无后坐力炮是怎样做到的?真的没有后坐力?
无后坐力炮的装填方式非常类似于传统火炮。但是在开火时,发射药产生的气体中有相当一部分从火炮的后方溢出,从而产生一个接近于推动弹丸前进动量的反向动量。这样就使得火炮本身几乎不产生后坐力(当然发射时仍旧产生一定的后坐力)。这样就使得无后坐力炮不需要常规火炮所需的后坐缓冲装置,使无后坐力炮变得很轻便且易于使用。因此步兵也可以使用无后坐力炮发射大口径的炮弹。
有后座力的枪,人能做到开枪时没有后坐力吗?
后座力的原因乃是因为动量守恒,当火药在燃烧室爆炸时,对枪炮、弹药各施与一相同的力(牛顿第三运动定律),而由f=ma及i(冲量)=ft=mv=p(动量)得知,
子弹质量较小,速度改变较大;
枪炮质量较大,速度改变较小;但总动量守恒。
而人所感到的后座力是为了抵抗枪炮的运动改变。
而像能量这种东西要分为两方面解释:
一、古典物理学认为能量无质量,故不会有任何后座力。
二、近代物理学认为,由于e=mc^2,故应有质量,
有后座力,但往往太微小而无法察觉。
若发射的能量有9*10^13焦耳(^是次方的意思)
就如同射出一公克的物质具有光速的速度
那后座力也不得了!(要产生如此能量,需将一公克物质完全转换成能量,就如同氢弹一样,似乎不太可能。)
补充:根据e=mc^2及p=mv可得知p=e/c
e单位焦耳,c为光速,p为kg*m/s
因此若发射300000焦耳的能量,则其动量相当于
一公斤物质以每秒一公尺速率射出的后座力由i=p得知,若发射功率越高,则后座力越强。
火箭筒有没有后坐力?
二次世界大战后,步兵使用便携式反坦克武器日益普遍,但战场上装甲车辆的装甲防护不断加强,使要求反装甲武器不断改进的呼声此起彼伏。赋予步兵分队以反坦克能力是发展便携式反坦克武器的动因。而被动装甲和披挂反应装甲的不断发展,则进一步促进了便携式反坦克武器,特别是其战斗部的发展。另外,虽然冷战的结束削弱了反坦克武器的反坦克功能,但军队又面临着由于城市作战频频发生而需要性能更佳的步兵携带式反坦克武器的挑战。在越战、中东战争、阿富汗战争和伊拉克战争中,我们都可以看到步兵便携式反坦克武器的身影。
便携式反坦克武器可以分为两类,一类是发射筒和瞄准具可重复使用的(如前苏联的RPG-7 火箭筒),一类是一次性使用的(如美国的M72火箭筒)。两类武器系统各有千秋:可重复使用武器系统可以进行多次发射并可使用多种类型的弹药,但它们的发射筒往往较重;一次性使用的武器系统可以配备给作战小组中的各个成员,从而形成多个火力点,该种类型的发射筒通常是由轻型复合材料制成的,但为了保证灵活性,机动作战的士兵必须携带一种以上的发射装置。多数现代化的火箭筒可以从密闭空间内发射,瞄准镜可配用成像增强器,具有夜视能力。
目前国外正在研制的新一代便携式反坦克武器(如美国的“掠夺者”和欧洲的MBT-LAW)采用了反坦克导弹的某些专用技术,使其成为一种“似导弹而又非导弹”的反坦克武器。
重复使用型火箭筒
俄罗斯RPG-7火箭筒
目前,享有盛誉的可重复使用型反坦克武器是由俄罗斯巴扎尔特国家生产联合体生产的RPG-7火箭筒。它的发射筒尾部呈喇叭口形,安装了光学测距瞄准镜。从发射筒前端装填尾翼稳定式火箭弹,其战斗部直径大于直径为40毫米的发射筒。目前生产的是RPG-7V1火箭筒,重6.3千克,在不装弹时火箭筒长950毫米,空降兵专用的RPG-7D火箭筒可分解为两部分,在行军状态下长度仅为630毫米。RPG-7可以使用射程为200米左右的各种类型火箭弹。俄罗斯生产有4种型号火箭弹,包括PG-7VL、使用串联战斗部可有效对付爆炸反应装甲的PG-7VR、TBG-7V及OG-7V(主要用于人员杀伤),除此之外,斯洛伐克还生产一种PG-7M 110 破甲火箭弹。
RPG-7还在其他许多国家进行特许生产,如保加利亚、埃及、伊朗、伊拉克(产品名为A1-Nassira)、巴基斯坦、波兰、罗马尼亚(一种改进型号,名为AG-7S)、斯洛伐克和泰国。20世纪80年代后期,巴扎尔特国家生产联合体研制了新型PG-29V串联战斗部,加上发射筒,整个系统称为RPG-29,它比RPG-7V1更长更重,发射筒重11.5千克,发射状态下长1800毫米(行军状态下筒长1000毫米,发射筒可以拆成两段)。RPG-29的有效射程为500米,可以穿透750毫米由反应装甲保护的装甲,以及1500毫米的混凝土和3700毫米的土木工事。叙利亚购买的RPG-29火箭筒流入到伊拉克被用于伊拉克战争,实战证明它是美国陆军坦克最具威胁的克星。
瑞典“卡尔·古斯塔夫”火箭筒
西方国家使用最广泛的可重复使用型反坦克火箭筒是瑞典萨伯·博福斯动力集团公司生产的“卡尔·古斯塔夫”火箭筒(被称为多功能反坦克/人员杀伤武器系统,或被美国特种作战司令部称为中程反坦克武器)。近年来的改进主要放在减轻重量上面(仍重达10千克)。其M3改进型配用多种火箭弹,可以完成摧毁装甲目标、在墙体上打开缺口以及释放烟雾等任务。火箭弹从后部装填,为尾翼稳定式。发射筒由薄型钢质内筒和玻璃钢外筒组成,两个端口用碳纤维缠绕。“卡尔·古斯塔夫”火箭筒长1065毫米,装备有支架、行军把手、带有扳机的手枪式把柄、前端把柄和一个位于发射筒左侧的3倍望远镜式瞄准镜。使用751破甲弹时射程大大超过RPG-7火箭筒,使用551破甲弹的射程超过600米。751为串联破甲弹,它对于受反应装甲保护的均质装甲的破甲能力为500毫米。其它弹药有用于城市作战的502高爆双用途弹、攻击软目标的441D高爆榴弹、545C照明弹和469C发烟弹。
以色列B300火箭筒
20世纪80年代后期,以色列军事工业公司研制了83毫米口径的B300火箭筒。它配用攻击装甲目标的聚能装药破甲弹和攻击掩体的高爆双用途火箭弹。最大射程为500米,有效射程为250米。以色列只有少量装备,但1984年,美国海军陆战队将其改进成为Mk153肩射多用途攻击武器(斯玛火箭筒)并列装部队,至今仍在服役。塔利防御公司负责在美国的特许生产。斯玛发射筒长760毫米,重7.54千克。装有战斗部和固体火箭发动机的弹筒接在发射筒的后部。处于待发状态时的重量为13.5千克,长1370毫米。20世纪90年代,塔利防御公司又研制了2种火箭弹:带有聚能装药前置战斗部的“随进攻击火箭弹”,用于摧毁混凝土和砖墙;新型高爆双用途火箭弹(HEDP),用于城市作战,可以从狭窄空间发射,采用了配重物平衡发射原理。还有一种用于城市作战的温压火箭弹,被称为“肩射多用途攻击武器/新颖炸高”(斯玛-NE),于 2003年6月在伊拉克战场上投入使用。
美国M72“劳”火箭筒
西方国家使用最广泛的一次性使用型轻型反坦克武器系统是美国的M72“劳”火箭筒。美国塔利公司和欧洲纳莫公司正在生产的是改进型产品。M72由铝质材料和玻璃钢制成的可抽拉的单发式一次性轻型发射管、机械式瞄准具和击发装置组成。尾翼稳定式火箭助推火箭弹直径为66毫米,使用聚能装药战斗部。使用时,将发射筒的尾部向后拉开,火箭筒的长度即由收缩时的775毫米伸长到980毫米。目前使用的M72A4、A5、A6型火箭筒重量为3.45千克,都使用单个聚能装药战斗部。M72A4的破甲能力为350毫米,破甲后效有限;M72A5的破甲能力为330毫米,但破甲后效较大;M72A6的破甲能力虽然减小到150毫米,但破甲后效更强。塔利公司还研制了带有温压战斗部的M72NE火箭筒,该火箭筒具有很强的爆轰效应,其引信不仅可以触发起爆,而且在对轻型墙体射击时可起到延时爆炸作用,M72HH则可以提供超过6秒钟的持续150℃以上的热效应,使热浪波及多个房间的每个角落。
塔利公司最近研制了斯玛-D(被美军称为M141掩体攻击弹药)一次性使用 火箭筒,配用高爆双用途火箭弹,重7.26千克,长813毫米。同时塔利公司还在研制可以在狭小空间内发射的斯玛-D(CS)火箭筒。
美军还使用了其他国家研制的AT4(M136)一次性火箭筒。AT4最初是由瑞典FFV公司(现在的萨伯·博福斯动力集团)研制的,由美国阿联特技术公司(ATK)进行特许生产。AT4火箭筒的84毫米聚能装药战斗部由“卡尔·古斯塔夫”破甲弹派生而来,在300多米的距离上的破甲厚度达420多毫米。发射筒长1000毫米,重6.7千克。瑞典萨伯·博福斯动力集团研制成功了莱玛(Lmaw)AT4火箭筒,该火箭筒采用了稍作改进的“卡尔·古斯塔夫”502高爆双用途火箭弹,使用延时引信时可以更好地打击建筑物、墙体和软目标;同时还具有触发模式,可以攻击装甲目标,破甲能力超过150毫米。莱玛重8千克。ATK则为美军研制了AT8火箭筒,它由高爆双用途战斗部、AT4发射筒和推进装置组成。20世纪90年代后期,萨伯·博福斯动力集团研制成功了可以从狭小空间发射的AT4-CS火箭筒,丹麦、法国和其他一些国家一直在使用。AT4-CS重7.5千克,长1040毫米,其战斗部的破甲能力为500多毫米。它使用液体式配重物平衡发射原理,可以从3×3×2.5米的狭窄空间内在仅距坚固障碍物一米处进行发射。
西班牙C90-CR(M3)和“阿尔高登-100”火箭筒
西班牙因斯特拉萨公司生产的C90-CR(M3)火箭筒口径为90毫米,发射火箭助推尾翼稳定式火箭弹,发射管由复合材料制成。该火箭筒使用1.8倍光学瞄准镜,另外还研制了VN38夜视瞄准镜。C90-CR配有5种战斗部,可以摧毁坦克、装甲车辆、掩体和人员等多种目标,由于它有后喷火焰,所以不能从封闭空间内发射。
因斯特拉萨公司还生产了“阿尔高登-100”火箭筒。火箭弹密封在发射筒里,火箭筒长1150毫米,重9.5千克,安装在火箭筒上的可重复使用的火控装置重4.5千克。其非同寻常的火控装置可以夹在弹药上,利用它可将火箭筒的有效射程提高到600米。火控装置放大倍数为3.5倍,并带有激光测距机。火箭筒配有三种类型的弹药:可摧毁爆炸反应装甲的串联战斗部;反坦克和人员杀伤战斗部,穿甲厚度为250毫米,对人员的有效杀伤半径为14米;反掩体战斗部,可摧毁300毫米厚的钢筋混凝土和1000毫米厚的沙袋。“阿尔高登-100”火箭筒具有极小的后坐力和发射征候,因此可以从封闭空间进行发射。
德国“铁拳3”火箭筒
德国诺贝尔炸药公司生产的“铁拳3”火箭筒是一种可以从狭小空间发射的反坦克武器系统,因为它带有后坐力吸收系统。可重复使用的发射装置与发射筒扣接在一起,火箭弹安装在火箭筒内,其口径(110毫米)大于火箭筒(60毫米)。为对付不同类型的目标,“铁拳3”火箭筒已逐步发展成为系列产品。制式火箭筒配用放大倍率为2.5倍的光学瞄准镜,有效射程为400米,使用一种被称为“射程倍增器”的改进型计算机化瞄准镜,可以打击距离远达600米的机动目标。“铁拳3”(采用单一聚能装药战斗部)、“铁拳3-T”(采用双聚能装药战斗部)和“铁拳3-IT”(采用改进型双聚能装药战斗部)的破甲能力分别为800毫米、800毫米(有爆炸反应装甲防护)和900毫米(有爆炸反应装甲防护)。士兵在使用弹药时若选择不延伸战斗部前方的探杆,就可将弹药作为高爆战斗部使用,不过,专用的反掩体“铁拳”一直在研制中,它是在前置聚能装药和“随进攻击火箭弹”的基础上研发的,使用制式发射装置。
根据“铁拳3”的作战使用经验,诺贝尔炸药公司又研制了3种轻型武器。“铁拳3LWD”(轻型一次性使用)火箭筒,配用90毫米口径的单一聚能装药战斗部,射程400米,使用“铁拳3”的轻型发射装置,同时还配有碎甲弹;“铁拳90”火箭筒的射程为500米,整个弹药密封在发射筒内;RGW60(无坐力投射武器)仅重5.30千克,长850毫米,它发射60毫米弹径、重1.2千克的火箭弹,射程为200米。该武器是为特殊作战部队(军队和警察)研制的,它有四种类型的战斗部:破甲战斗部;半球型聚能装药多功能战斗部;用于在砖块和水泥砖石结构上打开缺口的碎甲战斗部;在不使用爆炸装药的情况下打开房门的橡胶战斗部。
20世纪90年代后期,瑞士拉格公司为“铁拳3”研制了“迈普”(Mep)战斗部。这种模块化爆破穿甲弹完全取代了制式聚能装药。“迈普”弹径为40毫米,由重金属制成,是低速飞行穿甲弹,表面经过特殊处理。战斗部重2千克,其中炸药重150克。战斗部的研制工作以仿真研究为基础,仿真环境为与实体建筑物具有相同强度和压力的混凝土墙,“弹头”经过精确的成型处理,可以穿过250毫米双层钢筋混凝土墙,并正好在墙体的另一面由动力引信引爆,这种特性是前所未有的。“迈普”还可以穿透12.5毫米的轧质装甲、50毫米的铝板、500毫米的砖墙和1.2米的沙袋。拉格公司还研制了配用于AT4和RPG7火箭筒的战斗部。“迈普”最突出的优点是可以灵巧地穿透墙体但不会引起射手一侧墙体的大爆炸。
以色列“墙体破坏者”和“希庞”火箭筒
拉斐尔公司还研制了专门用于突破墙体的“墙体破坏者”。该火箭筒特别适用于城市作战,它发射一种采用“戴维斯”原理、无后喷火焰、尾翼稳定、带有钝感爆炸成型环形战斗部的火箭弹,它可以在3层厚的砖墙上打开如人体大小的缺口。可以安全地从距目标15米处进行发射,有效射程为50米。
继B300火箭筒之后,以色列军事工业公司研制了100毫米口径的“希庞”(Shipon)火箭筒,射程为550~600米。它使用了斯玛火箭筒的推进装置,配用2种战斗部:反坦克/反野战工事的串联战斗部,破甲能力为800毫米;反野战工事/人员杀伤战斗部,可在建筑物内引爆。武器系统带有可重复使用的先进自动化火控系统,配用激光测距机和多种传感器,可以对机动目标实施精确打击。“希庞”火箭筒长1050毫米,重9千克。由于“希庞”火箭筒不能从封闭空间进行发射,所以,以色列军事工业公司又研制了“希庞-UT”火箭筒,它有两种型号:一种配用反装甲战斗部,射程为600米;另一种配用多功能战斗部,射程为300米。它们的额定待发重量分别为11.5千克和9千克。“希庞”火箭筒使用了改进型气密“戴维斯”系统(气体可以留在密封的发射筒内),可以从狭小空间发射。
俄罗斯RPG-18系列火箭筒
前苏联的国家兵工厂研制了RPG-18火箭筒,它基本上是美国M72的复制品,改进型号为RPG-22N,后继改型产品为RPG-26,由巴扎尔特国家生产联合体进行生产,之后,RPG-26又改进成更为有效的RPG-27,配用RPG-29V串联战斗部。安装温压战斗部的RPG-27火箭筒被称为RShG-1,它带有一个小型穿甲战斗部,用于穿透建筑物,之后,重达2.3千克的主温压战斗部在建筑物内起爆。这几种战斗部都不能从狭小空间内发射。捷克斯洛伐克泽维特(Zeveta)集团出售的RPG-75火箭筒是一种可伸缩的轻型火箭筒(3.2千克),使用68毫米破甲弹,在300米最大射程上的破甲能力为300毫米。
是火箭筒还是导弹?
为了满足灵活性方面的要求,许多国家的陆军都希望增强单兵的反坦克能力,因此他们在考虑采用与以往武器相比有重大突破的新型武器系统,在保留便携性和“打了就不用管”的特性的同时,新型武器系统采用迄今为止只有某些反坦克导弹专用的顶部攻击技术。例如洛克希德·马丁公司为满足海军陆战队对近程突击武器的需求研制了“掠夺者”反坦克导弹。它是一次性使用的武器系统,基于模块化的设计原理,可以装配成对付不同目标的型号。发射筒长890毫米,内装一枚导弹,可以从封闭空间内发射。武器系统重9.7千克,射程600米。导弹由惯性导航系统制导到目标。反装甲“掠夺者”配用聚能装药战斗部,可垂直地导向地面。发射装置包括一个磁传感器,该传感器一旦探测到导弹飞越过的地面目标,就激活安装在导弹前部的光学传感器,光学传感器确定坦克的前沿和后缘之后,即在炮塔上方精确触发导弹。首批武器已于2003年秋季交付使用,反掩体型导弹预计2005年研制完成。
在欧洲,英国陆军选择了萨伯·博福斯动力公司生产的MBT-LAW作为下一代轻型反坦克武器。它也是一种攻顶式武器系统,射程为600米。射手在发射导弹之前,必须激活系统并跟踪目标2~3秒的时间,以便导弹记住其飞行路径。导弹一经发射,由机载计算机控制其飞行到目标上方,此时由传感器引爆向下发射的聚能装药,这种技术是直接从“比尔2”导弹引进的。MBT-LAW也可以不使用掠飞攻顶方式,而采用直接攻击方式打击非装甲车辆和掩体。MBT-LAW导弹重11.6千克,其战斗部是由拉格公司研制和生产的,是一种动力补偿型战斗部。它的生产工艺非常特殊,以确保战斗部只能在装甲上打出一个圆孔,尽管它还在作水平飞行。如果不采用这种特殊设计,战斗部就可能在装甲表面打出一个“锁眼”而浪费其穿甲能力。
像“掠夺者”和 MBT-LAW导弹这样的一次性使用、“打了就不用管”的便携式武器系统将会取代现役 火箭筒,并采用与火箭筒一样的使用方法,在未来的几年里,填补轻型单兵系统和重型高价导弹之间的空白。人们可能会争论,它们是不是制导武器,从严格意义上讲,它们不是制导武器,因为射弹只是按照预定的路径飞行。如果坦克在行进中突然停止或掉转方向,那么射弹就不会命中目标。
为什么枪和子弹不设置成单乒火炮那样无后坐力?
不知道哪种单兵火炮,几乎所有的火炮都是需要炮组的。
估计楼主的意思,是指无后坐力炮和火箭筒、枪榴弹发射器这些可以单兵操纵的爆破型武器。
事实上,无后座力不仅仅以上几种,还有一种美军设计的105榴弹炮,也有降后座力效果。
下面剖析这几种后坐力较小或者无后座力的火炮
1 无后坐力炮-----其原理是通过向后喷射火药气体或者特制弹丸,与前方的后坐力对消。可想而知,无后坐力炮需要更多的发射药,因为需要双份的发射药。
无后坐力炮现在已经趋于被淘汰,因为炮弹更大更沉重,而且无后坐力炮也是身管火炮,需要成本昂贵的身管。现在已经被枪榴弹发射器和火箭炮取代。
2 火箭炮------火箭炮其实不是炮,因为炮是身管武器,而火箭炮的炮筒仅仅提供一个发射轨道,一切动力都来自于火箭本身。
3 枪榴弹发射器-----事实上,枪榴弹发射器不是无后座力,只是相对于发射的枪榴弹爆破能力而言,其后坐力不过相当于普通步枪的一次射击而已,过于微小以至于可以忽略。据我所知,除了极少数全自动枪榴弹发射器,大多枪榴弹发射器没有无后座力、降后坐力设计。而全自动枪榴弹发射器不是单兵使用的,需要一个小组的士兵来操作。
4 美军105野战榴弹炮-------这种榴弹炮使用电作为动力,在炮弹出膛的时候,操纵配重反方向运动从而抵消后坐力,可以做到无后座力发射。可惜因为美军逐渐淘汰105口径火炮,所以这种火炮未能列装。而美军主要装备的155火炮,因后坐力过于巨大,无后座力设计难度过高而未有相关设计。
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下面,就可以知道,为什么步枪很少无后座力设计了。
不错,是很少而非没有,俄罗斯设计的AN94就是一款拥有无后座力设计的低后坐力步枪,只是因为结构过于复杂,成本昂贵,所以未能普及。
AN94的无后座力设计不同于我上面谈到的火箭炮和无后坐力炮,而是类似于美军105榴弹炮的降后座力设计,通过一个配重,该配重以电池为动力在后坐力产生时进行反作用,从而部分抵消后坐力。
其缺点可想而知,需要在步枪上配置电池,还需要配重,成本上升、结构趋于复杂,不利于维护。
因为步枪的射击方式不同,不能采取无后坐力炮的设计,即通过向后喷气抵消后坐力。因为向后喷射的高温气体很容易烫伤士兵,而且后喷无后座力设计的步枪子弹必然比现有步枪子弹沉重、庞大,不利于携带、补给。
而用火箭筒的方式来抵消后坐力更不可行,因为自动力的火箭弹丸也有后喷气流,也可能烫伤士兵,而自动力火箭弹的重量、体积更大,成本更高。
所以能够选择的,仅仅是类似AN94的配重式抵消后坐力的方法。
同样原因说了,因为结构复杂,成本昂贵,保养复杂而没有得到普及。