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进入21世纪以后，世界火炮技术又有哪些新的技术问世？未来火炮研制的关键技术环节又有哪些？
带着这些问题本刊记者专门拜访了我国著名火炮设计专家马福球，马老是我刊的老朋友了，曾经多次接受我刊的采访，这次访谈中，马老为我们介绍了火炮研究的最新理念和技术，令我们大开眼界。
第一个问题：对于火炮来说，最重要的性能参数是什么？ 或者说，怎么样判断一门火炮的性能是否先进？
马福球（以下简称马）：现在很多国家研制的新炮，如果单从发射技术来说怎样判断它是不是真的有水平，首先要看的就是它的炮口动能有多少兆焦，炮口动能是一个综合参数，它与炮口初速和射程都有直接的关系。
现在榴弹炮的动能都在十几个兆焦、如果是新概念火炮，可能到几十个兆焦。
第二个问题：以前也有用炮口初速来衡量火炮指标的，与之相比炮口动能有什么优势？
马：动能与速度相比，多了一个炮弹重量的因素在里头。而通过炮弹的重量，就可以反映出火炮的口径，在同样的炮口初速下，122毫米口径和155毫米口径，炮口动能差的就远了。
所以，炮口动能能够更全面的反映出火炮的性能。如果说看火炮初速，还不如看它的着速，就是炮弹到达目标时的最终速度，这一点对于动能弹尤其重要。
第三个问题：那么提高炮口动能又有哪些措施呢？
马：这是一个大问题，因为炮口动能是一个综合参数，牵涉到方方面面的问题，我们现在所做的工作很大一部分都是围绕如何提高炮口动能展开的。
首先就是发射能源的问题，说到底火炮的工作原理是能量转化。
现在的火炮发射都是利用化学能，靠发射药燃烧以后产生的高温高压燃气，推动炮弹运动。所以要想提高炮口动能，就得先改善发射药的组分，提高其化学能。
但这种依靠化学能的发射方式，炮弹有一个极限速度，因为火药气体分子运动的速度是有限的，炮弹不可能超过这个速度，超过的话，气体分子赶不上它，就无法提供推力了，火药气体分子的速度到极限了，推力也就到极限了。
这就决定了炮口初速的极限，化学能源火炮都有一个极限速度，就好比飞机飞行时有音障一样，火炮弹道也有音障。所以传统能源下火炮初速不可能突破每秒3000米的速度。
坦克炮目前最快每秒1800米左右，榴弹炮现在最大初速每秒也只有1000米左右。
当然现在还不能说化学能源的潜力已经用尽了，还有很多技术在探讨，但探索新的发射能源是未来火炮发展的一个重要趋势。
第四个问题：刚才您讲到了传统发射技术下，火炮的速度无法突破极限，那么现在所谓的新概念火炮，像电磁炮，是否就是为了解决这个问题而提出来的？
马：你说得很对，新概念火炮就是为了解决化学能发射技术速度极限的问题。
像电磁炮，它发射靠的是电磁动力而不是传统火炮火药燃烧产生的化学能，它的炮口动能大大突破了常规发射技术的极限，现在坦克炮的炮口动能最多超不过20 兆焦，而电磁炮发射的炮弹炮口动能能达到30兆焦以上。
电磁炮的另外一个好处是射程容易调节。我们知道.常规火炮的射程是通过改变发射角和不同装药量来调节的，操作复杂，而且变化范围有限。而电磁炮只需要控制输入的能量就可以改变射程，操作起来很方便。
还有就是电磁炮发射时炮声极小，又不产生烟雾、所以隐蔽性很强。
第五个问题：目前电磁炮的发展情况怎么样，什么时候能够实现实用化？
马：电磁炮的研究从上世纪70年代就开始进行了，也取得了一些进展，但总的来说，发展的很慢，也面临很多困难，主要是解决能源的问题。
电磁炮发射消耗的能量是很大的。你又不可能随身带个发电厂如何实现电机的小型化就成为关键问题。而且电磁炮是需要重复作战的，需要持续的能源供给，不像发射卫星，一次性就解决了。
所以能源问题首先就制约了电磁炮的发展。就我估计的话，电磁炮要达到实用化，起码也要到这个世纪上半叶，也就是二十一世纪三四十年代。
第六个问题：您刚才说火炮发射药还没有到极限，还有潜力可挖，但是发展却很困难、那么难点在哪里？
马：发射药的研制有两个难点：一是要尽量减少对炮膛的烧蚀作用、以前用的发射药有单剂药、双剂药、三剂药之分，后来三剂药就不用了，因为对炮膛的烧蚀作用太厉害了，使身管寿命大大降低。
另外一个很重要的问题，发射药燃烧一定要稳定均匀，就是燃烧不要突然变化，燃烧温度能够控制，否则来个爆轰就完了，炮毁人亡。
第七个问题：炮管炸膛主要是由发射药燃烧不稳定引起的吗？
马：炸膛的话主要因素还不是发射药，现在90%的炸膛都是引信的问题，引信不稳定，提前引爆。还有就是炮管材料不合格。有时候也包括一些误操作。
第八个问题：对于榴弹炮来讲，它的装药是不是还存在一个分级的问题？
马：确实有速度分级的问题，不同的装药号对应不同的初速。另外，部队使用时，不同装药之间还需要有重叠量，比如，用小号装药的最大射程和大号装药的最小射程之间要有重叠量，便于指挥员指挥，即目标在某一范围之内时，既可以用小号装药，也可以用大号装药，而且跟当时的地形地貌有关。
另外，指挥员还有一种方式可选择，即多发同时弹着，可以用不同的装药号，不同的射角来打，达到多发同时弹着的目的。
第九个问题：目前很多国家都在发展模块化装药。能不能讲讲模块化装药的情况？
马：模块化装药是一个了不起的东西，它等于是把药包变成刚性的了，又叫刚性装药。发射药分成许多不同的小块，中间是传火通道，完了以后你就能够很方便地组合起来，将来就是那么一个药柱送到炮膛里面去了。
现在自动化装填的难点就在这里。怎么保证这一药柱子，几个药块的组合能够不走样，输弹的时候不会散了，不会脱落了，完整装在药室里头，还能够保持到原样，以便于点火。
采用模块化装药之后，可以使发射速度大大提高。所以，要发展自动装填，就离不开模块化的装药技术。
第十个问题：以上都是从发射能源来讲，那么，炮弹的发展又有那些趋势呢？
马：目前炮弹的发展很快，从某种意义上讲，现在炮弹的发展比火炮更重要、火炮变来变去就那个样子，无非就是增加口径和长度，但目前都很有限，但是炮弹还有很多潜力可挖，所以美国现在已经把炮弹从火炮中单列出来，作为未来重要的研究项目。
未来炮弹的发展，一方面就是怎样合理设计弹型，使它的飞行阻力最小，空气动力学也最好。
原来用的都是圆柱弹，后来又发展出底凹弹、底排弹、底喷弹等等，都是为了尽量提高它的炮口动能和射程。
另一方面，但作为火炮威力来说，既包括炮口动能，也包括毁伤效果。所以，炮弹要能实现不同的作战功能，像现在炮弹都带有预制破片，同样的炮弹，爆炸后产生的破片越多，威力就越大。
还有特种弹，比方说窒息弹，爆炸后大量消耗周围的氧气，使敌方人员窒息，这也是炮弹威力的体现。
第十一个问题：刚才您讲到了很多种弹型，它们各自有什么特点，能否详细讲讲？
马：弹丸最初的形状是圆柱型的，又称圆柱弹，圆柱弹的外形曲线可以分为三段：曲线段，圆柱段，船尾段。
圆柱段的一个好处就是，方便装填炸药和抛射物，为什么？容积最大呀！还有，圆柱弹装弹带和定心部也容易，所以飞行稳定。但是圆柱弹的缺点就是阻力大，因此，对飞行速度影响很大。
所以后来就发展出所谓的底凹弹，形状看上去就像两头尖的枣核，所以又叫枣核弹，为什么要做成这个形状，通俗讲，它的流线性最好，尽可能地减小空气阻力的影响。但枣核弹的一个主要问题是工艺上很难，飞行式的稳定性和精度不能保证。
这也是枣核弹现在不能大规模生产的一个重要原因。另外一个因素是，枣核弹在飞行中前后压力差很大，容易形成涡流。
所以有在底凹弹的基础上发展出底排弹。底排弹弹尾部有装药，火药气体向后排出增大炮弹后部的压力，就可减少前后压力差，进一步提高初速。
再后进一步就是底喷弹了，底喷弹也是在炮弹后部装药，喷射火药气体。底排装药很少，只有薄薄的一个药饼。但底喷弹火药气体发射与底排相比要猛烈得多，可以产生一个很强推力，推动弹丸前进，所以射程相对比底排弹要远一些。
底喷助推的主要缺点就是散布大，不同炮弹燃烧不容易一致，一发和一发之间的差别可能很大。
再高一层就是火箭助推，有专门火箭发动机，有个喷口，从理论上计算的比较合理，要比底排和底喷效果好，但是还不如圆柱弹精度好。
第十二个问题：未来火炮发展还有什么趋势？
马：另外就是提高火炮的机动能力，现代战争强调的是快速部署、灵活机动。
像现在的自行火炮，履带式的也好，轮式的也好，装在车上了，不需要牵引就可以自己到处跑了。这就是机动性的提高。
对于牵引炮来说，未来将会朝着轻量化的方向发展，采用新材料，复合材料，减轻重量。
像现在美国研制的M777型155毫米牵引炮，大量使用了铝合金跟钛合金，重量只有3吨半，只有一般155口径榴炮弹重量的一半，直升机就可以运输。
我们国家目前来说材料太单一、主要以钢铁材料为主，原来铝合金都很少用，更不用说钛合金了。现在实际上其他金属占得比重应该是越来越多。
还有现在的反后坐装置都是液压式的，那你能不能搞成电磁式的，效率提高重量还能减轻电磁式的反后坐装置就涉及到材料的问题。所以，新材料的运用对于未来火炮发展有着重要的意义。
第十三个问题：使用钛、铝合金都是为了减轻的火炮炮架的重量，那么未来有没有材料可以替代铸造炮管的炮钢？
马：现阶段还没有这个趋势，也没有这个必要。炮钢也不是随随便便什么材料能替换的。火炮用钢要有许多特殊要求，以前炮钢就是为火炮需要而专门研制的，所以相当长一段时期内被称为“钢中之王”。
它的特点是强度高、韧性高，成分中包含镍铝合金。采用很多特殊冶炼技术保证钢的纯度很高，然后经过热处理和淬火，产出的钢就耐高压，又有韧性。而炮架的重量要占到整个火炮重量的2/3，所以减轻重量主要是炮架的那一部分。
第十四个问题：火炮设计制造的时候，有许多细节的地方值得注意，这方面能不能介绍一下？
马：对，未来火炮的发展，除了采用新的工艺之外，现有工艺的很多细节也值得我们去挖掘。有时候，恰恰是一些细节决定着成败。我记得我们原来仿制的从苏联引进的火炮，炮口的弯曲度都在0.05左右，后来从西方引进火炮，人家的弯曲度只有0.01。
倒靶场打靶的时候，我们打出来的弹孔形状凑起来是一朵花，人家的形状以一个苹果。
开始还不知道，以为人家用了什么新技术，后来才知道人家都炮口弯曲度控制的很严，而我们按照原来苏联的教条，炮管是不允许校直的。恰恰就是这一细节造成了我们和人家之间的差距。
第十五个问题：炮管的弯曲度对火炮的精度都有什么样的影响呢？
马：火炮身管由于加工工艺因素和炮身自重会产生静弯曲，这样就使炮膛轴线成为一条曲线。
炮弹发射后，弹丸在膛内就开始作曲线运动，弹丸作用在弯曲管壁上的力，与发射时身管的自振，必然将加剧身管的振动。而身管振动就会影响火炮射击精度。另外身管弯曲还使得炮膛理论轴线与弹丸飞行方向之间产生偏差，这个偏差不仅表现为速度方向的偏差，还相应地影响着射程或立靶散布。
炮口部的弯曲，在弹丸飞离炮口的瞬间，将直接影响弹丸的飞行方向，也必然影响射击精度。除此而外，炮身受均匀热作用或者因为不均匀的热胀冷缩也容易产生热弯曲。