(1)对火炮结构总的要求
不管哪种火炮,在满足战术技术要求的前提下,其结构越简单越好,操作人员只需一般的训练就能在实战中进行操作。各机构应与人体尺寸、体力和生理特点相适应,减轻疲劳强度。符合人—机—环工程原则,尽可能减少操作、维修中不安全因素,特别是人的心理状态可能造成的潜在人为错误因素。
火炮结构是实现火炮功能的重要方面,应该满足以下具体要求:
①火炮能长时间准确地对目标发射具有一定射向和一定初速值的弹丸。
②火炮的射向应能随战斗需要轻便而迅速、准确地变化。
③火炮发射时,对其后坐能量要进行妥善的处理。
④火炮应具有轻便、灵活的瞄准结构、支撑机构、行走或运动机构,全炮的质量应小。
现有的各类火炮结构,在不同程度上体现了上述要求,这是前人智慧的结晶,也是启迪我们创新的基础。第二次世界大战以来,火炮系统的威力有很大提高,地面火炮发射的增程弹射程突破了50 km大关。但是,除电磁炮、电热炮、液体发射药火炮等新原理、新结构火炮外,火炮结构本身变化不大。
(2)火炮结构组成简介
为使读者能对火炮整体结构有初步的了解,现将地面火炮的结构组成简介如下。火炮通常由炮身和炮架两大部分组成,图2-36所示是牵引式火炮的一般结构图,其主要结构组成如表2-22所示。
图2-36 牵引式火炮的一般结构
1—炮口制退器;2—身管;3—摇架;4—平衡机;5—运动体;6—高低机;7—下架;8—上架;9—大架;10—方向机;11—炮闩;12—瞄准装置(瞄准具、瞄准镜);13—防盾;14—反后坐装置(驻退机、复进机)。
表2-22 牵引式火炮主要部件组合(www.daowen.com)
1)炮身部分
火炮炮身由身管、炮尾、炮闩和炮口装置等组成。
身管是炮身的主体,用来赋予弹丸初速和飞行方向。线膛炮身管使弹丸旋转以保持弹丸飞行的稳定,滑膛炮的弹丸一般不旋转。为保证炮身有足够的强度和纵向刚度,身管一般用镍铬钼系列的高级合金钢制造。
炮尾用来盛装炮闩并将身管与反后坐装置连成一体。
炮闩用来闭锁炮膛、击发炮弹和抽出发射后的药筒。现代火炮大都采用半自动炮闩。半自动炮闩一般为楔式,发射后借助炮身复进运动打开,装填炮弹后自动关闭,装填炮弹和发射均由人工完成。有的火炮采用自动炮闩。采用自动炮闩的火炮,开闩、装填、关闩和发射均利用炮身的后坐复进能量或从身管内导出的火药燃气能量来完成。自动炮闩多用于小口径高射炮、航空机关炮和舰炮。
炮口装置包括炮口制退器、炮口助推器、消焰器、炮口抽气装置等。炮口制退器利用火药燃气在后效期对它的作用,产生制止炮身后坐的冲量,以减小后坐能量。发射时,装在炮闩内的击针撞击炮弹底火,点燃发射药。发射药燃烧产生大量的燃气,压强一般为(3~4)×105kPa,推动弹丸以极大的加速度沿炮膛向前运动。弹丸离开炮口瞬间获得最大速度,并沿着给定弹道飞向目标。燃气推动弹丸向前运动的同时使炮身后坐。
2)炮架部分
火炮炮架是支撑炮身,赋予火炮不同使用状态的各种机构的总称,通过反后坐装置与炮身连接在一起。炮架由反后坐装置、摇架、上架、方向机、高低机、平衡机、瞄准装置、下架、大架和运动体等组成。
反后坐装置是将炮身与炮架构成弹性连接的装置,包括驻退机和复进机。驻退机用来消耗炮身后坐能量,使炮身后坐至一定距离而停止。复进机在炮身后坐时储存能量,后坐终止时使炮身重新回到发射前的位置。由于反后坐装置的缓冲作用,炮身传到炮架上的力仅为燃气作用于炮身轴向力(炮膛合力)的1/5~1/30。
摇架是炮身后坐复进的导轨,也是起落部分(包括炮身、反后坐装置和摇架)的主体。摇架以其耳轴装在上架上,借高低机做垂直转动;上架支撑着摇架,通过垂直轴与下架本体相连,是火炮回转部分在水平面内转动的中心;下架是全炮的基座,大架为开脚式,射击时与车轮一起构成全炮对于地面的支撑点,行军时两条大架并拢,作为机动车牵引火炮时的连杆;防盾是保护炮手和火炮免遭弹片伤害的板状构件。
在水平面上赋予炮身轴线方位角的机构叫方向机,在垂直平面上赋予炮身轴线俯仰角的机构称为高低机。高低机和方向机用于驱动炮身在高低和方向上转动,根据瞄准装置上所装定的射击诸元使炮身瞄向目标。高低机装在摇架和上架之间,方向机装在上架和下架之间。平衡机用于平衡起落部分在摇架耳轴前后的质量,使火炮做高低瞄准时轻便、平稳。
瞄准装置由瞄准具和瞄准镜组成,用来装定火炮射击诸元,供火炮实施瞄准。牵引式火炮的下架、大架和运动体,射击时支撑火炮,行军时作为炮车。
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