为什么使用内能源完成射击循环的大口径火炮那么少？
关于大口径火炮为何鲜少采用“内能源”完成射击循环这个问题，我们需要先明确一下“内能源”在这里指的是什么。通常在火炮语境下，“内能源”是指利用火药燃气或其他自身产生的能量来驱动火炮完成诸如抛壳、进弹、闭锁等一系列自动循环动作。而我们看到的大部分大口径火炮（例如155mm榴弹炮、130mm加农炮等）即便实现了半自动或全自动装填，其能源也往往来自独立的液压、电动系统，或是人力驱动的辅助装置。
为何大口径火炮的内能源自动循环如此稀少？这背后涉及到的原因相当复杂，可以从几个关键维度来深入剖析：
一、能量需求与功率密度：
首先，大口径火炮的“内能源”最直接的来源就是发射药燃气的能量。一次炮弹发射产生的高温高压燃气，其主要目的是推动弹丸以极高的速度飞出炮膛。而要驱动如此庞大、沉重的自动循环系统，所需的能量是相当可观的。
高比冲与能量分配的挑战： 火药燃气虽然能量巨大，但其能量输出是瞬时的、爆发性的。如何有效地捕捉、储存和转化这股瞬间爆发的能量，并将其分配给各种机械部件来完成一系列连续动作，这是个巨大的工程挑战。想象一下，将本应用于加速炮弹的能量，分流出一部分去驱动一个复杂的多连杆机构，同时还要克服炮身在发射瞬间产生的剧烈后坐力、震动以及炮弹和药包的摩擦力等阻碍。这就像试图用一口气推倒一堵墙，同时还要用这股气去启动一台笨重的机器，其能量分配效率会大打折扣。
比冲的“浪费”： 如果设计不当，为驱动自动循环系统而设计的燃气引流或利用装置，可能会导致一部分原本可以用于推动弹丸的燃气“泄露”或“消耗”，从而降低了炮弹的初速和射程。在追求极致射程和威力的战场上，这种能量上的“浪费”是难以接受的。
炮弹与药包的尺寸： 大口径火炮使用的炮弹和药包尺寸都非常巨大。无论是抛出巨大的空弹壳，还是将沉重的炮弹和药包送入炮膛，都需要比小口径武器大得多的力量和行程。这些都需要极其强大的驱动力，而仅仅依靠有限的燃气能量来驱动这一切，其功率密度（单位时间内输出的能量）往往不足以支撑高速、可靠的自动循环。
二、机械复杂性与可靠性：
利用火药燃气驱动大口径火炮自动循环，意味着需要在火炮内部设计一套高度复杂、精密的机械传动系统。
极端工况下的耐受性： 炮膛内是极端恶劣的环境：高温、高压、强烈的磨损和腐蚀。任何用于引流燃气或传递动力的机械部件，都必须能够承受这些严酷的条件，并且在数千次甚至数万次的重复循环中保持极高的可靠性。这对于材料科学、机械设计和制造工艺提出了极高的要求，即便以现代科技水平，要实现高精度、高强度的部件在如此恶劣环境下长期稳定工作，难度依然巨大。
故障模式的多样性： 复杂的机械系统意味着更多的潜在故障点。燃气引道堵塞、活塞或推杆卡滞、传动齿轮损坏、抛壳爪脱落……任何一个环节的失效，都可能导致整个火炮卡壳，甚至引发更严重的事故。对于作为远程打击主要力量的大口径火炮而言，可靠性是其生命线。一旦发生故障，在战场上往往难以快速修复，甚至会影响整个战术部署。
重量和体积的增加： 为了驱动复杂的内能源自动循环系统，需要增加额外的活塞、连杆、齿轮箱、储能装置（如弹簧或蓄压器）等部件。这些部件不仅会显著增加火炮本身的重量和体积，还会对火炮的整体结构强度和平衡性提出新的挑战。对于机动性日益重要的现代陆军而言，每一克重量和每一寸体积的增加都可能成为制约因素。
三、设计理念与技术演进的取向：
历史发展和技术选择也影响了这一趋势。
早期自动炮的设计探索： 在自动武器发展的早期，确实有尝试利用火药燃气直接驱动各种自动循环动作的设计。例如，一些早期的机关炮（如马克沁机枪，虽然口径不大，但原理是通用的）就广泛采用了类似的方式。但是，随着口径的增大，其局限性也逐渐显现。
外部能源的优势： 现代大口径火炮的装填方式更倾向于采用独立能源驱动，例如液压系统（由发动机或单独的液压泵提供动力）、电动系统（由发电机或电池供电）。这些外部能源系统具有几个显著优势：
能量的独立性和可控性： 它们不受每次发射药燃气能量波动的影响，能够提供稳定、可预测的动力输出。
更高的灵活性： 可以根据需要调整驱动速度和力度，优化装填过程。
更低的复杂性（相对而言）： 虽然也需要维护，但其机械结构相对内能源系统而言，在应对极端环境时可能更容易设计和维护。
更低的能量“浪费”： 将燃气能量完全用于推动弹丸，而装填动作由独立系统完成，避免了能量在传输和转化过程中的损耗。
“一炮多用”的考虑： 大口径火炮往往不仅是发射弹丸，还可能需要发射炮射导弹、制导弹药等。这些弹药的结构和装填需求可能与传统炮弹不同，而采用独立能源驱动的装填系统，其灵活性和适应性更强，能够更容易地兼容不同类型的弹药。
四、现有技术的成熟度与成本效益：
目前，液压和电动驱动的自动装弹机技术已经相当成熟，并且在各种型号的现代主战坦克和自行火炮上得到了广泛应用。这些技术经过了多年的研发和实战检验，其可靠性和性能已经得到充分证明。
成本效益： 尽管研发一套高效的内能源自动循环系统在理论上可能具有吸引力，但其巨大的研发成本、材料成本和制造成本，以及潜在的维护和可靠性问题，可能使得其在成本效益上不如采用成熟的外部能源驱动系统。
总结来说，大口径火炮之所以很少使用内能源完成射击循环，核心在于：
1. 能量利用效率与功率密度不足： 火药燃气能量主要用于推进弹丸，分流用于驱动重型自动循环系统效率低且可能牺牲射程。
2. 机械复杂性与可靠性风险过高： 极端工况下，复杂的内能源传动系统难以保证稳定性和耐用性，故障率高。
3. 外部能源方案更具优势： 液压、电动等外部能源能提供更稳定、可控且灵活的动力，且技术成熟度更高，成本效益更佳。
虽然理论上存在通过巧妙设计来利用火药燃气驱动大口径火炮自动循环的可能性，但在实际的工程实现、战场需求和技术发展取向上，依赖外部能源的解决方案显然更为现实和有效。这是一种在技术可行性、可靠性、成本效益和战场性能之间权衡后，最为优化的选择。
为何大口径火炮的内能源自动循环如此稀少？这背后涉及到的原因相当复杂，可以从几个关键维度来深入剖析：
一、能量需求与功率密度：
首先，大口径火炮的“内能源”最直接的来源就是发射药燃气的能量。一次炮弹发射产生的高温高压燃气，其主要目的是推动弹丸以极高的速度飞出炮膛。而要驱动如此庞大、沉重的自动循环系统，所需的能量是相当可观的。
高比冲与能量分配的挑战： 火药燃气虽然能量巨大，但其能量输出是瞬时的、爆发性的。如何有效地捕捉、储存和转化这股瞬间爆发的能量，并将其分配给各种机械部件来完成一系列连续动作，这是个巨大的工程挑战。想象一下，将本应用于加速炮弹的能量，分流出一部分去驱动一个复杂的多连杆机构，同时还要克服炮身在发射瞬间产生的剧烈后坐力、震动以及炮弹和药包的摩擦力等阻碍。这就像试图用一口气推倒一堵墙，同时还要用这股气去启动一台笨重的机器，其能量分配效率会大打折扣。
比冲的“浪费”： 如果设计不当，为驱动自动循环系统而设计的燃气引流或利用装置，可能会导致一部分原本可以用于推动弹丸的燃气“泄露”或“消耗”，从而降低了炮弹的初速和射程。在追求极致射程和威力的战场上，这种能量上的“浪费”是难以接受的。
炮弹与药包的尺寸： 大口径火炮使用的炮弹和药包尺寸都非常巨大。无论是抛出巨大的空弹壳，还是将沉重的炮弹和药包送入炮膛，都需要比小口径武器大得多的力量和行程。这些都需要极其强大的驱动力，而仅仅依靠有限的燃气能量来驱动这一切，其功率密度（单位时间内输出的能量）往往不足以支撑高速、可靠的自动循环。
二、机械复杂性与可靠性：
利用火药燃气驱动大口径火炮自动循环，意味着需要在火炮内部设计一套高度复杂、精密的机械传动系统。
极端工况下的耐受性： 炮膛内是极端恶劣的环境：高温、高压、强烈的磨损和腐蚀。任何用于引流燃气或传递动力的机械部件，都必须能够承受这些严酷的条件，并且在数千次甚至数万次的重复循环中保持极高的可靠性。这对于材料科学、机械设计和制造工艺提出了极高的要求，即便以现代科技水平，要实现高精度、高强度的部件在如此恶劣环境下长期稳定工作，难度依然巨大。
故障模式的多样性： 复杂的机械系统意味着更多的潜在故障点。燃气引道堵塞、活塞或推杆卡滞、传动齿轮损坏、抛壳爪脱落……任何一个环节的失效，都可能导致整个火炮卡壳，甚至引发更严重的事故。对于作为远程打击主要力量的大口径火炮而言，可靠性是其生命线。一旦发生故障，在战场上往往难以快速修复，甚至会影响整个战术部署。
重量和体积的增加： 为了驱动复杂的内能源自动循环系统，需要增加额外的活塞、连杆、齿轮箱、储能装置（如弹簧或蓄压器）等部件。这些部件不仅会显著增加火炮本身的重量和体积，还会对火炮的整体结构强度和平衡性提出新的挑战。对于机动性日益重要的现代陆军而言，每一克重量和每一寸体积的增加都可能成为制约因素。
三、设计理念与技术演进的取向：
历史发展和技术选择也影响了这一趋势。
早期自动炮的设计探索： 在自动武器发展的早期，确实有尝试利用火药燃气直接驱动各种自动循环动作的设计。例如，一些早期的机关炮（如马克沁机枪，虽然口径不大，但原理是通用的）就广泛采用了类似的方式。但是，随着口径的增大，其局限性也逐渐显现。
外部能源的优势： 现代大口径火炮的装填方式更倾向于采用独立能源驱动，例如液压系统（由发动机或单独的液压泵提供动力）、电动系统（由发电机或电池供电）。这些外部能源系统具有几个显著优势：
能量的独立性和可控性： 它们不受每次发射药燃气能量波动的影响，能够提供稳定、可预测的动力输出。
更高的灵活性： 可以根据需要调整驱动速度和力度，优化装填过程。
更低的复杂性（相对而言）： 虽然也需要维护，但其机械结构相对内能源系统而言，在应对极端环境时可能更容易设计和维护。
更低的能量“浪费”： 将燃气能量完全用于推动弹丸，而装填动作由独立系统完成，避免了能量在传输和转化过程中的损耗。
“一炮多用”的考虑： 大口径火炮往往不仅是发射弹丸，还可能需要发射炮射导弹、制导弹药等。这些弹药的结构和装填需求可能与传统炮弹不同，而采用独立能源驱动的装填系统，其灵活性和适应性更强，能够更容易地兼容不同类型的弹药。
四、现有技术的成熟度与成本效益：
目前，液压和电动驱动的自动装弹机技术已经相当成熟，并且在各种型号的现代主战坦克和自行火炮上得到了广泛应用。这些技术经过了多年的研发和实战检验，其可靠性和性能已经得到充分证明。
成本效益： 尽管研发一套高效的内能源自动循环系统在理论上可能具有吸引力，但其巨大的研发成本、材料成本和制造成本，以及潜在的维护和可靠性问题，可能使得其在成本效益上不如采用成熟的外部能源驱动系统。
总结来说，大口径火炮之所以很少使用内能源完成射击循环，核心在于：
1. 能量利用效率与功率密度不足： 火药燃气能量主要用于推进弹丸，分流用于驱动重型自动循环系统效率低且可能牺牲射程。
2. 机械复杂性与可靠性风险过高： 极端工况下，复杂的内能源传动系统难以保证稳定性和耐用性，故障率高。
3. 外部能源方案更具优势： 液压、电动等外部能源能提供更稳定、可控且灵活的动力，且技术成熟度更高，成本效益更佳。
虽然理论上存在通过巧妙设计来利用火药燃气驱动大口径火炮自动循环的可能性，但在实际的工程实现、战场需求和技术发展取向上，依赖外部能源的解决方案显然更为现实和有效。这是一种在技术可行性、可靠性、成本效益和战场性能之间权衡后，最为优化的选择。
网友意见
轻兵器、加特林、小口径火炮的待发弹顺序都是通过供弹具确定的（自己压弹链弹匣，比如民间传言的哨位第一发空包，比如空战对空一发高爆一发曳光一发燃烧blabla，比如倒数第X发曳光提醒自己该换匣子了），并且通过可以固定在枪/炮身附近的供弹具（弹匣/弹夹/弹链/无链系统）就位，在几何位置上接近弹膛，部分情况甚至有重力、弹簧力等因素辅助待发弹进入推弹前位置，枪机/闭锁结构可能只需要一个后座-复进动作循环就能完成解锁抽壳抛壳推弹入膛闭锁，复杂一些的也不过是用推弹齿把弹链横着挪一下，气体过来的时候带着无链系统往前怼一下，或者转一下待发膛什么的。
口径大的就麻烦了，可能这一发是穿甲下一发是多用途再下一发又换回穿甲。由于弹仓内每发弹的位置相对固定，收到装填指令后必然会出现一个“找最近/最优一发指定弹种”-“取弹机构运动到选出弹位置”-“取弹并送至装填位”-“推弹入膛”的过程。
或者我们不做专门的取弹机构，所有待发弹都放到一个闭合的传送带上，运动起来每发弹挨个对准弹膛，然后合适了就停住，一竿子给丫戳进去。
上面说的是整装弹，你要是分装弹就更麻烦，发射药和弹头是独立的，火控系统基于火控长选择弹种和测距系统/炮射雷达反馈信息计算出发射参数时还要多加一个选择的发射药，坦克炮还好，就一种药，压制火炮和舰炮上了模块药的话可是好多圆柱，这玩意挨个抓的话效率低，而是发射药在单独的系统内完成选型取数排队然后一股脑扔到滑道上然后捅进弹膛和先塞进去的弹头排排坐……
——据说德国佬在Pzh2000里塞了俩机器手负责抓发射药，你想想一个火药燃气驱动的机器手那得多猎奇……
火药燃气或者后座就那么多能量还不好储存，要做到完全使用内能源完成那么多动作，实在很困难啊……
不过话说回来，用膨胀气体做这些动作也不是不行，不过大概你得和一个叫大神一郎的男人多交流交流……
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