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咆哮"火神":经久不衰的M61机炮

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M61系列航炮是航空机炮中的“常青树”。它是目前应用最广泛的航空机炮:从古董的二代机到最新的隐形战机身上都能看到它的身影。

转载自天使心^_^的博客

通用动力研发的M61A1“火神”机载航炮是一种20毫米口径加特林6管炮。每分钟可以发射6,000发标准的M50弹药(射速可选)。广泛装备于美军现役战斗机,射速高、可靠性好。

历史

二战中立下大功的M2型.50口径机枪到了朝鲜面对皮糙肉厚的米格机和23与37毫米航炮显得心有余力不足

1947年,新组建的美国空军开始寻求一种新的航炮以替代12.7毫米机枪。二战的经验表明,德国、日本、意大利轴心国的战斗机在航炮方面占有战术优势,美军P-51、P-47广泛装备的白郎宁 12.7毫米机枪射程近、威力小,而P-38装备的20毫米"西班牙人"航炮威力不错,但射速又太低。在随后朝鲜战争中,F-86战斗机更暴露了机枪威力不足的缺陷,明显弱于MiG-15的大口径航炮。

美国海军曾经为小型鱼雷艇、炮艇发展了一种电驱动加特林转管炮,把19世纪出现的这种转管炮改头换面,由人力驱动改成电力驱动,基本原理保持不变。该炮射速很高,但是由于当时材料技术的限制,炮管在高射速下磨损很快,寿命极短,并未投入使用。之后随着冶金技术和新材料的发展,现代版的加特林转管炮终于可以浮出水面。

德国空军的F-104G身上的固定式M61机炮

1950年,通用电气开始为美国空军的“火神”计划研制一种机载航炮,该炮基于理查德.J.加特林在19世纪发明的转管炮技术。1953年,预生产型的“火神”炮进行了第一次试射,随后被安装在一架洛克希德F-104战斗机上进行了第一次空中试射。在最初的机载试验中暴露了火药废体无法顺利排出,四处蔓延的问题,并一度导致测试暂时终止。后来在为F-104炮舱设计了更好的排烟孔后才解决了问题。

最先进的F-22仍然保留了航炮,红圈处就是航炮炮口,为了减小RCS值,平时是关闭的

在经历了要导弹不要飞机的偏见后,M61成为了美国战斗机的制式武器,更为F-22专门设计了轻量化的“火神炮”(由于JSF对重量极为敏感,JSF计划中的F-35垂直起降型未安装M61,但可外挂航炮吊舱)。由于GE的军械部已经被马丁.玛丽埃塔收购,所以M61A1现在的正式名称是洛克希德-马丁M61A1。

结构

加特林转管炮在射速和身管寿命上占有先天的优势。在炮管旋转的同时,每根炮管都处于不同的发射阶段。当炮管旋转到最高点时,膛内弹药被击发,旋转过最高点后再抛壳——装弹——在下次旋转到最高点时又被击发——如此循环。所以整门炮的射速是六个炮管射速的总和,如同六门20毫米单管炮在并型射击。由于有六个炮管分担整个射击循环,所以在相同射击次数下,“火神”炮的身管寿命是单管炮的六倍。该炮的主要缺点(也许不该称之为缺点)是射速极高,短时间内要耗费大量的弹药,为了维持一定的持续射击时间,需要大容量弹药箱。在使用单管炮的俄罗斯、欧洲战斗机上,弹药量都少于美国战斗机,一是战术理念的不同,二是航炮射速的不同。

F/A-18的M61航炮,“大黄蜂”的M61装在机鼻,所以炮管架在弹鼓顶部

F-16使用的M61,炮管位于翼根肩部,弹鼓处于机身中线,与炮身通过长长的弹链连接

原先的加特林原理的机炮一般使用弹链供弹,包括某些型号的“火神”炮。虽然加特林原理经过长时间的发展后极为可靠,但是在“火神”6,000发/分的高射速下,弹链成为了最脆弱的一环。弹链在该高速拉扯下,连接处很容易变形、弯折甚至断裂,造成机炮卡壳。此外,弹链还占用了弹药箱宝贵的空间,减少了弹药数量。为此需要发展新型供弹装置。

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