1841年一位比利時(shí)人首次發(fā)明了藥筒，發(fā)展至今除了迫擊炮和一些不追求射速的大口徑火炮使用藥包外，基本上所有的炮彈都會(huì)使用藥筒，因?yàn)樗幫材茱@著提升火炮的發(fā)射速率，此外藥筒還能防止發(fā)射藥產(chǎn)生的火藥燃?xì)飧g損害炮膛，對(duì)于提高火炮壽命有著積極地作用。但是傳統(tǒng)黃銅藥筒也存在著成本較大的問(wèn)題，采用紙筒則存在發(fā)射后還需清理的問(wèn)題，極大地影響著火炮的射速，于是諸如可燃藥筒之類的新型藥筒就成為了世界各國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。下面我們就探本窮源的來(lái)了解一下藥筒的秘密。

藥筒的組成部分

▲最常見(jiàn)的整體式藥筒的結(jié)構(gòu)圖，對(duì)于藥筒只有兩個(gè)基本的要求，一個(gè)就是保證戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求，該要求決定了藥筒的使用質(zhì)量，另一個(gè)就是保證生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性要求，該要求決定了能否進(jìn)行大量生產(chǎn)

整裝式藥筒從上往下依次為筒口、斜肩、筒體和筒底，筒底包括底緣、底火室和凸起部，作用依次為：

• 筒口：筒口可用來(lái)連接彈丸，為了保持炮彈的強(qiáng)度，面積較大，材料講究較高，長(zhǎng)度一般為彈丸尾部長(zhǎng)度的0.85到1.25倍，而且直徑是要略微小于炮尾直徑的，筒口內(nèi)徑的結(jié)合強(qiáng)度較高，這樣能將彈丸連接的更加牢固，考慮到密閉性，厚度不易太大
• 斜肩：該部分是筒口和筒體的過(guò)渡部分，可以起到定位炮彈和防止藥室被火藥燃?xì)膺^(guò)度腐蝕的作用，一般錐角在30度到50度之間，如果角度過(guò)小則不能起到很好的定位作用，炮彈在外力的作用下會(huì)在炮膛內(nèi)發(fā)生位移變動(dòng)
• 筒體，該部分則是藥筒的主體部分，起到容納發(fā)射藥的作用，為了達(dá)到發(fā)射過(guò)程中藥筒變形緊貼膛壁的目的，形狀很炮膛一致（但是兩者之間還是會(huì)留有一定的空間，主要是方便裝填和退殼），隨著火炮射擊速率的提高，筒體的錐度則會(huì)越來(lái)越大，這種結(jié)構(gòu)的筒體方便裝填和退殼，為了保持一定的強(qiáng)度，筒體內(nèi)壁的厚度是由口到底依次增加的

▲圓滑過(guò)渡的炮尾內(nèi)側(cè)，在保證強(qiáng)度的情況下盡量讓彈底減厚，最好的辦法就是在筒體和筒底連接的內(nèi)側(cè)制作一個(gè)圓滑過(guò)渡的結(jié)構(gòu)，保證強(qiáng)度的同時(shí)也可以控制厚度

• 筒底：筒底的結(jié)構(gòu)則比較復(fù)雜，首先是起到軸向定位作用的底緣，發(fā)射完成后火炮通過(guò)底緣完成退殼，所以底緣的寬度、強(qiáng)度和厚度一般較大，但是太過(guò)于厚大會(huì)影響關(guān)閂的過(guò)程；底火室則是容納點(diǎn)火裝置的部分，一般通過(guò)螺紋將兩者連接在一起；凸起部一般設(shè)置有傳火孔，負(fù)責(zé)傳遞底火火焰，此外一些藥筒還會(huì)在凸起部設(shè)置一個(gè)擋板，可以防止發(fā)射過(guò)程中火藥燃?xì)膺^(guò)度腐蝕底火室內(nèi)的結(jié)構(gòu)。筒底的強(qiáng)度是最高的，強(qiáng)度過(guò)低會(huì)在發(fā)射過(guò)程中破損，從而影響退殼過(guò)程，但是從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮筒底在保證強(qiáng)度和擊發(fā)退殼穩(wěn)定的前提下應(yīng)該取厚度最小，一般炮尾的內(nèi)部為圓滑過(guò)渡的結(jié)構(gòu)

藥筒的作用過(guò)程

當(dāng)裝藥被底火引燃后，藥筒內(nèi)部的火藥燃?xì)鈮毫ρ杆僭黾樱瑱C(jī)械性能最差的筒口開(kāi)始發(fā)生彈性形變并膨脹，這種形變膨脹很快就沿著筒口向筒底蔓延，同時(shí)伴有少量的燃?xì)庖莩?，隨著壓力的增加首先是斜肩部和部分筒體緊貼炮膛（斜肩部能起到很好的閉氣作用），隨后藥筒緊貼炮膛（筒底緊貼炮閂），當(dāng)壓力達(dá)到一定值以后藥筒因?yàn)槭軣崤蛎浀仍蛟趬毫ο掳l(fā)生塑性形變，而炮膛和炮閂則在藥筒的壓力下發(fā)生彈性形變，再此過(guò)程中藥筒的材料強(qiáng)度過(guò)低或者是塑性較差，藥筒則會(huì)出現(xiàn)破裂或者是燒蝕的情況。炮彈發(fā)射過(guò)程中炮管也會(huì)因?yàn)閴毫Πl(fā)生彈性形變，當(dāng)完成發(fā)射壓力開(kāi)始下降后，炮管，炮膛以及炮閂的彈性形變會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的位置，但是藥筒則不一樣。

▲在炮膛中即將發(fā)射的炮彈，火藥燃?xì)獾膲毫κ菦Q定退殼性最主要的因素，炮膛和藥筒間隙為零時(shí)候的壓強(qiáng)被稱之為臨界壓強(qiáng)

藥筒的彈性形變雖然會(huì)恢復(fù)，但是塑性形變不可能恢復(fù)到原來(lái)的位置，而且藥筒表面式受熱不均勻的，當(dāng)溫度和壓力下降后外表面則會(huì)產(chǎn)生不均勻的壓應(yīng)力，內(nèi)表面則會(huì)產(chǎn)生不均勻的拉伸應(yīng)力，這個(gè)過(guò)程會(huì)改變藥筒的形狀，再加上不能回復(fù)的塑性形變，藥筒的尺寸會(huì)大于發(fā)射前，這就會(huì)對(duì)后續(xù)的退殼造成一定的影響，所以所有的藥筒和炮膛之間都會(huì)有一個(gè)初始間隙，當(dāng)然這個(gè)初始間隙也不能太大，不然發(fā)射過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)裂紋或者是脹底現(xiàn)象。射擊完成以后藥筒能否可靠的退出炮膛，這也是火炮的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)藥筒的強(qiáng)度越大時(shí)，發(fā)射后還原的彈性形變程度則會(huì)越大，在彈性系數(shù)方面銅要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鋼，所以銅藥筒的退殼性也就比鋼藥殼好。

藥筒的分類

藥筒的分類可謂是多種多樣，下面我按照結(jié)構(gòu)的不同用圖集的形式來(lái)為大家做一下分類：

▲整體式藥筒，技術(shù)性和后勤處理能力較好，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不適合于戰(zhàn)時(shí)大批量生產(chǎn)

▲卷筒裝配式藥筒，這種藥筒一般由筒體，筒底等其他部件組合而成，結(jié)構(gòu)不多且全都是通用設(shè)備制造，藥筒由兩層低碳鋼鋼板卷制而成，然后通過(guò)緊壓環(huán)壓在筒底，重量較大，所用金屬較多，但是戰(zhàn)時(shí)動(dòng)員性極佳

▲焊接藥筒，將低碳鋼沖壓而成，再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工成藥筒部件，然后沿著紋縫焊接而成，這種藥筒的技術(shù)性較差，因?yàn)橥搀w會(huì)形成不光滑表面，影響退殼，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造，適合戰(zhàn)時(shí)的大批量生產(chǎn)

可燃藥筒

銅作為藥筒材料由來(lái)已久，但是自二戰(zhàn)以來(lái)，銅在軍事上的產(chǎn)出越來(lái)越不能滿足需求，尤其是像德國(guó)，日本這樣的小國(guó)，于是一些國(guó)家便開(kāi)始采用鋼作為主體來(lái)制造藥筒，但是鋼材在高烈度的戰(zhàn)爭(zhēng)中也會(huì)出現(xiàn)緊缺的問(wèn)題，而且這些用于應(yīng)急的鋼制藥筒很多不能重復(fù)利用，只有大約三成能復(fù)修利用，所以早在二戰(zhàn)期間德國(guó)就開(kāi)始探索可燃藥筒，直到上世紀(jì)60年代初美國(guó)率先研制成功。這種新型藥筒由可燃性物質(zhì)組成，藥筒以及每個(gè)部件都是可以燃燒的，包括底火和傳火管，底火的外殼采用的是低熔點(diǎn)的金屬，這些金屬還能起到除銅劑的作用（除銅劑可以消除彈帶和膛線摩擦而產(chǎn)生的銅屑），而且藥筒本身還是發(fā)射藥的一部分，發(fā)射過(guò)程中必須保證百分百被燃盡，這樣一來(lái)可燃藥筒發(fā)射時(shí)可以釋放一定的能量，而傳統(tǒng)的金屬藥筒在發(fā)射過(guò)程中還會(huì)吸收一定的能量（以熱量的方式吸收）。此外可燃藥筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，方便生產(chǎn)和運(yùn)輸，最重要的是可燃藥筒可以大大降低繁瑣的回收運(yùn)輸過(guò)程。

▲可燃藥筒分為全可燃和半可燃兩種，考慮到彈藥的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題，半可燃藥筒會(huì)安裝一個(gè)金屬的底座，目前大多的可燃藥筒都是這種結(jié)構(gòu)的，尤其是空間狹小的坦克和自行火炮

雖然可燃藥筒發(fā)展迅速，在戰(zhàn)斗和生產(chǎn)上都有巨大的潛力，但是其在短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法替代傳統(tǒng)的金屬藥筒，因?yàn)榭扇妓幫驳娜秉c(diǎn)也很突出。整裝式的可燃藥筒炮彈結(jié)合強(qiáng)度還是沒(méi)法和金屬藥筒比的，而且在長(zhǎng)時(shí)間射擊導(dǎo)致的炮膛高溫或者是炮膛內(nèi)有殘?jiān)鼤r(shí)，都有可能在裝填過(guò)程中引起藥筒的自燃，再者遭受碎片以及輕武器的打擊時(shí)安全性較低，在儲(chǔ)存方面可燃藥筒也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如金屬藥筒的，可燃藥筒要走的路不會(huì)很平坦。

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