坦克兵撸炮太多中毒昏迷，炮管上鼓包如何解决的？
雾霾在最近几年是普通大众非常关心的问题，但是同样是面对雾霾，坦克兵们可就要笑了——雾霾算个屁，我们可是经常要“吸毒”的！
【军武次位面】作者：杨树
雾霾在最近几年是普通大众非常关心的问题，毕竟谁都想多活几年，天天吸毒气可受不了。但同样是面对雾霾，坦克兵们可就要笑了——雾霾算个啥，我们可是经常要“吸毒”的！有机会打过枪的小伙伴可能都有体会，从枪膛中散发出来的气味，那可不好闻——所谓的硝烟味，就是这样。
▲坦克开炮后瞬间烟雾弥漫
步兵还好点，小小一发子弹，发射药以克计，量不大，风一吹硝烟很快就散开了，但对于坦克和自行火炮里的士兵来说，这个问题可就有点严重了。火炮的发射药可是以千克计的，而且还被严严实实的封闭在壳子里，要想被风吹散可是有点难。
▲所以经常看到坦克成员满脸油汗混合的污渍，这不光是热的，还有烟熏的
▲M1算比较宽敞的坦克了，但仍然很挤
现代主战坦克的舱内空间约为5至7立方米左右，自行火炮会大一些，但也大不了太多。步兵战车或装甲输送车载员舱的容积大约为9至11立方米，如果再除掉设备和人员所占的体积，实际上人均呼吸空间仅有0.5至0.8立方米。新鲜空气的储备是很有限的，如果通风不良，舱内一旦产生有害气体，不仅要影响人员的操作效率，甚至还会危害到健康乃至生命安全。
▲一氧化碳中毒剂量和症状的对应关系
有害气体有哪些呢？我们知道火药是主要成分是碳、氢、氧、氮等元素构成，燃烧后会产生一大堆杂七杂八的混合气体，其中对人威胁最大的是一氧化碳。我们在新闻中有时能听到的“煤气中毒”就是一氧化碳吸多了，这个东西能跟人血液中负责输送氧气的血红蛋白轻易结合，亲合力强于氧气200至300倍，人的血液就丧失了输送氧气的功能，严重时会因为缺氧而死亡。
▲《白虎》中T-34开火后冒出的浓烟
其次是氨，这种气体对人的眼睛和鼻粘膜有强烈的刺激作用，相当于催泪弹。此外还有二氧化氮、二氧化硫、四氧化二氮多种化学物，这些含氮化合物会对上呼吸道粘膜产生强烈刺激和腐蚀，使肺部慢性感染发病率增加。雾霾的特点是有可吸入颗粒物，火药气体中也少不了这一项。理想情况下，火药应完全转化为气体，但实际上总会有少数没完全反应完，进而产生碳、硫颗粒，被吸入后会导致肺泡损伤，继发肺炎等疾病。
▲如果没通风，在这里面顶多能坚持十分钟
美国军方的资料显示，美国陆军早在1943年就对装甲车辆内有害气体对乘员的影响进行了调查，测试的载具是“谢尔曼”坦克和研制中的M7坦克。试验表明，暴露在火药废气中9分钟，就能使人血液中的碳氧血红蛋白浓度达到23%的危险水平。实际上，这个浓度达到5%时，人就已经会有点恍惚了，如果达到20%，人就丧失战斗力了。也就是说，只要在充满火药气体的炮塔里闷上9分钟，人就基本歇菜。现在虽说雾霾严重，但即使在雾霾天跑个马拉松，大概也不会因为吸霾太多而倒地不起吧。
▲早期坦克没有抽烟装置，所以只能靠内部的小风扇排烟，也就是所说的通风系统，安装后全员增加5%熟练度（滑稽）
所以，战斗中的装甲兵，即使没有被敌人打中，同样也面临着被火药燃烧产生的废气熏个半死，甚至丧命的可能，相比之下，雾霾可真就不算啥了。既然装车车辆里废气的危害这么大，那么该怎么解决这个问题呢？
办法之一就是把炮塔设计成敞开式，比如二战时“黄鼠狼”之类的坦克歼击车就是这样，直接把顶盖去掉，不就通风畅快了吗？还省了一些成本。只是这样干毒气虽然散得快，不挨熏，但安全防护实在是差了好多，野战中有可能被灌顶攻击，万一不得已要在城镇中战斗，随便一个燃烧瓶就能干掉一辆，相比于挨炸被烧，这些车辆上的乘员恐怕还是宁愿“吸毒”的。
▲三号突击炮上的这个圆柱就是换气扇的通风口
在一线冲杀的装甲车辆，显然就不能“敞篷”了，这个时候就得配上个小东西——换气扇。在二战时期的坦克中，从谢尔曼到T-34，基本上都有这个设备，别看这个小玩意儿不起眼，还真是一个不能少的东西，实际上，T-34只要战斗上几十分钟，里面的乘员就会被熏得晕晕糊糊，这还是开着换气扇，要是没有的话，很难想象里面的乘员会被熏成什么样。
▲谢尔曼坦克上标②的地方就是换气扇
这里可以举一个现在的例子，90年代末，解放军某部在闽西参加实战演习时，一辆坦克因为电瓶发生故障导致换气扇不能运转。这辆坦克在发射了28发炮弹和两千多发机枪弹后，车内乘员就出现了不同程度的弹药尾气中毒的现象。所幸中毒较轻的车长及时打开车盖，把其它几人拖出车外。最后他们都没有生命危险，但是都有头晕头痛、恶心呕吐、视力模糊和神志不清的症状。
二战以后的坦克炮和自行火炮，口径普遍更大，发射药也更多，对乘员的危害只增不减，单靠换气扇远远不够，得进一步想办法。这时候，就轮到“火炮抽烟装置”，或者“炮膛排烟器”上场了，这种装置的安装在坦克炮和自行火炮的身管上，看样子就是身管的某个部位上套了个粗一圈的箍，相当于在火炮上增加了一个排气扇，只不过其原理不是靠扇，而靠吹。
火炮排烟装置的原理是这样的——那个“箍”实际上是一个内部中空的套筒（储气筒），身管被套住的部分，会被打上几个冲着炮口方向的斜孔。当炮弹经过这些斜孔后，高压火药气体会被灌进储气筒“存”起来。当炮弹飞出炮口后，膛内压力瞬间，这时储气筒内的高压气体会向前喷出高速气流，按照流体力学的原理，此时气流的后方会出现负压，形成向前抽气的效果。
用这样构造简单的装置，就等于把火炮本身变成了一个有效的通风管，可谓巧妙非常。但这个想法究竟是谁的脑洞，现在不得而知，也可能是“集体智慧”的结果。从实物看，二战末期出现的美国T26A1“潘兴”坦克上，就已经出现了排烟装置，看来还真是“美帝掌握核心科技”啊。
▲拆卸状态的德国豹II坦克主炮红圈就是为排气打的斜孔
排烟装置构造虽不复杂，但在设计上还是很考验设计师功力的。火炮这根大筒子要变成通风管，就得是两头都要是开口状态，而火炮尾部是有炮闩的，它的作用是密闭炮膛，也就是说，排烟装置的工作效果，还得配合着炮闩打开的时机，开闩的时间要掌握得很精准才行，早了晚了都不行。
排烟装置需要在身管上打眼，这又是一个难题，我们都知道，用来制造火炮身管的钢无论硬度还是韧性，都是指标很高的，要在又硬又韧的材料上钻几个细孔，对机械加工能力的要求很高，同时还会对身管强度有影响。由于钻洞困难，所以早期的排烟装置都安装在炮口位置，因为炮口处的身管厚度较薄，加工起来相对容易一些，但抽气的效果不如设在中间好。随着技术的不断改善，这些问题慢慢都得到了解决，现在世界各国的主战坦克以及自行火炮，排烟装置都向后移动了很多。
另外，这个套筒同样要承受高压火药气体的作用，所以并不是随便套上一圈钢就可以了。其强度指标仍然是有较高要求的，倘若套筒出现问题，就会像上面的那辆96A坦克一样出现“霸气侧漏”的现象。这实际上就相当于是身管上破了一个洞，不仅弹道性能会发生异变，排烟的功能也丧失了。这时舱内的乘员可就遭了罪，PM2.5的浓度会达到重度雾霾时的百倍之多，绝对爆表中的爆表，要是连续来这么几下，人员会受到很大伤害。
▲坦克炮如果全抽出来就是这个样子，可以看出排烟装置已经很靠后了
火炮的排气装置是一个专为保护装甲车辆内的人员而做出的特别设计，会增加成本，所以我们基本上只会在坦克和自行火炮上看到它，而普通的牵引火炮是没有这个东西的，因为没必要嘛。不过有时候也会在一些照片上看到似乎是带排烟装置的牵引火炮，这种情况其实是把一门坦克炮或自行火炮的身管放到一个牵引炮的架子上来进行试验的结果。
其实排烟装置多少是会损失一些火药能量的，这部分资源如果只用来抽气，不多加利用，是不是有点可惜呢？国内就有人发明了利用火药气体同时进行排烟和反后座的设计，也是比较有趣的，但目前为止没有被实际应用，因为相比单纯的排烟，又排烟又要缓冲，整个机构就是不再是固定状态，而是活动的，受力更大，工作环境更恶劣，在材料、加工、密封方面上的要求会高得多，以目前的技术手段是不好实现的，固而还只能停留在纸面上。
▲从60年代到90年代，美国出现过各种各样的火炮排烟装置的设计专利
在《坦克世界》这个游戏中，就有一款配件叫“通风”，安装之后全体车组成员技能会提升5%，简直就是全能BUFF，是黑枪、顶牛、狗斗的居家必备良药。从历史事实看，游戏中的这个设定还真是蛮有道理的，而且感觉这个设定的提高比例还低了点，应该再高一些才对，毕竟人才是让武器发挥效能的第一因素。
▲这抽烟装置就像抽一口香烟一样
其实小小的一个排烟装置，同样反映了“以人为本”的原则，哪怕为此要花费工夫、增加成本，也要保证装甲兵有一个相对清爽的环境。否则的话，敌人还没打到，自己先被熏了个七荤八素，又何谈赢得战斗胜利。哪怕具体到一个人，也同样要用这个原则来对待自己，只要是能提高效率或者有长远好处，就应该不惜成本，用最好、质量最高的东西来武装自己——这并不是“奢侈浪费”，而是“事半功倍”。
《装甲车辆车内通风要求与评价初探》人-机-环境系统工程研究进展（第七卷）
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