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为什么火炮发射时人只能站在特定的位置上?

火炮把炮弹发射出去时,自身会产生一个后退动作。在没有发明制退机构的年代,一开炮,整个火炮就要向后退,直到摩擦力将这部分动量消耗完才停下。然后炮兵们就要重新把炮推回阵地进行瞄准,这样做既费时又费力。这种火炮发射的时候,火炮后面不能站人,否则会被猛烈后退的火炮撞个正着。为了改变这种局面,人们发明了制退机构。

一般来说,制退机构主要有两种。一种是炮口制退器。炮弹飞出炮口后,火药燃烧后产生的气体也随之冲出。一部分火药气体通过制退器里的复杂气体通道改变了方向,转弯向炮口两侧或后方喷出,形成制退力或反推力。这样就能减少炮身的向后动量。火药气体炮口制退器处喷出时,温度、压力都很高。因此,有炮口制退器的火炮两边一定区域内也是不能站人的。炮口制退器也会带来一些问题。首先,其本身的质量会影响炮管的挠度,炮弹的弹道轨迹会因此受到影响。其次,炮口制退器增大了阵地的烟尘和火光,不利于隐蔽。因此,很多反坦克炮、高射炮为了提高射击的精度、增加隐蔽性,不装炮口制退器了。

另一种制退器装在炮身后部,也被称为弹性炮架。除了迫击炮,现在几乎所有火炮都配用这种弹性炮架。弹性炮架制退的原理,是让炮管相对于炮架运动,通过炮架上的制动器消耗后坐的能量,延长后坐的时间,同时,为了让火炮能再次发射,还必须让炮身后坐结束后自动向前运动,回到发射位置

弹性炮架一般包括后坐制动器、复进机和复进制动器后坐制动器主要是为了消耗炮身后坐的部分动能。炮身后坐时,带动活塞在制动器运动,活塞和液压油的相互作用,会把后坐的机械能变成液压油的动能,又转化成热能,然后耗散到空气里。所以,火炮发射的时候,不仅是炮管,后坐制动器也会发烫。而复进机的结构很像汽车、摩托车的减震器,里面有一根粗大的弹簧,浸泡在液压油里。炮身后坐的时候弹簧压缩,储存能量;后坐结束后弹簧伸展,推动炮身向前运动,回到发射前的位置。也有一些火炮的复进机采用压缩气体来储存能量。至于复进制动器,其任务是防止炮身向前运动得过远,保证复位后回到原点。

不过,即使采用了现代制退复进机构的火3炮,炮尾后面也是不能站人的。即便是中口径的压制火炮,其沉重身管后坐的能量也足够把人体撞得血肉横飞。