有一種觀點，認為坦克就是拖拉機地盤加上一門炮。對于這種說法，很多業(yè)內(nèi)人士給予解答，但多數(shù)只說到了坦克除了有一門炮以外，還有裝甲防護，問題說到這一步，還是小學水平。如果能將坦克發(fā)展歷史梳理一邊，以說明坦克比拖拉機扛大炮有脫胎換骨變化的話，這是中學水平。如果能說明各個部件設(shè)計難度的話，這才是大學水平。于是，今天我們就來聊一聊坦克要裝一門火炮，有多復(fù)雜。
坦克上成百上千的復(fù)雜部件，從60年前就已經(jīng)變得不再簡單
坦克炮與普通火炮的共同特點
首先，坦克炮與普通火炮是有共通點的。它們同樣由炮身、炮閂、發(fā)射裝置、反后坐裝置和瞄準機構(gòu)（亦稱炮控機構(gòu)）等部件組成。
炮身的主要功能是賦予彈丸所需的飛行方向、初速和飛行穩(wěn)定所需的旋轉(zhuǎn)運動。發(fā)射炮彈時，火藥燃燒生成高溫高壓氣體，推動彈丸在身管內(nèi)加速運動。炮身由身管、炮尾和抽氣裝置等部分組成，身管越長，火藥氣體推動彈丸的時間越長，彈丸的初速也就越大。在發(fā)射過程中，火藥氣體壓力高達300MPa以上，溫度高達2500～3500℃，而且作用時間僅0.001～0.06秒。所以這個射擊過程是火藥的化學能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽俎D(zhuǎn)變?yōu)閺椡韬秃笞糠謩幽艿倪^程。炮身應(yīng)滿足戰(zhàn)術(shù)的要求，保證能夠發(fā)射規(guī)定重量的彈丸；具有足夠的強度，在火藥氣體壓力作用下不產(chǎn)生殘余變形，并有足夠的壽命（炮膛內(nèi)反復(fù)承受火藥氣體的熱作用和彈丸導(dǎo)引部位與膛壁的機械作用，會造成炮膛內(nèi)部的燒蝕和磨損）。炮身應(yīng)有足夠的剛度，彎曲變形小，以便提高射擊精度。
影響坦克火炮射速的不僅有裝彈速度，還有火炮剛度等因素
炮閂的主要功能，是在發(fā)射時閉鎖炮膛。發(fā)射時，炮閂的閂體抵住藥筒，防其后移，并密閉火藥氣體
發(fā)射裝置用以實現(xiàn)擊發(fā)彈藥的底火。它包括手發(fā)射裝置和電發(fā)射裝置。
反后坐裝置是坦克炮的重要組成部分，是連接炮身和炮塔內(nèi)火炮支架的彈性阻尼部件。
炮閂結(jié)構(gòu)示意圖
坦克炮與普通火炮設(shè)計上的差別
坦克火炮射擊時，火藥氣體壓力一方面推動彈丸沿火炮軸線向前加速運動，同時向后作用在炮塔支架上，這個力被稱為后座力。如果炮身與支架剛牲連接，坦克在此后坐力的作用下將產(chǎn)生較大的后移和跳動，而且為保證強度要求，炮塔支架等零部件將過于笨重。為解決后坐力的上述不良影響，在炮身與炮塔內(nèi)火炮支架之間設(shè)置了彈性阻尼部件（反后坐裝置)。發(fā)射時，炮身與支架產(chǎn)生相對運動，延長了射擊時后坐力對炮塔支架的作用時間，因而減小了發(fā)射支架承受的作用力。它使后坐部儲經(jīng)一定的后坐距離后停下來，然后再平穩(wěn)地復(fù)進到原位。在此過程中，一部分后坐動能轉(zhuǎn)化為熱能。
以色列進行105毫米火炮射擊試驗，從試驗臺架的設(shè)計可以看出，口徑105毫米的坦克炮仍然具有較大的后坐力
火炮工作的可靠性在很大程度上取決于反后坐裝置的工作狀況。一般，后坐時間約為0.1～0.3秒，復(fù)進運動時間約為1～3秒。
反后坐裝置由駐退機和復(fù)進機兩部分組成，駐退機以液體為介質(zhì)，將一部分后坐動能轉(zhuǎn)化為熱能，同時將（部分后坐動能貯存在復(fù)進機內(nèi)，當后坐終了時，復(fù)進機釋放能量．又將后坐部分推回到射擊前的位置。可將坦克火炮反后坐裝置布置在炮身的上方或下方，還可以將其布置在炮身的兩側(cè)。
瞄準機構(gòu)包括高低機和方向機，用以操縱火炮賦予炮膛軸線在空間的一定位置，實現(xiàn)火炮射擊前的瞄準。高低機控制火炮軸線高低射向；方向機用以賦予火炮軸線的水平射向，方向機是通過轉(zhuǎn)動炮塔來實現(xiàn)火炮水平射向的，現(xiàn)代坦翔主要采用液壓或電動炮控機構(gòu)，而必要時也可以手動方式操縱炮控機構(gòu)。
某型坦克水平方向機
坦克火炮尾部被包容在炮塔之內(nèi)，為使火炮高低俯仰運動，在炮塔前端開有孔口。由于炮兵不論是牽引式火炮還是自行火炮，都不需要與敵軍短兵相接，所以坦克火炮的正面還要增加一個防盾設(shè)計。.由于此防盾隨火炮一起俯仰，給耳軸前后火炮重量的平衡帶來一，定困難，有時不得不增加炮尾處的配重。
三代坦克以來，行進間對運動目標進行射擊稱為常態(tài)科目，所以車內(nèi)乘員，尤其是炮長，在狹窄的車內(nèi)容易受到炮尾撞擊的危險，所以坦克火炮還具備專門設(shè)計的防危板?；鹋诎l(fā)射后，滾燙的藥筒和伴隨炮膛進入車內(nèi)的硝煙需要被及時清理出去，所以坦克火炮還有藥筒處理裝置和炮膛抽氣裝置。
雖然一些型號的自行火炮中也是通過耳軸連接身管與基座，但坦克炮的耳軸還安裝有高低向穩(wěn)定機，炮塔座圈也有水平穩(wěn)定機。這也是考慮到坦克越野行駛時，地面的起伏導(dǎo)致車體和炮塔上下、縱傾和橫搖振動，造成瞄準和跟蹤目標困難，使射擊命中率下降。蘇聯(lián)T－55坦克首先使用高低向穩(wěn)定機，這項技術(shù)在德國被發(fā)揚光大，安裝了雙向穩(wěn)定機的“豹”2為坦克，可以用炮管端著一杯啤酒在野地里跑一圈，保證啤酒不灑、酒杯不倒。
115毫米坦克炮
坦克炮與普通火炮的性能差異
坦克炮除了在結(jié)構(gòu)上與炮兵使用的普通火炮存在不同，在設(shè)計強度上也有著不同的要求。
首先，由于攻擊的目標不同，炮兵使用的火炮多為攻擊固定目標使用，所以彈道曲線多以彎曲度比較大的曲線為主，于是炮兵的火炮就多為“加榴炮”或“榴彈炮”。而坦克裝甲車輛上安裝的火炮主要用于攻擊運動中的敵方車輛，要求打得快，彈道曲線趨于平直，而彈丸的初速度就很大，這就是“加農(nóng)炮”。
此圖直觀的說明迫擊炮、榴彈炮、加農(nóng)炮的區(qū)別
為了使彈道曲線盡量接近于平直，在彈丸重量一定的情況下，就要通過火藥技術(shù)盡量加大炮口動能。這隨之帶來的就是炮膛內(nèi)的火藥給火炮內(nèi)壁帶來巨大的膛壓。膛壓高，則彈丸的初速高，從而提高彈丸的穿甲威力。所以裝甲車輛使用的火炮最為明顯的特點就是高膛壓。
而且為了提高火炮的射擊精度，火炮需要給彈丸一個更長的加速軌道，這就是增長火炮身管的長度。一般來說，坦克炮（即加農(nóng)炮）身管長度可以達到火炮口徑的50～60倍。這么長的身管要承受多到的壓力？以兩款我們比較熟悉的坦克為例，蘇聯(lián)T－62坦克最大膛壓為300兆帕，德國“豹”2坦克最大膛壓558兆帕，可能很多讀者對于這個數(shù)據(jù)并不是很敏感，舉個例子。我們?nèi)粘Ｉ畛惺艿拇髿鈮海ㄒ话闫皆貐^(qū)）為0.10133兆帕。潛水艇每下潛10米，承受的壓力增加一個標準大氣壓，美國洛杉磯潛艇能夠下潛的極限深度為530米，也就是53個標準大氣壓，即不足5.4兆帕?，F(xiàn)在對于坦克炮幾百兆帕的膛壓是不是有了一個大致概念。
榴彈炮雖然火炮身管也很長，但長徑比卻不如坦克炮大
最近幾年，隨著裝甲防護技術(shù)的進步，對于彈丸穿甲性能的要求也水漲船高，巨大的膛內(nèi)壓力給火炮身管強度提出更高要求，于是有科學家想出了通過對火炮身管進行重新設(shè)計來提高身管強度的辦法。簡單地講，就是利用不同金屬熱脹冷縮性能不同的原理，將兩個金屬套管套在一起，包裹在外部的部分像被子一樣覆蓋著里面的炮管，所以外部這根管子稱之為“被管”，當火炮發(fā)射時，身管溫度增加，被管由于金屬特性等原因，給內(nèi)管施加一個壓力，從而抵消一部分膛內(nèi)壓力，這個技術(shù)被稱為“火炮身管自緊”技術(shù)。
火炮膛壓帶來的直接影響，就是后座力的增加。通常情況下，火炮在發(fā)射炮彈的過程中，高壓火藥氣體在身管內(nèi)產(chǎn)生的巨大壓力在推動彈丸的同時，也作用在炮膛底部，這就是我們常說的后坐力。
美國曾經(jīng)設(shè)計出一種方案，利用反沖原理抵消一部分后坐力，以謀求車輛的輕型化，但這個計劃最終失敗了
為了抵消后座力對火炮的影響，火炮專門有一個反后座裝置。它將一瞬間產(chǎn)生的巨大的后坐力通過一個阻力行程，轉(zhuǎn)換成一個作用時間較長的后坐阻力。就坦克而言，由于受到車內(nèi)空間限制，后坐行程一般被限制在300～600毫米之間，這比炮兵火炮的后坐行程短得多，但需要承受的后座力，則是炮兵火炮的3～4倍。
雖然坦克體積巨大，但車內(nèi)空間也是寸土寸金，留給火炮的空間非常小
結(jié)尾
坦克火炮與普通火炮在結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能要求上，還是有非常多的不同之處。這些技術(shù)說起來簡單，想要實現(xiàn)起來十分困難，因為坦克面臨的作戰(zhàn)環(huán)境是陸?？杖娭凶顬閺?fù)雜的地面戰(zhàn)場，很多海、空軍能用的技術(shù)，放在坦克上不一定夠用。今天的三代坦克和即將來臨的四代坦克，早已不是拖拉機、火炮、鐵殼子三合一那么簡單，而是一種集成多種尖端技術(shù)的主戰(zhàn)兵器。
