中国大炮火力凶悍,为何炮口焰如此耀眼猛烈,仿佛一个巨大火球?

日前,中国军网英文版发布了一组我国海军的训练照片,其中一张730近防炮的射击瞬间,十分罕见,记者使用高速快门,拍下了30毫米口径脱壳穿甲弹出膛以后,四瓣弹托分离的状态。730近防炮是我国的第三代舰载高炮,技术水平世界领先,是继美国密集阵20毫米加特林炮以后,产量和服役规模第二大的近防炮,该炮的型号为H/PJ12(我们经常称其为“海杠泡椒十二”)。

有细心的网友提出,那门730炮射击时的炮口焰太大了,仿佛一个大火球。这不会影响火炮光电火控系统的探测性能么?另外,火炮有这么大的火球,在夜间射击的时候也会暴露目标吧。于是还有网友找出来很多国产火炮射击一瞬间的照片,发现,我国火炮的炮口焰都十分巨大。而西方国家的火炮,则炮口焰相对比较小,这是什么原因?是我国火炮技术落后么?

我们先从概念说起。火炮射击时,炮口外产生的火焰和烟雾,术语称为“炮口焰”。一般来说,炮口焰有害的,首先是易暴露目标,对炮兵阵地的伪装很不利。在过去,炮兵侦察雷达比较少的时候,主要靠声测和炮口闪光来侦察敌方的炮兵阵地。例如解放军就先后发展多型炮兵声测仪和闪光定位仪。直到1980年代中期,中国在对越边境作战中的炮兵侦察,还主要依靠声测和炮口焰闪光定位。中国在80年代研制的国产声测仪和炮口闪光侦察仪的作用距离达20公里,测量哨位展开正面宽度达10公里,定位精度可达100米至300米,可同时测定20个以上的炮位。

直到有了辛柏林和美制37型雷达等新型炮兵侦察雷达,声测和闪光设备才陆续退役,主要用于出口。随着红外探测技术的发展,炮口闪光探测又有了用武之地,红外探测设备能够在很短的时间内就能利用敌人火炮的火光,确定火炮的准确炮位,指挥反炮兵火力打击敌火炮阵地。所以直到如今,尽量减小炮口焰,还是火炮设计的通行原则,一门理想的火炮,射击时是不应该存在炮口焰的。

炮口焰另一个缺点是火炮射击产生的冲击波超压太强,对附近的人员和设备可能会造成严重的损伤。例如国产98式120毫米反坦克火箭,是目前世界陆军基层分队所使用的最大口径重型反坦克火箭。由于没有采用高低压式的软发射,火箭弹初速较高,发射时会产生比较强大的炮口焰和尾焰,超压和噪音令人难以忍受。这一度成为国内外军事媒体论证中国武器性能强但人机功效不好的主要论据。

为此我军为98式火箭筒射手配备了防护背心,是标准附件,供射手在执行实弹射击任务时穿用,重量大约1.2公斤。该背心与04式炮兵防弹防震背心类似,为方便不同胖瘦身材的射手穿用,防护背心的腰部采用可调节式设计。为对上呼吸道提供防护,背心采用高立领结构,不执行射击任务时,可将立领翻下。

不过,我军在日常训练实弹发射时,射手很少穿着防护背心。因为通过中外同类武器的对比,会发现,其实98式120毫米重型反坦克火箭并不是超压最强的,其发射时的超压和尾焰,要比法国阿皮拉斯重型火箭筒的超压小得多。为了保护射手,法国的阿皮拉斯重型火箭筒在实弹发射时,一般还需要带上防护面罩、穿上防护背心,否则射手恐怕会受伤害。

不过,仅凭借炮口焰的大小,就断言我军火炮与西方军队有天壤之别,也是非常不负责的说辞。炮口焰的大小,主要和发射药有关。中国的野战火炮受苏联火炮技术的影响较大,很注重火炮的低温效能,以及发射药能量,普遍采用金属药筒,因此大口径火炮多用管状和条状发射药,它的缺点就是燃烧残留多,炮口焰太大,闪光太强烈,尽管在发射药里加了消焰剂,炮口焰依然很大。

美军的野战火炮通常采用药包,可以使用粒状发射药,特点是装填密度大,具备明显的增面燃烧特性,燃气生成速率比较稳定。燃烧迅速充分,残留小,炮口焰比较小。但缺点是容易造成传火不畅现象,影响发射药燃烧的稳定性。西方军队的榴弹炮依然在超过四个药包的大装药量射击时,最后一个药包也用消焰剂,所以我们所看到的美军火炮总是烟雾比较大,火焰比较小。

美军M1A2主战坦克的120毫米口径的坦克炮,配备的长杆尾翼稳定脱壳穿甲弹、M830A1多用途弹和M830破甲弹,都是采用药筒装药的定装弹,所以也装填条状发射药。从 火炮发射的照片可以看到,其炮口焰一点不比中国的小。

通常,火炮发射药都少量添加一些消焰剂,用于抑制炮口焰。但消炎剂有个矛盾,加多了威力下降,加少了抑制效果不好,加装硝基消烟剂的发射药对炮管的腐蚀性太大,需要通盘考虑。所以我国火炮弹药对消焰剂的应用比较保守。

理想的火炮,应该是发射药的药方配伍合理,内弹道设计科学,消焰剂添加比例适当,炮口焰自然就相当小。最典型是美军的6管火神机炮,在射击的时候几乎看不到炮口焰。

不过,730炮那么大的炮口焰,主要还是跟这门火炮的巨大威力有关。例如730炮的同门“兄弟”——美军A-10攻击机基本上就是一门能飞行的730加特林炮,飞行员几乎是骑在一门巨大的机炮上面。对于强击机来说,这门大炮的威力有点过分了。当 A10飞行员扣动扳机时,炮口会吐出致命的火焰,巨大的后坐力会导致机身剧烈晃动,肮脏的火药燃气会机身留下一层黑色烟灰,火药气体还会污染挡风玻璃,甚至能阻挡住飞行员的视线。

还有一些原因跟发射系统的设计有关系,例如很多人说我国导弹的尾焰太强烈,你们看这俩图对比就非常明显,都是导弹发射的一瞬间,弹体飞出发射筒的距离也相当。上图是美国的陶式反坦克导弹发射时的照片,冒出了巨大的明亮的尾焰,在十公里外都能看见,即危险又容易暴露阵地。下图是中国的红箭9反坦克导弹发射时,就尾烟极小,几乎肉眼不可见。

除此之外,还有一些照片显示炮口焰的大小,跟摄影快门速度有关,是拍摄时机的非技术原因。例如这张国产130毫米舰炮的射击瞬间,是炮弹刚刚飞出炮膛,炮口焰还没有完全形成,只有烟雾的状态,看上去炮口焰很小,但随后几十毫秒的炮口焰就会明显增大。

所以,任何火炮都有炮口焰,理论上炮口焰应该越小越好,这是个辩证统一的矛盾问题。总体来说,炮口焰小的火炮要更理想一点,这说明装药容积和内弹道设计优秀,发射药会做功完全,发射药配比先进,消焰剂添加恰当。

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