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神威将军炮FGT—203型203毫米牵引榴弹炮

2017-02-13王笑梦

现代兵器 2017年1期
关键词:榴弹炮火炮

王笑梦

一到北方兵器城,首先看到的是用炮弹弹壳制成的雄鹰馆饰,暗示了兵器城的兵工属性。而走进兵器城,看到犹如利剑直刺天空的馆标,基座上用多种文字书写了“飞”,展现了炮弹飞天的雄壮之情。而一侧的红色方碑用蒙文、中文、英文书写了“北方重工业集团企业宗旨:铸强国利剑 造富民坚犁”,一股豪情油然而起!

顺着馆标所指方向笔直向前行进,只见一门巨炮昂首待命,硬朗的外形、硕长的身管极具视觉冲击力。作为北方兵器城中第一件展品,也是该园的镇馆之宝,这门火炮显然身世不凡,这正是我国研制的陆军最大口径身管火炮——203毫米榴弹炮工程样炮(俗称“摸底炮”),被军事爱好者骄傲地称为“现代的神威大将军炮”。

位于北方兵器城的FGT-203型203毫米牵引加榴炮

建厂造炮

根据《当代中国的兵器工业 枪炮工业卷》记载,1953年中苏签订协议,苏联政府援建了中国91个项目,其中就包括内蒙古北方重工业集团有限公司的前身——内蒙古第二机械制造厂。

早在1952年9月,重工业部兵工总局就组建了以郝继唐为队长、赵斌为副队长的13人“绥西勘测队”,对内蒙古第二机械制造厂等兵工企业厂址进行勘测选址。他们在风雪交加、天寒地冻的塞外荒漠,爬山越岭,长途跋涉440千米,完成了7个厂点的野外实地勘测,收集了自然经济地理资料、地形地质图纸,并写出了调查报告,按期发往苏联,为苏联国家设计院等院所进行建厂设计提供了必要的依据。在内蒙古第二机械制造厂选址过程中,苏联专家组长潘提维奇以及城建、钻探等方面的11名专家和二机部、建筑工程部有关领导多次到现场审查资料、实地查看。1954年3月,经二机部批准,终于确定了现在的厂址,同时将绥西勘测队更名为内蒙古第二机械制造厂筹备组。

犹如利剑直刺天空的北方兵器城馆标,上面是中国兵器工业的标志

国家将内蒙古第二机械制造厂定点在包头地区是有其深远考虑的。根据《包头市志·国防工业卷》记载,从战略上着想,首先是包头地处中国北疆腹地,离苏联近,是当时中国的大后方,并在B-29战略轰炸机飞行半径之外,相对比较安全。第二是包头依山傍水,地势开阔,并有丰富的铁矿资源,对重工业生产打下坚实基础。第三是包头地广人稀,可以为武器试验场地建设提供良好的条件。第四是包头旧城区为新厂建设者和今后的生产者们提供了有效的生活供应保障。第五是包头建厂也符合国家开发边远地区,促进少数民族地区工业建设和经济发展的方针,提高国防工业布局的合理性。在多种因素汇集下,内蒙古第二机械制造厂最终落址包头。

在选定厂址后,中方设计组配合苏联专家完成了工厂的初步设计和技术设计。1954年3月国家计划委员会批准工厂设计任务书,1955年4月国家建设委员会批准工厂初步建设,1956年7月厂区正式开工,1959年工厂基本建成并投入生产。建成时,内蒙古第二机械制造厂有生产性建筑面积47.5万平方米,职工近1.3万人,设备2200多台,其后又进行了多次扩建扩编,使该厂成为枪炮工业第一个多品种大口径火炮生产企业,也是枪炮工业第一个大型锻件协作供应基地。

203毫米加榴炮拥有硕长的身管和粗壮的大架,在液压系统的作用下尾部的驻锄和架尾轮可以自如收放,并可以变换冬夏两种工作状态

内蒙古第二机械制造厂是作为一个国家级综合性大型火炮制造厂来建设的,按照当时工厂设计方案,建成后主要生产100毫米高射炮、57毫米高射炮、100毫米线膛坦克炮、“红旗”-2型防空导弹发射架等产品。随着科研和生产的发展,工厂自主开发的产品不断增多,又先后研制生产了100毫米滑膛坦克炮、双57毫米舰炮、105毫米线膛坦克炮、120毫米滑膛坦克炮、125毫米滑膛坦克炮、双57毫米自行高射炮、120毫米自行反坦克炮、105毫米驮载榴弹炮、155毫米牵引榴弹炮、203毫米牵引榴弹炮等多品种大中型口径火炮。其中很大一部分都能够在北方兵器城中找到。

在牵引状态,独立设计的架尾轮接地随行牵引,以起到前车的作用

研制背景

在诸多火炮品种中,最具有传奇色彩的仍然是203毫米榴弹炮系统,整个项目包括牵引榴弹炮和自行榴弹炮两种。而在北方兵器城中陈列的是一门203毫米牵引榴弹炮工程样炮。由于该炮没有列装部队,对于其真实名称一直较难查证,但在这里的展品铭牌上却写着“FGT-203型牵引榴弹炮”,与之前杂志、军网中广为流传的W90型牵引榴弹炮的编号相差甚远,也终于揭开了隐藏在大漠深处的火炮秘闻。

FGT-203属于西班牙火炮编号,是西班牙于1970年代后期在英国S公司支持下开始研制的203毫米榴弹炮。该炮最早曝光是在1988年10月雅典防务展览会上,当时西班牙SITESCA公司展出了新型203毫米45倍径加榴炮模型。新型203毫米加榴炮采用英国某公司155毫米加榴炮技术研制发展而成,被命名为“FGT-203-45-ST”,使用全膛增程弹射程为40千米,使用全膛增程底排弹射程可达50千米以上。

203毫米加榴炮首次采用了结构新颖的卡口式炮闩和液压式开关闩机构

而同期,美苏两个超级大国也没有放弃203毫米火炮的研制和装备。美国1960年代就装备了自行化的M110型203毫米自行榴弹炮,但由于其炮身技术和上架、反后坐装置更多处于二战期间或更早时期的水平,因此美国在1970年代开始对现役M110型榴弹炮进行改进。1977年改进并装备部队了M110A1型自行榴弹炮,1978年又推出了M110A2型自行榴弹炮。新炮主要提高了可靠性,增加了射程,提高了弹丸种类和威力,其中M110A2采用M188A1型9号装药,发射当时的M650E5型火箭增程弹最大射程达到29.1千米。此外,该炮还能发射XM753型火箭增程中子弹、XM736型双元毒气弹、XM836型反装甲子母弹、M509型双用途改进型常规弹等新弹种。

相比美国,另一个超级大国苏联具有更强烈的大炮兵主义传统,苏军炮兵部队早已拥有了威力强大的2S7型“芍药”203毫米自行加榴炮。到了1980年代,苏联把战略重点转向无核战场,进一步加强了重型炮兵部队的建设。自1985年后,苏军恢复了重型炮兵旅和重型炮兵师的编制,将重型炮兵部队集中使用,增强火力突击的能力。苏军重型炮兵旅由2个2S7型“芍药”203毫米自行加榴炮连(每连6~8门)和2个2S4型“郁金香”240毫米自行迫击炮连(每连6~8门)组成,部分炮兵旅还加强有1个BM-27型“飓风”220毫米自行火箭炮连(每连6~8门)。苏军重型炮兵师由2个2S5型“风信子”152毫米自行加农炮旅(每旅48~64门,8个连)、2个2S3型“相思树”152毫米自行榴弹炮旅(每旅48~64门,8个连)、1个BM-27型“飓风”220毫米自行火箭炮旅(每旅72门,8~12个连)以及1个拥有36套AT-5“拱肩”BRDM-3反坦克导弹发射车的反坦克团组成。无论炮兵旅还是炮兵师均实现了全自行化,具有强大的战役战术机动能力和核常打击能力。

当时中国陆军集团军和大军区预备炮兵师大量装备的制式大口径压制火炮主要是66式152毫米榴弹炮和59式130毫米加农炮两种,火力控制范围仅有20千米左右。而在当时诸军兵种联合作战条件下,外军的攻防战役战术布势都在不断扩大,军级战役部署纵深进攻作战时达到50千米,防御作战时纵深甚至超过了100千米。因此,在国际远程压制火炮发展势头迅猛和苏军重型炮兵部队强大的压力下,中国也开始着手研制国产的203毫米加榴炮系统,进一步丰富自身远程打击手段。

国际合作

对于师承苏联的中国炮兵和火炮生产企业来说,203毫米加榴炮绝对是一个完全陌生的大口径压制火炮种类。而苏军当时装备的2S7“芍药”203毫米远程火炮也因为具有战术核打击能力,属于准战略武器,不可能出口给关系已经恶化多年的中国。但天无绝人之路,改革开放的大门带来了新的机遇。在火炮怪杰布尔博士的牵头下,1983年中国引进了奥地利GHN-45型155毫米牵引加榴炮和全套生产技术,包括加工中心、数控机床、自动编程站、三坐标测量仪和身管自紧设备。该炮是布尔博士成名作——加拿大GC-45牵引加榴炮的改进型,中国在其基础上进行仿制,希望能够开发出自己的155毫米牵引火炮系统,以作为未来陆军主要压制火炮。

火炮前摆放着两枚独特的远程全膛底凹榴弹,其枣核状外形非常独特,两枚炮弹中间托起“亚洲第一炮”的铜匾

有了这次的合作,使中国与布尔博士之间建立了紧密的联系。在获悉中方有意研制203毫米加榴炮时,布尔博士主动建议当时正在搞203毫米牵引加榴炮的英国、西班牙公司会同中国一起研制,并通过英方向中国兵器工业部提出正式公函。在详细研究后,中方认为如果能在已有合作基础上进一步联合研制203毫米加榴炮系统,将使我军炮兵具有30~50千米纵深压制火力,在使用精确制导炮弹时可具有远距离反坦克能力,这对长年面对北方苏军坦克大潮压力下的中国军队来说是非常有吸引力的。同时,该项目在取得国外先进技术,提升自行设计能力的基础上,还能够借助英国、西班牙在国际军贸市场上的影响力打开火炮的国际市场,是一个一举多得的工程。

最终,论证报告以当时兵器工业部邹家华部长的名义上报中央军委,得到中央军委领导的批复,正式确定由包括内蒙古第二机械制造厂在内的、总共21家单位参与工程研制。

为此,中方还和英国S公司、西班牙ERT/EDB公司签订了“火炮武器系统研制和发展的三方协议”。由英国S公司提供FGH-155 155毫米牵引榴弹炮、FGT-203 203毫米牵引榴弹炮、VSP-203 203毫米自行榴弹炮三种火炮的工程设计资料。在火炮研制过程中,我方发现英方提供的工程图纸未经生产试验,某些方面也不齐全完善,内蒙古第二机械制造厂等遂积极开展技术完善和补充设计工作,通过吸收技术,改进制造出了2门摸底炮,展开先期内弹道实验,为实验炮研制打下良好基础。后来,中方又将摸底炮炮身与美国175毫米自行加农炮底盘相结合生产出了一门自行式203毫米摸底炮,使整个203毫米火炮系统扩展成了牵引式和自行式两种炮种。与此同时,西班牙ERT/EDB公司也生产了2门原型炮。

1989年后,由于众所周知的原因,火炮联合研制计划不得不搁置,内蒙古第二机械制造厂也将精力集中到了203毫米自行加榴炮的研制中去。期间牵引加榴炮则以W90的型号对外销售,据说后者已经获得出口订单。

细品实炮

北方兵器城中陈列的这门正是当年2门FGT-203型203毫米加榴炮摸底炮之一。

身管和炮口制退器 站在FGT-203型加榴炮下,首先震撼于其硕长粗壮的身管。从外观上看,该身管后粗前细,在身管中央形成明显过渡。该炮口径203毫米,45倍口径长身管,由铬镍钼电渣重熔钢制造,采用液压自紧技术,64条右旋膛线。身管自紧工艺能够大幅增强火炮身管强度,有效提高身管寿命。欧美国家自1930年代开始就在中小口径火炮制造中应用身管自紧工艺。我国在这方面起步较慢,1970年代才开始利用高压泵对模拟身管进行液压自紧试验,同时开展理论研究工作。1980年代初引进了压力140百帕的倍压器,进一步扩大研究范围。在引进105毫米坦克炮和155毫米加榴炮的过程中,掌握了机械自紧和液压自紧工艺,最终使研究工作和生产实践相结合。FGT-203型加榴炮的身管正是这一成果的体现,该炮采用液压自紧技术后,身管寿命显著增加,达到1000发左右。此外,该身管采用的电渣重溶工艺也是内蒙古第二机械制造厂在1980年初自行攻坚突破的新技术,曾获得国防科技重大技术改进一等奖,为新型火炮试制生产创造了必要条件。

FGT-203型加榴炮虽然采用45倍口径身管,但在前部安装了炮口制退器,使其炮身不但比美国的37倍口径M110系列203毫米榴弹炮长,也比俄罗斯的58倍口径2S7型榴弹炮都要长。该炮采用23立升的药室容积设计,发射全膛底排弹时最大射程达到50千米,在当时条件下是一项很了不起的成绩。

由于203毫米加榴炮身管压力大、冲击能量强,必须要安装一个高效率的炮口制退器。为此,该炮炮口顶端装有一个高效率的双室冲击式炮口制退器。所谓冲击式炮口制退器,又称开腔式炮口制退器,是加榴炮等远程压制火炮普遍选择的一种炮口制退器。其特点是腔室直径较大,一般不小于2倍口径,两侧具有大面积的侧孔,前方带有一定角度的反射挡板。当火药燃气进入这种结构的炮口制退器腔室后,首先沿轴向膨胀加速,然后,除中心附近的气流经中央弹孔流出外,大部分火药燃气冲击反射挡板后流动方向偏转,经大面积侧孔排出。这种结构依靠大面积反射板和大侧孔获得较大的侧孔流量以及加大的气流速度,气流方向取决于挡板导流面的角度和长度。为了进一步利用从中央弹孔向前流出的这部分气体,大多数冲击式炮口制退器都采用了双腔室结构,由于进入第二腔室的气流量已经较小,压力也较低,因此第二腔室(前腔室)的尺寸要小于第一腔室(后腔室)。而在相同重量条件下,冲击式炮口制退器的效率一般要高于其他结构形式的效率,这也是为什么大口径火炮普遍采用冲击式炮口制退器的原因。

针对高效率炮口制退器的炮口冲击波问题,技术人员们开始了冲击波场理论的研究,发现炮口冲击波形成于装药燃气喷射出炮口的初期,约占后效期的1/5,并获得了进一步降低高效率制退器炮口冲击波的技术途径。

炮闩和液压输弹机构 从炮口转到炮尾,可以发现该炮尾部比传统火炮尾部更加干净简洁,没有零零碎碎的炮尾部件,炮闩尾部非常平滑。这主要得益于该炮的新型炮闩设计,设计人员们放弃了传统的楔式炮闩,首次采用了结构新颖的卡口式炮闩和液压式开关闩机构。这种结构由闩体与身管尾端直接齿合动作,减小了耳轴到炮尾的距离,简化了炮尾结构,为分装式弹药的自动装填机构设计打下良好基础。

往上看去,炮尾上方是同样粗大的复进机、驻退机。同时,该炮还配置了上下部两套液压系统。上部液压系统包括人工后拉装置、开关闩机构、输弹机、高低平衡机等。对于沉重的203毫米弹丸和发射药来说,人工装填的速率是非常缓慢和吃力的。因此,炮闩左侧设计了一套液压驱动,可在任意角度自动输送弹丸和发射药的翻转式自动输弹机,大大减轻了炮手的体能消耗,使203毫米火炮实现了3发/分的最大射速。而下部液压机构包括液压座盘、架尾升降轮油缸、驻锄翻转装置等,位于大架侧面。广泛采用了液压系统使火炮结构小型化,操作轻量化。

可惜的是,随着作战环境和作战思想的变化,威力强大的203毫米加榴炮已退居幕后,但其研制中获得的经验和技术却推动着中国身管压制火炮的不断发展

大架和驻锄 火炮的下架和大架首次采用了高强度的马氏体时效钢,具备极好的机械性能和加工工艺性能。方向机采用大轴承和涡轮齿圈,改善了射击时的火炮受力状态。火炮高低机和平衡机合二为一,开关闩装置的蓄能器埋在下架体内,降低了火炮的总高度和火线高度。火炮配有中心座盘,当遇到方向射界以外的目标时,适当抬起驻锄,就可以大方向调整大架。火炮射击稳定性也比较好,在炮架纵倾-10°~+5°,或侧倾±5°发射时,火炮仍然能够保持稳定。

巨大的驻锄也实现了液压翻转,并可以变换冬夏两种工作状态,架尾轮与前车结合,当火炮牵引时,架尾轮接地随行牵引以起到前车的作用,牵引杆铰接在架尾轮上,牵引时主要由架尾轮而非牵引车牵引钩承受架尾压力。此时,炮身可以回转180°,并后拉1.5米,缩短全炮身,提高火炮在牵引行军时的通过性。该炮牵引速度为公路70千米/时,越野为35千米/时。炮班8人在液压系统的帮助下,只需要5分钟就能够将火炮从行军状态转换为战斗状态,而在战斗状态下只需5名炮手即可完成瞄准、击发、装填的全部动作,自动化程度较传统火炮有所提升。

弹药系统 在这门摸底炮前方,摆放着2枚203毫米远程全膛底凹榴弹弹丸,中间托起了“亚洲第一炮”的铜匾。

由于该炮停止发展时仍然处于样炮阶段,因此其配套弹种并不丰富,主要是常规的203毫米圆柱底凹榴弹(ERLP)、远程全膛底凹榴弹(ERFB)、远程全膛底排榴弹(ERFB/BB)三种。其中远程全膛底凹榴弹是一种由S公司首创的具有全新弹形的远程榴弹,整个弹体成拉长的弧线形结构,被形象地称为“枣核弹”。中方在引进该弹后进行了相应改进和完善。从展出的这2枚弹丸身上可以看出这种弹的特点。除了枣核外形外,弹体上还有四片突出于弹身的定心舵片(体),在膛内时为弹丸提供良好的横向支撑,保持细长弹丸稳定,出膛后可以产生部分升力,起到增程作用。往下看去,后部弹带下面增加了36毫米长的短圆柱部,改善了膛内定心情况,提升了弹丸散布精度。同时,采用船形底凹部,可以进一步减小底部阻力,该弹飞行中空气波阻减小了30%,增程率在30%左右。该弹最大射程40千米,弹丸爆炸可产生27041块2.12克重的杀伤破片,对人员密集杀伤半径达53.9米,破片数量是美制M106型203毫米榴弹的6.6倍,威力在同口径常规炮弹中算是非常大的。

科研人员还为其研制了圆柱底凹榴弹(ERLP),并以此为基础开发一系列特种弹药,以丰富火炮系统弹药种类。同时,该炮还能够发射远程全膛底排榴弹,底排装置燃烧时间39秒,该弹在52°射角时最大射程达到50千米,比M106型203毫米榴弹提高了一倍以上。

该炮采用刚性全可燃发射药筒,这是国内首次采用这种先进的装药结构,药筒直径255毫米,全长1033毫米,主要成分是硝化棉和纸,具有燃烧温度低、燃烧残留物少等优点。这种刚性全可燃药筒装药分别吸收了传统分装式装药的丝制药包或黄铜药筒的优点。比如,该药筒能像黄铜药筒一样保持装药、点火系统和底火在膛内的同心性束装药距离,保持了装药的一致性。药筒燃烧产生的低温气体可隔离火药高温燃气,减弱火药气体对膛壁的直接烧蚀。它还能像金属药筒一样通过输弹机自动装填,却不需要专门的退壳机构。此外,可燃设计节省了大量黄铜药筒材料,这对于铜资源并不富裕的我国来说具有重要意义。

后续发展

在203毫米牵引试验炮仍然处在设计制造阶段时,就将先期生产的203毫米摸底炮身管安装到了现有的美制M158底盘上进行测试。该底盘是从特殊渠道获得的美制M107型175毫米自行加农炮底盘,两者共同构成了一门203毫米自行摸底炮,并展开了先期射击试验。但是这种老式底盘的结构强度并不足以承载国产203毫米大威力火炮,火炮发射时巨大后坐能量对底盘产生了严重破坏,证明了要研制203毫米自行加榴炮,首先要开发研制承载能力更强的新型底盘。

1990年12月,FGT-203型203毫米牵引加榴炮参加了北京的武器展览会,积极地为该产品的立项创造条件。但由于后来面临的国际战略环境和战术需要却悄然发生了变化。冷战结束和新军事革命的深入推进,使庞大的203毫米加榴炮系统失去了应有的价值,兵器工业审时度势,把有限的财力和人力投入到自行化程度更好、火力机动性更好的155毫米自行加榴炮的研制中去,并最终结成硕果。而203毫米加榴炮成为了中国身管火炮研制历史中的传奇,沐浴在塞外草原明媚的阳光下,作为国防教育的实物!

(编辑/草莽)

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