《火炮與自動武器原理》之黎明晨曦

杜中華 吳大林

【摘 要】論述了近年來槍炮技術(shù)發(fā)展的新趨勢—采用無人炮塔的地面大中口徑火炮、自主作戰(zhàn)的自行火炮、高精度制導(dǎo)火炮彈藥、不同運(yùn)載平臺火炮、小車架大炮、各種新原理火炮，這些趨勢體現(xiàn)了目前槍炮領(lǐng)域自動化、信息化、智能化、體系化、輕型化、開放化的特征。 論文對于《火炮與自動武器原理》課程中新原理和新技術(shù)的學(xué)習(xí)有重要的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】火炮與自動武器原理;槍炮技術(shù)發(fā)展趨勢;新原理新技術(shù)

中圖分類號： E924 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）02-0131-003

【Abstract】Gun technology development trends in recent years were stated，including large and medium caliber ground guns using unmanned tunnel，independent operation self-propelled gun，high precision guided shell，different delivery platforms of gun，powerful gun with light chassis，various new principle guns.The trends embody the following characteristics：automation，information，intelligence，system，light and opening.This paper can help students to study the new theories and new technologies in gun and automatic weapon theory course.

【Key words】Gun and automatic weapon theory;Gun technology development trend;New theories and technologies

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和世界科技的迅猛進(jìn)步，近年來我國的武器裝備得到了長足發(fā)展，北斗系統(tǒng)、航空母艦、五代戰(zhàn)機(jī)等成為國人的驕傲。同時，我國的槍炮裝備也發(fā)展很快，多種新型槍炮開始列裝部隊或者出售國外，槍炮裝備的發(fā)展伴隨著新的槍炮技術(shù)和原理的出現(xiàn)，這些新技術(shù)和新原理是兵器工程專業(yè)核心課程《火炮與自動武器原理》必須重視的內(nèi)容，它們?nèi)缤杳鞒筷兀芸赡艹蔀槲磥順屌诩夹g(shù)和原理的主流。

1 地面大中口徑火炮無人炮塔——自動化

眾多的小口徑自動武器（譬如突擊步槍、機(jī)槍、航炮、小口徑高炮、小口徑艦炮、小口徑戰(zhàn)車炮等）都是能夠自動連續(xù)射擊的;但是地面大中口徑火炮通常采用分裝式彈藥且考慮機(jī)動性大都需要人工參與射擊過程（譬如裝填、發(fā)射等），不能實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)射擊[1，2，3]。這種情況在未來可能會發(fā)生改變，國際上幾種新型裝備開始體現(xiàn)這種變化。首先是俄羅斯新一代主戰(zhàn)坦克T14采用無人炮塔，其次德國的“雷神”155mm自行火炮和瑞典的“弓箭手”155mm自行火炮均采用了無人炮塔，再有意大利“奧托”76mm自行高炮也采用了無人炮塔。大中口徑地面火炮采用無人炮塔意味著火炮采用了全自動裝填彈藥技術(shù)和全自動賦予射向技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動連續(xù)射擊，體現(xiàn)了火炮自動化程度的提高。目前我國地面大中口徑火炮無論是自用的還是外貿(mào)的都仍然采用有人炮塔，但是南京理工大學(xué)王澤山院士團(tuán)隊研制成功全等式模塊化裝藥為簡化大中口徑火炮全自動供輸彈機(jī)構(gòu)奠定了良好的基礎(chǔ)，另外我國新型76mm、100mm、130mm全自動艦炮上的傳感器技術(shù)、液壓及電控技術(shù)也為研制地面大中口徑火炮無人炮塔提供許多技術(shù)借鑒，應(yīng)指出的是在2018年珠海航展上我國就展出了一款采用無人炮塔的76mm自行火炮，這可以看作是在我國在地面大中口徑火炮無人炮塔方面的積極探索。

2 自行火炮自主作戰(zhàn)平臺——信息化

過去地面火炮作戰(zhàn)的基本模式是前線偵查目標(biāo)，指揮所計算射擊諸元，火炮群裝訂射擊諸元并射擊，單門火炮不能單獨(dú)遂行作戰(zhàn)任務(wù)。隨著近年來電子信息技術(shù)的發(fā)展，單門自行火炮即可自主遂行作戰(zhàn)任務(wù)。首先，火炮借助衛(wèi)星系統(tǒng)具有自主定位定向功能;其次，火炮具有火控計算功能，只要給定目標(biāo)坐標(biāo)，即可自動計算出射擊諸元;再有，火炮借助各種傳感器（譬如藥溫傳感器、初速測量雷達(dá)等），可以自動對射擊諸元進(jìn)行修正，提高命中精度。同樣的，單門自行高炮也開始具備自主作戰(zhàn)能力，它們比自行壓制火炮結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，炮車上要安裝搜索雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)以及光電系統(tǒng)（激光測距儀、紅外測角儀、熱像跟蹤儀等），有的高炮還在炮口設(shè)置彈丸時間引信電子裝定裝置，有的高炮還安裝有故障自檢系統(tǒng)[1，2]。通過安裝各種測試設(shè)備和火控計算計算機(jī)，自行火炮信息化能力提高，自主作戰(zhàn)能力增強(qiáng)。這使得作戰(zhàn)樣式更加靈活，火炮可以單獨(dú)使用，也可以集群使用，另外也為火炮一輪打擊后快速轉(zhuǎn)移陣地迅速進(jìn)行下一輪打擊提供了可能。

3 高精度制導(dǎo)火炮彈藥——智能化

相對身管火炮來說，火箭炮依靠火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)，通常精度較差。但是進(jìn)入新世紀(jì)后，這種狀況得到了根本改變，通過在火箭彈上加裝制導(dǎo)系統(tǒng)，火箭彈的精度得到了跨越式提高，加之火箭彈本身具有的遠(yuǎn)射程特性，使得火箭炮武器系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，成為世界軍貿(mào)市場上的寵兒。不僅如此，這種制導(dǎo)彈藥的思想進(jìn)一步延伸到身管火炮領(lǐng)域，各國的坦克炮、155mm火炮、122mm火炮、120mm迫擊炮紛紛推出各種制導(dǎo)彈藥，甚至槍械領(lǐng)域也開發(fā)出制導(dǎo)子彈，使得精確化打擊成為一種潮流。制導(dǎo)彈藥的迅速發(fā)展得益于MEMS（微電子機(jī)械系統(tǒng)）技術(shù)的成熟，使得許多微小型傳感器和控制器可以安裝在彈藥上并能承受極高的加速度沖擊。另外彈藥制導(dǎo)方式不一定和導(dǎo)彈一樣全時制導(dǎo)，可以在彈藥飛行過程中只進(jìn)行很少幾次姿態(tài)修正，甚至可以只更換彈丸的引信就能達(dá)成較為簡易的制導(dǎo)，這樣一來制導(dǎo)彈藥的成本就可以大大降低，這也是制導(dǎo)彈藥能夠迅速發(fā)展的重要原因?？偠灾煽貜椝帲ㄖ悄芑瘡椝帲┰谛率兰o(jì)已經(jīng)成為火炮和彈藥領(lǐng)域最為璀璨的一抹霞光[4]。

4 不同運(yùn)載平臺火炮——體系化

我國火炮技術(shù)起源于前蘇聯(lián)，后來又引入了西方國家的火炮技術(shù)，可以說吸收了東西方火炮的技術(shù)精華，但是也造成火炮口徑序列的雜亂的問題，譬如壓制火炮有152mm口徑，也有155mm口徑，兩者口徑相差不大，卻給保障和使用帶來很大不便。近年來，我國火炮口徑序列逐步明晰，壓制加榴火炮重點(diǎn)發(fā)展155mm和122mm口徑，火箭炮重點(diǎn)發(fā)展300mm和122mm口徑，迫擊炮主要保留60mm、82mm和120mm口徑，防空火炮重點(diǎn)發(fā)展25mm和35mm口徑。對于同一口徑火炮，考慮不同部隊的使用，可以搭載在不同的運(yùn)載平臺上。譬如122mm榴彈炮，目前就推出了履帶式、輪式、車載式、牽引式、兩棲式、傘降式的型號;155mm加榴炮，目前列裝了履帶式和車載式，輪式、牽引式已經(jīng)開發(fā)出外貿(mào)產(chǎn)品;35mm高炮，目前也有牽引式、履帶式和輪式。優(yōu)化的火炮口徑序列搭載不同的運(yùn)載平臺實(shí)現(xiàn)模塊化搭配，可以滿足不同類型部隊的需求，形成完整的火炮體系。

5 小車架大炮——輕型化

過去火炮通常只有履帶式和牽引式，隨著高速公路的不斷延展和陸航部隊的擴(kuò)展，近年來火炮輕型化正成為世界范圍內(nèi)一種潮流，輪式火炮、車載火炮和超輕型火炮發(fā)展迅猛。美國的M777式155mm超輕型火炮，可以直升機(jī)吊運(yùn)，被世界許多國家采購，我國近年也推出了相應(yīng)的AH4型155mm超輕型火炮?？紤]到國際上主戰(zhàn)坦克普遍偏重，在高原地帶和水網(wǎng)稻田地帶使用不便的問題，我國近年推出輕型坦克，成為世界范圍關(guān)于坦克發(fā)展前景的一道閃亮的風(fēng)景，引發(fā)了許多國家的深度思考。輕型化可以直觀描述為“小車架大炮”，其核心問題是要解決火炮威力和機(jī)動性之間的矛盾，所以高效炮口制退器、高效反后坐裝置、浮動自動機(jī)等技術(shù)通常是解決問題的關(guān)鍵[1，2，3]。在2018年珠海航展上，全重只有1.7噸的山貓6×6全地形車搭載了120迫榴炮、120迫擊炮、82mm速射迫擊炮，107mm火箭炮、甚至6管23mm轉(zhuǎn)管炮，使人們對“小車”的搭載能力有了全新的認(rèn)識。

6 各種新原理火炮——開放化

近年來，除了常規(guī)火炮的發(fā)展外，人們也以開放化的心態(tài)積極研究新原理火炮。首先是膨脹波火炮，在彈丸身管內(nèi)運(yùn)動過程中打開炮閂，在不影響彈丸速度情況下，降低身管膛壓，從而可以大幅度減小身管重量和身管后坐力，其核心是要用毫秒級別的精度精確控制炮閂打開時機(jī);金屬風(fēng)暴武器，多身管并聯(lián)，身管內(nèi)多子彈串連，電子控制擊發(fā)，其發(fā)射速度可達(dá)每分鐘100萬發(fā)以上;埋頭彈，彈丸埋入藥筒內(nèi)部呈圓柱狀，整體尺寸更小，便于供彈，兩級點(diǎn)火方式可以減小后坐力;電磁炮，通過電磁場產(chǎn)生的洛倫茲力對金屬炮彈進(jìn)行加速，用動能打擊目標(biāo)，彈丸初速和射程都將提高[5]。這些新原理火炮大都還處于研究和試驗階段，一旦成熟，應(yīng)用前景將無可限量。

槍炮裝備的迅速發(fā)展必然伴隨著新的槍炮原理和技術(shù)的出現(xiàn)，其中一些原理和技術(shù)雖然沒有大范圍應(yīng)用，但已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的行業(yè)潮流和趨勢特征，他們?nèi)缤杳鞒筷?，終將渲染槍炮行業(yè)的“碧空”。在《火炮與自動武器原理》課程中，將這些信息傳遞給學(xué)生，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生專業(yè)眼界，塑造學(xué)生強(qiáng)烈的國防責(zé)任感和使命感有十分重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]談樂斌.火炮概論[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.

[2]張相炎，鄭建國，袁人樞.火炮設(shè)計理論[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.

[3]易聲耀，張競.自動武器原理與構(gòu)造學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

[4]苗昊春，楊栓虎.智能化彈藥[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014.

[5]張相炎.新概念火炮技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014.