火炮的物理原理

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1、火炮的物理原理一、简介火炮是口径在20毫米以上，用火药的爆发力发射弹丸的重火器的通称。火炮用于歼灭敌有生力量和压制敌方火器，破坏敌防御工事，完成陆地、海洋和空中的其它打击任务。13至14世纪时，中国的火药和火器制造技术传入信仰伊斯兰教的国家和欧洲，欧洲的火炮开始发展。19世纪开始，随工业和科学技术的发展，火炮迅速发展起来，出现了发射长形弹的线膛炮，并安装有弹性炮架。火炮发展至今，已经是儿孙满堂，不仅家族支系众多，而且家族成员的外貌也差别甚大，出现了有善于对付各种目标的专门火炮：按安装发射的平台不同可分为地面炮、舰炮和航炮；按运动方式可分为固定火炮、机

2、械牵引炮和自行火炮；按作战用途又可分为地面压制火炮、海岸炮、高射炮、坦克炮、特种炮等；按口径大小可分为：大口径炮（高炮在100毫米、地炮在152毫米、舰炮130毫米以上）；中口径炮（高炮在61～100毫米、地炮在76～152毫米、舰炮在76～130毫米左右）；小口径炮（高炮在20～60毫米、地炮在20～75毫米、舰炮在20～57毫米之间）。按炮膛结构可分为线膛炮和滑膛炮；按弹道特性可分为加农炮（弹道低伸）、榴弹炮（弹道较弯曲）和迫击炮（弹道最弯曲）按装填方式可分为前装式火炮和后装式火炮。二、基本构造现代火炮的基本组成部分有：炮身、炮尾、炮闩和炮架等。

3、其作用原理是将发射药在膛内燃烧的能量转换为弹丸的炮口动能以抛射弹丸，同时产生声、光、热等效应。火炮的主要战术技术性能是初速、射程、精度、射速和机动性等。火炮的主要任务是用于对地面、空中和水上目标射击，毁伤和压制敌有生力量及技术兵器，以及完成其它任务。火炮的结构身管火炮的外观及其组成部件视炮种及其用途而异。尽管有这些差别，然而身管火炮都是按照几乎相同的方法制造的。身管火炮有两个或两组主要部件，就是炮身部分和炮架部分。炮架部分用于支承炮身和保持火炮射击时的稳定性。炮架部分包括瞄准装置，在某些情况下它还可作为运送炮身部分的手段。炮身部分为发射药燃烧产生的压

4、力提供容器；它使发射药燃烧产生的能量安全地按预定方式传送到弹丸上；它还具有赋予弹丸方向和稳定性的手段炮身的主要部件构成炮身部分的主要部件是身管及其附件，炮闩装置和击发装置。身管实质上是一根发射时供弹丸通过的钢管。身管内表面称作炮膛，通常刻有凹线或凸线，称为膛线。也有没有膛线的滑膛身管，但它们主要用在现代坦克炮上，特别是用在发射尾翼稳定弹丸的火炮上。炮膛的膛线是按螺旋形刻制的，有等齐和渐速两种缠度。带等齐缠度膛线的炮膛，其特征是阴线相对于炮身轴线的斜度是个常数。炮身轴线是沿炮膛中心贯穿炮膛全长的一条假想线。渐速膛线是指阴线与炮身轴线间的斜度是不断变化的

5、，越向炮口斜度越大。渐速膛线，在身管内的火药气体压力达到最高点时，可用于减少弹带作用到阳线上的压力，从而保证弹丸在离开炮口前能获得足够的转数。使用渐速膛线在理论上的好处是，比较短的身管不会降低弹丸飞行中的稳定性。凸起的膛线称为“阳线”。不包括阳线深度的炮膛直径就是用于衡量身管、也就是武器的口径的尺度。膛线的用途是在弹丸穿越炮膛时使弹丸旋转。弹丸上配有用比膛线软一些的材料制成弹带。当弹丸向前运动时，膛线嵌入弹带，膛线在弹带上刻出的凹槽的形状与阳线断面相应。弹带上被刻出的凹槽被迫沿膛线扭转的路线运动，从而使弹丸旋转。在决定膛线深度时必须解决两个彼此矛盾的

6、要求。一方面，深阴线更有利于为弹丸穿过炮膛时导向并能减少膛线的磨损。但是另一方面，浅阴线更容易使弹带嵌入膛线，而且由于弹丸飞出炮口时留在弹带上的刻槽较浅，因而可减小弹丸在飞行中的空气阻力。火炮身管所要具备的主要特性是寿命长、强度大、刚度强、重量适度和重心合适。身管的使用寿命应尽可能长，这就是说身管在由于磨损而不能以所要求的初速正常地发射能稳定飞行的弹丸前，应能发射大量炮弹。身管强度必须能承受射击应力而不致在作战情况下出现故障。这种强度要求可通过许多方法来实现，如在钢中添加合金元素、给身管施加预应力或依靠身管本身的设计来实现。一般是综合采用这三种方法。

7、身管的重量主要取决于对其强度的要求，但是也考虑刚度和整门火炮射击时的稳定性身管必须具有足够的刚度，或通常所说的“梁强度”，以使其在自重作用下不致弯曲。这一特性对长身管火炮来说尤其重要。在身管使用的钢材品位确定以后，身管的梁强度要求通过选择合适的身管外形来满足，即，使身管的厚度从炮尾到炮口逐渐减薄。二战时期坦克主炮主要是中小口径的身管线膛火炮，大多弹道较为低伸，属于加农炮。（加农炮：身管长，弹道低伸的火炮。区别于榴弹炮身管较短，弹道较弯曲的火炮。）三、物理原理概要在枪炮的射击过程中，弹丸的运动要经历膛内阶段、射出膛口后继续受火药燃气作用的阶段和在空气阻

8、力、地球引力与惯性力作用下的飞行阶段。因而枪炮弹道学也相应地划分为：研究膛内火药燃烧、物质流动、弹丸运动和能