34780_339212_933345.jpg (275.93 KB, 下载次数: 52)
2014-8-10 22:50 上传
服役以来部分军迷对它褒贬不一，焦点主要集中在H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用的炮口制退器上，认为这是落后的标志。确实H/PJ-38型单管130毫米舰炮是我国海军自行研制大中口径舰炮中第一种采用炮口制退器的舰炮，然而在国际上，炮口制退器却是各国海军采取减少舰炮后坐力的常见手段之一，并在各国海军的各种口径舰炮上得到广泛应用。比较常见如：俄罗斯A192M型单管130毫米舰炮，意大利OTO127毫米单管舰炮，英国MK8型114毫米舰炮，意大利OTO紧凑型76/62单管舰炮，瑞典博福斯海特里尼蒂40mm舰炮，瑞士厄利空GBM-B1Z型25mm舰炮，西班牙梅罗卡20mm多管舰炮，意大利OE/OTO35mm毫米舰炮等等，连美国也有一款仿制意大利的OTO76mm舰炮的MK75型。
U1335P27T1D375943F3DT20060609073429.jpg (26.94 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 22:51 上传
日本金刚级驱逐舰上采用的OTO127/56舰炮
101440vs5nmriv5r9vyyzt.jpg (42.82 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 22:54 上传
英国的MK8型114mm舰炮，不但有炮口制退器、还有炮管中部的抽气装置
5_副本.jpg (32.12 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 22:58 上传
南森级护卫舰装备的奥托•梅莱拉76mm舰炮
99.jpg (41.82 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:00 上传
美海军装备的MK75型舰炮
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。我们可以通过下面几张图片直接感受有无炮口制退器的舰炮射击时的异同。
203_103949_946398.jpg (86.5 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:01 上传
H/PJ33A型双100毫米舰炮发射
12419694_357651.jpg (145.43 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:03 上传
美国海军MK45型舰炮发射
proxy.jpg (17.36 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:03 上传
意大利OTO127/56毫米单管舰炮
033.jpg (119.01 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:04 上传
美国海军MK75型舰炮发射
通过以上对比，我们首先就可以发现两者的炮口射流明显不同，没有炮口制退器的舰炮射击时 炮口射流可被近似地看成是一个球心运动的球形冲击波，并具有明显的方向性。而有炮口制退器的舰炮射击时，炮口射流明显分为两部分，一部分火药气流通过炮口制退器分流并改变方向，舰炮膛口向前喷出的火药气流明显减少，也就减少了其对舰炮的反作用力。炮口制退器的侧孔向后喷出的火药气流有给了舰炮一个与后坐力方向相反的力，从而达到制退的效果。
下面我们分别看它们的流场示意图和压力等值线图
19_18_副本.png (66.12 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:05 上传
无炮口制退器流场示意图
10.png (38.55 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:06 上传
11.png (53.52 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:06 上传
12.png (79.86 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:06 上传
13.png (72.34 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:07 上传
有炮口制退器流场示意图
14.png (43.31 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:07 上传
15.png (51.12 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:07 上传
17.png (84.85 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:08 上传
使用炮口制退器的主要优点有两点:第一、减小后坐动能。在后座部分质量及后坐长度不变时，减小后坐动能可以减小射击时的后坐力，从而减小炮架尺寸，减小火炮质量，;在后坐质量和后坐力一定时，则缩短后坐长度，这样能使火炮设计得更加紧凑。第二，便于将不同威力炮身安装到相同炮架上。从力学角度讲，要在同一炮架上安装不同威力的炮身，只需保证不同炮身的后坐动能相等就可以了。而这两点恰恰就H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用炮口制退器的原因。
首先H/PJ-38型单管130毫米舰炮是在机械上有一部分借鉴了俄制AK-130型舰炮的设计，加长了炮管。换句话说它的反后坐力装置是基本沿用俄制AK-130型舰炮的设计。加长了炮管目的是为了提高初速，提高初速就是提高射程。通常来说，提高射程的手段主要有两种，一提高火炮初速，二减小弹丸阻力。但是为了战备和简化后勤的需要，一般很少改动弹丸。因此在弹丸阻力一定的情况下，提高射程就只能通过增加火炮初速来实现。
从内弹道学原理我们得知，火炮射程和初速可以通过以下两种手段得到提高：一是增大发射药装药量，也就是增加弹丸发射时火药能量；二是延长身管长度，增加弹丸被火药燃气加速的时间。但是，火炮药室容积(影响装药量的主要参数)并不是可以随意选择的。通常情况下，军工科研人员在设计一种火炮时，会首先根据预先制定的火炮性能指标所给出的口径、弹重、初速等初始条件，选取适当的最大膛压、药室扩大系数和火药品种，以此为起点计算出火炮所需要的装药量。一旦设计人员确定了合理的药室容积，除非出现特殊情况，否则这个参数在火炮的整个发展和改进周期中都将固定不变。因为一旦药室容积发生变化，就意味着整个弹药系统结构都要重新设计，这是火炮设计人员所不能接受的。与之相对应的是，火炮身管长度发生改变对弹药的影响很小。所以在装药量和弹丸不变的情况下，H/PJ-38型单管130毫米舰炮为了提高射程，加长炮管就成了唯一选择。为此，H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用了70倍口径的身管，这几乎达到了该口径身管的极限。有资料称H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用了70倍口径的身管后，炮口动能是原有该口径舰炮的150%，而后坐力则相应比原来增加了40%。因此要在同一炮架上安装不同威力的炮身，保证不同炮身的后坐动能相等，采用炮口制退器也就顺理成章了。
其次是减重和火炮设计紧凑化的需要。大家都知道俄制AK-130型双管130毫米舰炮系统全重94吨，适装性比较差，只能装备在7000-8000吨级以上军舰，而H/PJ-38型单管130毫米舰炮为了达到减重的目的，提高适装性，把全重降到50吨左右，以实现在5000吨级军舰上装备的目标，不但大量采用铝合金，炮塔外壳材料改为玻璃钢，取消一路供弹链，减少弹仓容量。这样就带来了一个矛盾，70倍口径的身管带来了后坐力则相应比原来增加了40%。舰炮全重却比原来减少了一半。要知道舰炮的后坐动能主要是由舰炮的反后坐力装置和自身的质量所缓冲的，而不是直接传递到甲板上，否则陆地发射试验时，强大的后坐动能就能直接让舰炮发生解体。因此在舰炮的反后坐力装置不发生大的改变的情况下，要达到减重要求，并且保证驻退机、耳轴、上架、座圈、甲板等有足够强度，减小后坐动能就成了唯一出路，只有减小射击时的后坐力，才能减小炮架尺寸，减小火炮质量。炮口制退器的采用也就成了必然。同理，要使火炮设计得更加紧凑，缩短后坐行程也是紧凑化设计的关键之一。
1145857537.4393953.jpg (93.94 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:08 上传
俄制AK-130型双管130毫米舰炮系统
另外加装炮口制退器的好处之一就是可以去掉炮管外冷却水套筒，达到力矩的平衡的效果。炮管外冷却水系统一般的作用是降低身管外壁的温度，由于热传导速度的影响，它对于身管内膛的温度降低和身管寿命影响有限。加装炮口制退器后，由于有一个后向的冲击波，带走身管周围的热空气，同时周围冷空气补充过来，如此形成一个空气循环，降低身管温度。这样虽然比使用炮管外冷却水系统效果要差一些，但是却可以起到节省身管重量作用。平衡了起落部分的重量力矩，减少了身管的弯曲变形，减少了射击时的炮口振动。达到提高精度的目的。
60f7a985hvb1bq4tv45ic&690.jpg (71.34 KB, 下载次数: 48)
2014-8-10 23:16 上传
最初的样炮
最后就是加装炮口制退器对射速的影响。在舰炮加装炮口制退器后，其后坐行程的缩短，后坐时间的减少，对于火炮的复位时间减少有显著效果，因此也就能够提高舰炮的射速。
按炮口制退器作用原理，我们一般可以把炮口制退器分为:冲击式炮口制退器、反作用式炮口制退器和冲击一反作用式炮口制退器。那么H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用的是哪一种炮口制退器呢？
9.png (44.82 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:17 上传
冲击式炮口制退器的线图
8.png (59.49 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:17 上传
反作用式炮口制退器
6.png (40.57 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:18 上传
冲击一反作用式炮口制退器
通过仔细观察H/PJ-38型单管130毫米舰炮的炮口制退器外形，我们很容易就可以发现它采用的是4室制的冲击式炮口制退器。这是因为H/PJ-38型单管130毫米舰炮本质上是属于加农炮，它的弹道比较平伸，采用冲击式炮口制退器的制退效果比较好，结构比较简单，加农炮一般大都采用冲击式炮口制退器。再加上我国在加农炮上使用冲击式炮口制退器的经验比较丰富，所以就采用了这种形式的炮口制退器。
14780_339213_806179.jpg (160.53 KB, 下载次数: 48)
2014-8-10 23:19 上传
冲击式炮口制退器的工作原理是：弹丸发射出炮口后，高压的火药燃气进入炮口制退器并沿炮膛轴线膨胀加速形成高速气流，气流的大部分冲击制退器的前壁反射面，气流方向改变后从侧孔向后方排出。这种冲击力赋予后坐部分向前的冲量，从而产生制退力来减少后坐力。
18.png (26.58 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:19 上传
冲击式炮口制退器的工作原理图
21.png (78.06 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:20 上传
冲击式炮口制退器的内部结构
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，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。
由此可见炮口冲击波不但可以造成舰载设备的损坏，还可以造成炮口附近的人员的伤害，尤其是对密封和半密封条件下的人员的伤害更大。因此就决定了炮口制退器的制退效率不能无限提高，必须在提高制退效率和减轻炮口冲击波的强度之间找到一个平衡点。那么H/PJ-38型单管130毫米舰炮采用的炮口制退器通过什么方法来减少炮口冲击波的危害呢？要寻找答案，我们就必须把目光重新聚焦到H/PJ-38型单管130毫米舰炮的炮口上。我们细心观察，就会发现在该炮口制退器上的第一对侧孔的前壁上没有挡气板，而我们通过对冲击式炮口制退器的工作原理的分析就可以得出，该出气口的气流对舰炮本身的作用力近拟地认为是不发生作用的。这样做的目的是为了减少火药气体对炮口制退器撞击，对其余侧孔产生的冲击波起到一个缓冲作用，减少炮口制退器产生的向后冲击波对舰上设备和人员的伤害。而且这对侧孔的的开口必须有个比较大的倾角，一般达到75°-80°左右。这样才能起到缓冲的作用。
1.jpg (32.88 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:21 上传
减少炮口制退器产生的向后冲击波的危害方面，根据炮口冲击波形成的机理和流场特征，我们还可以采用这样的办法：让火药燃气在制退器内尽量充分膨胀，减轻侧孔喷口气流压力。分散侧孔高压燃气气流，降低火药最大瞬间秒流量。我们再仔细观察H/PJ-38型单管130毫米舰炮的炮口制退器，就会发现它不是一个均匀圆柱体，而是中央弹孔出口处最宽，逐渐向炮口缩小的圆锥体结构。这种结构的目的就是为了让火药燃气在制退器内尽量充分膨胀，减轻侧孔喷口气流压力。由于中央弹孔的腔室体积逐渐增大，腔室气流向后流通通畅，气孔侧孔秒流量减少，制退器效率下降，产生的向后冲击波的强度减少，危害减轻。
3.jpg (136 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:22 上传
2.jpg (27.19 KB, 下载次数: 47)
2014-8-10 23:22 上传
通过上述分析，我们可以得出这样一个结论，基于以俄制AK-130型双管130毫米舰炮系统为原型的反后坐力装置的性能潜力，在H/PJ-38型单管130毫米舰炮上已经几乎挖掘殆尽，下一步如果要对该型舰炮进行改进，只能是采用更加高效低害化的炮口制退器的上面下工夫。否则就必须重新设计基于新原理的反后坐力装置，然而这几乎就等于重新设计一门新的舰炮。
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-10 23:36
感谢大师加精
作者: duoduo0822 时间: 2014-8-10 23:50
作者: 史进炊 时间: 2014-8-10 23:51
标题: 长知识
作者: 解决 时间: 2014-8-10 23:52
作者: 洛马梯翼 时间: 2014-8-11 00:03
标题: 炮口的秘密——浅析52D级驱逐舰主炮采用炮口制退器的原因 <9273字> (atvbtvyhz) 2014-8-10 23:22
作者: Lioncat 时间: 2014-8-11 00:05
标题: 好科普
作者: sunny 时间: 2014-8-11 00:12
标题: 我看到一个自相矛盾的结论。既然说身管长度增加了，炮口动能增大50%，可为啥最后的射程还是跟AK130一样呢？
作者: 雷公 时间: 2014-8-11 00:15
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-11 00:27
AK130最大有效射程20KM。
作者: sunny 时间: 2014-8-11 00:28
标题: 你那都什么资料？AK130射程就是29
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-11 00:31
你的是百度数据，最大有效射程和最大射程是有区别的。
作者: sunny 时间: 2014-8-11 00:41
标题: 我查了下国内AK130舰炮弹药外弹道反设计资料。射程都大于20
作者: sunny 时间: 2014-8-11 00:42
标题: 至于PJ38，身管倍径肯定没有70，是一个小得多的数字
作者: sunny 时间: 2014-8-11 00:44
标题: 某种原因的炮口动能增加并非由于身管变化原因。那来自某特种弹药
作者: 肥狼 时间: 2014-8-11 01:00
标题: 好文，鼓励下
作者: 竹子明 时间: 2014-8-11 02:05
作者: 王朝干红 时间: 2014-8-11 02:11
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-11 02:15
这个说法最早见于P3大师，我查了一下资料，最初的设计是加长到8060mill，62倍口径身管，未采用炮口制退器情况下，最终定型应该是70倍。
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-11 02:38
炮口动能大小决定于弹丸重量，初速和射速三者的比例关系，特种弹的弹丸再重，也不可能重到50%吧。只有炮管加长，初速提高，射速有所增加，加上弹丸重量才能达到这样的数值。
作者: 罗马方盾 时间: 2014-8-11 02:54
标题: 军盲还有不解的就是炮管根部上下都有各种柱状结构。感觉外形极不简洁
作者: wlzb 时间: 2014-8-11 06:15
作者: 祥瑞御免小白兔 时间: 2014-8-11 07:47
atvbtvyhz 发表于 2014-8-11 02:38
炮口动能大小决定于弹丸重量，初速和射速三者的比例关系，特种弹的弹丸再重，也不可能重到50%吧。只有炮管加长，初速提高，射速有所增加，加上弹丸重量才能达到这样的数值。
药室加大，装药加多也能提高初速，不一定是靠身管加长。特种弹分两次装填，弹丸长度和重量比一般的榴弹可能大很多，等下查查老美的就知道了。另外，炮口动能是单发吧，和射速有什么关系？
作者: sunny 时间: 2014-8-11 09:28
标题: P3也有故意忽悠的时候，PJ38的弹道炮就不是你说的倍径
作者: sunny 时间: 2014-8-11 09:46
标题: 一个现成的例子就是美国的MK45，普通弹是31kg，其超远程制导弹（EX171）重量是50kg
作者: 蹲街看美眉 时间: 2014-8-11 10:00
作者: mld2002 时间: 2014-8-11 10:04
标题: 这样图文并茂的好文，一定要加精，如果需要数量的话，我想是一万个。
作者: hw8888 时间: 2014-8-11 10:10
作者: 祥瑞御免小白兔 时间: 2014-8-11 10:22
标题: 打EX171时的药筒比大普通弹的药筒装药多吗？
作者: haimimi638 时间: 2014-8-11 10:36
标题: 无甚 所以的制退器都是一样 为了全炮减重的无奈之选
作者: kls1980 时间: 2014-8-11 10:39
标题: 很专业的东西，我等军忙却看的基本上清楚明白，顶一个
作者: atvbtvyhz 时间: 2014-8-11 11:19
这里的炮口动能的增加是指的是发射普通弹时，弹丸重量不变的情况下，原来在试验62倍径时，炮口初速为850M/S时，炮口动能测得为12.3MJ，炮口初速提高到930M/S，炮口动能测得为14.74MJ，结论是原来的反后坐装置做出少量调整就能适应。无需加装炮口制退器。现在有炮口制退器，说明炮口初速进一步提高了，倍径进一步增加了。
作者: 铁路炮 时间: 2014-8-11 11:55
作者: 三山行 时间: 2014-8-11 12:35
作者: myspic 时间: 2014-8-11 13:30
标题: 专业人士
作者: 影子 时间: 2014-8-11 13:52
两个问题：
1，武汉的055模型，似乎没有制退器，难道是新型号130？
2，此炮弹药是否与我军老式130舰炮/岸炮通用？如不通用，则无后勤问题，完全可以用新弹药解决射程问题，相当于一个新的口径系列。弹药全面升级带来的好处远远超过一个没有多大战术意义的29km的射程要求。
作者: sunny 时间: 2014-8-11 13:59
标题: 不要把未实现的研究性论文当真事。
作者: sunny 时间: 2014-8-11 14:02
标题: 跟老130不通用
作者: 影子 时间: 2014-8-11 15:34
我才也是。那么新炮配新蛋，这篇文章所有立论的基础都不存在了。
| 欢迎光临 鼎盛网 (http://www.top81cn.cn/) | Powered by Discuz! X3.1 |