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子弹、炮弹、火箭弹是如何保证出膛后的稳定性的?

子弹和炮弹在热兵器诞生时,采用的是滑膛发射,这时候的子弹和炮弹发射的是都是球形弹丸,这种为球形就是一种稳定体,但是这种球形弹丸飞行阻力大,射程不远。为了发射尖头的圆柱形弹丸,人类发明了来复枪,这种枪管内有旋转的膛线,弹丸在枪管内在膛线的作用下旋转,在出膛后弹丸继续高速旋转,从而形成稳定飞行的姿态,这种旋转稳定原理跟我们玩的木陀螺一样,称为陀螺稳定性。

现在的枪械基本都是线膛发射,子弹都是通过旋转稳定的。炮弹的种类很多,有迫击炮、榴弹炮、加农炮还有坦克炮。不同的火炮发射不同的炮弹,炮弹的稳定方式也不同,大多数的火炮都采用线膛稳定,比如榴弹炮,线膛发射的炮弹外形比较简单,整体就是一个具有良好流线型的旋转轴对称结构。但是线膛炮有一个问题,就是身管内膛需要加工膛线,身管生产复杂,成本高。这些膛线也容易磨损,所以线膛武器的寿命相对滑膛要短。

有些火炮,比如迫击炮,通常都使用滑膛身管,炮弹出膛后弹体不旋转,为了飞行的稳定性,就需要在炮弹尾部加上尾翼,使弹丸飞行时保持稳定。这种火炮采用滑膛身管,一个是生产简单,第二是滑膛管的管壁可以比较薄,有利火炮减重,而且滑膛结构有利于炮口装填的方式。当然,也有采用线膛的迫击炮。

另一些火炮,比如坦克炮,大口径坦克炮大都采用滑膛炮,因为在破甲弹诞生后,高速旋转不利于射流的形成,所以出现了滑膛坦克炮。现代的坦克基本都是滑膛炮。滑膛坦克炮发射的榴弹、破甲弹、脱壳穿甲弹都采用尾翼稳定的方式。

火箭弹的稳定方式旋转和尾翼稳定两者皆有。著名的喀秋莎火箭炮就使用导轨发射,尾翼稳定的方式。火箭炮在后期的发展中基本采用定向管发射方式,我国的的107和130火箭炮,定向管为滑膛结构。通过涡轮火箭发动机的旋转稳定方式。现在大多数的火箭弹都采用尾翼进行稳定,但是对于一些长径比比较大的火箭弹,单靠尾翼稳定在飞行中依然会有较大的帐懂,影响射击精度。于是,火炮设计师在尾翼稳定的基础上增加了旋转,这种旋转与线膛发射的炮弹不同,旋转的速度较慢,属于低速旋转。这种旋转有很多种方式达到,比如在定向管加上螺旋的滑轨,或者通过尾翼的微小偏转产生旋转力矩,更有的还采用专门用于弹体旋转的火箭,称为起旋火箭,比如中国研制的WM80式273毫米火箭弹。低速旋转加尾翼稳定可以说是大部分火箭弹的稳定方式。

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