榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?

10 個回答
哨兵ZH
2019-05-13

跟使用的引信種類有關,如果是使用觸發引信(或者叫“碰炸引信”)的炮彈,當其尾部落地,導致引信沒有撞擊到地面或者撞到目標時,那麼炮彈確實會出現不爆炸的情況(炮彈爆炸只能由引信擊發,而不是說炮彈只要撞擊了目標就會炸的,因為軍規級炸藥都是鈍感炸藥,這玩意你就是用錘子砸、用火燒基本上都不會有事),根據題目意圖,這裡只討論觸發引信,時間引信之類的不與討論,首先,我們先來了解一下觸發引信的結構和工作原理(大概瞭解):
榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?▲某型觸發引信結構簡圖

上圖就是一個觸發引信的結構簡圖,此時引信處於保險狀態,撞針19和發火帽18(中間那塊紅紅的東西)之間是沒有直接接觸的,中間隔著一段距離,其中撞針外部是套著一個彈簧20的,這個彈簧的作用就是使撞針不會在重力的作用下落下來撞擊到火帽(也即是把撞針撐住),而火帽則是固定在一個叫做慣性體8的東西上,外面還有套筒7和保險爪17給擋著,這幾個東西的作用就是防止火帽向上運動撞到撞針,所以,此時引信是處於“上鎖”狀態,是不會被擊發的,只有當炮彈被髮射出去時,在巨大慣性的作用下,套筒被保險爪勾住,再與慣性體組成一個整體被彈簧6頂起,火帽接觸撞針,但是還沒被撞擊,此時,引信才是已經被解除保險,處於待擊發狀態(也叫“解除保險狀態”)!如下圖所示,左邊兩圖分別是引信的保險狀態和解除保險狀態,注意看慣性體、套筒等的位置(紅圈處):

榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?▲炮彈引信被擊發過程簡圖

也就是說,引信的解鎖是需要依靠炮彈發射時那極大慣性的,只有被解鎖後,撞針才有機會撞擊火帽,產生火花引燃下面的雷管,進一步引爆炮彈裡面的裝藥,那麼,撞針是如何撞擊火帽的呢?其實這裡根據撞針撞擊火帽的方法,又可以把觸發引信分為瞬時觸發引信和延時觸發引信,瞬時觸發就是一撞擊目標就爆炸,需要把引信前端的金屬保險蓋給取掉,引信一撞到目標,前端會陷進去,撞針底座就會壓著撞針撞擊火帽,引爆炮彈;而延時觸發則不需要去掉保險帽,當引信撞擊到目標的時候,撞針不運動,而是發火帽在後面慣性體(具有一定重量)、保險爪和套筒的慣性作用下向前運動與撞針碰撞,從而被引燃!如上圖右側所示,上為瞬時觸發,下為延時觸發,注意看紅圈處!

榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?因此,觸發引信的結構和大概工作原理就如上圖所示,炮彈確實只有在引信受到撞擊,且被成功擊發的時候才會爆炸,而不是依靠彈體的直接碰撞,也就是說,像題目中說到的那樣,如果炮彈尾部落地,那麼引信是不會被擊發的,因為沒有受到撞擊,裡面的撞針也就不會撞擊火帽,最後再順帶說一下,在什麼情況下才可能會出現炮彈尾部著地的情況,首先,我們都知道,在膛線的作用下,彈頭是會自旋的,自旋能給炮彈帶來彈道的穩定性,保證其射擊精度,也就是利用了陀螺穩定原理,而根據這個陀螺穩定原理我們可以知道,旋轉的速度越大,彈體的擺動角也就越小,同時其軸向穩定性也會越好,如果炮彈的彈道是一條理想的直線,那麼這個穩定性確實是越強越好,可惜,不管是槍械還是火炮,其彈道其實是一條拋物線,而既然是拋物線,那麼其軸向穩定性就不是越強越好的了,而是要有一個“限度”,為什麼?

榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?

▲彈頭穩定軸方向變化草圖

因為為了保證入射角度以及精度,彈頭自旋的穩定軸是必須跟著彈道切線方向變化而變化的,簡單來說就是:穩定軸的方向必須時刻平行於彈道的切線方向(或者直接理解成方向相同也行),如上圖所示,所以,為了保證彈頭不會進入一個“過穩定狀態”,其自旋速度就不能太大,這樣才能保證彈頭的自旋穩定軸會跟著彈道的變化而變化,從而保證彈頭的精度和入射角度,而這種彈頭自旋穩定軸方向能跟著彈道方向變化而變化的能力也被叫做彈頭的“追隨穩定性”,因此,一個合適是自旋速度,決定了彈頭是否具有追隨穩定性,如果彈頭的自旋速度太快、陀螺穩定性太好,那麼其穩定軸就不會跟著彈道的改變而改變,而是始終保持炮彈出膛時的方向,如下圖所示:

榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?

▲彈頭自旋速度過快時的彈道草圖

因此,題目中提到的“炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地”的情況,其實只有在炮彈自旋速度過快時才會出現的,而不是說大仰角發射就會出現這種情況,只要自旋速度正常,發射仰角的大小是不會影響炮彈入射角度的!

一颗小白杨188818128
2019-05-13

炮彈被擊發後,彈丸獲得動能在空中飛行。榴彈炮彈道比較彎曲,和加農炮不同。
榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?

陀螺效應會使得炮彈飛行狀態非常穩定,而不是使得炮彈向空中飛行,讓炮彈向天空飛去的是發射藥的作用,在炮膛裡,火藥氣體產生強大的氣壓,推動彈丸向前飛行,同時產生了後坐力。
榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?

炮彈飛行一段距離後,在地心引力的作用下,彈道開始下降,最終降落在地面上,但無論如何也不可能底部著地,都是頭部著地。
榴彈炮大仰角曲射時,炮彈因陀羅效應始終指向天空,落地時尾部先落地,引信無法擊發嗎?圖片是美軍炮兵部隊M777榴彈炮和炮彈。

中元居士
2019-05-12

如果彈丸自轉速度過快,就可能出現尾部先著地的情況。早期線膛槍時代就發現了這個問題,其留在靶子上的痕跡被稱為“鑰匙孔”—-想象一下彈丸橫著命中靶心就明白了。但是如果旋轉速度過低,彈丸就不穩定,容易翻滾。後來一個叫Alfred G greenhill發現最佳纏距公式,這個問題才得以徹底解決。

狼皮狗心
2019-05-14

炮彈因為初速高,頭部遭遇很大的空氣阻力、激波,尾部會處低壓區,會產生低頭力矩,迫使彈頭頭部和尾部圍繞質心偏轉,再加上上面大V所稱的縱軸擺動控制技術,彈頭指向會與彈道飛行軌跡相一致,最終頭部撞擊目標。還有個別極端情況,如高射炮一般都處於大仰角射擊,即使直上直下,彈頭都會在設定高度爆炸,不會再垂直落下尾部著地。

幸运老辣椒
2019-05-13

你說的情況是不可能發生的!原因嘛,你可以到中學物理課本里去找答案吧。

球海流浪
2019-05-12

事實上炮彈炸得很歡。攻角這個概念可以收索一下,會有收穫的

龙华老李
2019-05-12

你忘了空氣動力學了

瓶中的神魔
2019-05-12

你打算用89度的仰角拋物線砸自己嗎?

文心雕龙531
2019-05-14

樓主的觀點空氣表示不服

飞天鼠215574671
2019-05-12

我建議你重讀初中物理