使用者:TUNGUSKA/滑膛炮
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發展歷程
早期發展及衰落
滑膛炮的起源非常之早,火藥發明並應用於軍事後不久,火炮類武器便應運而生,此時的火炮即為滑膛炮。
早期的滑膛炮由於炮管制造工藝和彈藥等問題,射擊精度和有效射程都難以保證。其發射的彈丸為球形,通常由鐵製成,質量不一,大者可達數百公斤,會因為馬格努斯效應導致彈着點與預想的發生很大偏差。
由於早期滑膛槍/炮的性能不佳,它們在線膛槍/炮誕生後很快就被取代。線膛炮的膛內刻有膛線,配套的錐形彈丸和炮膛貼合,不會發生漏氣影響炮彈,並在出膛時彈丸經過與膛線的摩擦發生自旋,保證了侵徹力、彈道性能和精度。線膛武器誕生後,滑膛主要用在迫擊炮和無坐力炮上。
再度崛起
隨着使用時間的推移,線膛炮的缺點逐漸顯露出來。首先破甲彈的射流會受到自旋的影響,在線膛炮上使用不經過調整的破甲彈會使得破甲能力大打折扣。另外至於動能彈方面,由於要追求高長徑比以增強穿甲威力,但若炮彈的長徑比大於1:7的話,會因彈體沒有足夠的直徑儲存角動量以維持穩定飛行的旋轉姿態,導致炮彈的精度和穩定性大幅下降。更重要的是,膛線會因為與彈丸的摩擦產生磨損,磨損的膛線會嚴重影響彈道性能,炮管使用壽命不佳。
因此滑膛炮便被重新研究,最終經過蘇聯人之手,滑膛炮得到了質的飛越。世界上首款滑膛坦克炮是T-62坦克使用的2A20(U-5TS)主炮,口徑115mm。它使用的是蘇聯人從英國發明的脫殼穿甲彈(APDS)優化改進而來的尾翼穩定脫殼穿甲彈(APFSDS),這種炮彈擁有比傳統穿甲彈更高的穿甲性能,飛行速度和彈道穩定性也更好,是日後各國主戰坦克的主力彈種。除此之外也能發射配套的尾翼穩定破甲彈(HEATFS)以及尾翼穩定榴彈(HEFS)。
與線膛炮相比,現代滑膛炮不需要膛線,使用遠高於線膛炮的膛壓來將炮彈打出。對於早期滑膛炮漏氣的問題,現代滑膛炮的解決方法是在炮彈外部加裝了一個彈托,使得炮彈完全貼合炮膛從而不會發生漏氣影響彈道。滑膛炮使用的炮彈都在尾部增設了穩定尾翼,保證彈頭在沒有膛線作用下的穩定性。並且滑膛炮在製造時不需要跟線膛炮一樣加工膛線,因此身管內部的應力並未遭到多少破壞,使得其在高膛壓的使用環境下壽命遠高於線膛炮。
需要注意的是,滑膛炮發射的炮彈其實並不是完全的靜止飛行。穩定尾翼都有一定的角度,目的是讓炮彈在飛行過程中依靠尾翼的不對稱起旋,利用陀螺效應在一定程度上穩定炮彈的飛行軌跡。但其轉速極低(只有大約200轉/分),遠低於線膛炮炮彈上萬的轉速,穩定效果主要還是由穩定尾翼提供。
裝備現狀
除英國及印度外,現代絕大多數國家的主戰坦克均使用滑膛炮作為主炮。其中以美國為代表的北約國家採用的滑膛炮主流口徑為120mm,而蘇聯/俄羅斯和中國等另一方國家主要採用口徑為125mm的滑膛炮。
北約
德國在1979年研發並製造出了經典的Rh-120/L44滑膛炮,此後北約各國便開始採用這一型號的主炮,最終成為除了法國以及仍使用蘇制軍備的國家之外大多數成員國的制式裝備。
- M1艾布拉姆斯(美國):從M1A1開始用M256滑膛炮(德國授權美國生產的Rh-120/L44)替換原本的M68A1線膛炮(美國結合自產炮閂的L7),後續型號也依然在使用M256,其配套的M829A1/2/3/4系列貧鈾APFSDS令120mm滑膛炮的穿深上升到了新高度。
鈾的熔點為1133攝氏度,由於其物理特性,30長徑比、10MJ動能的美制貧鈾合金穿甲彈如果速度達到1750m/s以上,那麼其引以為傲的自銳性就會急劇下降,同樣速度下其侵徹性能會弱於材料熔點和剛性更高的鎢合金穿甲彈。所以在其他國家都開始換裝炮彈初速更快的55倍徑萊茵主炮之時,美軍仍堅持使用手上那門初速較低的44倍徑炮。 - 豹2(德國):豹2系列從初期型號就開始使用Rh-120/L44,炮管壽命約為650發。從豹2A6開始換裝了55倍徑的Rh-120滑膛炮,其既可以發射原L44的彈藥,也可使用專為其製造的DM53尾翼穩定脫殼穿甲彈,炮口初速可以達到1750m/s的超高速;最新型的DM63穿甲彈在DM53的基礎上經過了調整,以初速略微下降為代價,換來了更優秀的彈道性能和更高的侵徹力。
- 公羊(意大利):「公羊」主戰坦克使用的是Rh-120/L44的意大利改進版本,其炮管強度增加以延長使用壽命。
日韓
日本和韓國使用的也是Rh-120系列滑膛炮及其衍生型號。
- 90/10式:90式使用的主炮為Rh-120/L44的授權生產版,配有尾倉自動裝彈機,使用同樣由德國授權生產的彈藥。10式的主炮是日本制鋼所基於Rh-120/L44自行研發的120mm滑膛炮。
- K1/K2:從K1A1開始換裝120mm M256主炮,韓國軍方代號為KM256。K2則使用了基於Rh-120/L55研發的滑膛炮,配有自動裝彈機。
法國
與其他北約成員國不同,法國使用的是GIAT集團生產的CN120-26/52 F1滑膛炮,這款52倍徑的滑膛炮在萊茵金屬L/55型120mm炮出現之前幾乎是北約陣營內最具威力的滑膛炮。
其與眾多東西方國家裝備的滑膛炮不同的是,這款120mm滑膛炮沒有在炮管中部加裝主流的引射式抽氣裝置(也就是現在常見的炮管中部更粗的一段)。引射式抽氣裝置的原理是利用發射炮彈的過程中在膛內產生的正負壓強來將發射煙從炮口吐出,雖然它可以保證射擊後炮閂開啟時不會有煙氣回到戰鬥室影響車組乘員,但由於其在開炮瞬間需要吸收一定的能量用來排出發射煙,這就使得炮彈的膛壓會相應的降低一部分,影響炮口初速,因而取消該設備可以有效提升彈丸的動能加大膛壓。
法國採用的是壓縮空氣吹氣裝置,開炮後從炮尾將空氣噴入炮膛,將發射煙從炮口排出的同時起到冷卻炮管的作用,但該裝置體積大、結構複雜,使得這套滑膛炮的造價極為昂貴,維護成本也比其他國家的坦克炮高出不少。
- AMX-32:AMX-30B2的升級型號,120mm版本裝備主炮的型號為CN120-25 G-1。原計劃用於出口,但最終未能得到訂單。
- AMX-40:該型主戰坦克的主炮型號同樣為CN120-25 G-1。最終因為各種原因停止生產,只有兩輛原型車存留。
- AMX-56 「Leclerc」勒克萊爾:採用大量尖端科技因而造價達到驚人的1000萬美元,法國人自豪地稱其為「全球第一種第四代主戰坦克」,有「行走的電腦」之稱,其主炮配有自動裝彈機,為直推式,位於炮塔尾艙,帶有泄壓閥。
以色列
以色列使用的120mm/L44主炮經常會跟Rh-120/L44混淆,但其實兩者並沒有直接聯繫。IMI 120mm系列坦克炮為以色列軍事工業於1983年到1988年間自主研發的產物。
其有兩種版本:第一種是MG251,配有由威世科技所研發的熱套筒,並且配有排煙器,可在不干擾實際的套筒的情況以下進行維護,由於設計上跟Rh-120有出入,所以炮彈不能與Rh-120通用,只能使用自產的120mm滑膛炮炮彈;另一種是MG253,採用由維高工業公司所研發的熱套管和新型的壓縮氣體緩衝系統,並且經過了優化使得其可以在應急情況下發射Rh-120的炮彈。兩種主炮均可發射「拉哈特」炮射反坦克導彈。
- 梅卡瓦:從Mk III型開始換裝120mm炮。Mk III使用MG251主炮,Mk IV則是MG253。
蘇聯/俄羅斯
因為仍然對2A20主炮的性能感到不滿意,加之西方坦克的L7 105mm坦克炮的改進型性能已經占優勢,蘇聯軍方便進一步進行坦克主炮的研究,最終製造出了2A26(D-81) 125mm滑膛炮,但是2A26是由122mm線膛炮改進而來,身管厚度較薄導致其極易在惡劣天氣下發生形變使得精度下降甚至無法使用。所以蘇聯在之後重新研發了更先進的2A46系列主炮,由於其不俗的性能,蘇聯的各型主戰坦克在之後都裝備該系列主炮。
這一系列主炮採用的是與北約主炮不同的分裝藥設計,即發射藥與彈頭分開裝填,由於125mm滑膛炮彈體積和重量較大,加之安裝改型主炮的主戰坦克普遍車身內部空間狹小,無法設置裝填手一職,導致人工裝填十分不現實,因此蘇聯為安裝該型主炮的主戰坦克配有自動裝彈機,裝彈機為轉盤型,位於炮塔正下方,通過旋轉將選定彈藥送至炮閂後側下方。
該型裝彈機有兩種主要形態。第一種是由哈爾科夫廠(即設計T-64的設計局)設計,配備於T-64,T-80系列主戰坦克上,裝彈機內容量為28發,彈頭垂直放置於裝彈機內,發射藥水平放置於底部,每一組發射藥與彈頭為一發,這種設計讓裝彈機能在一次推彈動作中即可將發射藥和彈頭一起推入炮閂;第二種為下塔吉爾廠(即設計T-72的設計局)設計,配備於T-72,T-90系列主戰坦克上,容量為22發,其彈頭和發射藥均水平放置於裝彈機內,成組布置,由於彈頭和發射藥是分兩次推入炮閂,使得其整體裝填速度低於哈爾科夫廠的裝彈機,但是在可靠性以及安全性等方面卻更勝一籌。
兩型裝彈機平均裝填速度為7.1~15秒一發,如裝填的彈藥與上一發屬於不同彈種,則裝彈機需要旋轉更長時間來找到指定彈藥,裝填時間會有所增加,反之,如連續發射相同類型彈藥,則無需大幅度旋轉,裝填時間可以減少至5秒左右。據稱,俄羅斯新型T-14主戰坦克雖仍採用轉盤式裝彈機,但由於是無人炮塔,因此自動裝彈機擁有更大的安裝空間,其彈藥從前代的分裝彈改為整裝彈,彈藥垂直放置在環形裝彈機內,裝填時由機械臂將彈藥夾起至水平再推入炮膛,其應用的新型APFSDS彈芯長度達到了900mm,官方聲稱2000米垂直穿深可以達到1000mm均質鋼裝甲,具體真實性有待考證。
分裝藥的炮彈在早期一直面臨着彈芯長度較短使得穿深難以有效提升的問題,後環形自動裝彈機被改進,座圈被擴大,使其可以發射包裹貧鈾彈芯的長杆尾翼穩定脫殼穿甲彈,代表型為3BM32,3BM50/60等,主要應用在俄羅斯現役的T-90系列主戰坦克上。
不少使用蘇制軍備的其他國家仍在使用這幾種型號的滑膛炮以及它的改進型。例如烏克蘭在俄羅斯T-80主戰坦克基礎上改進而來的T-84「堡壘」主戰坦克,裝備的KBA-3 125mm滑膛炮就是基於2A46M研發,而根據T-84M「堡壘」發展而來的T-84"Yatagan"則換裝了烏克蘭自主研發的KBM-2型120mm滑膛炮,可使用北約通用120mm滑膛炮彈。
代表型號——
- T-64:早期的T-64仍裝備115mm滑膛炮,直到T-64A才換裝了2A26滑膛炮,T-64A 1976年型更換為2A46-1主炮,此後的T-64使用的都是2A46的各種改型。
- T-72:初期的實驗型號裝備2A26M-2主炮,從T-72A開始的正式型號使用的均為2A46M系列。
- T-80:使用的均為2A46M系列主炮。
- T-90:T-72BU的衍生型,使用與T-72BU一樣的2A46M系列主炮。最新型主炮是2A46M-5,最新的T-90M第三型可以搭載T-14的2A82M-1主炮。
- T-14「阿瑪塔/艦隊」:俄羅斯最新研發的主戰坦克,採用新型2A82 1-M 125mm滑膛炮,因採用無人炮塔,因此取消了炮身中段的抽煙器,炮口初速大有提高。
中國
因為師承蘇聯,中國軍隊在現役主戰坦克上使用的125mm滑膛炮與2A46M-1非常相似,但經過了不少的改造和調整,已經與原版有很大的不同,原型的ZPT-98滑膛炮為48倍徑與原型2A46M相同,後加長到50倍徑。配以自行研發的新型尾翼穩定脫殼穿甲彈,穿深已經有大幅度提高,其彈芯長度比達到30:1。
- ZTZ-96/99:均裝備125mm滑膛炮,96系列裝備的是88C型,99系列是ZPT-98。這幾款主炮由中國改進自蘇聯2A46系列的滑膛炮,無論在製造工藝和彈藥性能上都有了極大提高,99一期和二期裝備48倍徑主炮,99A則換裝50倍徑主炮,據悉,99A主戰坦克配發的三期彈(APFSDS)穿深已經達到1000mm RHA以上。
- 59-125:裝備125mm主炮的59式中型坦克的改進型之一,但由於火炮口徑擴大使得原本不寬裕的車內空間更加擁擠,人機工效過低,彈藥幾乎無法存放,計劃最終流產。
- PTZ-89:裝備120mm 52倍徑滑膛炮,這門炮原本計劃裝備第二代主戰坦克,但後因二代坦克計劃流產,轉而發展成為反坦克炮,可以通用北約120mm坦克炮彈藥,其設計足以在4800m外擊穿T-72A的首上主裝甲,該炮也為後來國產125mm滑膛炮提供了諸多技術儲備。
未來發展
隨着裝備技術的進步,各國逐漸開始着手研發新一代主戰坦克即「第四代主戰坦克」,同時在現有的第三代主戰坦克上不斷進行升級,火控方面,部分國家正有為深度改進的第三代和新四代主戰坦克裝備口徑更大的滑膛炮,例如北約有計劃的140mm/130mm滑膛炮,以及俄羅斯在未來可能為T-14主戰坦克換裝的152mm滑膛炮,另有其他不同的新型滑膛炮有待論證研發。
在ACGN作品中的出現
由於大多數現代坦克使用的是滑膛炮,凡是涉及到現代戰爭題材的作品中滑膛炮都必定會出現在(除英國外的)主戰坦克上,在有些作品中甚至會出現魔改的安裝了數門滑膛炮的戰車。
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