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为什么说火药推进的超级远程大炮都是技术死胡同?

 草容生 2022-06-06 发布于重庆
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当布尔博士在1990年被某组织暗杀之后,全球对超级大炮的梦想和钻研其实就已经彻底落幕了。只有美国陆军还在借着巴巴多斯大炮项目继续巧立名目公然骗军费,但是在20年内,原则上几乎什么新的试验都没有做过;于是乎到如今,也终于忽悠不下去而被迫承认这条技术路线实际上是行不通的。如果到今天布尔博士仍然健在,那么瀚海狼山(匈奴狼山)也不敢现在就下结论说传统的火药推进的超级大炮项目都是技术死胡同。但是既然这方面的专业超人已经早早退场,因此此后的30多年,只能成为现代火炮发展史上的垃圾时间;而且完全看不到出现明显突破的任何苗头。那么为何传统火炮,特别是很多军事大国一直追求的超远程火炮已经进入技术死胡同了呢?第一个原因,就是传统化学发射药剂的,

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内弹道加速性能已经发展到了极限。对大多数发射类火药来说,其自身的最大爆速基本不允许超过6500米每秒。如果爆速再加大,就是标准的猛炸药而不是相对安全的发射火药了。毕竟黑索金的爆速才8500米每秒。虽然当代的不少高端发射火药里面确实含有黑索金的成分来增大发射药的整体能量密度,但是谁也不敢用100%的黑索金来直接当做发射药,因为那样做会把大炮当即炸毁而不是安全发射。而用接近爆炸威力的化学能来当做发射系统,和本身的炮膛与炮管的最大承受能力是一个针锋相对的矛盾体。要想火药发射威力更大,弹丸的出膛速度更快,最终打得更远;就必须要求发射药爆速也更快。但是发射药爆速越快,就必然导致膛压更大,而更大的膛压必然要求炮膛外壳越厚,结构强度更高。

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这样层层加码之下,不但炮膛和炮管会越做越长,越做越厚,除了整个大炮越来越笨重之外,还在于这种水涨船高的模式也是有最高上限的。对很多超远程超高膛压的大炮来说,每进行一次发射,就都等于用发射药把炮膛的直径甚至是炮管的直径直接炸得更大。因此像一战中的巴黎大炮,就必须从第1枚炮弹到第50枚炮弹,对这些炮弹的直径是逐一放大的,而不是50枚炮弹的外观直径一样大。之所以如此,就在于巴黎大炮因为发射时的膛压太高,等于每次发射都会把本炮的炮膛的直径明显扩大,而且炮管内部的膛线也会严重磨损。因此必须每一发炮弹都增大弹丸直径,才不至于让炮弹本身的直径比口径更小而导致严重漏气而损失射程。这种每次发射都会让炮膛和炮管都出现严重变形的问题,会导致几乎所有大口径火炮。

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其可靠发射的全寿命都会比想象中低得多。可把弹丸打出135公里的巴黎大炮,炮膛加炮管的最大寿命就是50发;在发射50发之后就必须更换掉完整的炮管,否则就有炸膛的风险。而早期的406毫米或者口径更大的战列舰巨炮。发射全寿命也就是100发到150发之间,制造最精良的也不敢超过200发。因此一场大海战基本就可以打废舰队中所有主炮炮管的安全寿命。这也是在巨舰大炮时代的出击舰队中,还必须隐蔽布置一两艘特殊的运输舰,专门运输406毫米巨炮的备用炮管,随时准备在海战空隙期间在海上直接吊装更换部分到了寿命的巨型炮管。巴巴多斯大炮虽然创造过把弹丸发射到180公里的垂直高度,并且理论上可以把滑翔炮弹打到4000公里之外,但是巴巴多斯大炮也解决不了炮管寿命不可能超过50发这个老大难问题。

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因此所有的超远程巨炮项目,都是属于看起来很美。表面上比导弹甚至火箭弹的相对成本更低,但是实际上如果考虑到打30到50发炮弹就必须更换炮管的麻烦和其他综合损耗。所有用火药发射的超级大炮的真实成本都是超标的。根源上在于,谁也无法把传统发射药做成像电磁发射那种完全的定向能。虽然现代发射药可以用最新技术增加一定的定向燃烧性能,但是80%的燃烧热能仍然是向360度球面传递能量,这样还是解决不了膛压超标带来的负面影响。等于从基本物理原理上,就决定了电磁炮才是今后超级大炮研发的唯一可行方向。

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