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子弹、炮弹、火箭弹都是如何保证出膛后的稳定性?

 hjq0791 2018-09-10

作者:瀚海狼山


中国人在唐代就发明了黑火药,在宋代开始应用到了军事上。一开始用火药的燃烧和爆炸效应杀伤敌人,后来才发明了管形火器,开始用火药推动弹丸打击敌人,这就是火铳,也被称作鸟枪。这种原始的火铳到今天还有。火铳的弹丸一般是铁丸或者铅丸,也有用铁砂。大致圆球形的弹丸发射后不需要稳定性,打到哪里算哪里,在一两百米内还是有相当大的杀伤力,但是再远就不行了。这是因为圆球形的弹丸,高速下在空气中飞行阻力很大,属于急剧降速的类型。,在大航海时代即使用制造精良的火药和大型铜铸火炮来发射,弹丸也很难打到3公里外,至于口径更小的各类火铳、火枪,直射距离就更近了。

随着频繁战争的需要,西方最早发明了让弹丸旋转起来的多棱炮,在美国南北战争中出现,此后再对其改进,就出现了近代的来复线枪炮。

子弹和炮弹也逐步改成了带锥头的圆柱体或者枣核形,同时改进了火药,这样大炮的射程首次超过了10公里,而枪的射程也超过了1公里,作战距离大大拓展,近现代的战争模式首次出现。一般将口径20毫米作为枪和炮的分界线。

近代枪炮弹丸之所以比古代的圆球型弹丸的发射距离提升了好几倍,除了发射药的进步外,更重要的是采用了空气阻力更低的圆柱锥造型,并利用陀螺原理,来让弹丸保持飞行中的自旋稳定性,尽量减低弹丸在有效射程内的翻滚,保证飞的更远,而且射击精度也有保证。因此从近代到现代,各类身管型枪炮,都是用来复线来保证弹丸的出膛稳定性。

那么,火箭炮有来复线吗?当代少量的火箭炮的发射管有来复线,但是绝大多数是没有来复线的。现代火箭炮的发射方式通常分为导轨式和管式发射两种,即使是管式发射的火箭炮,一般也不叫“炮管”而统称为定向器。少数火箭炮发射管有膛线,也只是赋予火箭弹微旋,不能满足高速旋转才能产生的稳定性。现代火箭弹的稳定方式有两种,一是尾翼稳定,二是涡轮旋转稳定。

火箭炮弹一开始是靠固定尾翼稳定的,比如早年最知名的喀秋莎火箭炮,火箭尾部安装有稳定尾翼,飞行时,空气动力产生的压力中心位于全弹质心的后面,可以形成足够大的稳定力矩,来保证火箭弹全程飞行的稳定。

上世纪50年代,又发明了涡轮稳定火箭弹,它依靠弹体绕弹轴高速旋转所产生的陀螺效应来保证飞行的稳定,原理与普通炮弹类似,区别在于涡轮稳定火箭弹使弹体旋转的力矩,由火箭发动机燃气从与弹轴有一定切向斜角的喷口喷出所形成。


典型的涡轮稳定火箭炮是中国的63式107毫米火箭炮。107毫米火箭的尾部有6个喷口,每个喷口都与弹体轴线有一定的偏转,这样可以保证火箭炮高速旋转稳定飞行。但是这种方式只能用于较短的火箭炮弹,长火箭弹仍然以尾翼稳定为主。也有综合运用起旋发动机和尾翼稳定的火箭弹。

当代的火箭弹一般在弹尾采用弧形折叠弹翼,平时用一个圆箍套住,火箭发射后,限制圆箍脱离,弹翼自动展开,火箭弹在弹翼的作用下稳定飞行。

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