我军驱逐舰主炮齐射,炮弹就像喝醉了一样乱晃!这能有准头么?

2018-07-07 06:40

这是一张罕见的好图,我国的俄制现代级导弹驱逐舰130毫米主炮双管齐射,摄影师的拍摄瞬间抓的非常到位,可以清晰的看到两枚炮弹飞出炮口的情景。不过,将照片放大以后,发现这两枚弹丸的姿态有些不对劲,弹丸轴线的指向都不在一个平行线上,这说明炮弹在明显的晃动,仿佛喝醉了一样。

来源:科罗廖夫的军事客厅,IDkeluoliaofucn, 作者:科罗廖夫

有人问,这样的炮弹能有准头吗?



俄制的AK-130型舰炮是现代级导弹驱逐舰的主炮,最大射程30公里,炮塔重量35吨,火炮全重94吨,配备炮瞄雷达、红外和光学火控系统,具有极高的射击精度和高可靠性。该炮的射速高达每分钟70发,可以提供持续的猛烈火力,一门AK-130舰炮的火力就超过了一个18门炮的陆军炮兵营。


AK-130型舰炮的初速高达850米/秒,出膛后的炮弹会高速旋转。现代的远程火炮都是长身管的线膛炮,炮膛内刻有膛线,弹丸出膛以后,在膛线的作用下,炮弹会绕自身轴线高速旋转,能够克服翻转力矩,达到飞行稳定性。


图片:国产新130毫米单管舰炮的开火瞬间,仔细观察炮弹也不是笔直的按炮管轴线飞行。


按我们理解的陀螺稳定原理,炮弹在高速旋转的情况下,应该是十分稳定的,不应该有晃动。不过,刚出炮膛的炮弹,在各种阻力和力矩的作用下,都具有不稳定的章动运动,依靠弹丸的飞行稳定性,会很快逐渐衰减,达到稳定。 枪弹刚出膛时也是这样。


弹丸实际飞行时,它是必然会偏离理想外弹道的。由于炮弹出膛时的起始扰动,不论是尾翼弹还是自旋弹,弹丸轴线方向与速度方向并不重合。

火炮发射时,炮弹出膛有一个很大的起始扰动,此时弹丸轴线与炮弹速度方向并不重合时,由于这个攻角的存在,为什么没有迎面而来的相对速度很高的气流把炮弹吹了失稳或者翻掉发生?


这里就要说到弹丸的受力情况。由于攻角的存在,空气阻力既从速度方向施与了阻力,同时也在垂直于速度方向上为飞行的弹丸提供了升力。空气阻力作用点的位置,对于尾翼稳定弹而言,空气阻力作用点位于弹丸质心和弹尾之间;对于旋转稳定弹而言,空气阻力作用点位于弹丸质点和弹顶之间。


为了追求弹丸的飞行稳定性,我们当然是希望在外弹道中,不论是尾翼稳定弹的摆动,还是旋转稳定弹的进动和章动,都是一个运动的幅度逐渐收敛的过程,而不是发散的过程,这也是飞行稳定的必要条件。


图片展现了旋转稳定弹的进动与章动的收敛过程。


尾翼稳定弹由于空气阻力作用点在质心后面,空气阻力对质心形成的阻力矩是一个使攻角减小的力矩,它起到的是一种类似阻尼的作用,使弹丸摆动的幅度逐渐变小,保证了尾翼弹的静态俯仰平衡稳定。而旋转稳定弹由于其攻角是等于其章动角的,空气阻力作用点作用在弹丸前方时产生一个使攻角变大的力矩,我们都知道陀螺仪具有定轴稳定性,只要弹轴转速高于某个阈值,弹丸在章动和进动时将不会因翻转力矩而失稳的过程中达到弹轴的动力平衡轴,在飞行一段时间后进入动态平衡。


别看炮弹刚发射的时候,摇头晃脑,仿佛喝醉了一样,但在旋转力矩的作用下,会很快达到稳定状态,对于精度和准确度都没有影响。


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