03.08 舰炮为什么很少采用炮口制退装置?

Jabupan


看下图,是慢镜头下弹丸出膛瞬间制退器附近剧烈的燃气扰动,这是情况由于制退器本身的结构问题导致的,至于制退器的原理,概括一下无非就是:

通过改变燃气的喷射方向或者直接利用燃气的能量,让炮管产生一个向前的反作用力,从而抵消掉发射炮弹时产生的一部分后坐力。所以,加装了制退器的火炮,在弹丸出膛的瞬间,燃气通过制退器后对炮口两边的影响会更加明显,这个从图中我们也能看出来。
▲制退器附近燃气扰动

所以,对于以前的那些大口径舰炮来说,比如大舰巨炮时代的战列舰、巡洋舰主炮等,不装炮口制退器就是因为装了那玩意后燃气扰动会严重影响射击精度,为什么?看下图,战列舰主炮都是多联装的,炮塔上几根炮管之间的间隙并没有很大,而且当时这种类似于“站撸”的海战方式,本身精度就已经很感人,弄成多炮管联装的其中一个原因就是为了提高射击精度,还有,像这种三联装的炮塔,是不可能真的进行真正意义上的齐射的,炮管之间的开炮时间会有细微的延时,因为炮管之间离得已经很近了,如果真的同时开炮,炮弹出膛瞬间就会受到旁边炮管燃气扰动的影响,所以,不加装制退器时燃气扰动就会影响火炮精度了,加装后的影响只会更大!

▲多联装主炮

而舰炮发展到了今天,口径已经小了很多了,相比于军舰几千吨甚至上万吨的体量来看,舰炮产生的后坐力对于舰体来说可以忽略不计,所以,今天的舰炮炮口处基本上都没装制退器的最根本原因就是因为没必要(部分军舰的主炮也是有炮口制退器的),大家想想,炮口制退器的作用是什么?上面提到了,制退器的主要作用就是减小开炮时产生的后坐力,但是现在的军舰主炮口径小的只有几十毫米,大一点的也才130毫米、155毫米,已经不是以前那种动不动就几百毫米口径的巨炮了,所以,

对于排水量少说都有几千吨军舰来说,这些几十毫米或者一百多毫米的“牙签”开炮时产生的后坐力,是完全可以忽略不计的,并不会对射击精度有多大影响!

▲今天的军舰主炮开炮

▲战列舰主炮开炮

最后大家可以对比一下上面两张图,一个是今天的军舰主炮开炮时的场景,另一个则是战列舰主炮开炮时的场景,从图中可以很明显的体会到,两者开炮瞬间的动静就完全不是一个级别的,就现在这些小身板舰炮,开炮时产生的后坐力在厚重的舰体面前不会有丝毫的影响,所以,根本就没必要给舰炮装制退器来减少后坐力,很明显这是完全多此一举的行为!


哨兵ZH


炮口制退装置的作用是为了减轻火炮的后坐力,减小火焰以及噪音,减小炮口冲击波对四周人员的伤害,因此,陆地上的大口径加农炮、榴弹炮、加农榴弹炮等火炮,采用火炮制退装置就比较常见,陆炮安装炮口制退器是为了减轻重量不得已而为之的办法。

舰炮采用炮口制退装置的就极少,目前,海军水面舰艇中,安装炮口制退装置的也就052D型驱逐舰那门130毫米单管舰炮,此炮改进自苏俄AK-130型130毫米双管舰炮,有效射程将近30公里,射速约40发/分钟,发射火箭增程精确制导炮弹时射程可达100公里以上,在中国海军的水面舰艇中尚属首次。

由于此炮威力非常强大,在研发时考虑到了强大的后坐力所带来的冲击和振动对舰载设备的影响,才安装了炮口制退装置,让部分火药气体喷向侧后方,产生将炮管向前拉的力量来抵消部分后座力。

但一般的水面舰艇,在安装舰炮时,不会考虑采用炮口制退装置,因为舰艇有足够的体量和吨位,来抵消舰炮射击时的后坐力。

此外,由于科技的发展,当代的舰炮除了个别人操火炮以外,大都是自动化舰炮,操炮人员都坐在衡温的舱室内部,用计算机控制舰炮射击,所以也就不怕舰炮炮口的火焰,以及舰炮射击时巨大的噪音,更不用担心炮口冲击波对舰员的伤害。

且一般装了炮口制退装置以后,或多或少会影响火炮的射程,而对舰炮来说,射程和精度,才是最重要的,且军舰作战距离较远,不用担心火焰暴露阵地;倘若装了炮口制退器,向后的强烈气流,反而有可能对炮塔或舰桥产生不利冲击。

到了055型首舰101号南昌舰上,同样在舰艏装备了一门130毫米单管舰炮,但已经没有了052D型驱逐舰上的炮口制退装置,说明庞大的舰体足以抵消130毫米舰炮射击时产生的强大后坐力,而不必安装对提高火炮的内弹道性能半点贡献也没有的所谓炮口制退装置。

网络上曾经有推文说,由于新型130毫米单管舰炮射速高、射程远,其火力密度相当于一个榴弹炮营,当然,所有推文都未曾点明是122号米榴弹炮营,还是155毫米榴弹炮营,我军现阶段就装备这两种口径的榴弹炮,至于152毫米口径的则称为加农榴弹炮。


国平军史


众所周知,炮口制退器是火炮上的一种反后坐力的膛口装置,它主要是通过控制后效期的火药气体的流量、方向及速度,将火药燃气的部分动能通过制退器传递给火炮的后坐部分,从而对炮身提供一个制推力,减少炮膛合力的总冲量,继而减少火炮的动能和火炮架体的射击载荷,缩短后坐行程。

虽然炮口制退器有诸多优点,但是仍然不可避免地带来许多负面效应:1.首先增加了炮口冲击波的强度,增加了发射炮弹时炮口焰和噪音。这是使用炮口制退器的最主要缺点。2.增加身管的额外重量,增加平衡机的负担。3.增加身管的弯曲变形,使炮口发射容易发生振动,影响射击精度。4.减少后坐力发生的时间比较晚,在弹丸发射出炮口才起作用。

这里不得不着重提一下的是炮口冲击波的危害。冲击波的杀伤作用主要是由冲击波超压和冲击波作用时间来决定的。冲击波超压就是冲击波压强与空气静止时的气压(l个大气压)的压强差;冲击波作用时间就是冲击波超压所维持的时间。当冲击波超压为0.1大气压时,就会引致门窗损坏、玻璃破碎;超压为0.5大气压时,能使屋顶掀盖;超压为1大气压时,会造成房屋倒塌。0.1大气压的超压相当于每平方厘米受0.1公斤的力,当它作用在长、宽各1米的玻璃窗上时,受力竟达1000公斤,虽然这个力的作用时间很短,但这么大的冲击力仍能产生相当可观的破坏作用。对于人体而言,冲击波超压为0.5大气压时,人的耳膜破裂,内脏受伤;超压为1大气压时,作用在人体整个躯干的力可达4-5千公斤,在这么大的冲击力挤压下。人体内脏器官严重损伤,可会造成肺、肝、脾破裂,甚至导致人员死亡。


迷彩派军事


我们得先弄明白炮口制退器是干嘛的。炮口制退器,与炮口助推器概念相对,指的是通过发射药燃气反冲力来制止火炮身管后坐的一个装置,目的就是减小后坐力。火炮在发射瞬间收到发射药燃气的反作用力是很大的,一般可达数万至十数万牛顿,需要较长的后座行程的缓冲机构来吸收这个反作用力,否则就会坐坏火炮结构。然而火炮受成本和空间限制,不可能把缓冲机构做的完美,那这时候就要想办法用另一种方式减小后坐力了,那就是炮口制退器。

炮口制退器其实就是身管炮口处的圆筒形短附件,有一个与炮膛同心的膛孔和若干个气室。具体可以分为冲击式,反作用式和冲击反作用式。冲击式炮口制退器是在燃气弹丸出炮口后,高压火药气体流入空间较大的制退器腔室中,加速膨胀,大部分火药气体冲击反射挡板上产生向前的作用力,以减小后坐力;而反作用式的腔室小,没有或者只有很小的反射挡板,主要依靠燃气向通过两侧的扩张喷孔向外排出时对扩张喷孔腔壁产生的反作用来产生向前的力,以此抵消掉一部分后坐力。而冲击-反作用式炮口制退器,则兼有两者的特点。

冲击式炮口制退器

反作用式炮口制退器

炮口制退器里最常见的还是冲击式,其次是反作用式。比如苏系152mm榴弹炮,D-30 122mm榴弹炮,美国的M109自行火炮,我国的HP/J-38型130mm舰炮,采用的都是冲击式炮口制退器;大口径反器材步枪通常用的也是冲击式;瑞典的CV-90 120步兵战车,俄罗斯的联盟自行火炮,属于反冲式炮口制退器。

D-30 122mm炮

M109火炮

052D的130mm舰炮



反器材步枪的枪口制退器


瑞典CV-90 120

俄罗斯联盟自行火炮


炮口制退器的使用,通常可以将火炮的后坐力降低30%甚至50%以上,可以说非常有效了。那为啥舰炮不用呢?

几种火炮安装炮口制退器和不安装的后坐力对比,效果相当明显

首先,在战列舰未退出历史舞台的时代,火炮在战列舰和巡洋舰上采用的是多联装炮塔,即多个火炮并联,以提高命中率。这种情况下,炮口制退器的横向高速气流会干扰到相邻炮管射出的炮弹,严重影响精度;同时横向喷出的气流会形成强烈的甲板风,对舰员的作业造成严重的干扰,甚至影响到生命安全,所以在炮舰时代舰炮上就不装炮口制退器。

战列舰齐射时产生的甲板风非常恐怖,如果再装上炮口制退器,舰上的设备人员安全都无法保证

那么到了现代,驱逐舰护卫舰一般装的都是单管火炮,能不能装炮口制退器了呢?当然是可以的,但仍要考虑炮口制退器的不良影响。那就是对射程的影响。实际上火药燃气不仅在炮管内对炮弹做功,在飞出炮管一小段距离内,仍然会推动炮弹向前运动。如果使用炮口制退器,由于火药燃气会被制退器导向两侧,只有少部分气流会沿着炮管轴向向前运动,所以出了炮口火药燃气对炮弹做的功会大大减少,因此会降低炮弹初速。由于军舰的空间相对宽敞,而且相对财大气粗,比陆上的自行火炮,牵引火炮条件充裕的多,因此后坐机构可以做的更复杂,缓冲效果更好,此外由于军舰吨位较大,比如驱逐舰通常可以达到5000-10000吨甚至10000吨以上,对后坐力的容忍度较高,因此舰炮对炮口制退器就没什么需求。

这里要拿一个反例说明一下,就是052D驱逐舰。为什么052D上的130mm炮装了炮口制退器呢?主要要从052D的需求上说起。052D是一艘有64个垂直发射系统的防空型驱逐舰,火力核心就是它的垂直发射系统。但7000吨左右的吨位塞下这么多垂发,其实是很困难的,舰炮作为次要武器,就应该进行一定取舍,为垂直发射系统让位。所以郑州机电所吸取了现代级上AK130过重,占用甲板下方体积过大的教训,在052D的HP/J38 舰炮在设计过程中采用了大量减重,减尺寸的设计。但这样一来驻退缓冲机构的体积也会减小,缓冲能力会变弱,所以需要炮口制退器来辅助一下,以保证火炮驻推机构的寿命。作为代价,HP/J38的最大射程比原版的AK130舰炮会有所减少。

安装AK130的现代级和安装HP/J-38的052D,炮座距离舰首前方距离不同,这是因为AK130对甲板下方占用空间很大

当然,这个问题到了055就很好的解决了,因为055是一艘满载排水量12000吨的巨舰,空间什么的都不是事,所以130mm炮可以使用更健壮的驻退缓冲机构,炮口制退器自然也不需要了。

055舰炮距离舰首距离相当宽敞,甲板下可以容纳更多机构

不过这里要说一句,052D的130mm火炮射速是45发/分钟,这个射速是美制MK45 127mm炮的整整一倍还多,这也是我们对舰炮对需求不同导致的,我们要求主炮必须具备一定的防空反导能力。如果让HP/J38的射速降到和MK45一样的水平,那炮口制退制退器不加也没啥问题。


宣仔


加装炮口制退器会降低炮弹出膛时的威力和精度

首先加装炮口制退器的舰炮其实并不少,比如较为著名的意大利奥托梅拉拉127mm54倍口径舰炮,英国“非主流”的114mmMK8型舰炮等都是加装了炮口制退装置。加装炮口制退器后可以最大减少火炮50%的后座力,可以大幅度降低舰炮的适装要求。所以上面提到的意大利炮(故意的)这些紧凑型舰炮,可以安装在3000吨级护卫舰上。

奥托·梅拉拉127mm舰炮,该舰炮适装性非常好,可以安装在标准排水量2500吨的狼级护卫舰上

炮口制退器是通过反射隔板设计,利用炮口处的气体冲击改变方向,从而产生一个与后坐力方向相反的反冲力,用来抵消部分炮口后坐,从而降低对炮架的缓冲要求。但这种设计同样有很多负面作用,最主要是降低炮弹出膛能量,特别是对于舰炮来说,现在都普遍达到70倍径的长身管,对于火炮气体能量利用较为彻底。另一方面就是对于精度的影响,炮口制退器不仅影响射击平台稳定性,而且炮弹出膛时气流较为复杂,影响炮弹精度,所以你现在看不见那家主战坦克主炮上还在使用炮口制退器。

左边为没有炮口制退器开火的炮口烟雾情况,右边是052D驱逐舰加装炮口制退器的舰炮开火后炮口烟雾情况
二战时期,有不少坦克炮安装炮口制退器,以容纳更大口径火炮,现代火控技术要求提升后,对于精度要求很高,就看不到哪家主战坦克上装炮口制退器了

海军舰炮平台空间要比陆军大的多,因而对于火炮后座力承受能力也要大的多,他可以布置更大的驻退行程来缓冲抵消后座力。所以除非为了适装需求,不得已压缩空间,要缩短驻退行程,否则完全可以不需要炮口制退装置。052D驱逐舰的H/PJ-38舰炮加装炮口制退器同样是因为空间限制,不得已进行简化和压缩,到055驱逐舰就取消了这个炮口制退器、

除此之外,长倍径舰炮加装炮口制退器,也对身管结构造成不利影响,现在舰炮本身身管长度很大,在炮口前面再加装炮口制退器这样的重物,就形成两头重的局面,导致炮身平时状态受力结构就相当不利,影响其结构强度。055驱逐舰的舰炮,取消了炮口制退器

所以布置炮口制退器对于舰炮来说,是弊大于利,除非是空间或重量限制,不得已才加装炮口制退器。


五岳掩赤城


第一次看见海军舰炮用炮口制退器的是052D型用的130毫米舰炮,第一次看的时候感觉还特别奇怪,因为看了这么多军舰还是第一次看到海军舰炮使用炮口制退器,甚至感到有点奇怪,052D上用主炮型号是是H/PJ45A型单130舰炮,全炮超过32吨,是根据俄制AK-130双管舰炮的技术而改进而成的,不过AK-130的全重约为52吨,所以中国的130炮为了减轻后坐力就使用了炮口制退器。


海军的舰炮都是属于加农炮,而加农炮的倍径都在35倍以上,一般是使用全装药,所以火炮具有很高的膛压,而高膛压给炮弹带来的是炮弹的高初速,而高膛压和高初速给火炮弹丸带给了高射程、弹道低平、高穿深的特点。因为海军就是要击穿敌舰的装甲,所以为了高初速必须保证所有的火药燃气都提供给了弹丸,所以海军舰炮基本上是不会使用炮口制退器的。而在大口径舰炮上根本没见过炮口制退器这玩意。


在十字路口等等你


炮口制退器可减少火炮的后退行程,但对火炮的性能有一定的影响,能不用最好还是不用。所以,对后退行程要求不太高的场合,例如舰炮,或是后退行程不太大的中小口径炮,常常不用炮口制退器。炮口制退器常用在大口径火炮、且对后退行程要求较短的场合,例如大口径自行火炮等军车上。

制退器影响精度但能减少后座,地炮无论牵引还是自行都对后座有要求,而舰炮这方面受限制就小多了。

因为军舰要比普通的地面车辆重的多,在开炮时位移小,无需安装炮口制退器,还节约了成本

此图为中国130mm舰炮,配图由网络提供



长安水军007


兔哥回答这个问题。我们首先说明一下这个炮口制退器的作用:炮口制退器故名思义就是控制炮管后退的装置,为什么控制炮管后退?就是减少后座力。其原理是在炮口位置安装一个具有大于炮膛口径,能向两侧排气的装置,通常炮口制退器都有较大的空腔。(下图炮口制退器)

由于现代的火炮都属于化学动能武器,也就是我们所说的火药发射技术,因此,在炮弹弹丸出膛的瞬间会有一股强大的火焰气体继续向前推动炮弹前进,根据作用力以反作用力的原理,火炮会有个向后的力,也就是后座力。如果后座力大,超过了火炮炮管的运动行程,就会使火炮产生巨大的后座,影响火炮本身的结构强度和精准度,同时对火炮载体也会造成不利的影响。这时炮口制退器就起作用了,当弹丸出膛口后,向前的部分火焰气体会向两侧喷出,形成一个横向或稍向后喷射的止动阻力,这样就减少了炮管的后座行程。(下图炮口制退器原理)



炮口制退器虽然能减少后座力,但也有缺陷(一)过去的舰炮通常都是多联装,如,双联,三联等,这样布置的火炮间距很近,炮弹出膛时会形成炮口暴风效应,就是向四周圆形喷射的火焰气流。这样的炮口暴风效应会使各炮同时射出的炮弹在出膛口时就产生了扰动作用。也就是出膛就产生了偏差,因此,精度会下降。而炮口制退器会加大这种炮口暴风效能,因此影响力倍增。这是早期火炮同时开火所产生的影响,也是过去舰炮不装炮口制退器的原因。但不是主要的原因,因为采取技术措施完全可以避免。二战时期的多联装主炮并不是同时间点开炮,而是各炮有时间差,这个时间差甚至低于一秒钟,但足以措开炮口暴风的产生。因此,这个并不是舰炮不安装炮口制退器的主因,下面一条才是主要的原因。




(二)现代的舰炮主炮都是单管的为什么还不装炮口制退器呢?这就是炮口制退器的另一个缺陷,初速度。也就是炮弹出膛口时的速度,炮弹飞的远不远全凭初速高不高,初速越高炮弹飞的越远,同时初速也关系到精度,这是因为初速高,弹道就相对平直,精度就好控制。初速并不是只限于炮膛内产生的压力速度,出膛口后火焰气体会向前继续产生巨大的推力加速度。为什么炮弹出膛口后会有向四周圆形喷射的火焰,就是在推弹丸时受阻于弹丸产生的推力扩散。扩散越大推力越大。

如果安装炮口制退器会严重减弱这种出膛火药气体推力,使初速下降,进而影响射程,精度。射程的降低对于舰炮影响是巨大的,军舰集各种功能于一体,随便挨一炮就伤筋动骨,在射程距离内,谁打的远谁就占得先机。能增加射程是舰炮追求的目标。这也是舰炮不安装炮口制退器最主要的原因,也可以说是唯一的原因。


(三)关于炮口制退器产生的火焰会对军舰的设备产生损坏,以及容易暴露目标的不同观点。兔哥认为上述说法是不科学和不严谨的。(1)炮口制退器非但不会对舰体设备产生损坏,反而会减少对舰体的损坏,这是因为,舰炮(主炮)都有射击角度限制,并不需要360°射角,而所有的炮口制退器没有向下喷射火焰射流的开口,都是左右的,因此,对于下甲板会更安全,而左右喷射的火焰气体不会扫到甲板,更不会扫到其它设备。并且舰炮的火炮位置都是有规避设计的。(下图安装炮口制退器的舰炮射击气流喷射方向,两面平行喷射,熟悉吗?新舰据说已没有这个了)



(2)暴露目标从何谈起,现代的探测技术你军舰备车,冒烟了还没开动人家就知道了,实战中,你就是扎海里去都能把你抓出来,隐藏的了吗?

以上是兔哥对这个问题的认识,谨代表个人观点,与平台无关。欢迎关注兔哥(图片来源网络)


兔哥42928


原因有三个,一个是舰炮对重量不敏感,有足够大的重量裕度装足够大的驻退机构。第二个就是炮口风暴了。舰炮口径大,炮口风暴杀伤力很大的,要是再加个炮口制退器。开炮能把自己的甲板洗一遍,非装甲部位都完蛋。战列舰主炮是不能在舰首尾正面30度范围内开火的。这也是为啥纳尔逊,黎赛留这样的布局能堂而皇之登场的原因。武藏也是因为这么干,消灭了自己前甲板所有的高炮炮组。第三就是影响精度。炮口制退器会对炮弹的散步造成不好的影响。陆军反正是万炮齐发打一个面。舰炮差不多就属于打点了。精度再高都不嫌高,怎么肯能允许降低精度的因素存在呢!


飞行者埃里克


为什么不用?大家不用肯定是可以不用,好象固定的岸炮也没用,弄清这问题得先搞清楚普通大炮为什么要用。大炮就是放大了的枪,都是利用反作用力原理推动子弹、炮弹前进,早期的大炮都没炮口制退器,因为那时大炮射程短、炮弹小、威力小,因此反冲力小,每发一炮后对后续发射影响小,现代大炮身管长、射程远、弹头大,反冲力很大,如果不有效制退严重影响后续射击精度,因此现代大炮都有制退器,主要制退器是在炮身上的,叫驻退机,炮口制退器是辅助的。根据力反作用原理,要想把大炮发射反冲力对大炮的影响降到最低,还有一种方法,就是增加大炮质量,陆军大炮要运输,限制了重量,但军舰是几千几万吨的,是陆炮的几千倍,炮口制退器是辅助的制退器,肯定没必要用了。


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