火炮
火炮，是一种口径大于20mm，以发射药为能源发射弹丸的身管射击武器。
火炮起源于中国，至今已有千年历史。宋朝时，魏胜发明了火石炮，是最早的身管火炮。元末明初出现了现代火炮的雏形——碗口，并且之后通过丝绸之路将火炮技术传播到了西方，后在文艺复兴时期迅速发展。在古代，火炮因为体型庞大，灵活性差，只被当作一种攻城掠地的武器。
火炮在战场上能够迅速提供长时间、大面积、高杀伤的火力输出，通过利用战略运输机运输或武装直升机吊运，可以使火炮拥有极强的机动性。同时许多现代火炮都搭配了精确制导、激光测距等先进的火控系统，大幅提高了打击精度。低廉的成本和简单的维护需求也使得火炮成为了各国军队最喜欢的武器之一。
火炮与先进的侦察、指挥、通信、运载手段以及高性能弹药结合在一起，形成了全新的火力打击系统。高新科技的应用和液体发射药火炮、超电磁炮等新概念火炮的出现，都将引起火炮领域的重大变革。
概述
火炮自动武器是当今世界各国军队陆、海、空装备数量最多，使用最频繁的武器种类，具有毁伤威力大、持续战斗力强、抗干扰能力强、目标特征小、攻防性能兼备、反应速度快、操作维护简易、可靠性好、造价低廉、弹药种类丰富等特点，是其他任何武器不可替代的，在现代及未来战争中具有举足轻重的作用。随着高新技术在战场上的大量应用，战争形式在不断发生变化。未来战场对火炮的战术技术性能提出新的要求，促使火炮领域发生深刻的变化。各国在发展火炮自动武器的过程中，均以提高其射程、射速、威力、精度、快速反应能力和生存能力等综合作战性能为目标，将高新技术应用于常规武器，大幅度提高其战术技术性能，使军队作战能力成倍增长。
火炮是一种口径在20mm以上（含20mm），以发射药为能源发射弹丸的身管射击武器。火炮可对地面、水上和空中目标射击，用以歼灭、压制有生力量和技术兵器，摧毁各种防御工事和其他设施，击毁各种装甲目标和完成其他特种任务。火炮通常由炮身和炮架两大部分组成。炮身由身管、炮尾、炮门等组成。身管是炮身的主体，用来赋予弹丸初速和飞行方向；炮尾用来盛装炮门；炮门用来闭锁炮膛、击发炮弹和抽出发射后的药筒。现代火炮大多采用半自动炮门，有的采用自动炮门。发射时，装在炮门内的击针撞击炮弹底火，点燃发射药，产生大量高压燃气，推动弹丸以极大的加速度沿炮膛向前运动。弹丸离开炮膛瞬间获得最大速度，并沿着预定弹道飞向目标。炮架由反后坐装置、摇架、上架、方向机、高低机、平衡机、瞄准装置、下架、大架和运动体等组成。反后坐装置包括驻退机和复进机。驻退机用来消耗炮身后坐能量，使炮身后坐至一定距离就停止；复进机在炮身后坐时贮蓄能量，后坐终止后使炮身复位。摇架是炮身后坐复进的导轨，装在上架上借助高低机作垂直转动。上架装在下架上借助方向机作水平转动。高低机和方向机使炮身在高低和方向上转动，结合瞄准装置使炮身向目标。瞄准装置由瞄准具和瞄准镜组成，用来定射击诸元，供火炮实施瞄准。平衡机使高低机操作轻便。下架、大架和运动体用来支撑火炮，行军时作为炮车。
发展历程
渊源
火药是中国古代四大发明之一，火药发明后，很快被用于战场，唐末的军阀混战中就有人使用“飞火”。北宋《武经总要》记载了当时火药的配方，爆炸要用到的硝石含量很低，倒是各式助燃剂如油、松脂、沥青的含量很高，可见此时的火药在战争中的作用是燃烧弹而非炸弹、子弹，此外，这时的火药有时候还会加入砒霜来燃烧，让敌军中毒，可以说是世界上最早的化学武器。整个唐代和北宋，中国的火药常用来制作燃烧武器，如火药箭、火铁蒺藜、火毬、毒药烟球、火炮（裹了火药的炮石，由投石车抛射）等，都是燃烧性火器，其中宋初冯继升研发的火药箭利用火药燃烧的后坐力来推射箭矢，堪称是今天火箭的雏形。
宋元
宋金对峙的时代，因为宋金之间战争频繁，双方分别发明新火器辅助作战，中国火器获得巨大发展。宋将陈规发明了火枪，虽然此时其作用接近喷火器而非枪械，但管形竹筒的设计为枪械准备了条件；宋将魏胜发明了安装火枪的“如意战车”，用畜力拖动。南宋给所有战船都安装投掷火炮（燃烧弹）的抛石机，完颜亮侵宋时，宋将李宝率水军奇袭金军的北洋水师基地陈家岛，就是利用火箭、火炮等燃烧火器全歼规模巨大的金军舟师，可以说此时中国的水战武器也达到了“希腊火”的水平，南宋炮船可以算世界上最早的炮舰。金朝则发明了世界上最早的大炮——攻城用的铁火炮；比竹竿火枪燃烧效果更佳的飞火枪，堪称单兵喷火器；还有用铁罐装发射药制成的震天雷，点火后扔出去，声音吓人，炸裂的铁罐碎片对四周溅射伤害，可谓世界上最早的炸弹。
宋蒙战争中，宋人又发明了最早的枪械——竹制的突火枪，发射子弹杀敌，最远可到一百五十步，元代则将突火枪从竹制改为金属制，打造出金属火铳，到了元末，已经在军中普及开来。不过直到元初，中国的火器仍是以燃烧性火器为主。从南宋到元代，中国火器基本上涵盖了直到现代仍在使用的所有门类的热兵器。不过，伊斯兰世界很快就学会了各种门类的中国火器，在研发上甚至更胜一筹，传到欧洲之后，欧洲火器更是飞速发展，把世界其他部分远远甩开。
中外学者公认的“世界最早火炮”，过去仅能从照片上一睹尊容的铜碗口火铳，2004年8月25日，在北京大学文博学院博物馆首次亮相。铜碗口火铳是元朝时期的100多件精品文物之一，首次面世的还有极为珍贵的蒙古文字实物。尽管历经沧桑，但保存基本完好的铜碗口火铳长34.7厘米，重6210克；铳口部外移，略呈碗形；既可便利地架设，又可准确瞄准。铳身竖刻两行八思巴字铭文：“大德二年于迭额列数整八十”。“大德”是元成宗铁穆耳的年号，大德二年即1298年，表明这件中国元代的铜火铳是世界上最早的火炮，同时也表明拥有世界四大发明的中国，同样是最早把火药用于火器的国家。
明清
女真人在明军的红夷大炮下连吃苦头之后，自行开发火炮，加上投降的明军炮队以及欧洲传教士的指导，其火炮运用一度领先东亚。不过，随着满清向明朝学习，走向闭关锁国，这些可喜的变化也渐归沉寂。1724年，雍正帝驱逐传教士，清代引进西洋科技的步伐大幅减缓，1776年，爱新觉罗·弘历平定大小金川后，达成十全武功，认为海内无事，为防止火器流入民间，大量销毁战争中赶制的火器，中国火器革新的步伐至此戛然而止。
清朝康熙帝对准噶尔汗国火器“赞巴拉克”的性能感到惊异，雍正帝时期更是大规模仿造，给清军装备，日后发展为抬枪。而这种“赞巴拉克”也就是骆驼载的小黄蜂炮，不过在康熙帝之前三四百年的马穆鲁克王朝发明的过时武器，虽然在波斯、中亚的地理环境中仍有一定的独特作用，但比西欧先进火炮已经落后了好几个时代。
现代
火炮是陆军的重要组成部分和主要火力突击力量，具有强大的火力、较远的射程、良好的精度和较高的机动能力，能集中、突然、连续地对地面和水面目标实施火力突击。主要用于支援、掩护步兵和装甲兵的战斗行动，并与其他兵种、军种协同作战，也可独立进行火力战斗。炮兵在历史上有“战争之神”的称号。
火炮自问世以来，经过长期的发展，逐渐形成了多种具有不同特点和不同用途的火炮体系，成为战争中火力作战的重要手段，大量地装备了世界各国陆、海、空三军。在现代立体化战争中，火力仍然是战斗力的核心。火炮——战场上的火力骨干，以其火力强、灵活可靠、经济性和通用性好等优点，已成为战斗行动的主要内容和左右战场形势的重要因素。火炮既可摧毁地面各种目标，也可以击毁空中的飞机和海上的舰艇。因此，作为提供进攻和防御火力的基本手段，火炮在常规兵器中占有巩固的地位。
火炮的发展受到社会经济能力和科学技水平的制约，同时也受到军事战略和战术思想的支配。第二次世界大战以来，科学技术的飞快进步，特别是微电子、计算机、光电子和新材料等技术的发展，是火炮在设计、制造和使用方面有了一系列变化，大大加快了火炮更新换代的步伐。现代火炮早已不是单纯的机械装置，而是与先进的侦察、指挥、通信、运载手段以及高性能弹药结合在一起的完整的武器系统。因此，从不断发展的战略、威力、反应速度和机动能力在内的综合性能，是火炮系统发展的必然趋势。近年来，高新科学技术在兵器领域的应用，引起火炮技术的重大变革。液体发射药火炮、机器人火炮、超电磁炮、电热炮、激光炮等新概念、新理论火炮的出现，将揭开火炮发展史上的新篇章。
分类方式
运动方式
根据运动方式分为自行火炮和牵引火炮。自行火炮的机动性能好，战场生存力强，能够及时进行火力支援；牵引火炮结构简单，易于操作，造价低，维修方便。
炮膛构造
根据炮膛构造分为线膛炮和滑膛炮。线膛炮炮管内刻有不同数目的来福纹，能够通过使弹丸旋转有效保证弹丸的稳定性，增加射程；滑膛炮无膛线，具有更高的膛压，造价也更低。
弹道特性
根据弹道特性分为加农炮、榴弹炮和迫击炮。加农炮弹道低伸，身管长，初速大，射角一般小于45°，适于打击装甲目标、垂直目标和远距离目标；榴弹炮弹道较弯曲，炮身较短，初速较小，射角可达75°，适于打击水平目标；迫击炮弹道弯曲，炮身短，初速小，射角为45°-85°，适于打击掩体后的目标。
用途分类
根据用途分为地面压制火炮、高射炮、反坦克火炮、航空机炮、舰炮、海岸炮和要塞炮。地面压制火炮用于打击地面（水面）目标，高射炮主要用于打击空中目标，反坦克火炮用于打击坦克等装甲目标。航空机炮是战斗机不可或缺的武器，舰炮被列装于大小舰艇。海岸炮主要用于海岸防线，要塞炮则常用于阵地战的要塞中对敌步兵进行打击。
组成结构
炮身
炮身（线膛炮）是火炮的一个主要部件，它的主要作用是完成炮弹的装填和发射任务，承受火药燃气压力，赋予弹丸一定的初速和射向。炮身一般由身管、炮门、炮尾和炮口装置组成。根据炮种特点，炮身上还设有其他装置。例如，坦克炮的炮身上装有抽气装置和热护套，一般舰炮炮身上装有冷却装置。炮弹装人炮膛，被炮门闭锁，通过击针击发，引燃发射药，在火药燃气作用下，弹丸获得一定的速度。
反后坐装置
火炮发射时，膛内发射药燃气压力的轴向合力（称炮膛合力或后坐力）使炮身及其固连部分产生与弹丸行进方向相反的运动，这个动作称为后坐（recoil）。通常将炮身及与之一起向后运动的构件统称为后坐部分（recoilingparts）。后坐是射击中能量守恒定律的体现。后坐能量是随火炮威力的提高而增加的。因此，在提高火炮威力的同时，妥善处理后坐能量，研究后坐运动规律，是火炮设计中的一个重要内容。
自动机
根据火炮射击自动化的程度，可将火炮分为自动炮、半自动炮和非自动炮3类。自动炮（automaticgun)是指能自动完成重新装填和发射下发炮弹的全部动作的火炮。这些动作一般包括：击发、收回击针、开锁、开门、抽筒、抛筒、供弹、输弹、关门和闭锁。若上述动作一部分自动完成，另一部分由人工完成，则此种火炮称为半自动炮（semiiautomaticgun）。若全部动作均由人工完成，则称为非自动炮（no-automaticgun)。自动炮能进行连续自动射击，直至射手停止射击或弹夹（弹厘或弹带）内的炮弹耗尽（或剩一发)为止，而半自动炮和非自动炮则只能进行单发射击。
架体
炮架（carriage)是支撑炮身、赋予火炮不同使用状态的各种机构的总称。其作用是：支撑炮身、赋予炮身一定的射向、承受射击时的作用力和保证射击稳定性，并作为射击和运动时全炮的支架。炮架的结构随炮种而异。加农炮、榴弹炮的炮架具有代表性。以现代牵引榴弹炮为例，其炮架包括反后坐装置、3机（高低机、方向机、平衡机）、4架（摇架、上架、下架、大架)、瞄准具及运行部分（缓冲、调平、制动装置及车轮）及其他辅助装置等。迫击炮只有简单的架体和承受后坐力的座。无后坐力炮的炮架在射击时受力很小，结构简单，质量很小。固定在地面上的海岸炮如安装于较大基座上的火炮（如高射炮、坦克炮、舰炮、航空炮、自行炮等）的炮架结构与地面炮差别很大。
工作原理
火炮的作用是将弹丸发射到预定的目标上。从生活实践中可知，要将一个物体抛出一定距离，必须给该物体一定的初始速度和方向。火炮工作也是这个道理，即火炮的主要作用是赋予弹丸一定的射向和初始速度。一般称火炮的整个工作过程为火炮的射击过程，而将火炮射击过程中赋予弹丸初始速度的过程称为火炮的发射过程。
人类发明火药以后，火药的一个重要用途是作为火器的发射能源。传统火炮就是以固体发射药（即火药）作为发射能源。一般是根据设计要求，将火药制成具有给定尺寸的粒状或长条状，通过一定方式点燃后释放能量，将发射药的化学能转化成热能以及弹丸运动的动能。随着科学进步和火炮技术的发展，可能会利用液体发射药、电等新能源作为火炮发射能源。火炮发射一般是使火药在一端封闭的管形容器（即身管）内燃烧，生成的高温高压燃气膨胀做功，推动被抛射的物体（即弹丸）向另一端未封闭的管口（即膛口）加速运动，在膛口处获得最大的抛射速度（即初速）。火炮的发射又分为：点火阶段、发射药定容燃烧阶段、弹丸加速运动阶段、火药燃气后效作用阶段等几个主要阶段。
火炮发射过程实质上是一个能量转化过程。火炮依赖的能源是火药，火药是一种含能化学材料，既有燃烧剂又有助燃剂，当达到一定的温度以后就会燃烧。火药燃烧的速度除与它的化学成分有关外，还与压力有关，压力越大燃速越快。火药燃烧后在容器内生成有一定温度和压力的火药燃气，化学能转化为热能。火药燃气在膛内膨胀，推动弹丸飞出膛口，实现了由热能向动能的转化，即将有一定质量的弹丸从静止状态加速到飞出膛口时获得一定的线速度和回转速度（滑膛炮没有或只有极低的回转速度）。由于火炮发射过程的时间很短，它的瞬时功率很高，但热损失很大，其能量利用率约为16%～30%，远比其他热力机械低。
技术发展
随着各种新技术的军事化应用程度日渐加深，现代战争对火炮提出了新的要求，希望其控制智能化、打击精准化、毁伤评估实时化。世界各国纷纷开展了这方面的研究。目前，对于传统火炮的升级主要聚焦在三个方面：
侦察识别
着眼提高火炮的战场感知和目标侦察识别能力，对火控系统进行升级或者给其配备侦察型无人机、卫星、侦校定位雷达等侦察装备，从而实现目标精准毁伤。借助无人机提高侦察感知能力，现代火炮可以将无人化侦察装备与火力打击装备集成运用。在指挥控制系统的支撑下，无人作战平台凭借其智能性、灵活性、隐蔽性等优点，实现对全纵深目标精确侦察、情报信息实时传输和处理、发射指令智能导引火力毁伤目标等。其实质就是通过信息力与火力的复合提高侦察无人机与火炮之间的协同效率，将侦察、指挥、打击等要素有机融合，缩短目标侦察与火力打击之间的时间延迟。本世纪初，俄罗斯即展开过相关的探索论证，利用“蜜蜂-1”无人机与“旋风”冲天炮的指挥通信系统等进行有机整合，形成“侦察-打击-评估-打击”闭合链路。
智能化
围绕火炮武器系统本身，对发射装置、指挥通信方式等进行升级改造或加装智能化平台设备，提高作战效率。通过升级指挥控制网络、战术数据通信系统等构建一体化射击指挥体系，不断改善炮兵部队互联、互通、互操作能力，以增强炮兵部队各作战平台之间、作战平台与操作人员之间的沟通联络，打通炮兵部队与上级指挥员、其他军兵种部队之间的信息链路，提高指挥效益和打击效能。如美国军队开发运用了“旅及旅以下作战指挥系统（FBCB2）”“阿尔法”野战炮兵战术数据系统。这些系统既可以与美陆军指挥控制系统、其他功能领域分系统以及其他军种的系统进行互联互通，还可以与英国“贝茨”、法国“阿特拉斯”等其他北大西洋公约组织国家系统跨军队互联互通。另外，美军M109自走炮A6、M777等系列榴弹炮以及M270多管火箭炮系统式81式122毫米自行火箭炮，也均经过数字化改造升级。
新型弹药
在弹药上“做文章”，开发新型弹药，如智能型精确制导炮弹等。与传统弹药不同，新型弹药能够借助传感器技术和先进的制导技术，在自身制导系统的控制下利用目标或者其他导引设施提供的位置信息，修正自身弹道和飞行路线以准确命中目标，提高战斗效能。比较典型的如法国“凯撒”155毫米车载榴弹炮，被誉为当前世界上最先进的车载榴弹炮之一，不仅具有自动化的导航定位系统、火控系统、数据传输系统等，更可发射广泛的弹种。比如，配备的标准Ogreshell系列子母弹，射程可达35千米，毁伤覆盖面积能够达到3公顷，杀伤弹片300余个；配备的低阻远程全膛底排榴弹ERFB-BB/HE，最大毁伤距离可达50千米。
未来趋势
在未来战争中，各种不同类型的火炮仍将发挥重要作用，随着现代高技术的迅速发展和生产工艺的不断改进，未来的火炮在精准度、射程、威力、机动性方面都将会有显著的提高。
目前不少国家装备的155毫米口径的榴弹炮，最大射程大约30千米左右。正在研究的新一代榴弹炮，最大射程将达到40~50千米。为了提高命中目标的精度，许多火炮都配用了计算机，激光测距离等先进的火控系统。有的国家制成装有激光制导装置的炮弹，只用1~2发炮弹就可以摧毁16~20千米外的点状目标。还在研究的末端制导子母弹，1发可以同时命中3个目标。为了提高对大面积的集群目标的摧毁能力，各国研制和装备了多种性能先进的火箭炮。在提高火炮机动性方面，英美法等国在研究用新材料制成轻型火炮，便于战略运输机进行远距离运输和直升机吊运。一些自行火炮采用封闭式旋转炮塔，可以在核生化环境中快速机动，并有良好的浮渡能力。一些牵引式火炮装有辅助推进装置，不用车辆牵引就可以在战场上自行行驶。21世纪的火炮将用电磁能作为发射炮弹的能源，这将是火炮发生重大的革命性变化。
新机理武器系统是火炮未来发展方向，主要是指由现役主战平台搭载，利用非传统杀伤机理摧毁目标的新一代武器装备，主要包括舰载轨道炮、激光武器和高能微波武器等。由于采用光、电等新型发射与毁伤机理，这类武器普遍具有速度快、精度高、射程远等特点。进攻时，能够轻易突破当前的防御体系；防御时，可有效拦截各种来袭飞机、导弹等目标。未来，随着相关技术进一步成熟，必将对现代战争攻防体系、作战样式和力量结构产生深远影响。
作为一种新概念武器，高功率微波武器目前尚处在技术发展向作战应用的转化阶段，未来将在电子战、赛博作战、反隐身作战等方面具有显著的优越性。同时，其对人员的非杀伤性使其在未来战争中具有广泛的应用前景。
参考资料
发明了火药的中国，为何明清时火器技术落后了？.今日头条.2023-11-25
内蒙古发现世界最早火炮.新浪娱乐.2023-11-25
403 Forbidden.中国军网.2023-11-25
“天下第一火炮”在北大文博学院博物馆首次亮相--北方网-新闻中心.北方网.2023-11-25
酷炫大图，带你领略炮兵风采！.今日头条.2023-11-25
火箭炮高精度射击6门钢炮被瞬间摧毁_中国军号.www.ixigua.com.2022-06-20
从火药到火炮 揭秘火炮家族发展史.中国军事网.2023-11-25
德国推出60倍径155毫米远程火炮，会引发新一轮的“倍径革命吗”？.m.toutiao.com.2022-06-17
新机理武器系统：未来战争的“新宠”.今日头条.2023-11-25