增程炮弹发展历史

从古至今，人类一直在追求将弹药投射到更远地方的手段。从最早的抛石索和投石器，再到后来的床弩和火炮，人类投射武器的射程可谓是越来越远。但是，随着人类对火炮射程的胃口不断增大，人类也日趋发现一个问题：火药推力的炮弹射程似乎达到了“天花板”。这是因为当代火炮的设计原理决定的。我们很容易理解火炮的原理：发射药点火后，由于后端被炮闩封闭无法排气，所以高温的气体就向着唯一的出口——炮口前进，但由于炮弹通过弹带嵌入炮膛，使得高温气体喷射出去前首先要把炮弹推出炮管，因此炮弹就受到火炮发射药的膨胀推力而获得向前加速度，从而飞出炮口。

不过，由于人类材料学的极限，火炮推进剂的威力是不能超越炮身结构膛压上限的，因此在相同的膛压下，增加炮管长度也可以提升火炮炮弹的初速度，但是炮管越长，炮的体积也越大，而且受到钢材挠度影响，炮管越长越会导致炮口下垂偏离轴线，使得必须要用更多材料补强结构，这也会进一步提升成本，恶化机动性，因此，想要解决炮弹射程，人类在想尽方法后，最终将思维转回了弹丸本身。

1、低阻力炮弹外形

在火炮发展早期，人类为了最大限度增加炮弹装药数量，使得大家都选择了容量最大的平底圆柱体炮弹设计，这种炮弹制造简单，整体是锻造甚至是铸造的钢铁，内部掏空以容纳炸药和引信结构。同时，由于底缘和炮膛基本等大，使得炮弹发射时能够承受全部的火药推力，使得它有着不错的射程。但是，由于炮弹是在有大气阻力的空中飞行，在飞行时，炮弹产生的激波效应和流过炮弹外表的附面层在弹体尾部的涡流效应，使得炮弹飞行阻力偏大，不利于远程飞行，因此在二十世纪三十年代时，大家就开始利用新兴的风洞技术去测量炮弹的飞行阻力，并设计更为良好的低阻力外形结构。

第一种设计采用拉长长径比的设计，制造长尖头弹。我们知道，炮弹长径比拉长，前方的尖锥角度越小，产生的激波阻力和风阻也越小，因此长尖头弹比起一般的短尖头弹射程自然要优化很多。不过，由于炮弹拉长了弹体，相同的炸药容纳下，炮弹会更长更重，恶化了装填系数。因此，我们会明显看到，当代的炮弹整体尺寸比起二战炮弹长了很多。

2、改善炮弹尾部涡流影响

我们知道，平底弹一个很大的阻力来源就是炮弹推开空气后，尾部气流在炮弹尾部形成了一个低压区，外部气流涌入低压区后形成阻碍前进的涡流。那么，通过改善尾部涡流，就可以有效降低阻力，这就是“艇尾弹”和“底排弹”的来源。

在优化外形的进一步基础上，1980年代推出了枣核弹设计，这种炮弹长径比进一步增加，外弹道性能更好。但缺点是因为炮弹长径比太长，而且为了追求极致的气动外形，炮弹全身几乎没有传统的圆柱形结构，使得炮弹难以和炮膛中轴线实现同轴，因此除了传统的弹带外，还需要增设4片倾斜的定心块帮助炮弹卡在炮膛中线上，以保证炮弹内弹道平直。而且，由于炮弹飞行距离进一步延长，终点散步也会更大，因此炮弹在不增设末端制导元件情况下，单纯增大射程并非是有利无害的举动。从那之后，人们在炮弹增程的同时，也开始为炮弹加装更多的制导系统。

3、滑翔增程弹技术

虽然使用了底排弹和艇尾弹设计，有些人仍然对炮弹减阻不满意，他们决定给炮弹增设滑翔翼，以充分利用高初速效果。同时，考虑到目前GPS定位成熟和远程炮弹打击的精度追求，增设弹翼后可以更有效安装末端组件。安装滑翔增程组件后，它可以将射程轻松提升到2倍原始射程以上，缺点是装药系数进一步恶化，价格更加昂贵。

4、次口径滑翔增程技术：

在增设滑翔组件后，还有人不满意。他们认为，在目前火炮结构和兼容弹药的前提下，想要再进一步提升射程，就需要压缩炮弹直径，利用次口径技术进一步加大初速度并提升长径比。因此他们效仿迫击炮弹和APFSDS，推出了“次口径滑翔增程末制导炮弹”。这种炮弹外观很像迫击炮弹。

甚至，意大利人进一步在此基础上，开发出了次口径末制导反导拦截炮弹。

（我已经不知道说什么好了。）

5、借助火箭的力量——火箭增程弹

在火箭炮出现后，火箭炮以其易于生产，成本低廉和容易实现远射程而获得了各国的青睐，如今远程制导火箭弹已经成为各国的标配，射程可达70-400公里，几乎一定程度上可以顶替原有的战术火箭和短程导弹的职能。但是，火箭弹尺寸很大，哪怕是最普通的122mm火箭弹，都得好几个人协助才能装填。因此就有人联想：如果用大炮发射火箭弹，那岂不是能够节约火箭弹的体积呢？于是火箭增程弹出现了。后来，他们进一步发展出了“火箭增程+滑翔”末制导炮弹，堪比远程“炮射导弹”，当然价格也和真的导弹相差无几。

6、冲压发动机！

在火箭增程弹服役后，各国又开始对其射程表达不满。尤其是火箭增程弹就相当于炮射火箭弹，巨大的火箭发动机占用了过多的空间，于是他们更进一步，给炮弹装上了无需自带氧化剂的冲压发动机。安装冲压发动机后，基本上就是“炮射导弹”了。

或许……未来有朝一日，超燃冲压发动机的炮射导弹，也不是不可能出现的事情。