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高低机和方向机
高低机
火炮起落部分包括炮身、反后坐装置和摇架。起落部分通过高低机与上架相连。高低机的用途是使起落部分相对于上架运动并控制其运动。对高低机的主要要求是:它应装在便于操作的地方;结构简单而操作容易;不能逆向转动因而能防止炮身自行起落;具有足够的微调精度,以便把炮身仰角调整到所要求的角度上。火炮发射时,后坐部分的转动力矩使高低机承受应力,因此高低机的理想安装位置是与炮膛轴线在同一垂直平面内。有时把高低机装在火炮一侧,但是在这种情况下应在火炮另一侧的对称位置处也装一个同样的机构。有些火炮上装有“摇架固定器”,摇架固定器用以防止高低机在行军过程中承受应力。摇架固定器是把摇架锁定在炮架下部结构的装置,在火炮越过崎岖不平的地面时它能确保摇架稳固不动。
高低机可能是用手轮操作的简单的齿轮传动装置,也可能是可以遥控的动力传动装置,或者是用手轮控制的电动液压传动装置。结构简单的齿轮传动装置是最常见的一种高低机,它有三种不同类型:蜗杆与扇形齿轮式、螺母与螺杆式和齿弧与齿轮式。有些大口径火炮在仰角较大时装填困难,它们多配有快速装填传动装置,能把炮身打低到易于装填的位置上,然后再使它返回到发射位置。快速装填传动装置能将炮身置于装填位置而不影响瞄准装置,因此装填和瞄准操作可同时进行。瞄准操作就是把射击诸元装定在瞄准装置上,然后使炮身指向所要求的方向和高度。在某些大型火炮上配有两个高低机:一个概略瞄准高低机,供炮身快速俯仰用;一个精确瞄准高低机,供最后的精确瞄准用。电动高低机和电动液压传动高低机是解决大口径火炮装填和瞄准问题以达到高射速的最好手段。由于这种高低机需用电源,因此它们主要用于有自备电源的火炮炮车或炮架,如自行火炮炮架。
方向机
方向机是使火炮上部结构在水平面内运动的机构。它把动能传给上架,使上架相对于炮架下部结构在水平面内转动,从而使火炮上部结构转动。对方向机的要求与上述对高低机的要求相似。与高低机一样,方向机也有蜗杆与扇形齿轮式、螺母与螺杆式和齿弧与齿轮式。除此之外,还有一种带循环滚珠的螺母与螺杆式方向机,这是一种使用循环滚珠座圈的螺母与螺杆式传动装置。方向机既可用手工操作,也可用动力驱动,而动力驱动型方向机通常也配有手工操作装置。动力驱动方向机可为液压式,也可为电动式。在某些火炮中,动力辅助只是在手工操作过于费劲的情况下才使用,如火炮位于斜坡上时。
在多数现代火炮上,上架和下部结构是通过上架底部的一个基轴连接的。这种连接形式对保证火炮的方向转动精度是很重要的,它可阻止上架的任何垂直移动并把其水平移动限制在所要求的范围内。基轴的轴承必须能承受火炮发射时的作用力和方向转动速度。使用具有不同硬度的钢或其他金属制造基轴轴承将有助于解决上述问题。为了承受高负载和高转速,也可使用滚珠或滚柱轴承。
有些火炮具有不移动炮车或炮架的下部结构即可使炮身具有回转6400密位的能力。但是在设计火炮时,必须认真地把这种需要具有6400密位方向射界的要求与它可能给火炮稳定性带来的问题加以权衡。某些现代自行火炮把炮塔装在炮架中央,以便于作6400密位的圆周转动,但是这样做也带来了使火炮增重、使往乘员舱内补充弹药不便等问题。有些具有6400密位方向射界的牵引火炮,配用快速解脱机构,能使炮架上部结构迅速地与方向机脱开并转到所要求的方位。这种快速解脱机构只能使炮身指向所要求的大致方向,最后还得重新连接好方向机,以进行方向调整。苏联D30式122毫米榴弹炮就装有这种机构。
常规牵引火炮的方向射界通常都有一定的限度,其实现方式一般是在方向机上加机械挡铁。限制方向射界的原因并不全是稳定问题,还为了防止火炮后坐部分和回转部分与炮架下部结构相碰撞,特别是在高射界射击时。对于耳轴高度和轮轴宽度可以改变的火炮,其方向限度往往也是可以改变的。意大利105毫米驮载榴弹炮就是这种火炮的一个例子,在正常射击状态下其方向射界为644密位,当处于低姿态的反坦克状态时其方向射界为996密位。