本帖最后由 张麻子 于 2020-11-10 16:09 编辑 4 P, \) Z$ O7 t9 a5 V O7 F
I$ Z, p2 z7 ?主战坦克作为陆军的主力装备,其服役年限一般为20年至30年,坦克最重要、最核心的部分是坦克主炮。如果按时间计算坦克主炮的寿命,估计很多人可能不会相信,因为坦克主炮的使用寿命算起来也就是几秒钟的时间。
$ X2 o# m# ?( V/ Z; G! ^5 \4 o3 |* ~7 [/ G
7 [* k% j A$ n! S3 W: m4 ?7 M8 T
# o2 Y# o5 v5 t4 g 火炮身管的使用寿命与以下几个因素有关:3 x1 H0 O. Q; B! o! [$ m1 h
7 U9 K& G9 F+ ^, X8 G
发射弹药燃烧产生的温度,温度越高,身管寿命越短;弹头在身管运动的摩擦程度,摩擦越厉害,身管寿命越短;燃气的膛压越高,身管寿命越短;5 r3 i6 w& v9 N! d: U1 b9 i* T! a
% T J x1 [3 ?! P' D
- i4 ~2 P1 I7 i; D' a
* q# h/ X% D; ~+ L, A4 M 当炮管在规定参数下不足以支撑发射时,炮管宣告报废。坦克炮的炮弹比其他普通炮弹具有更大的动能,才能达到更大的穿透深度。装药量的增加意味着火炮膛内残余燃烧增多,膛压和初速增大,火炮膛内冲击磨损增大,这是造成坦克炮管寿命短的主要原因。
+ A! R" F, Y: p9 X' W6 u* v) H8 e
早期欧洲即便是冶炼技术比较发达的国家,比如德国、瑞典等,他们生产的坦克身管寿命也很难超过500发。同时期俄军125毫米坦克炮的身管寿命则要低一半左右,在发射榴弹和破甲弹时寿命为300发,发射穿甲弹寿命大概200发。
7 y6 r5 j1 [8 \( ~% I5 {2 _
. o3 q) n* w+ g# a3 w- {9 a1 c" @( C1 |' a
. L9 k! z0 m- u/ E. J
随着科技的进步,现代坦克炮内膛都采用了各种新工艺,比如电渣重熔内膛镀铬的自紧技术。俄军的125毫米主炮在发射穿甲弹时,寿命已经提高到500发,西方的105毫米及120毫米主炮发射穿甲弹都达到1000发。- [, n% Q( A* ?' K6 i
. C. n7 |+ R) c W |. F$ @
我们将坦克主炮的寿命假设以发射穿甲弹数量为标准,西方国家坦克主炮寿命一般要比俄式坦克主炮寿命高出一半左右。4 J' a7 }9 j: \, W3 i% ^1 V/ p/ X
( K8 V5 @/ W# V+ r# ?0 y火炮炮管制造是一门涉及多学科的系统工程。诸如炮钢材料选择与冶炼、电渣重熔、深孔加工、身管自紧、内膛加工等各个环节都是尖端前沿学科,将其整合在一起更是需要克服各种困难和挑战。2 z. Z% h- n5 |* [' k/ l
7 c/ R \+ L ^7 V; f" m0 h7 T Z# Y
比如在冶炼炮管钢材方面,国产制式火炮59-1型130毫米口径加农炮炮管,采用我国自主研发的"三相交流电弧炉"进行批量生产。这种电弧炉一次性可以熔炼25吨-50吨钢水,电弧温度达到了6000℃,可以充分保证搅拌均匀,保证钢材的成色。
7 R E+ F, z. z* q1 d6 O( ~4 a) k5 A2 c& h# c
. ^2 Y L7 r& m9 q3 d1 Y% J- G* D/ w7 {, U
▲三相交流电弧炉
% m0 q: S7 p* i+ k* D" c/ ~, g/ D$ `- W
在提纯的基础上,火炮炮管的稳定性也很关键。在开炮状态下,火炮炮管平均承受的温度普遍高达3000多度,同时还要应对数百兆帕压强。在急速射状态下,炮管内外会形成600多度温差。1 |7 ]. Y" Z* S8 _8 f# M
$ A5 W6 i% [8 V+ ?
质量不过关的炮管面对这种高温高压以及火药的烧蚀,很容易产生裂纹,不仅会影响到射程与精度,严重者甚至会炸膛。因此,包括美国、中国、俄罗斯等火炮研发大国,目前普遍采用电渣重熔与身管自紧技术,以保证火炮炮管的耐高强度作业性能。
9 g- _1 `5 @0 I8 s4 [$ K
6 \; R: u0 t' f: |6 h! L: K" v
7 g; l6 c9 i) U/ j% o, w4 ~6 ^5 v8 V" g8 w b
▲电渣重熔炉
( m5 K+ o' J% C. F; j
, Z/ ?# d$ M( i( \+ C现代火炮炮管的研发和生产对于材料、工艺有着极为严苛的标准要求,由于需要大量使用碳镍铬铂系合金钢材料,再加上炮用钢材的冶炼加工十分复杂,需要充分考虑抗高温、抗高压、抗磨损等各个技术环节,研发一款达到制式标准的炮管钢材普遍需要十多年的时间。* q$ z+ B4 w1 I) }2 l! ]' N
; n/ r. c* H1 _2 u5 G
目前,世界上最好的一体化坦克主炮是德国豹2系列坦克使用的莱茵金属rh-120系列滑膛炮,发射速度约为每秒1650米,身管长度5.3米,弹头加速时间为0.003秒,豹2坦克炮的设计使用寿命是650发,也就是说,德国豹2型坦克炮管使用两秒钟就会报废。5 ^1 K8 D1 g3 B/ _9 R/ e
# g* [) ]0 R, T9 c, z- y- k
6 P/ i$ R7 C* T3 q. a
[- }, |+ s. A+ N. K& K- t+ k ) G% n3 [: k& G8 ~% T
美国M1A2主战坦克也使用该系列的滑膛炮。该型炮采用炮管自紧工艺,内孔表面镀铬硬化,从而提高了炮管的抗疲劳强度、磨损寿命和防腐能力,使炮管寿命达到700发,但其炮管使用时间也是两三秒的事。6 ?' n( `& O* Q4 |3 | T/ P5 J5 L
& D7 ?& R4 _, `! t- V所以,火炮身管的使用寿命都是按发射的次数计算,按时间计算只有仅仅数秒钟。在1991年海湾战争中,英军第7装甲旅在“沙漠风暴”行动之前,其编制内约三分之一的“挑战者”坦克就在训练中打秃了膛线,而不得不紧急更换炮管。
2 Y* U" L$ O5 g# G& U$ r8 M6 r$ p% t R/ r* k0 f
: x# H4 d& G+ Y2 [$ a* R
* M6 c# Y/ |( t4 P- X 炮管能不能修复?据悉,中国兵器工业山东非金属材料研究所的“火炮身管内膛延寿修复材料技术”荣获2016年度国防科学技术进步二等奖。$ ?% E" Y, r) D$ f2 _+ O
# F& e& y: ^; f2 Y! A' ]
6 Y/ I2 {* S' p `4 v+ f& u/ r
# |) M$ ^0 I# U% D, D: l9 K 据该所发表的相关公开论文分析,其原理推测是一种纳米材料和润滑油脂混合物,在火炮炮管生产期间涂抹在炮管内部,射击前涂覆于弹丸表面,在高温高压火焰和炮弹高速摩擦下,迅速填补炮管烧蚀坑槽,并形成一层保护膜,这层保护隔膜可以有效缓解炮弹在炮膛中摩擦造成的损伤,大大延长了炮管的有效寿命。
3 m7 ~& p! ~7 ~; |, o4 {( b3 ^; F% l3 E* f7 [6 \
# _ N$ d C( I3 S2 t5 x6 n |