能够支撑该坦克超过10个弹药基数的使用需求,更何况现代坦克作战很难打完一个基数的弹药,要么已经完成任务,要么已经被摧毁。而如果坦克打满10个基数的弹药,也就早该去保养维护了,换个炮管啥的是应有之意。所以,从这个角度讲,坦克身管寿命500发,并不低,已经完全符合作战需求,你要是说身管寿命3秒,能衡量出来什么呢?
▲线膛炮内部情况
我们知道,身管是坦克的重要部件,而身管寿命又是火炮的关键指标之一,所以进行身管寿命试验是坦克全寿命管理的重要一环,而且是坦克定型试验必须考核的重要内容。我们常说的身管寿命一般是指“身管弹道寿命”(也叫身管烧蚀磨损寿命),是指其弹道性能下降到战术技术指标规定的允许值以下时,即可判定身管寿命终结,因此这并不意味着此时火炮身管已经发生断裂、开裂等肉眼可见的物理现象。
▲英国“挑战者II”主战坦克的线膛炮
那么“身管弹道寿命”判定终结的标准,不同的国家有所不同,我们仅大概讲述一下。在进行火炮身管寿命试验时,通常以全装药、常温弹在允许的最大发射速度条件下,进行循环射击,直到身管战术性能下降到允许值以下。一般判定的允许值为:1、炮口初速下降5-10%;2、立靶散布面积超过射表规定值的8倍;3、若为线膛炮使用的弹丸,其弹带全部削光、无膛线印痕;4、出现弹丸早炸、引信连续失效或者出现近弹等。
▲一些早期火炮身管寿命终结时的现象和判定标准
其实,坦克炮管使用寿命和坦克服役寿命是两个完全不同的概念,因为坦克在服役过程中不是时时刻刻都在运转,同理坦克炮也并不是时时刻刻都在发射炮弹。这就好比航空发动机与战斗机,战斗机肚子寿命可以长达几十年,我们国家上个世纪90年代末买的苏-27战斗机至今还在二线地区服役训练,但是其配套的航空发动机使用寿命却只有几千个小时。一个计算的是总得使用时间,一个计算的是时时刻刻使用的时间,后者自然会显得短很多。而且,无论是坦克的火炮还是战斗机的发动机都是可以更换的,使用寿命用完了,换一个就可以了。
坦克炮管寿命只有几秒的时间概念是根据炮弹发射次数,计算而来的。正常来说,炮管的使用寿命,是使用炮弹发射次数来计算的。比如,早期坦克火炮的发射次数大概是200次,发射一枚炮弹从点燃底火到离开炮膛花的时间大概是0.01-0.02秒,算下来炮管的寿命大概就在2-4秒之间。现代技术有所进步,坦克炮的发射次数提升到了400发左右,但算下来炮管寿命也仅仅在4-8秒之间。为什么火炮的炮管使用次数会只有400次左右呢?这和坦克炮钢材的炼制工艺,坦克炮管加工工艺和坦克炮管的使用环境有关。
现代坦克炮钢材一般采用电弧炉炼钢工艺,在石墨电极与炉料之间产生电弧,利用电弧热加热事先加在炉中的废钢,再对其成分进行调控,就能得到性能较为优秀的合金钢,用于坦克炮。▼这张照片就是电弧炉炼钢,图中绿色箭头为电弧炉内炉,用于盛放炼钢原料;橙色箭头为石墨电极,用于引燃电弧,是炼钢的热源;蓝色剪头是加料口,用于添加炼钢所需的各种材料。炼制出来的钢材性能好坏,很大程度决定着炮管的使用寿命。
钢材有了,接下来要做的是将钢材变成炮管。坦克炮管的加工工艺第一步是得到炮管粗样,也就是得到一根短粗外形的圆柱形钢锭。然后再将钢锭进行表面火焰处理,去除钢表面的氧化皮。氧化皮清除干净之后,送入旋转锻造设备,进行锻造,拉长使其内部变得致密,钢材组织变得均匀,进一步提升钢材性能的同时使其外形从短粗变为细长,初步具备炮管外形。
值得一提的是旋转锻造设备,这是重型工业加工设备,又称为曲柄摇杆式径向锻造机▲。它的工作过程是这样的,由电动机带动双拐偏心轴旋转,带动两侧杠杆往复运动,然后迫使摇杆摆动,带动固定在摇杆上的锤头做锻打运动,从而实现径向锻压。这种设备是战略级工业设备,是生产各类型火炮的必备加工设备,是各国严禁出口的重要工业设备。简而言之,陆地之王坦克可以卖,坦克核心部件炮可以卖,但是用于制造坦克炮的旋转锻造机是不可能卖的,因为重型工业加工设备是一个国家工业的命脉!
粗样经过拉长并根据尺寸截取之后,下一步就是机械加工了。首先是打孔,需要用的设备叫做镗床▼。工作原理很简单,固定好得到的钢“棍”以后,选择一端,以其圆心为基准,钻孔。这一步其实难度巨大,得到的钢“棍”经过锻造之后硬度非常高,对钻头要求非常高。同时,需要极高的加工精度,保证钻孔笔直。所有的动作和数据都要严格按照加工工艺。特别是钢“棍”要彻底夹紧,不能动,稍微动一下,这炮管就报废了,只能回炉重造。所以一般这一步都是由工厂里经验最丰富,手最稳的师傅来完成。一般这种人,都是工厂里的扫地僧,厂长也要敬三分。镗好后,就得到一根无缝钢管了。接下来要做的是热处理,也就是淬火。从微观来看,淬火是将其加热到钢的临界温度,这时,钢材的常温组织全部转变为奥氏体,这一步也称为奥氏体化。转变为奥氏体之后,将其浸入水或者油中快速冷却,使奥氏体转变为马氏体。马氏体是钢材各组织中,硬度最高的一种,转变为马氏体后,钢材硬度会急剧提升,耐磨性和强度也相应增强。这一步冷却非常关键,坦克炮的淬火冷却使用的是特殊的油,至于什么成分,就不得而知了。而且,淬火会使炮管内部的应力大幅增加,所以淬火之后还会有后续处理,调控内应力,一般是高温回火进行调制,或者是做去应力退火。不过后续调控不会立马进行,会在后面出现。
接下来就是精加工了,首先要做的是校直,将炮管尽可能的修到完全笔直,这一步直接决定着坦克炮发射精度。使用的设备叫做液压校直机,是一种精度要求非常高的精加工设备▼。图中1,6分别为主动回转中心和从动回转中心,这两个部件前端有个尖尖,将炮管两段顶住固定,然后有调速电机驱动,旋转起来。转起来后,与之配套的可动支撑测量装置5开始检测炮管旋转后侧面的全跳动量,然后配合从动旋转中心的光电装置检测炮管侧面的全跳动方向。当全跳动方向朝上时,停止转动并固定,冲头在计算机的控制下根据可动支撑检测装置5得到的全跳动量数据进行冲压,直到全跳动量为0。这时,炮管又开始旋转,重复上述过程,直到精度达标。
完全笔直的炮管得到后,进一步进行表面精加工。这一步也可以叫切削加工,因为炮管截面是圆,所以使用车床。这一步的目的是去除之前粗加工在炮管表面留下的各种油污,毛刺等杂质,进一步调控炮管内径尺寸,同时时其露出金属光泽。
露出金属光泽之后,再进一步深加工,使其内壁像镜面一样光滑。这一步完成后就是后续热处理了。淬火过后,炮管内应力很大,所以要进行回火处理或者去应力退火处理。这两把火其实过程差不多,都是加热后缓慢冷却到室温。区别在于,如果在淬火之前加热后缓慢冷却到室温叫做退火,如果在淬火之后加热后缓慢冷却叫回火。名字就不纠结了,总之这一步就是加热,然后缓慢冷却到室温。这样炮管内部化学成分均匀,晶粒细化,应力也被消除,综合性能得到提升,炮管寿命也提升。
具体原理,参考铁碳合金相图
炮管冷却后,要进行的是提升寿命的关键一步,叫做炮管自紧工艺,是继锻造后,有一部使其变得更为紧密的工序,也是提升炮管使用寿命的重要工序。这一步原理就是放到自紧设备中的使其均匀受压,不多说了。
自紧工艺后会再一次深加工,滑膛炮就变得光滑,线膛炮就用拉刀拉出膛线。然后要干的事情是检测!检测分为两步,第一部是外观。使用仪器或者火眼金睛观察有没有气孔,裂纹等各种加工缺陷。如果有,回炉重造。没有的话进行下一步,无损检测。
无损检测又是充满高科技的一步了。何为无损检测?顾名思义就是不损伤零件,检测其内部有无缺陷。无损检测的方法很多,主要由射线检测,原理和骨折拍X光差不多;超声检测,原理和做B超差不多;磁粉检测,利用磁性吸引磁粉,显示缺陷;液体渗透检测,利用渗透剂渗入缺陷,再用染色剂显示缺陷。前面两种可用于检测内部缺陷,后面两种则用于检测表面缺陷。一般来说,炮管这一步都是使用射线检测和超声检测,看其内部有没有缺陷。否则,炮管很有可能打着打着,变成这样▼。那么问题又来了,为什么有缺陷就会这样呢?因为有缺陷就会使炮管在缺陷处产生应力集中,缺陷处随着应力越来越大,到达裂开的临界值。这时,发射一枚炮弹,发射药爆炸产生产生巨大压力,缺口处应力突破临界值,然后缺陷剧烈扩大,于是炮管就开花了。
工艺最后再啰嗦一句,检测完就可以镀上一层铬,交付使用了。
炮管是在什么样的环境下工作呢?答案:高温高压。炮弹发射是利用发射药产生的高温高压火药燃气推动弹头高速沿着炮管发射出去。说白了,炮弹发射其实就是定向爆破,把弹头炸出去,所以每发射一次,炮管就内部炸药炸一次,被产生的火药燃气冲击一次。一般火炮的膛压可以达到几百兆帕,对炮管冲击巨大。为了提升炮管寿命,在制造过程中,进行了一步又一步的性能强化。但是钢材的性能极限就在这了,能扛住几百次的爆炸和冲击已经性能非常优秀了。
最后总结一句,一根400次寿命的炮管虽然换算成时间只有几秒,但其实能用非常久。而且真的战争来临,能够活到发射400枚炮弹的坦克可能并不多。
没错,一辆坦克生产出来,至少可以服役10年以上,但是炮管寿命却不足10秒。
二战时期坦克炮管寿命大约仅有2-3秒左右,现代锻造技术提高了,坦克的炮管的寿命也就7-8秒,还不到十秒。
图示:99A主战坦克
要知道一发炮弹在炮管中的时间仅仅不到0.02秒,二战时,坦克炮管寿命仅一两百发,这样炮管的寿命仅有2-3秒,现在随着锻造工艺的提升,发射破甲弹更是达到400发,这样算来炮管寿命也就8秒。
图示:芬兰瑞典联手造的双管坦克
这时读者也许会想,既然炮管寿命这么短,一辆坦克多配几根炮管不就好了嘛,双管坦克,甚至十管坦克。
火炮能力只是坦克一个性能指标,另外两个性能指标是机动能力和装甲防护能力。
增加炮管数量不仅会压缩内部空间,减少装弹量,还会使得机动能力和装甲防护能力下降,那样坦克上了战场不再是陆战之王,而会沦为肉鸡。
图示:炮管半成品
所以现在坦克普遍还是一根主炮管,只不过在炮管锻造方法上进行提升,实际上在和平年代坦克主炮管使用频率非常低,除了演习打几发,平时根本不用,离400发差远了。
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兔哥回答:坦克炮是所有火炮中技术难度最高的,这是因为坦克炮对于膛压要求高,坦克炮主要的使用目的是打坦克,或者说是穿甲深度,现在火炮依然是传统的化学能,因此只能通过提高坦克炮的初速度来提高穿甲深度,而高初速也必须依靠高膛压来实现,而高膛压自然会对炮管寿命产生不利影响,所以说,坦克炮的炮管寿命都短,通俗的说,就是用损失炮管寿命获得穿甲暴力的需要。
坦克炮和装甲防护就是矛与盾的较量,装甲越来越厚,就要求坦克炮的穿甲深度越来越强,毕竟坦克就是吃这碗饭的,如果做不到也就命运堪忧了。现在的坦克炮的初速度达到了约1800米/秒左右,并且还在追求中,要支持这个速度就需要高膛压,所谓的高膛压说通俗一点就是增加发射药,这对于坦克炮管的强度就提出了高要求。日本受德国豹2坦克炮的刺激,曾经把105毫米坦克炮增加到了120毫米,日本对于本国的钢铁技术是蛮自信的,结果一炮就把炮管炸成了雨伞支架状,后来日本怎么搞都是这样,只能购买德国的坦克炮技术,美国亦是如此,足见有多难。
坦克炮管的寿命用秒计算是怎么回事呢?坦克炮通常都有数百发以上的寿命,以德国豹2坦克为例,其120毫米坦克炮管寿命发射穿甲弹时超过500发的身管寿命,105毫米口径坦克炮管寿命更是达到1000发以上,穿甲弹是最费炮管的,破甲弹以及炮射导弹就节省炮管多了。一门坦克炮管使用寿命时间通常也就4~6秒左右,虽然这个结论很难让人理解,但这是真的,下面我们就算算。目前的120毫米、125毫米坦克炮炮管发射穿甲弹时,通常都能达到500发以上的射弹量,坦克炮管的长度基本是两种,一个是44倍口径身管,长5.28米左右,另外就是55倍口径身管长度约6.6米,我们按照初速1800米/秒计算,在炮管里的匀加速度按900米/秒计算,如果按6米长炮管计算,时间约1/150秒,这是一发炮弹在炮管里的运动时间。按500发计算,炮管寿命是3.35秒,1000发也只有6.7秒。
通过上面的计算可以看出,坦克炮的炮管寿命是很短暂的,这样的结果也不用担心,没有哪个坦克会连续打这么多炮弹,从技术角度来说也做不到。这个算法只不过是把炮弹在炮管里的停留时间加在一起而已。其实所有的化学能武器都是如此,炮(枪)管的寿命都不长。这也从侧面说明坦克炮的制造难度,目前,世界上能生产出合格坦克炮管的只有数家,即便是美、日等国家也都是德国的技术。坦克炮管的身管寿命是保密的,我们只能是推算,而且不同弹种炮管寿命也有差别,特别是坦克炮管的加工技术绝对是保密的,代表了一个国家的科技实力,因此,不用追究具体数据,能说明问题就好。
坦克炮管寿命和所发射的弹药以及炮管质量有关系,从弹药方面来说,穿甲弹弹头没有装药,硬生生的去击穿坦克的装甲,需要发射药把弹丸推送出去。说直白点就是靠发射药爆炸能量将弹丸崩出去,炮管要能抗住火药气体压力,否则就炸膛了。现在的坦克炮管的加工技术采用了电渣重熔内膛镀铬的自紧技术,获得了高初速。问题是装甲防护未来肯定会更加坚固,坦克炮总不能一直增加发射药吧,发射药增加即便炮管能扛住,寿命也会下降,炮管寿命有一个可以接受的数值,低于这个数值就定为不合格,总不能打百八十发就换炮管吧?
在坦克炮无法摆脱化学能的情况下,要获得更高的初速,只能是通过加大发射药动能,无论发射药怎么改进,目的也是加大膛压。而膛压的高度取决于火炮制造技术,达到一定数值,就只能另辟蹊径,这就是提高坦克炮的口径,通过增加口径实现穿甲深度,这是目前可以预见的措施。目前,德国、法国等国家都已经研制出了135毫米、140毫米坦克炮,就是解决这个问题。但不论如何,炮管的磨损和发射炮弹的数量有必然的联系,就目前的火炮技术而言,坦克炮管的使用寿命依然在数秒之间,不会有大的改变。(以上数据来源网络,仅供参考,不具备研究价值)
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我们经常能听见一些有趣的军事装备说法,比如,坦克炮的寿命以秒来计算,战斗机的发动机寿命以小时来计算等,听上去比较“吓人”,似乎这么一个先进的设备,放在那里动不动就坏掉了,其实事情完全不是这样的。
比如说,美国M1A2坦克的炮管寿命大概是3秒多,但是这个3秒钟的寿命,是他的使用时间,也就是炮弹在坦克炮里发射出去的时间,一般而言,现代坦克炮的初速是1300米/秒,炮弹在坦克炮内的飞行时间是0.006秒,3秒钟的寿命,都足够他发射500发炮弹了,是不是这么一说,又觉得他的寿命挺长了呢?
图为M1A2坦克,他的坦克炮是德国的RH-120坦克炮改进型。
其实,大部分第三代主战坦克的炮管寿命都是3秒多,不但北约坦克大量使用的德国莱茵研发的RH-120坦克炮是这样,俄罗斯的T-72、T-90坦克使用的2A-46M1坦克炮也是这样,我国的125毫米坦克炮也是差不多的水平。同理,我们常说的战斗机发动机寿命是3000小时、5000小时什么的,也是说他的使用时间,一架飞机的发动机一年恐怕最多也就运转200多小时,几千小时,都够他用10年了。
现代坦克炮是所有火炮中最重视炮弹速度、威力的,因为他们要承担在更远距离,穿透更强装甲的任务,因此坦克炮比一般的火炮要承受更高的膛压,因为只有高膛压,才能换来炮弹的高速度。高膛压怎么来的?让发射药在狭小的炮管内直接引爆,以巨大爆破威力产生的压力推出炮弹,每一次这样的发射,都相当于一次高烈度的定向爆破。
现代坦克需要的高膛压,主要是用来发射尾翼稳定脱壳穿甲弹,这种炮弹为了能够更好的利用膛压,他要在滑膛坦克炮内,使炮弹筒完全和炮管内膛贴合,发射后,基本只会射出带有外壳的穿甲体,出炮口的瞬间,外壳脱落,针状的穿甲体自己飞出,这样的运作极大的消耗坦克炮的寿命。因此,实战中一辆坦克也是肯定没有机会打完500发炮弹的。
图为英国挑战者2主战坦克的线膛炮,他是目前少有的使用线膛炮的坦克。
除非是世界大战规模的战争,否则,一般的现代局部战争,高强度装甲兵作战的时间,一般只有几个月。一辆坦克一般能携带40-60发炮弹,500发炮弹,够他打完10次全部炮弹的。资深军迷都知道,坦克是属于陆军的消耗性装备,一般打不完这么多炮弹,要么战争就结束了,要么自己已经被摧毁了。
再者,坦克是有固定的维护保养时间的,一般坦克炮的使用寿命还是长于履带、悬挂、发动机等动力系统的,一辆坦克在战场上,基本每周要维护一次,一个月就要进行一次维修,在某些大修中,即便是坦克炮还能使用,也会直接换掉,毕竟军队要考虑的是战斗力,而不是非要省钱,所以坦克炮很少有打完全寿命的。
和其他火炮武器,比如榴弹炮、加农炮、迫击炮等比起来,现代坦克炮的寿命算是很长了,因为其他类型的火炮一般不会用到坦克炮的高难度技术,他们的发射寿命基本上是100-200多发,相比来说,坦克炮能打500发已经非常先进。为什么坦克炮就能做到呢?因为即便不是出于寿命考虑,仅仅是简单的为了提高威力和膛压,他都要采用电弧炼钢、炮管自紧等技术。
图为炸膛的土耳其陆军M-60T主战坦克。
最后,坦克炮其实也很难真正用完寿命。这回倒不是说战争时间和维修保养了,我们即便是给一辆坦克高烈度战争的机会,让他有机会打完一门坦克炮所有的寿命,他也很难用完这个寿命,因为所谓的3秒钟寿命只是理论和大量测试得到的平均结果,一般而言,一门战场上的坦克炮不会有特别理想的使用环境,需要经受许多粗暴使用的考验,而且坦克炮一旦长期使用,内部必然出现小的裂痕,慢慢的就会裂开,变成炸膛。所以,我们经常看到实战中有坦克炮炸膛,有时候,炸膛时距离他的寿命还很远。
但是炸膛是很危险的,搞不好是要自毁的,他相当于在自己的坦克炮内引爆了炮弹,对坦克乘员是会造成一定杀伤的,即便是强烈的噪音和震动,也会让他们承受不住。所以实战中,还是不要尝试让一辆坦克打完他的炮管寿命,咱们还是能换就换,随时保障他处于完备的战斗力状态,这才是最关键的。
说坦克炮管寿命几秒,貌似有道理,实际上是哗众取宠的说法。
不只坦克炮的寿命,其他火炮、枪械的寿命都是按多少发计算的。比如,中国203榴弹炮射击寿命1000发以上;比如,81式自动步枪射击寿命15000发;再比如,俄军125坦克主炮炮管,发射穿甲弹寿命500发。
就是,坦克炮发射开始,炮弹飞离炮管的时间。坦克炮弹初速基本在每秒1000m/s以上的速度,一发炮弹飞离炮管时间也就1/300秒到1/150秒之间。
按这种算法,500到1000发炮弹飞离炮管的总时间,也就五到六秒时间。按这样算下来,大部分坦克炮、火炮、机枪、步枪的寿命也都在10秒以内。这样一说是不是很惊奇?是不是很意外?
其实这就是玩数字游戏,没什么实际意义。真实情况是,很多人打了好多年仗,也没打出去10000发子弹,大部分火炮没打够500发就退役了。那么坦克炮炮管一般设计寿命500发-1000发,是不是到了数就不能用了?
也不是就不能用了,就是有炸膛风险增加了而已。就跟汽车发动机一个道理,比如设计寿命30万公里,有人跑10万就报废了,有人跑到60万公里还好好的。只不过汽车发动机坏了,顶多把人扔路上;坦克炮炮管要是出问题就是要人命了。
不管坦克炮还是别的火炮,最要命的就是炸膛。其实,不一定要到寿命才炸膛,新炮也可能炸膛,这就是考验炮管的材料、工艺和技术了。话说“大炮一响,黄金万两”,实际是在大炮没响前就得花掉很多钱。火炮、坦克炮不起眼,但技术和材料都是高科技,很费钱。实际上,别看大炮已经有了一二百年了,直到现在,仍有大部分国家是制造不出来。
炮弹往前飞,靠的就是通过火药爆炸,火药的化学能转化为炮弹的动能。在火药爆炸那一瞬间,炮管要承受极高的温度和巨大压强,这就要求炮管既要耐高温、耐高压、耐磨损。另外还得在内外巨大温差下,保证足够韧性不开裂。这样的要求,注定不起眼炮管也是集中了很多黑科技。
主战坦克作为陆军的核心装备,其实其服役寿命一般都很长。服役期限在二十年甚至更长时间的主战坦克比比皆是。
像T55这种年过半百的坦克仍在叙利亚等战场上出现。作为坦克最重要、最核心的部件---主炮,它的寿命如何呢?
一般来说,我们在衡量火炮炮管或者枪械枪管的寿命时一般用“XXX发弹药”。周所周知,坦克主炮为了提高弹药初速度,其膛压非常高,因此无论式滑膛炮还是线膛炮,弹药在极高的速度下在炮管内运行时,对炮管的烧灼和侵蚀非常严重,这使得一般的坦克炮管寿命只有数百发,打过数百发后的炮管因为烧蚀严重而精度下降到不可接受的程度。
目前世界上综合性能最好的坦克主炮是德国的豹2系列使用的Rh-120系列滑膛炮,美国也用许可生产的方式将其装备在M1A2主战坦克上。该型炮使用炮管自紧工艺,内膛表面经镀铬硬化处理,从而提高了炮管的疲劳强度、磨损寿命和防腐蚀能力,使得炮管寿命达到650发。
相比之下,二战时那些怼天怼第的战列舰巨炮身管寿命只有200-300发,现代坦克炮的寿命已经算很长了。
至于题目中所说的坦克炮寿命只有几秒钟,虽然听起来有点惊悚,但是仔细一算其实还真不是夸张。
以豹2A6使用的55倍径的Rh-120滑膛炮来说,其炮管长度为55*120毫米=6.6米,以炮弹的炮口初速1750米/秒计算,每发炮弹在炮管中运行的时间为6.6/1750=0.003771秒,再乘以650发的总寿命数,其炮管寿命只有2.45秒!看起来威风凛凛的巨根,也是秒射的货色。
以这样的方法衡量,不但是坦克主炮,即便是看起来经久耐用的枪械,其枪管寿命也是以秒来计算。就拿M4卡宾枪来说,虽然其精锻枪管寿命可以达到1万2千发,但是考虑到其14.5英寸(368毫米)的枪管长度和约900米/秒的出膛速度,其枪管寿命只有区区4.5秒钟。
确实如此,一支炮管的寿命一般只有几秒钟。
可能有些人会有疑问,如果一支炮管的寿命只有几秒钟,那么军队这还怎么打仗了?
但是我这里告诉你,其实真正的炮管计算寿命的方法并不是以“时间”来计算的,而是以炮管所能够发射的最大数量的炮弹来计算的。
以我们国家目前最先进的主站坦克99A式为例子。
坦克炮管的长度一般为6m左右,而炮弹打出去的速度高达900m/s的速度,这就意味这一枚炮弹在炮管中的时间还不到0.06s,一般按照正常的炮管可以打出800-1000枚的炮弹,换算成时间大概就是6-8s。
因此这里所说的几秒钟,那是坦克持续发射导弹的炮管的寿命。在现实中更本就不会有这样的发射情况。
当然有人也许会质疑这回总该炮管的材料。
我认为这也更本就不需要质疑,因为国家做出来的战争利器,却对不会允许出现粗制滥造的情况的,一定式是使用里咱们国家最好的材料制作而成的。
坦克之所以能够成为陆地霸主,主要是因为它拥有可横扫一切的主炮。一款坦克先不先进,厉不厉害,主要取决于它所使用的坦克炮。所以,主炮也成为了坦克上最吸引外界注意的装备,很多人对各式坦克的主炮都有一定的了解。不过,可能很多人不知道的是,目前所有坦克炮都存在着“短命”这个问题,坦克炮的寿命极短,短到它的累计使用寿命只有5~8秒,部分坦克炮的寿命甚至只有3秒,超过这个时间后,坦克炮就会失去原有的设计性能,发射的炮弹精度大幅度下降,此时必须更换炮管后才能正常使用。 那么,坦克炮为何如此短命呢?其实,5~8秒是坦克炮的累计可使用时间。5~8秒看起来很短,似乎使用不了多少次。但实际上坦克炮发射炮弹时,炮弹的初速是非常高的,停留在炮管内的时间极短,大约只有百分之一秒。所以,坦克炮炮管寿命虽然只有5~8秒,但已经足以发射上百发、数百发炮弹了,按照发射炮弹的次数来算,坦克炮的炮管寿命就不算很短了。目前各国坦克炮炮管寿命要求各不相同,主要和各自的工艺水平、作战要求、使用习惯有关。德国莱茵金属公司研发的Rh120-L44、Rh120-L55型120毫米坦克炮综合性能不俗,寿命能达到650发。俄罗斯的2a46系列坦克炮比较粗糙,炮管寿命只有350发。英国“挑战者”系列坦克装备的是L11A5线膛炮,寿命约为400发。 目前通过采用高硬度致密镀铬炮管、改进炮弹火药配方等,让坦克炮寿命得到了进一步的提升。那么,各国是不是都在追求坦克炮炮管的更高寿命呢?答案恐怕是否定的。坦克炮一味地追求更高的使用寿命并不理智,会导致火炮生产、装备、训练成本水涨船高,不利于坦克的大规模装备和日常使用。 以美国为例,美国的M1A2系列主战坦克使用的是M256型(Rh120-L44的简化版)120毫米坦克炮,它的寿命指标并不算很高,只有500发左右。原本以美国的技术实力,有能力将其提升到600发以上。但是美军却有自己的看法,美军认为,按照一辆M1A2坦克携带40发炮弹来计算,M256型火炮已经足够坦克持续打光12个弹药基数的使用要求。而一辆坦克在打完12个弹药基数后,作战持续时间应该很长,整车也应该到了进行整体维修、保养的阶段。这样刚好可以在大规模维修保养时更换炮管,比较省钱省事,一般不会对作战产生什么严重制约。应该说,这种舍取还是比较合理的。
很多人第一眼看到这个命题,肯定会认为这是一个伪命题,毕竟大部分坦克在作战的时候,不可能随时随地更换炮管。如果炮管的寿命只有几秒钟,那么坦克又怎么能够在作战的时候持续发射炮弹的呢?实际上题主说的坦克炮管的使用寿命,指的是坦克炮弹从进入炮管到离开炮管的时间,乘以坦克发射的炮弹数量得出来的数据。现代坦克炮的出膛速度普遍超过每秒钟1000米,一些新型坦克的出膛速度甚至超过每秒钟1500米,按照加速度的公式计算,一枚坦克炮弹在炮管里面的时间不会超过0.01秒。
而一个正常的坦克炮管,大约能够发射500-1000枚炮弹,这样计算下来炮管的使用寿命也就只有几秒钟了。一般来说坦克在作战的时候只能携带40枚—50枚炮弹,坦克炮管能够发射500 枚炮弹,已经足够坦克进行十多次作战了。毕竟现代战争都是精准化的战争,坦克想要打完全部的炮弹并不容易,即使是二战时期的坦克,耶很难能够在战斗中打完最后一发炮弹。
坦克炮管的使用寿命比较短,主要有两个原因。第一个原因是坦克炮弹在发射的时候,需要采用高爆发射药进行推进,高爆发射药的推进能力比较强,但是却容易损伤到炮管,造成炮管受到一定的冲击力。长此以往,炮管就会发生小幅度的变形,甚至会出现一定程序的裂痕,为了避免炸膛的情况出现,当炮管出现这些问题的时候,就不得不更换炮管。
同时炮管发射的炮弹,会在炮管内进行加速,在火炮出膛的一刹那,炮弹的速度已经超过音速数倍。如此高的速度肯定会产生较大的热量和冲击力,同样也会对炮管本身产生一定的损毁,因此当炮管使用到一定寿命后,就必须要进行更换。实际上现在很多国家都在努力提升炮管的质量,提升炮管的使用寿命,毕竟炮管本身价值不菲,如果经常更换炮管,肯定会增加坦克的使用和维护成本。
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