炮 兵
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史话线膛炮
韩微
顾名思义,线膛炮就是炮膛内带有膛线的火炮。
为什么炮膛内要带有膛线呢?简单说,就是为了让炮弹在飞行时旋转,以保持炮弹飞行稳定,精确地命中目标。然而,火炮刚刚问世时,却没有膛线,通过数百年的实践以及近代科学技术和工业的发展,才有了线膛炮。
火炮发明之初,构造十分简单,这是因为当时的生产力十分落后,人们无法制造复杂的金属制品。中国是火炮的故乡,早在西夏年间,西夏国就造出了100毫米口径的铜火炮,这是迄今为止世界上发现的最早的火炮,这门炮出土于甘肃武威县。在此出土之前,还出土了元代至顺3年(1332年)制造的铜火铳,口径105毫米。

元代至顺3年铜火铳
后来,中国的火药和造炮技术经阿拉伯西传到欧洲,火炮在欧洲迅速发展。14世纪上半叶,欧洲开始制造发射石弹的火炮。这一时期的火炮,都没有膛线,由于发射球形弹丸,球形物体四周受力是均匀的,不存在飞行稳定问题。

欧洲1489年制重型火炮
到15世纪末,火炮的强大威力使中世纪的城堡变得不堪一击,火炮成了各国进攻作战的利器,在欧洲国家受到普遍重视。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度角发射时的射程最大的规律,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或熟铁造的长管炮,还增加了前车(一种便于火炮运动的轮式装置)。17世纪,意大利数学家伽利略的弹道抛物线理论和英国数学家I.牛顿对空气阻力的研究,推动了火炮的发展。17世纪末,欧洲大多数国家使用了榴弹炮,但仍然使用球形铁弹丸。

瑞士收藏的15世纪制造的后装炮(后装子炮)
在19世纪中叶以前,火炮大都是滑膛前装炮,主要发射球形实心弹丸。也有采取后装的,如中国明朝戚继光部队所装备的“佛朗机”,这些后装炮并不是真正从火炮后方装弹,而是采取子炮的方法,即:先将火药和弹丸装入子炮,然后将子炮置入主炮尾端,子炮十分类似现在的炮弹。但由于这种方法始终没有解决严密闭锁问题,无法大规模推广,没有成为当时火炮的主流。还有一些火炮发射可爆炸的弹丸,方法是在球形弹丸中间装火药,引伸出火药捻绳,在射击前先点燃弹丸药捻,然后迅速点燃火炮的火门。还有的火炮可以发射霰弹(金属或石质碎颗粒直接装入炮膛,发射出膛后靠散布杀伤人、马)和榴霰弹(将碎物装入有少量火药的弹丸内,这种弹丸用药捻当时间引信,当弹丸爆炸时碎物散开)。

法国19世纪初制18磅野战炮
在这一时期的火炮射击实践中,人们发现弹丸直径如果比火炮口径小,虽然装填容易,但由于密封不好,射程会大大减小。而如果弹丸直径略大于火炮口径,射程会明显提高,但装填十分困难。为此,有人设计了直线的膛线,这样炮膛内壁与弹丸的接触面变小,减少了摩擦阻力,便于装填。这是线膛炮的雏形。
为了使可以爆炸的弹丸能够有足够大的威力,就要充分利用炮膛空间,改变弹丸形状,很显然,圆柱形物体在不改变直径的条件下,体积会比球形成倍增加。但是,这样一来就带来了飞行不稳定的问题,圆柱形物体由于受力不均匀,在空中会翻滚,精度无从谈起。怎么办呢?火炮研究人员从陀螺原理找到了解决的办法,就是将弹丸前部做成圆锥形,在射击时使弹丸旋转,这样弹丸就能延射击方向飞行了。同时,圆锥形物体可以在飞行中更好地克服空气阻力,使火炮射程得到提高。真可谓一举两得。
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.卡瓦利少校研制成功后装螺旋线膛炮,这种火炮第一次采用从火炮后部装弹(前装已经难以实施),发射锥头柱体长形爆炸弹。至于是否采用了触发式引信,目前尚无可靠资料。这种火炮射击精度高,射程远,威力大,射速快,很快成为欧洲各国军队的主战武器。线膛炮实现了火炮结构重大变革,是古代火炮与近代火炮的分水岭。时至今日,现代线膛炮在主要结构上与1846年线膛炮相比仍然没有多大变化。

国产1966年式152毫米加农榴弹炮
需要说明的是,古代火炮的滑膛原理并没有完全被战争抛弃,滑膛炮分出了三支:一是人们从水滴形状和弓箭尾翼得到启发,研制了迫击炮。二是从古代火箭原理研制了火箭炮,三是根据反坦克作战需要,以提高初速为出发点,研制了现代滑膛炮。总之,各种炮膛的现代火炮在战争中竞相争妍、迸发异彩,发挥着各自的优势,为战争的胜利做出巨大的贡献。战争离不开炮兵。
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