火炮的身管是不是越長越好？

首先，我們從能量的角度來評價一下身管長度、口徑、彈丸、膛壓對初速的影響。

大家知道，彈丸離開炮膛，是發射葯燃燒產生的火藥氣體推動的結果。但是火藥燃燒產生的能量並不是全部用於推動彈丸前進，而是由很多部分組成，包括用於彈丸直線運動的動能、彈丸旋轉運動的能量、未燃燒的火藥顆粒及火藥氣體本身具有的能量、炮身及其他部分後坐的能量、彈丸擠進膛線的能量、火藥氣體傳遞給身管、葯筒、彈丸的熱能。由此可以看出，只有用於彈丸直線運動的能量才是有效功，其他的都稱為次要功。內彈道學中有一個次要功係數，就是次要功與火藥氣體總能量的比例。次要功係數越低，彈丸獲得的用於直線運動的能量越高，初速就越高。

彈丸是在火藥氣體的推動作用下運動的，我們知道彈丸獲得的能量越大，初速就越高。而彈丸獲得的能量與膛壓、口徑、身管長度有關，膛壓越高、口徑越大，彈丸受火藥氣體的作用力就越大，身管長度越長，彈丸受火藥氣體作用的時間越長。很顯然，提高初速的辦法無非是提高彈丸獲得的能量，和降低彈丸質量。

提高膛壓顯然是個有效的辦法，可以使彈丸初速有明顯的提高。提高膛壓的辦法很多，如增大葯室容積，提高發射葯的火藥力f等。增大葯室容積的辦法，大家聽說的比較多，實質就是多裝火藥。這是當前提高彈丸初速的常用方法，也是主要方法。提高發射葯的火藥力f，也是很有效的方法。這相當於提高了同等質量的火藥能夠產生的能量。

但是，膛壓提高也會使身管的燒蝕增大，降低身管的壽命。過去，地面壓制火炮一般壽命在3000發以上，二戰期間，蘇制某型122毫米榴彈炮甚至達到1萬發。可是高膛壓火炮的壽命很少超過1000發，有些高膛壓火炮甚至只有數百發。有個說法，某型滑膛炮打一發穿甲彈，身管磨損1道。要提高身管壽命，一般採取的辦法是降低火藥燃燒的溫度、加護膛劑、內膛鍍鉻等。

增加身管長度，實質上是增加火藥氣體對彈丸做功的距離，使彈丸獲得更多的能量。如著名的105毫米坦克炮，發射穿甲彈的初速是1455米/秒，加長身管後初速達到1500米/秒。

在彈丸獲得的能量一定的情況下，減小彈丸質量可以大幅度提高初速。比如美M68式105毫米坦克炮，破甲彈初速1173米/秒，彈丸質量約20千克，而穿甲彈質量約5千克，初速可以達到1455米/秒。脫殼穿甲彈能獲得如此高的初速，主要原因就是大炮打小彈。

在次要功中有一個彈丸旋轉運動的能量，還有一個彈丸擠進膛線的能量，這些主要是針對線膛炮而言的。而滑膛炮就沒有這些問題，從而降低次要功，增加有效功。

增大口徑也有相當的作用，這樣做可以使火藥氣體對彈丸的作用面積增大，從而使彈丸獲得的能量增加。120/125毫米坦克炮發展到現在，穿甲能力的提高已經接近了極限，要想進一步提高穿甲彈的動能，就必須要增大口徑了。所以各國都在研究140毫米坦克炮。

其次，我們再來看看彈丸質量、射程、初速之間的關係。

初速和射程之間的關係比較好理解，提高初速，通常都會增大射程。

彈丸質量對初速有影響，彈丸質量大，初速就低，在一定距離內，射程就會降低。但是超出一定射程後，射程反而會增大。

再次，我們看看身管長度、初速、精度之間的關係。

我們知道，增大身管長度，可以提高初速，從而提高動能彈的威力。但是增大身管長度，也會使身管更易於彎曲，並增大發射時的橫向振動，使彈丸散布增大，平均彈著點偏離預期命中點。提高初速，在對同一個目標射擊時，又可以使彈丸飛行時間減小，從而減少受外界環境（如橫風、縱風）因素影響的時間和效果。

如何使增大身管長度時，在提高威力和保持精度兩方面保持平衡，始終是一個比較難解決的問題。在坦克炮、反坦克炮等對直瞄射擊精度要求高的武器上，一般採取的方法是在身管外增加熱護套、在炮口安裝炮口基準系統。

提高射程的手段有兩種，一是提高火炮初速，二是減小彈丸阻力。但是為了戰備和簡化後勤的需要，通常很少改動彈丸。在彈丸阻力一定的情況下，提高射程就只能通過增加火炮初速來實現。內彈道學原理告訴我們，火炮射程和初速可以通過以下兩種手段得到提高：一是增大發射葯裝藥量，也就是增加彈丸發射時火藥能量；二是延長身管長度，也就是增加彈丸被火藥燃氣加速的時間。但是，火炮葯室容積(影響裝藥量的主要參數)和身管長度並不是可以隨意選擇的。通常情況下，科研人員在設計一種火炮時，會首先根據預先制定的火炮性能指標所給出的口徑、彈重、初速等初始條件，選取適當的最大膛壓、葯室擴大係數和火藥品種，以此為起點計算出火炮所需要的裝藥量。裝藥量的增加可以通過增加火藥裝填密度或者增大葯室容積來實現。裝填密度和葯室容積都不是能無限制增大的，過高的裝填密度會影響發射葯燃燒的均一穩定性；而過大的葯室容積會導致火炮炮尾結構重量和體積超標，影響後坐及俯仰動作。一旦設計人員確定了合理的葯室容積，除非出現特殊情況，否則這個參數在火炮的整個發展和改進周期中都將固定不變。因為一旦葯室容積發生變化，就意味著整個彈藥系統結構都要重新設計，這是火炮設計人員所不能接受的。相對於葯室容積的變化，火炮身管長度發生改變對彈藥的影響很小。但是改變身管長度就會引起火炮外彈道特徵的變化，身管長度還受到材料和加工工藝水平等因素的限制。另外，身管長度過大也會導致火炮體積和戰鬥全重增加，進而影響火炮機動性能的發揮。

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