飛行的榴彈,從旋轉穩定榴彈到尾翼穩定榴彈,淺談現代榴彈技術

火炮從誕生之日起就被譽為是戰爭之神,而作為現代火炮不可或缺的重要組成部分,炮彈則可以說是火炮這位戰爭之神手上的重錘了,沒有了炮彈,徒手狀態的戰爭之神自然就無法在戰爭中再發揮出相對應的作用來。

然而在火炮剛剛出現的時候,火炮使用的還是不能夠爆炸的實心石彈或者實心鐵彈,此時的炮彈主要依靠實心彈丸的動能來對目標進行殺傷。後來,隨著反步兵作戰需求的出現,又誕生了專門對敵方步兵進行殺傷的霰彈。

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早期的炮彈是圓形實心炮彈

因為此時的炮彈大多數情況下只能夠對付相對應的目標,拓展性不佳。為了解決這個問題,英國人在已有的開花彈基礎上,通過在炮彈彈頭中加裝金屬彈丸來提升殺傷力,因為這種炮彈的戰鬥部像石榴含有石榴籽一樣,因此便得名榴霰彈,簡稱榴彈,這也是也是榴彈最早的形態。

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早期的榴霰彈,內部嵌慢金屬彈丸

現代軍用火炮,無論是小口徑的速射炮還是大口徑的壓制火炮,大多是通過炮彈戰鬥部爆炸時產生的殺傷破片或者衝擊波來對目標進行殺傷。所以為了方便劃分和管理,現在一般將這種依靠戰鬥部爆炸進行殺傷的炮彈統稱為榴彈,而今天,就在本文為大家簡單介紹下現代榴彈的發展情況。

從彈頭部到彈尾——現代榴彈的基本構造

早期的榴彈外形主要是圓形,方便裝填與發射。但是隨著現代空氣動力學理論的逐漸發展,現代軍工業開始對炮彈的外形進行改良,將炮彈的長度拉長,使其能夠具備更好的空氣動力學特徵。

現代榴彈大體上能夠分為三個部分:彈頭部、彈體圓柱部和彈尾部分。首先介紹彈頭部,因為現代榴彈大多數是超音速飛行,因此現代榴彈的彈頭部大多設計成流線型,以適應榴彈的超音速飛行。不過根據需要打擊目標的不同,現代榴彈的彈頭部錐角略有不同,比如定深爆炸需求的現代榴彈,其彈頭部更為尖銳,以提升其穿透力。

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現代榴彈的基本構造

彈頭部最重要的部件是引信,現代榴彈大部分情況下使用的是碰炸引信,也可以根據需要裝備使用定高引信和近炸引信。彈頭部和彈體圓柱部在內部上區分界限不是非常明顯,一般彈頭部的引信後方會直接填裝炸藥,這部分炸藥和彈體圓柱部內部的炸藥是相通的。

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這張圖可以看出彈頭部和彈體圓柱部之間的關係

在彈頭部之後,就是現代榴彈的彈體圓柱部了。彈體圓柱部內部填裝炸藥,在榴彈擊中目標時引爆,對目標進行殺傷。彈體圓柱部在外部上佈置有定心部和彈帶,定心部的作用主要是讓榴彈在炮管內保證一定的姿態,以便炮彈在發射後能夠產生自旋效應,提升精度與射程。

而對於大部分的讀者來說,彈帶的作用就比較熟悉了。一方面,在裝填時彈帶可以保證榴彈不會從炮膛滑出,另一方面,彈帶可以在火炮發射時嵌入炮管內部的膛線,讓火炮發射時燃氣不會大量洩露,提升炮彈的投送效率

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59式130毫米加農炮使用的榴彈,只有上定心部

正常的現代榴彈一般會同時保留上定心部和下定心部,以保證榴彈發射時的姿態穩定。但也有部分榴彈會用彈帶來替代其中一條定心部的作用,後者的精度相對於前者來說,就有一定程度的下降了。

最後是彈尾部分,彈尾的作用主要是降低炮彈飛行時所受的飛行阻力,同時起到緊固的作用。大部分現代榴彈的彈尾外形都是船尾型,和現代軍艦的外形一樣,可以有效降低炮彈在空氣中的前進阻力。

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定裝式榴彈的彈尾嵌入到發射藥筒內部

緊固作用主要是針對定裝式榴彈,定裝式榴彈因為藥筒和彈丸是嵌合在一起的,因此定裝榴彈的彈尾部分一般直接嵌進金屬藥筒之內,起到緊固的作用,而分裝式榴彈的彈尾部分則沒有承擔緊固需求的必要,所以不僅彈尾角度設置更靈活,長度也比定裝式榴彈的彈尾稍微短一些。

帶尾翼的現代榴彈——滑膛火炮使用的尾翼穩定榴彈

上文有提到過,只要是依靠戰鬥部爆炸進行殺傷的炮彈都可以被稱為榴彈,但是上文提到的現代榴彈都是能夠在發射時產生自旋的現代榴彈。換言之,如果一門火炮本身沒有膛線,那麼是無法使用上文提到的常規現代榴彈的,即使是強行使用,效果也會比較差。

為了能夠在現代滑膛火炮和滑膛迫擊炮這類滑膛炮上使用榴彈,現代軍工業開發出了另一種現代榴彈——尾翼穩定榴彈。

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右側的是制導型,加了控制舵面

尾翼穩定榴彈顧名思義,就是在現代榴彈的彈尾後面帶有尾翼結構,用於非自旋類榴彈在飛行過程中的狀態保持。滑膛坦克炮所使用的的尾翼穩定榴彈能夠在彈丸出膛的時候自行張開,將彈丸的壓力中心轉移到彈丸的質心之後,讓榴彈能夠穩定飛行,而傳統線膛炮使用的榴彈則是旋轉穩定榴彈

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120毫米制導迫擊炮彈

而迫擊炮因為本身膛壓比較小,採用的是大角度曲射彈道,和滑膛坦克炮的直射彈道有較大的區別,因此其所使用的的尾翼穩定榴彈並不用設計成摺疊式的,採用固定式尾翼設計同樣能夠讓炮彈在大角度曲射飛行時保持姿態穩定。不過,部分制導類迫擊炮彈也會採用摺疊式尾翼,以增強控制效率

分裝與定裝,可燃與不可燃——現代榴彈的發射藥技術

現代榴彈的發射藥分類比較多,按照藥筒是否可燃,可以分為金屬類非可燃藥筒和非金屬類可燃藥筒。當然,還有一種半可燃式藥筒,算是這兩類藥筒的中間產物。半可燃藥筒在底火等關鍵部位採用金屬設計,而筒壁則採用可燃材料製成,在使用後僅剩下一個金屬底座。

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被拋出來的就是金屬類非可燃藥筒

而按照裝填方式則可以分為定裝式藥筒和分裝式藥筒,使用定裝式藥筒的就是我們在上文中提到過的定裝式榴彈,而分裝式藥筒則是將藥筒和彈頭分開,在使用的時候再進行裝填。定裝式炮筒主要在中小口徑火炮上使用,而大口徑火炮因為炮彈的整體重量偏大,一般是採用分裝式炮筒

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大口徑榴彈一般是使用分裝式藥筒

目前歐美等西方國家使用的現代榴彈發射藥主要是藥包,屬於非金屬類可燃藥筒。發射藥被可燃式材料按照一定規格包裝起來,在使用的時候,根據實際的需要選擇多個藥包進行組合使用。

發射藥包的優點是搭配使用靈活,缺點是對於發射藥包的包裹材料要求較高,不僅要求能防潮,而且燃燒後的剩餘物要儘可能的少。質量不過關的發射藥包在使用後,需要炮手先清理一下炮膛才能裝填下一發炮彈,不然有可能會發生裝填問題。

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圖中所示的即為發射藥包

中俄大多數榴彈使用的發射藥則是金屬類非可燃藥筒,缺點是搭配使用的靈活度比藥包稍微差一點,優點是金屬藥筒本身在使用時會因膨脹貼近炮膛,起到一定的密閉效果,而且使用後發射藥本身不會有大量殘餘物,不用再清理炮膛,有利於火炮的快速射擊。

目前世界上的各種榴彈在金屬類非可燃藥筒、非金屬類可燃藥筒之間並沒有哪種發射藥更先進的說法,中俄同樣有火炮使用藥包發射,因此這兩種榴彈發射藥目前在世界各地都仍然有大規模的使用。

總結

從彈頭部到發射藥,現代榴彈已經發展出了比較完善的譜系,可以為不同的使用環境提供相對應品種的現代榴彈。比如在彈丸外形上,不僅有底凹彈,還有棗核彈,甚至還有火箭增程彈。

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現代榴彈的譜系已經十分廣大

而隨著現代制導技術和火藥技術的進一步發展,現代榴彈在精確性和遠程打擊方面,還將有更令人期待的出彩表現。


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