[超大科普]炮兵一般知识

火炮
火炮以发射药为能源发射弹丸，口径在20毫米以上的身管射击武器。火炮种类较多，配有多种弹药，可对地面、水上和空中目标射击，歼灭、压制有生力量和技术兵器，摧毁各种防御工事和其他设施，击毁各种装甲目标和完成其他特种射击任务。

一般构造
火炮通常由炮身和炮架两大部组成（以加农榴弹炮为例）。炮身部由身管、炮尾、炮闩和炮口制退器组成。身管用来赋予弹丸初速及飞行方向，并使弹丸旋转（滑膛炮的弹丸一般不旋转）。炮尾用来盛装炮闩。炮闩用来闭锁炮膛、击发炮弹和抽出发射后的药筒。现代火炮大都采用半自动炮闩，有的采用自动炮闩。炮口制退器用来减少炮身后坐能量。发射时，装在炮闩内的击针撞击炮弹底火，点燃发射药。发射药燃烧产生大量的燃气（压强一般约为3×105千帕），推动弹丸以极大的加速度沿炮膛向前运动。弹丸离开炮口瞬间获得最大速度，尔后沿着一定的弹道飞向目标。燃气推动弹丸向前运动的同时推动炮身后坐。
　　　　　
炮架部由反后坐装置、摇架、上架、高低机、方向机、平衡机、瞄准装置、下架、大架和运动体等组成。反后坐装置包括驻退机和复进机。驻退机用来消耗炮身后坐能量，使炮身后坐至一定距离而停止。复进机用来在炮身后坐时贮蓄能量，后坐终止时使炮身复进到原来的位置。在后坐运动中,由于反后坐装置的缓冲作用,炮身传到炮架上的力大为减少，约为燃气作用于炮身轴向力（炮膛合力）的1/30至1/5。摇架是炮身后坐、复进的导轨，也是起落部分(包括炮身、反后坐装置和摇架)的主体。摇架以其耳轴装在上架上，借高低机作垂直转动。上架是回转部分的主体，以基轴装在下架上，借方向机作水平转动。高低机和方向机使炮身在高低和方向上转动。高低机装在摇架和上架之间，方向机装在上架和下架之间。平衡机使火炮起落部分在摇架耳轴上保持平衡，使高低机操作轻便。瞄准装置由瞄准具和瞄准镜组成，用来根据火炮射击诸元实施火炮瞄准。下架、大架和运动体，射击时支撑火炮，行军时作为炮车。
分类
火炮有多种分类方法。按用途分为地面压制火炮、高射炮、反坦克火炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮。其中地面压制火炮包括加农炮、榴弹炮、加农榴弹炮和迫击炮，有些国家还包括火箭炮。反坦克火炮包括反坦克炮和无坐力炮。按弹道特性分为加农炮、榴弹炮和迫击炮。加农炮弹道低伸,身管长,初速大，射角一般小于45°，用定装式或分装式炮弹,变装药号数少，适于对装甲目标、垂直目标和远距离目标射击。高射炮、反坦克炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮都具有加农炮的弹道特性。榴弹炮弹道较弯曲，炮身较短，初速较小,射角可达75°，用分装式炮弹，变装药号数较多，弹道机动性大，适于对水平目标射击。迫击炮弹道弯曲，炮身短,初速小,射角为45°～85°，变装药号数较多，适于对遮蔽物后的目标射击。按运动方式分为自行火炮、牵引火炮、骡马挽曳火炮和骡马驮载火炮。按炮膛构造分为线膛炮和滑膛炮。

简史
早在春秋时期,中国已使用一种抛射武器──礮。至迟10世纪火药用于军事后，礮便用来抛射火药包、火药弹。在12世纪30年代，宋代出现了以巨竹为筒的管形喷射火器──火枪；13世纪50年代，又出现了竹制管形射击火器──突火枪。这种身管射击火器的出现，对近代火炮的产生具有重要意义。滑膛火炮的产生和发展　至迟在元代，中国已经制造出最古老的火炮──火铳。中国历史博物馆展出的元代至顺三年（1332）制造的青铜铸炮，重6.94千克，长35.3厘米,炮口直径105毫米，炮身上有“至顺三年二月吉日　绥邊討寇軍　第叁佰號馬山”等铭文。炮的尾部有两个方孔，可装耳轴。中国明朝政府设有“兵仗”、“军器”二局,分造火器,仅在正德到嘉靖年间（1506～1566）制造的火炮就达数十种。“虎蹲砲”用铁爪限制后坐，射击时后坐不过五寸（约15.55厘米）,能装小铅弹百个以上。“攻戎砲”装在车上发射，便于骡马挽曳，用铁锚限制后坐。“無敵大将軍砲”重千斤(约596.82千克)，装在车上，能装铁子500个，击宽二十余丈（约62.2米）。“毒火飛砲”、“飛摧炸砲”能发射爆炸弹。这种炮弹为铁铸空心体，内装火药及其他药剂，并装有将药线安放在竹管内的引信。发射时将弹丸装入炮管，先点燃引信，后点燃炮管内发射药，弹丸到达目标后爆炸。
中国的火药和火器西传以后，火炮在欧洲开始发展。14世纪上半叶，欧洲开始制造出发射石弹的火炮。16世纪前期，意大利数学家N.F.塔尔塔利亚发现炮弹在真空中以45°射角发射时射程最大的规律,为炮兵学的理论研究奠定了基础。16世纪中叶，欧洲出现了口径较小的青铜长管炮和熟铁锻成的长管炮,代替了以前的臼炮(一种大口径短管炮)。还采用了前车,便于快速行动和通过起伏地。16世纪末，出现了将子弹或金属碎片装在铁筒内制成的霰弹，用于杀伤人马。1600年前后，一些国家开始用药包式发射药，提高了发射速度和射击精度。17世纪，意大利物理学家伽利略的弹道抛物线理论和英国物理学家I.牛顿对空气阻力的研究，推动了火炮的发展。瑞典国王古斯塔夫二世•阿道夫在位期间(1611～1632)，采取减轻火炮重量和使火炮标准化的办法，提高了火炮的机动性。1697年，欧洲用装满火药的管子代替点火孔内的散装火药，简化了瞄准和装填过程。17世纪末，欧洲大多数国家使用了榴弹炮。
18世纪中叶，普鲁士国王弗里德里希二世和法国炮兵总监J.-B.V.de格里博弗尔曾致力于提高火炮的机动性和推动火炮的标准化。英、法等国经多次试验，统一了火炮口径,使火炮各部分的金属重量比例更为恰当;还出现了用来测定炮弹初速的弹道摆。19世纪初，英国采用了榴霰弹，并用空炸引信保证榴霰弹适时爆炸，提高了火炮威力。　　线膛炮的采用　从火炮出现到19世纪中叶以前，火炮一般是滑膛前装炮,发射实心球弹,部分火炮发射球形爆炸弹、霰弹和榴霰弹。最初的线膛炮是直膛线的，主要目的是为了前装弹丸方便。这种火炮发射速度慢，射击精度低，射程近。为了增大火炮射程，19世纪初欧洲许多国家进行了线膛炮的试验。1846年，意大利G.卡瓦利少校制成了螺旋线膛炮，发射锥头柱体长形爆炸弹。螺旋膛线使弹丸旋转，飞行稳定，提高了火炮威力和射击精度，增大了火炮射程。在线膛炮出现的同时，炮闩得到改善，火炮实现了后装，发射速度明显提高。线膛炮的采用是火炮结构上的一次重大变革，至今线膛炮身还被广泛使用。滑膛炮身则为迫击炮等继续使用。

反后坐装置的创制
19世纪末期前，炮身通过耳轴与炮架相连接，这种火炮的炮架称为刚性炮架。刚性炮架在火炮发射时受力大，火炮笨重，机动性差，发射时破坏瞄准，发射速度慢，威力提高受到限制。19世纪末期出现了反后坐装置，炮身通过它与炮架相连接，这种火炮的炮架称为弹性炮架。1897年，法国制造了装有反后坐装置（水压气体式驻退复进机）的75毫米野炮，后为各国所仿效。弹性炮架火炮发射时，因反后坐装置的缓冲，作用在炮架上的力大为减小，火炮重量得以减轻，发射时火炮不致移位，发射速度得到提高。弹性炮架的采用缓和了增大火炮威力与提高机动性的矛盾，火炮结构趋于完善，是火炮发展史上的一个重大突破。
19世纪末期，相继采用缠丝炮身、筒紧炮身、强度较高的炮钢和无烟火药，提高了火炮性能。采用猛炸药和复合引信，增大弹丸重量，提高了榴弹的破片杀伤力。20世纪初，一般75毫米野炮射程为6500米,105毫米榴弹炮射程为6000米，150毫米榴弹炮射程为7000米，150毫米加农炮射程为10000米。火炮还广泛采用了周视瞄准镜、测角器和引信装定机。　　专用火炮的发展第一次世界大战期间，为了对隐蔽目标和机枪阵地射击，广泛使用了迫击炮和小口径平射炮。为了对付空中目标，广泛使用了高射炮。飞机上开始装设航空机关炮。随着坦克的使用，出现坦克炮。机械牵引火炮和自行火炮的出现，对提高炮兵的机动性有重要的影响。骡马挽曳火炮仍被大量使用。当时交战国除大量使用中小口径火炮外，还重视大口径远射程火炮的发展。一般采用的有203～280毫米榴弹炮和220～240毫米加农炮。法国1917年式220毫米加农炮，最大射程达22公里。德国1912年制成的420毫米榴弹炮,炮弹重1200千克，最大射程9300米。许多国家还采用过在铁道上运动和发射的铁道炮。
20世纪30年代，火炮性能进一步改善。通过改进弹药、增大射角、加长身管等途径增大了射程。轻榴弹炮射程增大到12公里左右，重榴弹炮增大到15公里左右，150毫米加农炮增大到20～25公里。改善炮闩和装填机构的性能，提高了发射速度。采用开架式大架，普遍实行机械牵引，减轻火炮重量，提高了火炮的机动性。由于火炮威力增大，采用自紧炮身和活动身管炮身，以解决炮身强度不够和寿命短的问题。高射炮提高了初速和射高，改善了时间引信。反坦克炮的口径和直射距离不断增大。第二次世界大战中，由于飞机提高了飞行高度，出现了大口径高射炮、近炸引信和包括炮瞄雷达在内的火控系统。由于坦克和其他装甲目标成了军队的主要威胁，出现了无后坐炮和威力更大的反坦克炮。


现状和展望
　
20世纪60年代以来，由于科学技术的发展和生产工艺的改进，火炮在射程、射速、威力和机动性各方面都有明显提高。在增大火炮射程方面，主要采用高能发射药,加大装药量,加长身管，增大膛压，提高初速，相应采用自紧炮身以及发展新弹种（如底凹弹、底部喷气弹、火箭增程弹和枣核弹）等。105毫米榴弹炮射程从第二次世界大战时的11～12公里增大到15～17公里,155毫米榴弹炮射程从14～15公里增大到30公里以上，有的达40余公里。在增大火炮射速方面，采用半自动炮闩，液压传动瞄准机构，可燃药筒和全自动装填机构等。瑞典FH77-A式155毫米榴弹炮，最大发射速度3发／6～8秒。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理缩短后坐量，后坐时间由2.5秒降为1.4秒，后坐距离由1184毫米降至430毫米。在提高弹丸威力方面，采用增大弹体强度,减薄弹体壁厚，增大炸药装填量等措施，并改装高能炸药和采用预制破片弹等。美105毫米榴弹的杀伤效果,相当于第二次世界大战期间的155毫米榴弹。在提高火炮机动性方面，许多国家采取新结构、新原理、新材料等以减轻火炮重量,并重视发展新型自行火炮。美M102式105毫米榴弹炮，上架、下架和大架合一，高低机与平衡机合一，采用鸟胸骨闭架式大架和迫击炮座盘，简化了结构，改善了受力条件，除后坐部分为钢制件外，其余大多为铝制件。火炮重量由原来的2260千克减到1400千克。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理，重量由原来的2260千克减到2027千克。美M109A1式155毫米自行榴弹炮，采用专用铝合金车体，体积小，重量轻，机动性好；采用密闭式旋转炮塔，具有浮渡能力；采用液压折叠式驻锄,方向射界为360°。瑞典的FH77式155毫米榴弹炮和英国、联邦德国、意大利联合研制的FH70式155毫米榴弹炮，均附有辅助推进装置，进一步提高了火炮的机动能力。苏Д-30式122毫米榴弹炮采用具有360°方向射界的炮架，提高了火炮的火力机动性。

为了提高炮身寿命，许多国家采用电渣重熔等精炼工艺，以提高炮身钢的机械性能和抗热裂纹能力。自紧技术的采用，提高了炮身的有效强度和疲劳寿命。炮膛表面镀铬，改善了炮膛的热耐磨性能。使用高能量低烧蚀发射药或新型缓蚀添加剂，减轻了炮膛烧蚀。联邦德国120毫米坦克炮采用滑膛炮身并经自紧和炮膛镀铬处理，虽然初速为1330米／秒，膛压为5.4×105千帕，炮身寿命仍达1000发。
为了提高炮兵火力的适应性，火炮除配有普通榴弹、破甲弹、穿甲弹、照明弹和烟幕弹外，还配有各种远程榴弹、反坦克布雷弹、反坦克子母弹、末段制导炮弹以及化学炮弹、核弹（见核武器）等，使火炮能压制和摧毁从几百米到几万米距离内的多种目标。　　火炮将进一步提高初速、射速，增大射程，延长使用寿命，提高射击精度，改善机动性，采用新弹种以增大威力，增强反装甲能力，并与侦察系统和射击指挥系统联成整体，以进一步提高反应能力。

榴弹炮

榴弹炮指一种身管较短、弹道较弯曲的火炮。榴弹炮的初速较小；射角较大，弹丸的落角也大，杀伤和爆破效果好；采用多级变装药，能获得不同的初速，便于在较大纵深内实施火力机动。它适于对水平目标射击，主要用于歼灭、压制暴露的和隐蔽的（遮蔽物后面的）有生力量和技术兵器，破坏工程设施、桥梁、交通枢纽等，是地面炮兵的主要炮种之一。
17世纪，欧洲把发射爆炸弹的射角较大的火炮称为榴弹炮。19世纪中叶，榴弹炮采用了变装药，射角为12°～30°，炮身长为口径的7～10倍。第一次世界大战中，许多国家的军队竞相装备榴弹炮，新的型号不断出现。当时，榴弹炮的炮身长为口径的15～22倍，最大射程可达14200米，最大射角一般为45°。德军攻击比利时要塞，曾使用口径为420毫米M型榴弹炮，其最大射程为9300米，弹重1200千克。第二次世界大战期间，有些国家不再发展口径在203毫米以上的重榴弹炮，这一时期榴弹炮的炮身长为口径的20～30倍，初速达635米/秒，最大射角达65°，最大射程可达18100米。
20世纪60年代以来，榴弹炮已发展到炮身长为口径的30～44倍，初速达827米/秒，最大射角达75°，发射制式榴弹，最大射程达24500米，发射火箭增程弹最大射程达30000米。由于榴弹炮的性能有了显著提高，能遂行同口径加农炮的任务，因而有些国家己用榴弹炮代替加农炮。

　　　美国M198式155毫米榴弹炮

自行火炮

同车辆底盘构成一体自身能运动的火炮。自行火炮越野性能好，进出阵地快，多数有装甲防护，战场生存力强，有些还可浮渡。自行火炮的使用，更有利于不间断地实施火力支援，使炮兵和装甲兵、摩托化步兵的战斗协同更加紧密。自行火炮主要由武器系统、底盘部分和装甲车体组成。武器系统包括火炮、机枪、火控装置和供弹装填机构等。为减小炮身后坐量，多采用效率较高的炮口制退器；为减少战斗室内的火药燃气，炮身上装有抽气装置；为提高射速和减轻装填手的劳动强度，多采用半自动或全自动供弹装填机构。底盘部分包括动力装置、传动装置、行动装置和操纵装置，通常采用坦克或装甲车辆底盘，有的则是专门设计的。车体的装甲材料主要有钢质和铝合金两种，厚度一般为10～50毫米，前装甲较厚，其他部位较薄。
　　　
几种自行火炮性能简表

自行火炮除按炮种分类外，还可按行动装置的结构形式分为履带式、轮胎式和半履带式；按装甲防护可分为全装甲式（封闭式）、半装甲式（半封闭式）和敞开式。全装甲式车体通常是密闭的，具有对核武器、化学武器和生物武器的防护能力。自行火炮出现于第一次世界大战期间。第二次世界大战时，随着坦克的普遍使用，自行火炮作为有力的支援武器，得到迅速发展。这一时期的自行火炮主要是反坦克炮，炮塔为固定式，方向射界很小。战后，美、苏等国均重视自行火炮的发展，研制和装备了多种类型的自行火炮，并不断地改进其战术技术性能。美国在50年代制造的M44式155毫米自行榴弹炮，身管长为口径的23倍，射程14600米，炮塔为敞开式，方向射界60°,采用汽油发动机,最大行程120～150公里;60年代改型为M109式，采用全装甲防护、密闭式旋转炮塔，改用柴油发动机,行程增大到360公里；70年代又改型为M109A1式（见表）和M109A2式，身管长为口径的39倍,射程达18000米。
　　　
美国M109式155毫米自行榴弹炮

自行火炮将在提高火炮性能的同时，进一步改进发动机，选用或设计更加合理的底盘，延长使用寿命，改善操纵和维修性能。

炮兵测距机
炮兵测量距离的光学仪器。有光学测距机和激光测距机两类。
光学测距机通常由双筒望远境、距离测量机构、方向测角机构、高低测角机构和三脚架组成(图1)。测距的基本原理是：当目标射来的光线通过测距机两端的入射窗口进入仪器时，两入射光线的光轴相互平行，光轴间的距离构成测距机的基线长，目标对基线构成视差角。目标距离等于基线长除以视差角的正切函数,基线为固定值,根据视差角即可得出目标距离。在测距机内装有测量视差角的装置，经过机构转换便可读出目标距离。测距误差与所测距离的平方成正比，与基线长度和倍率的乘积成反比。地炮测距机的基线一般为0.3～2米，放大倍率5×～20×,视场3°～10°，测距范围50～20000米。高炮测距机的基线一般为1～3米,放大倍率10×～32×，视场1°50′～6°,测距范围500～30000米。
　
　　激光测距机通常由发射装置、接收装置、计数器、显示器、瞄准镜、电源、方向测角机构、高低测角机构和三脚架组成（图2）。工作时,瞄准镜先瞄准目标，发射装置的激光器发出激光光束；激光光束到达目标后被反射回来，并被接收装置接收；根据光波往返所需时间之半乘光速等于距离的原理，计算器进行测算、计数，并在显示器上显示距离。测距误差一般为5～10米。手持式激光测距机的测距范围一般为150～10000米，重2～3千克。支架式激光测距机的测距范围一般为200～20000米，重5～30千克。　　　

1888年英国的A.巴尔和W.斯特劳德发明了单眼合像测距机。1892年法国的H.de格鲁西利尔设计出双眼体视测距机。第二次世界大战时，出现了不失调的体视测距机，受环境影响小，提高了测距精度。20世纪60年代出现了激光测距机。70年代以来，许多国家的军队装备了各种类型的激光测距机。激光测距机比光学测距机的测距精度高、体积小、操作方便，有取代光学测距机的趋势。　　

炮兵射击指挥作业器材
　　
炮兵实施射击指挥时，指挥员和指挥分队使用的手工作业器材。地面炮兵射击指挥作业器材主要用来求取射击开始诸元和炸点修正量。高射炮兵射击指挥作业器材用来标绘空中目标活动情况和在图板上测量目标诸元。
地面炮兵射击指挥作业器材主要有射击指挥器、射击计算盘或计算尺、射击条件修正量计算器、阵地计算盘及射击修正器等。射击指挥器亦称射击图板，主要以图解的方法求取炮兵连、营的射击开始诸元，比例尺多为1:25000和1:50000，1～2人操作，在预先做好准备工作的条件下一般可在2分钟以内求出3个炮兵连的射击开始诸元，距离中间误差一般为10米，方向中间误差一般为1密位。射击计算盘、计算尺主要运用对数计算的原理整理两个观察所的交会成果，计算观目距离或目标坐标，也可以计算射击开始诸元。射击条件修正量计算器是一种机械解算装置，用来求取气象、弹道条件偏差修正量。阵地计算盘主要运用图算的方法计算炮兵连内各炮由于位置和弹道、技术条件差异而产生的单独修正量，以求取各门火炮的射击开始诸元。射击修正器是一种大比例尺的图解器材，用来根据射弹对目标的偏差量换算火炮的距离和方向修正量。

高射炮兵射击指挥作业器材分为标图器材和诸元测量器材。标图器材主要有情报标图板和距离分划尺等。用它可根据对空情报网、雷达或其他仪器提供的情报标绘飞机的航迹。诸元测量器材主要有各种钳形尺，是按图算或对数计算的原理制做的简易机械解算装置，可根据在图板上标绘的航迹，测量和计算出目标至部队战斗队形中心或火力边界的距离、目标的高低角和速度、目标的航路捷径、目标飞临火力边界的时间和各批目标之间的间隔时间等诸元。此外，还有目标指示尺和速度尺等量取诸元的器材。
炮兵射击指挥作业器材结构简单，形象直观，坚固耐用,但是作业繁琐，精度较差。20世纪50年代以后,有些国家相继研制并装备了自动化的地炮射击指挥系统和防空指挥系统。在实现炮兵射击指挥自动化之后，炮兵射击指挥作业器材可作为备用和辅助器材。

侦察经纬仪
双筒潜望式侦察和测角用的光学仪器。主要用于侦察敌情、地形，交会目标、炸点和校正射击，也可用于测定炮阵地、观察所的坐标。侦察经纬仪出现于第二次世界大战期间。它由双筒潜望式望远镜、方向测角机构、高低测角机构、读数显微镜、定向磁针和三脚架组成(见图)。双筒潜望式望远镜的镜筒是合拢为一体的,放大倍率10x～20x，视场3°～6°。方向测角范围为全圆周(即6000或6400密位),测角精度0.2～0.3密位。高低测角范围一般为-500～+800密位，测角精度0.2～1密位。观察纵深一般可达10～15公里；采用光学度盘，测角精度较高，可进行短基线交会；镜内分划刻制为方格网状，便于捕捉炸点和隐现的目标。有的侦察经纬仪配有红外光源侦察镜，夜间用来发现红外光源。

高炮射击指挥仪
　　　高射炮兵用于测定目标坐标、连续计算射击诸元、指挥火炮射击的仪器，是高射炮系统的组成部分。　　高炮射击指挥仪通常由光学坐标测定器、跟踪系统、计算仪、同步传送系统、仪车和电源等组成。指挥仪得到空情通报时，由光学坐标测定器搜索、瞄准目标或以同步传送系统引入炮瞄雷达的目标信息，同时由跟踪系统进行跟踪，并不断地将测定的目标坐标值传给计算仪。计算仪根据目标的坐标、按照预定的目标运动假定，用坐标求取的目标运动参数、弹道函数以及弹道和气象条件变化引起的弹道偏差等，连续地计算射击诸元（目标提前位置的方位角、射角及使用时间引信时的引信值）。同步传送系统将射击诸元传送给火炮，指挥火炮射击。
　
　59式100毫米高射炮射击指挥仪

　　20世纪30年代出现了机械模拟指挥仪。50年代出现了较完善的机电模拟指挥仪。60年代以后，又陆续采用由晶体管、集成电路、微型机电等部件组成的模拟式、数字式指挥仪,缩小了体积,提高了计算精度、可靠性和自动化程度,计算射击诸元的最短时间约3秒。随着新的射击控制原理的出现和新型电子数字计算机的运用，计算仪进一步提高了计算的精度、速度和可靠性，增多了功能，既可单独指挥地空导弹或高射炮，又可同时指挥地空导弹和高射炮，还能对多批目标进行数据处理。光学坐标测定器发展了红外、电视跟踪和激光测距，进一步提高了测量的精度。计算仪（火控计算机）、光学坐标测定器和雷达，共同组成了具有全天候、多功能、自动化程度高、工作方式多和抗干扰能力强的高射炮火控系统。　　　　　　　　　　　　



火炮
火炮以发射药为能源发射弹丸，口径在20毫米以上的身管射击武器。火炮种类较多，配有多种弹药，可对地面、水上和空中目标射击，歼灭、压制有生力量和技术兵器，摧毁各种防御工事和其他设施，击毁各种装甲目标和完成其他特种射击任务。

一般构造
火炮通常由炮身和炮架两大部组成（以加农榴弹炮为例）。炮身部由身管、炮尾、炮闩和炮口制退器组成。身管用来赋予弹丸初速及飞行方向，并使弹丸旋转（滑膛炮的弹丸一般不旋转）。炮尾用来盛装炮闩。炮闩用来闭锁炮膛、击发炮弹和抽出发射后的药筒。现代火炮大都采用半自动炮闩，有的采用自动炮闩。炮口制退器用来减少炮身后坐能量。发射时，装在炮闩内的击针撞击炮弹底火，点燃发射药。发射药燃烧产生大量的燃气（压强一般约为3×105千帕），推动弹丸以极大的加速度沿炮膛向前运动。弹丸离开炮口瞬间获得最大速度，尔后沿着一定的弹道飞向目标。燃气推动弹丸向前运动的同时推动炮身后坐。
　　　　　
炮架部由反后坐装置、摇架、上架、高低机、方向机、平衡机、瞄准装置、下架、大架和运动体等组成。反后坐装置包括驻退机和复进机。驻退机用来消耗炮身后坐能量，使炮身后坐至一定距离而停止。复进机用来在炮身后坐时贮蓄能量，后坐终止时使炮身复进到原来的位置。在后坐运动中,由于反后坐装置的缓冲作用,炮身传到炮架上的力大为减少，约为燃气作用于炮身轴向力（炮膛合力）的1/30至1/5。摇架是炮身后坐、复进的导轨，也是起落部分(包括炮身、反后坐装置和摇架)的主体。摇架以其耳轴装在上架上，借高低机作垂直转动。上架是回转部分的主体，以基轴装在下架上，借方向机作水平转动。高低机和方向机使炮身在高低和方向上转动。高低机装在摇架和上架之间，方向机装在上架和下架之间。平衡机使火炮起落部分在摇架耳轴上保持平衡，使高低机操作轻便。瞄准装置由瞄准具和瞄准镜组成，用来根据火炮射击诸元实施火炮瞄准。下架、大架和运动体，射击时支撑火炮，行军时作为炮车。
分类
火炮有多种分类方法。按用途分为地面压制火炮、高射炮、反坦克火炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮。其中地面压制火炮包括加农炮、榴弹炮、加农榴弹炮和迫击炮，有些国家还包括火箭炮。反坦克火炮包括反坦克炮和无坐力炮。按弹道特性分为加农炮、榴弹炮和迫击炮。加农炮弹道低伸,身管长,初速大，射角一般小于45°，用定装式或分装式炮弹,变装药号数少，适于对装甲目标、垂直目标和远距离目标射击。高射炮、反坦克炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮都具有加农炮的弹道特性。榴弹炮弹道较弯曲，炮身较短，初速较小,射角可达75°，用分装式炮弹，变装药号数较多，弹道机动性大，适于对水平目标射击。迫击炮弹道弯曲，炮身短,初速小,射角为45°～85°，变装药号数较多，适于对遮蔽物后的目标射击。按运动方式分为自行火炮、牵引火炮、骡马挽曳火炮和骡马驮载火炮。按炮膛构造分为线膛炮和滑膛炮。

简史
早在春秋时期,中国已使用一种抛射武器──礮。至迟10世纪火药用于军事后，礮便用来抛射火药包、火药弹。在12世纪30年代，宋代出现了以巨竹为筒的管形喷射火器──火枪；13世纪50年代，又出现了竹制管形射击火器──突火枪。这种身管射击火器的出现，对近代火炮的产生具有重要意义。滑膛火炮的产生和发展　至迟在元代，中国已经制造出最古老的火炮──火铳。中国历史博物馆展出的元代至顺三年（1332）制造的青铜铸炮，重6.94千克，长35.3厘米,炮口直径105毫米，炮身上有“至顺三年二月吉日　绥邊討寇軍　第叁佰號馬山”等铭文。炮的尾部有两个方孔，可装耳轴。中国明朝政府设有“兵仗”、“军器”二局,分造火器,仅在正德到嘉靖年间（1506～1566）制造的火炮就达数十种。“虎蹲砲”用铁爪限制后坐，射击时后坐不过五寸（约15.55厘米）,能装小铅弹百个以上。“攻戎砲”装在车上发射，便于骡马挽曳，用铁锚限制后坐。“無敵大将軍砲”重千斤(约596.82千克)，装在车上，能装铁子500个，击宽二十余丈（约62.2米）。“毒火飛砲”、“飛摧炸砲”能发射爆炸弹。这种炮弹为铁铸空心体，内装火药及其他药剂，并装有将药线安放在竹管内的引信。发射时将弹丸装入炮管，先点燃引信，后点燃炮管内发射药，弹丸到达目标后爆炸。
中国的火药和火器西传以后，火炮在欧洲开始发展。14世纪上半叶，欧洲开始制造出发射石弹的火炮。16世纪前期，意大利数学家N.F.塔尔塔利亚发现炮弹在真空中以45°射角发射时射程最大的规律,为炮兵学的理论研究奠定了基础。16世纪中叶，欧洲出现了口径较小的青铜长管炮和熟铁锻成的长管炮,代替了以前的臼炮(一种大口径短管炮)。还采用了前车,便于快速行动和通过起伏地。16世纪末，出现了将子弹或金属碎片装在铁筒内制成的霰弹，用于杀伤人马。1600年前后，一些国家开始用药包式发射药，提高了发射速度和射击精度。17世纪，意大利物理学家伽利略的弹道抛物线理论和英国物理学家I.牛顿对空气阻力的研究，推动了火炮的发展。瑞典国王古斯塔夫二世•阿道夫在位期间(1611～1632)，采取减轻火炮重量和使火炮标准化的办法，提高了火炮的机动性。1697年，欧洲用装满火药的管子代替点火孔内的散装火药，简化了瞄准和装填过程。17世纪末，欧洲大多数国家使用了榴弹炮。
18世纪中叶，普鲁士国王弗里德里希二世和法国炮兵总监J.-B.V.de格里博弗尔曾致力于提高火炮的机动性和推动火炮的标准化。英、法等国经多次试验，统一了火炮口径,使火炮各部分的金属重量比例更为恰当;还出现了用来测定炮弹初速的弹道摆。19世纪初，英国采用了榴霰弹，并用空炸引信保证榴霰弹适时爆炸，提高了火炮威力。　　线膛炮的采用　从火炮出现到19世纪中叶以前，火炮一般是滑膛前装炮,发射实心球弹,部分火炮发射球形爆炸弹、霰弹和榴霰弹。最初的线膛炮是直膛线的，主要目的是为了前装弹丸方便。这种火炮发射速度慢，射击精度低，射程近。为了增大火炮射程，19世纪初欧洲许多国家进行了线膛炮的试验。1846年，意大利G.卡瓦利少校制成了螺旋线膛炮，发射锥头柱体长形爆炸弹。螺旋膛线使弹丸旋转，飞行稳定，提高了火炮威力和射击精度，增大了火炮射程。在线膛炮出现的同时，炮闩得到改善，火炮实现了后装，发射速度明显提高。线膛炮的采用是火炮结构上的一次重大变革，至今线膛炮身还被广泛使用。滑膛炮身则为迫击炮等继续使用。

反后坐装置的创制
19世纪末期前，炮身通过耳轴与炮架相连接，这种火炮的炮架称为刚性炮架。刚性炮架在火炮发射时受力大，火炮笨重，机动性差，发射时破坏瞄准，发射速度慢，威力提高受到限制。19世纪末期出现了反后坐装置，炮身通过它与炮架相连接，这种火炮的炮架称为弹性炮架。1897年，法国制造了装有反后坐装置（水压气体式驻退复进机）的75毫米野炮，后为各国所仿效。弹性炮架火炮发射时，因反后坐装置的缓冲，作用在炮架上的力大为减小，火炮重量得以减轻，发射时火炮不致移位，发射速度得到提高。弹性炮架的采用缓和了增大火炮威力与提高机动性的矛盾，火炮结构趋于完善，是火炮发展史上的一个重大突破。
19世纪末期，相继采用缠丝炮身、筒紧炮身、强度较高的炮钢和无烟火药，提高了火炮性能。采用猛炸药和复合引信，增大弹丸重量，提高了榴弹的破片杀伤力。20世纪初，一般75毫米野炮射程为6500米,105毫米榴弹炮射程为6000米，150毫米榴弹炮射程为7000米，150毫米加农炮射程为10000米。火炮还广泛采用了周视瞄准镜、测角器和引信装定机。　　专用火炮的发展第一次世界大战期间，为了对隐蔽目标和机枪阵地射击，广泛使用了迫击炮和小口径平射炮。为了对付空中目标，广泛使用了高射炮。飞机上开始装设航空机关炮。随着坦克的使用，出现坦克炮。机械牵引火炮和自行火炮的出现，对提高炮兵的机动性有重要的影响。骡马挽曳火炮仍被大量使用。当时交战国除大量使用中小口径火炮外，还重视大口径远射程火炮的发展。一般采用的有203～280毫米榴弹炮和220～240毫米加农炮。法国1917年式220毫米加农炮，最大射程达22公里。德国1912年制成的420毫米榴弹炮,炮弹重1200千克，最大射程9300米。许多国家还采用过在铁道上运动和发射的铁道炮。
20世纪30年代，火炮性能进一步改善。通过改进弹药、增大射角、加长身管等途径增大了射程。轻榴弹炮射程增大到12公里左右，重榴弹炮增大到15公里左右，150毫米加农炮增大到20～25公里。改善炮闩和装填机构的性能，提高了发射速度。采用开架式大架，普遍实行机械牵引，减轻火炮重量，提高了火炮的机动性。由于火炮威力增大，采用自紧炮身和活动身管炮身，以解决炮身强度不够和寿命短的问题。高射炮提高了初速和射高，改善了时间引信。反坦克炮的口径和直射距离不断增大。第二次世界大战中，由于飞机提高了飞行高度，出现了大口径高射炮、近炸引信和包括炮瞄雷达在内的火控系统。由于坦克和其他装甲目标成了军队的主要威胁，出现了无后坐炮和威力更大的反坦克炮。


现状和展望
　
20世纪60年代以来，由于科学技术的发展和生产工艺的改进，火炮在射程、射速、威力和机动性各方面都有明显提高。在增大火炮射程方面，主要采用高能发射药,加大装药量,加长身管，增大膛压，提高初速，相应采用自紧炮身以及发展新弹种（如底凹弹、底部喷气弹、火箭增程弹和枣核弹）等。105毫米榴弹炮射程从第二次世界大战时的11～12公里增大到15～17公里,155毫米榴弹炮射程从14～15公里增大到30公里以上，有的达40余公里。在增大火炮射速方面，采用半自动炮闩，液压传动瞄准机构，可燃药筒和全自动装填机构等。瑞典FH77-A式155毫米榴弹炮，最大发射速度3发／6～8秒。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理缩短后坐量，后坐时间由2.5秒降为1.4秒，后坐距离由1184毫米降至430毫米。在提高弹丸威力方面，采用增大弹体强度,减薄弹体壁厚，增大炸药装填量等措施，并改装高能炸药和采用预制破片弹等。美105毫米榴弹的杀伤效果,相当于第二次世界大战期间的155毫米榴弹。在提高火炮机动性方面，许多国家采取新结构、新原理、新材料等以减轻火炮重量,并重视发展新型自行火炮。美M102式105毫米榴弹炮，上架、下架和大架合一，高低机与平衡机合一，采用鸟胸骨闭架式大架和迫击炮座盘，简化了结构，改善了受力条件，除后坐部分为钢制件外，其余大多为铝制件。火炮重量由原来的2260千克减到1400千克。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理，重量由原来的2260千克减到2027千克。美M109A1式155毫米自行榴弹炮，采用专用铝合金车体，体积小，重量轻，机动性好；采用密闭式旋转炮塔，具有浮渡能力；采用液压折叠式驻锄,方向射界为360°。瑞典的FH77式155毫米榴弹炮和英国、联邦德国、意大利联合研制的FH70式155毫米榴弹炮，均附有辅助推进装置，进一步提高了火炮的机动能力。苏Д-30式122毫米榴弹炮采用具有360°方向射界的炮架，提高了火炮的火力机动性。

为了提高炮身寿命，许多国家采用电渣重熔等精炼工艺，以提高炮身钢的机械性能和抗热裂纹能力。自紧技术的采用，提高了炮身的有效强度和疲劳寿命。炮膛表面镀铬，改善了炮膛的热耐磨性能。使用高能量低烧蚀发射药或新型缓蚀添加剂，减轻了炮膛烧蚀。联邦德国120毫米坦克炮采用滑膛炮身并经自紧和炮膛镀铬处理，虽然初速为1330米／秒，膛压为5.4×105千帕，炮身寿命仍达1000发。
为了提高炮兵火力的适应性，火炮除配有普通榴弹、破甲弹、穿甲弹、照明弹和烟幕弹外，还配有各种远程榴弹、反坦克布雷弹、反坦克子母弹、末段制导炮弹以及化学炮弹、核弹（见核武器）等，使火炮能压制和摧毁从几百米到几万米距离内的多种目标。　　火炮将进一步提高初速、射速，增大射程，延长使用寿命，提高射击精度，改善机动性，采用新弹种以增大威力，增强反装甲能力，并与侦察系统和射击指挥系统联成整体，以进一步提高反应能力。

榴弹炮

榴弹炮指一种身管较短、弹道较弯曲的火炮。榴弹炮的初速较小；射角较大，弹丸的落角也大，杀伤和爆破效果好；采用多级变装药，能获得不同的初速，便于在较大纵深内实施火力机动。它适于对水平目标射击，主要用于歼灭、压制暴露的和隐蔽的（遮蔽物后面的）有生力量和技术兵器，破坏工程设施、桥梁、交通枢纽等，是地面炮兵的主要炮种之一。
17世纪，欧洲把发射爆炸弹的射角较大的火炮称为榴弹炮。19世纪中叶，榴弹炮采用了变装药，射角为12°～30°，炮身长为口径的7～10倍。第一次世界大战中，许多国家的军队竞相装备榴弹炮，新的型号不断出现。当时，榴弹炮的炮身长为口径的15～22倍，最大射程可达14200米，最大射角一般为45°。德军攻击比利时要塞，曾使用口径为420毫米M型榴弹炮，其最大射程为9300米，弹重1200千克。第二次世界大战期间，有些国家不再发展口径在203毫米以上的重榴弹炮，这一时期榴弹炮的炮身长为口径的20～30倍，初速达635米/秒，最大射角达65°，最大射程可达18100米。
20世纪60年代以来，榴弹炮已发展到炮身长为口径的30～44倍，初速达827米/秒，最大射角达75°，发射制式榴弹，最大射程达24500米，发射火箭增程弹最大射程达30000米。由于榴弹炮的性能有了显著提高，能遂行同口径加农炮的任务，因而有些国家己用榴弹炮代替加农炮。

　　　美国M198式155毫米榴弹炮

自行火炮

同车辆底盘构成一体自身能运动的火炮。自行火炮越野性能好，进出阵地快，多数有装甲防护，战场生存力强，有些还可浮渡。自行火炮的使用，更有利于不间断地实施火力支援，使炮兵和装甲兵、摩托化步兵的战斗协同更加紧密。自行火炮主要由武器系统、底盘部分和装甲车体组成。武器系统包括火炮、机枪、火控装置和供弹装填机构等。为减小炮身后坐量，多采用效率较高的炮口制退器；为减少战斗室内的火药燃气，炮身上装有抽气装置；为提高射速和减轻装填手的劳动强度，多采用半自动或全自动供弹装填机构。底盘部分包括动力装置、传动装置、行动装置和操纵装置，通常采用坦克或装甲车辆底盘，有的则是专门设计的。车体的装甲材料主要有钢质和铝合金两种，厚度一般为10～50毫米，前装甲较厚，其他部位较薄。
　　　
几种自行火炮性能简表

自行火炮除按炮种分类外，还可按行动装置的结构形式分为履带式、轮胎式和半履带式；按装甲防护可分为全装甲式（封闭式）、半装甲式（半封闭式）和敞开式。全装甲式车体通常是密闭的，具有对核武器、化学武器和生物武器的防护能力。自行火炮出现于第一次世界大战期间。第二次世界大战时，随着坦克的普遍使用，自行火炮作为有力的支援武器，得到迅速发展。这一时期的自行火炮主要是反坦克炮，炮塔为固定式，方向射界很小。战后，美、苏等国均重视自行火炮的发展，研制和装备了多种类型的自行火炮，并不断地改进其战术技术性能。美国在50年代制造的M44式155毫米自行榴弹炮，身管长为口径的23倍，射程14600米，炮塔为敞开式，方向射界60°,采用汽油发动机,最大行程120～150公里;60年代改型为M109式，采用全装甲防护、密闭式旋转炮塔，改用柴油发动机,行程增大到360公里；70年代又改型为M109A1式（见表）和M109A2式，身管长为口径的39倍,射程达18000米。
　　　
美国M109式155毫米自行榴弹炮

自行火炮将在提高火炮性能的同时，进一步改进发动机，选用或设计更加合理的底盘，延长使用寿命，改善操纵和维修性能。

炮兵测距机
炮兵测量距离的光学仪器。有光学测距机和激光测距机两类。
光学测距机通常由双筒望远境、距离测量机构、方向测角机构、高低测角机构和三脚架组成(图1)。测距的基本原理是：当目标射来的光线通过测距机两端的入射窗口进入仪器时，两入射光线的光轴相互平行，光轴间的距离构成测距机的基线长，目标对基线构成视差角。目标距离等于基线长除以视差角的正切函数,基线为固定值,根据视差角即可得出目标距离。在测距机内装有测量视差角的装置，经过机构转换便可读出目标距离。测距误差与所测距离的平方成正比，与基线长度和倍率的乘积成反比。地炮测距机的基线一般为0.3～2米，放大倍率5×～20×,视场3°～10°，测距范围50～20000米。高炮测距机的基线一般为1～3米,放大倍率10×～32×，视场1°50′～6°,测距范围500～30000米。
　
　　激光测距机通常由发射装置、接收装置、计数器、显示器、瞄准镜、电源、方向测角机构、高低测角机构和三脚架组成（图2）。工作时,瞄准镜先瞄准目标，发射装置的激光器发出激光光束；激光光束到达目标后被反射回来，并被接收装置接收；根据光波往返所需时间之半乘光速等于距离的原理，计算器进行测算、计数，并在显示器上显示距离。测距误差一般为5～10米。手持式激光测距机的测距范围一般为150～10000米，重2～3千克。支架式激光测距机的测距范围一般为200～20000米，重5～30千克。　　　

1888年英国的A.巴尔和W.斯特劳德发明了单眼合像测距机。1892年法国的H.de格鲁西利尔设计出双眼体视测距机。第二次世界大战时，出现了不失调的体视测距机，受环境影响小，提高了测距精度。20世纪60年代出现了激光测距机。70年代以来，许多国家的军队装备了各种类型的激光测距机。激光测距机比光学测距机的测距精度高、体积小、操作方便，有取代光学测距机的趋势。　　

炮兵射击指挥作业器材
　　
炮兵实施射击指挥时，指挥员和指挥分队使用的手工作业器材。地面炮兵射击指挥作业器材主要用来求取射击开始诸元和炸点修正量。高射炮兵射击指挥作业器材用来标绘空中目标活动情况和在图板上测量目标诸元。
地面炮兵射击指挥作业器材主要有射击指挥器、射击计算盘或计算尺、射击条件修正量计算器、阵地计算盘及射击修正器等。射击指挥器亦称射击图板，主要以图解的方法求取炮兵连、营的射击开始诸元，比例尺多为1:25000和1:50000，1～2人操作，在预先做好准备工作的条件下一般可在2分钟以内求出3个炮兵连的射击开始诸元，距离中间误差一般为10米，方向中间误差一般为1密位。射击计算盘、计算尺主要运用对数计算的原理整理两个观察所的交会成果，计算观目距离或目标坐标，也可以计算射击开始诸元。射击条件修正量计算器是一种机械解算装置，用来求取气象、弹道条件偏差修正量。阵地计算盘主要运用图算的方法计算炮兵连内各炮由于位置和弹道、技术条件差异而产生的单独修正量，以求取各门火炮的射击开始诸元。射击修正器是一种大比例尺的图解器材，用来根据射弹对目标的偏差量换算火炮的距离和方向修正量。

高射炮兵射击指挥作业器材分为标图器材和诸元测量器材。标图器材主要有情报标图板和距离分划尺等。用它可根据对空情报网、雷达或其他仪器提供的情报标绘飞机的航迹。诸元测量器材主要有各种钳形尺，是按图算或对数计算的原理制做的简易机械解算装置，可根据在图板上标绘的航迹，测量和计算出目标至部队战斗队形中心或火力边界的距离、目标的高低角和速度、目标的航路捷径、目标飞临火力边界的时间和各批目标之间的间隔时间等诸元。此外，还有目标指示尺和速度尺等量取诸元的器材。
炮兵射击指挥作业器材结构简单，形象直观，坚固耐用,但是作业繁琐，精度较差。20世纪50年代以后,有些国家相继研制并装备了自动化的地炮射击指挥系统和防空指挥系统。在实现炮兵射击指挥自动化之后，炮兵射击指挥作业器材可作为备用和辅助器材。

侦察经纬仪
双筒潜望式侦察和测角用的光学仪器。主要用于侦察敌情、地形，交会目标、炸点和校正射击，也可用于测定炮阵地、观察所的坐标。侦察经纬仪出现于第二次世界大战期间。它由双筒潜望式望远镜、方向测角机构、高低测角机构、读数显微镜、定向磁针和三脚架组成(见图)。双筒潜望式望远镜的镜筒是合拢为一体的,放大倍率10x～20x，视场3°～6°。方向测角范围为全圆周(即6000或6400密位),测角精度0.2～0.3密位。高低测角范围一般为-500～+800密位，测角精度0.2～1密位。观察纵深一般可达10～15公里；采用光学度盘，测角精度较高，可进行短基线交会；镜内分划刻制为方格网状，便于捕捉炸点和隐现的目标。有的侦察经纬仪配有红外光源侦察镜，夜间用来发现红外光源。

高炮射击指挥仪
　　　高射炮兵用于测定目标坐标、连续计算射击诸元、指挥火炮射击的仪器，是高射炮系统的组成部分。　　高炮射击指挥仪通常由光学坐标测定器、跟踪系统、计算仪、同步传送系统、仪车和电源等组成。指挥仪得到空情通报时，由光学坐标测定器搜索、瞄准目标或以同步传送系统引入炮瞄雷达的目标信息，同时由跟踪系统进行跟踪，并不断地将测定的目标坐标值传给计算仪。计算仪根据目标的坐标、按照预定的目标运动假定，用坐标求取的目标运动参数、弹道函数以及弹道和气象条件变化引起的弹道偏差等，连续地计算射击诸元（目标提前位置的方位角、射角及使用时间引信时的引信值）。同步传送系统将射击诸元传送给火炮，指挥火炮射击。
　
　59式100毫米高射炮射击指挥仪

　　20世纪30年代出现了机械模拟指挥仪。50年代出现了较完善的机电模拟指挥仪。60年代以后，又陆续采用由晶体管、集成电路、微型机电等部件组成的模拟式、数字式指挥仪,缩小了体积,提高了计算精度、可靠性和自动化程度,计算射击诸元的最短时间约3秒。随着新的射击控制原理的出现和新型电子数字计算机的运用，计算仪进一步提高了计算的精度、速度和可靠性，增多了功能，既可单独指挥地空导弹或高射炮，又可同时指挥地空导弹和高射炮，还能对多批目标进行数据处理。光学坐标测定器发展了红外、电视跟踪和激光测距，进一步提高了测量的精度。计算仪（火控计算机）、光学坐标测定器和雷达，共同组成了具有全天候、多功能、自动化程度高、工作方式多和抗干扰能力强的高射炮火控系统。　　　　　　　　　　　　
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