火炮队形

火炮火炮的身管是如何制造的?

哪会这么简单? 缠丝身管 　　缠丝身管现在已经过时，但是它使用过的工艺还是值得注意的。用这种工艺制造身管就是把钢丝紧紧地缠绕在身管上。从炮尾往前缠丝部分的长度取决于承受射击应力的需要。 缠丝身管具有某些优点，主要优点是所使用的钢丝的强度可以在生产过程中严格控制。另外，钢丝中的任何故障往往只具有局部影响，与身管上产生裂纹不一样。这种工艺的缺点是，需要把某种形式的外管或被筒冷缩到身管上，以使身管具有足够的梁强度。 整个工艺过程是比较耗费时间的，而且费用昂贵。使这种工艺过时的主要原因是现在已有更好的制造预应力身管的工艺。 套筒身管 　　制造身管的另一种方法是把两个或两个以上的圆管套在一起，形...全部

  哪会这么简单? 缠丝身管 　　缠丝身管现在已经过时，但是它使用过的工艺还是值得注意的。用这种工艺制造身管就是把钢丝紧紧地缠绕在身管上。从炮尾往前缠丝部分的长度取决于承受射击应力的需要。
  缠丝身管具有某些优点，主要优点是所使用的钢丝的强度可以在生产过程中严格控制。另外，钢丝中的任何故障往往只具有局部影响，与身管上产生裂纹不一样。这种工艺的缺点是，需要把某种形式的外管或被筒冷缩到身管上，以使身管具有足够的梁强度。
  整个工艺过程是比较耗费时间的，而且费用昂贵。使这种工艺过时的主要原因是现在已有更好的制造预应力身管的工艺。 套筒身管 　　制造身管的另一种方法是把两个或两个以上的圆管套在一起，形成套筒式身管。
  套装之前，外管的直径应稍小于内管。把外管加热后，再把冷内管装入外管里。冷却后两个管子的贴合面被压在一起。结果内管所受的切向压缩应力和外管所受的张力在两个管子间产生了压力。这种套筒身管的总的效果是，身管内腔表层存在的压力使这种身管比用相同厚度的单个金属管做成的身管能承受更大的射击应力。
  当然这种比较只有在这种单层金属身管没有采用其它方法如自紧工艺进行预应力处理时才是正确的。自紧工艺将在本章后面部分介绍。套筒身管技术过去曾经显示出某些优越性，特别是在制造极大型身管时用其他方法提高身管强度在当时存在着不可克服的制造困难。
   松装身管或松装衬管 　　另一种增加身管强度的方法是在身管的某一部分上安装被筒以提高身管承受高应力部位的强度。被筒还对身管起纵向支撑作用。“松装身管”一词容易使人误解，其实身管和被筒是紧密结合件，两者被牢牢地固定在一起，以防止弹丸在膛内运动时身管在被筒中旋转。
  松装身管的好处在于更换身管时和把身管分解成驮运件时，身管比较容易卸下。松装衬管是松装身管的前身。两者的主要不同是整个松装衬管全被被筒套住。因此，与松装身管比较，松装衬管更加笨重。发射18磅或25磅弹的速射火炮使用松装衬管，而其后继型火炮则使用松装身管。
   组合身管 　　组合身管是由各段身管组合而成的，除身管各段用不同牌号钢材制成外，与松装身管相似。身管各段的钢号选择取决于其所承受的发射药气体压力的大小。组合身管可以做成线膛；也可以把炮口端做成滑膛，以延长身管长度，增加初速。
  这种似乎很复杂的身管的好处是可根据内膛的磨损情况来更换身管。组合身管的缺点在于它的复杂性，在于如何保证各段身管的完全密封，还在于身管的各相邻两段间如何做到准确的膛线对接。然而，组合身管已成功地为高射炮和反坦克炮生产出来。
  与上述各种身管制造技术一样，组合身管目前也已被单肉身管所取代。 单肉身管 　　单肉身管用整段锻件制成，没有任何被筒或衬管。由于单肉身管容易制造和冶金学的发展为身管的制造提供了能可靠地承受极高膛压的合金钢材，因此单肉身管技术目前已成为普遍采用的技术。
  制造单肉身管的现代工艺是非常快速的。现有的旋锻机床已经能把空心和实心棒钢经热锻或冷锻做成长达十米以上的身管。由于使用数控系统以程控完成整个操作，整个工艺过程已不象过去那样依靠操作者的个人技术。
  锻压成一根105毫米身管只需要十来分钟。在使用冷锻工艺时，膛线成形也可以包括在身管成形工艺中。这时可使用一个具有所需要的膛线深度和缠度镜象的芯棒装置来使身管成形。 　　如果钢号一定，要想在制造单肉身管时不施加预应力而获得更大强度，就必须加厚管壁。
  增厚管壁的做法除使身管更重、使其价格更贵外，其效用也是很有限的。身管钢材的外层与内层相较往往应力不足。当身管直径与炮膛直径之比超过某一比值时，强度的增加将是有限的。由于身管壁在承受膛压时压力大小不均，因此内表面受到的压力会达到极限，而外层受到的压力却极小，这是单肉身管的基本缺点之一。
  增大身管强度的措施是使用具有更大抗张强度的钢材或者给身管施加预应力或者两者兼施。目前被广泛接受的方法是通过自紧工艺取得预应力身管。 自紧工艺过程概述如下。首先选择一根内径略小于所需要的口径的钢管，然后从里面对钢管施加足够大的压力，使其内膛扩大。
  在这个过程中钢管内层金属被伸展超过其弹性极限。这意味着内层金属已伸展到在膛内压力一旦消失后不能恢复其原状的程度。在施加内压过程中钢管外层也会伸展，但内压的大小被控制在不使钢管外层金属伸展超过其弹性极限的范围。
  之所以出现这种现象，是因为管壁应力分布不均；邻近压力源的金属层所受应力最大，到钢管外层应力显著减小。在弹性极限内应变(或者说尺寸变化)与施加的压力成正比，因此钢管外层的伸展小于内层。由于外层金属扩展是在弹性极限内，因此外层金属力图恢复原状，而同时被永久性伸展的内层则极力阻止其这样做。
  结果使内层金属处于外层金属的压缩之下，非常象外层金属被收缩在内层上一样。下一步是对已应变的内层金属进行低温热处理，使内层金属的弹性极限至少提高到与在自紧工艺的第一阶段所施加的压力一样大。最后是再次施加内压以试验身管弹性。
  但是这次施加内压时必须非常小心，必须保证内层金属的扩展不超过其新的弹性极限。 　　采用自紧工艺的第一个好处是，在最大发射压力一定时，可以选用一种价格比较便宜的低牌号钢材做身管。另一个好处是，在钢材牌号一定时，可减薄身管壁厚，从而可减少炮重并降低成本。
  例如，一个外径比内径大50%的身管，经过自紧处理后其强度相当于将壁厚增加约50%的同样的非自紧单肉身管。自紧身管的再一个好处是，若对身管内膛加压，则有可能弥合内膛表面的细微裂缝，从而减少身管在使用期内因疲劳而发生故障的可能性。
  就较轻型身管而言，其疲劳寿命可增加一倍以上。自紧工艺有几种不同的工艺形式，其主要区别是在对炮膛施加内压的方法上。这些工艺方法可分作两类，即液压自紧和挤压自紧。 液压自紧工艺 　　液压自紧工艺是通过往膛内引入高压液体来获得所需要的应力的。
  通常使用的高压液体是甘油和水的混合液，因为这种液体在高压下具有稳定性。国家不同则使用的液压自紧装置也有所不同。某些高强度钢材的屈服点接近70吨/平方英寸，使这类钢材获得必需的液压力是很困难的。
  即使能产生这样的压力，在密封自紧装置上也存在很大的问题。另外，液压自紧还有一个先天不足之处，那就是由于沿身管长度上壁厚不同，因此就会产生不同的预应力。前面说过在身管全长上具有同样壁厚是不必要的，因此如果火炮重量是个问题，则就非常需要在自紧后的抛光工序中减小身管厚度，越到炮口减的应越多。
  挤压自紧工艺是克服上述某些困难的有效方法。 挤压自紧工艺 　　挤压自紧工艺就是用液压顶杆迫使一个体积比钢管内膛大的冲头或心轴通过内膛。使身管内层产生超限应变所需要的压力的大小，取决于身管所需要的钢材牌号、身管壁厚、身管内膛初始直径与冲头的直径差以及内膛与冲头的接触面积。
  就产生同样大的预应力而论，推动冲头穿过身管内膛所需要液压力比液压自紧所需要的液压力更容易获得。另外，挤压自紧为设计师提供了仅对需要施加预应力的那段身管进行自紧处理的能力。 。收起