歷史上,線膛炮比滑膛炮更先進
最早的大炮,由於人類對於科學認識的原因以及製造工藝的限制,軍事家們製造和使用的都是滑膛炮和球形的彈丸。
由於空氣阻力的原因,球形的彈丸彈道係數低,同時馬格努斯效應也使得球形彈丸更快地下墜,它飛不快也飛不遠,於是軍火商發明出前端尖的炮彈。新的炮彈彈體修長,它在飛行中受到的空氣阻力最小,與球形炮彈相比擁有更加完美的彈道,因此受到軍隊青睞。
馬格努斯效應使球形彈丸更快下墜
但人們很快就發現尖而長的炮彈在飛行過程中容易出現翻滾。這是因為炮彈的質心並不在它的中心,在長距離飛行的過程中,彈頭前端與後端受到的阻力矩差會使其飛行姿態發生改變。當炮彈在飛行中發生翻滾時,飛行彈道變得不可預測,準確性便無從談起了。
科學家們從陀螺旋轉過程中保持不倒受到啓發,他們用鏜刀在炮管內壁刻出螺旋形的凹槽,這就是線膛炮。與滑膛炮不同,炮彈在被火藥氣體推動前進的過程中,炮管內壁膛線的摩擦會同時使其產生軸向旋轉,這樣當彈頭出膛後就像一枚陀螺一樣旋轉着前進。
來復線使炮彈飛行彈道穩定
沿縱軸旋轉的炮彈由於保持了角動量,彈丸擁有與陀螺一樣的穩定性,這使得其尖端始終向前,空氣阻力保持最小,它能飛得更快更遠,也打得更準。
陀螺效應
線膛炮和來復槍的出現從根本上改變了戰爭的模式,將軍隊的交戰距離拉開,甚至遠在視線之外仍然可以準確打擊對方目標。直到今天,各國軍隊使用的榴彈炮依然採用的是內壁刻劃了來復線的線膛炮,它能打擊幾十公里之外的目標,彈丸的精確度在幾十米甚至幾米半徑之內。
坦克炮的演進
與前節所説的不同,各軍事大國的坦克炮卻經歷了從線膛炮到滑膛炮的演進過程。看起來是“反古”,這到底是為什麼呢?
坦克作為一種直瞄攻堅武器,自第一次世界大戰出現以來,越來越受到各國陸軍的青睞,至今已經成為不可或缺的陸戰之王。陸軍官兵都希望自己攻無不克、堅不可摧,同時也希望自己的坦克能迅速摧毀敵方的坦克。火炮就是坦克上最有力的武器。
挑戰者II型坦克炮,膛線清晰可見
在第二次世界大戰時期,坦克炮主要發射的是殺傷榴彈和破甲彈,當時坦克的裝甲相對比較脆弱,只要你的炮彈足夠大打得足夠準,加上戰術對路,基本就能命中並摧毀敵方坦克。
但隨着裝甲技術的進步,原有的炮彈對於攻擊坦克越來越力不從心,你即使打中了對方也無法穿透它的複合裝甲,於是細長的穿甲彈應運而生。
穿甲彈彈託分離瞬間
穿甲彈中沒有炸藥,它像一支長長的飛鏢依靠動能擊穿目標,能像熱刀切黃油一樣穿透幾十釐米甚至一米厚的均質鋼板,由此產生炙熱的金屬射流在狹小的空間裏飛濺開來,這足以殺死裏邊的乘員,甚至引起彈藥殉爆。
但是我們前面提到的陀螺效應對長度直徑比超過6:1的細長物體作用不大,對於長度大於80釐米而直徑只有2~3釐米的現代穿甲彈來説更是一點用處都沒有,旋轉並不能使炮彈保持姿態穩定。於是人們需要在穿甲彈的尾端安裝一組尾翼,這樣炮彈在飛行的過程中就依靠尾翼來保持尖端向前。這時候炮管裏的來復線就變得多餘了。
穿甲彈可穿透很厚的裝甲
同樣對於異形裝藥的聚能穿甲彈而言,過快的旋轉會大大削弱金屬射流的穿甲深度;新出現的炮射導彈也需要飛行過程中儘量不要發生旋轉,否則彈道計算機無法準確控制鰭片以擊中目標。
坦克以直瞄射擊為主,於是世界各國紛紛拋棄線膛炮,轉而將滑膛炮安裝到坦克上。
炸膛的M1坦克,可見其內壁沒有膛線
與世界主流坦克型號相似,我國的99A型主戰坦克和VT4出口型坦克也配備了125mm滑膛炮,這門火炮可以發射尾翼穩定脱殼穿甲彈、聚能破甲彈、尾翼穩定高爆破片彈,還能發射炮射導彈。它能在1500米距離準確命中20×20cm(還不到一張A4紙大小)的目標。
99A坦克正面
奇怪的阿瓊坦克
作為印度一款精心打磨研製了幾十年的主戰坦克,它追求的目標是超越美國的M1A2成為世界一流,但卻安裝了一門120mm的線膛炮,與英國挑戰者II型主戰坦克幾乎一樣。這究竟是為什麼呢?
阿瓊坦克
線膛炮經過一個世紀的發展,其技術已經相當成熟,它射擊精度高,可以發射多種型號的炮彈。除尾翼穩定脱殼穿甲彈外,它還能發射榴彈、破甲彈、碎甲彈和發煙彈等等,不僅可以用來打擊裝甲目標,還能為步兵提供支援火力。
炮彈在飛行中
線膛炮發射尾翼穩定脱殼穿甲彈會帶來一個問題:膛線賦予的高速自旋會施加到尾鰭上,像電風扇葉片一樣與空氣摩擦,從而大大拖慢炮彈飛行速度,削弱其穿甲能力。為了解決這個問題,阿瓊的穿甲彈需要專門設計一套密閉的滑環,使炮彈與彈託既保證氣密性又能獨立旋轉,這樣,當彈託在炮膛裏高速旋轉時,彈芯轉得沒那麼快。做到這一點不容易,並且成本非常高。
同樣,阿瓊坦克的炮射導彈也需要根據線膛炮進行專門的設計,早前以色列為其研製的LAHAT導彈已經失敗,印度自行研發的導彈可靠性還有待驗證。
接受檢閲的阿瓊坦克
阿瓊坦克能鬥得過99A嗎?
從目前情況看,阿瓊坦克與99A正面相遇的機會不大。一方面這型坦克還處於試製階段,它還沒有大規模列裝部隊,同時由於大量技術問題得不到解決,印度陸軍對阿瓊的信心不足。
阿瓊坦克身型龐大,其自重達58.5噸,而其發動機最大1400馬力,功率/重量比僅23.9;而99A坦克的功率/重量比達27.78。目前99A已經在4500米的高原地帶開展了實戰演練,但阿瓊還上不了高原。
99A主戰坦克高原演練
阿瓊坦克的優勢在於它的線膛炮可以使用更多種類的炮彈,它不僅可以用於打擊裝甲目標,還能作為榴彈炮為步兵提供多樣化的火力支援;同樣由於它的主炮採用了相對落後的線膛炮,造成穿甲深度受限,無法有效擊穿主戰坦克的正面裝甲。在99A的125毫米滑膛炮面前,阿瓊就是一個重量級的移動靶標而已。