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简介迫击炮

概述

与加榴炮和火箭相比,迫击炮的主要特点已在第三章讨论过。有些迫击炮虽然也具有膛线或者是后膛装填,或者两者兼俱,但是就一般迫击炮来说它们仍然属滑膛炮、属于前膛装填、无后装机构、是以800密位以上的射角发射尾翼稳定炮弹的武器。迫击炮系统的主要优点在于整个结构比较简单。迫击炮的主要部件是座板、身管、两脚架和瞄准具。下面我们将结合现代迫击炮设计和应用的有关内容对上述各部件分别进行讨论。

座板

座板的功能

座板是炮尾的支座。射击时,靠它把火炮后坐力传给地面。座板除了能承受射击时不大或不太厉害的后坐力外还必须易于进入和撤出阵地。此外,座板的设计还必须满足在使用迫击炮作战的战斗中对迫击炮的方向射界的要求。

放置座板的地面条件

在第五章谈到的有关火炮大架驻锄设计的一般原理同样适用于迫击炮座板。实际上要设计一个适应所有地面条件的完美座板,即使不是不可能那也是很困难的。另外,迫击炮射击时地面产生的动态负载使不同类型土壤受到不同影响的情况目前也很短缺。最理想的座板应是能迅速、稳定地设置在坚固的地面上,并在尔后的射击中不会产生任何移动。当然,这些条件实际上很难做到的,在射击中座板总是具有大小不一的移位,从影响不大到足以使迫击炮弹在目标上具有较大射弹散布。

目前还不存在在作战条件下为迫击炮座板准备地面条件的切实可行的完善办法。除非是可以放到在比较固定位置上的迫击炮,可以作混凝土地基,可以为它作大量地面准备。但是这种办法是与迫击炮配置实践相反的,因为它是以假定迫击炮不经常移动为条件的,这就否定了迫击炮的根本优点:机动。另外,迫击炮从某一固定位置有规律地发射迫击炮弹,由于迫击炮弹弹道高、尾翼形状特征明显,极易为敌人雷达探测到。结果是如果迫击炮机动性得不到发挥,则其生存能力也就会降低。

经验证明在迫击炮座板设置过程中如不实施“稳炮射击”其效果往往不会令人满意。“稳炮射击”是指先发射两发或两发以上炮弹使座板稳固地嵌入地面,这样,在尔后的射击中座板不会晃动。稳炮射击通常用大号装药、大射角进行。不作稳炮射击而直接射击时,由于能量消耗在后坐中,故火炮射程往往偏近。即使在经过稳炮射击以后,座板上还可能出现其它情况:如继续射击使局部座板与岩石或其它硬障碍物抵触形成局部载荷,其结果是使座板绕岩石或障碍物旋转或扭转,造成不稳定。即使不产生不稳定现象,座板与障碍物接触处存在的附加载荷,也要求座板必须具有足够的强度。

在迫击炮射击时,地面上将有一个垂直和水平的分力反作用到座板上。这些分力的大小随迫击炮身管的射角的变化而变化,如图6.1所示。假定后坐力R为40吨,射角为1000密位,则其反作用力的水平分力将为22吨、垂直分力将为33吨。很明显,水平分力将随射角的增加而减小。但是,即使射角很大,迫击炮座板和地面的接合程度也必须足以经受住水平分力的作用。为使座板与地面接合,座板底部通常设有脚爪或驻锄。但无论如何设计,还需人工做一定的地面准备工作。这些人工准备工作通常以砂袋支撑或者挖坑的办法来完成。

图6.1 迫击炮后坐分力

如果迫击炮射角小于800密位,随着射角的减小,地面反作用力的水平分力显著增加。射击时迫击炮后滑的可能性变大,尽管可以采取些临时性的防滑措施,但它们的效果一般不佳。

有些迫击炮的座板结构可使它沿水平面放列时具有一定斜度。斜度的大小着眼于使身管后坐力尽量与座板垂直,而与座板底部的驻锄轴线平行。当然,在斜座板底面的驻锄长短是不一的,其较短的一部分靠前放。这种斜座板的缺点在于它不具有全向方向射界。但是,就对称型座板来说,尽管对称型座板有利于火炮作全向方向角射击,但实际上当方向上变化很大时它也得重新稳炮作稳炮射击,因为先前射击形成的后坐坑是与现在的方向相反的。

图6.2 座板设置有一定角度的迫击炮

座板设计

座板外型、大小、驻锄或板筋的设计没有一个固定的标准,它们随其所要承受的压力的不同而异,并且要经得起地面在射击时形成的反作用力的考验。许多座板上面有孔,用以排除座板和地面之间可能引起气阻的空气。在射击时这种孔可把空气从座板和地面之间排出去,以防空气形成弹性气垫,同时它也能减小吸力,否则将难以拔出座板。

多数座板有驻臼,用于与炮身尾部的炮杵连接。炮杵和驻臼在大部分的现代设计中,并不都是呈完全的球形。炮杵上有两个平行平面,平面进入驻臼后,转90°。也有一些轻型迫击炮例外,它们的炮身和座板呈刚性连接。虽然这种方案有结构简单的优点,当驻锄一旦设置好后,它就能抑制移动。但是,不管用那种方式连接炮身和座板,假如不用一些方法予以加固,在射击时有可能使紧贴炮身轴线下方的座板部分切断。为达到加固的目的,经常是在两个分力的着力点处下方设置驻锄或板筋,并把二者连接起来。

一些座板设计成其与多种地面接触的表面是可调整的;然而,这个方案不是没有缺点的。这种可调座板,通常有一个中央本体钢板,和一系列可增加座板着地总面积的调整环组成。调整环必须与本体结合一致且坚固。还有,结合中如有弯曲,可能会引起变形,造成分解困难。此外,除非地面的情况是事先可以预卜的(而大多数情况下这是不可能的),否则座板的所有部分都需要携带上。如果所有的座板部分都要携带,只要地面不是特别的坚硬,那么似乎在所有场合没有不用全尺寸座板的。

材料

制造座板通常是用钢作材料;尽管钢锻件更可取,但焊接低碳钢也在广泛采用。别的材料诸如镁和铝合金也已在使用上获得成功。有争论的问题是,用引进的外国材料来提高迫击炮座板的寿命从成本效益上看是否值得。因为一个座板的重量和价格与少量的弹药的重量和价格相等。未来任何迫击炮座板的改进,首先要保证达到尽可能轻便和便宜。

取出座板

在射击后很快地取出座板经常是很困难的。假如射击后座板嵌入地面很深,要取出它是极其花费时间的,在冻土地上尤其如此。在紧急情况下,它将是难以接受的。故这又是另一个要求座板便宜和轻便的理由。座板上的孔可以阻止座板和地面之间形成气垫,它亦可减少可能使取出座板费时费力的吸力。另一方面有孔也有共弱点,那就是在射击中间,排除空气的同时,也会导致土壤被迫从孔中冲出,并覆盖座板,这也增加了座板取出的困难。为帮助取出座板,曾采用过各种方法进行试验。权宜的方法诸如挖掘;在紧急情况下用撬棍和绳子靠汽车牵引;用爆破方法取出座板也曾试验过。用爆破方法达到取出座板的目的,是用点燃设计在座板上的药室内的无烟药完成的。也有用炮身的杠杆作用取出座板的,如“霍奇基斯-勃兰特”线膛迫击炮就是这样。

炮身

一般说明

和其他火炮一样,迫击炮炮身也是用以赋予射弹飞行方向。此外,除一些轻型迫击炮外,迫击炮炮身通常是用两脚架,或三脚架,或者还有用支架支撑炮身使其成一定射角。炮尾则用座板支撑。与一般火炮炮身相比,迫击炮炮身有其特殊的地方,它通常比较轻和短。迫击炮炮身从本质上看是一根一端密封的管子。在多数情况下是经锻造和机械加工,或把一根实心钢坯加工而成。有些轻型迫击炮是用工业上通用的管钢制成的。迫击炮炮身不需要象现代火炮身管那样给以预应力。虽然有些迫击炮炮身为了加大散热面积表面制成翼片形,但通常外表面都是光滑的。散热片的散热效果在很大程度上取决于冷空气的流通情况。这样散热并不是总能行得通的,特别是武器处于地下位置或车载时。虽然迫击炮炮身设计比火炮炮身设计简单,仍要有点燃装药的手段,对一般炮口装填的迫击炮身管来讲,亦必须提供间隙。

间隙

间隙的条件是迫击炮口径和弹径不一样。假若间隙不够,迫击炮弹在装填时将被身管中形成的气垫阻止;或者下降速度过慢,以致撞击击针力量不够,不能点燃底火;或者下降不到发火的装填位置。更进一步的设想是这样的:撞击速度一定不能过大,以免撞坏底火,而且一定保证炮弹在身管中下滑的时间不会把发射速度减少到难以接受的程度。

图6.3 间隙

间隙的尺寸必须考虑到炮身在加热和磨损时的尺寸的变化。炮身受热时会使间隙减小,炮身磨损时会使间隙增大。81毫米迫击炮炮身温度约在500℃时,间隙会减小0.5毫米。然而,考虑到迫击炮此口径的最小间隙以0.6毫米为一级,特别是考虑到身管内还有油垢和残渣。那么身管的加热就显得十分重要了。同样,尽管对迫击炮说来磨损是相对轻微的,但英国81毫米迫击炮的间隙的极限值也定为0.5毫米。

当装填发射时,必须有一些密封方法。这在过去已经经过许多不同途径的试验。或许过去普通采用的方法是在炮弹定心部设一系列环槽,当火药气体流经环槽时产生的涡流收到象扰流器那样的效果,从而密闭火药气体,减少气体外溢。这种密封方法的基本缺点是,由于是靠定心部环槽产生涡流形成密封,此时还会从间隙处漏气。虽然这种方法在过去是成功的,但运用塑料环在气体作用下膨胀提供密封,则是一种新的动向。固然,这种密封方法也并非百分之百地有效,尤其是在较小号装药情况下;但是至少可以说能使射弹取得最大限度的一致的膛内压力。

另外一种选择是在靠近炮身底部设气门。气门允许排气的程度象炮弹在炮身中向下滑动时一样,在炮弹尾翼通过它时被关闭。装药点火之后气体压力仍保持气门成关闭状态,直到炮弹脱离炮口,膛压都保持一致时才开启。这种方法存在的问题包括由残渣造成的(气门)粘阻以及为方便装填需要弹膛之间一定程度的间隙。此外,这允许的间隙应随不同膛压下所形成的炮身温度的不同而变化。

长度

传统的前装迫击炮的炮身长度,通常限定在装填手能在最大射角时将炮弹安全装填到位的高度。很明显,在这里装填手的高度和炮弹的长度是应考虑的两个主要因素。理想的长度是炮口高不要超出装填手的眼高。有许多迫击炮炮身长不超过1.5米可作例证。高于1.5米时,除非有一些措施来提高装填手的位置,否则,要快速安全的进行装填训练是不可能的。但,另一方面,长炮身能提高初速,从而增加射程。一些迫击炮制造厂,诸如法国的“霍奇基斯-勃兰特”和芬兰的“坦佩拉”提供使用相同弹药但可对炮身长度进行选择的迫击炮。为了提高便携性,“坦佩拉”81迫击炮炮身是由两部分旋接在一起的。

强度和安全

由于迫击炮炮身不需要经得住象一般火炮炮身那样的膛压,所以它的身壁较薄。美国2英寸迫击炮的膛压约为1.8吨/平方英寸,以色列“索尔坦”120毫米迫击炮膛压是7吨/平方英寸。弹丸到炮口时膛压通常要减小,英国的81毫米迫击炮炮弹至炮口时膛压下降到约1吨/平方英寸左右。中口径迫击炮的炮身的重量通常占迫击炮全重的1/3,对大口径的迫击炮来说,其炮身重量甚至占不到1/3。当便携成为头等任务时,或许减轻炮身重量的问题就成为仅有的值得致力研究的问题。假设迫击炮的炮身为便携式,那么为了少许减轻重量而不惜牺牲炮膛能承受的最大压力和温度,就看不出有多大的意义了。进一步讲,在完成减轻重量的任务中,减轻弹药的重量的意义不亚于减轻迫击炮全重和各部重量。

磨损

如前所述,迫击炮炮身磨损速度是低的。磨擦磨损是由炮弹尾翼通过炮身造成的。烧蚀磨损是在高压气体作用下形成的,尤其是采用密封方法在漏气处更是如此。在两种磨损中磨擦磨损值得注意,这是因为烧蚀磨损是受炮膛内的低压力限制的。减少磨损速度有赖于抛光炮膛内表面,搪磨掉炮膛内表面上的凹凸不平和微细的划痕。一些迫击炮诸如象“霍奇基斯-勃兰特”81毫米迫击炮采用了炮膛内表面镀铬方法来提高炮膛光洁度;然而,为了减少身管的磨损速度而花费如此代价进行这种技术加工,似乎值得研究。

潮气和污垢

由于迫击炮总是实施高射角射击,所以在大雨时炮身容易进水。尽管使用炮口帽,并在操作中尽可能不使炮口敞开,但在雨天要长时间地用迫击炮进行射击,就很难避免潮气侵入。即使是用防潮装药和防潮底火组件,雨水对膛压和燃速仍具有很大影响。

污垢形成的原因由以下一种或多种:炮弹上的油泥污垢;遗留在炮膛上的油迹;粘附在膛面上的密封环微粒;以及发射后的其他火药残渣。其综合效果是在膛面上形成一层粘结的黑色物。如果任其堆集,最终将会造成炮弹与身管的间隙变小,以致降低发射速度。预防的措施包括细心擦拭炮弹,清除油泥污垢,在射击间隙或休息时,按规定擦拭炮膛,进行清除污垢的训练。

发火装置

正常的点火方法是用固定在炮身底部或炮尾上的击针或发火装置进行的。有一些迫击炮的击针或发火装置是与炮身成直角结合在炮尾上。另一种情况是与炮膛轴线成一个小角度(10-20°)结合的。前者经常与可取下的螺旋炮尾结合在一起,而后者则用于实心钢坯制成的炮身,发火装置在炮尾上是可以分解结合的。只要便于对击针和发火装置分解结合和检查,两种发火系统的工作都会是成功的。未来对人背迫击炮的考虑是,用于加强炮尾上的接合处所增加的重量无论如何要少于炮身全重的1/10。

一些迫击炮的发火装置设计成在任何时候只要一装填就能发射。在多数情况下这种发火装置是有用的;但在炮弹与击针撞击速度不足以点火或有时需携带已装填的迫击炮时就难以控制了。有的迫击炮设有多用的发火装置(如迫击和拉火),则可根据情况需要,采取任意一种击发方式;俄国人的迫击炮经常采用这种设计。

炮架

虽然支架和三角架也总是用作炮架,但常用的则是两脚架。两脚架上端连接有紧定器,紧定器与方向机和高低机连接。有的迫击炮还有缓冲机,如果有,它们通常也都是两脚架的组合件。普通形式的缓冲机有一个或多个包括弹簧的缓冲筒组成;在重型迫击炮上也采用过液压式缓冲机。缓冲机用以在射击后使炮身恢复原位。为使瞄准装置在不平坦的地面保持垂直,两脚架的组成中还包括有水平调整装置。架脚用于支撑两脚架,下端有脚盘和脚爪,以防架腿移动和下陷过深。有时是用横梁来支撑连接架腿,它与锁定装置一起将架腿固定在发射位置上。所有的脚架将能根据需要便于移动架腿,使迫击炮能在整个方向射界内实施瞄准。为了方便运输,许多脚架制成折叠式的。

图6.4 英4.2英寸迫击炮三脚架

图6.5 英81毫米迫击炮两脚架

图6.6 美4.2英寸迫击炮支架

与其他迫击炮组件的情况一样,重量在脚架设计中是应当考虑的一个重要问题。由于两脚架在射击时不需要承受大的压力,应考虑用轻合金制造。一般说来,只要强度能支持炮身重量和经得住剧烈的操作就行。然而,脚架通常仍是迫击炮花钱最多的一个组合件,因为方向机、高低机、缓冲机和水平调整机都需要精密加工。

瞄准装置

较先进的迫击炮瞄准装置的设计和操作和第五章叙述过的一般火炮的瞄准装置类似。为了方便使用,有供装定方向和高低的本分划和补助分划以及水平调整装置。对一般的变装药迫击炮系统,射程是靠适当改变所需射角和装药达到的,其信息来自射表或产生于小型弹道计算器。简单的迫击炮系统,允许在瞄准装置上设置距离装定器。

许多迫击炮瞄准装置可从炮架上拆装,以便在行军期间保护瞄准装置。当瞄准装置安装在迫击炮上时,其位置一般是安在炮身紧定器上的瞄准镜座上。但是,不管安在什么地方,在瞄准装置和炮身之间必须有一连接装置,以使两者在水平和垂直面上保持一定的角度关系。

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