管退式火炮的起源

人类现代意义上的火炮，起源于19世纪的后半叶。这个时候的火炮采用的是精炼的钢制炮身，通过后膛装填并使用螺式炮闩封闭；从而使火炮膛压和密闭水平有了很大提高；同时，在炮膛内部刻出多条固定缠距的膛线，配合尖头的榴弹，使火炮打的又远又准，首次将火炮的有效射程延伸到了5公里以上。当时，英国的阿姆斯特朗和德国队蒂森克虏伯无疑是现代火炮上的先驱。

1854年出现的阿姆斯特朗大炮可以认为是现代火炮的雏形

清军购买的克虏伯大炮

不过，一直到19世纪末期，火炮在对付后坐力方面，与18世纪或者更早制造的加农炮没有本质区别，都是炮身与炮架刚性连接，发射后炮身和炮架一起向后运动。这种火炮今天称为架退式火炮。它的典型特征就是火炮通过耳轴安装到一个两侧有金属板的炮架上。

早期的加农炮发射后会剧烈后座（别被国内无良影视剧组骗了）

当时的克虏伯火炮仍然是安装在炮架上，炮身和炮架一起后座

这样就来带一个问题，那就是架退式火炮射击后无法自动回位，需要调整归位并重新瞄准，因此射速非常慢。比如当时北洋水师采购的305mm，210mm，150mm克虏伯炮射速都很低。定远的主炮发射一次，重新归位，调整射角再装填击发，熟练的炮组也要花上10分钟以上的时间。

定远305mm克虏伯主炮

克虏伯210mm炮，是济远这类穹甲巡洋舰的主炮

济远舰的1克虏伯50mm副炮，都是架退炮

而当时另一个火炮巨头，英国的阿姆斯特朗，则在1891年率先开发出了一种炮架固定，带有摇架和复进装置的火炮，这就是QF 4.7寸 MKI速射炮。这种炮的炮身可以沿着摇架提供的导轨滑动，同时，摇架的两侧带有耳轴，可以绕上炮架俯仰。火炮沿着导轨运动时，会压缩弹簧，产生阻碍后座的力，并且在运动到下止点后弹簧推动火炮复位。这种炮因为炮架不动，只有炮管后座，被称为管退式火炮。

QF 4.7英寸 MKI 速射炮

我们现在说的，甲午战争日军的速射炮远多于北洋水师，实际上就是因为日军大量装备了这种阿姆斯特朗的速射炮。由于这种火炮炮架不动，复进机可以让火炮自动复位，因此射速要快得多，达到了5～6发/分钟，熟练的炮组爆发射速可达10发/分钟以上。此一项指标大大超过了北洋水师的架退炮。不过此时的速射炮，使用的还是弹簧缓冲，后座行程较短，因此后座效果并不是太好；不过好在海军炮可以用底座和舰体吸收一部分能量，所以问题不大。但是这种设计在陆军野战炮上就没法使用了，因为剩余的冲击力还是足以让炮架子飞出去。

然而看似无解的问题，其实早就给出了答案。1879年德国人豪森内注册了世界上第一个液压驻退复进装置（Hydraulic recoil mechanism）的专利。当时的德国陆军不知出于什么原因，认为这个专利没有价值，因此拒绝采用。到了1894年，法国人莫阿从豪森内手上买来了这个专利，并率先将其用在了陆军野战炮上，这就是大名鼎鼎的M1897 75mm野战炮。这种火炮最大的特点就是炮管是放在一个床子上，而这个床子内部有一个液压气动的驻退复进装置。下图为M1897野炮的射击状态：

M1897 75mm野炮，就是李云龙口中的“意大利炮”

M1897一经问世，就变成了爆款火炮。这种火炮重量轻，精度高，射速快，在第一次世界大战期间让德国人吃尽了苦头。此时的德国人面对这门用着德国人专利制成的火炮，不知道是何感想。总之，M1897这种设计，成为了野战炮的鼻祖，被各国纷纷模仿，也包括德国人在内。到了第一次世界大战的时候，还在使用架退式野战炮的，那都不好意思跟人打招呼了。

克虏伯的Mod.1903式 75mm野炮，采用了液压弹簧驻退复进机

下面我们再简单分析一下管退式火炮的驻退复进机原理。

管退式火炮的原理

管退式火炮的炮管因为弹丸和火药燃气的反冲，产生向后运动的趋势，这个时候在液压驻退装置开始工作，炮管向后做减速运动的时候，驻退装置内部的液压油开始压力，内部的空气被压缩，同时产生一个阻碍火炮继续后座的反作用力，使火炮后座速度不断减小；当速度减到0时，就完成了后座。此时被压缩的空气膨胀做功，液压驻退装置推动炮管复位。

下图是一个管退式火炮的液压驻退复进装置。左边蓝色的头与炮管刚性连接（Lug On Breech Ring），然后通过一个冲击筒（RAM）伸到液压缸体内，这个冲击机构与缸体是可以有一定自由度来进行相对运动的。当火炮后座时，冲击筒向后冲击，由于液压油是不可压缩的，会随冲击筒一起向后运动，无保留地把力传递给空气。空气在压缩的过程中内能增加，这就吸收掉了火炮后座的动能，使后座速度不断减小，直到降为0，此时压缩空气产生的压力又将推动火炮向前运动，直至复位。

液压式驻退复进机的原理

现代各国使用的火炮里，小于50mm的火炮还可以用炮架子硬抗后座；当口径超过50mm时，就必须使用液压式驻退复进机了。典型的特征就是，这种炮打一炮管子就要缩一下子。

不论什么类型的火炮，都要这么缩一下子