自行火炮
自行火炮(self-propelled 单兵武器)是火炮与车辆底盘构成一体的、能够自身运动的武器系统。自行火炮越野性能好,投入和撤离战斗迅速,便于和装甲兵、摩托化步兵协同作战,多数有装甲防护和自动化程度高的火控系统,具有很高的作战效能,战场生存能力强。
自行火炮主要由武器系统、底盘、防护系统、电气设备、通信设备组成。武器系统包括火炮、机关枪和火力控制系统等,底盘通常采用坦克、装甲车或自行火炮通用的底盘。从构造上说,自行火炮通常分为炮塔与底盘两部分。无炮塔的自行火炮,火炮通常安装在底盘的战斗室部炮通常分为武器系统与底盘两部分。
自行火炮按行驶方式可分为轮式和履带式两种;按装甲防护程度可分为全装甲式、半装甲式和敞开式;按火炮类型可分为自行加农榴弹炮、自行榴弹炮、自行反坦克炮、自行火箭炮、自行迫击炮和自行高炮等。
早期的自行火炮没有活动的炮塔 ,底盘的空间结构有限 ,方向射界小 。 现代自行火炮克服了牵引火炮机动性差 、自动化程度低 、生存能力有限等缺点 ,其主要特点表现机动性好、自动化程度高、火力及持续作战能力强、防护能力强、通信能力强。
历史沿革
诞生背景
自行火炮是由法国人发明的,直接促成自行火炮产生的是坦克的出现。上个世纪初,坦克的出现让人们领略到了机动作战的重要性,这也就触发了人们的思维,人们在想:如果传统的火炮也能像坦克那样,将会大大地节省战争中的人力和物力。于是人们就把火炮装在了带有履带的坦克底盘上面,产生了世界上第一台自行火炮,由于自行火炮的各种优点非常适合于各种大型的野战、机动战,它很快就被广泛地应用于战争之中。现在随着自行火炮自身防护性和机动性的不断加强,自行火炮越来越受欢迎。
自行火炮自战争进入机械化时代以来,无数军事家都设想能用某种方式让作为陆军火力支柱的压制火炮能够跟上机械化部队进军的步伐,紧跟进攻的前锋,随时提供急需的火力支援。在这种设想的指引下,自行火炮应运而生。早在第一次世界大战时,就有将野战炮架设在早期坦克底盘上作为伴随火炮的尝试。真正意义上的自行火炮是以第二次世界大战时期“黄蜂”“牧师”的出现为标志。在第二次世界大战中,由于战场重心几乎都在欧洲的平原地区,重装机械化部队是陆军的主力,因此相当长一段时期,自行火炮多采用M113装甲运兵车式底盘。大口径压制火炮的发展也界限分明地分为自行火炮和普通牵引式火炮两条路线。
在战场上广泛、适时地实施机动是陆战的一项基本原则,也是灵活运用战斗力的一个重要战术。机动不仅要求火炮伴随部队运动作战,还要能在战场上频繁变换发射阵地,即“打了就跑,停下来就打”,这些作战需求就是自行火炮产生的背景。显然,在战斗实施过程中,怎样随时精确地知道自身所在的位置和方位,即如何解决导航、定位和定向的问题,是自行火炮遇到的一项关键技术难题。
发展历程
早期发展
自行火炮的发展可以追溯到坦克发展的初期。第一次世界大战导致了坦克及其他多种履带式战斗车辆的发展,同时也促成了自行火炮的诞生。第一辆坦克实际上也就是带装甲的自行火炮,可以说坦克和自行火炮是一对孪生兄弟。
第一次世界大战以后,法国炮兵负责人曾设想,除了重型远程火炮外,其余的火炮都应自行化。但是,这一设想遭到了反对,其主要理由是:自行火炮的动力装置一旦失效,整个武器系统就不能使用了。美国也发展了口径从75毫米至240毫米的自行火炮。1922年以后,由于和法国同样的原因,中止了自行火炮的发展,而倾向于使用履带式拖拉机牵引火炮。
整个20世纪20年代,虽然一些国家开展了炮兵自行化和装甲化的工作,但是其发展的速度远远落后于坦克。一方面是存在一些技术问题尚未解决,另一方面,炮兵在当时的情况下并未完全认识到对自行火炮的战术需要。而当时装甲兵只致力于发展坦克,因此,自行火炮的发展受到较大的影响。
第二次世界大战前后的20年,各国坦克数量的迅速增长极大地刺激了反坦克战斗车辆及其他压制性自行火炮的发展。同时,第二次世界大战催化了装甲兵战术的长足发展,“闪击战”等作战理论牵引着对炮兵装备机械化、装甲化、自行化的趋势,使得自行火炮进入了大发展时期。
二战时期
20世纪30年代,德国为了充分发挥反坦克炮兵在机动作战中的作用,强调了反坦克炮兵的自行化。随着战争中苏德战争双方新型坦克的大量使用,需要威力更强大的自行反坦克炮。到1945年时,德军中自行反坦克炮的数量超过了坦克的数量。苏联在1943年以后也大规模发展自行反坦克炮,并将其编入装甲兵的编制内。第二次世界大战中,苏联在3年时间内,就生产了31000辆自行反坦克炮,在战争中发挥了重要作用。苏联红军在战时积累了丰富的自行火炮作战经验。一方面,自行火炮满足了坦克兵的随伴火力支援要求;另一方面,自行火炮弥补了坦克火力的不足。
从二次世界大战期间发展起来的、早期的自行火炮,一般是由同类野战火炮的发射部分和部分炮架安装在坦克底盘上构成的,但没有活动的炮塔。由坦克底盘改装成的自行火炮,使得威力较大的野战火炮获得了良好的机动性能,成为坦克的伴随火炮,能进行有效的火力支援,同时也能使在快速进攻战斗中的步兵得到及时的火力支援。由于坦克底盘空间结构的局限性,这样的自行火炮的方向射界较小(一般不超过60°)。
冷战时期
20世纪60年代,随着战术核武器的发展以及陆军机械化程度的提高,许多国家普遍重视了自行火炮的发展,这一时期有了专门设计的轻型自行火炮底盘和大型密封炮塔,克服了通用坦克底盘带给自行火炮方向射界小、质量大、不能浮渡和空运等特点,从着重发展自行反坦克炮转到发展自行榴弹炮、自行加榴炮、自行火箭炮、自行迫击炮方向上。
20世纪60年代初,放弃了使用坦克底盘和厚装甲,着重提高自行火炮的快速力和机动性,减轻火炮重量,使它能作空运和浮渡,增加行程。自行火炮的底盘以装甲输送车和专门的履带式车辆为基础。为了适应核条件下作战,有些国家的自行火炮还增加了密闭的战斗室和旋转炮塔,并开始采用新型高射炮自动指挥系统、现代侦察、连测、定向器材和无线电通讯工具。
20世纪60年代末和20世纪70年代初,这一阶段的自行火炮,除了进一步增大射程,提高机动能力和射速外,有的国家还研制了激光末段制导空心装药弹。
现代发展
火炮已经过多次更新换代,在现代战场上有着独特的战术作用和战略地位,并将顺应现代化、智能化、信息化的战争形态趋势继续发展。W90式203毫米榴弹炮结合了精确制导、火控系统等一系列高精尖技术,配合上大数据、云计算等信息技术的指挥统筹能力,足以形成以火炮为主体的智能联合火力打击体系。
现代自行火炮具有良好的机动性和较好的防护性,通过安装自动装填机构、自动化的炮控系统和先进的火控系统,使其威力、精度大为提高,自主作战能力和战场生存能力也得到增强。因此,各个国家军队普遍重视现代自行火炮,已成为陆军的主要装备之一。此外,现代自行火炮通常配备有激光陀螺等寻北装置,通过卫星定位等多种手段准确感知自身位置,提高作战效能。
基本设计
自行火炮主要由航空武器系统、底盘、防护系统、电气设备、通信设备组成。武器系统包括火炮、机关枪和火力控制系统等,底盘通常采用坦克、装甲车或自行火炮通用的底盘。从构造上说,自行火炮通常分为炮塔与底盘两部分。无炮塔的自行火炮,火炮通常安装在底盘的战斗室部分,多为散开式战斗室,此类自行火炮通常分为武器系统与底盘两部分。
火炮
火炮通常由炮身和炮架两大部分组成。
炮身由身管、炮尾、炮闩等组成。身管是炮身的主体,用来赋予弹丸初速和飞行方向;炮尾用来盛装炮闩;炮闩用来闭锁炮膛、击发炮弹和抽出发射后的药筒。W90式203毫米榴弹炮大多采用半自动炮闩,有的采用自动炮闩。发射时,装在炮门内的击针撞击炮弹底火,点燃发射药,产生大量高压燃气,推动弹丸以极大的加速度沿炮膛向前运动。弹丸离开炮膛瞬间获得最大速度,并沿着预定弹道飞向目标。
炮架由反后坐装置、摇架、上架、方向机、高低机、平衡机、瞄准装置、下架、大架和运动体等组成。反后坐装置包括驻退机和复进机。驻退机用来消耗炮身后坐能量,使炮身后坐至一定距离就停止;复进机在炮身后坐时贮蓄能量,后坐终止后使炮身复位。摇架是炮身后坐复进的导轨,装在上架上借助高低机作垂直转动。上架装在下架上借助方向机作水平转动。高低机和方向机使炮身在高低和方向上转动,结合瞄准装置使炮身向目标。瞄准装置由瞄准具和瞄准镜组成,用来装定射击诸元,供火炮实施瞄准。平衡机使高低机操作轻便。下架、大架和运动体用来支撑火炮,行军时作为炮车。
比如法国制造出了世界上第一种反坦克炮,起名为“乐天号”。这种火炮的特点是炮管比较长,炮膛压力较大,因而其实心的穿甲弹高速飞出炮口之后,能量很大。而最早的坦克装甲厚度仅有6~18毫米,因此该反坦克炮具有足够的穿透坦克装甲的能力。
底盘
早期的自行火炮,一般是由同类野战火炮的发射部分和部分炮架安装在坦克底盘上构成的,但没有活动的炮塔。由于坦克底盘空间结构的局限性,这样的自行火炮的方向射界较小(一般不超过60°)。20世纪60年代,随着战术核武器的发展以及陆军机械化程度的提高,许多国家普遍重视了自行火炮的发展,这一时期有了专门设计的轻型自行火炮底盘。
自行火炮的底盘,一般是指自行火炮除去炮塔以外的部分。底盘的主要作用是:支撑、安装车辆发动机及其各部件、总成,形成车辆的整体造型,承受发动机动力,保证正常行驶。底盘一般由动力系统、传动系统和行驶系统等组成组合体。有时,将动力系统(发动机)单独拿出来,而将传动系统细分为传动系、转向系和制动系等。底盘一般按行驶系统不同,分为轮式底盘和履带式底盘。
动力系统是将化学能、电能等转化为机械能的能量转化系统,其功用是为自行炮底盘提供行驶所需原动力。主要包括发动机及其辅助系统。
传动系统是一种实现自行炮底盘各种行驶及使用状态的各装置的组合。其功用是将发动机发出的功率传递到行驶装置;根据行驶地面条件来改变牵引力和行驶速度;向转向装置提供转向时所需要的功率等。使自行炮底盘具有发动机空载启动、直线行驶、左右转向、倒向行驶、坡道驻车以及随时切断动力等功能。同时,也可以输出部分功率去拖动空气压缩机、冷却风扇、水上推进器和各种用途油泵等辅助设备。传动系统包括变速箱、离合器、转向器、制动器等及其操纵系统。
行驶系统是保证自行炮行驶、支撑车体、减小自行炮在各种地面行驶中颠与振动的机构与零件的总称。它主要包括悬挂装置、履带推进装置、轮胎行驶装置等。
比如PzH2000自行火炮底盘采用了德国MTU公司的MT881Ka-500涡轮增压柴油发动机和HSWL284C综合传动装置。该底盘的行驶系统由1对主动轮、7对负重轮、4对托带轮、1对诱导轮、履带和悬挂机构组成。
炮塔
自行火炮炮塔在不同场合有不同的含义,一般根据使用场合是可以区分的。广义上说,有人将自行火炮除底盘和火力控制与通讯系统以外的部分(主要是火力部分)统称为炮塔,广义的炮塔由组合炮塔、武器系统、传动与控制系统、观瞄系统、供输弹系统等几大部分组成。组合炮塔包括:炮塔本体、吊篮及相关的构件。狭义上,将支撑火炮,保证其可在一定射界内进行射击,并起防护作用的自行炮装置称为炮塔,也就是炮塔只包括炮塔本体和吊篮及相关的构件。也有将炮塔本体简称为炮塔。不加说明的话,所说的炮塔一般指狭义炮塔。
炮塔武器的配置主要有这几种类型:机关枪、多用途自动炮、高射炮、防空或反坦克导弹、自动炮加防空导弹或自动炮加反坦克导弹。其中,配备自动炮和导弹的炮塔还能够安装并列或外装式机枪。大多数火炮和防空导弹一体的炮塔,主要用作机动式防空武器,但是,有的炮塔的作用却是提高战车生存能力,而并非作为自行防空系统。多数装备自动炮的炮塔都能够同时对付地面和空中目标,但也有一些国家强调对空攻击能力而设计了专门用作近程防空用的炮塔。这些炮塔安装在轮式或履带式装甲战车上,与坦克、装甲输送车或其也机动平台协同作战,为其提供防空保护。
在炮塔的设计方面,比如PzH2000自行火炮的炮塔设计与其他西方国家的自行火炮有所不同,其炮塔结构优化,增加了大量设备但不占用乘员战斗舱空间,炮塔内部空间比以往的自行火炮更大。炮塔两侧装甲板内倾角度较大,顶部与炮塔顶甲板连接形成近似弧形过渡,提升了炮塔顶甲结构强度,有利于火炮垂直防护能力的提高。炮塔纵向长度大,除乘员战斗室外的空间分别用来安置火炮输弹机气源、自动装填系统伺服驱动器、发射药舱、火控计算机、导航设备等设备。
武器系统
火力分系统
由自行火炮、弹药输送车和弹药部分组成。自行火炮是火力打击的执行者。通过定位、定向、弹道解算、自动操瞄、半自动装填,在高低角 -3°~72°、方位角360°、射程5.4千米至50千米范围内发射7种弹药,完成各种作战任务。弹药输送车携弹90发,由计算机控制选弹,自动供弹,可伴随自行火炮进行120发连续射击,大大提高了快速作战能力。
指挥控制分系统
由营指挥车、连指挥车、气象雷达组成。通过分布式计算机,数字化有线、无线通信系统和指挥软件,可实现营逐级指挥、营代连指挥、连代营指挥、连独立指挥和侦察车超越指挥。气象雷达按北大西洋公约组织标准为营、连指挥车和自行火炮计算射击诸元提供气象通报。
侦察校射分系统
由侦察车和侦察校射雷达(简称侦校雷达)组成,其任务为侦查、探测、定位打击的目标坐标,校射和观测我方射击效果。对10千米以内的目标,通过侦察车上的由激光测距、CCD和红外热成像组成的升降式观瞄系统和车下的激光测距、白光和红外热成像组成的便携式侦察系统,来昼夜进行目标、炸点信息的收集处理与存储。对10千米~25千米内的目标,由侦校雷达完成目标、炸点信息收集处理和存储。
后勤保障分系统
后勤保障系统主要用于武器系统的日常维护和战时抢修,由抢救车、机械维修车、电子维修车、备件车组成。抢救车配有20吨车、刚性牵引装置和推土和拖拉装置,对战场淤陷,战伤车辆进行抢救、修理或牵引后送。机械维修车由两辆车组成,在战地对被维修车辆进行拆装、换件、修理,完成二级修理任务。电子维修车配用通用工具、专用检测设备、专家系统,在战地对武器系统的电子、电器设备进行二级换件修理,本车自带维修备件。备件车协同机械维修车工作,用于运输维修备件。
特点
机动性好
现代自行火炮具有与坦克相同的机动性 ,有些方面还优于坦克 ,比如空运 ,由于其质量相对坦克要小得多 ,因此有些自行火炮还可以浮渡 。现代自行火炮行军战斗转换快 ,能迅速占领 、撤出阵地和跟随机械化部队开进 ,其方向射界一般为360°,便于实施兵力或火力机动 。
自动化程度高
现代自行火炮广泛采用火控系统 ,可实施半自动或自动操瞄 。
现有的火炮自动控制技术
1.火炮自动瞄准技术
火炮的自动瞄准技术是现代军事技术领域的一项重要创新。通过引入先进的自动化控制技术,火炮可以在战场环境中实现高精度的瞄准和射击,极大地提升了火炮的作战效能和生存能力。火炮自动瞄准技术主要包括目标识别、瞄准计算和火炮控制等几个关键环节。目标识别使用了高性能的电子传感器和图像处理算法,能够快速准确地识别目标物体;瞄准计算则根据目标的位置、速度、距离等信息,通过数学模型和算法计算出正确的瞄准参数,确保火炮可以准确瞄准目标;火炮控制系统会根据计算出的瞄准参数,通过电机、液压系统等控制装置,实现火炮的精确瞄准和射击。
2.火炮自动装填技术
火炮自动装填技术的核心是利用各类传感器和电脑控制系统,通过预先设定好的程序,实现火炮弹药的自动装填,从而实现火炮的自动化操作。这种技术可以减少人力投入,提高作战效率,并且极大提升了作战人员的安全性。火炮自动装填技术的实现过程中,需要考虑到火炮的结构和弹药的特点,以及作战环境的变化。设计人员需要对火炮进行综合研究和分析,确定好装填位置和弹药的装填方式,保证火炮在任何情况下都能快速、准确地完成装填工作。
3.火炮火力控制技术
火炮自动化控制技术是现代军事领域中的重要研究课题之一。通过应用自动化技术,实现对火炮的火力控制,能够提高火炮的射击精确度和作战效能,极大地增强了军队作战能力。火炮自动化控制技术主要包括火炮的数据采集、处理和命令执行等方面。首先,通过传感器实时采集火炮的位置、姿态、环境条件等相关数据;然后,将采集到的数据进行处理,通过算法计算出火炮的最佳射击参数;最后,将计算结果传输给火炮的控制系统,实现火炮的自动瞄准和射击。
4.火炮综合控制系统
火炮自动化控制技术是现代军事装备发展的重要领域之一。火炮综合控制系统是一种通过使用先进的计算机科技和传感器技术,实现对火炮射击过程的全面监控和自动化控制的系统。火炮综合控制系统的关键组成部分包括控制台、计算机、激光测距仪和火炮本体等。控制台是指操作人员控制火炮综合控制系统的地方,计算机则是系统的核心处理单元。激光测距仪通过发射激光束,测量目标距离,为火炮提供精准的射击数据。火炮本体则根据计算机传递的指令,自动对目标进行瞄准和射击。
火力及持续作战能力强
现代自行火炮大多能发射普通弹 、集束炸弹 、末制导炮弹或炮射弹 ,爆发射速较高 ,最大射程较远 ,能实施全方位 、大纵深 、快速高效的火力突击 。 现代自行火炮与坦克配套形成装甲航空武器系统 ,在战场上可密切协同和发挥系统的整体能力 。使用数辆自行火炮便可迅速形成防控 、反坦克和对地面攻击的合理有效的火力配备系统 ,可根据目标的不同 ,最大程度地发挥综合性火力 。 现代自行火炮的车体空间可携带一定数量的弹药(30发~80发),有较好的持续作战能力 。
具有基本的防护能力
现代的自行火炮大都采用坦克、装甲车底盘,M113装甲运兵车驱动,装甲车体的装甲厚度可达10~15毫米,可安装比同样底盘的坦克更大口径的火炮。
通信能力强
炮内装有自行火炮专用通信系统 ,可在静止 、运动中实施有效的数字和语音通信 ,通信距离一般为20千米~25千米 。 设有车内乘员之间的通话系统 ,以克服车内噪声的干扰 。
常见类型
自行火炮按行驶方式可分为轮式和履带式两种;
按装甲防护程度可分为全装甲式、半装甲式和散开式;
按火炮类型可分为自行加农榴弹炮、自行榴弹炮、自行反坦克炮、自行火箭炮、自行迫击炮和自行高炮等。
自行榴弹炮
自行榴弹炮是同车辆底盘构成一体、靠自身动力运行的榴弹炮。自行榴弹炮分为履带式自行榴弹炮和车载式自行榴弹炮。相比较履带式自行榴弹炮,车载式自行榴弹炮具有较强的战术机动性、快速的反应能力,以及列装成本低和操作、维修方便等优点。其以一种成本较低廉的牵引式榴弹炮与卡车底盘有机结合而成。
自行榴弹炮越野性能好,进出阵地快,多数有装甲防护,战场作战力强,便于和装甲兵、摩托化步兵协同作战。20世纪90年代以来,现代自行榴弹炮得到稳步发展。随着世界范围内局部战争和地区武装冲突的不断发生,陆军炮兵从未来作战需要出发,减轻武器装备重量,提高战略和战术机动能力,就显得尤为重要。这种情况下自行榴弹炮应运而生。
战后已发展了三代自行榴弹炮。第一代自行榴弹炮出现在50年代,以美国的M52式105毫米自行榴弹炮、M53式155毫米自行榴弹炮、M55式203毫米自行榴弹炮为代表。它们分别以M41轻型坦克、M48中型坦克底盘为基础,采用动力/传动装置前置的布局方案,使车辆后部有宽尚的战斗室,便于安装威力较大的火炮,并获得较大的方向射界,全炮战斗质量在24.2吨~42.0吨之间。其基本特点是利用现成的成熟技术,将牵引火炮与坦克底盘结合在一起。
第二代自行榴弹炮出现在20世纪60至70年代,典型的有美国的M109式155毫米自行榴弹炮、M110式203毫米自行榴弹炮,日本的75式155毫米自行榴弹炮,苏联的2S1式122毫米自行榴弹炮、2S3式152毫米自行榴弹炮。这一代自行榴弹炮的特点是质量减小,体积减小,以便使其具有水陆两栖及空运能力。为此,多采用以装甲输送车为基础的轻型底盘,有的还采用铝装甲(如美国的M109式155毫米自行榴弹炮)。多数自行榴弹炮采用自动装填机构,使射速提高到10发/分以上,装有专门的可作360°旋转的炮塔,具有夜视夜瞄、集体“三防”等能力。
第三代自行榴弹炮出现在20世纪80至90年代,其中以美国的M109A6式155毫米榴弹炮、英国的AS-90式155毫米自行榴弹炮、法国的GCT155 毫米自行榴弹炮、南非的G6式155毫米自行榴弹炮、意大利的“帕尔玛瑞”155 毫米 自行榴弹炮最为典型。其特点是都采用了专为自行火炮设计的底盘,具有较好的加速性、越野性(克服水障碍)、空运性等,与坦克、步兵战车、装甲输送车的机动能力相当;采用全封闭的装甲炮塔,加强了防护;采用了“三防”装置;增大了最大射程;采用新弹种提高了杀伤力。
自行高炮
由于战术作战的需要,对于现代高射炮的基本要求是达到单位时间的最高效率,这就是说,达到最高射速,在最短时间里尽可能向目标发射大量弹丸。但过高射速又产生了两方面的问题:一是弹药消耗过快,而携弹量有限,这是个矛盾;二是炮管过热,运动部件受力大,影响了武器的可靠性。为了确保有效地对高机动目标作战,射速很高的小口径高炮采用间断稍长时间的点射进行射击,而射速较低的中口径高炮通过近炸引信高爆弹提高效率。瑞典试验已经证明,采用近炸引信弹和300发/分的射速,其效果相当于着发引信弹的2000发/分射速的效果。美国“约克中士”40毫米自行高炮配用40毫米近炸引信榴弹,引信以自动控制的雷达多普勒效应工作,对飞机的作用半径达6.5米,对大型导弹达4.5米,对反坦克导弹达1.8米,从而提高了命中概率和摧毁概率。
防空火力密度越高,对敌机的威慑力量越大。因此设计半自动或全自动瞄准、反应时间短和可昼夜及在任何气候条件下作战的高射炮系统,如“猎豹”“M247自行高射炮”。但这类高度复杂的系统是昂贵的,采购足够数量的装备需要巨额财政费用,否则减少陆军装备数量就谈不上防空火力密度和防空的战斗力。另外,就使用上述昂贵武器的必要性而言,也只有在未来敌人大量使用先进的全天候战斗机时才谈得上。为此,西方也有发展和装备比较简单、比较便宜的非全天侯型高炮的趋向,因为这种武器价格便宜,能够增大装备量。
像自行榴弹炮一样,自行高射炮也是同车辆底盘构成一体,依靠自身动力运行的高射炮。自行高射炮可以伴随装甲集团军开进,为整个建制在机动中提供防空。即使是在喀斯特地貌或者其他较复杂地貌情况下,自行高射炮依然可以像坦克、装甲车一样在行进中提供防空。
在当代自行高射炮中,典型的是德国的“猎豹”自行高射炮。其不仅生产数量和装备数量最大,而且开创了“三位一体”自行高射炮的新时代,即将高射炮的火力、火力指挥控制、电源供给综合到一起,这就是“三位一体”的高射炮。
世界上现装备的自行高炮有很多,其中比较著名的有:日本的87式自动步枪;德国的“野猫”(轮式自行高炮);瑞典的“变色龙”(装2门40毫米机关炮);南非的ZA-35(轮式,百叶窗式的雷达天线很特殊)等。
自行火箭炮
自行火箭炮是将火箭炮安装在移动的轮式或履带式车辆底盘上。20世纪70年代以前,各国装备的自行火箭炮以轮式卡车搭载的为主,履带式的比较少见。喀秋莎BM-13火箭炮是一种多轨道的自行火箭炮,其可以装在轮式车辆底盘上,也可装在履带式车辆底盘上。
1983年,第一辆M270多管火箭炮系统装备美国军队。美军称它为“多管自行火箭炮系统”,简称为MLRS。M270自行火箭炮系统由履带式发射车、发射箱及火控系统组成,战斗全重25.2吨,乘员3人。它采用M2“布雷德利”步兵战车的底盘,但作了若干改进。后部的发射箱装12枚待发火箭弹,弹径227毫米,所用的弹种主要有M26双用途火箭弹和AT2反坦克雷火箭弹。
到20世纪90年代,美军装备的M270超过800辆。此外,还有北大西洋公约组织及日本、以色列等共10多个国家装备了M270多管火箭炮系统。MLRS的生产总数超过1000辆。
M270的改进型中,最重要的是M270-6型。它既可以发射火箭弹,又能发射陆军战术导弹系统(ATACMS),威力大增。陆军战术导弹系统是一种近程地对地导弹,直径610毫米,发射重量1672千克,射程约150千米。1991年的海湾战争中,M270共发射35发ATACMS弹,初露锋芒。
在履带式自行火箭炮中,比较有名的还有:以色列的LAR160毫米自行火箭炮、日本的75式130毫米自行火箭炮和中国的DPJ-99A型203毫米40管履带式自行火箭炮、DPJ-99B型460毫米20管履带式自行火箭炮等。
自行火箭炮的缺点是,防护力较差,发射时容易暴露自身。所以,只有在战场上取得制空权、制电子权之后,才能发挥它的强大威力。
自行迫击炮
迫击炮是一种结构简单、机动性良好的火炮,与同口径其他地面火炮相比,具有体积小、质量小、弹道弯曲、威力大、使用和携带方便等优点。在国内外历次战争,特别是山地、丛林、水网地区作战中,曾发挥了重要作用。当前,世界各国研制、装备的迫击炮的主要战技性能均不断提高。第二次世界大战期间和战后,应战场上部队高速机动的需要,出现了自行迫击炮。如美国M21式81毫米自行迫击炮、M4式81毫米自行迫击炮、M84式107毫米自行迫击炮;法国的VP90式81毫米自行迫击炮;日本1960式81毫米自行迫击炮和107毫米自行迫击炮;德国的M113式120毫米自行迫击炮等。
自行迫击炮的结构相对较简单,造价较低廉,这些年来,各国研制的自行迫击炮不下10余种。这里列举几种有代表性的自行迫击炮,以口径120毫米的为主流。从结构类型上看,有履带式的、轮式的,有炮塔式的、后开式的,有单管的、双管的等,呈现出蓬蓬勃勃的发展势头。
自行迫榴炮
迫榴炮是将迫击炮和榴弹炮的性能合二为一的一种新型火炮。俄罗斯生产的“诺娜”系列迫榴炮具有迫击炮和榴弹炮两种炮的特点,既可以间接瞄准射击,又可以直接瞄准射击。
在现代战场上,榴弹炮无疑是支援火力的主力。而迫击炮以弹道弯曲、重量轻、射速快的优点,在山地作战、空降作战、城市巷战等场合发挥着重要作用。可以为步兵提供最及时的火力支援。把两者结合起来,就形成了迫榴炮。20世纪80年代初,苏联首先为其陆军空降部队和海军陆战队装备了“诺那” ( Nona ) 120毫米迫榴炮,作为支援和伴随步兵作战的一种有效压制武器。此后,前苏联一直高度重视迫榴炮的研制和发展,已经形成了迫榴炮系列,先后推出2S9式、2B16式、2S23式和2S3式四种牵引和自行式120 毫米迫榴炮,前苏联不仅开创了迫榴炮发展的先河,而且推动了迫榴炮的蓬勃发展。
中国军工企业设计出了05式120毫米轮式自行迫榴炮(见下图),成为世界上第二个研制与生产轮式自行迫榴炮的国家,同时还推出了外贸型号。
05式120毫米自行迫榴炮既可直接瞄准射击也可间接瞄准射击。自行迫榴炮还配备了新型弹药,包括制式高爆迫击炮弹,装药重1.8千克,射程8.5千米;尾翼稳定破甲高爆反坦克榴弹,能够在1.5千米的距离上有效攻击轻型装甲目标,最大破甲厚度600毫米(传统的钢装甲);火箭助推弹,初速265米每秒,装药重3.2千克;子母弹,弹体适于线膛炮发射,初速为425米每秒,射程9.3千米,可携带30枚反坦克/反人员子弹药,可穿透90毫米的传统钢装甲。
自行反坦克炮
在第二次世界大战期间,自行反坦克炮(坦克歼击车)是自行火炮的主流。二战后至今,自行反坦克炮已经风光不再。
现代反坦克炮大多由坦克炮改装而成。自行反坦克炮的运用比较普遍,它具有与主战坦克同等的火力和良好的机动能力,价格比坦克便宜,质量也比坦克小可为机动和快速反应部队提供强有力的反坦克火力,二战后,各国积极发展了几代坦克,特别是现代主战坦克的火力有了前所未有的改进和发展,使得在第二次世界大战期间那种急于用大口径火炮改装成自行反坦克炮的需求减弱了。除了德国、日本、苏联等国少量研制、装备了些自行反坦克炮以外(如德国的JPZ4-5式90毫米 自行反坦克炮、奥地利“骑士”SK105坦克歼击车、巴西“苏利里”EE-18坦克歼击车),多数国家没有大规模发展自行反坦克炮。另一方面,随着导弹技术的发展,各国不约而同地大力发展射程较远、命中精度较高、破甲效果较好的自行反坦克导弹发射车。进入70年代以后,由于安装在装甲车辆底盘上的自行反坦克炮的成本只有坦克的1/3左右,其机动性又远胜过其他反坦克兵器,所以又重新得到各国的重视和发展。
自行反坦克炮使用坦克、装甲输送车或自行炮专用的底盘,装有旋转或固定炮塔,根据行走方式又分为履带式和轮式两种。轮式自行反坦克炮大都装备低后坐力炮,便于空运,具有良好的机动性,如法国20世纪70年代推出的GIATF2(梅卡)式105毫米轮式自行反坦克炮、瑞士“鲨鱼”8×8自行反坦克炮、美国1985年研制出的“突击队员”V-600自行反坦克炮等;
自行反坦克炮的综合性能远远逊色于坦克。自行反坦克炮外形颜像坦克,区别之处是装甲防护和火控/炮控系统不如主战坦克,通常采取停车射击。为了提高首发命中率和夜间战斗能力,现代反坦克炮配有激光测距仪、电子计算机和微光夜视或红外热成像仪,但综合战斗能力无法与现代主战坦克相比。由于它价位低,战术使用的特点与坦克不同,故仍有一定的发展空间。
典型型号
中国
11式轮式突击炮:
11式轮式装甲突击车是8×8装甲车家族中的一员,实际上是一种轮式突击炮。8x8,前一个8说明该车具有8个轮子,后一个8说明这8个都是动力驱动轮。11式轮式装甲突击车是在09式基础上改装的,可上机、上舰进行战略投送;火炮毁伤威力大,能够对付现役主战坦克,为步兵提供直接火力支援,是陆军快速反应力量的主战装备。
PLZ-05式自行榴弹炮:
口径155毫米的长身管自行高爆弹炮,是中国自行研制的主战装备之一,在20世纪90年代立项研制,由PLZ45型自行榴弹炮发展而来。它与德国PzH2000同为采用52倍或以上口径身管的第三代自行榴弹炮。PLZ-05自行榴弹战斗全重大于45吨;发动机为800马力柴油机,土路最高时速大于40公里/小时,续航里程达到550公里;主要武装为一门155毫米52倍口径榴弹炮,最大射速8-10发/分钟,弹药基数为30发。
11式122毫米自行火箭炮:
11式122毫米自行火箭炮具有火力猛、射程远、精度高、机动性好、信息化能力强等特点。这款中远程火力压制装备,短短十几秒内,就能够向目标前沿阵地倾泻数十发火箭弹,大面积毁伤压制效能惊人。11式122毫米自行火箭炮还具备模块化更换弹药的能力,可以快速更换弹药,持续作战能力强,作战任务多元:模块化火箭弹不仅实现了存、储、射一体化,而装弹时一次就是20枚,极地提高了效率;可以按箱配备弹种多样,例如杀伤爆破弹、云爆弹、子母弹等;能够根据实战需要更换口径,实现不同射程和战斗部威力。
俄罗斯
俄罗斯2S19型152毫米榴弹炮是原苏联解体之前刚刚完成研制的一型履带式自行火炮,用来取代2C3式152毫米自行榴弹炮。该型自行火炮采用了T-80主战坦克的底盘和2A65牵引榴弹炮改进而来的火炮。俄罗斯2S19型152毫米榴弹炮战斗重量42吨;发动机B-84A型四冲程多燃料12缸水冷柴油机,最大速度60公里/小时,最大行程500公里;主要武装为2A65型152毫米牵引榴弹炮改进而来的火炮,身管从6米加长到9米(59.2倍口径),最大射速8发/分钟,弹药基数50发。
俄罗斯第四代新炮2S35自行榴弹炮采用无人炮塔,拥有一个全自动弹药搬运装卸系统,自动水平极高,这样的设计能提高开火速度,提高战斗反应速度,减少系统故障率,火炮和乘员分隔的设计,更能够减少战斗人员损伤。2S35自行榴弹炮战斗重量55吨;一台柴油发动机提供了整车的动力,领行驶速度达到了60公里/小时;续航里程达到500公里;主要武器为一门52倍2A88线膛炮榴弹炮,弹药基数为50-70发多种类型炮弹。
俄罗斯2S43“锦葵”轮式自行榴弹炮已完成国家测试的全部流程,成为俄罗斯首款国产的此类装备。“锦葵”搭载一门152毫米口径火炮,威力足以摧毁敌方指挥所、防御工事、火力点、装甲装备和步兵。这种自行火炮的主要优势是机动性高且(单次加油后的)行驶距离长。 这种自行火炮使用布良斯克汽车厂生产的8×8汽车底盘,单次加油后可在公路上行驶1000公里。在全轮驱动配置和强大柴油发动机的帮助下,它拥有较好的越野能力。“大花葵”载有一门2A64火炮,其发射杀伤爆破弹时最大射程超过24公里,发射“红土地”-M2和(带惯性导航系统并可根据“格洛纳斯”卫星信号校正弹道的)“红土地”-D制导炮弹时,射程分别可达25公里和43公里。这种自行火炮配备半自动步枪装弹机,备弹30发。它自重32吨,配备一台雅罗斯拉夫发动机厂生产的470马力发动机,在公路上的行驶时速可达80公里。
德国
德国PzH-2000自行榴弹炮是德国克劳斯-玛菲·威格曼为德国陆军研制的新一代自行榴弹炮系统。其综合性能优于90年代后出现的英国AS-90与法国凯撒等155毫米自行榴弹炮。PzH-2000自行榴弹炮战斗重量60吨;发动机采用MTU MT 881 Ka-500 V8柴油机,越野极速达到45公里/小时;最大爬坡可达50°,涉水1.5米,续航里程420公里;主要武器为1门155毫米 52倍径榴弹炮,弹药基数60发多种类型炮弹。
法国
“凯撒”是由法国公司Nexter设计和制造的一款155毫米轮式自行榴弹炮,最大射程40千米,最大射击速度为6发/分钟,可以发射高爆弹,照明弹、末敏弹武器系统和制导炮弹等弹药,具备较强的精确打击能力。该炮采用了6×6高机动卡车底盘,最高行驶速度90千米/小时,最大行驶里程600千米。从2008年起,“凯撒”自行火炮开始大量装备法国部队,由于性能先进,该炮还出口到沙特阿拉伯、摩洛哥、泰国和印度尼西亚等国家,生产总量超过300门。
以色列
以色列的轻型LAR-160(口径160毫米)冲天炮系统具有显著特点。该系统重量轻、整套装备体积小,采用了新技术和新材料,射程最大可达45公里。LAR-160轻型火炮火箭系统由一个多管火箭发射装置安装在移动平台上。此系统采用消耗发射集装箱方式,多管火箭在再发射时,只需整体卸下并换装消耗发射集装箱。这种方式在众多国家的先进火箭炮系统中被广泛应用,其性能稳定、安全可靠,能够实现快速作战。
南非
南非自20世纪70年代起,致力于研发性能先进、配套完整的火炮。迪奈尔公司与国际空间研究公司合作,于1975年开始研制155毫米牵引式榴弹炮,并发展成155毫米火炮家族。90年代初,南非军方提出研制105毫米榴弹炮,以取代老式美制105毫米火炮。1999年推出了首门样炮G-7式105毫米榴弹炮,参加南非航展并打出34千米的世界最远射程。G-7采用52倍口径的超长炮管和先进的模块式发射装药,可发射曳光尾翼稳定脱壳穿甲弹,直射距离为500~3000米,发射底排-火箭复合增程弹时射程高达34千米。G-7配备了全套液压操炮系统和火控系统,装填方式为任意高低角送弹和装药,配备液压链式输弹机。
英国
英国AS-90自行榴弹炮是英国维克斯造船与工程公司研制轻装甲自行火炮,服役于1993年。基本配备为155 mm L131.射击系统由惯性动态基准装置、炮塔控制计算机、数据传输装置等组成,可以完成自动测地校准、自动瞄准等工作。AS-90自行榴弹炮战斗全重42吨;发动机为一台VTA903T V8柴油机,极速可达到55公里/小时,续航里程达到420公里;主要武装为一门BAE生产的152毫米52倍径增程火炮,采用半自动装弹机填装射速达到3发/10秒,弹药基数为45发。
美国
美国M109A6式155毫米自行榴弹炮是美国军队炮兵的主炮,美国M109式自行火炮的最新改进型。与原型相比,加长了身管,增大了射程,采用半自动步枪装填机构,增加弹药携行量。配有自动火控计算机和车辆定位定向装置,可独立实施射击。系统反应能力、生存能力、系统可靠性和弹药的终点效应均比原型有大幅度提高,具备了新型自主式火炮的特点。
韩国
韩国K9自行榴弹炮首门样炮于1994年完成1998年服役。该炮采用立楔式炮闩,装有双室炮口制退器和抽气装置。身管装有温度报警装置,用于为自动火控系统提供身管温度信息。炮尾装有多普勒式初速测量系统,测量范围为20~2000米/秒,用于为车载计算机提供弹丸初速信息。火炮发射K307式全膛增程底排弹时的初速为924米/秒,发射火箭增程弹和上述底排弹的最大射程分别为30千米和40千米。
日本
日本99式自行榴弹炮是日本陆上自卫队主要装备的自行榴弹炮,1975年列装。其性能乃至外形,都和美国M109 155毫米自行榴弹炮十分相似。它的最大射程,即使发射专用的长射程弹,也只有19千米,性能已明显落后。日本99式自行榴弹炮战斗全重为40吨;动力装置为三菱重工制造的直列6缸四冲程水冷增压柴油机,最大功率600马力,最大速度只有49.6公里/小时;主要武装为52倍口径的长身管155毫米榴弹炮,带自动装弹机。最大射速为每分钟6发。
发展趋势
轻量化
各国为了解决目前自行火炮在战场机动能力差、不利于战略投送、自身结构过重等不足,正在积极研发第四代自行火炮系统,其中采取轻质结构材料实现结构减重是关键,具体的技术方案是对复合身管、炮口制退器进行改造,例如,复合身管采用钛合金材料打造成轻质复合身管;又例如,炮口制退器,则以高效能的钛合金材料为主,这样便可以将火炮起落部分的质量有效减轻,同时还可以将后坐力有效降低,从而达到整体减重的目标。
研究防腐蚀技术
中国自行火炮的防腐蚀技术水平还比较落后,很大程度上仍停留在牵引炮阶段,与自行火炮不相适应,开展防腐蚀技术研究对延长自行火炮服役寿命意义重大,根据自行火炮具体服役环境及腐蚀特点,进行科学的防腐蚀设计,可显著提升其环境适应性、战时可靠性、保障水平和战斗力。在设计新型自行火炮时,将表面处理新技术和表面工程融入总体设计中,将对自行火炮的发展产生重大影响。
发展无人炮塔
未来战争将朝着无人化的趋势发展,无人炮塔系统也是坦克、自行火炮发展的趋势。无人防空炮塔指把坦克炮塔直接安装固定在坦克车体的顶部,乘员座位位于低矮坚固的车舱体内,因而乘员间的相互战斗与生存救援能力又得到了新一步提高
装配弹药全自动装填机构
当今战争环境对大口径自行火炮武器系统发展不断的提出新的更高要求, 火炮射速作为大口径战略压制性火炮的重要战术指标, 如何不断提高火炮射速是保证火炮发挥强大火力和威力的关键因素,只有装配弹药全自动装填机构才能满足这种新的需求。带有高度自动化的弹药全自动装填系统的火炮武器系统,是一种质量更轻、尺寸更小、具有更高机动性能、精密化、精确化、信息化乃至更智能化的并且可以遂行独立作战的新一代火炮武器系统。火炮自动装填机构未来的发展,必定是提高自行火炮的射击速度、实现模块化装填的自动化、提高复杂系统的可靠性采用信息化技术使装填系统向着更加智能化的方向发展。
参考资料
浅析:火炮因何历久弥新.中国军网.2024-02-02
火炮自动控制技术发展概述及未来趋势.中国期刊网.2024-01-23
导弹发射系统(六)一车多用的共架发射技术.m.toutiao.com.2022-06-10
详解 | 阅兵式上出现的武器装备全解读.微信公众平台.2024-02-04
【军事科普】盘点:自行火炮有哪些 - 中国军视网.中国军视网.2023-12-19
扒一扒世界上十大现役155毫米自行榴弹炮.中国日报.2024-02-06
如虎添翼!东部战区某部入列多型新装备 11式122毫米火箭炮亮相.中华网.2024-01-23
俄研制出新型轮式自行火炮.新华网.2024-01-23
俄军缴获法国援乌的“凯撒”火炮,俄军工厂:感谢马克龙捐赠.澎湃新闻.2024-01-23
以色列装备轻型远射程火箭炮系统.新浪网.2024-02-07
G-7为何市场“失意”.光明网.2024-02-07