为什么现代坦克用滑膛炮而放弃线膛炮?除了威力大,与炮管加工和使用寿命关系有多大?

西方不败319


现代的第三代坦克使用滑膛炮主要是要提高穿甲弹的威力,至于滑膛炮的寿命要比线膛炮高一些并不是主要原因,只能算是意外的收获,至于炮管加工,滑膛炮的确是不用拉膛线了,但是现在滑膛炮内壁的加工精度要求极高,并不比线膛炮容易多少,本身都是深孔加工,滑膛炮内壁的光洁度和公差都是要求十分严格。


线膛炮由于要加工膛线,所以生产来说是麻烦一些。

坦克主炮的滑膛炮内壁,加工这样炮管,对于炮管内壁的精度光洁度的要求都是很高的,不加工膛线了,但是加工起来并不省事。

现在服役的第三代坦克普遍使用滑膛炮的原因还是要提高坦克的穿甲能力。
稳定翼脱壳穿甲弹发射以后,实际飞过去给坦克开孔的就是中间那个细针,学名叫穿甲体。


上个世纪的五六十年代,冷战的双方都开发出了复合装甲,复合装甲对于使用锥形药罩的破甲弹具有非常良好的防护能力,像现在的复合装甲对于破甲弹的防护能力都相当于1000毫米以上的均质钢板,但是对于穿甲弹这种硬碰硬的武器,防护能力就差多了,现在的防护能力只有大约600-700毫米,这种情况下什么炮能够更方便给对方的坦克打洞,本方的坦克就用什么炮。这种情况下炮弹初速更高的滑膛炮就成为了铁幕两边的共同选择。
这个是稳定翼脱壳穿甲弹的结构,这种弹药在飞行途中是靠尾翼稳定飞行姿态的,如果旋转反而是不利于飞行的稳定。



现在对付坦克最有效的武器就是这种稳定翼脱壳穿甲弹,就算是英国人也是一样,不过英国人的穿甲弹威力不如其他北约国家的。
下边的照片就是英国的挑战者坦克正在装填穿甲弹,英国人也是用分装的炮弹。这个可就比俄国人用自动装弹机要费劲多了。

稳定翼脱壳穿甲弹就像一个飞镖,就像平时折的纸飞机一样,如果是在飞行过程中旋转起来,那很快就会掉到地上,所以稳定翼脱壳穿甲弹在飞行过程中是不希望旋转的,而线膛炮的膛线就是要赋予炮弹一个沿炮弹中心旋转的过程,这个和穿甲弹的要求正好相反了,虽然英国人是开发出来滑动弹带,试图解决这个问题,但是这种办法并不是太成功。而滑膛炮就没这个麻烦。

使用稳定翼脱壳穿甲弹是利用穿甲弹的动能来硬捅坦克的装甲,这就要求在接触坦克的时候穿甲弹的动能尽量大,根据动能公式,提高速度对于提高穿甲弹的动能更为有效,所以提高穿甲弹的速度就是提高穿甲弹威力的最佳选择。而线膛炮由于有一个炮弹和膛线摩擦的过程,炮弹的动能还是有比较大的损失,英国人的线膛炮穿甲弹的速度费了半天劲也只有1600米/秒,而德国的穿甲弹的初速已经达到了1800米/秒,这样已经是接近了固体发射药的极限。


线膛炮的用途更多一些,而滑膛炮的有点像给坦克开孔的专用工具,当然随着弹药品种的丰富,滑膛炮的多用途性也不错了。不过,远射能力还是线膛炮更高。

不过,由于近几年战争形势的变化,在设计第三代坦克时设想的坦克会战除了1991年的海湾战争还有点模样,之后的战争都没有再出现过,所以现在的坦克以后会怎么发展都是一个未知数,而下一代坦克是使用线膛炮还是滑膛炮也是一个未知数。


有痰


最初的坦克都是用线膛炮,以前可没有辅助观瞄系统,都是靠人来瞄准,对于坦克这种攻城拔寨更需要精确度,而线膛炮通过内壁的膛线,能让炮弹在炮管内加速过程中高速旋转,反射出去的炮弹也是高速旋转的,这样炮弹在飞行过程中受飞和气流的影响较小,精度较高。但线膛炮同样有很多缺点,第一工艺复杂造价高;第二膛线长期被炮弹磨损严重,炮管的寿命就短;第三线膛炮更容易炸膛,受极限膛压就要小很多!

但是这些都不是坦克淘汰线膛炮的理由,坦克改用滑膛炮主要是因为新型的穿甲炮弹:尾翼稳定脱壳穿甲弹,这种穿甲弹被证实是最有效的击穿坦克装甲的炮弹,但却并不适合线膛炮发射,!尾翼脱壳穿甲弹是一种动能弹,要得就是较大的初速度和质量更重,而旋转会影响弹芯的初速以及脱壳,而在发射出去后脱壳只剩下一根小的钢芯或者钨芯等,受风荷载和气流的面积本身就小,再加上尾部保证稳定飞行的尾翼,保证了飞行稳定性和精度问题!

现代主动坦克防护研发全部采用复合装甲,而破甲弹采用金属射流对付均质钢板效果较好,但是对付复合装甲效果大打折扣;而英国发明的碎甲弹则在装甲外侧爆炸,崩碎内侧装甲形成对坦克内部的杀伤,不过面对现在各国坦克都披挂爆炸反应装甲,这种方式效果也不太好了!而反应装甲对于属于动能弹的尾翼稳定脱壳穿甲弹作用没那么大,对于复合装甲穿透效果也更好,因此成为最主要的弹种,也因此各国的三代坦克都用更合适发射这类炮弹的滑膛炮取代了线膛炮!

另外三代坦克为了增大坦克的射程而使用了炮射导弹,这种导弹的射程一般在4~6公里之间,算是坦克上的杀手锏武器了,而这玩意也需要滑膛炮才能发射,选择线膛炮就失去了炮射导弹的功能了,炮射导弹是在各国选择滑膛炮后发展起来的,现在要各国抛弃到炮射导弹恐怕不太可能吧!

而且现代坦克都有了辅助观瞄系统,能够自动锁定目标再有炮长进行开炮,有了这套系统后,坦克在2公里范围内即使发射高爆弹等弹种精度也是非常高的,因此估计坦克上的线膛炮会一去不复返了!

但是也有例外,比如英国的挑战者2坦克在发展过程中,认为碎甲弹才是坦克的未来,于是继续采用了线膛炮,这就是对未来武器发展的判断失误,而现在已经成型无法纠正了,但是印度的阿琼坦克本来发展就晚,居然就盲目的跟着自己的老东家走,也采用线膛炮,这就感觉是完全不带着脑子设计武器了!


狼烟火燎


现代坦克因为其主要的对手还是坦克,所以坦克炮的威力成为设计者最需要考虑的问题。滑膛炮没有膛线,炮管的加工简单些,没有线膛的磨损又增加了炮管的使用寿命,这些都是一些有利因素。

有膛线的炮弹,被发射后,炮弹以旋转的方式,保持既定方向,稳定、精准的击中目标。滑膛炮没有膛线,因为炮弹与炮膛的弥合问题,使得被击发的炮弹推力减少,射程影响大,精度影响也大。滑膛炮最后以加装尾翼的脱壳穿甲弹而解决所有不利因素。




采用滑膛炮主要的原因还在于使用的尾翼稳定脱壳穿甲弹,这种炮弹成了打击坦克的最有力武器,使用膛线炮的话,穿甲弹在炮管中得高速旋转,会降低它的结构强度,也会降低其打击精度,旋转所产生的切向动力会弹走炮弹。而在滑膛炮脱壳穿甲弹的尾部加装尾翼,就解决了飞行的稳定性和精确度。并且滑膛炮还可以发射炮弹式的导弹,成本还比较低廉。



滑膛炮采用的是动能炮,炮口初速达致1800米/秒,线膛炮达不到这种动能。现代坦克采用的都是复合装甲和反应装甲,线膛炮发射的炮弹的动能不足以杀伤如此密度装甲,滑膛炮的动能结合尾翼稳定脱壳穿甲弹的金属射流,可以很精准的击毁对方坦克。虽然线膛炮也可以发射尾翼稳定弹,但不是那么有优势。

所以现代坦克主要任务是要打击坦克,要使用穿甲弹,需要足够动能和精准度,从而采用滑膛炮而淘汰线膛炮,只是需要足够大的威力,与炮管加工和使用寿命没有决定性的关系。




科沁杂谈


2019年,英国正式开始向德国莱茵金属公司寻求帮助,计划将现役挑战者2上的L30A1 120mm线膛炮换装成莱茵金属的Rh-120 120mm滑膛炮。这意味着,将来还在用120mm线膛炮的就只剩下印度了。。。

死守了几十年传家宝的英国佬最近开始顶不住了,要换滑膛炮了

阿琼MK2搭载了一门120mm线膛炮,技术来自英国


线膛炮的寿命和威力均不如滑膛炮

为啥各国纷纷在坦克上放弃线膛炮?这和寿命及威力有着最直接的关系。英国的L30线膛炮,其EFC(Barrel Effective Full Charge,身管全装药)寿命在400~500发之间,相比之下德国莱茵金属的Rh-120滑膛炮是1500发,是L30的整整三倍。光凭这一条,线膛炮就被秒了。

Rh-120 L44的寿命情况


再说说威力的问题。线膛炮先别难过,虽然你寿命短,但是你威力也小啊,这么一看是不是心里平衡点了?线膛炮由于膛线刻槽的问题,其摩擦阻力先天大于滑膛炮,这不光带来寿命问题,而且还造成弹药初速低的问题。线膛炮同等发射药容积和弹种,打出来的初速都是不如滑膛炮的。比如莱茵金属的Rh-120 L44已经可以达到1650m/s的初速,L55更是可以达到1750m/s,而英国的L30线膛炮,打相对较轻的L23 钨合金穿甲弹也只能打1,534m/s。。。这在各国数据中差不多是垫底水平。也正因为如此后来英国人只能给L30用贫铀穿甲弹,走低速重弹的路线。所以L30炮在钨合金弹这条路线上就算是废掉了,打贫铀弹也肯定不如美国的M256 L44(即莱茵金属的L44)。

当然你可以说,英国人线膛炮这么差,还不是在海湾战争中血虐装了滑膛炮的T-72吗?这倒是事实,但是比较两种技术路线,是要比较他们的性能上限和演进能力,田忌赛马是要不得的。挑战者2的L30线膛炮在当时虽然可以碾压苏系坦克的穿甲弹,但是就是不如同时期的Rh-120,到了今天也已经被中国、俄罗斯反超了,足以说明线膛炮的差劲。

线膛炮和两种重要弹种不适配的问题

三代坦克上最重要的弹种是长杆穿甲弹APFSDS,其次是破甲弹HEAT。然而这两种炮弹线膛炮本身压根就不适合发射。线膛炮最初的广泛应用是因为可以膛线给炮弹提供一个自旋角动量使其保证飞行稳定,从而保证了精度;然而。。。对于破甲弹和长杆动能穿甲弹来说,完全用不到这个功能,自旋角动量反而降低这两种弹的威力。首先破甲弹的原理时利用高速液态的金属射流击穿装甲,但是如果炮弹带自旋的话,就相当于形成了一个离心力。看过转筒式洗衣机的都知道,洗衣机工作的时候水会被甩到一边,对于高速金属射流也是液体,受到离心力后相当于射流直接被甩散了,威力会大打折扣。

破甲弹的原理是利用锥形金属药罩,在爆炸时将药罩融化形成液态的高速金属射流

离心力可以把本来集中的流体甩散


至于长杆形状的动能穿甲弹,其长径比太高,如果给予其一个较大的自旋角动量,反而会造成其内应力变大,产生切向的弹性形变。如果是弹性模量不好的材料甚至可能飞行过程中就解体。所以不能再靠自旋来保持飞行稳定,必须上尾翼。因此APFSDS这种弹药,不能自旋,或者说 不能高速自旋,带一点微旋是可以的。

因此HEAT和APFSDS即使在线膛炮上发射,也必须上滑动弹带来保持不旋转。滑动弹带就是套在炮弹或者弹托上的一个东西,它和炮弹的配合类似轴承配合的方式,也就是弹带外圈的动能几乎无法传递给内圈,同时又能保证配合。这样就结局了线膛炮发射这两种炮弹的难题。然而这玩意意义何在?由于HEAT和APFSDS依然不旋转,线膛炮高精度的优势可以说压根没有体现出来,你还要单独设计一个弹带。。。就跟达文西的手电筒一样,这种发明意义何在?

在炮膛内,滑动弹带旋转,炮弹不转(或微旋)

达文西的手电筒大家都知道吧?跟线膛式反坦克炮差不多


冤有头债有主,英国人死抱着线膛炮不放,就是不舍得放弃碎甲弹而做出的折中妥协。碎甲弹(High Explosive Squash Head, HESH),其实是英国人最早发明的一种反坦克炮弹,这种炮弹是利用大容量装药,在击中坦克装甲式可以变形粘附在坦克上起爆,通过爆炸传递冲击波让坦克内壁装甲崩落杀伤人员设备。这种弹对付战后一代、二代坦克很有效果,但是面对普遍装备了复合装甲和凯夫拉防崩落衬层的三代坦克威力十分有限,几乎没啥用。但因为装药量大,拿去客串一下支援型火炮当榴弹打倒也不错。所谓老祖宗的东西不能丢,作为碎甲弹的发明国,英国哪能轻易放弃这种祖传弹药?由于碎甲弹不是次口径穿甲弹,自旋是可以保证其精度的,所以也就不难理解为啥英国坚持用线膛炮了。而其军事强国,对碎甲弹没有这样的执念,啥好用就用啥,自然也就早早淘汰了线膛炮。

碎甲弹的原理

碎甲弹一般是黄色的头,也被WOT和WT玩家称为小黄弹


纸上的宣仔


全世界各国主战坦克除了英国之外,均为自家坦克装备滑膛炮,然而目前英国也快要摒弃自家祖传的滑膛炮而该用线膛炮了。可为什么各家都要摒弃线膛炮而改用滑膛炮呢?其中大致有以下几个原因。

1.线膛炮使用的弹种单一,我们都很清楚目前坦克所能发射弹药大致有几种,穿甲弹、破甲弹、高爆弹等。由于时代的进步许多炮弹均已进化,就好像穿甲弹已经进化成尾翼稳定脱壳穿甲弹,破甲弹也变成了串联装药破甲弹。这些外形奇怪的弹种在滑膛炮中发射时,性能要比线膛炮更出色。至于为什么?还是膛线的问题。线膛炮其实就相当于放大版的手枪枪管,子弹想要射出去并保持旋转就需要膛线切入单体表面划出膛线,然后利用膛线的螺旋令弹体旋转。可是这样做发射威力在发射时就会被消耗掉一部分,对于需要穿甲的炮弹而言无异于是浪费。

2.寿命问题,膛线这种东西其实就是消耗品,每使用到一定次数膛线就会被磨平,磨平后的火炮会打包送回工厂复刻膛线,然而120mm的火炮复刻完膛线之后,火炮的口径就会增大,就无法安装回原来的坦克上了。如果在战争年代还可以安装到其它火炮上面,但在如今的和平年代这种被扩充的火炮恐怕就得回炉炼钢了。毕竟由于现在口径的单一,超过120mm一点点的火炮,根本就没有相匹配的弹种。相反滑膛炮就没有这种苦恼,直到火炮整体打弯了才需要更换,性价比很高。

3.线膛炮即浪费原材料又增加工时,滑膛炮内部的膛线是机加工切削出来的,而加工时就会有原材料被浪费掉,制造火炮所使用的钢材可是非常昂贵的,这种切削无异于是浪费。另外需要刻膛线所以相比于制造一门滑膛炮,线膛炮的制造工艺更复杂制造时间也更长,无论是战时还是平时都是不划算的。

以上就是线膛炮与滑膛炮之间的区别,早期滑膛炮出现的原因,就是因为当时的炮弹还没有进化到能够自行旋转,所以才需要膛线来辅助,随着炮弹科技的提升,目前的炮弹已经能够自行完成旋转,甚至有的导弹都可以用火炮发射。一种武器之所以会消失并不是因为自身不够好,而是有了更好的东西来取代它。


九品侍卫


其中的最为关键的因素就是为了提升穿甲能力,毕竟二战之后装甲技术迅速提升,因此就对坦克炮的穿甲能力提出了更高的要求,在现有的线膛炮无法满足需要后,绝大多数的现代坦克就放弃线膛炮转而使用了滑膛炮。 最原始的火炮都是滑膛炮,毕竟当时技术落后,这样一来加工方便。后来为了追求更好的射击精度等性能,便开始出现了线膛炮。炮弹发射后,火炮身管内部的膛线能够让炮弹自身旋转,由于向心力的作用,其方向更加稳定进而精度更高。二战中的绝大多数坦克炮都是线膛炮。

但是二战之后,坦克的装甲防御水平迅速上升,而对于坦克炮而言,更加重要的是穿甲能力而不是其他性能。因此逐步出现了破甲弹、尾翼稳定脱壳穿甲弹等新式弹药。但是这两种弹药的杀伤机理决定了其并不需要线膛炮。破甲弹主要依靠金属射流击穿装甲,如果有自旋的话会导致穿甲能力大大减弱。 而对于尾翼稳定脱壳穿甲弹更是如此,其在发射后会抛下弹托仅剩一根长长的穿杆,这样的弹药本身精度就比较好,不需要膛线的帮助。同时,这样的弹药更需要的是高初速,因此自然是滑膛炮最适合发挥这种弹药的威力。

而滑膛炮还有许多额外的好处,比如不会像线膛炮那样出现挂铜、膛线磨损等问题,而且加工起来还更加方便。所以如今各国主战坦克主要装备的都是滑膛炮。不过也有例外,比如英国挑战者2坦克用的就是L30A1线膛炮,我军的15式轻型坦克用的是94式线膛炮。


战争之王



坦克主要的职责还是反对方的坦克,所以穿透力是个主要指标,而现代反坦克炮弹要不就是尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),要不就是锥形装药的化学能破甲弹(HEAT),这两都不适合用膛线。

APFSDS的侵彻体是一根长杆子,长径比非常大,正常来说一个长径比超过7的圆柱体如果告诉旋转的话,陀螺效应非但起不到作用,还会导致弹道不稳定。所以要啥膛线?

HEAT是靠半融状的高温金属射流破甲,你想旋转的时候是不是会起到一个离心作用,把半融的射流甩到边上,导致入射侵彻力下降?所以要啥膛线

甚至一些线膛坦克炮要发射这两种弹还需要在炮身上装带滑动弹带来避免旋转。


疯狗的轻武


滑膛炮和线膛炮之间虽然看似线膛炮具有很高的优势,但滑膛炮也并非一无是处。滑膛炮由于炮管内部没有膛线使得生产工艺较为简单,并且炮管使用寿命更长,虽然滑膛炮可以发射的炮弹种类有限,但当今时代下赋予坦克的任务就是同敌方装甲力量进行交战,能发射专门摧毁敌方装甲车辆的炮弹就足够了,同时滑膛炮可用于发射炮射导弹,可用对更远处的目标展开攻击,这些都是线膛炮所不具备的能力。


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