第二章 坦克武器系统
一、坦克炮
主战坦克的坦克炮(图2-1)应能满足下列要求:射程远,首发命中率高,穿甲能力强,能对付复合装甲等。
图2-1 坦克炮
自从坦克使用火炮以来,通常采用长身管、发射普通炮弹的加农炮。但美国在M60A2坦克上采用了可发射“橡树棍”反坦克导弹及常规炮弹的152mm口径短身管两用炮,以色列在“梅卡瓦”MK4主战坦克上采用120mm口径两用炮,俄罗斯更是在T-90等几个车型上使用了125mm口径可发射导弹及常规炮弹滑膛两用炮。目前,世界上著名的主战坦克炮口径为120~125mm,直射距离为2~3km,最大可达4km,并且采用两用炮还有扩大的趋势。
(一)特征
坦克炮与其他类型火炮相比,具有以下特点。
1.性能与结构
①膛压高、弹丸初速大、反后坐力装置阻力大且结构紧凑。
②身管采用电渣重熔真空冶炼、自紧工艺、内膛镀铬方法制造,身管上有抽气装置并装有隔热护套。
③采用稳定装置,装有防危板和自动闭锁器,多数坦克炮还装有自动装弹机。
④具有环形射界,但高低射界较小。
2.大多数坦克炮为滑膛炮
线膛炮(图2-2)发射的弹丸,弹丸是利用自身旋转的方式来稳定其空中的飞行姿态;而滑膛炮发射的弹丸,弹丸是借助其尾翼产生的低速转动来稳定其空中的飞行姿态。除英国“挑战者”和印度“阿琼”主战坦克使用了线膛炮外,其余坦克均使用滑膛炮。目前,国外出现了在线膛炮弹丸前部安装一个驱动带后,可在滑膛炮上发射线膛炮弹的技术。滑膛炮与线膛炮相比有以下特点。
图2-2 105mm坦克线膛炮
(1)结构性能好且使用寿命长 线膛炮阳线(加工深度为0.9~1.8mm)底部应力系数为2.7~3.9,在火炮发射后膛线底部刻槽易出现裂纹。滑膛炮因无膛线而不产生切口应力,内膛表面比线膛炮小30%,因此发射热应力也相对比较小,弹丸弹带压力小,相应身管内膛磨损也比较小。同时,身管采用自紧工艺和内膛镀铬后,在同等条件下使用寿命比线膛炮长约两倍。
(2)射击精度高 线膛炮受发射角、弹丸旋转不稳定、炮口很快出现的磨损现象等因素的影响,射击精度会逐渐下降。而滑膛炮射击精度在一段时间内几乎不变。
(3)可提高动能弹威力 线膛炮动能弹最大长径比为6:l,而滑膛炮可达20:l,该比值越大越有利于提高动能弹的初速。在口径和弹形相同的比较射击中,滑膛炮比线膛炮初速高1.5%。
(4)生产工艺简单,因不加工膛线而使生产成本低。
(二)构造
某型号坦克炮如图2-3所示,主要由炮身、热护套、炮闩、摇架、反后坐装置、抛壳机、高低机、高低水准器等部分组成。三种常见口径的坦克炮如图2-4所示。
图2-3 某型号坦克炮
图2-4 三种常见口径的坦克炮
1.炮身
(1)功用 在火药气体的作用下,赋予弹丸一定的运动速度和飞行方向。
(2)构造 炮身由身管、抽气装置、炮尾和连接筒组成,如图2-5所示。
图2-5 炮身的构造
身管 采用高强度钢、自紧工艺处理、内膛表面镀铬方法制造。发射寿命大于500发。身管内分为药室和直膛两部分。药室用于装填炮弹,直膛用于赋予弹丸速度和方向。身管前端面(即炮口)上刻制的十字线用于校正瞄准零线时使用。
抽气装置 位于身管中前部,由身管单排上八个前倾式喷气孔、钢制储气筒和固定零件等组成。其作用是抽出火炮发射时残留在身管内的部分火药气体,降低火炮开闩时进入车内的火药气体,以减少有害气体对乘员的危害和避免炮尾焰的产生;同时迅速扩散炮口前火药气体,以免影响乘员对战场的观察。
抽气装置工作原理如图2-6所示,当火炮发射的弹丸经过喷气孔时,部分高压火药气体经斜孔进入储气筒,使储气筒内气压升高;当弹丸飞出炮口后,炮膛内压力急速下降,这时储气筒内高压火药气便由八个喷孔向外冲出,并在喷孔出口的后方形成低压区,从而将炮膛内残存的部分发射气体引射出炮膛外。
图2-6 抽气装置工作原理
炮尾 用于安装炮闩各零件、固定半自动装置、连接身管和反后坐装置的驻退杆和复进杆及冲爪、吊杆座等。炮尾上的闩体室供闩体开、关闩时左右移动。吊杆座用于行军时使用吊杆和插销来固定火炮。
连接筒 往身管装入炮尾后,用连接筒的外螺纹拧入炮尾而将身管轴向固定。同时使用驻板卡在螺纹末端齿槽内防止射击时炮身转动。
2.热护套
20世纪60年代英、法坦克首先采用热护套。火炮身管外安装热护套后,火炮的弹着点散布值可降至无热护套时的39%。
3.炮闩
(1)功用 用于火炮发射时闭锁炮膛、击发炮弹底火和发射后抽出药筒。
(2)构造 炮闩由闭锁装置、击发装置、发射装置、保险装置、复拨器、半自动开关闩装置、抽筒装置和装弹盘总成等部分组成。
4.摇架
固定和组装炮身、反后坐装置等构件,为炮身后坐与复进提供运动方向,用炮耳轴配合炮控系统中部件或高低机赋予火炮高低射角,以及经炮耳轴将火炮装在炮塔上。
5.反后坐装置
(1)功用 消耗火炮发射时大部分后坐动能,后坐结束后再使火炮平稳回复到原位。
(2)构造 反后坐装置由驻退机和复进机组成。驻退筒和复进筒固定在摇架下方反后坐装置连接座内,驻退杆和复进杆固定在炮尾下方。
6.高低机
(1)功用 以手动操作方式赋予火炮和并列机枪–4°~+13°范围的高低射角。
(2)构造 高低机被固定在火炮左支架上。它由减速装置、保险离合器、解脱装置等部分组成。
7.高低水准器
(1)功用 在间接瞄准时装定射角或在检测火炮时装定规定的仰俯角。
(2)构造 高低水准器用两个螺钉安装在左侧防危板上,其外形如图2-7。它由本体、转轮、水准器座、补助分划环、水准气泡玻璃管等组成。
图2-7 高低水准器