远程榴弹炮能打多远(远程榴弹发射器)
从十公里到五十公里，浅谈能“飞起来”的远程榴弹
自从二战以来，榴弹的的射程越来越远，比如二战期间苏联著名的152毫米ML-20型榴弹炮最大射程只有17.2公里，可现如今一些同口径远程榴弹的射程已经高达四五十公里，并且还不断以一定的速度持续增长，综合来看榴弹增程技术途径主要有三点：通过改变炮弹外形和飞行姿态减少阻力进而增加射程；通过增加能量进而提高射程（比如火箭助推）；利用各种各样手段的复合增程技术等，下面我就细细带大家一探远程榴弹的秘密，看看这些增程榴弹是如何“飞”起来的。
▲提起远程弹药，前几年处在风头上的朱姆沃尔特155毫米舰炮在发射火箭增程炮弹时射程最高可达160公里
说起榴弹最大的变化，那应该就是外观了。二战期间榴弹长度和直径之比大概为4.5，到了如今这一数值已经高达6。因为榴弹要想打的更远，减少阻力是重中之重，也是前提。一般炮弹阻力占比最大的就是波阻和底阻，适当的增加弹体长度和弹头在弹体中的长度比例就可以有效的减少波阻，至于底阻则可以通过改变尾锥长度和船尾角的参数来实现减阻。发展到如今远程榴弹已经老式的圆柱榴弹完全不一样了，底凹榴弹、底阻远程榴弹、增程榴弹等更是引领了这个百年弹种的发展之路。
底凹榴弹
▲底凹榴弹分为浅底（深度在0.2到0.4倍弹径）和深底（深度在0.9到1倍弹径），底凹的最佳深度应该在0.5倍弹径左右
底凹弹的起源可以追溯到上世纪60年代，如今已经快取代了传统的平底榴弹，这种榴弹最大的特征就是底部有一个圆柱形的凹坑窝，一般的底凹和弹体为一体，但有些榴弹的底凹可以和弹体螺接在一起。在炮弹亚音速飞或者是跨音速飞行的阶段，底凹可以有效地降低弹底低压涡流，一些真空区会被空气有效的填充，可以大幅减少底阻。此外因为弹底前移，炮弹的质心也随之前移，可以有效的减少炮弹飞行过程中的翻转力矩，同时长度也有了一定的增加，引导部的长度也随着增加，炮弹在炮膛内运动的正确性提高，这些都有利于榴弹的飞行稳定性和外弹道性能。还有一点就是炮弹的弹带设置在弹体和底凹的隔板上（可以参考上图浅凹弹的弹带和隔板在同一位置），这样就可以大幅增加弹体强度，可以适当的减少弹体内壁来增加装药量。
▲瑞典FH-77BW“弓箭手”自行榴弹炮装填155毫米增程榴弹时可以很明显的在其尾部看到一个凹坑
当然任何一种事物都是具有两面性的，前面也说了底凹榴弹主要是在亚音速和跨音速这段时间内发挥作用的，虽然在超音速飞行阶段也有一定的作用，但是并不是很明显（超音速阶段底凹的深度几乎和阻力没有多大关系），此外在炮弹出膛的瞬间底凹的压力会大幅提升，所以底凹的材料选择，厚度制定都是需要着重考虑的。
底阻远程榴弹
▲底阻远程榴弹，形状类似于枣核，所以又被称之为枣核形榴弹，上图为加拿大155毫米全口径枣核弹，外形最大的特点就是弹体周围的四片定心部
枣核弹为了追求极端的外形，取消了弹体的圆柱部，整个弹体由4.8倍口径长度的弧形弹头部和1.4倍口径长度的船型弹尾部组成，在弹体中部弧形上面安装了4片定心部，这样一来就可以解决全口径枣核弹发射时的定心问题，该弹弹头部分高达整弹长度的4/5，在已知的所有弹种中枣核弹的阻力系数最小，一般的枣核弹还会配合底凹设计，可大幅减少飞行阻力，此外还有一种次口径枣核弹，炮口初速和射速都有一定的提高。不过该弹的缺点同样明显，那就是极端追求外形布局导致了其飞行稳定性极差，因为多出了四块定心部，所以该弹的结构复杂度较高，在加工和装配的过程也会增加一定的难度。
增程榴弹炮弹在飞行的过程中弹尾容易形成低压区，造成较大的底部阻力，一般的圆形榴弹底部阻力占总阻力的30%左右，枣核弹这一数值更是高达50%左右，那么如果在榴弹的尾部排放火药燃气就可以提高底部压强，减少阻力，阻力减少了，射程也就自然而然的提高了，于是就有了底排减阻增程榴弹。虽然和火箭有些类似都是往尾部排气，但是两者有着本质的区别，火箭排气是想增加弹体的动能，而底排弹则是将热量排放到后部的低压区从而减少阻力达到增加射程的目的，虽然两者的结果有些类似，但是作用过程完全不同。
▲上图为复合药剂底排装置，这种结构一般是通过钢接螺和弹体连接起来，排药柱被轴向固定，药柱可以按照预先设定的燃烧面按一定的速度和比例排放燃气，这种药剂一般密度较小，燃速较低，药柱多采用中空花瓣的设计，所以必须安装一个独立的点火装置，发射时被发射药的高温高压气体引燃，在炮弹飞出炮口后也不会因为突然的卸压而抽灭，从而保证了底排药柱被安全可靠的点燃，挡药板采用中孔结构，可以提供复合药剂燃烧所需的高压环境，而且中心孔结构可在底部产生旋涡气流利于增加压强。下图为烟火药剂底排装置，这种装置的药剂密度大，燃速高，所以极易被点燃，不需要独立的点火装置，采用实心药柱，挡药板多采用多孔结构，烟火药剂燃烧不需要高压环境，多孔结构的排气孔面积占比较大，可以提供较大的通气面积
底排榴弹全都是旋转稳定弹药，多以圆形弹和枣核弹为主，一般是在原来的底凹内直接加底排装置，而且炮弹飞行速度高于2.5马赫。既然底排弹是用来减少底部阻力的，那么有个前提就是弹体外形的阻力必须要足够小，在外形优化和底排减阻双重优化下减阻的综合效率甚至能高达30%。这其中底排药剂的性能起着至关重要的作用，同时还得严格控制排量和时间，整个底排过程不宜太长，一般占整个炮弹飞行时间的1/4，船尾角度控制在2到3度之间，大幅增加弹体结构强度的同时还能提高炮弹的飞行稳定性。但是底排弹有个不小的缺点就是底排药柱的燃烧情况会根据大气环境不停变化，这些微小的变化足以影响数十公里外榴弹的散布精度。
▲155毫米的底排榴弹，该弹外形为全口径枣核弹，也就是全口径底阻远程榴弹，注意其表面的4块凸起的定心
底排增程榴弹再往后发展就成为了复合增程榴弹，这种弹药融合了底排减阻和火箭增程两种不同的技术，一般来说复合增程榴弹都是先底排减阻后火箭增程的工作模式，因为在炮弹飞出炮口不久这一阶段空气密度最大，炮弹所受到的阻力也是最大，而且该时段底排减阻效率最高。因为阻力大，火箭要是在该时段工作效率就比较低，速度损失较大。等炮弹飞行到空气密度较小的阶段时，所受到的阻力也就较小，火箭部分开始工作后速度损失较小，工作效率也就变高，增程效果也就很明显，此外火箭药是高速燃烧的，在炮口阶段就开始工作时受到的炮口扰动较大，这就会影响到炮弹的散布精度，此外火箭药燃烧猛烈度和速度都极高，同时燃烧可能会导致底排药终止燃烧甚至遭到破坏脱落。
▲上图为并列式的复合增程榴弹，底排装置和火箭装置并列在弹体尾部，这种结构也是最简单的，只能先底排减阻后火箭增程，不能实现同步工作；此外还有一种就是前后分置式的复合增程榴弹，就是火箭装置在弹头弧形处，底排装置在弹尾，可实现底排减阻和火箭增程的同步工作，但是结构复杂且点火序列不容易设计；最后还有一种串列式的复合增程榴弹，就是以火箭装置在前底排装置在后的方式串联在弹体尾部，这种结构可以实现底排减阻和火箭增程的同步工作，但是占据的内部空间较大影响了装药量，导致炮弹本身威力不足，比如下图南非的155毫米复合增程榴弹，装药量明显不足
在底排装置方面一般采用不用独立点火装置的烟火药剂底排装置，这样做可以为火箭装置的喷嘴留出位置，毕竟炮弹空间有限，不能因为射程而减少威力。火箭装置在不工作的情况下必须封闭喷管排气通道，而且点火时弹体一般飞行在高空，点火方式采用火药延期点传火：即炮弹发射时的高温高压气体直接点燃火箭药延期体；或者是发射时的环境力击发火帽从而间接点燃火箭药延期体。
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