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身管火炮

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啊嘞?!
這個道具本體不明,需要補上……
基本資料
道具名稱 身管火炮
道具別名 火炮、炮
道具種類 武器
道具用途 軍事用途
相關作品 各種現代戰爭題材作品
相關道具 火槍加農炮榴彈炮臼炮(迫擊炮)自走炮

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謹記,本頁面闡述的「身管火炮」是使用火藥燃燒釋放的化學能推動炮彈、以身管確定炮彈射向的炮。
電磁炮離子炮等電炮、定向能炮之類,由於不符相關定義,不應列入其中。火箭炮等自推式武器也不應列入其中。

身管火炮是屬於身管武器一類的重兵器。

概述

炮與槍同源,基本原理也是一致的,主要區別在於炮的口徑一般不小於20毫米,可以用「20毫米槍炮分水嶺」這個說法來簡單區分槍和炮。當然實際情況下也有一些口徑大於20毫米卻仍然被稱為槍的身管武器,或反之,比如:

「40毫米防暴槍」(因為防暴槍殺傷力太小了)
清王朝對加特林機槍的稱呼「格林快炮」(因為它用起來跟野戰炮差不多,而且殺傷力比一般的槍(指步槍、手槍等)大太多了)
舊日本帝國陸軍的「13毫米機炮」(蓋因舊日本帝國陸軍標準認為口徑13毫米已經可以算炮了)
以及舊日本帝國海軍的「25毫米機槍」(蓋因舊日本帝國海軍標準認為口徑至少40毫米才能算炮)等。

不過就當下而言,一般來說只要是口徑明顯大於20毫米的身管武器都可以稱為炮。

炮管的長度用倍徑比即全炮除彈膛外的長度與口徑之比值衡量(也有例外,如漢斯喵就曾一度把彈膛也算進去)。比如倍徑比為54的127毫米炮,炮管長度為127×54=6858毫米即6.858米。

炮的分類規則有三種:按膛線劃分、按彈道劃分和按平台與功能劃分。

按膛線劃分

和槍一樣,根據膛線的有無,炮也分為線膛炮和滑膛炮。

在當代火炮中,一般只有大多數坦克炮反坦克炮以及大部分中小口徑迫擊炮為滑膛炮,其他均為線膛炮。

按彈道與射程劃分

一般來說在相同口徑的前提下,根據火炮的地對地攻擊彈道射程,可以大致分為三個層次:低伸彈道遠射程高拋彈道近射程較為折中的彈道加較為折中的射程。依據這些,可以將火炮大致分為加農炮榴彈炮臼炮三大類。加農炮彈道低伸、射程遠,臼炮彈道高拋、射程近,榴彈炮彈道的低伸/高拋程度介乎加農炮和臼炮之間,射程折中。

一張圖看清楚加農炮、榴彈炮、臼炮的地對地攻擊彈道差異。

在當代火炮中,屬於臼炮一類的火炮只有迫擊炮一類,其他類型已全數滅絕,因此在現代語境中可直接用「迫擊炮」一詞指代臼炮。另外,現代加農炮和榴彈炮不再分家,當代火炮中但凡被稱為「榴彈炮」的實際上都可以當做加農炮使用。

需要注意一點:當代火炮為追求射程與通用化,絕大多數加農炮和榴彈炮直接合二為一,因此上面這張圖並不能百分百反映所有火炮的射程和地對地攻擊彈道差異。

按平台與功能劃分

這就有點雜了。像什麼野戰炮、要塞炮、岸炮、艦炮、坦克炮、反坦克炮、高射炮、近防炮,等等等等,都是按平台與功能劃分。具體在相應條目下細講。

歷史

「物理能炮」——投石機

在火藥的奧秘被探尋出來之前,要獲得能將大當量彈藥投射到數百米外的敵軍頭頂上的原動力,只有尋求「物理能」——其實就是動能、重力勢能、彈性勢能這樣的機械能。而用來完成這個過程的機械,在那個時代除了弓、弩等單兵裝備外,最常見的就是投石機。

最早的投石機在春秋戰國時代就出現了,同時期在古希臘也出現了類似的投石機。在古漢語中,投石機被稱為「」,這個單字詞如今在日語和台灣普通話(「國語」)中仍然保留用來稱呼我們今天漢語中說的「炮」。

投石機有很多種,總體上有扭力投石機、彈力投石機、配重投石機三種。扭力投石機依靠扭力彈簧提供動力(如同驅動老式機械鐘的發條),霹靂車和弩炮是典型代表;彈力投石機則依靠彈性的槓桿提供動力(如同B站大神奏樂用的鋼尺),床弩是典型代表;配重投石機使用的是和撬棍一樣的槓桿原理,用一個大噸位的配重依靠重力作用賦予動力(也可以用人力代替配重),回回是典型代表。

這些古老的「物理能炮」可以投射石彈,當然也可以投射一些其他的東西,比如榴彈、燃燒彈以及人與牲畜的腐敗屍體(可以增大傳染疾病的概率)。

十三到十八世紀的火炮

火藥技術在宋代開始發展,初級的火藥技術則在元代基本成型。這個時候出現了各種用銅或鐵鑄造的火炮,彈藥多為石質。

火炮相較於投石機的優勢主要在於對射手體能的需求降低。投石機操作時需要射手使勁給它扳到待發位置,而火炮只需要簡單地裝入發射藥、炮彈和導火索就可以射擊,不但讓射擊變得更輕鬆,還大大提高了射速和命中率。於是化學能驅動的「炮」取代了「物理能」驅動的「」,逐漸成為日後世界各地武裝力量的主戰武器。

這個時候的炮還都是前裝炮,需要從膛口裝入發射藥和炮彈,並在後膛的傳火孔插入導火索。工程師認為如果能讓火炮改為後膛裝填,能進一步簡化射擊的準備工作,射速還能進一步提升。不過後裝炮的結構相對複雜,而且火炮的閉氣也是一個長期懸而未決的難題,因此後裝炮的研究一直沒有太多進展。

當然,困難的條件並不能阻止一些積極分子的研究,而且他們確實也搞出了一些實用型的產品,儘管性能相較於當時主流的前裝炮差了許多。其中,中國人耳熟能詳的一種年代較早、比較成功的產品是明代的佛郎機,它的彈膛可以取出,在外面裝填完畢後再裝入,射速確實比同時代的前裝炮高了許多——雖然最後由於閉氣效果欠佳導致威力下降而又被前裝炮替換。這種火炮來自當時的葡萄牙,「佛郎機」是當時明代人對葡萄牙人的稱呼(其實是「法蘭西」在明朝的音譯),於是連帶着用這個名字稱呼這種炮。

佛郎機和傳統後裝炮差異主要在於將彈膛從一體成型的炮管中分出來,使之可以自由地取出或放入。雖然存在閉氣效果較差導致威力降低的缺陷,但這項技術的確有效提高了這種早期火炮的射速。

東西方的彈藥技術在這段時間裏也有所進步,出現了對付不同戰況的彈藥。如對步兵殺傷有霰彈、高爆彈和榴霰彈,對艦船毀傷則有鏈彈和杆彈。

炮射霰彈是用布袋和繩索固定的一組小彈丸,和現在霰彈槍使用的霰彈大同小異。這種彈藥也被稱為葡萄彈Grapeshot
這種用鏈條將兩個或更多個彈體連在一起的彈藥叫做鏈彈,和現代防空導彈的連續杆戰鬥部有異曲同工之妙。鏈彈在出膛後會迅速展開,如同巨大的流星錘,能夠斬斷風帆戰艦的桅杆和風帆。

西方人使用磅制口徑來衡量火炮的口徑,這種規則利用的是當時的炮彈外形主要為正球狀的基本特徵。顯然,同材質同密度的情況下,炮彈質量越大,炮彈體積相應也越大,比如符合質量為10磅的炮彈的火炮,就稱之為10磅炮。

從十三世紀的元代到臨近工業革命的十八世紀,火炮的三種彈道也定下型來,有了用於攻打艦船和土木工事的加農炮、用於攻打步兵的榴彈炮和臼炮。

工業革命到二戰結束

十八世紀發生的工業革命帶動了火炮的高速發展。此時人們已具備量產複雜閉氣機構的能力,於是後裝炮慢慢開始流行起來。

在後裝炮中炮彈和發射藥從彈膛裝入,用一個叫炮閂的機構閉氣。後裝炮的出現不但提高了火炮射速,還成功解決設於艦船或土木工事中的長管炮裝填困難的問題——前裝長管炮射擊一次後需要收回到掩體中進行裝填,然後再伸出來射擊,非常麻煩。火炮的更新換代在十九世紀迅速發生,除了部分中小型臼炮外,所有前裝炮均已用後裝炮替代。膛線的引入也大大提升了火炮的精度,製造更長射程的火炮成為可能,同時滑膛炮時代主流的球狀炮彈被有錐度的炮彈代替,新的炮彈在側面鑲有銅環,稱為彈帶,作用是在炮彈通過炮管時使膛線嵌入,讓炮彈旋轉起來。炮的口徑也由磅制口徑轉為英制口徑和公制口徑(說白了就是毫米(日本用厘米)和英寸)。

在二十世紀初,工程師使用光學測距儀作為火炮的觀瞄設備,它比古老的機械瞄準具望得更遠,瞄得更准,很快成為主流,現如今仍是一種輕便、低技術要求、易生產、性能穩定的觀瞄設備(與雷達等高技術含量觀瞄設備相對),沒有被完全拋棄。二戰時代又出現了能望穿雲煙霧霾的炮瞄雷達,能夠讓火炮在應對更複雜的環境時仍能釋放出足夠的威力。飛機的引入還帶來了飛機校射這一觀瞄手段——雖然在二戰時代的海上戰場上並沒有多少成績。

像人類的雙眼視覺一樣,光學測距儀的左右兩個物鏡分別接收左右兩側的景象,在合適的角度上會組合成有立體感的物象,此時可以用簡單的三角函數原理來測出距離。這種利用簡單的數學原理打造的光學儀器非常可靠,自一戰時代開始被大量使用以來,至今仍未淘汰。圖為中國人民解放軍裝備的58式一米測距機。
58式一米測距機實操照片。一般來說,物鏡的距離越大,光學測距儀測距的精度也越高,根據需求即可定製不同規格的測距儀,如58式一米測距機就是兩物鏡間隔一米的光學測距儀。世界上最大的艦載光學測距儀為日本人為大和級戰列艦配置的39式倒分像立體視式十五米二重測距儀,如名稱所示,其物鏡間距達到了誇張的15米;而陸地上最大的光學測距儀為英國安裝在「遠東要塞」新加坡的30米測距儀,長達30.46米。

從第一次世界大戰開始急劇變化的戰場態勢讓火炮的作用分化更加明顯,如臼炮演化出專殺塹壕伏兵的迫擊炮、加農炮演化出防禦空中襲擊的高射炮等。目標的強度與形態變化也讓火炮的彈藥進一步升級,出現了用來打擊重裝甲目標的被帽穿甲彈、聚能破甲彈和早期的次口徑穿甲彈(注意不要和現代火炮上的超速脫殼穿甲彈混淆);用來打擊飛機集群的延時引信、近炸引信破片彈;用來打擊潛艇的深水炸彈等。火炮當然也是投射化武器的良好工具,一戰期間德國就大量使用了臼炮投射的毒氣彈,二戰日本也使用了不少基於731部隊等生化武器研究機構研發的陶瓷細菌彈。

相當一部分的世界之最也在這期間誕生,如最大的加農炮——口徑800毫米、重1700多噸的古斯塔夫列車炮;最大的臼炮——口徑914毫米、重40噸的小戴維迫擊炮,等。

戰後發展

戰後由於航空兵器的發達、火箭武器與導彈異軍突起,火炮已不能勝任遠距離打擊的任務,火炮的口徑也是在這個時期開始縮小到口徑上限155毫米(一些迫擊炮和深彈炮等低膛壓炮除外)。

坦克裝甲的進一步強化則讓滑膛炮得以復興。雖然早期滑膛炮發射的炮彈無法保持穩定,但通過加裝尾翼穩定可以解決這個問題,而且滑膛炮具有線膛炮無可比擬的優勢——炮彈不旋轉可以極大減少動能的損失,從而獲得更好的穿甲性能。超速脫殼穿甲彈應運而生,並迅速發展成為現代滑膛坦克炮和反坦克炮的主要彈種。

圖片為便於解說較實物作了簡化,僅供參考。
穿甲彈的設計經歷過兩次變遷。
早期的穿甲彈,即普通穿甲彈,是全口徑彈藥,整個炮彈由高強度的金屬製成,在底部裝有少量炸藥(紅色)(也可以不裝)。彈形可以是尖頭的(圖a)也可以是鈍頭的(圖b和圖c),圖c中是增設被帽(黃色)的彈藥。鈍頭穿甲彈和被帽穿甲彈因為阻力較大,常在頂端增加一個易碎的風帽(綠色)以降低阻力。
第二次世界大戰是首次變遷,出現了次口徑超速穿甲彈,炮彈的主體部分是高強度的彈芯(橙色),其底部由彈殼(深藍)包裹,而頂端僅由被帽(黃色)包裹,彈芯直徑小於火炮口徑,在攻擊目標時全靠它穿透目標,而被帽和彈殼會在命中目標的時候剝落。不像普通穿甲彈,它沒有裝藥,其結構有線軸型(圖a)和流線型(圖b)兩種。
第二次變遷發生在冷戰時代,出現了超速脫殼穿甲彈,特點是次口徑的彈芯(橙色)由易脫落的彈托(淺藍)固定,炮彈出膛後彈托掉落,而彈芯以極速飛向目標。分為線膛炮使用的旋轉穩定脫殼穿甲彈(圖a)和滑膛炮使用的尾翼穩定脫殼穿甲彈(圖b)兩種。
這些炮彈大多都在底部裝有曳光管(灰色),當炮彈飛行時曳光管會留下一道尾跡,炮手觀察尾跡的走向能有效地控制火炮。

提升火炮的性能方法很多。舉例來說,通過加裝火箭發動機製成的底排彈和火箭增程彈、以及修型成為紡錘狀的棗核彈,都可以獲得比老式炮彈更遠的射程;通過升級發射藥和增大炮管長度,也能有效提升火炮的射程;通過引入精確制導打造的制導炮彈,可以將打擊誤差降低到半徑數米之內,甚至可以攔截來襲導彈。你甚至可以給炮彈做成核裝藥的,一炮下去半座小城市就沒了——當然這種過於霸道的武器只是冷戰前期研究的裝備,很快就從核大國的研發序列中撤走了,冷戰結束之後此類武器也基本變成了歷史名詞。

圖片為便於解說較實物作了簡化,僅供參考。
底凹彈、火箭增程彈、底排彈與棗核彈是現代火炮使用的幾種增程彈藥。圖中黃色是彈帶,紅色是推進劑。
底凹彈是通過在炮彈底部做出凹陷來降低炮彈的阻力。
火箭增程彈是給炮彈後頭接一個助推火箭,炮彈出膛後點火提供推力,增程效果拔群但會降低炮彈中炸藥的容量。
底排彈與火箭增程彈類似,但推進劑較少而且沒有火箭發動機結構,燃燒時是緩慢噴氣,主要用於降低炮彈後方渦流產生的阻力,效果遜於火箭增程彈但能保持更多的炸藥容量。
棗核彈則是通過將炮彈的外形做得更加瘦長來降低阻力,相較於傳統炮彈需要去掉前面的彈帶並以4個定心塊代替(防止炮彈在炮管里發生章動),它可以降低最多30%的空氣阻力,但精度不佳,現在鮮有軍隊使用之。

戰後另一個發展趨勢則是加農炮與榴彈炮的合併。如果一個二戰時代的人穿越到現代,當他看到一門現代榴彈炮時,他絕對認不出這是榴彈炮。現代榴彈炮有跟傳統加農炮一樣長的炮管,要想轉變功能只需要調節發射藥用量和仰角就可實現,非常便捷。這樣的火炮一般叫做加農榴彈炮(加榴炮),不過當代人還都是更傾向於直呼榴彈炮。除了坦克炮、反坦克炮和一些小口徑機炮,現在基本找不到純粹的加農炮了。

在ACGN作品中的出現

火炮可以說是ACGN作品中的一大常客,可以說但凡涉及軍事話題的ACGN作品,都會有火炮的存在。

比如《戰車世界》《少女與戰車》等陸戰相關作品裏大量出現的坦克炮反坦克炮;比如《次元艦隊》《戰艦少女》等海戰相關作品中大量出現的艦炮高射炮;而像《戰機世界》《戰爭雷霆》之類的空戰相關作品中,也有航炮的大量出現。

再次提醒各位,在這裏列舉的是且只是符合條目敘述的身管火炮。因此類似《高達》系列或其他類似科幻作品中的定向能炮、電炮等,由於不符合身管火炮的定義,不應加入其中。

Gallery

由於平台的優勢,艦炮一般可以做得很大,並包含一套高效的供彈系統和觀瞄系統。圖中那個巨大的三聯炮塔就是二十世紀上半葉亞洲最強火炮——日本的「大和炮」即94式460mm/L45海軍炮
當代保持亞洲最強火炮頭銜的是中國在二十世紀末自主設計自主製造的「亞洲第一炮」即FGT-203榴彈炮。儘管這門口徑203毫米的後冷戰巨物因為被認定為不適合現代戰爭環境而沒有列裝部隊,但它的出現絕對是震撼性的。它的一些性能甚至超越了美國和俄羅斯的同類產品。注意支撐「亞洲第一炮」金屬牌匾的兩枚203毫米棗核彈。
站遠點看「亞洲第一炮」,可見炮管非常長,和二戰時代炮管粗短的榴彈炮完全不是一個風格。倘若讓從二戰時代穿越過來的人看了,恐怕真不會認為它是一門榴彈炮。
自走炮與牽引火炮呈互補關係。路況好的時候就用可以自己跑路的自走炮,如果路況不好那就用可以空中吊運或是以其他機動車拖帶的牽引火炮。圖為國產PLZ-45自行榴彈炮,這種重兵器被大量出售到中東國家並有不錯的戰績,因此在海外贏得了不小的名聲。
現代火炮的彈藥有定裝彈和分裝彈兩種。定裝彈是將發射藥裝入藥筒中,和彈頭固定在一起,裝填工序比較簡略但不利於調節發射藥用量,多見於發射藥用量固定的中小口徑火炮;分裝彈則沒有藥筒,彈頭和發射藥分開,裝填時工序較複雜,但可以很方便地調節發射藥用量,多見於需要頻繁調節射程和射角的大口徑火炮。這張照片很好地反映了分裝彈的特點:近景是彈頭,遠景中堆放在一起和環境融為一體的沙色圓筒則是包裝起來的發射藥。
除此之外還有半定裝彈的存在,它和定裝彈最大的區別就在於它的藥筒是可快速拆分的,發射前才把發射藥裝進去。