怎麼讓炮彈打的更遠?看專家們如何捅炮彈的菊花

最近實在是不知道寫些啥好,小編在軍事論壇和網站瞎逛的時候看到了挺懷舊的一個東西——棗核彈。當年為了給炮彈減阻,有些國家在棗核彈上沒少下功夫,最後還是把這東西拋棄了;很早之前防空切做過自行榴彈炮的視頻,但是炮彈沒怎麼講,那麼我們就來聊一聊榴彈減阻的那些事兒。

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冷戰開始之後,各國對榴彈炮的射程要求越來越高,無腦增加發射藥,瘋狂提升膛壓已經不能很好的實現增程效果了,於是就比以往更加註重彈頭的減阻。榴彈炮主要面臨的空氣阻力有摩擦阻力、壓差阻力和激波阻力。這其中摩擦阻力相對比較小,而且炮彈本來就是一次性用品,表面粗糙度搞的太精細實在太麻煩,非常不划算,而減小壓差阻力和激波阻力就相對划算得多。其實激波阻力最終原理其實比較類似壓差阻力。

榴彈炮的出膛速度一般在900到1000米每秒,在2.5馬赫以上,因此都採用尖頭以形成原錐形激波,簡單理解的話,炮彈就如同拖著一個圓錐形空氣“外殼”,這個外殼的錐度比炮彈本身要大,就會形成巨大的阻力,彈頭的錐度越尖,這個空氣“外殼”的錐度也就越尖,阻力就更小。

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對於一款超音速的飛行器,包括炮彈在內,想要減小激波阻力,就要優化飛行器的面積率,面積率就不擴展開來講了,簡單的說,就是超音速飛行器的橫面積變化越平滑,零升力激波阻力越小,炮彈從頭開始尾部,橫截面積逐漸平滑加大,到了中間則幾乎不變,到尾端則突然變為0,尾部毫無平滑性可言,因此增加了巨大的阻力。

壓差阻力和麵積率不謀而合。如果是平底彈頭,炮彈頭部在空中撕開空氣,承受巨大的壓力,被撕開的空氣來不及填充炮彈底部就會形成一個低壓區,尾部的空氣會被這個低壓區吸進來,當炮彈底部把空氣向前吸的同時,等於也被空氣向後吸,這就是壓差阻力。怎麼解決呢?找個東西填充彈丸尾部,讓氣流平滑過渡,沒條件形成尾部低壓區,這個阻力也就消失了。

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綜上所述,彈頭做成前後細中間粗的梭狀是最好的,而且長徑比要大。不過這顯然是不可能的,對於分裝炮彈來說,兩頭尖的話裝填過程太難受,膛內密封也是個問題,同樣的彈頭長度,裝藥量也減小了很多,影響殺傷效果,這可是硬指標。其實韓國核動力工程公司搞過這種彈頭,不過那是定裝的槍用子彈,由於加工複雜,還需要額外的彈託,後來也就不了了之了。

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於是就有了各種妥協的辦法,比如船尾。現在炮彈彈頭的尾部都會稍稍向內收縮,這樣就能讓尾部氣流更加平滑,面積率也稍微好看一點,同時還進行了底部內凹設計。風洞實驗表明,在亞音速和跨音速這個低速區間,凹底結構類似飛機的翼梢小翼,空氣不會過猛地被吸過來,從而減小阻力;而超音速狀態下,底部是凹是平沒什麼區別。這種凹底炮彈已經全面取代了平底彈,成為了各國的常規炮彈。

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後來有人又在凹底彈的基礎上設計了低阻遠程榴彈,也就是我們俗稱的棗核彈。把彈徑比加到了6倍,並且取消了圓柱部,整個彈體表面就是連續變化的圓弧曲線,除了彈尾,縱向截面積始終在平滑變化,阻力相當低,可以提高30%以上的射程。但是這產生了一個問題,沒有圓柱部,彈頭和炮管的接觸面積就只有彈帶部分,發射的時候彈頭在炮管中來回亂晃,這還得了?於是又在炮彈表面增加了幾個長條形的定心塊,在炮管裡起支撐作用。然而這東西是強行加上去的,會形成額外的阻力,而且這玩意兒對加工精度要求太高,如果搞的不對稱,彈道就會跑偏,射程越遠,跑偏的越厲害,你說這還叫個屁的“遠程”榴彈啊。目前很多國家已經拋棄這玩意兒。

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目前最常用的遠程榴彈,則是在底凹彈基礎上發展出來的底排彈。這種彈的彈底有一個排氣裝置,通過燃燒火藥噴出一股氣流,填充尾部的低壓區,讓炮彈形成類似兩頭細中間粗的最佳氣動外形,增程效果超過棗核彈,而且還不怎麼影響精度,各國都非常喜歡。

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再後來還在底排彈基礎上發展出了火箭增程底排彈,就是裝了個火箭助推器,在高空的時候開啟助推器進行加速,達到超遠的射程。這種炮彈其實想保持精度,就需要進行制導了,不然飛個7、80公里,早就不知道讓風吹到哪去了。除此之外還有滑翔增程彈等造價高昂的彈藥,這些就不談了,畢竟只是微信文章,搞得太長拿手機看實在太痛苦。

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