[庆祝81建军节专文]苍龙啸东方

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/18 17:42:00
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这个文章貌似在现代兵器上看过哟 咧
大布鲁的好文是要顶的
可以拉个沙发过来坐着看?
细节之三:120mm高膛压反坦克炮身管寿命评估
      身管火炮射击时,内膛处在高温高压的极端恶劣环境下,发射药燃烧产生的大量火药燃气与高速运动的弹丸会对身管内壁产生烧蚀和机械磨损,随着射弹次数的增加,磨损也会越来越严重,炮膛的结构尺寸也就不断发生变化。这种变化的积累会造成膛压、初速下降,射击精度降低,弹丸保险无法解除次数增加等一系列影响火炮正常使用的问题。当影响达到一定程度时,火炮寿命即告终止,这时的火炮安全性已经较低,继续发射很可能导致膛炸等严重事故。因此,为了保持火炮的战斗性能和安全性能,在研制一种新型火炮时,必须提出身管寿命指标并对其进行验证。
      高膛压火炮的最大膛压大约是普通火炮的1.5倍,身管烧蚀问题也更加严重。虽然采用自紧工艺加工生产火炮身管在一定程度上能够延长其使用寿命,但是如果不采用其它更有效的抗烧蚀技术,单纯自紧身管的寿命也只有区区两百发左右。真正能够有效提高高膛压火炮身管寿命的技术方法一是为发射药添加缓蚀剂二是采用身管内膛镀铬技术。前者通过在发射药筒内壁添加一层缓蚀剂衬里包裹发射药,发射药燃烧时与缓蚀剂发生化学反应,一方面大量消耗火药燃气中的氧化性成分,减少身管内膛的氧化侵蚀;另一方面内膛表面形成一层极薄(0.02mm一下)的低导热率保护层,减轻身管内膛表面的烧蚀和机械磨损。国外于60年代初期就在各种火炮上广泛采用以二氧化钛为基础的缓蚀添加剂,高膛压火炮在发射添加高效缓蚀剂的炮弹时,身管寿命可以达到500发或更高的水平。120“两炮”研制之时,国内已有在小口径高炮上应用缓蚀剂的成功经验。国产120mm系列弹药的缓蚀添加剂不同于国外常用的二氧化钛方案,其主要结构为滑石粉—地蜡混合物,采用无纤维加强的沟纹状表面结构。这种缓蚀剂衬里燃烧温度更低,连续射击176发后仍无残渣积累现象发生,抗烧蚀能力是不加缓蚀剂的5倍,二氧化钛衬里的一倍以上。
      因为120坦克炮项目研制时间较短,至工厂鉴定试验为止,尚未进行身管寿命指标评估测试。所以对120高膛压滑膛炮的寿命指标的论证和分析就落在120自行反坦克炮项目身上。对于高膛压坦克/反坦克炮的身管寿命预估,可在常温,2000们距离上,通过用火炮发射脱壳穿甲弹着靶速度减去对典型目标装甲极限穿透速度得到的速度余量,计算判断火炮寿命终止的初速减退量。120反坦克炮发射I型脱壳穿甲弹击穿681复合靶为测量标准,计算得到的速度余量大约为90m/s,考虑到I型弹的初速1740m/s,120反坦克炮因为身管磨损引起的初速减退量达到5%时,单芯将不能击穿681复合靶,此时身管寿命即告终止。以当时国内的火炮生产技术,经过预估计算,在发射添加缓蚀剂的半可燃药筒炮弹时,国产120反坦克炮的寿命达到500发水平是可能的。研制人员最后结合国内外装备和技术现状,综合确定了120自行反坦克炮身管寿命指标和,寿命终了标准:
(1)身管寿命不小于500发(发射弹种按穿甲弹:榴弹=7:3)。
(2)达到下列任一标准,即为身管寿命终了:
初速减退5%;
千米立靶密集度的高低和方向公算偏差乘积超过标准值乘积8倍;
膛压下降到榴弹引信不能解脱保险;
炮膛烧蚀磨损使坡膛起始部位前方26mm处炮膛直径扩大到124.2mm。
      120自行反坦克炮在设计定型时进行了身管寿命考核,当时一共发射了533发炮弹(其中穿甲弹242发,榴弹291发),考虑到装药量和装药温度的不同,再按穿甲弹:榴弹=7:3的比例重新核算为标准炮的射弹数为440发,而此时身管实际磨损程度经计算还可发射至少80发炮弹。因此,120mm高膛压反坦克炮定型身管的实际使用寿命应该在520发以上,完全达到寿命指标要求。
      延长身管寿命的另一项重要技术手段就是身管镀铬技术。铬金属的熔点高达1900℃,化学稳定性好,镀铬层的结晶组织非常致密,对高温火药燃气具有良好的抵抗作用,镀铬技术被公认为提高身管寿命最有效的方法,可以使身管寿命成倍提高。但是因为铬的性质很脆,在不同工艺条件下硬度变化幅度极大,大口径火炮电镀的大面积铬层如果控制不好很容易发生龟裂或整体剥落,再加上镀铬身管的烧蚀机理和普通身管完全不同,身管镀铬技术在高膛压火炮上应用时间较晚,国外于80年代研制第三代主战坦克大口径坦克炮时方才基本成熟。
      国内对这项技术的研究起步于70年代末期,其中447厂在从西欧某国引进先进炮管内膛镀铬自动化工艺后(和人们通常印象不同的是,国产高膛压火炮技术在研制起步阶段并未接受东西方主要坦克炮生产大国任何实质性技术援助,恰恰相反,正是一些不以生产坦克炮见长的欧洲小国,为我们提供了与高膛压火炮生产有关的多项先进技术),经过10多年的消化吸收和不断改进,防烧蚀镀铬工艺日臻完善,镀铬工装日趋合理,最终确定在内膛后半段分两次局部电镀适当厚度的特种乳白铬,并辅以除氢工艺,这一具有中国特色的高膛压火炮身管镀铬技术。 1987年3月,447厂的全套计算机控制炮管内膛镀铬自动化生产线通过工厂技术鉴定。因为成熟时间稍晚,120自行反坦克炮在定型试验时并未采用镀铬身管。但是447厂通过对先后生产的10支120mm高膛压滑膛炮身管进行试验表明,镀铬身管的抗烧蚀能力有了明显提高。其中一支编号83003的镀铬身管在1988年下半年进行了靶场考核,共射弹250发(穿甲弹177发,榴弹73发),实测平均单发射弹身管磨损量仅为0.0007mm(对比120反坦克炮定型用非镀铬身管同等条件下磨损量高达0.01mm)!进入90年代,447厂的火炮身管镀铬技术逐步达到实用化程度,包括89式120mm自行反坦克炮在内的所有国产高膛压坦克/反坦克炮均相继换装镀铬处理身管,国产高膛压火炮的寿命整体提高到800~1000发,基本达到了同时期国际先进水平。
89式自行反坦克炮作战运用想定
      89式自行反坦克炮是一种典型的以冷战条件下,大规模机械化地面作战为为背景的防御用反坦克火炮武器。其主要任务,就是在大纵深国土防御作战中歼灭敌人的装甲目标并为我地面部队提供火力支援,迟滞敌人装甲矛头的进攻速度。其战术运用特点,主要是依托预设阵地或有力地形地物掩护,在停止间对敌运动装甲目标射击,并在遂行完战斗任务后快速转移阵地继续作战。
      明确这一点,我们就可以从实战运用的角度重新考察89式自行反坦克炮的设计。89式自行反坦克炮的火力是强大的,尽管II型脱壳穿甲弹因为设计原因,威力受到一定限制,但是纵观整个东北亚地区周边邻国,直到90年代后期仍没有一种主战坦克的前装甲在承受它正面直击后还能继续保持战斗力。在89式服役后的数年之内,它都凌驾于所有国产主战坦克,成为中国陆军威力最大的反坦克火炮武器。89式自行反坦克炮的火控系统虽然简陋,但安装在自行反坦克炮上却并无不妥之处。因为不需要运动作战,昂贵的第三代指挥仪式火控系统无法发挥其稳像观瞄的最大优势,双向机械装表火控设备在静止条件下同样能够达到极高的命中精度,和装备闻像式火控系统的国产二代主战坦克相比,在典型作战环境下89式自行反坦克炮无论是反应时间、首发命中率还是射击精度都基本相当甚至略有超出。89式火控唯一真正的弱点是缺乏良好的夜视夜瞄装置,但考察主要潜在对手后,我们会发现,其主陆军主战装备夜视能力也好不到哪去,和我们并没有一代以上的明显技术优势,战争最可能还是在白天良好视距条件下爆发,这种情况下89式自行反坦克炮恰好可以发挥高精度优势给对手致命一击。89式自行反坦克炮的防护性能是薄弱的,使用者只能在隐蔽待机条件下,依靠大威力火炮在敌人发现自己之前首先将其消灭,之后迅速转移阵地。从这一点我们也可以理解89式的半自动装弹机为什么只配备10发炮弹——这10发炮弹打完后如果还不撤出战斗,结果就只有天知道了。
      虽然120mm高膛压反坦克炮在设计过程中运用了西方先进技术标准的工艺流程,但是89式自行反坦克炮本质还是一种依照苏联武器设计思路完成,简单实用、高效率低成本的消耗性武器。是一种纯粹为防御而生,以发射动能穿甲弹为主的反坦克武器。它的诞生,就是为了解决我陆军步兵师在防御作战中缺乏大威力动能反坦克火器的问题,完成以守山、保点、重点设防、重点守备为原则的大纵深坚守防御阵地战任务。89式自行反坦克炮最终是以营为单位加强到陆军集团军重装机械化步兵师属自行火炮团充当机动反坦克预备队,在防御作战中随时抽调到危险地段“灭火”。
      然而,装备研制改变不了时代变化,就在89式自行反坦克炮正式列装仅1年后,国际战略格局就发生了脱胎换骨的改变。东西方冷战最终结束,随着苏联解体与衰落,让我们枕戈待旦20余年的巨大压力随之解除。20世纪末新军事变革也使传统意义上的机械化大纵深突击作战形式一去不返。所有这些变化都使用途单一的89式自行反坦克炮显得无所适从,批量生产仅持续了数年就告停止。89式的总产量非常有限,仅装备了北方少数几个重装机步师,而且在整个生产过程中出了必要的工艺改进外,再没有新改型出现,直到今天仍然保持着20年前刚服役时的原样。还是因为设计用途的缘故,90年代后,它也很难在国外用户身上找到需求契合点,这也使89式自行反坦克炮成为极少数没有同类出口型号的国产陆军装备之一。1999年10月1日,在列装近10年之后,89式120mm自行反坦克炮终于圆了当年不能参加国庆阅兵的缺憾,昂首通过天安门广场,接受党和人民的检阅。在这光辉一刻之后,国产120mm高膛压反坦克炮可以安享晚年,笑对继承自己技术的后来者在21世纪更好地完成新时期新的作战任务。
对120“两炮”项目的总结
      120mm高膛压坦克炮和反坦克炮项目是中国在高膛压火炮技术领域的第一次尝试,通过这个项目,我们建立了完整的高膛压火炮设计生产技术体系,将这一领域和国外的技术差距从原来的20年以上缩短到仅有5~10年。然而,鲜为人知的是,整个国产第一代高膛压火炮(除120“两炮”外,还包括86式100mm高膛压牵引反坦克炮及其弹药系统项目)研制总经费居然仅有3000万元人民币!无论从哪方面来说,这都是一个奇迹,而这种奇迹恐怕只有中国人才能做到。
      从另一方面来讲,120“两炮”是我们第一次在高膛压火炮技术领域“吃螃蟹”,难免会被“螃蟹”刺到。120“两炮”在研制过程中就暴露出许多值得我们深思的问题。谈到问题,笔者想首先谈一谈国产装甲兵和炮兵反坦克火炮武器口径序列不统一这一特殊情况的由来。纵观整个国产二代主战坦克研制历程,我们曾经先后两次提出研制统一口径的坦克炮和反坦克炮。但无论是前期的100mm“两炮”项目还是后期的120“两炮”项目,其坦克炮部分都因坦克研制总体技术实力有限而受到连累(69式100滑坦克炮还存在老式脱壳穿甲弹设计缺陷问题)。使用100mm滑膛坦克炮的69式中型坦克装备数量很少,120mm高膛压滑膛坦克炮更是未曾定型就和前二代主战坦克一起下马。表面上看,是二代坦克项目的一波三折造成了“两炮”难产,最终定型的国产二代主战坦克还是装备了引进西方技术生产的105mm线膛高膛压坦克炮。在通过引进装备换取时间的同时,正确做法应该是总结现有120mm坦克炮药室大、膛压高(国产120mm高膛压炮465MPa的常温膛压值是通过铜柱静标测压得到的数据,这种传统测压方式存在测量值较真实值偏低的问题,在改用电测法精测后得到国产120炮常温膛压高达520MPa,高温膛压则接近630MPa,和以超高膛压著称的法国GIAT120坦克炮基本相当)的问题根源,在保有120mm反坦克炮型号成果的同时研制新一代120mm坦克炮。然而我们最终的做法却是再次倒向苏式坦克炮设计风格,放弃了120mm坦克炮口径标准。国产125mm坦克炮早期样炮因为设计方法不科学,2000mm垂直传深仅460mm,这种性能上的倒退直到进入90年代花费巨资后方才逐步解决,使我们在高膛压火炮领域步入世界先进行列。所以,装甲兵在坦克炮研制决策上的摇摆不定才是导致国产坦克炮同时具备东西方两种口径风格的根本原因。而装甲兵和炮兵部门在高膛压火炮研制论证过程中相互独立以及它们和军工科研部门合作程度的差异,更是造成了120坦克炮和120反坦克炮迥然不同的结局。在“两炮”口径统一问题上,排除技术层面以外的深层次原因是非常值得我们深思的。
扯远了,关于120“两炮”研制项目,我们可供总结的经验教训主要有以下几点:
      1,领导层高度重视和保证必要的研制经费是顺利开展工作的必要前提。回顾1982年至1985年这一“两炮”研制最困难时期,坦克炮项目随前二代主战坦克下马,自行反坦克炮认识上存在偏差,指挥协调不利,而项目领导层此时并未作出有力干预,要不是447厂主动请缨,关键时刻在自行反坦克炮研制方面有所作为,120“两炮”项目恐怕就连一个实际成果都留不下了。另一方面,利用“两炮”高膛压技术改进73式100mm滑膛反坦克炮项目虽然也存在认识上的不同意见,但是因为领导部门高度重视,仅用5年时间就顺利定型为86式100mm高膛压反坦克炮。两相对比,足见领导工作的重要性。
      2,先进武器装备的研制,必须从一开始就确立行之有效的总师负责机制。在“两炮”项目研制过程中,从技术论证到产品定型各个阶段,项目总负责人曾多次易人,总师不能自始至终发挥核心领导作用,也使造成“两炮”研制前期困难阶段的重要原因。120自行反坦克炮在1986年重新确立总师单位和总师人选后,研制工作就再未出现重大挫折。所以,在项目初始论证阶段就明确总设计师人选,并在整个研制过程中避免换人是武器装备研制必须注意的一个重要原则。从长远来看,如何在兵器科研行业认真培养锻炼一批能够连续胜任几代产品的总师人才,是保证各类国产兵器系统长期高效快速发展的重要保证。
      3,武器装备的研制必须要明确目标、坚定不移。只有坚持这一点,采能有效防止装备项目半途而废。在研制过程中对于涉及系统全局的重大技术问题一经确定,绝不能随意更改,所有研制人员都要客服各种困难,坚定不移地向着既定目标努力。就拿120高膛压炮大药室这一设计特点来说,虽然用现在的眼光来看,这一设计方案是不尽合理的,但是当时的客观条件决定我们只能通过这种途径才能实现“两炮”高穿甲威力指标。在项目论证阶段,大药室方案已经得到自行反坦克炮和主战坦克总师认可的前提下,如果我们于前二代主战坦克濒于下马时一味改小药室容积,以求适应坦克炮塔安装条件,非但不能挽救120坦克炮的命运,还会对日后自行反坦克炮的研制产生致命打击。
      4,加强武器装备研制的科学性,严把质量关。120“两炮”研制(特别是89式自行反坦克炮项目中后期),基本摆脱了传统国产火炮设计“画图+打炮”的简单模式,在总体论证和具体设计过程中,广泛采用有限元分析,内、外弹道学新理论等科学方法和手段,充分重视前期基础性试验分析工作,同时严把工艺生产质量关口,对样炮的靶场射击试验制定详细合理的科学规划。正是有了上述种种正确做法,我们才能在120“两炮”研制过程中做到成本、安全和技术成果的合理平衡,在未发生一起破坏性和人身伤亡事故的情况下,用少得不可思议的经费,成功完成了开创国产高膛压火炮工业这一重大创举。
      5,在注重吸收国外先进技术成果的同时坚持自力更生,以我为主的原则。80年代中国正处在和西方发达国家的“蜜月”关系期内,一些以前根本无法通过正常渠道获得的先进技术都有了引进可能。但是,别人从来不会心甘情愿地把先进技术交到我们手里。1979年8月,我们已经开展120mm高膛压火炮的研制工作,此时西德莱茵金属公司董事长在来华访问时,虽然向我们大力推荐105系列坦克炮和弹药,对自己的120炮却绝口不提一字。如果我们不建立自己的高膛压火炮工业,在同外国进行技术谈判时就缺少底气,更无法遏制对手的“漫天要价”,这在其它国家是有过切实教训的。120坦克炮研制虽然失败了,但它为105坦克炮系统以优惠价格顺利引进,以及之后在国内的改进提高甚至再次出口,都打下了坚实的技术基础。国产高膛压火炮发展史教育我们,国防现代化是买不来的,要想成为真正的军事强国,必须依靠自主创新!
后记
      回首20世纪70年代中后期和整个80年代,120“两炮”项目研制发展所经历的15年恰恰是中国军工摆脱文革桎梏,挣扎着爬起来重新建立自己的体系与秩序的转型期。和当时几乎所有国产装备项目一样,“两炮”的研制也受到了改革转变所带来的种种迷茫与痛苦的冲击。这数不清的弯路正是一个弱者剔除身上顽疾,努力向强者靠拢的过程中必须付出的代价。这种代价的后果既造成了120mm高膛压滑膛坦克炮随同前二代主战坦克项目下马,也造成了中国装甲兵和炮兵高膛压火炮的装备序列至今无法统一。然而,幸运的是,和其它一些整体转入技术储备的装备项目相比,120“两炮”项目毕竟还是结出了89式自行反坦克炮这个实实在在的型号成果;更加令人自豪的是,和某个长时间接受发达国家全套先进技术,却始终无法独立设计生产出合格高膛压坦克炮的国家相比,30年前中国铸炮人播下的那颗不起眼的种子,经过辛勤耕耘,已经成长为一株枝繁叶茂的参天大树,在世界高膛压火炮之林牢牢占据着醒目的地位。
时光如箭,岁月轮转,昔日笑傲东方的苍龙如今已临垂暮之年。在不久的将来,89式自行反坦克炮将带着国产120mm高膛压滑膛反坦克炮一起退出人民军队的装备序列。也许时间的流水会将120“两炮”从人们的记忆中慢慢冲淡,但是一代代中国铸炮人为了祖国国防现代化所付出的努力和汗水却应该牢牢铭刻在每一个中国人的心里!
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图就不贴了,CD真慢:L
大布鲁,好像在战场看过这篇文章啊。:L
你可以比比看;P
89式120为何很快要退役啊?
好文章,收藏了.:D
布鲁厚道~~~
先顶再看
原帖由 yxbw 于 2008-7-27 23:26 发表
89式120为何很快要退役啊?

主战坦克的火力上来了
:D 布鲁学霸威猛!
前几天刚有贴子在嘲笑TG的坦克炮,说穿深到不了700,怎么此文又说120到了700?
菜鸟漂过
原帖由 berk 于 2008-7-28 09:40 发表
前几天刚有贴子在嘲笑TG的坦克炮,说穿深到不了700,怎么此文又说120到了700?
菜鸟漂过


炮架射击的贯穿深度和装车的贯穿深度是不一样的
看懂我是什么意思再说;P
原帖由 darth 于 2008-7-28 09:48 发表


炮架射击的贯穿深度和装车的贯穿深度是不一样的


明白了,两脚架和三脚架的通机是不一样的
研制III型钨合金穿甲弹来实现了。
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菜鸟看文章要仔细,阁下的阅历能力本菜真有点怀疑了。布鲁的这段话说的很明白了……并没有2000米穿深700mm的120出现。
另外么,比西方120定装弹长出200mm的国产120弹,如果威力达不到2000米 700mm的威力,这个炮的设计是落后于时代地。
原帖由 7071020 于 2008-7-28 09:55 发表

120反坦克炮发射II型全钨弹的初速比I型半钢套弹的初速还低几十米,2000m距离低温穿透550mm均质装甲的威力比其设计指标低了大约10%。90年代中期,用58倍口径120mm反坦克炮实验炮发射改进后的全装药II型穿甲弹的实验 ...


还真没仔细看,看了1/3就头晕眼花了
隔行隔山,兴趣爱好也是,火炮这,我还是一直当菜鸟吧
谢谢老大解惑
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13.08L的药室貌似比西方120的大很多吧
布鲁强帖学习学习:D
一个是900多mm,一个是1100mm不到:D
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请教布鲁
以前有种说法,80年代TG记划引进RH 120
但试验后认为和国产120比,并无太大优势,所以放弃,是不是真的?
还有曾有在北三省建立豹2生产线的谣言是不是真的?
:D 国产120穿甲弹在研制时期,米帝研制的M827全弹长仅887毫米,待80年代中期,M829也就935毫米
谣传终究是谣传,苏联不解体都不太可能;P
二期弹试验是九十年代中期,M829A2都出来了,乃不能那么比:D
看来96,99的125炮不弱于,甚至领先西方只能是偶的YY了。
还好中国的陆地威胁,真正来自于北方。
原帖由 berk 于 2008-7-28 10:47 发表
看来96,99的125炮不弱于,甚至领先西方只能是偶的YY了。
还好中国的陆地威胁,真正来自于北方。
我们一直跟在世界最强的后面。
  请教大布鲁同志……为什么复合装甲防护能力更好?本来玻璃钢不是怕高温么?被穿甲弹撞击时候不熔化?谢谢解答。
原帖由 追城管的小贩 于 2008-7-28 11:02 发表
  请教大布鲁同志……为什么复合装甲防护能力更好?本来玻璃钢不是怕高温么?被穿甲弹撞击时候不熔化?谢谢解答。
:D 关键看这个温度有多高?另外温度有一个传递的过程……温度及其热传递的过程慢于穿甲弹穿透的过程就可以了!
复合材料和钢材的结构特性不同,对破甲弹射流具有明显的破坏作用,而且复合装甲的密度比装甲钢小,同等结构重量下能达到更好的抗穿甲能力,玻璃钢的抗弹能力没有金属陶瓷和凯夫拉材料效果好,更不如贫铀材料。
68度倾角204mm均质钢的垂直厚度相当于544mm,120I型弹威力实际没有这么高,毛鳖的复合装甲其实不咋地;P
  原来不知道玻璃钢复合装甲居然抗击穿甲弹能力好过纯钢:handshake
:D 复合装甲是一个很宽泛的概念。
不同硬度的钢版在一起也可以叫复合装甲,在某种意义上的间隙装甲也可以叫复合装甲。
在穿透过程中由于不同层面材料力学性能的不同会使穿甲弹轴向产生不同大小的压应力变化,并且各层面对于穿甲弹的阻力不同,在这两个力的驱使下,使得穿甲弹杆体加速破碎。
另外由于在倾斜的情况各层面对于穿甲弹的阻力差异,会是穿甲弹轴线与入射方向不重和,这样会在穿甲弹径向产生一个弯力矩,严重时会是穿甲弹折断。
另外有些装甲能产生较强的横向作用。
复合穿甲包括间隙装甲的抗弹机理基本就这些。
原帖由 bigblu 于 2008-7-28 11:23 发表
68度倾角204mm均质钢的垂直厚度相当于544mm,120I型弹威力实际没有这么高,毛鳖的复合装甲其实不咋地;P
:D 加个前提,在一定重量情况下。
如果给T-72的装甲都换成钢的,那个小发动机是负担不动的。
复合装甲的抗穿能力不一定强于同等厚度的均质装甲