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近期在整理公号留言的时候，看到了不少读者朋友对笔者一些文章的追加疑问；由于系统存在只允许放出100条留言的数量限制，因此这些较晚的留言是没有能出现的，笔者在此表示歉意。

在此重申，笔者信奉、并在力所能及的范围内践行言论自由的价值观，如无特殊情况，大家对文章的留言都会放出，以先来后到为准。

今天的文章，是解答一些朋友关于双35高炮文章的疑问：即笔者之前谈引进技术产品的国产化过程时，提出过的“增加设计”到底是什么意思；为什么一方面要坚持尊重原始设计，另一方面又要增加设计，岂不是自我矛盾？

在之前文章中，双35底火在国产化的改进过程中，它增加的对火台的额外固定措施，就是典型的增加设计。


图：博克瑟火帽，中间的三叉状物体即三爪火台，三爪之间的空隙用于传火。国产35底火早发火的原因，就是三爪火台在冲击下，向下运动挤压击发药

在定装（有弹壳）的枪炮弹中，最为主流的两种火帽设计分别是博克瑟火帽（boxer primer）和博丹火帽（berdan primer）。它们的核心区别，在于采用什么样的火台结构，来和枪炮的击针实现“内外夹击”；从而猛烈的挤压击发药，诱发它的爆燃。在大多数枪弹中，有个火帽做底火就足够可靠、及时、高效的引燃弹壳内的全部发射药。


图：击针和火台里应外合，挤爆击发药

但是在较大体积的炮弹中，由于击发药对机械撞击和温度非常敏感，为了安全起见不能把火帽做太大；因此往往会采取逐级放大的措施，在底火中再设计一部传火药；形成“击发药燃烧——传火药燃烧——发射药燃烧”的工作程序。在大量炸药需要引爆时，也会有类似的扩爆设计。


图：左为双35炮弹底火的火帽，右为完整底火。NC药是指Nitrocellulose为主要成分的火药，即硝酸纤维素——也就是常说的硝化棉，此处NC药起传火作用

瑞士35炮弹采用了博克瑟火帽，它的火台是独立的三瓣金属结构，只要简单的冲压工艺就能制造出来。这样它的底火体在加工的时候，只需要在底部钻一个孔，然击发药的燃气能顺着这个孔去点燃传火药就行了。

博克瑟有个问题，就是对三爪火台的固定程度不是很高。如果炮弹遭受从后向前的特别猛烈的撞击，三爪火台受惯性的作用，很可能往后移动、挤压击发药，从而导致火炮早发火。双35火炮在关闩的时候，冲击特别猛烈，正好符合这一情况。


图：35炮弹的AHEAD弹药，注意末端的底火体

但对瑞士来讲，他们由于研究工作做的扎实，各种试验严密，生产制造上的一致性保持的非常好——最终产品中，某个火台特别松，某份药剂特别敏感的几率，可以低到直接忽略。

因此他们只采取了非常简单的过盈配合设计就解决了问题——通过火帽从四周挤压火台形成的摩擦力，限制火台后移的概率和幅度，就足够确保安全了。

总体上讲，在35毫米炮弹上，瑞士的这个底火设计是结构最简单、机械加工成本最低的方案。但设计简单的底气，是瑞士有着优越的科研和工业基础，有能力保证各种条件下的使用过程中，底火都不会遭遇超出安全极限的状况。


图：各种药剂的一致性、稳定性问题，一直是国产武器装备的重大弱点缺陷

这一先决前提，在国内的仿制过程中被打破了。由于价格没谈拢，国内没有引进瑞士的底火技术，而是自行仿制；这就出现了大量原设计不会遭遇的问题，比如最核心的——击发药的一致性和长期储存稳定性差，这是国内火炸药的老大难问题，至今未能根除。

后续的国产改进，因此也始终终围绕着两点展开：限制火台移动，降低击发药敏感度。


图：枪弹上的博丹底火，注意中间突起的固定火台，以及两侧的传火孔

限制火台移动的最彻底办法，无疑就是采用固定式火台——比如博丹式结构。但要在35炮弹的原底火设计上这么做，加工步骤就繁琐得多、难度高得多，废品率也随之飙升。所以在简单的试验后，这个措施就被国内放弃了。

国内的后续改动，除了在原设计上细微的调整尺寸外，增加了两条设计。一个是给火帽内部增加了限位台阶，对火台的向下运动设置路障；再一个，加涂酒精虫胶漆。

而针对击发药本身，国内也也调整了成分比例，在允许的范围内，尽可能的降低了四氮烯的含量。

调整击发药成分、在原设计基础上细微调节尺寸，这些措施的生产成本变化不太好判断。但火帽内的限位台阶、胶漆，都是后来新增加的额外设计，它们是一定要提高生产成本的。


图：迟发火炸裂的35炮弹弹壳

由于缺乏能力真正的除去病根——火炸药的一致性、稳定性，这个底火改进是有副作用的，并在几年后又出现了晚发火的故障，迫使国内在火炮上也被迫增加了设计。

在2013年的公开论文《某自动机炸壳故障》中，提到了某次射击中出现的事故：三发炮弹在炮膛外炸裂，火炮部分机构损伤。这起事故的原因，依然和双35的原始设计有关。

火炮在发射的时候，需要炮闩等闭锁机构，把炮膛锁死，形成一个极其牢固的刚性结构；这样才能安全、可靠的承受住火炮发射的剧烈冲击。在弹丸发射出去、膛压下降以后，它又要及时解锁、打开，才能退出弹壳、装填下一发炮弹。

双35上的开闩设计，是由闩座的后退来触发的。当它后移超过20毫米后（耗时大概5-11毫秒），火炮开始解除炮膛的锁定状态，并且开始把弹壳抽出炮膛外。


图：双35火炮的自动机闭锁机构组成，红圈内为闩座

在炮弹正常发射的情况下，巨大的炮膛压力会牢固的楔死闩座，使它无法移动；直到弹丸飞越过导气孔后，燃气才会进入气室、推动输弹活塞、撞击输弹滑筒、再带动闩座后退。

等火炮开始解锁的时候，炮膛内的压力已经降低到安全范围以内。但如果遇上哑弹的话，由于没有压力楔主闩座，它就会自由反跳25.5-40.3毫米左右。一旦超出20毫米以外，此时的火炮就不再处于闭锁状态了。



国内遭遇的事故，正是极少数迟发火弹药所导致的——它们从击针撞击到发火，延时达到9-10毫秒甚至更长；等到炮弹发火的时候，火炮已经开始解锁——巨大的膛压失去闭锁结构的支撑，结果就是炸毁弹壳、炸伤火炮。

这一事故的真正根源，是少数炮弹点火延时偏长。但解决起来有两个问题实际上无法解决，或者缓不济急：

1、已生产的炮弹，无法甄别其中是否还有类似的迟发火弹——特别是不能确定再经过一定年限的储存后，是否会出现新的迟发火弹。

2、药剂的一致性、稳定性，相关的改善工作根本不是短期内可以完成的，特别是长储试验极其耗时。国内欠债太多，就算全力弥补，也是要以5年、10年为单位的。


图：国产装备经常要解决国外原设计不存在的问题

既然不能解决弹的问题，脑筋就只能动到火炮上面。国内因此给双35火炮额外设计、加装了一套防反跳的装置；把闩座的自由反跳行程始终控制在20毫米以内。

这也是一个非常典型的增加设计的案例。毫无疑问，这会增大火炮的重量、提高火炮的成本、降低火炮的可靠性、使火炮的维护变得更复杂。

很显然，如果除去人工、福利、环保之类的成本因素；用相同的（且足以满足要求）的人员、原材料和设备来进行生产，国产双35火炮和瑞士原产相比，前者的生产成本一定更高，产能一定更低。

结语：

不止于军事装备研发制造，国内很多人都有一些认识上的巨大误区：

其一：中国造什么都便宜，只要一仿制就白菜化。国内的总体成本优势，往往源自于廉价的人力、环保成本；真正在制造过程中的消耗，国内是要高于发达国家的。

由于后发国家在高端产品、先进技术生产上是后来者，生产同样的产品，良品率、效率往往低于先发者。比如中国现在生产计算机芯片，同样高性能的产品，成本一定高于英特尔。历史上这是屡见不鲜的例子，比如英德造舰竞赛时，同样性能的产品，德舰造价都高于英舰。


图：枭龙用廉价的材料和工艺，同时实现了较轻的结构重量与长寿命，背后是一系列先进设计技术的支撑。

其二：技术先进就昂贵，技术落后更便宜。从纯粹的设计、制造成本来讲，只有更先进的技术，才能在相同的性能要求下，带来更低的成本。为什么瑞士双35的炮弹底火、火炮闭锁结构都比国内更简单？因为瑞士技术更先进，根本不需要花费额外的成本去预防国内可能出现的事故。

其三：科研和工业基础落后，可以通过所谓系统工程来弥补甚至反超。除非先进国家在总体论证上就走错了路子，否则落后国家的系统工程弥补法，必然是花费高昂的额外代价，挖东墙补西墙，牺牲大量性能死保证少数指标上的抗衡。

这种做法一时应急尚可，长此以往就是饮鸩止渴，苏联就是前车之鉴。只有把整个科研和工业基础，良好的融入国民经济发展，形成互生的良性循环，才能最终从根本上解决问题。

随着近年来人口红利的不断消退、环保成本的不断增大，很多人都感到了成本的显著上升。如果再不抓紧补课、夯实基础，真正把技术水平和生产效率提升上来，中国的总体成本优势是不能继续维持下去的，而这是改开30年来中国最大的国际竞争力。