1.火炮及弹药发展现状
自20世纪70年代至今，坦克技术取得了前所未有的飞速发展，一批新型主战坦克相继问世，如苏联T-72、T-80，德国“豹”2，美国M1，日本74式、90式，英国“挑战者”，以色列“梅卡瓦”等。坦克发展到第三代，坦克炮发展到一个新的水平，主战坦克火炮的口径普遍增至120～125mm，身管上大多装备热护套，有的配备了自动装弹机，发射的主要弹种是尾翼稳定脱壳穿甲弹，最新式坦克上装备的主炮包括德国RH-120坦克炮、法国120mm滑膛炮、俄罗斯125mm滑膛炮和意大利120mm滑膛炮等。
现代坦克炮炮口初速均大于1 700m/s，普遍取消了炮口制退器，原因是炮口制退器易在发射过程中引起炮口振动，影响射击精度，特别是对尾翼稳定脱壳穿甲弹影响更大。同时由于冲击波的作用在坦克前沿阵地会产生很大的烟幕，从而影响射击瞄准的视界与射击精度。火炮身管普遍采用了新工艺，电渣重熔或真空冶炼技术以及自紧和镀铬等方法的应用提高了身管的实用强度和寿命，减小了身管质量。如德国Rh-120式120mm滑膛坦克炮的身管为自紧身管，由铬、钼、镍电渣重熔钢制成，英国L1式120mm线腔坦克炮、意大利120mm滑腔坦克炮也均用电渣重熔钢制成。现代坦克炮身管的制造技术和工艺已达到十分先进的程度，腔内压力由300MPa提高到500MPa左右，有的甚至达到700MPa。配用弹种较多，可以发射脱壳穿甲弹、尾翼稳定脱壳穿甲弹、碎甲弹、破甲弹、杀爆弹、多用途弹等多种炮弹。俄罗斯在发展坦克炮时，始终坚持既能发射普通炮弹，又能发射反坦克导弹，从而使坦克炮在反坦克作战中发挥更大的作用。目前美国、法国、以色列等国家均研制了坦克用炮射导弹。
2.坦克炮构造
坦克用火炮主要由炮身、热护套、炮闩、摇架、反后坐装置、抛壳机、高低机、高低水准器等组成，如图5-2所示。
图5-2 坦克炮构造
1）炮身
炮身的主要功能为在火药气体的作用下赋予弹丸一定的运动速度和飞行方向。其主要由身管、抽气装置、炮尾和连接筒等组成，如图5-3所示。
图5-3 炮身
身管采用高强度专用炮钢、自紧工艺、内膛镀铬等方法制作而成，其寿命达到500发以上。身管分为药室和直膛部分，药室用于装填炮弹，直膛用于赋予弹丸速度与方向。身管炮口上刻有十字线用于校正瞄准零线。身管后部的圆柱部装在摇架内，射击时这部分可以沿着摇架内衬瓦滑动。在装入炮尾内的身管后端凸缘、炮尾和连接筒三者之间安装的平键用于防止身管前后移动和左右转动，该键用螺钉固定，以防其从键槽中脱出。
抽气装置位于身管中前部，由身管单排8个前倾式喷气孔、钢制储气孔和固定零件等组成。其作用是抽出火炮发射时残留在身管内的部分火炮气体，降低火炮开闩时进入车内的火药气体，以减少有害气体对乘员的危害和避免炮尾焰的产生；同时迅速扩散炮口前火药气体，以免影响乘员对战场的观察。如图5-4所示，当火炮发射的弹丸经过喷气孔时，部分高压气体经斜孔进入储气筒，使储气筒内气压升高；当弹丸飞出炮口后，炮膛内压力急速下降，这时储气筒内高压火药气便由8个喷孔向外冲出，并在喷孔出口的后方形成低压区，将炮膛内残存的部分发射气体引射出炮膛外。
图5-4 抽气装置工作原理
炮尾用于安装炮闩各零件、固定半自动装置、连接身管、反后坐装置、制退杆和复进杆及冲爪、吊杆座等。炮尾上的闩体室供闩体开、关闩移动。吊杆座用于行军时使用吊杆和插销来固定火炮。焊在炮尾下右前角的冲爪用于推动后坐指示器游标来指示火炮的后坐距离。检查座用于校正水准器时，放置水准仪。此外，炮尾上还有安装制退杆、复进杆的两个孔及射击时防止炮身转动的导向板槽等。
连接筒用于在身管装入炮尾后，用连接筒的外螺纹拧入炮尾而将身管轴向固定。同时使用驻板卡在螺纹末端齿槽内防止射击时炮身转动。
2）热护套
热护套可减小发射弹丸时，由于阳光照射、雨雪、风吹等外界影响因素在身管上产生的热量分布不均匀所引起的身管弯曲变形，提高火炮发射时的命中率。其结构如图5-5所示。热护套内由有非金属隔热层的双层铝板、卡紧槽、钢带、螺栓等组成。防护效率约为60%。早期的一种威克斯刚性隔热护套采用的是在两层金属之间加装石棉、玻璃纤维等隔热材料的结构。国外采用塑料或者金属绝缘材料制造热护套。俄罗斯T-95 主战坦克采用的是多层轻质合金气隙式隔热护套。
图5-5 热护套
3）炮闩
炮闩用于火炮发射时闭锁炮膛、击发弹药底火并在发射后抽出药筒。炮闩由闭锁装置、击发装置、发射装置、保险装置、复拨器、半自动开关闩装置、抽筒装置和装弹盘总成等部分组成。
闭锁装置用于在发射时闭锁炮膛，由闩体、开闩柄、曲臂轴、曲臂和闩体挡杆等组成。
击发装置用于击发弹药底火，由击针、击针弹簧、击针盖、拨动子、拨动子轴、驻栓、杠杆、顶铁、炮尾触点等组成；同时，还装有电动、手动发射的转换闭锁装置。
发射装置是用于实施发射的机构，由电动点火发射和机械发射两套机构组成。其中电动点火发射的同时，电再驱动机械发射装置进行补充发射。断电时则只能采用机械发射。
保险装置用于防止闩体未关闩到位的过早击发或击针自行击发，它由保险机驻栓、驻栓弹簧和保险筒、保险杠杆、杠杆轴、杠杆弹簧、弹簧筒等组成。
复拨器用于在击发不发火时，不打开炮闩而将击针拨回到待击发状态。由复拨器、复拨器轴、拨动子等组成。
半自动开关闩装置是借助装在摇架上卡锁的作用，实现装弹后自动关闩和发射后自动开闩。它由冲杆、传动头、传动块、套筒弹簧、关闩压筒、关闩卡板等组成。
抽筒装置用于发射后将药筒抽出，并使闩体呈开闩状态，由各两个抽筒子、抽筒子轴、抽筒子压簧、挂壁和放闩装置组成。
装弹盘总成用于防止装弹时弹丸和药筒从闩体凹槽上滑下或者撞击身管端面及下筒子爪。
4）摇架
摇架用来固定和组装炮身、反后坐装置等构件，为炮身后坐与复进提供运动方向，用火炮耳轴配合炮控系统中部件或高低机赋予火炮高低射角，以及经火炮耳轴将火炮装在炮塔上。摇架通常为筒形铸件，结构如图5-6所示。其左侧焊有瞄准镜支架，并固定有与高低机齿轮相啮合的齿弧。该齿弧下方另有一齿弧与装填角引导装置齿轮啮合。摇架下一突起部位上的两孔，用于固定制退杆和复进杆。突起部位上焊接的支架，用于安装稳定器、动力油缸和活塞杆。摇架右侧焊有并列机枪支架，摇架上部纵槽内安装的防转件，用于防止炮身运动时可能发生的旋转；摇架前部两侧的耳轴室，在插入装有滚针轴承的耳轴后，再用螺栓固定在火炮支架上。此外，摇架上还有固定防盾和防危板的座孔等。
5）反后坐装置
反后坐装置用来消耗火炮发射时大部分后坐动能，后坐结束后再使火炮平稳回复到原位。反后坐装置由制退机与复进机组成，制退筒和复进筒固定在摇架下方反后坐装置连接座内，制退杆和复进杆固定在炮尾下方。
如图5-7所示，制退机由制退机筒、制退杆、节制杆、紧塞器及调节装置等组成。制退机筒固定在摇架右侧，其前端装有调节器，后端装有紧塞器，机内装有火炮制退液。制退杆为一空心杆，前端是有6个斜孔的活塞，活塞内
图5-6 摇架
经螺纹装有节制环，后端用螺母固定在炮尾上，杆内壁加工有两条浅、两条深的导液沟槽。节制杆装在制退杆内，是一个变直径的金属杆，前端固定在制退筒端盖上，后端装有8个斜孔的调速筒，筒后部还装有壁制退杆，内径略小，能前后移动活瓣。
图5-7 制退机
火炮后坐时，制退杆随炮身向后移动。筒内大部分液体经活塞斜孔、节制孔流到制退筒前部，小部分液体经节制杆和制退杆间隙、调速筒斜孔、活瓣，充满制退杆后腔。后坐动能大部分消耗在液体流经间隙所产生的阻力上。变直径的节制杆主要用于调节后坐过程中的过流阻力大小。复进时，制退杆随炮身向前运动，制退杆后腔液体只能经制退杆上4条导液坡槽流回前腔，因此产生阻力，减缓了复进速度，使炮尾不致以高速撞击摇架。(www.zuozong.com)
如图5-8所示，复进机由外筒、内筒、复进杆和密封装置等组成。它可使火炮后坐部分在火炮任何仰角位置都能保持在安装位置上。外筒固定在摇架连接座的左侧，复进机内充有高压氮气。内筒中装有一定量的制退液，前后端均拧在焊在外筒的前后盖上，内筒上还加工有流液孔。复进杆前端有活塞，后端固定在炮尾上。
图5-8 复进机
在火炮后坐时，复进杆随炮身向后运动，内筒液体经流液孔流入外筒并压缩外筒内氮气，使其压力升高而储备复进能量。后坐终止时，外筒气体膨胀又将外筒中液体经流液孔压回内筒。同时，推动活塞向前，使复进筒带动火炮后坐部分回到最前端的安装位置。
6）高低机
高低机的作用为赋予火炮和并列机枪一定范围的高低射角。其被固定在火炮左支架上。它由减速装置、保险离合器、解脱装置等部分组成。其结构如图5-9所示。减速装置由转轮、蜗轮、蜗杆、蜗杆轴、高低齿轮轴及高低齿弧等组成。蜗杆用键固定在蜗杆轴上。蜗轮通过保险离合器与高低齿轮轴连接在一起。高低齿轮与固定在摇架上的高低齿弧相啮合。保险离合器由离合器、中间离合器、齿端离合器、蝶形弹簧、压紧套筒和螺帽组成。在火炮解脱固定状态，由于坦克运动而使火炮剧烈振动时，冲击力矩经高低齿弧传到高低齿轮轴上。当该力矩值超过保险离合器安装力矩时，离合器、中间离合器与高低齿轮轴之间将产生相对滑动，达到保护机件的目的。解脱装置由偏心套筒和转换开关握把组成，在手动瞄准转换为用稳定器瞄准时，使蜗杆和蜗轮分离。偏心套筒的偏心孔内装有蜗杆和蜗轮轴，后端装有转换开关握把。当手控瞄准时，转换开关握把在斜下方位置，转动转轮，动力经蜗杆、蜗轮、保险离合器传到高低齿轮轴、高低齿弧，使火炮绕耳轴俯仰；当使用火控瞄准时，转换开关握把在水平位置。偏心套筒使蜗杆、蜗轮分离。
图5-9 高低机结构
此外，坦克火炮还包括保护乘员的防危板以及其上面安装的关闩装置、后坐指示器等。
3.机枪
除火炮外，坦克上还配有有效射程为1 000m的并列机枪（图5-10）以及有效射程为1 600m高平两用的高射机枪（图5-11）。
图5-10 7.62mm并列机枪
图5-11 12.7mm高射机枪
4.弹药种类及选择
坦克用炮弹是坦克武器系统的重要组成部分。现代主战坦克火炮常用的弹种有穿甲弹、破甲弹、杀伤爆破榴弹或兼有破甲、杀伤功能的多用途弹；若按装填方式划分，又分为定装式弹和分装式弹两种。可采用自动装弹机或人工方式装填。以下简要介绍一下穿甲弹和破甲弹。
1）穿甲弹
穿甲弹又称动能弹，它是一种依靠发射弹丸的动能来击穿装甲、破坏设备、杀伤人员的炮弹，也是现代主战坦克中配备数量最多的弹种。穿甲弹本身具备多种型号，以下仅介绍尾翼稳定脱壳穿甲弹。
尾翼稳定脱壳穿甲弹可根据坦克炮的结构分为滑膛炮使用的长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹，以及线膛炮使用的采用滑动弹带技术的尾翼稳定脱壳穿甲弹。
长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹具有长径比和断面比重大、飞行速度损失小、大着角不易跳弹、穿甲后效作用大、对付复合装甲效果最佳等特点。目前，该弹的长径比能达到（20～30）∶1，弹丸初速最大接近1 800m/s，弹芯一般采用钨、镍和铁等组成的钨合金材料制造，其密度约为17.6g/cm3。这种穿甲弹是目前公认的最有效的穿甲用炮弹，也是坦克配备的主要弹种。其中一种105mm火炮用穿甲弹芯，能在1 000m距离上穿透473mm厚的垂直均质装甲。如图5-12所示为某穿甲弹的弹丸，该弹长径比为24∶1，弹芯直径为25.1mm，材料为钨合金，质量为3.2kg。
图5-12 长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹
如图5-13所示，该尾翼稳定脱壳穿甲弹由线膛炮发射。其主要特点是弹带由内、外弹带组成。内弹带用聚丙烯加工、压入并粘在弹托上，外弹带用尼龙制成并套在内弹带上，用手可使二者产生相对转动。发射时外弹带嵌入火炮膛线内高速旋转，并以内、外弹带之间产生的摩擦力带动弹芯做低速转动，以保持其稳定飞行姿态。
尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托约占弹丸总质量的50%，普通炮弹该值仅为5%～15%。
图5-13 线膛炮发射的尾翼稳定脱壳穿甲弹
贫铀穿甲弹中采用的是由0.75%钛和从U235裂变后废料中提取的铀材料制成的贫铀合金。这种合金具有弹性模量小、韧性好、硬度高等特点，穿甲时不易断裂，弹芯密度达到18.6g/cm3，命中目标后可进行高温燃烧，比钨合金弹芯穿甲能力提高10%～20%；但其后效污染大，对乘员身体健康有影响。它在2 000m的距离上具有穿透700～800mm厚均质装甲的能力。美国在M1A1主战坦克上先后装备过三种贫铀穿甲弹。在第一次海湾战争中，该弹在穿透俄制T-72坦克主装甲或炮塔后，仍能破坏车内设备。目前正在研制相同距离条件下穿甲达到880～900mm的穿甲弹。
2）破甲弹
破甲弹又称聚能破甲弹或空心装药破甲弹。它是一种采用空心装药方式，以爆炸时产生的高温熔解金属药罩所产生的聚能金属射流进行穿甲的炮弹，也是目前主战坦克必备的弹种之一。
破甲弹的破甲厚度一般为火炮口径的5～8倍。破甲威力不受弹丸初速、有效射程变化、装甲材料的影响，命中角对穿甲能力也影响较小；但破甲后杀伤效果稍差，同时也容易被现代防护措施所干扰。
根据炸药爆炸的定向原理，在空心装药的条件下，由于炸药爆炸物均垂直于锥形表面迅速爆发，方向都指向锥孔轴线。同时，爆炸产生的高温将锥形装药表面的锥形金属药罩熔解，结果在锥孔轴线方向汇聚成一股高速、高温、高压的聚能金属射流，破甲的过程就是这股金属射流冲击装甲的过程。这股射流长几百毫米，直径几毫米，温度大约1 000℃，射流速度为6～8km/s，可在装甲表面产生几十至几百万大气压。金属药罩常选用铜、钨、钼、贫铀等材料。使用贫铀材料比铜材料药罩破甲直径可增加30%～40%。
破甲弹射流距装甲一定距离时，破甲穿孔有一个最佳值。因此现用破甲弹多为有定炸高性能的长杆头螺式破甲弹。另外，高速旋转弹丸产生的离心力会使聚能金属射流发生扭曲，断面积增大，甚至出现中空现象而使破甲威力降低。试验数据表明，当弹丸转速分别为30r/min、100r/min、300r/min时，破甲深度相当于弹丸不转时的100%、50%和30%。因此，当采用线膛炮发射破甲弹时需要采用滑动弹带结构。
图5-14所示为一种滑膛炮发射的破甲弹。其弹丸由弹头激发的弹底引信、风帽、药型罩、空心装药、闭气环和尾翼装置等组成。
图5-14 破甲弹
发射时，火药气将弹丸推出炮膛。命中目标时，引信作用后引爆炸药形成高速冲击波，药型罩熔化后形成金属射流射击装甲。
图5-15所示为另一种用线膛炮发射，兼有杀伤作用的破甲弹（又称多用途弹）。该弹体采用锻钢，闭气环采用塑料，尾翼及尾杆装置采用铝合金制造，长杆式头螺起定炸高作用，闭气环采用滑动弹带结构。
图5-15 线膛炮发射的破甲弹
鉴于目前主战坦克上采用屏蔽装甲来防御破甲弹的攻击，破甲弹已发展成多级式。俄罗斯T-90 主战坦克上使用的3BK37型破甲弹即三级串联式，用于对付“乔巴姆”或反应式装甲。
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