?中國自行高炮漫漫發展路,摸著石頭過河
原標題:?中國自行高炮漫漫發展路,摸著石頭過河
95式自行高炮是解放軍一型簡易型高炮
自上世紀80年代初開始,擁有一型先進的自行高炮一直是中國陸軍為數不多的裝備現代化計劃之一,其地位不比第三代主戰坦克項目低多少。與其他陸軍現代化項目一樣,先進自行高炮由於系統複雜,對於技術基礎薄弱、投入能力有限的中國國防工業來說是一項繁雜而艱巨的工作。80年代後期發生的一系列重大事件嚴重打亂了陸軍裝備現代化步伐,使中國陸軍不得不在應付現實威脅和長遠規劃之間做出選擇。在研製先進自行高炮發生困難後,中國選擇研製一型系統簡單的「簡易型」自行高炮(即後來的PGZ95)以應對現實威脅,先進自行高炮則作為遠期目標。
隨著戰機和導彈武器性能的發展,大口徑高炮逐漸退出歷史舞台,小口徑高炮由於射速快、反應時間短等優點,仍然大量服役於各國軍隊之中。無論西方口徑體系還是俄式口徑體系國家,同時在本國軍隊中裝備多種口徑高炮勢必會增大後勤負擔。因此,如何簡化高炮口徑且不影響裝備效能就成為各國高炮武器研製單位急需解決的問題。進入上世紀60年代,西方和前蘇聯都對高炮武器最優口徑進行了大量計算和驗證,最後認為30~35毫米是最佳口徑。前蘇聯基於本國自身情況的考慮,最後選擇了30毫米作為高炮系統的主要口徑,並開發以雙管30毫米「加斯特」自動炮為基型的自行高炮系統;歐洲雖然沒有統一高炮口徑,但瑞士厄利空35毫米系列高炮由於威力、射程、射速俱佳而頗受青睞,爭相以其為基型研製自行高炮系統。中國經過上世紀70年代末到80年代中期對西方小口徑高炮系統的考察和評估後,選擇引進生產厄利空35毫米高炮作為2000年前後陸軍高炮武器的主力,並計劃以此為基型研製先進自行高炮系統。
最初的摸索
中國最早接觸35毫米自行高炮,應始於英國「神槍手」(marksman)雙管35毫米炮塔。自德國「獵豹」雙管35毫米自行高炮出現後,其設計布局就成了各國陸軍心目中自行高炮的理想模式。但是,諸如「獵豹」一類的複雜自行高炮由於系統過於複雜、價格較高而使得很多國家望而卻步。英國馬可尼公司認為,如果能出現一種性能適中、價格低廉的雙管35毫米自行高炮系統,將會在國際軍火市場取得不錯的成績。
在與英國保持著良好關係的潛在用戶中,雖然大多數都使用英國生產的主戰坦克,但也有很多國家使用蘇式坦克,兩者在底盤容積上有很大差距。如果新的雙管35毫米自行高炮採用和德國「獵豹」一樣的設計,在總體布置勢必會帶來很多問題,而且採用了全新設計的底盤,也會使成本上升。因此,馬可尼公司首先要解決的,就是如何兼顧東西方坦克底盤差異來設計新的高炮系統。為此,馬可尼公司將新雙管35毫米自行高炮的主要設備都集中在炮塔里,炮塔按照尺寸最小的T一55坦克底盤設計座圈和吊籃,並配備了適應了不同座圈直徑的轉接環以適應不同的坦克底盤。這樣一來,用戶只需購買雙管35毫米高炮炮塔,將其安裝在本國多餘的主戰坦克底盤上,就成了一型性能不錯的自行高炮。在2小時內方便地安裝到任何一種主戰坦克底盤上就成了「神槍手」雙管35毫米炮塔系統的突出賣點。
將主要設備集中在炮塔內的設計思路雖然提高了「神槍手」的適應能力,但限制了其性能的提高。其炮塔內部除了容納火炮傳動/供彈機構、雷達火控設備、彈藥箱、供車長和炮手操作的乘員艙外,還要安裝原本可放置在底盤內、用於驅動炮塔和電子設備運轉的輔助動力設備。
我國在1985年左右將「神槍手」炮塔安裝在59式坦克底盤上進行試驗,雖然其價格較便宜,但是由於性能與「獵豹」有較大差距,與當時我國基本完成研製的88式雙管37毫米自行高炮沒有本質提高,經過一番權衡後放棄了引進該系統的計劃。馬可尼公司的想法固然不錯,但是相對於當時的技術水平而言過於超前,導致「神槍手」炮塔的實際銷售量很少,只有芬蘭在上世紀80年代末和90年代中期購買了兩批不足20座炮塔,安裝在T一55坦克底盤上。
曲折的道路
1987年,我國正式引進厄利空雙管35毫米牽引高炮,其國產化仿製工作隨即展開。在綜合前期對德國「獵豹」雙管35毫米自行高炮的評估結果和對英國「神槍手」雙管35毫米炮塔在華試驗的情況後,參與引進雙管35毫米牽引高炮的軍工部門正式提出研製具有全天候作戰能力的雙管35毫米自行高炮。1994年初,中央軍委批准研製雙管35毫米自行高炮,並將其列為適應21世紀作戰需要的陸軍重點裝備項目。
研製雙管35毫米自行高炮是一個龐大的系統工程,包括35毫米鏈式供彈自動炮、複雜的火控系統和大型專用底盤等一系列子系統。其中,最關鍵的就是專用底盤和火控系統的研製,這兩者研製的成敗對整個自行高炮項目起著決定性的作用。
底盤的承載能力和容積大小直接關係到雙管35毫米自行高炮的先進程度,它要在安裝一個15噸以上的大型炮塔後有足夠的穩定性和機動能力,還要容納火控系統的電氣設備和為自行火炮運轉提供動力的輔助動力系統。參照「獵豹」自行高炮採用的「豹」1主戰坦克改進型底盤,我國雙管35毫米自行高炮底盤的承載能力至少要與之接近,也就是說要研製一種30噸級的新型裝甲底盤。上世紀90年代中期,在我國坦克裝甲車輛底盤中,只有88B型主戰坦克的底盤在承載能力上接近要求。但是,由於88B型坦克底盤的有效容積與「豹」1底盤有較大差距,所以採用坦克底盤改裝自行高炮底盤的想法很快被否定。雖然當時我國第三代坦克底盤基本成型,但是出於成本控制和降低技術風險的考慮,採用一種不成熟的坦克底盤作為新型自行高炮底盤是非常不明智的。
既然採用坦克底盤來改裝自行高炮底盤的道路行不同,那麼只能研製一種大型專用底盤來滿足需要,正好同一時期研製的新型155毫米自行加榴炮也需要一種承載能力較強的底盤。新型通用底盤不僅要保證有足夠的承載能力和有效容積,其機動能力也要跟得上當時正在研製的第三代主戰坦克和第二代步兵戰車。經過初步計算,新的通用底盤需要一種功率達到600千瓦左右的發動機來提供動力。我國的發動機工業一直是弱項,當時技術最成熟、功率最大的是12150ZL型12缸水冷廢氣增壓柴油發動機(537千瓦)。雖然通過改進可以使其功率達到600千瓦左右,但考慮到發動機體積和技術潛力,12150並不是最好的選擇。科研人員經過研究後決定,在通用底盤上使用功率密度更大的8V150系列發動機,它也是我國某新型主戰坦克的發動機。8V150系列發動機當時尚處在研製之中,存在一定的技術風險。該型發動機研製的成功與否,將直接影響到新型雙管35毫米自行高炮項目的成敗。
為了避免雙管35毫米自行高炮項目失敗後,陸軍仍然能裝備具有全天候作戰能力的自行高炮,軍工部門又提出一種技術風險較低的方案。新方案將自行高炮炮塔的重量減小到10噸以下,採用承載能力適中、對發動機要求較小、由WZ551輪式裝甲車發展而來的8X8輪式裝甲車底盤,發動機則選用當時非常成熟的「道依茨」中型風冷柴油發動機。
由於炮塔重量減小到10噸以下,必需對火控系統和火炮做一定的調整。科研人員提出兩種炮塔設計方案:
一、採用集成熱像儀的自動光學跟蹤系統來代替跟蹤雷達。光學跟蹤系統的體積遠小於跟蹤雷達,炮塔前部不需要容納太多的電氣設備,炮塔整體布局類似南非ZA一35,重量只有9噸左右。光學跟蹤系統的耗電量較小,所以不需要布置大功率的輔助動力系統。
二、將兩門35毫米自動炮換為兩門有效射程同為4公里的「喀什」一30雙管30毫米自動炮。171徑減小後彈丸威力也隨之減小,射速卻提高了4倍多,毀傷概率相差不大。仍然採用跟蹤雷達和搜索雷達搭配體制,採用功率和體積較小的輕型雷達,將部分電氣設備布置到底盤後部的艙室中;取消車內輔助動力系統,底盤發動機關閉後採用外部電源為火控系統供電。
方案二出於應急的技術定位使其技術性能和發展都受到限制,最終沒能通過軍方的審核。
獲得突破
進入新世紀後,在我國科研人員的努力下,陸軍重點裝備項目取得了突破性進展,展開雙管35毫米自行高炮型號研製工作的時機趨於成熟。與上世紀90年代初預想的不同,新世紀之初的防空作戰環境更加惡劣,不僅有多如牛毛的空中目標可以對地面構成威脅,由於電子干擾手段的大量運用,電磁環境愈加惡劣,要求防空系統必須有很強的抗干擾和獨立作戰能力。為此,我國科研人員不得不對原先雙管35毫米自行高炮的火控系統方案做出修改。
針對現代防空作戰環境更加惡劣的特點,為了防止跟蹤雷達在敵方強電子干擾下丟失目標從而導致整個自行高炮系統失效,上世紀90年代後期,世界各國在原有跟蹤雷達的基礎上又加裝了輔助光電跟蹤系統。與「獵豹」這類早期自行高炮不同,波蘭在1994年開始研製的「勞拉」自行高炮上配備了包括電視攝像機、熱像儀及激光測距機的多功能光學跟蹤系統。除了要遂行強電磁環境下的作戰任務外,光學跟蹤系統還顯著提高了對諸如巡航導彈和制導炸彈這一類電磁信號特徵較小目標的發現能力。
早在上世紀80年代中期,我國就在艦載高炮火控雷達上成功集成了電視攝像機,對於跟蹤雷達和光學系統的集成設計有著豐富的經驗。2000年左右,採用雷達/光電複合體制的730近防系統已經接進完成,其光電跟蹤系統使用具有歐洲血統的熱像儀,有著相當不錯的技術水平,此時在雙管35毫米自行高炮上採用雷達/光電複合跟蹤系統沒有任何的技術難度。接近成型的雙管35毫米自行高炮在跟蹤雷達轉塔上集成了熱像儀、晝問電視攝像機和激光測距儀。當敵人實施阻塞式干擾、使搜索雷達和跟蹤雷達失效時,可以由電視攝像機或熱像儀完成對目標的跟蹤,激光測距機負責測量目標的距離參數;當敵人實施距離欺騙時,可以由激光測距機代替跟蹤雷達完成測距任務;在對付一些小目標時,可以採用跟蹤雷達/電視測角、跟蹤雷達/激光測距儀測距的複合手段提高測量精度。
彈炮能否合一
彈炮合一是將高炮和近程防空導彈整合到同一系統中,組成一套複合防空系統。在獲得目標信息後,火控系統根據目標遠近來選擇用防空導彈還是高炮。與傳統意義上單靠高炮或者近程防空導彈的防空系統相比,彈炮合一系統的防衛手段更全面、覆蓋空域更寬廣。一般採用將導彈和高炮通過共架的方式安裝在一起的力式,用一套火控系統來完成高炮引導或者導彈制導。進行具體設計的時候,通常在高炮的基礎上搭配合適的近程防空導彈,將導彈需要的制導設備集成到火控系統中。
近程防空導彈由於體積限制,大多採用被動紅外製導、無線電指令制導和駕束制導三種方式。被動紅外製導只需把導彈朝目標方向打出去,由導彈上的紅外導引頭來控制導彈;無線電指令制導和駕束制導則通過雷達、電視或者光學設備來測量導彈飛行方向和目標方向的角偏差量,然後通過無線電指令或者駕束來控制導彈。被動紅外製導導彈可以在不增加任何額外設備的情況下,與高炮組成彈炮合一系統;無線電指令和駕束制導導彈對高炮火控系統的要求較高,火控系統必須擁有可以進行測角的跟蹤雷達或者光學設備,還要增加指令發射天線或者駕束髮射機構。
從整個防空體系來看,「通古斯卡」彈炮合一系統並不能完全替代與之射程相差不大的「道爾」M1防空導彈系統。從某種意義上說,「通古斯卡」彈炮合一系統之所以要集成導彈,是為了彌補高炮性能不足而想出的補救措施。「通古斯卡」採用的2A38M自動炮雖然聲稱有效射程達到4公里,但是在彈道性能、散布精度、彈丸威力等方面均落後西方同一口徑高炮,其作戰效能究竟如何,筆者持懷疑態度。
在以雙管35毫米自行高炮為主要裝備的國家中,都會裝備一型性能合適、射程適中的近程防空導彈與之搭配使用,如德國在裝備「獵豹」自行高炮的同時,還裝備了「羅蘭」近程防空導彈。上世紀80年代末90年代初,新設計的雙管35毫米自行高炮設計伊始就為其搭配了專用的防空導彈,如南非ZA一35和波蘭「勞拉」自行高炮。需要說明的是,「獵豹」在上世紀90年代後期加裝了「西北風」一類的攜帶型防空導彈,但這隻作為一個應急手段,嚴格的說不能將其歸為彈炮合一系統。
從目前情況來看,我國陸軍未來主力近程防空導彈的性能將與「道爾」M1相當,新型雙管35毫米自行高炮裝備後,在有效射程上這兩種裝備已經銜接得很好。筆者以為,在雙管35自行高炮的基礎上加裝攜帶型防空導彈作為補充,將比專門研製一型彈炮合一系統更加符合我國陸軍的實際情況。


※一套普通解放軍戰士單兵裝備究竟要花多少錢,這篇文章告訴你
※機械化閃擊戰始祖 一戰德軍突擊群戰術
TAG:鯤鵬講武堂 |