一輛坦克的壽命,一般也就20-40年。像咱們中國的99A坦克,壽命就是30年左右。
如果中期通過升級,換裝火控、裝甲、動力系統(tǒng),那么壽命可以延長至40-50年。總體來看,坦克的壽命還是比較長的。
然而,炮管的壽命卻短的可憐,許多炮管壽命居然是按秒來計算的?比如3秒、5秒、8秒。這究竟是為何?難道用鋼鐵打造的炮管都是“秒男”?
“秒速炮管”其實挺持久的
當(dāng)然了,如果按照傳統(tǒng)的算法,炮管的壽命其實是按發(fā)來計算的。
比如坦克炮的壽命,就是500-1500發(fā),火箭炮是100-500發(fā),像壽命長一點的迫擊炮,可以達(dá)到5000-10000發(fā)。
現(xiàn)在大家理解了吧?炮管能用多久,不是取決于時間,而是取決于發(fā)射次數(shù)。當(dāng)發(fā)射次數(shù)達(dá)到天花板了,這根炮管也就退役了。
既然如此,那網(wǎng)上流行的8秒炮管又是啥意思呢?難道一根炮管只能打8秒?
所謂的8秒,其實指的是累計發(fā)射時間。舉個例子,假如一門炮的射速是1000米每秒,且炮管長度為5米。那么每發(fā)炮彈在炮管內(nèi)的停留時間,就是0.005秒。
正如前面提到,一般的坦克炮管,理論上可以打1000發(fā)。在這種情況下,炮管的壽命就是5秒了。
當(dāng)然,如果用坦克來發(fā)射高膛壓尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的話,那最多就只能打500發(fā)。如此一來,坦克炮管的壽命就降到了2.5秒。
可見,所謂的“秒速炮管”,其實挺持久的。它之所以時間短,是因為炮彈在炮管內(nèi)停留的時間太短了。
咱們99A坦克的炮管壽命能達(dá)到8秒,足以證明中國的炮管質(zhì)量之強(qiáng)。如果用它來發(fā)射普通炮彈,隨便打個1600發(fā)不是問題。
炮管壽命為何這么短?
說到這里可能很多人會問了,炮管明明是鋼鐵打造的?為啥壽命這么短?
關(guān)于這個問題,主要跟以下幾個因素有關(guān):
首先,瞬時高溫是坦克炮管的殺手之一。每次發(fā)射炮彈的時候,炮管內(nèi)的溫度可以達(dá)到2500-3500度,遠(yuǎn)超鋼鐵1500度的熔點。
雖然炮管內(nèi)部涂有耐熱涂層,并鍍了一層鉻,但發(fā)射過程中反復(fù)的高溫和冷卻,依舊會導(dǎo)致金屬疲勞。長此以往,隨著鍍層逐漸脫落,也就慢慢失去保護(hù)作用了。
其次,高壓沖擊,也是炮管的殺手之一。每次發(fā)射炮彈的時候,炮管內(nèi)的膛壓可以達(dá)到300-600MPa,相當(dāng)于深海3000-6000米的壓力。
在這么巨大的壓力壓迫下,炮管的金屬微觀結(jié)構(gòu),會逐漸變形、裂開。久而久之,炮管也就報廢了。在此期間,炮彈還會不斷刮擦內(nèi)壁,進(jìn)一步造成膛線的磨損。
除此之外,像化學(xué)腐蝕,也是炮管損壞的誘因之一。每次火藥燃燒的時候,都會產(chǎn)生硫化氫氣體,這些氣體一旦進(jìn)入炮管,很快就會腐蝕炮管的內(nèi)壁。
雖然每次腐蝕的程度很低,但架不住日積月累呀。一旦腐蝕到臨界值的時候,炮管也就雄風(fēng)不在了。
不光如此,按照專業(yè)人士的說法,當(dāng)炮管的裂紋和膨脹達(dá)到臨界值的時候,也得更換炮管。否則的話,很容易就會導(dǎo)致炸膛。
這也是為啥在二戰(zhàn)時期,戰(zhàn)場上的許多炮管打紅了,就得立馬停止發(fā)射,并用冷水澆。因為只有這樣,才能讓炮管真正得到休養(yǎng)生息和循環(huán)利用。
除了裂紋和膨脹值以外,像命中率這個因素,也會影響炮管的更替。
從有關(guān)資料來看,當(dāng)炮彈命中率低于正常標(biāo)準(zhǔn)的時候,即便炮管沒有破裂,這時候也得給它換下來。
比如坦克炮的2000米內(nèi)命中率低于80%,在這種情況下,這支炮管就只能“退休”了。
炮管每天也要洗刷刷?
當(dāng)然了,為了維持炮管的壽命,人們也想到了很多延壽方法。比如及時清潔炮管,就是其中的一個法子。
像二戰(zhàn)時期,許多士兵就經(jīng)常用長柄拖把伸入炮管內(nèi)部,去清除殘留的火藥渣和碎屑。
因為這些東西一旦沉積在炮管壁,就會增加摩擦系數(shù),導(dǎo)致炮管的磨損加劇、精度下降。所以必須及時予以清理,才能防患于未然。
當(dāng)然,現(xiàn)在用拖把去清理炮管是不行了,因為現(xiàn)代火炮的膛線工藝更為精密。如果還用粗糙的拖把去清潔,那無疑會大大縮短炮管的壽命了。
現(xiàn)代清理炮管的方式,一般分為三種:第一種就是用尼龍刷+可伸縮金屬桿+化學(xué)溶劑,來高效清除炮管內(nèi)的銅屑和火藥積碳。
如果是大口徑火炮,比如坦克炮、艦炮的話,這時候就得采用第二種方式——即壓縮空氣或高壓水射流系統(tǒng),對炮管進(jìn)行更加全面的清理。
相比于第一種方式,高壓水/氣的自動化程度更高,洗起來更加高效、迅捷。
至于第三種,則是超聲波清洗。像這種方法,主要用于清理火炮的精密部件,將內(nèi)部犄角旮旯,徹底洗個干凈。在這種情況下,整個炮管也就亮潔如新了。
從某種意義上來講,炮管其實就是個玻璃心。每次發(fā)射完后,都得好好護(hù)著,頗有一種“鋼鐵猛男下播后、在幕后涂護(hù)膚水”的感覺。
也正是由于炮管太脆,因此國際上的許多火炮炮管,壽命都極低。
像美國的M256坦克炮炮管,壽命只有7秒。前蘇聯(lián)留下的2A46炮炮管,壽命甚至只有5-6秒。咱大中華的炮管能堅持8秒,其實已經(jīng)很厲害了。
中國的炮管憑啥這么厲害?
那么問題來了,中國的火炮炮管,憑啥這么厲害?
原因也很簡單。首先,咱們的材料比較高級。像我國的PLZ-05155mm榴彈炮,炮管就采用了電渣重熔超純凈鋼。
利用這種鋼材,可以減少雜質(zhì),提高炮管的耐高溫、高壓性能,將整根炮管的實力提升20%以上。
其次,咱們的炮管冷卻技術(shù),也得到了優(yōu)化。比如我國的PLZ-52炮,就采用了強(qiáng)制氣冷系統(tǒng)。
該系統(tǒng)有個智能溫控,可以利用傳感器24小時監(jiān)測炮管溫度,并自動調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度。一旦射速過高,系統(tǒng)就會加大風(fēng)量,如此一來,炮管的安全性也就得以保障了。
據(jù)相關(guān)資料記載,搭載了智能溫控模塊以后,PLZ-52炮的壽命,直接從1500發(fā)提高到了3000-5000發(fā)。
相反,像美國的M109A7炮,由于采取的是自然冷卻系統(tǒng),因此最多只能打2500發(fā)。但凡中美兩炮對峙,咱們的贏面至少能提升半個臺階。
第三,咱們的彈藥也比較高級。比如我國的GP6激光制導(dǎo)炮彈,就是采用的低燒蝕發(fā)射藥,這樣就能減少對炮管的損傷。
當(dāng)這些軍工小技巧紛紛疊加起來的時候,我國炮管的壽命也就大大延長了。
炮管之強(qiáng)得益于工業(yè)化
當(dāng)然了,從宏觀層面來看,我國炮管之所以領(lǐng)先世界,主要也是得益于國內(nèi)工業(yè)化的推進(jìn)。
像早期的話,咱們的火炮一直都是依賴蘇聯(lián)的援助,諸如59式坦克,比比皆是。由于這些坦克炮管的材料工藝落后,以至于當(dāng)時很難跟國際上的重型坦克對對碰。
為了獲得軍工優(yōu)先權(quán),我國開始大搞工業(yè)化,勢必要拿下全產(chǎn)業(yè)鏈、全球工業(yè)類目。只有這樣,才能真正給軍工武器賦能。
到了21世紀(jì),隨著我國加入WTO,國內(nèi)經(jīng)濟(jì)逐漸融入全球化,并進(jìn)軍全球市場。有了錢以后,接下來投入軍工的資源就比較多了。
于是乎,我國便不斷試驗新材料、新炮管。經(jīng)過長年累月的研發(fā)升級,我國在炮管領(lǐng)域最終達(dá)到了一個領(lǐng)先世界的水準(zhǔn)。
現(xiàn)如今,中國已經(jīng)悉數(shù)掌握了高純凈炮鋼冶煉、電渣重熔、內(nèi)膛鍍鉻等核心技術(shù)。
比如寶武鋼鐵等企業(yè),已經(jīng)能生產(chǎn)出超低硫磷雜質(zhì)炮鋼,雜質(zhì)含量<0.005%,大大提升了炮管的強(qiáng)度和硬度。
在鉻層方面,我國逐步攻克了0.15mm厚鉻層均勻鍍覆的難題。其耐燒蝕性已經(jīng)接近德國萊茵金屬的水平,讓炮管能打能抗。
此外,我國還開展了更多的新型涂層試驗,比如氮化鈦、陶瓷復(fù)合涂層等。在這種情況下,就能進(jìn)一步降低炮管的摩擦系數(shù),以增加炮管壽命。
據(jù)實驗室測試數(shù)據(jù)來看,疊加了新型涂層以后,炮管的壽命甚至能達(dá)到8000發(fā)。
與此同時,咱們的民用工業(yè)技術(shù)也開始反哺軍工。比如國內(nèi)的高鐵軸承鋼技術(shù),就用在了炮管的抗疲勞設(shè)計上。還有3D打印技術(shù),也在試驗炮管的快速修復(fù)功能。
內(nèi)蒙某軍工企業(yè),更是采用AI質(zhì)檢系統(tǒng),來實時監(jiān)測炮管的微觀缺陷,將炮管廢品率降低了90%以上。
可以說,在這場軍工大戲上,我國各行各業(yè)都在“八仙過海,各顯神通”。這樣就能將我國的軍工武器,推向世界之巔。
就目前的情況來看,中國已經(jīng)是全球唯一擁有“全鏈條火炮工業(yè)體系”的國家。從稀土材料到數(shù)控機(jī)床,應(yīng)有盡有。咱們依靠著充足的工業(yè)實力,奠定了軍工武器的質(zhì)量和數(shù)量。
在此也不禁感概,只有國家強(qiáng)大了,才能讓軍事強(qiáng)大,才能讓各類新式武器輪番登場。
當(dāng)然,也就有軍事強(qiáng)大了,才能真正護(hù)衛(wèi)祖國,保八方平安,最終達(dá)到一個“發(fā)展-國防”正循環(huán)的狀態(tài)。
不知吾輩先烈,看到如今國防的科技成果后,會不會感到一絲欣慰?
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