膨胀波火炮

膨胀波火炮的设计始于1999年3月。当时是作为“后天的陆军”研究计划的一个组成部分而开展的项目。此后，膨胀波火炮进行了多次成功的试验。并于2002年10月申请了专利。膨胀波火炮研制项目赢得了美国陆军装备司令部的2002年十大发明奖。该技术的发明人艾里克·凯斯博士也赢得了2003年度美国陆军研究与发展成就奖。  

　　美陆军根据膨胀波火炮的英文缩写RAVEN，将膨胀波火炮命名为“渡鸦”。  


原理

　　当发射药在炮膛内推进弹丸时，如果火炮药室的炮尾突然打开，火药气体就会向后方喷出，药室内的压力即随之下降，这种现象被称为膨胀波或“火药气体稀释”现象。药室内压力下降现象在炮膛内的扩展速度和声波传播速度是相同的，因此这种压力下降现象传递到弹丸的弹底会有一个时间上的滞后。膨胀波火炮就是利用这一滞后现象，精确控制炮尾开口的时机和速度，使弹丸在炮尾开口时感觉不到压力的降低，仍然像在密闭的炮膛内飞行，以原来的初速飞离炮口。如果能尽量推迟炮尾开口的时间，使膨胀波恰好在弹丸刚刚脱离炮口的瞬间追赶上弹丸底部，则实现了所谓的“定时同步”。在火炮尾部装有一个扩张喷嘴，从炮尾释放出来的火药气体通过该喷嘴高速向后排出。此时扩张喷嘴对火药气体起到降温降压作用，火炮的内部热能转变成了后喷气流的动能，并在喷嘴处形成作用于火炮的反向压力，大大抵消了火炮的后坐能量。可以说，膨胀波火炮在炮尾开口之前是按传统火炮的原理工作，而在炮尾开口之后即按无坐力火炮的原理工作。  


优点

　　减少或消除后坐力　预计，“渡鸦”火炮发射初速为1650米/秒的M829A2坦克炮弹时，后坐力能够减少95%。在“渡鸦”火炮的发射试验中，发射初速为l150米/秒的北约标准35毫米炮弹时，能够减少80%以上的后坐力。发射初速为686米/秒的大号装药榴弹时，估计后坐力能够减少75%。  

　　发射速度提高一倍　在发射过程中，高温的推进气体使炮管迅速变热，“渡鸦”火炮能够在弹丸飞离炮口前将这些高温气体释放出去，大大降低炮管变热的速度，从而在不使炮管过热的情况下，实现更大的爆发射速和持续射速。“渡鸦”火炮还能缩短排出火药气体的时间和后坐周期。另外，试验表明，“渡鸦”火炮还能够被设计成通过气压操控的方式抛出药筒，从而省去了发射药筒式炮弹时的抽筒程序。  

　　减小炮口焰 　传统火炮在进行发射时，大约只有30%的能量用于推动弹丸，剩余能量的大部分作为炮口焰释放出来。“渡鸦”火炮通过利用剩余能量的很大一部分来驱动用于抵消后坐力的气流，从而改变了用于推动弹丸飞行能量和炮口焰能量之间的比例，也减少了用于生成炮口焰和发射征候的能量。另外，对火药气体进行冷却和降压后，还降低了二次炮口焰生成的可能性。“渡鸦”火炮把常规火炮的炮口气体一次性排放分解成两次排放，减轻了气体排放的冲击力。  

　　减轻重量　结合采用先进的复合材料技术，膨胀波火炮的重量将可减轻一半或更多。美国海军在其类似的“火盒”项目中，对159公斤重的l27毫米炮身进行了探索性的研制和发射试验，试验成功地证明，其身管重量和普通火炮相比，能够降低到原来的十分之一。  

　　任意控制装药号的变化　“渡鸦”火炮的研制重点曾经是使炮尾尽量推迟打开的时间，以不影响弹丸的飞行速度。不过，炮尾提前打开也有好处，虽然弹丸初速有所降低，但却能够进一步减少后坐力和身管变热。从逻辑上讲，在极端理想的情况下，通过对炮闩打开时机的控制，有可能实现控制弹丸初速的目的。  

　　“渡鸦”火炮可以通过提早打开炮尾以控制装药号变化的方法，故意降低弹丸的飞行速度并减小火炮射程。这将对榴弹炮的定装式弹药非常有用，省去了使用特种小号装药药包的麻烦。  

　　提高持续作战能力　使用体积小、重量轻、坚固耐用的炮弹。能够大大减轻炮弹的再补给负担。和常规火炮相比。轻塑的“渡鸦”火炮能够携载更多的炮弹，从而提高了火炮的持续作战能力。  



来自群组: 超大帝都分舵


膨胀波火炮的设计始于1999年3月。当时是作为“后天的陆军”研究计划的一个组成部分而开展的项目。此后，膨胀波火炮进行了多次成功的试验。并于2002年10月申请了专利。膨胀波火炮研制项目赢得了美国陆军装备司令部的2002年十大发明奖。该技术的发明人艾里克·凯斯博士也赢得了2003年度美国陆军研究与发展成就奖。  

　　美陆军根据膨胀波火炮的英文缩写RAVEN，将膨胀波火炮命名为“渡鸦”。  


原理

　　当发射药在炮膛内推进弹丸时，如果火炮药室的炮尾突然打开，火药气体就会向后方喷出，药室内的压力即随之下降，这种现象被称为膨胀波或“火药气体稀释”现象。药室内压力下降现象在炮膛内的扩展速度和声波传播速度是相同的，因此这种压力下降现象传递到弹丸的弹底会有一个时间上的滞后。膨胀波火炮就是利用这一滞后现象，精确控制炮尾开口的时机和速度，使弹丸在炮尾开口时感觉不到压力的降低，仍然像在密闭的炮膛内飞行，以原来的初速飞离炮口。如果能尽量推迟炮尾开口的时间，使膨胀波恰好在弹丸刚刚脱离炮口的瞬间追赶上弹丸底部，则实现了所谓的“定时同步”。在火炮尾部装有一个扩张喷嘴，从炮尾释放出来的火药气体通过该喷嘴高速向后排出。此时扩张喷嘴对火药气体起到降温降压作用，火炮的内部热能转变成了后喷气流的动能，并在喷嘴处形成作用于火炮的反向压力，大大抵消了火炮的后坐能量。可以说，膨胀波火炮在炮尾开口之前是按传统火炮的原理工作，而在炮尾开口之后即按无坐力火炮的原理工作。  


优点

　　减少或消除后坐力　预计，“渡鸦”火炮发射初速为1650米/秒的M829A2坦克炮弹时，后坐力能够减少95%。在“渡鸦”火炮的发射试验中，发射初速为l150米/秒的北约标准35毫米炮弹时，能够减少80%以上的后坐力。发射初速为686米/秒的大号装药榴弹时，估计后坐力能够减少75%。  

　　发射速度提高一倍　在发射过程中，高温的推进气体使炮管迅速变热，“渡鸦”火炮能够在弹丸飞离炮口前将这些高温气体释放出去，大大降低炮管变热的速度，从而在不使炮管过热的情况下，实现更大的爆发射速和持续射速。“渡鸦”火炮还能缩短排出火药气体的时间和后坐周期。另外，试验表明，“渡鸦”火炮还能够被设计成通过气压操控的方式抛出药筒，从而省去了发射药筒式炮弹时的抽筒程序。  

　　减小炮口焰 　传统火炮在进行发射时，大约只有30%的能量用于推动弹丸，剩余能量的大部分作为炮口焰释放出来。“渡鸦”火炮通过利用剩余能量的很大一部分来驱动用于抵消后坐力的气流，从而改变了用于推动弹丸飞行能量和炮口焰能量之间的比例，也减少了用于生成炮口焰和发射征候的能量。另外，对火药气体进行冷却和降压后，还降低了二次炮口焰生成的可能性。“渡鸦”火炮把常规火炮的炮口气体一次性排放分解成两次排放，减轻了气体排放的冲击力。  

　　减轻重量　结合采用先进的复合材料技术，膨胀波火炮的重量将可减轻一半或更多。美国海军在其类似的“火盒”项目中，对159公斤重的l27毫米炮身进行了探索性的研制和发射试验，试验成功地证明，其身管重量和普通火炮相比，能够降低到原来的十分之一。  

　　任意控制装药号的变化　“渡鸦”火炮的研制重点曾经是使炮尾尽量推迟打开的时间，以不影响弹丸的飞行速度。不过，炮尾提前打开也有好处，虽然弹丸初速有所降低，但却能够进一步减少后坐力和身管变热。从逻辑上讲，在极端理想的情况下，通过对炮闩打开时机的控制，有可能实现控制弹丸初速的目的。  

　　“渡鸦”火炮可以通过提早打开炮尾以控制装药号变化的方法，故意降低弹丸的飞行速度并减小火炮射程。这将对榴弹炮的定装式弹药非常有用，省去了使用特种小号装药药包的麻烦。  

　　提高持续作战能力　使用体积小、重量轻、坚固耐用的炮弹。能够大大减轻炮弹的再补给负担。和常规火炮相比。轻塑的“渡鸦”火炮能够携载更多的炮弹，从而提高了火炮的持续作战能力。  



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