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跨界

2017-12-28 17:46:28 《现代兵器》 2017年12期

近年来,在国内商界和文艺圈内颇为流行“跨界”,出现了不少成功的“XX跨界王”。无独有偶,其实在武器装备发展领域,尤其是现代各型先进火炮的设计和使用中,也出现了很多的跨界案例。从某种意义上讲,实现多种用途的“跨界”,也许正是未来先进火炮发展的一个必然趋势。

火力压制跨界王

通常来说,对地面目标实施间接瞄准火力压制都是大口径榴弹炮、加农炮以及迫击炮的专长。不过,以直射打击敌方装甲目标为主的长身管坦克炮,偶尔也会客串起间接瞄准火力压制的角色。

以装备设计定位来看,主战坦克最重要的使命是对付敌方主战坦克、装甲战车或固定火力点,基本上以直瞄射击为主。我们谈到主战坦克的主炮射程时,多指直射距离,加之车内空间有限,因此坦克炮的最大射击仰角都很小。例如,苏联D-10系列100毫米坦克炮的最大射击仰角为17°,2A46系列125毫米坦克炮为14°。欧美各国装备的坦克炮最大射击仰角相对要大一些,如莱茵金属120毫米系列坦克炮达到了20°。

在最大射击仰角的状态下,坦克炮发射榴弹、碎甲弹或者多用途弹是完全可以实现远距离间瞄射击的。比如,苏联D-10系列100毫米坦克炮在射击仰角17°、发射榴弹时的最大射程可达16千米,比D-30型122毫米榴弹炮早期型号发射普通杀爆榴弹时的射程还远。2A46系列125毫米坦克炮虽然最大射击仰角只有14°,但是在这一状态下发射榴弹的最大射程也达到了9.4千米。从这一点来看,主战坦克以大口径主炮射击数千米距离上的目标,确实可以充分发挥出装备的最大潜力。

不过,从火炮本身的性能、火控系统的设计,以及部队装备体系、战术来说,坦克如果作为“兼职自行榴弹炮”使用,还需要克服几个难点。首先,各国第三代主战坦克装备的大口径主炮,除了英国“挑战者”系列(见题图)依旧采用线膛炮,其他采用的都是滑膛炮。作为坦克主炮,滑膛炮相比线膛炮的最大优势在于可以承受更高的膛压、更适合发射尾翼稳定脱壳穿甲弹、生产工艺简单、成本低、寿命长等,但是只能发射尾翼稳定榴弹,不能发射自旋转稳定弹。因此,如果是发射榴弹间瞄射击同样远距离上的目标,滑膛坦克炮的精度不如采用线膛身管的榴弹炮。

此外,因为膛压高,滑膛坦克炮的身管寿命也远远低于榴弹炮,而造价却高于后者。如同样发射榴弹,大口径滑膛坦克炮的身管寿命一般只有2000发,而D-30型122毫米榴弹炮据称可达20000发,是前者的10倍。以达到同等作战效果计算,使用坦克炮的效费比要远远低于榴弹炮。

第三代主战坦克装备的先进综合式火控系统是为了直瞄射击而设计的,也不适合进行远距离间瞄射击。如果要解决这个问题,一般采取的办法是:指挥员在指挥车内利用專门开发的坦克间瞄射击诸元计算器进行射击诸元解算,然后以口述的形式下达给各辆坦克。每辆坦克的炮长将火控系统转换到人工装表工况,手动输入射击诸元参数,再按下击发按钮。也就是说,装甲兵使用炮兵技战术,实现了坦克曲线射击。

其实,这一解决办法采用的还是最落后的炮兵技战术。因为坦克的火控系统无法像自行榴弹炮那样对远距离间瞄目标实现自动解算诸元、自动调炮,只能采用人工口述、手动装表调炮这种非常落后的模式。而且,如此多的主战坦克密集排成一线以静对静的方式进行间瞄集火射击,如果遭到敌方反坦克火力的快速反击,损失会相当惨重。

应该说,在现代战场上,部队编成和战术日益强调多军兵种联合作战、合成化,根本不可能出现需要主战坦克“远近通吃、包打天下”的局面。如果要对付10千米距离上的目标,既可以使用高大上的攻击机、武装直升机近距支援以及远程多用途导弹系统实施“斩首”,也可以中规中矩地由各型122毫米榴弹炮“出面摆平”,最不济也可以叫来各型120毫米迫榴炮依靠高射速密集覆盖“清场”。在这种情况下,坦克主炮发射榴弹打击远距离目标多半会沦为难有用武之地的“屠龙技”。

与之类似,欧美曾经计划为主战坦克装备可编程制导炮弹,凭借主炮较远的间瞄射程用于反武装直升机,后来也是不了了之。原因无他,反武装直升机已经超出主战坦克的能力范畴,还是交给其他更能够胜任的武器平台吧。因此,主战坦克在应急情况下偶尔客串执行远程火力压制任务问题不大。只是不能将这一做法全面推广,成为主战坦克的主业罢了。

防空反导跨界王

在现代战场上,防空反导任务一般都是由防空反导导弹以及小口径速射炮担负,国外也在发展高能激光武器用于这一使命。不过,随着大口径火炮技术的发展,其任务类型也完全可以拓展至防空反导领域。比如,美国陆军目前就提出了利用M109A7型155毫米自行火炮来执行防空反导的设想。

M109A7自行火炮源自BAE系统公司于2007年开始研制的M109A6 PIM,是经典的M109家族的最新型号。M109A7虽然保留了M109A6的基本结构布局,但是在底盘、炮塔、火控系统和动力系统等方面均有较大幅度的改进。M109A7的底盘采用了“布雷德利”步兵战车的技术,换装了新型履带,并且增加了底盘离地高度,以便安装防雷装置。其悬挂装置也采用“布雷德利”步兵战车的扭力杆、负重轮总成以及旋转减震器等。M109A7的炮塔则采用了已经下马的“未来战斗系统”中非直瞄火炮项目的先进技术,包括用电动输弹/退弹机替换原有的液压冲程输弹机,大大提高了可靠性和射击精度。此外,炮塔外部的防护级别也得到了提升,配备有模块化附加装甲。

不过,由于M109A7依然采用39倍口径身管,其发射火箭增程弹的最大射程只有30千米,远远低于其他国家所装备的各型52倍身管155毫米自行火炮。因此,当需要对更远处的目标实施打击时,M109A7将使用最先进的“亚瑟王神剑”远程精确制导炮弹。“亚瑟王神剑”发展计划由美国陆军于1992年提出,雷声公司和BAE系统公司联合研制,目前已经发展出XM982、M982、M982A1、“亚瑟王神剑”S和“亚瑟王神剑”N5等多个型号。美军批量装备的最新型“亚瑟王神剑”为M982A1,该弹采用GPS/INS复合制导模式,圆概率误差达到惊人的2米以内,最大射程40千米,但是其单枚造价也高达258777美元。

除了“亚瑟王神剑”,美国陆军目前还计划为M109A7自行火炮配备最先进的HVP超高速射弹,并由此赋予其强大的防空反导能力。HVP超高速射弹最初并非是美国陆军主导的研发项目,而是美国海军发展多年的电磁轨道炮项目的一部分。美国海军电磁轨道炮项目已经完成原理样炮并进行了多次发射试验,在技术上达到较为成熟的阶段。但是,一种新型武器,尤其是电磁轨道炮这种具有革命性意义的新武器从实验室走向实用化,遇到的阻碍往往是出乎意料的。

美国海军现在所面临的电磁轨道炮实用化瓶颈主要有两个:一是供电问题,如果不是专门为其设计新舰而是以现有战舰改装,则除了DDG-1000隐身驱逐舰和CVN-78“福特”号航母之外,没有任何战舰能够满足要求。二是可靠性问题,尤其是发射轨道烧蚀问题非常严重,寿命很短。相比之下,为电磁轨道炮研制的HVP超高速射弹反而是技术最成熟、最接近实用化的子系统。为了能够拿到更多的经费以支持电磁轨道炮继续发展,同时加快自身装备的更新换代,美国海军决定将HVP超高速射弹技术单独拿出来与其他军种共享。为此,美国国防部特别设立了HGWS超高速火炮武器系统项目,旨在将HVP超高速射弹推广应用到海军现有Mk45型127毫米舰炮、AGS型155毫米舰炮以及陆军M109A6/7型155毫米自行榴弹炮上。

HVP超高速射弹的弹体外形采用适合超高速飞行的长圆锥体设计,尾部有4片弹翼,其中2片为固定弹翼,2片为控制飞行的可动舵面。所有火炮发射的HVP超高速射弹都采用通用次口径弹体,只是其外部加装4块铝制弹托以适应不同口径火炮的内膛。这也使得HVP超高速射弹的造价可以大大降低,预计仅为3.2万美元,而1枚M982“亚瑟王神剑”制导炮弹的造价高达6.8万美元。

当使用M109A6/7型155毫米自行榴弹炮发射HVP超高速射弹时,其炮口初速可达3马赫以上,最大射程可达96千米以上。针对不同的任务,HVP超高速射弹有两个不同的型号:反导型没有装药,仅依靠强大的动能以碰撞的形式直接击毁来袭导弹,而反舰型装有0.9千克高能炸药,同样依靠动能击穿舰体,在其内部引爆。

与通常反导制导弹药不同的是,HVP并没有导引头,其主要制导系统采用GPS+闭环火控指令模式。M109A6/7型155毫米自行榴弹炮只是单纯的发射平台,来袭导弹的参数信息要通过一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)以高速加密数据指令的方式传输到HVP上,并由弹载计算机根据指令控制舵面,使弹头击中目标。HVP的最大射高有望达到20千米以上,而“爱国者”系列防空反导导弹的最大射高也不过24千米。也就是说,每1门装备HVP的M109A6/7自行榴弹炮就是1部能够每分钟发射6枚反导HVP 的“迷你爱国者”-3,一个炮兵连就足以为己方构建起方圆百余平方千米、高达20余千米的反导穹顶。

对于中国陆军来说,美国陆军正在进行的“多域战”转型有着非常重要的借鉴意义。在越来越强调制空天权、制海权、制电磁权的未来战场上,中国陆军同样要不断拓展自己在多领域、跨区域方面的作战能力。此外,对于现役装备的升级改造以及性能提升也要给与相当程度的重视。美国陆军通过为M109A6/7型155毫米自行榴弹炮配备HVP,甚至无需进行任何改装,就实现了该型装备作战能力质的飞跃,使得师旅一级的炮兵部队就具备了防空反导能力,相当于构建了一面极其坚固的防御盾牌,以最小的投入换来最大的收益。

反舰跨界王

在岸基反舰武器装备方面,美军自二战结束以来一直处于空白的状态。这主要是因为美国海军和空军异常强大,使得世界上任何一個国家的海军都无法对其构成威胁。不过,随着美国陆军炮兵武器制导化的发展以及“多域战”概念的提出,其新一代岸基反舰精确打击武器也已经逐步成型,这就是M142“海玛斯”多管火箭炮。

M142“海玛斯”多管火箭炮可以被视为M270履带式自行火箭炮的轻型化版本,2005年开始装备美国陆军。虽然M142“海玛斯”仅具备M270一半的火力配置,但是因为其能够发射后者所有弹药,包括M26系列常规火箭弹(最大射程45千米)、M30/31系列制导火箭弹(最大射程70千米, 增程型可达120千米)和MGM-140战术导弹(最大射程300千米,增程型可达500千米),其打击威力并没有减弱。而且由于其外形尺寸小、战斗全重比较轻,可以使用C-130战术运输机快速部署至前沿,因此目前颇受美国陆军青睐。

从美国陆军现役M142多管火箭炮的作战性能来看,作为岸防火炮打击水面舰艇并不存在太大的问题。但是,长期以来M142多管火箭炮并没有真正投入到反舰作战,主要还是受到两方面技术因素的限制。首先,M30/31系列制导火箭弹和MGM-140战术导弹采用的GPS/INS复合制导模式不具备打击移动目标的能力,更不要说对付在海面上高速航行的舰艇了。如果要满足打击移动目标的要求,则上述这些制导弹药就必须采用半主动激光制导、主动雷达制导或者红外热成像制导等单一或复合模式导引头。

其次,M142多管火箭炮所使用的各型弹药,基本都采用子母弹头和侵彻高爆弹头,可以对付有生集群目标、装甲车辆以坚固工事等,却都不适合打击舰艇这类目标。子母弹头所配备的非制导子弹药和末敏子弹药对于舰艇的杀伤力很小,而且散布较大;侵彻高爆弹头的穿透力太强,往往会击穿无装甲防护的舰体后才爆炸,作战效果也不好。不过,随着美国火箭炮制导弹药的发展以及陆军作战任务转型的需要,其正在研发的新一代LRPF远程精确火力导弹从设计之初就包含了反舰作战的要求。

LRPF远程精确火力导弹可谓是美国陆军从最开始就主导研发的项目,以替代性能逐渐落后且改进潜力不大的ATACMS陆军战术导弹系统。其实从性能上看,射程达300千米、命中误差10~50米的ATACMS陆军战术导弹系统即使以今天的标准衡量,依然属于世界上最先进的陆军近程战术弹道导弹之一。但是,美国陆军经过ATACMS的实战检验后,对其后继型号提出了更为苛刻的要求:弹体长度不变以保持通用化、弹径更小、备弹数量更多、精度更高、射程更远、造价更低。

通常来说,上述这些要求之间几乎都存在矛盾关系:射程要求更远而弹长不变,则就要加大弹径以容纳更多固体发射药,与弹径更小的要求矛盾。同样,要求射程更远、精度更高,就要采用更多更先进的技术,那么造价更低就是不可能的。然而,雷声公司号称美国制导弹药生产商“龙头老大”确实不是浪得虚名。凭借其强大的研发实力和技术储备,尤其是借鉴了“标准”-3、“标准”-6等先进防空反导导弹的设计经验,雷声公司近乎完美地达成了美国陆军提出的所有目标。

LRPF的弹长与ATACMS相同,都为3.9米,但是弹径从610毫米减小到400毫米,同时战斗部重量也从240千克减小到90千克。战斗部重量减小加上采用“标准”-3、“标准”-6关键推进技术的先进火箭发动机,使得LRPF的最大射程从ATACMS的300千米大幅提升至499千米。事实上,如果不是美国在俄罗斯频频威胁退出的情况下依然遵守1987年签署的《中导条约》,不再生产和部署射程500~5500千米的中近程弹道导弹的话,LRPF的最大射程完全可以突破500千米,甚至有望达到600千米。

保持通用化和采用更小弹径,使得美国陆军现役M270和M142两型火箭炮可以不用任何改装,直接发射LRPF,而且备弹数量也是ATACMS的两倍。LRPF还全面采用了模块化设计,可以根据不同的打击目标选择不同的导引头和战斗部。在美国陆军“多域战”的要求下,除了可以打击70~499千米内的陆上固定和移动目标外,换装红外热成像导引头以及半穿甲战斗部,LRPF完全能够用于岸基远程反舰作战。而且,由于命中精度高,不只是6000吨以上的大型驱逐舰,即便是4000吨以下的中小型护卫舰,也难逃LRPF的“魔爪”。

而LRPF装备M270和M142两型火箭炮后,使得美国陆军师旅一级的炮兵部队拥有了从未有过的超大纵深精确打击能力,从而可以在相当程度上摆脱对空军和海军战机空地近距支援的依赖。这种利用新型弹药使现有作战平台性能大幅提升的做法,往往比研制新平台有着更好的效费比,生成战斗力也快得多。

当然,在执行反舰任务时,M142多管火箭炮即便是配备了LRPF,因为后者高达499千米的最大射程已经远远超出陆军炮兵定位雷达的探测范围,目标参数以及中继制导还是要依靠海军和空军相关平台提供和完成。也就是说,必须要在陆海空天一体化的作战体系中,利用强大的网络数据链系统,M142多管火箭炮发射LRPF打击海上敌方舰艇的能力才能够得以发挥。

反坦克跨界王

既然装甲兵想让主战坦克干自行榴弹炮的活儿,“走别人的路,让别人无路可走”。那么,自行榴弹炮是不是也可以干主战坦克的活儿呢。从理论上讲,答案是肯定的。大多数人可能不太了解的是,一般来说,一型榴弹炮,无论是自行式还是牵引式,在定型试验中都有直瞄射击立靶的项目,而且有一定的密集度要求。当然,在设计要求中,榴弹炮还是以间瞄射击为主。不过,当各型榴弹炮交付部队后,使用者必须考虑各种战场情况。因此,在训练大纲中榴弹炮直瞄射击已经成为非常重要的一项内容。

在传统火炮类型定义中,加农炮身管较长,弹道低伸,射程远,适合直瞄射击;而榴弹炮身管较短,弹道弯曲,射程近,适合间瞄射击。但是,战后各国发展的各型榴弹炮身管不断加长,炮口初速更高、射程更远,由此便彻底打破了传统榴弹炮与加农炮之间的界线,使得榴弹炮也适于直瞄射击。如今,我国新一代各型122毫米、155毫米榴弹炮都具备直瞄射击能力。不过,一般来说,122毫米、155毫米榴弹炮的直瞄射击目标多为坚固工事、碉堡和火力点,是否适合作为反坦克武器还需要进一步分析。

以我国成功出口到多个国家的外贸PLZ45/52型155毫米自行榴弹炮为例,该炮除了间瞄射击能力外,还配裝有直瞄镜,在应急情况下具备直瞄射击能力。就该型火炮本身性能而言,充当“兼职反坦克炮”不存在太大的问题,其内外弹道性能也能够满足要求。不过,PLZ45作为以间瞄射击为主的榴弹炮,其主要弹种为高爆榴弹,并没有配备专门的直瞄射击反坦克弹药,如聚能装药破甲弹,甚至尾翼稳定脱壳穿甲弹。理论上讲,像英国“挑战者”系列主战坦克那样采用滑动弹带技术,线膛炮也可以发射尾翼稳定脱壳穿甲弹。但是,PLZ45/52型自行榴弹炮并非以直瞄反坦克作战为主,生产企业也自然不会为其专门研发这类弹药。

事实上,即便是发射高爆榴弹,只要击中敌方坦克,虽然不可能击穿其主装甲,也足以使其暂时或者彻底失去作战能力。我国外贸155毫米榴弹炮所配备的远程全膛弹(ERFB,因其外形类似枣核,也俗称为“枣核弹”)不仅射程远,而且因为其特殊的外形,装药量高达到8.6千克。这样大装药量的大口径弹丸如果正面击中第三代主战坦克,即使后者装备有反应装甲,也不足以抵消其爆炸威力。而弹丸引爆后产生的高温高压爆轰波将沿炮塔和车体蔓延扩散,摧毁所遇到的一切外部设备,如炮长瞄准镜、车长周视观瞄镜、高射机枪、烟雾弹发射器等。如果观瞄设备被毁,那么主战坦克内的成员也就无法再瞄准射击,事实上等于失去了作战能力。某些主战坦克装备有硬杀伤主动防护系统,有可能在155毫米弹丸未击中车体时就将其引爆。不过,在近距离内引爆155毫米弹丸所产生的爆轰波仍有可能对主战坦克本身造成一定的损伤。此外,巨大的爆炸冲击波还可能伤及坦克内成员的身体及其内部器官,形成内脏出血等。

俄罗斯陆军曾经在两次车臣战争以及俄格战争中经历过惨烈的城市坦克战。按照他们的实战经验,坦克主炮中常备上膛的一发弹一定是榴弹。榴弹可以对付多种类型的目标,从工事掩体到轻型装甲车辆,而如果遇到了敌方主战坦克,那么第一发榴弹先打过去击中目标后,至少会使敌方的车组成员暂时失能。之后,第二发迅速换为穿甲弹或破甲弹,在敌方坦克还击之前将其击毁。

当然,对于155毫米自行榴弹炮这种支援火力平台来说,一般距离双方装甲部队的交火战线都比较远,其最有力的反坦克弹药也不是高爆榴弹,而是激光末制导弹和末敏子母弹。那么,未来战场上会不会需要一种兼具榴弹炮、坦克炮甚至防空炮性能的大口径多功能火炮?这恐怕就要进行更为严谨缜密的研究和论证了。