枪支弹药是最基本的武器装备,在近现代的每一次战争中都能够看到膛线拉刀。枪支是一种轻型武器,体积不大,但是制作起来并不简单。现代的军人用枪的枪管还需要用铁棒钻出来,非常的耗费时间和精力,那么在工业比较发达的今天,为什么不用模具灌注呢?直接灌注不是更加省时省力吗?
首先膛线拉刀,枪支是用来打仗的,枪管的质量越好,其射击能力也就越强。子弹在出膛的时候,会受到非常强的压力以保证在运转的速度,所以需要枪管有很强的承压能力。如果是用模具灌注的枪管,在其内壁很有可能会产生大大小小的气泡,导致承受能力下降,在射击时很有可能因承受能力不强,致使枪管破裂。用铁棒钻出来的枪管就可以避免这方面的问题,保证枪管的质量。
而且膛线拉刀,制作枪管的材质非常的特殊,绝大部分是高强度的特种钢材,这种材质耐高温,不易融化,这样的材质并不适合灌注模具。枪管不能有衔接缝隙,必须是一体的,不然在高压之下很容易炸膛。如果用模具灌注,中间混杂了空气和杂质,也许用肉眼观看其表面非常的光滑,实际其内部有缝隙,这样制成的枪管有很高的安全隐患。
有钻头钻出来的钢管,内壁非常光滑,利于枪管后期加工。比如安装膛线,枪管的膛线是靠高强度的压力挤压出来的,不会留下划痕,可以提高射击的精度和力度。总的说来,制作枪管的材质并不适合高温灌注,而且用模具灌注出来的枪管会存在气泡等危险隐患,既不利于枪管后期的加工,也不利于在作战时高压力下的连续射击。虽然枪管看上去很普通,就是一个很简单的圆柱体,但是里面蕴含着大智慧,学问可深了。作战的武器自然要考虑质量和打击力度,就算耗费时间和精力也值得。
枪管的膛线什么叫过桥膛线?
膛线可说是枪管的灵魂, 膛线的作法在于赋予弹头旋转的能力, 使弹头在出膛之后, 仍能保持既定的方向. 虽然在15世纪就有使用膛线的纪录, 但是由于制造工艺的困难, 要到18世纪才得以普及. 枪管中下凹的部份称为阴线, 凸起的部份称为阳线. 一般而言, 枪械的口径应是从来复线的阳线到阳线的距离, 但是例外太多, 已成不了一个原则. 比如说.38和.357是一样的口径, 只是一个量的是阳线到阳线的距离, 一个量的是阴线到阴线的距离. 当然, 两者的弹头长度有所不同, 但光以口径而言是一样的. 膛线的数目, 没有一个标准, 从春田兵工厂的1903A3的2条到Marlin所谓的Micro Groove的22条.
以现代的工业水平,能不能造出一根完整的800毫米巨炮炮管?
以现代钢铁工业水平能力,完全可以制造一整根的800毫米炮管,制造炮管需要大型钢坯,根据“古斯塔夫”800毫米巨炮的炮管的数据:炮管内径是800毫米、炮管长32.48米,整体制造这么一根炮管所需要的粗钢坯至少要在100吨/一个,而冶炼这个大钢坯就需要用200吨以上的大型转炉,一次性冶炼200吨钢水并且浇铸成电渣重溶炉所用的自耗电极,图片上就是200吨的大型转炉,所以从炮钢冶炼的设备方面来看已经满足要求了。
现代炮管制造工艺已经采用了大型电渣重溶炉工艺生产了,因为电渣重溶冶炼出来的钢锭内里致密,化学成分稳定、极少出现内部酥松、夹渣、气孔、白点、成分偏析...等普通铸造钢锭的浇铸缺陷,所以进入到1960年代末之后炮管粗坯均为电渣重溶炉生产,电渣重溶炉的工作原理与我们日常看到的电焊基本一致,也是需要自耗电极,也就是图片上的这样钢棒,先由转炉或者电弧炉初步冶炼之后再浇铸,再由车床进行外表面加工,以便电渣重溶炉的卡头夹住。
电渣重溶炉有多臂式和单臂式,多臂式就是由多个夹持臂同时卡住自耗电极,通电之后一同融化在炉内铸成一个几百吨的大型钢锭,图片上这个就是目前世界上最大的450吨电渣重溶炉,它是多项的,多项炉由于使用多根自耗电极冶炼速度快,可以熔炼200吨以上的特大型钢锭,但它的投资和占地面积都很大,不适宜中型钢铁联合企业 。
单项电渣重溶炉也就是使用一个夹持臂和一根电极,生产效率不如多项炉,但目前最大的单项炉也有120吨,也完全可以制造出来800毫米炮管所需的巨型钢锭。
由于800毫米炮管实心钢锭在后续加工过程中需要使用钻孔刀进行中心扩孔处理,要浪费大量钢材,为了降低制造成本可以采用炉内自紧工艺生产。
“炉内自紧工艺”就是在电渣重溶炉的中心放置一根直径在600毫米以上的中空管,管内要通高压冷却水,并且要有进水和出水管道→夹持臂通电后自耗电极开始熔化→熔化后的钢水滴落到“炉内中空管”上面后由于高压水的降温迅速被凝结在中空管表面上→然后自耗电极一边熔化一边凝结逐渐的形成需要管坯厚度,同时在逐步凝结的过程产生较长时间和很多次的热胀冷缩物理反应,热熔化钢水不断的挤压以凝结的钢层就会形成管坯在“炉内自紧”。
这种“炉内自紧工艺”,可由有效的提高管坯的压缩比,使管坯更加的致密,这对于炮管在承受巨大的膛压时帮助很大,图片里橙色箭头所指就是“炉内自紧工艺”生产出来的炮管坯、绿色箭头所指就是用过钻孔刀生产出来的锻造炮管坯,从制造成本来说前者节省了大量的材料,但炮管坯质量略低于锻造炮管坯,155毫米榴弹炮和坦克炮管由于膛压太大,都必须用锻造管坯工艺生产!而800毫米炮管一天(24小时)最多发射14发炮弹,对于炮管坯的要求可以放宽一些,因为它最多也就发射30发炮弹之后就报废了!
800毫米管坯冶炼完成后需要进入到巨型卧式车床上对内壁和外壁进行表面切削加工,看看有没有裂纹、气孔、结疤...等等缺陷,目前的巨型卧式车床已经可以加工直径1.2米的大型加工件了,现在的巨型车床长度在40米的比比皆是,因为有些巨型加工件比如说:几十万吨轮船的主轴,长度有可能超过50米,加工32米长的管坯并不缺乏工具,所以整体加工800毫米炮管外表面工艺目前也能完全到达技术要求。
对于炮管来说,最难以加工就是深镗工艺,也就是膛线的加工,膛线加工的误差越小,火炮的射击也就越准确,历史上古斯塔夫800毫米列车炮参加“塞瓦斯托波尔战役”时弹着点最小偏差(CEP)为60米,7吨多的大炮弹误差这样小也表明了“克虏伯公司”在火炮制造方面的高深造诣,因为“古斯塔夫”和“多拉”两门800毫米列车炮的炮管是多节组合在一起的,组装时每一节、每一根膛线都要对齐,几乎是没有误差,只有这样炮才能打的准,否则误差几百米就没有使用价值了。
以现在的深孔镗床能力来说已经可以做到对直径800毫米的管坯进行膛孔加工处理了,但是32米长的炮管整体进行深镗工艺可能因为太长了,镗床的长度不够,不过这也只是目前不需要也没有这样长加工深度而已,如果需要的话完全可以制造出来。
总之,以目前的钢铁冶炼水平、表面切削处理和深孔加工...等方面要加工整体直径800毫米、管长32米以上的炮管是没有技术瓶颈的,毕竟距离二战结束已经是70多年的时间了,科技发展水平已经日新月异了。
其实,古斯塔夫和多拉列车炮是希特勒个人的精神错乱的产物,虽然在实战中也确实发挥出巨大威力,但是该炮属于“一百斤面做了一个80斤寿桃”这类的费(废)物点心,由于自身笨重、发射速度极慢、伺候它的人极多、操纵异常复杂...等原因,它一生当中只发射了40多发炮弹,花费巨大的人力物力财力制造出来的东西成了没用的摆设,最后德军也将它废弃了!
而二战期间的德国另外一种“黑科技”导弹虽说当时的技术也不太完善,但是V1/V2导弹给盟军造成的伤害远远大于800毫米列车炮!并且战后根据它们革命性的设计思想人类战争进入到了导弹化时代,更是在自己的家里发射洲际导弹就能消灭一万多公里外的敌人...这才是人类向往的武器。