1841年一位比利时人首次发明了药筒，发展至今除了迫击炮和一些不追求射速的大口径火炮使用药包外，基本上所有的炮弹都会使用药筒，因为药筒能显著提升火炮的发射速率，此外药筒还能防止发射药产生的火药燃气腐蚀损害炮膛，对于提高火炮寿命有着积极地作用。但是传统黄铜药筒也存在着成本较大的问题，采用纸筒则存在发射后还需清理的问题，极大地影响着火炮的射速，于是诸如可燃药筒之类的新型药筒就成为了世界各国发展的重点。下面我们就探本穷源的来了解一下药筒的秘密。

药筒的组成部分

▲最常见的整体式药筒的结构图，对于药筒只有两个基本的要求，一个就是保证战术技术要求，该要求决定了药筒的使用质量，另一个就是保证生产经济性要求，该要求决定了能否进行大量生产

整装式药筒从上往下依次为筒口、斜肩、筒体和筒底，筒底包括底缘、底火室和凸起部，作用依次为：

• 筒口：筒口可用来连接弹丸，为了保持炮弹的强度，面积较大，材料讲究较高，长度一般为弹丸尾部长度的0.85到1.25倍，而且直径是要略微小于炮尾直径的，筒口内径的结合强度较高，这样能将弹丸连接的更加牢固，考虑到密闭性，厚度不易太大
• 斜肩：该部分是筒口和筒体的过渡部分，可以起到定位炮弹和防止药室被火药燃气过度腐蚀的作用，一般锥角在30度到50度之间，如果角度过小则不能起到很好的定位作用，炮弹在外力的作用下会在炮膛内发生位移变动
• 筒体，该部分则是药筒的主体部分，起到容纳发射药的作用，为了达到发射过程中药筒变形紧贴膛壁的目的，形状很炮膛一致（但是两者之间还是会留有一定的空间，主要是方便装填和退壳），随着火炮射击速率的提高，筒体的锥度则会越来越大，这种结构的筒体方便装填和退壳，为了保持一定的强度，筒体内壁的厚度是由口到底依次增加的

▲圆滑过渡的炮尾内侧，在保证强度的情况下尽量让弹底减厚，最好的办法就是在筒体和筒底连接的内侧制作一个圆滑过渡的结构，保证强度的同时也可以控制厚度

• 筒底：筒底的结构则比较复杂，首先是起到轴向定位作用的底缘，发射完成后火炮通过底缘完成退壳，所以底缘的宽度、强度和厚度一般较大，但是太过于厚大会影响关闩的过程；底火室则是容纳点火装置的部分，一般通过螺纹将两者连接在一起；凸起部一般设置有传火孔，负责传递底火火焰，此外一些药筒还会在凸起部设置一个挡板，可以防止发射过程中火药燃气过度腐蚀底火室内的结构。筒底的强度是最高的，强度过低会在发射过程中破损，从而影响退壳过程，但是从经济性的角度来考虑筒底在保证强度和击发退壳稳定的前提下应该取厚度最小，一般炮尾的内部为圆滑过渡的结构

药筒的作用过程

当装药被底火引燃后，药筒内部的火药燃气压力迅速增加，机械性能最差的筒口开始发生弹性形变并膨胀，这种形变膨胀很快就沿着筒口向筒底蔓延，同时伴有少量的燃气逸出，随着压力的增加首先是斜肩部和部分筒体紧贴炮膛（斜肩部能起到很好的闭气作用），随后药筒紧贴炮膛（筒底紧贴炮闩），当压力达到一定值以后药筒因为受热膨胀等原因在压力下发生塑性形变，而炮膛和炮闩则在药筒的压力下发生弹性形变，再此过程中药筒的材料强度过低或者是塑性较差，药筒则会出现破裂或者是烧蚀的情况。炮弹发射过程中炮管也会因为压力发生弹性形变，当完成发射压力开始下降后，炮管，炮膛以及炮闩的弹性形变会恢复到原来的位置，但是药筒则不一样。

▲在炮膛中即将发射的炮弹，火药燃气的压力是决定退壳性最主要的因素，炮膛和药筒间隙为零时候的压强被称之为临界压强

药筒的弹性形变虽然会恢复，但是塑性形变不可能恢复到原来的位置，而且药筒表面式受热不均匀的，当温度和压力下降后外表面则会产生不均匀的压应力，内表面则会产生不均匀的拉伸应力，这个过程会改变药筒的形状，再加上不能回复的塑性形变，药筒的尺寸会大于发射前，这就会对后续的退壳造成一定的影响，所以所有的药筒和炮膛之间都会有一个初始间隙，当然这个初始间隙也不能太大，不然发射过程中会出现裂纹或者是胀底现象。射击完成以后药筒能否可靠的退出炮膛，这也是火炮的一个重要指标，当药筒的强度越大时，发射后还原的弹性形变程度则会越大，在弹性系数方面铜要远远好于钢，所以铜药筒的退壳性也就比钢药壳好。

药筒的分类

药筒的分类可谓是多种多样，下面我按照结构的不同用图集的形式来为大家做一下分类：

▲整体式药筒，技术性和后勤处理能力较好，但是生产工艺复杂，不适合于战时大批量生产

▲卷筒装配式药筒，这种药筒一般由筒体，筒底等其他部件组合而成，结构不多且全都是通用设备制造，药筒由两层低碳钢钢板卷制而成，然后通过紧压环压在筒底，重量较大，所用金属较多，但是战时动员性极佳

▲焊接药筒，将低碳钢冲压而成，再经过机械加工成药筒部件，然后沿着纹缝焊接而成，这种药筒的技术性较差，因为筒体会形成不光滑表面，影响退壳，但是结构简单，方便制造，适合战时的大批量生产

可燃药筒

铜作为药筒材料由来已久，但是自二战以来，铜在军事上的产出越来越不能满足需求，尤其是像德国，日本这样的小国，于是一些国家便开始采用钢作为主体来制造药筒，但是钢材在高烈度的战争中也会出现紧缺的问题，而且这些用于应急的钢制药筒很多不能重复利用，只有大约三成能复修利用，所以早在二战期间德国就开始探索可燃药筒，直到上世纪60年代初美国率先研制成功。这种新型药筒由可燃性物质组成，药筒以及每个部件都是可以燃烧的，包括底火和传火管，底火的外壳采用的是低熔点的金属，这些金属还能起到除铜剂的作用（除铜剂可以消除弹带和膛线摩擦而产生的铜屑），而且药筒本身还是发射药的一部分，发射过程中必须保证百分百被燃尽，这样一来可燃药筒发射时可以释放一定的能量，而传统的金属药筒在发射过程中还会吸收一定的能量（以热量的方式吸收）。此外可燃药筒结构简单，重量轻，方便生产和运输，最重要的是可燃药筒可以大大降低繁琐的回收运输过程。

▲可燃药筒分为全可燃和半可燃两种，考虑到弹药的结构强度问题，半可燃药筒会安装一个金属的底座，目前大多的可燃药筒都是这种结构的，尤其是空间狭小的坦克和自行火炮

虽然可燃药筒发展迅速，在战斗和生产上都有巨大的潜力，但是其在短时间内还无法替代传统的金属药筒，因为可燃药筒的缺点也很突出。整装式的可燃药筒炮弹结合强度还是没法和金属药筒比的，而且在长时间射击导致的炮膛高温或者是炮膛内有残渣时，都有可能在装填过程中引起药筒的自燃，再者遭受碎片以及轻武器的打击时安全性较低，在储存方面可燃药筒也是远远不如金属药筒的，可燃药筒要走的路不会很平坦。

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