坦克炮管的壽命為什麼只有幾秒?

郭裹裹


兔哥回答:坦克炮是所有火炮中技術難度最高的,這是因為坦克炮對於膛壓要求高,坦克炮主要的使用目的是打坦克,或者說是穿甲深度,現在火炮依然是傳統的化學能,因此只能通過提高坦克炮的初速度來提高穿甲深度,而高初速也必須依靠高膛壓來實現,而高膛壓自然會對炮管壽命產生不利影響,所以說,坦克炮的炮管壽命都短,通俗的說,就是用損失炮管壽命獲得穿甲暴力的需要。




坦克炮和裝甲防護就是矛與盾的較量,裝甲越來越厚,就要求坦克炮的穿甲深度越來越強,畢竟坦克就是吃這碗飯的,如果做不到也就命運堪憂了。現在的坦克炮的初速度達到了約1800米/秒左右,並且還在追求中,要支持這個速度就需要高膛壓,所謂的高膛壓說通俗一點就是增加發射藥,這對於坦克炮管的強度就提出了高要求。日本受德國豹2坦克炮的刺激,曾經把105毫米坦克炮增加到了120毫米,日本對於本國的鋼鐵技術是蠻自信的,結果一炮就把炮管炸成了雨傘支架狀,後來日本怎麼搞都是這樣,只能購買德國的坦克炮技術,美國亦是如此,足見有多難。


坦克炮管的壽命用秒計算是怎麼回事呢?坦克炮通常都有數百發以上的壽命,以德國豹2坦克為例,其120毫米坦克炮管壽命發射穿甲彈時超過500發的身管壽命,105毫米口徑坦克炮管壽命更是達到1000發以上,穿甲彈是最費炮管的,破甲彈以及炮射導彈就節省炮管多了。一門坦克炮管使用壽命時間通常也就4~6秒左右,雖然這個結論很難讓人理解,但這是真的,下面我們就算算。目前的120毫米、125毫米坦克炮炮管發射穿甲彈時,通常都能達到500發以上的射彈量,坦克炮管的長度基本是兩種,一個是44倍口徑身管,長5.28米左右,另外就是55倍口徑身管長度約6.6米,我們按照初速1800米/秒計算,在炮管裡的勻加速度按900米/秒計算,如果按6米長炮管計算,時間約1/150秒,這是一發炮彈在炮管裡的運動時間。按500發計算,炮管壽命是3.35秒,1000發也只有6.7秒。

通過上面的計算可以看出,坦克炮的炮管壽命是很短暫的,這樣的結果也不用擔心,沒有哪個坦克會連續打這麼多炮彈,從技術角度來說也做不到。這個算法只不過是把炮彈在炮管裡的停留時間加在一起而已。其實所有的化學能武器都是如此,炮(槍)管的壽命都不長。這也從側面說明坦克炮的製造難度,目前,世界上能生產出合格坦克炮管的只有數家,即便是美、日等國家也都是德國的技術。坦克炮管的身管壽命是保密的,我們只能是推算,而且不同彈種炮管壽命也有差別,特別是坦克炮管的加工技術絕對是保密的,代表了一個國家的科技實力,因此,不用追究具體數據,能說明問題就好。


坦克炮管壽命和所發射的彈藥以及炮管質量有關係,從彈藥方面來說,穿甲彈彈頭沒有裝藥,硬生生的去擊穿坦克的裝甲,需要發射藥把彈丸推送出去。說直白點就是靠發射藥爆炸能量將彈丸崩出去,炮管要能抗住火藥氣體壓力,否則就炸膛了。現在的坦克炮管的加工技術採用了電渣重熔內膛鍍鉻的自緊技術,獲得了高初速。問題是裝甲防護未來肯定會更加堅固,坦克炮總不能一直增加發射藥吧,發射藥增加即便炮管能扛住,壽命也會下降,炮管壽命有一個可以接受的數值,低於這個數值就定為不合格,總不能打百八十發就換炮管吧?
在坦克炮無法擺脫化學能的情況下,要獲得更高的初速,只能是通過加大發射藥動能,無論發射藥怎麼改進,目的也是加大膛壓。而膛壓的高度取決於火炮製造技術,達到一定數值,就只能另闢蹊徑,這就是提高坦克炮的口徑,通過增加口徑實現穿甲深度,這是目前可以預見的措施。目前,德國、法國等國家都已經研製出了135毫米、140毫米坦克炮,就是解決這個問題。但不論如何,炮管的磨損和發射炮彈的數量有必然的聯繫,就目前的火炮技術而言,坦克炮管的使用壽命依然在數秒之間,不會有大的改變。(以上數據來源網絡,僅供參考,不具備研究價值)



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兔哥42928


首先,你這麼說也可以,只不過乍聽起來有點“驚悚”。而且對於火炮身管壽命,我們平常也不這麼說,一般只講“某火炮身管使用壽命XX發”,比如說105mm坦克炮使用壽命500發這樣子。另外對於身管武器壽命的判定和分類,還是比較複雜的,我們後面再講。

▲德國萊茵金屬Rh120“滑膛炮界的老司機”,120mm坦克炮

“坦克炮身管壽命只有幾秒鐘”是怎麼來的?

首先,我們需要知道“坦克炮身管壽命”的影響因素有哪些。在具體使用中,影響身管壽命的主要因素就是“發射過程中對身管內膛的破壞”,這些破壞主要由“發射時的熱應力和化學作用、火藥氣體的沖刷和燒蝕作用,彈丸對膛壁的磨損作用”造成。無疑,坦克炮的工作條件相當惡劣和苛刻,而其內膛破壞的過程又十分複雜,到目前為止還沒有精確而可靠的方法來分析其破壞過程。因此,坦克炮身管壽命基本上是在大量試驗和實踐基礎上得出的“統計學”概念。


▲120mm坦克炮身管

回到題目本身,我們舉個例子說明“坦克炮身管只有幾秒鐘”的說法從何而來,以俄羅斯的125mm炮為例,當其發射穿甲彈時有500發的使用壽命,炮口初速最高1600-1800米/秒,以其極限初速為考量,則炮彈在其身管內的平均速度為900米/秒。而其身管長度大約6米,打一發穿甲彈其在膛內待的時間大約是6÷900=0.0067秒,那麼在其整個身管使用壽命期間打滿500發穿甲彈,所有彈丸在身管內膛裡的作用時間也就總共3.3秒左右。基本上,所有說坦克炮或者其他火炮身管壽命只有幾秒鐘的說法,都是這麼來的,但是這種說法一來不夠專業,二來這種壽命算法對於戰術指標計量來說沒有意義。

▲美國M1A1“艾布拉姆斯”主戰坦克

因為前文我們已經說到,火炮身管壽命基本上是通過“試驗”統計出來的,所以常用“某火炮身管壽命XX發”的說法;另外,用可發射XX發彈藥來衡量其壽命,具有軍事上的實際意義。例如,美國的M1A1主戰坦克使用了德國萊茵金屬Rh120滑膛炮,但是在後來自己改進生產時,由於受到鍍鉻工藝和火藥配方的影響,該炮身管的使用壽命從1000發降低至500發。那麼以一輛M1攜帶40發彈藥計算,一根身管能夠支撐該坦克超過10個彈藥基數的使用需求,更何況現代坦克作戰很難打完一個基數的彈藥,要麼已經完成任務,要麼已經被摧毀。而如果坦克打滿10個基數的彈藥,也就早該去保養維護了,換個炮管啥的是應有之意。所以,從這個角度講,坦克身管壽命500發,並不低,已經完全符合作戰需求,你要是說身管壽命3秒,能衡量出來什麼呢?

▲線膛炮內部情況

火炮身管壽命的定義和判斷

我們知道,身管是坦克的重要部件,而身管壽命又是火炮的關鍵指標之一,所以進行身管壽命試驗是坦克全壽命管理的重要一環,而且是坦克定型試驗必須考核的重要內容。我們常說的身管壽命一般是指“身管彈道壽命”(也叫身管燒蝕磨損壽命),是指其彈道性能下降到戰術技術指標規定的允許值以下時,即可判定身管壽命終結,因此這並不意味著此時火炮身管已經發生斷裂、開裂等肉眼可見的物理現象。


▲英國“挑戰者II”主戰坦克的線膛炮

那麼“身管彈道壽命”判定終結的標準,不同的國家有所不同,我們僅大概講述一下。在進行火炮身管壽命試驗時,通常以全裝藥、常溫彈在允許的最大發射速度條件下,進行循環射擊,直到身管戰術性能下降到允許值以下。一般判定的允許值為:1、炮口初速下降5-10%;2、立靶散佈面積超過射表規定值的8倍;3、若為線膛炮使用的彈丸,其彈帶全部削光、無膛線印痕;4、出現彈丸早炸、引信連續失效或者出現近彈等。

▲一些早期火炮身管壽命終結時的現象和判定標準


裝備空間


如果只算炮彈在炮管裡的運行時間,那麼坦克炮管的壽命還真的只有幾秒鐘。

主戰坦克作為陸軍的核心裝備,其實其服役壽命一般都很長。服役期限在二十年甚至更長時間的主戰坦克比比皆是。

像T55這種年過半百的坦克仍在敘利亞等戰場上出現。作為坦克最重要、最核心的部件---主炮,它的壽命如何呢?

一般來說,我們在衡量火炮炮管或者槍械槍管的壽命時一般用“XXX發彈藥”。周所周知,坦克主炮為了提高彈藥初速度,其膛壓非常高,因此無論式滑膛炮還是線膛炮,彈藥在極高的速度下在炮管內運行時,對炮管的燒灼和侵蝕非常嚴重,這使得一般的坦克炮管壽命只有數百發,打過數百發後的炮管因為燒蝕嚴重而精度下降到不可接受的程度。

目前世界上綜合性能最好的坦克主炮是德國的豹2系列使用的Rh-120系列滑膛炮,美國也用許可生產的方式將其裝備在M1A2主戰坦克上。該型炮使用炮管自緊工藝,內膛表面經鍍鉻硬化處理,從而提高了炮管的疲勞強度、磨損壽命和防腐蝕能力,使得炮管壽命達到650發。

相比之下,二戰時那些懟天懟第的戰列艦巨炮身管壽命只有200-300發,現代坦克炮的壽命已經算很長了。

至於題目中所說的坦克炮壽命只有幾秒鐘,雖然聽起來有點驚悚,但是仔細一算其實還真不是誇張。

以豹2A6使用的55倍徑的Rh-120滑膛炮來說,其炮管長度為55*120毫米=6.6米,以炮彈的炮口初速1750米/秒計算,每發炮彈在炮管中運行的時間為6.6/1750=0.003771秒,再乘以650發的總壽命數,其炮管壽命只有2.45秒!看起來威風凜凜的巨根,也是秒射的貨色。

以這樣的方法衡量,不但是坦克主炮,即便是看起來經久耐用的槍械,其槍管壽命也是以秒來計算。就拿M4卡賓槍來說,雖然其精鍛槍管壽命可以達到1萬2千發,但是考慮到其14.5英寸(368毫米)的槍管長度和約900米/秒的出膛速度,其槍管壽命只有區區4.5秒鐘。


從此蕭郎是路人甲


早年的歐洲即使是冶煉技術比較發達的國家,如德國,瑞典等國他們生產的坦克身管壽命也很難超過500發。而同時期的俄軍125毫米坦克炮的身管壽命則還要低一半左右,在發射榴彈和破甲彈時壽命為300發,發射穿甲彈壽命則只剩下200發了。

不過隨著科技的進步,現在的各國的坦克炮內膛都採用了各種新工藝,比如電渣重熔內膛鍍鉻的自緊技術。俄軍的125毫米主炮在發射穿甲彈時,壽命已經提高到500發,碎甲彈則更是有2000發之多,西方的105毫米及120毫米主炮則發射穿甲彈都達到1000發,碎甲彈更是達到4000發的高數量。

不過這裡為了方便,把坦克主炮的壽命定在發射穿甲彈標準上。西方國家的坦克主炮壽命一般都要比俄式坦克主炮壽命高出一半左右。

下面來說下按時間計算的坦克主炮身管的壽命。實際上跟最開始所說的一樣,按時間來計算坦克主炮身管最多也6、7秒,少的則為3、4秒左右。

以125毫米主炮為例子,如果可以打500發炮彈,初速為1800米/秒,炮彈在炮管裡的平均速度大約是900米每秒,火管身管長6米,炮彈在炮膛裡的時間是6除900米/秒。再乘上500發,這樣算下來,一根身管的使用壽命只有大概不到4秒鐘時間。誇張不?但是就是有這樣的操作

如果按105毫米主炮來計算,該炮能打1000發穿甲彈,初速為1500米/秒,炮彈在炮管裡的平均速度大約是750米/秒,火炮身管長5米,彈頭在炮膛裡的時間是5米除以750/米,只有1/150秒,即使乘上1000發的數字,則該根炮管的實際壽命也只有6-7秒。有不相信的,這裡只能說這真不是忽悠,就是這樣的操作







奔播霸


最簡單的比喻,這玩意就像汽車啟動馬達,雖然跟發動機一起,但是就算車輛報廢了,起動馬達也工作不了幾個小時。

炮彈高速發射,在炮管裡時間就是0.0x秒,假設發射個1000發,實際炮管就是使用了6-7秒。

反正我是局外人,就說局外話。應該是這個粗道理。😀😀😀


沒錢爺有田


因為每一次發射都只需要萬分之幾秒的時間,這幾秒鐘的壽命,可以讓坦克發射幾千枚炮彈了。都算有效殺傷的話,起碼幾萬人就沒了,這還不夠嗎?

再說炮管的工作要求,那是超高溫超高壓的,如果工藝不達標的話,第一次就會炸鏜了,別說幾秒了,萬分之幾秒都用不到。這個阿三的軍隊就是最好的例子,買了美國的大炮,不想買美國的炮彈,然後非得用自己製作的炮彈,自己的工藝又不穩定,出來的炮彈口徑尺寸有些大有些小,直接導致美國的火炮炸鏜。

不要小看幾秒的時間,有時候萬分之一秒都可以決定很多事情的走向了!


小新S豬星


坦克的炮管雖然只有8秒鐘,但是發射一顆炮彈只要0.02秒,8秒鐘就能發射400發炮彈,戰場上那個坦克打一次仗能打完400發炮彈,所以8秒鐘完全夠用了。


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坦克炮身管是真正的5秒真男人!身管是火炮最重要也是加工工藝最為複雜的大部件,它的壽命主要取決於其磨損情況,當其不足以支持炮彈以規定參數發射時,那麼這根炮管也就宣告報廢。而炮管的磨損主要來源於兩方面,一方面是因為發射藥殘留物的燒蝕,另一方面則源於炮彈在炮膛加速時對膛線的摸索。因此要延長炮管的壽命,必須提高發射藥的加工工藝,減少殘留物,並且在發射之後還要洗膛,其次還要加強身管本身強度,提高抗磨損性能。


▲二戰德軍虎式坦克洗炮膛

坦克炮之所以壽命短,其原因主要是因為坦克炮彈為了獲取更大的穿深,必須擁有比其他普通炮彈更大的動能,在炮彈重量基本相同的情況下,就勢必要提高裝藥量和膛壓,進而提高初速。而裝藥量提高,意味著炮膛內的燃燒殘餘就更多,膛壓和初速更高,對內膛的衝擊和磨損也就更多,這就是坦克炮身管壽命短的主要原因。


目前全世界主流的坦克炮使用穿甲彈的壽命大多在500發左右,如果使用膛壓較低的榴彈或者是碎甲彈,壽命可以提高到1000發以上。以著名的豹2坦克所使用的萊茵金屬RH—120毫米滑膛炮為例,其主要使用DM13尾翼穩定脫殼穿甲彈,初速約為1650米/秒,而身管長度約為5.3米,如此一算,炮彈在膛內加速時間約為0.003秒,發射1000枚DM13穿甲彈的實際使用時間也只有3秒鐘,而豹2坦克炮設計使用壽命只有650發,也就是說這門炮在經受了2秒左右的蹂躪之後就要宣告報廢。
▲RH120滑膛坦克炮

但身管使用壽命和實際使用方式也有很大關係,一門炮在實戰中經常會發生急促射擊的情況,也就是說連續不間斷的進行裝填和發射,當炮膛還處於嚴重發熱的不佳狀態時,另一發炮彈又被髮射出去。這樣的情況就會導致炮膛溫度過高,甚至外部發紅,而溫度過高就會造成合金金屬的物理性能下降,在抗磨損和抗壓能力上極速降低,很容易對炮膛內部造成一些不可修復的損傷,甚至是直接炸膛。


▲土耳其M60
炸膛

如果要提高坦克炮身管的使用壽命,那麼就必須運用多重高新技術改善炮管的金屬物理性能,這其中就包括最為著名的電渣重熔、身管自緊、膛內鍍鉻技術。其中電渣重熔主要針對的是原料冶煉階段,在經過初煉以後,將原料鋼錠再倒入電渣重熔爐中,在惰性氣體保護下,使用電流加熱對鋼錠進行二次融化提煉,提煉過的鋼水再進行二次結晶固化。經過這一階段以後,可以得到含硫低、純度高、結構均勻緊密、表面光滑平整的鋼坯,而這樣的鋼坯用於身管的製造比普通鋼的承壓強度和耐磨損性能要高的多。


▲電渣重熔爐的基本結構

而身管自緊技術其實就是身管生產出來後,對內膛進行結構緊實的一種技術。一般採用金屬或者液壓助力的方式,對炮膛內部進行強力施壓,使其超過自己的承壓能力,從而產生殘餘應力併發生一定程度形變,由於身管外壁並沒有受到這種的力,因此就相當於產生了一個內外擠壓應力,將身管結構緊緊給箍住了。在炮彈發射藥的巨大沖擊下,這一應力會對炮膛整體結構產生一個穩固作用,增強炮膛耐壓能力。


最後的膛內鍍鉻技術其實相對來說最簡單,其實就是通過深加工技術對炮膛鍍上一層鉻。鉻這種金屬物理性質穩定,並且耐受腐蝕,即使完全暴露在溼熱空氣中,也不易氧化,最重要的是它的莫氏硬度達到了9,是所有金屬中最高的。這樣一層強力金屬附著在炮膛內壁,不僅可以提高炮膛的耐腐蝕性能,更重要的是可以讓膛線在炮彈的不斷沖刷下,明顯減緩其磨損速度,提高身管壽命!也正是因為充分運用了以上三種技術,德國的RH120滑膛坦克炮才能能將技術性能提高到當時的世界之最!


軍武吐槽君


你想知道的已經解密,可以直接講了。腦洞大開的種花家,反向思難維,在炮彈上做文章,打一發鍍一層,可無限制的打了。具體時間,可以與你的生命一樣長。具體的做法,還是保密的。


萍山相逢48477946


我想問的是壽命到了,火炮就做廢了?還是換管子?500發的時候是不是炮彈就打不準了還是太近?謝謝!


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