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俄罗斯自行迫榴炮平射技术发展始末

2020-03-27成艺光

兵器知识 2020年3期
关键词:迫击炮榴弹炮底盘

成艺光

二战后,可以平射或直射的迫击炮出现。相比曲射为主的车载或牵引迫击炮,这种迫击炮身管较长,初速较高,弹道低伸。但毕竟平射不是迫击炮的主要职能,所以俄罗斯在发展自行迫榴炮时,关于平射功能的取舍總是举棋不定。

线膛迫击炮的萌芽

20世纪50年代,苏联空降兵曾提出:结合榴弹炮与迫击炮的特征,用营属轻量通用化火炮取代榴弹炮、迫击炮和部分反坦克炮,并安装在不超过10吨的空降战车底盘上。1965年,列宁格勒基洛夫工厂分别以MT-LB通用底盘和BMP-1步战车底盘,研发出了前装式120毫米车载迫击炮和炮塔式后膛装填迫击炮。后者可以通过转膛供弹,也是最早的现代意义上的炮塔式自行迫击炮,不过这两个项目都止步于图纸。

转机发生在1960年代。1964年法国汤姆逊·布朗特公司开始量产120毫米RT-61迫击炮,是第一种拥有刻槽弹带技术的线膛迫击炮。后来1门RT-61迫击炮和数十枚炮弹被交付到苏联中央精密工程研究所,进行无战斗部装药的射击试验。结果证实,这种线膛迫击炮的射击密集度比苏联现有的同口径滑膛迫击炮高2-2.5倍。

上世纪70年代初,在自行迫榴炮探索阶段,中央精密工程研究所新式火炮系统(也就是后来的2S9“秋牡丹”自行迫榴炮)项目负责人诺沃日洛夫,在听取了第比利斯炮兵学校要求后,以无后坐力炮为原型研发了120毫米线膛迫击炮的样机。他设计了独特的铣刀,利用滚齿机从122毫米榴弹坯料铣出了弹带上的预制刻槽膛线,刻槽弹带保证了火药燃气的密闭,同时弹丸实现了旋转稳定。与同时代滑膛迫击炮相比,线膛迫击炮的射击精度提升了3-4倍,炮口初速提升了1~1.5倍。

几乎与此同时,1968年2月,伏尔加格勒拖拉机厂也开发出了2S2“紫罗兰”自行榴弹炮样机。搭载的是由第9火炮设计局研发的122毫米2A32榴弹炮,由D-30榴弹炮发展而来。但最终2S2“紫罗兰”还是下马,让位于2S9自行迫榴炮,个中原因并非完全是射击测试时底盘出现承力问题,而是不具备迫击炮弹道特征,这也是苏联空降兵要求通用火炮系统具备多炮种功能决定的。

基于BMP-1底盘的120毫米自行迫击炮

苏联120毫米线膛迫击炮的原型之一为无后坐力炮

技术探索路线

二战时,苏联军工科研人员曾尝试将榴弹炮以迫击炮的大仰角射击,结果落地后弹没炸,直接原因是引信没有工作。旋转给予了炮弹飞行时的陀螺稳定性,转得越快,弹丸姿态越稳。这对于弹道低伸的高射炮或坦克炮来说是好事,但对于大仰角射击的线膛炮却未必。由于线膛榴弹和传统迫弹重心分布的差异,加上过强的陀螺稳定性,导致线膛榴弹的轴线并不能追随着抛物线切向即速度方向变化,最终导致弹尾着地。

而迫弹在大仰角飞行时,有着良好的追随稳定性,倘若初速足够,是有可能弥补榴弹炮的高低射界空白的,在某些射程范围甚至可取代榴弹炮。但在平射能力方面,迫击炮不及榴弹炮,滑膛迫弹较差的陀螺稳定性导致其精度比线膛火炮要差。在通用化迫榴炮设计中,平射能力作为一个重要指标,诺沃日洛夫的做法便是给迫榴炮身管拉出缠度小于122榴弹炮的膛线,在具备曲射功能的同时兼顾平射。平射时射角并不大,可通过瞄具直接瞄准目标射击,反应速度远比诸元装定射击要快。苏联的很多自行榴弹炮在设计时都考虑到这点,从二战时的B-4(M1931)203毫米榴弹炮,到服役至冷战中后期的2S7“芍药”203毫米自行榴弹炮,无一例外。

2S9自行迫榴炮发射的3BKl9尾翼稳定破甲弹,重13.2千克,炮口初速仅有560米/秒,直射距离600米,是2S9自行迫榴炮仅有的初速较高的弹种。该弹外形可以在苏联众多破甲弹里找到相似的结构。3BKl9破甲弹为了适配在2S9的2A60线膛迫榴炮中发射,使用了滑动弹带技术,以达到在超音速条件下的低旋飞行。

2S9“秋牡丹”自行迫榴炮使用的几类弹种,其中左数第三为3BK19尾翼稳定破甲弹,第四为“捕鲸者”2M激光制导炮弹

2A51和2A60迫榴炮在探索中尝试过的样机

行进中的2S9迫榴炮

面对装甲目标时,2S9仅有孱弱的平射能力。其600毫米侵彻深度虽足够对付第一代和第二代主战坦克,但对于现代主战坦克已然不够,只能充当“板凳队员”。反观俄空降兵在自行迫榴炮平射能力上的战术定位要求,在2S25自行反坦克炮没有诞生的年代,虽然2S9“秋牡丹”自行迫榴炮这个炮种结合的意义是巨大的,替换了ASU-85空降自行反坦克炮、120毫米牵引迫击炮以及SD-44牵引反坦克炮,却并没有显著提升反装甲平射能力。时至今日,平射反装甲能力依旧使俄自行迫榴炮面临窘境。

优化平射弹道性能最直接的方法便是保留内弹道性能,同时增加身管长度,这点从2A60到2A80已有体现。或许2S9自行迫榴炮的巨大车内空间,给足了增大炮尾或加长后坐极限来增大膛压的可能途径,但从炮塔战斗室的结构来看这种方式并不可取。原因在于迫榴炮的俯角极限不大,但仰角极限大,在进行大仰角射击时,炮尾的后坐限位构件足以触到车内底盘的底板。同时由于2S9的车高已达到了2.3米,倘若用增加高度来加大后坐距离,只会徒增车辆的正面被弹面积,也不能适应安-12运输机的舱内承载高度。

携带空投装备的2S9迫榴炮

研发2S9自行迫榴炮的同时,1977年,根据苏联军工联合会的决议,中央精密工程研究所尝试以2816(Nona-K)牵引迫击炮(2816是从与2A60同根同源的2A51迫击炮发展而来的)替换2S1自行榴弹炮的主炮,库尔干机器制造厂生产了样机。截止到1984年,库尔干厂先后尝试将2S9的炮塔直接搬到BMP-2上,以及在BMP-3的底盘上安装2A60迫榴炮,后者其实已能看出未来的2S31“维纳”自行迫榴炮的影子。

这些项目都已下马。自阿宫汗战争结束后,苏联国防部决定根据空降部队使用的2S9自行迫榴炮的经验研发下一代同类车辆,其中一个重要开发方向便是拥有更加优异的弹道性能。彼尔姆机械制造厂即2S9的诞生地,于1980年代未尝试着在伏尔加格勒拖拉机厂生产的轻型坦克“934工程”的底盘上,安装了更长身管的120毫米迫榴炮。样车炮塔可360°转动,改善了2S9自行迫榴炮仅有的±35°的转向范围。但低矮的底盘限制了其搭载120毫米LP-77迫榴炮。伴随着“934工程”的下马和苏联解体,相比后来的2S31的3.4米的车高,其2.6米的车高也预示了没有更多发展空间。

120毫米LP-77迫榴炮在“934工程”底盘上的尝试,但最终下马

122毫米2A18榴弹炮被替換后,依旧保持平射能力的2S34“玉簪花”自行迫榴炮

2S1更换2A80-1迫榴炮后便是2S34,2012年曾试点服役,不过系统的陈旧使其面临着被2S31和2S42取代的命运

俄电视中的3BK19张开式尾翼稳定破甲弹

彼尔姆机械制造厂官网给出的2A80迫榴炮示意图。为了保证发射多类弹种时的炮膛气密性,代价就是需要采用独立的结构来密闭燃气

自行迫榴炮是否应该保留平射能力?

2S34自行迫榴炮作为2S1自行榴弹炮的小批量替换车辆,与2S31相比,成本低了很多,搭载的2A80-1型迫榴炮与2S31“维纳”搭载的2A80的弹种基本通用,但取消了3VBK14破甲弹,这从侧面说明,2S34作为支援车辆,彻底放弃了反装甲平射功能的弹种。但2S34保留了最大射程达12千米的120毫米“捕鲸者”2M激光制导炮弹。该炮弹由122毫米D-30榴弹炮配用的“捕鲸者”2制导炮弹改进而来,也可由2S1发射,从某种程度上说算是继任。根据俄罗斯官方媒体报道,由于新式的2A80-1迫榴炮安装在老旧的MT-LB底盘上,系统不兼容,在射击时产生了强烈的炮口扰动,严重影响射击精度,拖延了服役进程。

图为2S31与2S42自行迫榴炮,主炮分别是2A80和2A80-1

LP-77及其衍生型2A80迫榴炮,可以明显看出身管比2A60要长。改进后的2A80-1迫榴炮与2A80最显著区别是增加了炮口制退器,同样也可以发射3BK19尾翼稳定破甲弹。该弹较小的质量和装药量意味着它并非作为多功能弹使用,侵彻深度最大能达到650毫米。相比目前的初速,超口径尾翼和杆式头部完全能保证其在更高马赫数下也有良好的飞行稳定性,弹道性能甚至优于气缸式破甲弹,但平射距离仅为600米,有效射程也只有1千米。它的弹形决定其不适合像线膛榴弹那样大攻角和大仰角飞行。倘若一味追求射程而抬高射角,带来的是飞行时间过长和落点散布变差,与其想办法优化弹的气动设计,不如提高初速效果更显著。而2S31“维纳”自行迫榴炮,虽然装备了9M117炮射导弹,拥有更强大的火力,防护等级几乎同BMP-3,但在这方面的能力并无更大优势。它仅有坦克炮十几分之一的膛压,这说明自行迫榴炮的反装甲平射火力比上不足,比下有余。

NEMO和AMOS自行迫击炮

EMO自行迫击炮的多发同时弹着(MRSI)技术示意图

西方同类自行迫击炮

自行迫榴炮作为俄军装备体系里的特色武器,俄语字母缩写为CAy,直译为自行式火炮,英语也称其为howitzer/mortar(榴弹/迫击炮),无法一词蔽之。西方最早出现的类似系统是瑞典和芬兰联合研制的“先进迫击炮系统”(AMOS),没有严格对应的炮种,更没有迫榴炮的发展路线,媒体通常也直接称其迫击炮。纵观两条典型的炮塔迫击炮的发展思路,一类是以AMOS为代表的,将现有迫击炮直接进行炮塔化和自行化,另一类则是俄罗斯炮种结合化的线膛迫榴炮路线。

相对于苏联炮种上的创新,AMOS用来对比平射效果显然意义不大。甚至其滑膛身管带来的精度问题,相比于俄羅斯线膛迫榴炮更显平庸,其射程误差和方向误差分别是2S31“维纳”的1.7倍和4倍。

2S42“莲花”自行迫榴炮

AMOS自行迫击炮可以使用几乎所有北约120毫米迫击炮弹,但不能发射迫弹以外的弹种。而2S9迫榴炮设计之初便以兼容西方120毫米迫弹作为指标。

虽然在弹种和平射技术上存在“短板”,但NEMO和AMOS的射速和优良的时序控制能力,将二战的计时弹着(Time on Target,在多门火炮集火目标时,依据不同炮种从发射到弹着的时间,调节每门炮发射时序,使所有炮弹同时到达目标)技术发扬光大。由于AMOS迫击炮的炮口初速低,射速高,利用迫弹的不同发射药量,在大射角大装药下打出第一发,随后改变射角与装药再次射击,能保证最多8发炮弹同时落在目标上。AMOS也是最早具备多发同时弹着能力的迫击炮,目标距离越近,该射击方式便越能被充分发挥。与此同时,最大射角曲射和最小射角平射都是对AMOS能达到最大炮口初速的考验,但终究因为弹种、初速和落点散布等诸多原因,在用途上不能完全与俄罗斯的迫榴炮相提并论。

2019年,俄罗斯公开了2S42“莲花”自行迫榴炮预生产样机,它搭载了和2S34基本相同的2A80-1迫榴炮。与2S34不同的是,最高射速比2S31提高了近1倍,同时恢复了1千米距离上反装甲平射能力。面面俱到也意味着都不完美,但剑走偏锋的通用化火炮在俄装备体系中也逐渐引领着一个重要的发展趋势。

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