问题

线膛炮能发射尾翼稳定脱壳穿甲单?滑动弹带是什么原理?尾翼稳定又是什么原理?

回答
这几个问题涉及到现代坦克炮和弹药的几个核心技术,咱们掰开了揉碎了好好说说。

线膛炮能发射尾翼稳定脱壳穿甲弹吗?

答案是:不能直接发射,需要配合特殊的弹药。

你说的“线膛炮”是指炮管内壁有螺旋形膛线。膛线的存在是为了让炮弹在出膛时获得旋转,这就像你扔飞镖时,给飞镖一个旋转能让它飞得更稳。对于实心弹来说,这种旋转能提供陀螺效应,抵消空气阻力带来的不稳定翻滚,保证弹道稳定。

但是,现代坦克炮的主力弹种是尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)。这种弹药的设计理念和实心弹完全不同。

APFSDS的穿甲机制: 它的弹头本身是细长的高密度金属杆(比如钨合金或贫铀合金),靠自身的动能来穿透装甲。它主要依靠的是速度和弹头材料的硬度,而不是靠旋转来提供稳定性。
为什么线膛炮发射APFSDS会出问题? 如果直接将APFSDS弹塞进线膛炮发射,膛线会强行给弹头一个旋转。然而,APFSDS弹头细长,这种旋转会带来巨大的离心力,很容易导致弹头弯曲、折断,甚至在出膛前就被损坏,严重影响命中精度和穿甲能力。更关键的是,APFSDS的弹体外部通常会有固定翼,它们是为了在弹道上提供稳定,而不是为了适应膛线旋转。膛线强加的旋转反而会干扰这些固定翼的稳定作用。

为了解决这个问题,就出现了“滑膛炮”。 滑膛炮的炮管内壁是光滑的,没有膛线。这样,APFSDS弹在滑膛炮中发射时,就不会被强迫旋转,弹头及其尾翼都能按照设计意图工作。

所以,线膛炮适合发射带引导翼的榴弹、破甲弹等需要旋转稳定弹道的弹药,而滑膛炮是专门为APFSDS设计的。

那是不是线膛炮就完全不能发射尾翼稳定的东西了呢? 其实也不是。早期的穿甲弹(比如被帽穿甲弹APCBC)是实心的,会利用膛线提供的旋转来稳定。现代有些国家也尝试过研发能在线膛炮中发射的尾翼稳定弹药,但通常会设计成特殊的“滑脱”弹药,弹体外部有可以随着膛线旋转的导带,但弹体本身不旋转,或者旋转得很慢,以尽量减小对弹头和尾翼的影响。但这毕竟不是主流,滑膛炮配合APFSDS才是现代坦克的“黄金组合”。

滑动弹带是什么原理?

滑动弹带(Sabot)是尾翼稳定脱壳穿甲弹的关键组成部分。它的主要作用是:

1. 填充弹径: APFSDS弹头本身非常细,远小于炮管的内径。滑动弹带就像一个“适配器”,它包裹着弹头,将其外径填满到炮管内径。这样,燃气才能在弹头后方形成压力,推动弹头前进。
2. 传递燃气压力: 当火药燃烧产生高压燃气时,这些燃气作用在滑动弹带的后部。滑动弹带将这个压力均匀地传递给弹头,使弹头获得巨大的初始速度。
3. 脱壳: 弹头加速出炮管后,由于惯性,它会继续向前飞行。而包裹着它的滑动弹带,由于不再受到弹膛的束缚,而且本身的质量和空气动力学特性与弹头不同,会被甩脱,或者说“脱壳”。这就好比你把一个种子放在一个纸筒里发射出去,种子飞出去后,纸筒就留在后面了。
4. 减少摩擦和磨损: 滑动弹带通常由较轻的材料制成(如铝合金、酚醛树脂或复合材料),并且表面有润滑剂或特殊的涂层。这样可以减少弹头与炮管壁之间的摩擦,提高弹药的发射效率,同时也能减轻对炮管的磨损。

滑动弹带的结构: 通常,滑动弹带是一个圆柱体,前端是与弹头对接的形状,后部是一个喇叭口或者锥形设计,以便燃气能有效地进入并推动弹体。它可能是一整块材料加工而成,也可能是分成几瓣(通常是两瓣或三瓣)组合在一起,这样在出膛后更容易分离。

尾翼稳定又是什么原理?

尾翼稳定是APFSDS弹药实现高精度飞行弹道的核心技术,它模仿了现代飞机或火箭的稳定翼。

空气动力学原理: 尾翼稳定弹药在出膛后,并不依赖旋转来稳定。它的稳定性主要来自于弹体尾部的一组(通常是三到六片)固定翼。
工作过程:
1. 气动中心与质心: 一个物体在空气中飞行时,会受到空气阻力和升力等气动力作用。气动力可以等效地作用在一个点上,称为“气动中心”。物体的重力作用在“质心”上。
2. 稳定性条件: 一个物体在空气中稳定飞行,通常需要满足一个条件:它的气动中心应该在质心的后方。
3. 尾翼的作用: APFSDS的细长弹头,其质心通常在前部,而气动中心则相对靠后。当弹头在飞行中略微倾斜时,尾翼会受到侧向气流的作用。由于尾翼位于弹体的最末端,而且面积较大,它产生的气动力(侧向推力)会作用在远离弹体质心的位置,形成一个“恢复力矩”。
4. 恢复力矩: 这个恢复力矩会把倾斜的弹头推回到笔直前进的状态。就像你用手去推一个笔直插在沙子里的羽毛,它会抵抗你的推力。而如果羽毛倾斜了,它的头更大,受到的风力也更大,会更容易被推正。尾翼的存在极大地增强了这个恢复力矩,使得弹头即便在高速飞行中受到微小干扰(如炮管不完美的光洁度、火药燃烧的不均匀性、空气扰动等),也能迅速恢复到稳定状态。

打个比方: 尾翼稳定弹药就像一把飞镖,但它不是靠飞镖本身的旋转来稳定,而是靠飞镖尾部那些像飞机翅膀一样的尾翼来稳定。当飞镖稍微偏离方向时,尾翼会利用空气的力量把它“掰”回来。

总结来说:

线膛炮 的膛线给弹药旋转来稳定。
滑膛炮 则配合滑动弹带发射细长的尾翼稳定脱壳穿甲弹。
滑动弹带 的作用是填充弹径、传递燃气推力并与弹头分离。
尾翼稳定 的原理是通过弹体尾部的固定翼,在空气动力学的作用下,产生恢复力矩,使弹头在飞行中保持稳定,而不是靠旋转。

这两种技术路线的演进,是现代坦克炮追求更高穿深和更远射程、更佳精度的直接体现。滑膛炮与APFSDS的结合,是目前各国主流坦克火炮的发展方向。

网友意见

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以下摘自百度知道,回答者

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链接:

榴弹炮的炮弹后部有一圈环状物是不是就是弹带?_百度知道

榴弹炮的炮弹后部有一圈环状物就是弹带,通常不止一圈,不止榴弹炮炮弹才有,是炮弹必备品。

炮弹上嵌有的弹带是软金属或者非金属材料的,它在膛内起定心作用,并使弹丸同炮膛紧密配合以防止燃气泄露,弹带嵌入膛线后使弹丸产生旋转。

弹带是用于密封弹丸和炮膛的特殊部分,有的是一圈紫铜带,现在也有尼龙等非金属材料弹带。
射击时,由于弹带紧贴内膛,因此能可靠地密封火药气体,防止外泄。随着弹丸向前运动,膛径逐渐缩小,弹带不断受到挤压,到弹丸飞离炮口时,弹带断裂抛脱。
弹带一般装在弹丸的底部,为了提高密封状况,弹丸通常有两条弹带,但也有一条较宽的,或三条较窄的。
对于分装式炮弹来说,弹带还有一个作用,就是装填时弹带卡入膛线起始部,使弹头在膛内有一个正确的位置。我们看到分装弹药火炮发射时,先装弹头,然后炮手拿一根推弹杆将弹头往里捅,就是使弹头的弹带部分卡入膛线起始部。
滑膛炮为了密闭性好,弹丸通常有两条弹带。而且每条弹带作成两层密封环,所以是四个密封环。

除了弹带,弹体上还有两道银白色的圈,一个在弹体中部,一个在弹带上方一点,这个叫做定心部。
它表面光洁,其直径和火炮的口径也就是阳线之间的直径非常接近,只小0.1-0.25毫米,作用是让弹丸在炮膛内运动时保持弹轴和炮身轴线基本重合,让炮弹有很好的射击精度。如果定心部被碰伤和锈蚀,碰伤和锈蚀的凹坑深度超过1毫米的,就会严重影响炮弹的射击精度,不可用于射击。

还有一种滑动弹带,普通弹带是为了赋予弹丸旋转的,而滑动弹带的作用则相反,是为了抑制弹丸自旋,我军的105线膛炮发射的M111型尾翼稳定脱壳穿甲弹来说,该弹的滑动弹带是双层的,内层弹带是聚丙烯塑料套(厚0.55mm),外层弹带为尼龙滑动密封圈,通过内外弹带圈之间的滑动摩擦使得弹丸的炮口转速降为4500转每分钟,也就是每秒75转,这就是滑动弹带起的作用。
除了用塑料弹带闭气外,它还有一个带三个支耳的橡胶密封圈装在弹托与弹体之间的凹槽内,三个支耳正好堵住卡瓣之间的三条对缝,结构相当精巧,这三个铝合金卡班的结合齿型是由精密数控机床加工的,因为任何两齿间的齿间距都不得大于0.04mm,可见其精密度。


转载者个人补充一点:现代的迫击炮炮弹上也有弹带,一般是环状凹槽弹带,效果同样是减少火药燃气的泄出量,提高其利用率,原理是炮弹发射时火药燃气在环槽处膨胀形成涡流,阻止燃气外泄。有的迫击炮弹尾部会包裹环状软质材料,那其实是发射药的附加药包,并不是炮弹弹带。

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