管退式火炮的起源

人類現(xiàn)代意義上的火炮，起源于19世紀(jì)的后半葉。這個(gè)時(shí)候的火炮采用的是精煉的鋼制炮身，通過后膛裝填并使用螺式炮閂封閉；從而使火炮膛壓和密閉水平有了很大提高；同時(shí)，在炮膛內(nèi)部刻出多條固定纏距的膛線，配合尖頭的榴彈，使火炮打的又遠(yuǎn)又準(zhǔn)，首次將火炮的有效射程延伸到了5公里以上。當(dāng)時(shí)，英國的阿姆斯特朗和德國隊(duì)蒂森克虜伯無疑是現(xiàn)代火炮上的先驅(qū)。

1854年出現(xiàn)的阿姆斯特朗大炮可以認(rèn)為是現(xiàn)代火炮的雛形

清軍購買的克虜伯大炮

不過，一直到19世紀(jì)末期，火炮在對付后坐力方面，與18世紀(jì)或者更早制造的加農(nóng)炮沒有本質(zhì)區(qū)別，都是炮身與炮架剛性連接，發(fā)射后炮身和炮架一起向后運(yùn)動(dòng)。這種火炮今天稱為架退式火炮。它的典型特征就是火炮通過耳軸安裝到一個(gè)兩側(cè)有金屬板的炮架上。

早期的加農(nóng)炮發(fā)射后會(huì)劇烈后座（別被國內(nèi)無良影視劇組騙了）

當(dāng)時(shí)的克虜伯火炮仍然是安裝在炮架上，炮身和炮架一起后座

這樣就來帶一個(gè)問題，那就是架退式火炮射擊后無法自動(dòng)回位，需要調(diào)整歸位并重新瞄準(zhǔn)，因此射速非常慢。比如當(dāng)時(shí)北洋水師采購的305mm，210mm，150mm克虜伯炮射速都很低。定遠(yuǎn)的主炮發(fā)射一次，重新歸位，調(diào)整射角再裝填擊發(fā)，熟練的炮組也要花上10分鐘以上的時(shí)間。

定遠(yuǎn)305mm克虜伯主炮

克虜伯210mm炮，是濟(jì)遠(yuǎn)這類穹甲巡洋艦的主炮

濟(jì)遠(yuǎn)艦的1克虜伯50mm副炮，都是架退炮

而當(dāng)時(shí)另一個(gè)火炮巨頭，英國的阿姆斯特朗，則在1891年率先開發(fā)出了一種炮架固定，帶有搖架和復(fù)進(jìn)裝置的火炮，這就是QF 4.7寸 MKI速射炮。這種炮的炮身可以沿著搖架提供的導(dǎo)軌滑動(dòng)，同時(shí)，搖架的兩側(cè)帶有耳軸，可以繞上炮架俯仰?；鹋谘刂鴮?dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)壓縮彈簧，產(chǎn)生阻礙后座的力，并且在運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)后彈簧推動(dòng)火炮復(fù)位。這種炮因?yàn)榕诩懿粍?dòng)，只有炮管后座，被稱為管退式火炮。

QF 4.7英寸 MKI 速射炮

我們現(xiàn)在說的，甲午戰(zhàn)爭日軍的速射炮遠(yuǎn)多于北洋水師，實(shí)際上就是因?yàn)槿哲姶罅垦b備了這種阿姆斯特朗的速射炮。由于這種火炮炮架不動(dòng)，復(fù)進(jìn)機(jī)可以讓火炮自動(dòng)復(fù)位，因此射速要快得多，達(dá)到了5～6發(fā)/分鐘，熟練的炮組爆發(fā)射速可達(dá)10發(fā)/分鐘以上。此一項(xiàng)指標(biāo)大大超過了北洋水師的架退炮。不過此時(shí)的速射炮，使用的還是彈簧緩沖，后座行程較短，因此后座效果并不是太好；不過好在海軍炮可以用底座和艦體吸收一部分能量，所以問題不大。但是這種設(shè)計(jì)在陸軍野戰(zhàn)炮上就沒法使用了，因?yàn)槭Ｓ嗟臎_擊力還是足以讓炮架子飛出去。

然而看似無解的問題，其實(shí)早就給出了答案。1879年德國人豪森內(nèi)注冊了世界上第一個(gè)液壓駐退復(fù)進(jìn)裝置（Hydraulic recoil mechanism）的專利。當(dāng)時(shí)的德國陸軍不知出于什么原因，認(rèn)為這個(gè)專利沒有價(jià)值，因此拒絕采用。到了1894年，法國人莫阿從豪森內(nèi)手上買來了這個(gè)專利，并率先將其用在了陸軍野戰(zhàn)炮上，這就是大名鼎鼎的M1897 75mm野戰(zhàn)炮。這種火炮最大的特點(diǎn)就是炮管是放在一個(gè)床子上，而這個(gè)床子內(nèi)部有一個(gè)液壓氣動(dòng)的駐退復(fù)進(jìn)裝置。下圖為M1897野炮的射擊狀態(tài)：

M1897 75mm野炮，就是李云龍口中的“意大利炮”

M1897一經(jīng)問世，就變成了爆款火炮。這種火炮重量輕，精度高，射速快，在第一次世界大戰(zhàn)期間讓德國人吃盡了苦頭。此時(shí)的德國人面對這門用著德國人專利制成的火炮，不知道是何感想?？傊琈1897這種設(shè)計(jì)，成為了野戰(zhàn)炮的鼻祖，被各國紛紛模仿，也包括德國人在內(nèi)。到了第一次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，還在使用架退式野戰(zhàn)炮的，那都不好意思跟人打招呼了。

克虜伯的Mod.1903式 75mm野炮，采用了液壓彈簧駐退復(fù)進(jìn)機(jī)

下面我們再簡單分析一下管退式火炮的駐退復(fù)進(jìn)機(jī)原理。

管退式火炮的原理

管退式火炮的炮管因?yàn)閺椡韬突鹚幦細(xì)獾姆礇_，產(chǎn)生向后運(yùn)動(dòng)的趨勢，這個(gè)時(shí)候在液壓駐退裝置開始工作，炮管向后做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，駐退裝置內(nèi)部的液壓油開始壓力，內(nèi)部的空氣被壓縮，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)阻礙火炮繼續(xù)后座的反作用力，使火炮后座速度不斷減?。划?dāng)速度減到0時(shí)，就完成了后座。此時(shí)被壓縮的空氣膨脹做功，液壓駐退裝置推動(dòng)炮管復(fù)位。

下圖是一個(gè)管退式火炮的液壓駐退復(fù)進(jìn)裝置。左邊藍(lán)色的頭與炮管剛性連接（Lug On Breech Ring），然后通過一個(gè)沖擊筒（RAM）伸到液壓缸體內(nèi)，這個(gè)沖擊機(jī)構(gòu)與缸體是可以有一定自由度來進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)火炮后座時(shí)，沖擊筒向后沖擊，由于液壓油是不可壓縮的，會(huì)隨沖擊筒一起向后運(yùn)動(dòng)，無保留地把力傳遞給空氣?？諝庠趬嚎s的過程中內(nèi)能增加，這就吸收掉了火炮后座的動(dòng)能，使后座速度不斷減小，直到降為0，此時(shí)壓縮空氣產(chǎn)生的壓力又將推動(dòng)火炮向前運(yùn)動(dòng)，直至復(fù)位。

液壓式駐退復(fù)進(jìn)機(jī)的原理

現(xiàn)代各國使用的火炮里，小于50mm的火炮還可以用炮架子硬抗后座；當(dāng)口徑超過50mm時(shí)，就必須使用液壓式駐退復(fù)進(jìn)機(jī)了。典型的特征就是，這種炮打一炮管子就要縮一下子。

不論什么類型的火炮，都要這么縮一下子