國產大口徑炮彈用鋼藥筒是落後的“鐵證”嗎?

直觀學機械2018-08-16 10:12:36

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法律顧問:趙建英律師

來源:頭條號-杜文龍(中國軍事專家)


事情是這樣的,在超級大本營陸軍論壇上有網友發帖説:原來我兔大口徑152與155毫米炮彈的藥筒都是。不是銅的。價格便宜,量又足,目前世界上只此一家,別無分店。我兔這套鋼藥筒獨門專利技術,除自用外,2013年幫鐵哥們巴基斯坦炮彈廠也建了一條生產線,中巴這是鐵上加鋼的感覺,呵呵。。。


後面有很多網友得知此事後調侃國產大口徑炮彈用鋼藥筒十分落後。。。

在此背景下,小編猜測中國軍事專家杜文龍撰寫了此文,把中國使用鋼藥筒的前前後後交代了一下,通過杜老師的介紹,我們不但瞭解了此事,還從中學習了很多藥筒製作的工藝和材料,十分有益,今天小編就分享一下杜老師的這篇文章。

我國是世界上唯一掌握了大口徑炮彈鋼藥筒的焊接生產技術,並實現了大批量工業生產的國家。在一些人眼裏,這卻是我國技術落後的“鐵證”,黃銅藥筒才是正統,才代表“高大上”。事實果真如此嗎?

一戰時期的藥筒均為黃銅


藥筒的主要作用,是容納發射藥,密閉燃氣。大口徑炮彈由於彈丸重,為達到一定初速,需要的發射藥很多,相應的膛壓很高。這就要求藥筒材質一方面要有足夠的機械強度,能承受得住高温高壓燃氣的猛烈衝擊,另一方面又要有一定的延展性,能在受熱膨脹時恰到好處地與炮閂密貼,阻止高温高壓燃氣從炮閂處泄露,使之只能推動彈丸在炮管裏運動,從而儘可能提高發射藥的利用效率。

藥筒在生產過程中,需要經過多道拉伸、擠壓工序。黃銅的延展性好,加工方便,成品率高;由於彈性好,炮彈發射出膛後,銅藥筒能迅速恢復原尺寸,方便抽殼。而鋼藥筒在發射後,往往會明顯膨脹,抽殼比較費勁。因此在故障率方面,銅藥筒有優勢。和鋼材相比,銅更耐腐蝕,有利於長期儲存。因此黃銅確實是製作藥筒的最理想材料。


黃銅藥筒的製造,主要通過大型壓力機多次深拉伸工藝,將銅餅逐漸拉伸成符合要求的形狀。每拉伸一次,半成品藥筒就必須先退火,再用弱酸酸洗一次。退火和酸洗工序,都耗時較長,勞動生產率很低。而且炮彈的口徑越大,藥筒越長,所需的深拉伸工序就越多,需要的工裝設備就越多,生產效率就越低。此外,製造藥筒用的大型壓力機,不僅造價不菲,而且耗能非常可觀,一般大型彈藥廠,都必須自建動力車間。


對越自衞還擊戰大口徑炮彈消耗巨大


現代戰爭中彈藥消耗量巨大。因為深拉伸工藝的這些侷限,若想大幅提高大口徑炮彈藥筒產量,只能靠多建生產線。其消耗的資源不是小國能承受得起的。1979年的對越自衞還擊戰僅歷時一個月,我軍儲備的大口徑炮彈便已告急。為滿足前線急需,兵工企業全體動員,超負荷運轉,雖然最終還是完成了應急生產任務,但由此暴露的問題,促使我國加快了替代產品的研究步伐。


朝鮮戰爭中,美軍在打完炮彈後,彈殼堆積如山


大口徑炮彈藥筒用鋼材製造,並非我國首創。二戰時期,美國儘管資源豐富,工業能力超羣,但仍然遇到了戰時銅材供應不足的問題。因此,美國率先研製成功了深衝鋼,用它來製造部分大口徑藥筒,有效緩解了銅材的供應壓力。鋼材的機械強度遠勝黃銅,而延伸性又遠不及後者。因此用深衝鋼來製造大口徑藥筒,需要更高規格的壓力機,以及更多道的拉伸工序,因此其生產效率不升反降,產品的耗能也有所增加。


鄒家華副總理(俯身者)正在觀察焊接藥筒 


我國是個貧銅國,銅材的對外依存度很高,戰時消耗的子彈炮彈數額驚人,若彈殼藥筒都用銅材製造,國家很難負擔得起。因此早在五十年代,我國就開始着手鋼材代銅材的研究工作,很快實現了用覆銅鋼、塗漆鋼替代銅材製造子彈殼。1967年,我國研製成功了85炮藥筒的鋼板焊接製造工藝。這種工藝無需貴重而又耗能巨大的壓力機,只需要用卷板機、矯直機、直縫焊機、環縫焊機、中頻退火設備、焊縫碾壓設備,就能將中低碳鋼薄板卷製成藥筒。不僅節約了寶貴的銅材,能耗只有衝壓藥筒的幾十分之一,而且投資大大降低,建設週期大大縮短,戰時動員相當方便。

焊接鋼藥筒的關鍵,在於通過碾壓工藝,使得焊縫的鑄造組織轉變成鍛造組織,強度大幅度提高,跟母材趨於一致。經過碾壓和中頻退火,低碳鋼藥筒焊縫的抗拉強度可達到1400MPa,延伸率達到8%,屬於典型的冷作硬化效應。曾有一批用焊接工藝製造的85高炮榴彈鋼藥筒,在洞庫中儲存15年後抽檢,發火率達100%。


採用深拉伸工藝製造藥筒,不僅生產費事,而且模具磨損後,會導致藥筒成品尺寸發生變化,造成炮彈散佈面積增大。焊接鋼藥筒則不同,薄鋼板厚度誤差是微米級的,因此同等情況下,炮彈射擊精度大為提高。


從八十年代開始,我國生產的大口徑鋼製焊接藥筒大批量出口國外,經受了實戰考驗,證明其性能完全符合要求。


外貿版本的155採用雙模塊裝藥


關於時下炙手可熱的模塊化裝藥技術,其實我國也已掌握,模塊化裝藥雖然省卻了藥筒,但不僅價格高昂,而且在安全性、持續射速和射彈散佈方面都有所不足。在持續發射的情況下,炮膛温度急劇升高,模塊化裝藥的爆燃速度可能發生變化,影響射彈散佈。如果炮膛温度過高,模塊化裝藥有可能沒等關炮閂就自燃了,嚴重的甚至還能引發炸膛。所以實際使用時,模塊化裝藥對射速有嚴格規定。反觀鋼製焊接藥筒,由於它的存在,將發射藥和炮膛隔開,安全性上要好很多。因此,我國在新近研發的PLZ52自行火炮上,炮閂採用了兼容設計:即如有需要,經過改裝,可以使用模塊化裝藥;但目前仍以使用鋼製焊接藥筒為主。畢竟,鋼製焊接藥筒不僅更為安全,而且要比模塊化裝藥便宜許多。


我國大口徑152與155毫米炮彈的藥筒都是焊接鋼藥筒


瞭解了箇中來龍去脈,還會有人覺得國產大口徑炮彈仍在使用鋼製藥筒是中國軍工科技落後的“鐵證”嗎?


所謂重劍無鋒,大巧不工。這就好似楊過手中那柄土氣得掉渣的玄鐵重劍,外觀上當然沒有倚天劍那般光華奪目,但卻別有妙處,非後者所能及也。中國軍工,乃至中國重工累積數十年的技術底藴,和中國人創造性思維相結合,一旦厚積薄發,無論創造出啥工程奇蹟,都不令人意外。

End

評論處大家可以補充文章解釋不對或欠缺的部分,這樣下一個看到的人會學到更多,你知道的正是大家需要的。。。

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