加特林机炮

lkyfly0663

求教F-15上的那种加特林机炮的结构，最好能发个原理图，简单的，形象的那种，注意是F-15上的那种加特林，不是南北战争用的也不是CF的

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总之，威力很大！打出去如弹雨！

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chenyh 发表于 2012-6-25 18:26

                               
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总之，威力很大！打出去如弹雨！

求图啊，求图啊

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su27的戈莎301航炮也很厉害！

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加特林机枪又称转管机枪，其核心是呈圆筒状并列安装的6至10根单管枪械。射手通过手柄摇动圆筒旋转，各枪管在旋转中依次完成装弹、射击、退壳。各枪管工作循环重叠，射击间隔大为缩短，射速达400发/分，绝对是19世纪末步兵的恶梦。1893年加特林机枪改用电动机驱动时，射速达到4000发/分。但随着马克沁式机枪等枪管后坐自动武器的出现，加特林机枪射速优势荡然无存，笨重的缺点暴露无遗，于1911年退出美军现役。
约翰逊敏锐的认识到，古老的加特林原理可以满足眼下军方射速要求。他从博物馆“磨”回了一挺1886式加特林机枪，把手摇机构改为电动机皮带驱动。试射极具震撼力，古董机枪竟以5500发/分射速喷吐着火舌。军方在1946年给予通用电气公司研制新机炮的合同，代号“火神项目”。
1952年，空军选中了通用电气20mm口径T171方案。1954年T171正式投产装备，55年正式命名为M61“火神”。一年后通用电气还成功研制了T212型30mm加特林炮，即A-10攻击机的GAU-8炮。经过多次收购兼并，目前M61“火神”的发展工作由洛克西德枪械分部负责。无论在哪个公司手里，加特林枪炮的发展都非常顺利，形成了口径从5.56mm到35mm、管数从2管到7管、用户从北美到东亚的庞大家族。多个国家仿制了“火神”。当然最显赫的，仍非鼻祖M61 “火神”炮莫属。
结构简介
M61“火神”炮的各个型号根据供弹和驱动系统的不同，全重约在137.4到138.3千克之间，全长约827mm，炮口夹具直径139mm，炮尾直径约243mm。主要由炮管部分、驱动击发部分和供弹部分组成。炮管根部、炮尾各有两个固定点，用于与机身结构连接。
炮管部分“火神”每个炮管都有独立的弹膛、身管，这是加特林炮与多个弹膛共用一个炮管的“转膛炮”的主要区别。单管重8.16千克，长1524mm，9条右旋膛线，后座复进行程约6.4mm。身管内侧采用坚固的耐磨材料，耐高温腐蚀，冷却快。
射击时，从炮口方向看，六个炮管围绕共同轴心顺时针旋转。每根炮管与传统机炮一样，工作时反复装填、射击、退壳、再装填。上述步骤在不停顿的旋转中进行，多个炮管依次循环跟进，因此一管射击时，另一管在装填或退壳。这样各个炮管的射击周期重叠，缩小了射弹的时间间隔。单个炮管的射速远低于总射速，不需要过多提高部件强度。
“火神”射速高，射击声响不像其他机炮是间断的轰鸣，而是连续稳定的撕裂声和低鸣。炮管部分有若干个可调节的夹具，可控制炮管发射时的振动范围，进而在2～5mil(密位)内控制火炮的射弹散布。如攻击面目标时，可适当调大射弹散布。
外能源驱动加特林炮分为外能源驱动和内能源驱动两种。旋转、装填、退壳等工作循环依靠外部设备驱动，称为“外能源”。如依靠弹药的火药气体能量驱动，称为内能源。美国的加特林枪炮，基本上都是外能源驱动。苏联拥有AK630舰载火炮等内能源加特林炮。
外能源通常包括人力、电动、气压、液压等。“火神”机炮吊舱甚至可由迎面气流驱动的空气涡轮提供动力。电动方式可直接利用机载电源，简单易行，但启动加速较慢，工作时对机载电子设备有影响。气动方式加速快，但不太可靠。液压马达要求机上液压系统增设管路输出液压驱动，但工作启动快，对机载电源要求低。总的来说液压马达较适合高射速加特林炮的需要。“外能源”可方便的调节射速，理论上射速在0到最高速之间可自由变化。但“火神”炮无法单发射击，最少也要连发10发以上。以对地任务为主时，采用M7型电动驱动系统，射速为4000发/分。对空用M12液压驱动系统，射速6000发/分。
“火神”驱动系统以液压马达为核心，辅以射击控制设备、流量/阀门控制设备及相关管路。准备射击时，射击控制设备与机上电源接通，进入待击状态。因此单有一门“火神”炮在手，是无法开火的。飞行员按下射击按钮时，电磁阀门开启，从机上液压系统引入的高压油涌入液压马达，马达转动驱使火炮旋转。
击发退壳“火神”的一根身管转到特定位置时会进行相应的操作，靠的是炮管转子、刻槽、炮管机心凸轮配合工作。转动时，转子带动凸轮沿着刻槽转动，推动机心往复运动。炮弹装入炮尾后，机心凸轮触发闭锁凸轮将炮尾的闭锁滑块（类似炮阀）推到闭锁位置，成闭锁待发状态。然后机心凸轮推动连接着击发电路的撞针，接触炮弹底火，330V击发电流引发弹药的电底火实现击发。
炮管内弹药被击发后，开锁凸轮在炮管转子旋转的作用下提起闭锁滑块，滑块后退开锁，弹壳被抽出，通过输弹带送回弹鼓。炮管再次进入装弹状态。当飞行员松开射击按钮时，射击控制设备指令停止进弹，同时将未击发弹药送回弹鼓。然后切断高压油路，马达停转后断开与机上电源的连接。
加特林炮的工作与“旋转”密不可分。飞行员按下发射按钮，“火神”从静止到额定转速，大约需要0.3到0.5秒。因此“火神”达到额定射速有时间延迟。读者会问这是否会延误战机。其实“火神”的高射速弥补了这一缺点。开火第一秒内“火神”可发射出70发炮弹，比理论射速略少。而德发554、毛瑟BK27和俄罗斯ГШ-301等机炮，第一秒只能射出25到30发炮弹。这说明“火神”占尽先机。在对地攻击时，当飞机以同等速度掠过目标上空时，装备“火神”的飞机投射到目标上的弹药更多更密集。同样，在松开发射按钮后“火神”要0.5秒才可停止转动，少量弹壳和未击发弹药送回弹鼓（原因留给读者思考）。
供弹部分M61“火神”供弹系统包括驱动装置、弹鼓和柔性输弹带。古董加特林机枪使用漏斗式无链供弹，通用电气也为“火神”选择了无链供弹。这是因为传统弹链虽然方便连续供弹，但在加特林炮的高射速下，弹链很容易被扯断。不过“火神”也有弹链供弹的改型。供弹系统的驱动装置，可以是电动机等，也可用传动轴将液压马达的部分动力引到弹鼓处。同时借助机上冷气系统或发动机导出的高压气体，冷却弹鼓、弹带，并吹除弹壳带来的火药气体。
桶状弹鼓是“火神”的特征之一，由外壳、内鼓、前后盖和驱动系统组成。炮弹呈螺旋状排列在内鼓之内，弹头指向弹鼓中轴。这种布局占用空间较多，但确保了高速输弹工作可靠。供弹时，炮管在液压马达驱动下加速到所需转速，射击控制设备命令供弹部分开始送弹。弹鼓的驱动装置驱使炮弹盘旋前进，到弹鼓前盖的出口处时滚入柔性输弹带。输弹带看上去像大量金属环连接而成的“隧道”，炮弹在弹带内只能单向运动，拆装时必需注意标示。虽然复杂而较重，但可令供弹顺畅快速，布局更趋灵活。
炮弹从弹带进入炮尾后，被旋转中往复运动的装弹装置推进弹膛，闭锁击发。发射后的弹壳、哑火弹或未击发炮弹送入另一条输弹带，从弹鼓的后盖入口重新装入弹鼓内，形成“闭合供弹系统”。所以大多数“火神”炮是不抛壳的，射击后飞机的重心变化不大，无抛壳故障。但也有开放供弹式（即向外界抛壳）的改型。
“火神”可采用美国M220、M246和M50系列20mm×102电发火炮弹，外形为无突缘瓶颈形。最早起用的是ATK公司M50系列，包括对付地面硬目标的M53穿甲燃烧弹，该弹头部装有铝和纵火剂，中部为金属穿甲杆体。对付飞机和弱防护装备可用装延时引信的M56高爆弹和M56 HEI高爆燃烧弹，后者内含高能RDX炸药和铝热剂，爆炸后具有较好的纵火后效。M50系列还包括M51、M51E6、M55 TP、M220 TPT等训练弹，TPT型带曳光。此外还有M55AI实心弹。在杂志上常看到涂有蓝色的M50系列弹药，均为训练弹。
“火神”后来还采用M221 HEIT曳光高爆弹和M242 HEI-T-SD可自毁曳光高爆弹，均重260克。更新的弹药包括通用动力弹药分部的PGU系列，包括PGU-27/B训练弹、PGU-28/B SAPHEI穿甲高爆弹和PGU-30/B曳光训练弹。PGU系列在当前各国机炮炮弹中较为先进，弹道性能好，威力大，后效强。“密集阵”的“火神”可用贫铀穿甲弹。“火神”现有弹药足以满足任务需要，但因体积较小，在威力上继续挖潜的余度已经不大。
此外ATK、厄利孔等世界知名厂商都在不断开发“火神”的新弹药。如厄利孔的新型脱壳穿甲弹等。值得注意的是脱壳穿甲弹只有“密集阵”可用，作战飞机无法使用。
改进改型“火神”的基型是M61，但真正大量装备的是M61A1。M61A2是A1的改进型，炮管加长483mm，射速更高。A2通过改进材料和加工工艺，寿命更长，可靠性更高。
“火神”的其他改型包括1992年出现的双管“火神II”，活动部件减少了2/3。93年又开发了三管“火神III”。还有7.62mm的MINIGUN“迷你冈”机枪、A-10攻击机30mm GAU-8七管加特林炮等不同口径的改型。又如AH-1“眼镜蛇”武装直升机的M197三管20mm炮，AV-8B的GPU-5/A五管25mm炮。还有GAU-4/A内能源加特林炮。这些改型可满足对空、对地、反导弹等各种任务的需求。
作战运用在多数装有“火神”炮的美国作战飞机上，飞行员均可指令火控系统按对空/对地作战的不同需要进行瞄准运算，令“火神”更好的毁伤目标。常用三种对空射击模式，分别是跟踪、扰乱和区域覆盖。借助于越来越先进的火控系统，现在的飞行员可按照雷达截获符号、瞄准光环、距离指示、瞄准操纵点、弹丸示踪线(热线)和速度矢量等信息精确的把“火神”的炮弹送到高速机动的敌机身上。
飞行员从相关仪表上可读取机上炮弹总数。飞行员或地勤可以预先限制一次射击中可用的炮弹数量，这在训练时可以节省弹药。同时，飞行员还可以设置一次按射击钮可发射的炮弹数量，例如设为50发时，即使一直按住射击钮，最多也只有50发炮弹被发射出去。
在实战中，尽管AIM-9“响尾蛇”导弹是美军最重要的近距格斗武器，但M61机炮也有自己的优点。飞行员如果使用AIM-7等中距空空导弹拦截敌机不成，需要切换作战方式进行格斗，这时切换到机炮上比切换到“响尾蛇”上快捷得多。因此虽然格斗时使用“响尾蛇”的命中几率高些，但突然遭遇接近的敌机时，“火神”炮能更快速的瞄准开火，克敌制胜。
装备使用M61“火神”系列是美军现役战斗机的唯一固定武器。算上不同管数、不同口径的变型，更是一统美军作战飞机高射速机炮的天下。F/A-22也装M61。唯一的例外是F-35选用了德国毛瑟27mm转膛炮，这一例外主要是因为27mm弹药对地攻击效果优于20mm弹。
美军四个军种都曾装备“火神”或其改型。陆军曾大量使用装M197炮的AH-1直升机，A-10则装有GAU-8炮。陆军还将M61加上雷达火控系统，装在M113装甲车上形成M183自行高炮，为地面部队提供最后一层防空保护。海军陆战队除武装直升机外，其AV-8B垂直起降攻击机也采用了改自M61的GPU-5/A炮。海军也是“火神”的大用户，几乎每条舰艇上都有MK15“密集阵”近防系统，每座“密集阵”上都装有一门“火神”炮，用于拦截反舰导弹。“火神”大量出口其他国家，如日本的扫雷艇、导弹艇常用“火神”炮作为主炮。
F-104“星”是第一种计划采用M61炮的战斗机，机炮位于座舱左下方，弹鼓在座舱后方。1954年“火神”装上F-104A后，因故障重重被全部拆除。经过改进，1958年“火神”重新登上了F-105和F-104C。“火神”还曾因射击振动恰好干扰机载导航设备，导致射击时战斗机自动偏航。
“火神” 刚出风头，又遇上了“要导弹不要机炮”的思潮。美军不再为第二代战斗机F-4 “鬼怪” 的早期型号B/C型安装机炮，“火神”一时间前景黯淡。结果在实战中，空空导弹根本就不怎么可靠，格斗时F-4没有机炮，在米格-17等老飞机面前只能被动挨打。由于F-4根本没留机炮的空间，美海/空军只好在F-4B/C机身腹部外挂SUU-16和MK4Mod0“火神”机炮吊舱，后改为机翼下外挂。吊舱前段为机炮，后段为1200发弹鼓、冲压涡轮驱动装置、供弹系统等。之后的F-4改型在机头下方加装长条形固定炮舱，弹鼓则塞进了增大了的机头内。于是“鬼怪”多了一个外形丑陋的下颚。有了“火神”吊舱，F-4可以“平等”的与米格进行格斗，也击落了不少米格。
美军第三代战斗机全部装备了“火神”炮。如F-15“鹰”使用了M61A1。F-15的“火神”装在了右进气道上方的整流罩内。炮口宽敞，没有附加装置，从炮口可以看到“火神”的6个炮口和夹具。弹鼓竖立在接近机身轴线处，由传动轴从驱动装置引入动力。F-15E服役时，改用M61A2，供弹系统参照AV-8B的GPU-5/A炮的优点进行了改进，取消弹鼓，改用一个竖立着的方形弹箱。
F-16装备了M61A1“火神”。F-16上的机炮安装在左翼根，鲨鱼嘴形炮口整流罩开在边条与翼身融合体结合处，有消焰开槽。弹鼓横卧在座舱与机身中部油箱之间，通过无链输弹带连接到机炮上。机身上有多个维护舱门，地勤人员可方便的维修或更换火炮。台湾的IDF战斗机的机炮布局类似于F-16。据称IDF选用M61E2轻型加特林炮，重量较M61A1稍小。
F/A-18使用M61A2炮。“火神”在F/A-18上的安装较为特别，机炮位于座舱风挡前方的机身上表面，弹鼓横卧在炮尾下方，通过无链输弹带连接。因为弹鼓和炮尾相邻，液压马达直接通过齿轮系统驱动弹鼓供弹。炮口紧靠雷达罩根部，除炮口外还有两个较大的消焰口。这一布局优点是火炮位于机身中线，射击时没有偏向力矩。缺点是占用了机头宝贵空间，射击的火焰对飞行员视觉有一定影响。
在正在研制的F/A-22“猛禽”上，M61A2机炮仍是固定装备。全新的供弹系统布局类似于F-15E，但更轻更可靠，改用一个在全机重心处的横卧长条形弹箱。机炮位于右进气道上方，炮口由一个设计巧妙的六角形口盖遮盖，以减小雷达发射面积。即使在超音速状态下，该口盖仍能在射击前后可靠快速的开关，尽量减小炮口的雷达反射面积。通过合理改进，F/A-22的“火神”所需的维护量减小，装弹速度也有所提高。
M61的改型还装备在AH-1、RAH-66“科曼奇”等直升机的旋转炮塔内。越战中UH-1直升机改装的“空中炮艇”常把M61挂在机舱侧面，弹鼓则放在机舱内。AC-130“空中炮艇”和B-52战略轰炸机也曾经装备“火神”。虽然前者对地扫射，而后者用于护尾，但两者结构类似，均把M61放置于射角可调的摇架上，由火控系统瞄准控制。AC-130的机炮火控系统非常先进，有白光、热成像等多个通道和复杂的火控计算机。B-52的“火神”则主要靠雷达瞄准控制。现代战斗机借助空空导弹，可在机炮的防御距离外就发起攻击，因此现役的B-52已用电子干扰系统取代了 “火神”炮。
“火神”加特林炮相对其他原理的机炮有着明显的优点。一是作战效能高。“火神”射速远高于其他原理的机炮，单位时间内命中概率大。其次，炮管互联，射击振动小，不存在多联装机炮后座力不平衡的问题。同时射速和射弹分布都可以根据具体情况，进行优化。采用的20mm弹药口径虽小，但威力接近其他国家的30mm弹药。美军称在格斗作战中，“火神”一次开火有80%的射弹命中敌机。
二是可靠性高：平均故障间隔为发射25000发实弹。通用电气称可靠性至少为单管炮的10倍。外能源驱动可确保将哑弹正常退回弹鼓，对连续射击基本没有影响。而在其他机炮上可能导致停射。双路无链供弹系统也比有链/抛壳式的故障几率更低。同时外力驱动强制动作到位，尽量不依赖机件运动惯性。“火神” 单一炮管射速无需太高，寿命较长。采用旋转运动，相对于其他机炮的往复运动较为平稳，对部件的冲击较小。由于没有火药燃气驱动部件，不易出现腐蚀。
三是易于维护，作战准备时间短：“火神”依赖外能源，火炮本身省去了导气、活塞等维护中的“老大难”部件。炮身简化，加上大量采用快速插口，简单分解只需15秒。M61Al单个炮管发射2000发后才需清洗，且无需分解整个火炮即可拆出单个机心。而单管机炮经常要清除导气装置的火药残渣，这时要把整个炮都拆开。
据国内权威测算，一门“火神”的毁伤概率优于歼-6上三门并列安装的30-1型30mm单管炮。后坐力对地/对空作战分别为1183dN、1697dN，大约为后者的17%，重量只有后者的一半。再对比“火神”与俄罗斯现役机炮——ГШ-301型30mm单管炮。尽管俄式30mm弹威力要大于M61的弹药，但简单的说ГШ-301优于M61是不准确的。美俄在战斗机设计思想、技术和运用等方面有较大差异，因为对机炮的设计有不同做法。ГШ-301仅带150发炮弹，只能打6次一秒点射。“火神”可带弹940发，这说明美军重视连续作战的能力，这与其战斗机续航能力强、富于进攻性等特点是紧密相关的。ГШ-301的精度不如“火神”，这也是俄军偏爱大威力弹药的重要原因。即使是弹药本身，由于“火神”射出的弹丸初速高于俄式弹药，弹道平直，近年又开发了多种新型弹药，杀伤效果已不比30mm弹差。
“火神”的缺点也与加特林原理直接相关：重量大，6根炮管就要比单管机炮重6倍；同时射速高、后座力大，只适合安装在较大的平台上；其次必须采取措施，弥补炮管旋转对弹道的影响；外能源驱动装置昂贵而维护较为困难。最明显的缺点是，M61相当昂贵。但要达到高射速，只有“火神”加特林炮才能做到，缺点也就显得可以接受了。
后记由于导弹技术的迅速发展，机炮在二战后沦为次要的机载武器，主要用于对地攻击。“火神”仅在越战中有较为明显的战绩，但与导弹的战绩比还是相去甚远。不过没有了机炮，在格斗中就处于不利地位，目前大多数现役战斗机还是安装了固定机炮。
值得一提的是，苏联和中国都曾仿制过M61“火神”。苏联的“火神”是ГШ-6-23，口径改为苏军标准的23mm口径，用于米格-31等战斗机。此外ГШ-6-30炮是ГШ-6-23的30mm放大型号。中国昆仑机械厂也曾以“火神”为基础仿制出623型加特林炮，但未曾装备使用。从外观上看，中苏仿制品的炮身夹具和机匣与“火神”略有不同。
展望未来，在F-35服役前，“火神”及其改型仍将是美战斗机的唯一固定武器。但在21世纪初，“火神”恐怕也会见证机载固定机炮的消亡

lkyfly0850

726 很专业啊

lkyfly0850

不好意思  762

lkyfly0817

不错，图很漂亮