问题

提高反坦克炮威力,为何通常要增加口径,增加发射药量不行吗?

回答
提升反坦克炮的威力,这绝对是个技术活,也是一个一直在演进的领域。你提到的“增加口径”和“增加发射药量”,都是提升炮弹威力的关键因素,但它们侧重点不同,也各有优劣。

我们先来掰开了说,为什么普遍倾向于“加口径”而不是仅仅“加药”。

口径:力量的基石

口径,简单来说,就是炮管内膛的直径。它直接决定了炮弹的尺寸,尤其是炮弹的弹径和弹重。

更大的弹径意味着更大的弹体: 一个更大的炮弹,即使内部结构相同,其整体体积也更大。这意味着什么?
更强的动能: 炮弹的动能( Kinetic Energy)由其质量(m)和速度(v)决定,公式是 KE = 1/2 m v²。在速度相似的情况下,更大的口径意味着更大的质量,从而直接提升炮弹的动能。这就像你拿一个垒球和一个保龄球去砸墙,保龄球的质量更大,就算速度差不多,砸下去的威力也明显更强。
更大的装药空间(对于破甲弹): 尤其对于现代反坦克炮常用的尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)或破甲弹(HEAT),弹体内部需要容纳穿甲体(比如钨芯或贫铀芯)以及可能的聚能装药(如果是HEAT弹)。更大的弹径意味着有更多的空间来设计更长、更粗的穿甲体,或者更强大的聚能装药。更长的穿甲体往往意味着更高的穿深能力,因为它在击穿目标时能承受更大的应力而不弯曲或断裂。

更高的初速潜力: 虽然速度主要由发射药决定,但炮管的长度和口径也对初速有影响。
炮管长度与初速: 炮管越长,发射药在其中燃烧并推动弹丸的时间就越长,理论上可以产生更高的初速。但炮管长度的增加是有极限的,过长的炮管会增加火炮的整体尺寸、重量、操控难度,并可能导致炮管变形和磨损加快。
口径与炮管长度的匹配: 通常,我们看到大口径火炮的炮管相对也比较长,这并非偶然。大口径炮管能更有效地利用更多的发射药,将其转化为弹丸的动能,而不会因为药量过多导致膛压过高而损毁炮管本身。简单来说,大口径炮管能承受更高的膛压,从而允许使用更多的发射药来加速更大质量的弹丸。

发射药:动力的催化剂

发射药是炮弹发射的“心脏”,它的作用是瞬间产生大量高温高压的气体,将炮弹推出炮管。

增加发射药量确实能提升速度: 在相同的炮管长度和口径下,增加发射药量能显著提高弹丸的初速。速度是动能公式中平方项,所以初速的提升对动能的贡献是指数级的。

但是,“加药”的局限性很明显:
膛压极限: 这是最关键的限制。每一门火炮的炮管和炮闩都有一个设计好的承受膛压的极限。发射药燃烧产生的气体压力就是膛压。如果发射药量增加到超过了炮管的承受能力,轻则导致炮管变形甚至炸膛,重则会造成灾难性的事故,危及射击人员的生命安全。
药室容积限制: 发射药需要装在药室里。药室的容积是有限的,这也就限制了单次能装载的发射药总量。即使采用更高能级的发射药,也有其物理上限。
燃烧效率和燃气体积: 发射药需要充足的空间来燃烧和膨胀。药量过多,但燃气空间不足,会导致燃烧不完全,产生大量未燃尽的药粉,不仅效率低下,还会增加炮口冲击波和炮口焰,也容易烧蚀炮膛。
弹丸质量的制约: 发射药产生的能量是有限的,如果一味增加药量来加速一个质量过大的弹丸,其加速效果可能会打折扣。就像你用同样的力气去推一辆小车和一个卡车,效果肯定不一样。
后坐力与结构损耗: 增加发射药量会显著增大后坐力,这对火炮本身的结构强度、稳定性和射击精度都提出了更高的要求,需要更坚固的炮架、更大的液压缓冲装置等,这也会增加火炮的重量和复杂性。

为何“加口径”更常用?

综合来看,增加口径是提高反坦克炮威力的一个更根本、更长远的解决方案。

1. 更强的穿深潜力: 如前所述,更大的弹径直接允许更大的穿甲体,而穿甲体的长度和直径是决定其穿甲能力的核心因素。尤其在面对日益厚重且复合材料防护越来越强的现代坦克装甲时,仅仅依靠速度来击穿它们是越来越困难的。更大的穿甲体能够提供更高的穿透力。
2. 更高的能量储备: 大口径炮膛为使用更多、更强大的发射药提供了基础。虽然有限制,但更大的容积意味着有更大的潜力去优化发射药的装药量和种类,从而在保证安全的前提下,获得更高的弹丸初速,并加速更大的弹丸质量。
3. 设计的全面性: 现代反坦克炮的设计往往是系统性的。口径的增加不仅是炮弹本身的事,它还牵扯到炮管材料、膛线加工精度、炮闩强度、身管后坐系统、自动装填机乃至整个炮塔/车辆的尺寸和配重。增加口径是牵一发而动全身的升级,但一旦完成,其整体威力提升是显而易见的,并且为后续弹药发展留下了空间。
4. 应对先进防护: 现代坦克装甲不再是简单的均质钢板,它们常常是复合装甲,包含陶瓷、合金、甚至贫铀层,并且经常加装反应装甲(ERA)或主动防护系统(APS)。要穿透这些层层叠叠的先进防护,除了高初速,更大的动量和更厚的穿甲体往往是更有效的手段。

举个例子来说明:

假设我们有一个100毫米的火炮,它的炮管和炮闩只能承受一定限度的膛压。如果我们想要极大地提升威力,可以:

选择加药: 假设它能承受的膛压下,最大的初速是1500米/秒。我们把发射药量增加到极限,初速可能提升到1600米/秒。弹丸质量不变,速度提升7%左右,动能提升约14%。这是一个不错的效果,但因为膛压限制,再增加药量就不安全了。
选择加口径: 如果我们将其升级到120毫米火炮。虽然初速可能在15001700米/秒(具体看设计),但关键在于120毫米的炮弹可以设计得更长、更重。例如,一个120毫米的APFSDS穿甲体,即使初速与100毫米炮弹一样,因为质量更大,其动能可能远超100毫米炮弹。更重要的是,120毫米的炮管和药室能承受更高的膛压,从而允许使用比100毫米炮更多的发射药,让120毫米炮弹达到比100毫米炮更高的初速,而且是加速一个质量更大的弹体。这样一来,动能的提升可能是质的飞跃,远不止14%。

当然,这并不意味着增加发射药量就不重要。事实上,在确定了合适的口径后,开发更高效、更高能级的发射药,优化装药结构,依然是提升火炮性能的重要手段。现代大口径火炮依然在不断研发新型发射药,以进一步榨出发射药的潜力,提升弹丸速度和威力。

所以,总结一下就是:口径是基础,它决定了弹丸的“潜力”;发射药是动力,它决定了“潜力”能发挥到什么程度。 要想获得质的飞跃,解决根本的“潜力”问题(即更大的弹径和质量)是首选,而在此基础上,再通过优化“动力”来进一步发挥。单纯地往小容器里塞更多的炸药,迟早会“炸坏容器”,而换个更大的容器,则可以容纳更多炸药,产生更大的威力。

网友意见

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在提高膛压、提升发射药性能(燃速等)的前提下,加大药筒还真能一定程度上提升反坦克炮威力。73式100毫米反坦克炮能对抗T-62,86式100毫米反坦克炮就能对抗T-72M了,这两种炮口径一样,身管长度也差不多,主要就是膛压大幅提升,发射药加大,弹丸增重。

但这条路不是无限的,最后还是得加大口径,这条技术路线上出来的89式120毫米反坦克炮,威力也就是提高到打T-72B、T-80水平,但体积巨大,整个炮尾都大了一圈,装不进坦克炮塔,最后只能放到152自行榴弹炮的平台上搞成自行反坦克炮。

后来引进了2A46坦克炮的技术,这条路线就废止了。

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首先,不否认在一定范围内堆装药不行,而且是避免陷入局部优势陷阱很好的方法,但并非本文重点。

堆装药这事,边缘效应太明显。

该回答主要为直观说明题主堆药极端行为不行的原因。以下是原回答。

这问题不值得琢磨,最简单内弹道模型20多个变量为啥不提,因为我怕题主知道了又会冒出更多的“想法”。


不行。

能不能极端一点,像题主说的,如果用152mm药室发射小口径如20mm的穿甲弹,那动能岂不是要捅穿虎式正面?

恕我直言,这么弄,我看他速度跟正常20mm穿甲弹差不多。

发射药的能量并不会如你所愿地定向传给弹丸。

弹丸能不能推出去甚至会不会膛炸我不知道,因为压力波总是沿最小抵抗线传播,但能量利用率绝对很低。只有很小的能量传递给弹丸,假设不膛炸,大部分能量都以应力波形式在膛内反射透射内耗掉,每一次反射都会产生透射的能量消耗,而弹丸或许早已离开而无法得到再次加速,这一切都在几到几十毫秒完成。

再极端一些,逃逸速度极限今天的弹都还达不到呢,何况二战时候的弹,就凭堆装药?同样的弹,药室越大,倒不是说堆装药没用,但药的能量利用率就越低,不管你是加粗还是拉长还是怎么弄。

工程岩土爆破中,炸药总能量的能量利用率也就百分之十几。

你要是让发射动能弹(不论轻武器还重武器)的发射药的能量利用率达到百分之四十,国家把你供起来养。

当然你要是说我不在乎速度,那BMP-3那门炮能量利用率确实特别高,弹多大药室多大你懂的。

再说另一种情况。

估计有军迷就要亮出m/42古斯塔夫20mm无后坐力反坦克枪了。其实没错,瑞典确实这么干过。

对比一下20×180R弹的尺寸,相比弹丸大小其药室和相对装药显得特别多。


这么大的相对药室,还是反坦克的,初速度却只有950m/s。大约同时期,日本的九八式20mm防空自动炮的药筒只有142mm长,初速也是950m/s,瑞典啊你这20反坦克枪尴尬不?还有很多同或不同时期的20炮就不列举了,有很多药筒的相对(弹丸)或绝对尺寸比瑞典这反坦克枪小,但初速比950要高的20mm炮,一千多初速的不少。

足以说明,m/42古斯塔夫的药室能量利用率特别低,这么大的药室就是为了无后坐力炮尾部喷气抵消后坐的,跟提高反坦克炮杀伤力没半毛钱关系。

所以,不要相信为了提高动能弹杀伤力,一味地增加装药了,要么是假象,要么就是自欺欺人。

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增加发射药量可以啊,德国人以前特别聪明的时候就是这样做的。

增加发射药就要增加炮管,不然炮弹都飞出去了,发射药没有烧完。

单纯增加发射药除了增加炮口火光以外没别的用

必须和发射药一起加长炮管

最终的结果就是下面这个图


130倍的88炮 十一米多的炮管

除了下坡的时候炮管容易扎在地里还有转弯的时候炮管会打倒一排树木以外,一点缺点都没有。

在近战的时候,炮口可以装一个从日本进口的刺雷。坦克也可以拼刺刀。

十一米外一炮把敌人戳死。

德意志科技真是天下第一。

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简单的增加药室容积需要下列措施的一个或者几个甚至所有措施一起上来平衡掉。

1:增大后座距离——增大座圈,增加坦克宽度

2:增大后座峰值——增大复进机和驻退机质量,或者复进/驻退机换更高规格。

3:更换燃烧速度更快的发射药——整个发射药生产/后勤体系变化,

4:增加炮管长度——炮管刚性下降,回转惯性增加,行车超限增加,生产成本提高。

5:我暂时想不粗来,想起来再说。

所以 不是说不行,而是相对来说,增加药室容积 可能 只是一定的区间内好使

——反正你换药室基本上也就是门新炮了……

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57㎜炮打不穿敌坦克

我倒想问问哪门57在他们应有的战场上和应用场景下敲不穿二战时期典型坦克的......

前提都不谈就直接谈结论可还成。

大批装备57炮的也就美英苏三家,但你也不会用6pdr或者Zis-2去敲丘吉尔啊。

德军坦克典型防护来说IV是80/30,V是80/60°+120弧形炮盾,侧面35/40,VI也就是100/80。

都不是那种很厚的防御,虎王这种都是战线上的稀有物,见到了可以买彩票的那种。

还振振有词说“要增加口径”“打不穿敌军坦克”“要长管”

Zis-2说是L70,但这倍径这德三不也一样用,75L70和88L71也没人说离谱不是?又没到L100。

发点APCR东线基本也就是虎王正面穿不了,其他都随便穿。

6Pdr更是只有L50,性能也没差到哪里去,西线除了追猎的正面和V的首上,用APCBC基本也都能打穿,但追猎因为机动性太差和部署部队的问题,基本不会出现在进攻情况下,威胁很小,V炮塔只有正面很厚,但就正面6pdr也不是没有办法。

别说英军还会发脱壳的APDS了。

你看看步兵部队就知道了,英美军都是6Pdr用到战终的,虽然有别的型号,但是其实用的不多,像17Pdr虽然纸面性能好,但得上很好的牵引拖车,不像6pdr连吉普都能拖,17pdr还太高,开火也过于暴露,没什么部队喜欢用。

苏军这边Zis-2也是所有步兵部队都换全了的,反而是Zis-3这个76mm的退出了反坦克一线。


增加口径就不是纯粹为了反坦克,须知。

就和苏军坦克的主要任务不是反坦克,美军里最受欢迎的是105的短管谢尔曼,其次是75的版本一样,因为榴弹好用太多。

那个口径基本就不是纯为了反坦克而加的,甚至可以说反坦克的比例不大,不然苏联优先装备T34-57就行,85可能还靠后一点。

反坦克需求要真是很强,那几种轻坦底盘改的自走炮也不会用反装甲力捉鸡的76了。

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