火炮身管自緊是國外早在二次世界大戰時期就曾採用過的工藝。

它是在火炮身管進行最後精加工之前,對身管內膛施加超高液壓,使在管壁中產生預先計算的殘餘應力。

理論和實踐證明,經過自緊處理,能夠確保彈丸發射時身管橫截面的應力分佈均勻一致,因而這種工藝開始得到四處的推廣。

身管自緊技術是讓管型火器身管材料產生徑向向內的預應力，使內膛材料更緻密，在發射藥燃燒產生膛壓的情況下身管外層材料也能參與到平衡膛壓的作用中，從而提高可用膛壓，避免身管炸裂，避免內膛產生裂紋剝落，影響身管壽命，在膛壓一定的身管材料相似的情況下則能減輕身管重量。

身管自緊技術應用源遠流長了，如果上溯，可以追溯到早期的鐵箍炮(竹節炮)，皮革炮等等。都有身管自緊技術的原理在其中起作用。

(手機打字，不多贅述，感興趣可以搜尋這些關鍵字詳細瞭解)

之後鑄造滑膛炮一統江湖，黑火藥威力一般，工業革命冶金技術大發展，一度只要改進炮膛的鐵或鋼的材質就能滿足減重和延壽的需求。期間有一個另類是鐵心銅炮，因為鑄造用了不同材質，會產生身管自緊預應力。

但以上這些都不算真正的身管自緊技術，只是獲得了身管自緊的部分效果，並不是知道原理，有意為之，只是巧合。

隨著工業革命的發展，新的大口徑的火炮不斷被開發，黑火藥的工藝也日漸成熟，火炮的膛壓越來越高，單純改進身管材質，加厚身管已經不能滿足需求，加厚身管已經沒用，因為高壓下金屬會形變內膛材質已經形變破裂，而外層的身管材質尚未受到膛壓作用，發射幾次之後。身管外觀尚好，但內膛已經破裂，再次發射，難免炸膛。

於是新的技術應運而生，就是多層身管技術，最早應用在艦炮和大口徑岸防炮上。清末中國進口的各種克虜伯鋼箍炮就是這種，還有當時大名鼎鼎的阿姆斯特朗鋼炮等。類似技術的核心是把身管分為幾層製造，用熱脹冷縮原理或者乾脆蠻力把他們套在一起。外層內徑小於內層外徑，一直對內層保持壓力，這樣內層在發射藥作用下有形變傾向時外層都會起到作用，而且內膛耐受發射藥腐蝕的珍貴鋼材也不用浪費在身管外層了。期間給內膛加壓的技術實現方式也有多種，有套鋼箍的，還有用鋼筋一圈圈緊繞內膛身管的。類似的技術一直用到今天。

還有比較特殊的是達爾格倫大炮，它應用的是鑄造+熱處理身管自緊技術，鑄造火炮時候在內膛注水，加速內膛冷卻，從而形成向內的預應力，這種鑄造方法叫羅德曼鑄炮法，在美國南北戰爭期間被髮明和應用。

當今的身管自緊技術，開始於二戰時期----技術核心是對身管內膛施以高壓，使身管由內向外產生塑性形變，從而產生由外向內的預應力，提升身管強度。方法包括:液壓擠壓，機械擠壓，爆炸擠壓等。

關於應力可以有多強大家可能沒概念，可以搜尋瞭解一下魯珀特之淚，看看普通的玻璃有了預應力的加持可以堅硬到什麼程度＠(￣-￣)＠

在火炮各大零件中，炮管（身管）無疑是最重要的。它工作環境極其惡劣，要耐受3000多度的高溫，對抗幾百兆帕壓強，快速射擊時身管內表面溫度700多度，外表面100多度，溫差很大。

就算一根精工細作，堆滿高科技的炮管，在高壓、高溫、燒蝕、裂紋面前也撐不了多久。一旦金屬疲勞，裂紋擴大，就有可能炸膛，像花一樣開放。

想提高炮管承壓能力，增加厚度是方法之一。但厚度增加了，重量也必然增加，對重視機動性的陸炮來說無法接受。

所以現在的火炮製造中，普遍採用電渣重熔和身管自緊技術，既能減輕重量，還能提高強度。

電渣重熔就是冶煉中對高電阻熔渣通電，產生大量熱能將金屬熔化，讓碳、硫、磷等雜質析出，最後得到組織緻密、成分均勻、各相異性小的優質炮鋼。

身管自緊，就是用機械、液壓等方法對身管內壁施壓，使其塑性變形，而外層保留彈性。這樣會產生殘餘壓應力，能抵消火藥燃氣的拉應力，從而增強炮管承壓能力。還能延緩裂紋擴大，提高身管抗疲勞效能。

▲機械式自緊

身管自緊技術很早就產生了，從19世紀早期至今已經一百多年了，自緊方法也有多種。

19世紀20年代，英華人使用纏絲身管技術。把方形截面鋼絲緊密纏繞到炮管上，透過鋼絲張力抵抗炮管射擊應力，增強效能。纏絲技術簡單，鋼絲易控制，在很多戰艦艦炮上使用。缺點是縱向強度不足，加工工藝複雜。

▲身管纏絲

50年代，美國發明型芯水冷自緊工藝，用於製造羅德曼—達爾格倫前裝滑膛炮。

它將內模做成空心，裡面裝冷卻水，鋼水灌入模具從內向外冷卻。這樣製成的炮管，內層鋼材更緻密，外層緊緊箍在內層上，承壓能力大大提高。

同一時期，英國的阿姆斯特朗火炮則採用筒緊工藝，將兩個或兩個以上的圓管套在一起。外管先加熱再套到內管上，外管冷卻後收縮，內外管就緊緊套在一起了。阿姆斯特朗炮是後膛炮，使用方便技術先進，所以很快流行開來。

▲阿姆斯特朗炮複製品

與此同時，歐洲另一個火炮強國——法國，也在M1925/27式85毫米榴彈野炮上使用身管自緊工藝，這種自緊是單層炮管，與今天的製造工藝很像了。後來這技術被日本鬼子學去，用在二戰野炮和艦炮上。

二戰後，飛機導彈快速發展，火炮技術一度沉寂。直到冷戰60年代，美英等國才重新意識到火炮價值，又重新拾了起來。

▲裝備105毫米L7的百夫長坦克

1959年，英國在L7型105毫米坦克炮上率先採用單肉身管（單層炮管）自緊技術，美、法、德等國紛紛跟進，成為現代火炮的標準工藝之一。

德國火炮的材料、工藝一貫優秀，豹II坦克的120毫米滑膛炮（RH120 L44）極限膛壓達710 MPa！相比之下，蘇聯炮鋼、工藝略顯不足，T-80/72坦克的2A46系列125毫米滑膛炮，雖然口徑、藥室容積、長度、厚度更大，但穿深和威力卻不及它。

70年代，中國自行研發身管自緊工藝成功，從此火炮水平迅速提升，效能邁入世界強國之列。

現在，電渣重熔和身管自緊技術已成基本工藝，不算什麼高科技了。炮鋼材料、發射藥性能成為關鍵因素，不過要想有質的飛躍，恐怕要從原理上顛覆，等待電磁炮成熟了。

火炮身管自緊技術是伴隨著火炮膛壓不斷提高而發展出來的技術！在18世紀之前，由於大部分火炮採用的都是黑火藥發射，因此膛壓較低，那時候的火炮多采用青銅、鑄鐵材質打造而成。（早期青銅身管火炮）

隨著後來火炮口徑的不斷增大，火炮發射藥也不斷的改進，硝化棉發射藥的發明開啟了一個新的時代，使得火炮膛壓有了大幅提升，現有的火炮材料已經承受不住如此高的膛壓，於是人們又透過轉爐鍊鋼法發明了強度更大的鑄鋼火炮身管。到了一戰前葉，由於各國軍備競賽愈演愈烈，戰列艦、巡洋艦艦炮口徑越來越離譜，沒有兩三百毫米都不好意思出來見人，現有合金鋼身管也越發難以承受，於是英華人又發明了纏絲技術（身管外面纏鐵絲）和多層身管技術，最終在1913年，法華人結合這二者的優點，最終進化出了熟知的身管自緊加工工藝。（纏絲工藝）

身管自緊，其主要流程就是使用增壓器材在身管內表面製造出超過身管材料屈服強度的壓力，這會導致內管材料部分截面發生永久性的塑性變形而無法恢復，由於身管內外的塑性變形程度不同，身管內層會產生壓縮預應力，外部受到拉伸預應力，一個向外擴張趨勢，一個向內壓縮趨勢。簡單來說就是用一根身管制造出了類似於多層身管的結構，層層相扣，不僅耐壓強度和抗疲勞強度能得到大幅度提升，而且身管重量也可以有效減少，使得大口徑火炮的機動能力也飛速提升。（身管自緊使內部結構材料密度更加密實）

目前的身管自緊技術主要有水壓（液壓自緊）、氣壓（爆炸自緊）、棒壓（機械自緊）三種方法。機械自緊多使用高強度硬質合金自緊裝置對身管內壁進行增壓擴張，這種自緊方式容易對炮管內壁造成不可修復的損傷，因而應用的不多。（機械自緊）

目前使用最為廣泛的是液壓自緊技術，即往火炮內部注入高壓液體進行不斷增壓，這種技術最大的難點就是如何對身管開口進行密封，一旦發生洩露，效果就將大打折扣。目前大口徑坦克炮和榴彈炮多使用超高壓水壓機施壓，能夠製造出耐受一萬個標準大氣壓強，壽命達到一萬發以上的超高壓長壽命火炮身管。（液壓自緊）

在身管自緊技術上，以美國和德國的技術最為先進，早在上世紀八十年代，美國HARWOOD公司就已經制造出了壓力達到14000Kg/㎝²的超高壓增壓機，德國的同類產品也有13500KG0g㎝²，配合電渣重融技術的運用，也使得美德一舉成為了當時火炮技術最為先進的兩個國家。德國的豹2坦克和美國的M1A1坦克所使用的皆是德國萊茵金屬公司製造的Rh120毫米44倍徑滑膛炮，這款炮就是使用了當時最為先進的身管自緊技術，因此也被譽為當時世界上效能最為優良的坦克火炮。（豹2坦克裝備的RH120毫米坦克滑膛炮）

由於蘇聯在身管自緊技術上落後於西方，因此中國在建國初期也沒有得到身管自緊技術，在在上世紀70年代中期我們自行開展了身管自緊技術的研究，在80年代的中西方蜜月期，中國於1986年從德國引進了萊茵金屬公司的液壓自緊技術，最終消化吸收，形成了自己一整套的身管自緊加工技術。目前中國的96式、99式坦克炮以及PLZ05式自行火炮等一系列新式自行火炮都採用了自行開發的身管自緊技術，中國也一躍成為了目前世界上火炮技術最為先進的國家之一！（PLZ05式自行榴彈炮）

身管自緊技術起源於反坦克用途的高膛壓加農炮。二戰後隨著坦克裝甲技術的進步，火炮需要進一步提高穿深，而提高穿深一個最直接的方法就是提高初速，等同於要提高膛壓。但是炮管也是鋼鐵做的，這個東西耐膛壓能力也是有個限度的，現代的120、125滑膛炮動不動就500MPa以上的工作膛壓，極限膛壓甚至要打到600多甚至700MPa（注：1MPa≈10個大氣壓），一般的炮管怎麼遭得住啊？

德國萊茵金屬的Rh-120滑膛炮內壁

身管自緊就是再這樣的背景下發展起來的。身管自緊，其實就是在火炮完成鏜孔後，在內層施加一個遠遠超出火炮正常發射時產生的壓強（通常使用液體來傳遞壓力，比如油），這個壓強足以使火炮內壁產生塑性形變，炮管壁厚度變薄，口徑變大，同時一些不易發現的微小的裂縫也會被擠壓掉。其中形變的部分集中在炮管內壁表面附近，沿著徑向迅速衰減。所以加工的時候火炮的口徑要比成品的口徑略小一點，這樣產生塑性形變的口徑才能達到設計水平。

身管自緊的過程，在炮管內壁用施加壓力，使炮管預壓緊，外壁預張緊。紅到綠代表了壓力從大到小

炮管壁在自緊時採用的壓力要比火炮發射時的壓力還要大得多

這樣處理的結果就是，在撤除壓力後，炮管內壁產生了一個趨向於恢復到原狀的殘餘壓力，炮管外壁產生一個殘餘的拉力。在火炮發射時，膛壓要比自緊時的壓力小得多，而炮管壁的殘餘應力足以對抗發射時產生的膛壓，從而提高了火炮的壽命。

其實這個技術的指導思想和“臺上一分鐘，臺下十年功”是很像的，為了在臺上表現的好，就要在平時加壓訓練，到了臺上後表演反而會輕鬆得多。在《七龍珠》裡，孫悟空在前往那美剋星的途中，在飛船上進行了100倍重力訓練，結果戰鬥力一路增長到了9萬，達到了在地球上1倍重力條件下永遠都不可能達到的水平，這其實和火炮身管自緊是一個的道理。

提高火炮耐膛壓能力的另一個思路是電渣重熔。簡單的說就是利用電流將粗製的鋼錠重新熔鑄一遍，這樣可以獲得較高純度的結晶，減少雜質。

身管自緊有多種，有套筒的，有絲纏的，有單肉的。前兩種會增加火炮重量，第三種不增重，所以第三種最受歡迎。但是第三種技術門坎高，對裝置要求也高。單肉自緊最早好象是德華人提出來的，最早德華人把炮管加熱後，在炮管裡襯了一根中空的管子，然後在管子裡用流動的水冷缺炮管內壁，這樣也可以形成預應力，提高炮管強度和壽命。