身管火炮_火炮身管是怎样制成的？

　　13世纪中叶，火炮开始应用于战场，当时的火炮是一种利用火药的爆发力发射石头打击敌人的石炮。但是，火炮作为作战的主要武器，真正在战场上发挥作用是在19世纪，当时使用的主要火炮有野战炮、攻城炮、要塞炮、舰炮等。进入20世纪以后，出现了坦克炮、反坦克炮、高射炮等多种用途的火炮。
　　在这里，简要介绍一下进行了自紧处理的单层线膛炮身管的制造技术。
　　
　　身管的作用和构造
　　
　　火炮身管最基本的作用就是在一定的速度下将弹丸发射到指定的地点，因此身管是包含有弹丸和发射药的火炮・弹药系统的一部分。
　　身管内部由膛线部分和药室两部分组成。火炮根据身管有无膛线可分为两种，一种内有膛线，可以使弹丸旋转以稳定弹丸飞行姿势，即线膛炮；另一种没有膛线，即滑膛炮。另外，承受发射时产生的高压的主体构造有以下几种：单纯的单层身管构造、为了增大炮管强度而进行自紧处理的单层身管构造、多层身管构造。

　　身管的主要制作技术和制作工序
　　
　　身管制作，从材料制造(钢铁制造、锻造、热处理等)，到自紧前加工、内外径加工、自紧处理、内膛研磨、药室加工、膛线加工、外壁精加工、螺丝和沟槽的加工、内部的表面处理、完成时的检查、射击试验、射击后检查，需要经过数十道工序。而且，为了保证产品质量，各个工序中都必须进行严格的试验、检查。
　　
　　身管材料
　　
　　早期火炮身管是将细铁棒束成圆筒形，并在外圈套上铁箍而成。经历了青铜、铸铁、黄铜等铸成的单层炮管时代后，随着19世纪后半期转炉炼钢法的发明，火炮开始采用大型铸钢炮身。不久之后，又制造出高强度的合金钢铸造身管，用于代替铸钢身管。此外，在不增加重量的前提下采用高强度的身管材料制造出多层身管、自紧身管。但是，在简单使用高强度材料的时候，射击会使产生的裂缝迅速增大，只发射少数炮弹就能使身管报废，火炮寿命相当短。因为钢铁强度增大的同时，延展性和韧性降低，使火炮身管变脆。为了防止延展性和韧性降低，增大其强度，不但要改进合金成分，还要减少不纯物质和非金属杂质的含量，人们开始采用真空冶炼和电渣重熔技术来改良炼钢法。同时，改进热处理工艺，制造出强度高而且延展性、韧性极佳的身管材料。

　　机械加工
　　
　　身管的加工包括深孔加工、膛线加工、药室加工，加工时必须注意要确保身管的垂直度。
　　对锻造身管毛坯件进行的深孔加工，需使用深孔钻等特殊的钻头和钻孔刀具。使用钻孔刀具时，可以一次性加工直径60mm以上的孔，然后再对剩余部分继续进行加工。这样可以加快钻孔速度。无论是采用深孔钻还是采用钻孔刀具，都必须将身管表面进行仔细的切削，使身管壁表面光滑，如果加工不好的话，切削碎片会在加工表面形成划痕，炮管也会因此报废。因此，在切削条件的设置和切削油的选用上要十分注意。
　　为了确保钻出的孔的尺寸精度和表面光洁度，研削等精细加工是不可缺少的，所以要有适合各种类型炮管的研削工具。
　　膛线的加工是一种独特的加工方式，所使用的是钻头和刀具。要使用钻头反复加工数十次，才能达到所规定的膛线深度。使用刀具时，用机械调节刀具的进刀量，进刀量每增加一次，就对膛线进行一次加工，直到达到所规定的膛线深度。目前采用数控机床，使切削工具边旋转边往前切削，从而切削出合格的膛线。膛线的加工是整个身管制造中最重要的工序之一，不仅需要高品质、高精度的特殊机器和工具，还要求作业者有高超的技能。随着材料的强度越来越高，对这些条件的要求也越来越高。
　　
　　自紧处理
　　
　　身管的自紧，即身管内表面受到超出材料屈服强度的压力，引起部分截面塑性变形，压力解除后，变形不能恢复原状。此时身管内层有一个压缩预应力，而身管外层有一个拉伸预应力。
　　由于自紧，内层的压缩预应力可以阻止疲劳裂缝的扩大，增大疲劳寿命。
　　自紧处理中施加压力的方法包括：水压法、棒压法、气压法。对于口径较大的炮管一般使用水压法。利用超高水压机，甚至可以制成耐一万个标准大气压的超高压身管。
　　经过自紧处理的身管，其内外径再受到机械加工时，一部分应力被消除，随之产生膨胀、收缩。因此，在加工工序和加工方法上要下一番功夫。
　　在这里，我们只介绍了有关身管技术的一个方面，另外，射击时高温高速火药气体的作用、为减轻弹丸摩擦引起的身管内壁磨损而进行的镀烙和氧化等表面处理工艺、为保证质量而进行的试验和检查等技术也很重要。
　　几十年来，坦克身管制造技术有了较大的发展，半个世纪前的火炮如果采用现代技术生产，身管重量可以大大减轻。