新概念超远程火炮

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1、新概思超远程火烟主题词火炮馨蒸翼l郭美芳轻重的作用。l前,发达国家已进入 一个新军事革命时代,它以科学技 术 新 成就 为基础,不断创造出原理 上具有创新概念的武器 系统。近年来,美、英、德、法的新概念火炮系统,如美国 海军的MK45Mod 4式12 7毫来/62倍口径的火炮系统和巧5毫米/5 2倍口径的 先进火炮系统,以 及英国、法国陆军的15 5毫米火炮系统等,使常规火炮系统的作用再度引人注 。超远程火炮系统 是指以中大口径常规火 炮发射增程制导弹药,并采用各种增程手段,使射程达到10 0千米以上的火炮系统。该类火炮系统发射的 炮弹称为超远程炮弹。其主要特 点是:综合采用各种增程技术,使火

2、炮系统射程超过10 0千 米;采 用全球 定位/惯性导 航系统(GPS/INS)制导技 术,圆概率误差减小到30米以 下;采 用模块式战 斗部技术,携带不同的有效载荷,以完成不同的作战任务。这类火炮系统大大提高了海上炮火支援和野战炮 兵常规火炮系统的纵深 打击能力,是火炮的一次“革命性”的 发展。其中弹药技术的发 展起到举足火炮技术 的改进在超远程火炮系统的研究方面,美国一直处l .领先地位,火炮技术的改进尤以美国MK45Mod 4式12 7 毫米舰炮为典型。美国MK4 5Mod4式12 7毫米舰 炮19 9 6年2月,美国海军在“从海上开始作战机动”的方针指 导下,与联合防御系统公司签lr

3、了将MK45改进成MK4 5Mod 4型火炮 的设计 与研制合同,要求 该改进型舰炮既可发射增程 制导弹药(ER GM),也丁发射现有12 7毫米常规弹药。其主要改进是二提高炮口动 能所必需 的结构改进,发射常规弹药时,炮1动能为9.6兆焦,发射ER GM时,炮口动能从现 有的10兆焦增加到1 8兆焦;提高发射药质量和能量,采用EX一167高能硝胺 发射药;用62倍口径身管代替5 4倍口径身管;提 高 制动负 载量和后坐行程;采用改进型控制系统,并提 供与上 卜美l 目海军MK4 5Mod4式127毫 米舰炮。工,瑞 典和法国“博纳斯”末敏子弹药。MK160火控tt4算机系统的数宁:式接11。

4、这种改进型舰炮于199 9年4月进人小批量生产,200 0年底,第一门改进型火炮 装备美国海军的DD G8 1驱逐舰。改进后的舰炮系统射程达到116. 5千米,圆概率误差减小到1 0一20米,极大地提 高f海军对 岸火力支援能力。日前,韩国、智利、日本、澳大利亚、希胎、泰国、l几耳其等国家是采用这种改进塑舰炮的潜在客户。美国155毫米先进火炮系统为了进一步增强海军水面火力支援能力,美国海军日前又在进行52倍日径15 5毫米先进火炮系统(AGS)的研 制L作,以装备到DD Z I对地攻击驱逐舰上。将火炮口径从127毫米增 加到!5 5毫米,并采用全自动弹药装填系统和传统的炮塔回转/俯仰技术(不是

5、垂直发射火炮),同时研制12 7毫米ERGM的放大型15 5毫米ERGM炮弹,炮仁J动能将达到3 5一36兆焦,并能将质量约91 1千 克的1 5 5毫 米ER GM投送到18 5 千米的距离上。美国海军计划从20 10财年开始为32艘DDZI对地攻击驱逐舰装备这种15 5 毫米先进火炮系统,到2 0 2 0年先进火炮的 数量将增加到135门。现代军事20 01年2月意大利127奄米轻型舰炮该新型舰炮由奥托,布雷达公司研制,于20 00年1月完成了陆上发射试验,将取代现装备使用的1 2 7毫 米紧凑型火炮,用于水面作战、水面火力支援和防空。其主要改进是:重量减轻(22吨),射速提高(3 5发/

6、分),可安装到小型护卫舰和各种舰艇_匕采用具有2个径 向装填臂的自动 装填系统和 同轴后坐系统技术;炮塔外形具有隐身特性,且便于安装;发射定装式弹药,只需要一部输弹机。该火炮射击时可重新装弹,作战反应时间约5秒.当发射新型弹药时,射程将达到70一100千米。意大利还将采用606 5倍口径的身管改进这种轻型火炮,发射新型弹药的射程将达到12 0千米以上。法 国、英国研制15 5奄米陆基和舰载火炮法国G IA T公司的研究包括5 2倍口径的155毫米火炮及弹药、带自动装填系统的 炮架和 专用火控系统。由英国宇肮系统公司、国防评估 与研究局、亨廷工程公司、马特拉宇航动力公司和汤姆森肖恩导弹电子公司组

7、 成的低成本制导弹药(LCGM)项目组对l”毫米火炮 与弹 药技 术进行了研究,研究的技术内容包括模块式装药系统、复合材料、炮用加固型G PS接收机、鸭式冀控制装置、采 用微机电系统技术的惯性测量装置和相关传 感器技术,以及适于线膛身管的滑动闭气环等,火炮系统的射程将达到10 0千米以 上,舰炮将达到15 0千米。此外,德国、俄罗斯等国家也对这类超远程火炮系统的研究感兴趣,并加人到研究行列中。法国“鹤鹅”1 55毫米弹道修正子母弹。弹药技术的发展美 国ERGM捷足先登199 4年,美国得克萨斯仪器 公司以】2 7毫米火箭助推增程制导炮弹项目率先登场,1996年开始进行小型化全球定位系统/惯性导

8、肮系统的研究与试验,为这类超远程制导炮弹的研制莫定了技术基础,但当时 并没有引起人们 的普遍重视。19 9 9年1 2月,该制导弹药项目转至雷声系统公司.在尤玛靶场进行了成功的关键性系列发射试验,代号为EX 171。该弹药概念借鉴 了陆军研制XM98 2式15 5毫米增程 炮弹的许多技 术,降低了研制成本。2000年,针对 存在的问题,重点进行 了一系列关键 技术试验,并取得突破性进展,计划 于2 0 04年进入海军服役。在12 7毫米E RGM炮弹的基础上,美国又在进行15 5毫米ER GM的研制工作、从而使舰炮海上火 力支援的能力从116.5千米增加到18 5千米。该类制导增程炮弹可有效地

9、对付陆地人员、器材和装甲车辆,为登陆部队提供超远程对岸火力支援能力。ERGM弹药的头部是制导和控制子系统,接着是含子弹药的有效 载荷舱,尾部是采用固体推进 剂的火箭发动机。127毫米ER GM弹药长为152 0毫米.质量为48千克;而155毫米ERGM弹药长为2170毫米,质量约为9 11千克,其体积约是12 7毫米弹药的1.8倍,有效载荷也约为1.8倍。两种弹药采用的其他技术均相同。以12 7千克ERGM炮弹为例、主要采用了如下3种技术:(l ) 增程技术该弹的弹体中部有双倾斜喷管和滑动 密封环,密封环 与火炮膛线 相啮合,以防止气体泄露,降低弹丸出炮口时的旋转速度,平衡作用在弹上的压 力,

10、从而减少弹体壁厚,可装填大量的火箭推进剂。其制导和控制子系统包括G PS/ IN S组件和控制制动器,头部的电发生器为制 导系统提供 电能,并提供一种对抗弹头上气动扭转力矩的电-机反应扭转力矩,以控制弹头定位,通过控 制 整 个 弹 体 来改变弹 道最 高点(24384一25908米)后的飞行轨道,使弹 丸昂首飞行,井沿一个小的倾斜角滑 翔,从而提高射程。同时,该子系统将弹丸导 向目标,并使弹 丸在目标L方2504 00米处释放 子弹药,该弹药由18兆焦炮口动能的火炮以一个最佳仰角发射后,在弹道上升段的一个最佳位置点燃火箭发动机,憔烧约 1 0秒,提供1 0兆焦的附加能量,进一步提高了弹丸的射

11、程。(2 ) 模块式有效载荷技术美国海军陆战队根据海上火力支援任 务的不同,研究了不同的战斗部,其基型 可携带,2枚M8 0式双用途改进型常规子弹药,用于反人员和反器材.每枚子弹药可侵 彻7 0毫米厚的装甲。如果子弹药分散在直径为100米的范围内,那么,它可杀伤“软”目标。在 其预筹产品改进 项 J中,将采用灵巧子弹药如“巴特”(BA T)和“萨达姆,(SADA RM),对付舰船和 岸基 硬目标的单一战斗部,以及非致命战斗部和反舰战斗部等。(3)G PS/INS制导控制技术E RGM的制导导航装置是GPS/INS组件(体积应降至3 5一50厘米3),弹载G PS接收机在弹丸出炮口后6秒内即可捕

12、捉到GPS信号,并能在4 2分贝信噪比的环境中,利用4颖G PS卫星进行稳定测量,以确定增程制导弹药的位置和速度,INS可将弹体的角速率和加速 度“通知”G PS接收机,以协助其完成这一过程,控制炮弹飞向目标。其典型技术是:稳定的小型化 导引制动器、可在几秒内获得其信号的军用GPS接收机、长寿命电池,以及硅基微机 电惯性测量装置。在其预 筹产品改进型中,该制导炮弹将采用红外 成像末段导引头,以进一步提高命中精度。英国155奄米弹药紧随其后英国L CGM项目组对可满足陆浓和舰载火炮需求的LCGM进行了一年的研究。该研究的目的是在15 5 毫米/5 2倍日径的线膛火饱系统下,以94 5米/秒的最大

13、速度发射长1620毫米、质量4 5千克的20 ( )l年2月现代军事弹丸,为陆军 和海军用户提供一种远程多用途攻击能力。目前正在进行一项为期4年的低成本制导弹药先期技术演示,这种15 5 毫 米弹道修正尾翼稳定增程制导弹药将于2 00 5年服役。该弹具有2.3千克的头部部件、3 2.1千克的有效载荷与抛撒系统、1.9千克的带有鸭舵式控制面的制导与控制装置、4.7千克的碳纤维绕制弹体与密封环以及4千 克的碳 纤维尾冀装置。该弹的主要特点是复合 材料制成的部件占很大比例(如弹体与尾翼装置)。采用的主要技术如下:(l )增程技术该弹药采用线膛炮部含有尾翼和底部发动机。管的滑 动闭气环、底部排气、火箭

14、助推(l ) 模块式有效载荷技术根据作战和气动升力面(尾冀、舵和弹冀)增程技术需求的不同,战斗 部可装载不 同的载中的不同结 合,通过减少阻力、增加助荷:4枚传感器引爆弹药,如最近研制的推高度和滑翔来提高射程,能够将30千“博纳斯”末敏子弹药;12 0枚配有破 甲克的有效载荷投放到100千克以远的距离(H EAT)战斗部和自毁引信的反装甲子弹上。炮弹在发射后47秒、距离1 1. 7千米处药;反掩体弹药和用 于战场毁伤评估的达到弹道最高点(13.5千米),然后滑翔侦察弹。有效载荷部分长620毫米,质量76.5千米,总飞行时 间为4 15秒。如果该3 3.3千克。弹药不采用底部排气或火箭助推,以9

15、 4 5(2 )GPs/ IN s制导控制系统技术发米/秒的初速发射,仍可实现76米的射射前,火控系统和弹载G PS将目标 信息程。采用复合材料的尾冀,能减少空气输入到炮弹上;弹丸一出炮管,火箭发动力阻力,提高射程。动机即启动,在飞行过程中靠其尾翼保( 2 )有效载荷技术目前仅发展一种持稳定;60秒后,达 到大约1 4 千米的高破片杀伤子弹药有效载荷.每枚子弹药度,头部安装的鸭式冀开始作用。其后与单一的L15式榴弹具有相同的作用效在飞行到命 中目标的过程中,弹载 自动果,1枚炮弹可携带3枚子弹药。未来还G P s系统结合低成本高性能惯性导航装将发展其他类型的有效载荷,如传感器置起作用,借助于头

16、 部安装的鸭式冀气引爆子弹 药。动力控制 面来控制弹 丸的俯仰 和偏航,(3 )GPS/ IN S制导控制技术该弹采从而保证弹药精确命中目标。用GPS/ IMU制导组件、并利用鸭式冀控此外,法国地面武器工业集团公司还制装置和相关传感器技术,在1 00千米 外在 研制一种改 进型精确野战火炮系统的射程上、可获得3 0米的精度。(S AMP R A SS ),目前也处在概念研制阶法国新型炮弹不甘落后段。s AMPRAsS采用G Ps,与头部安装法 国地面武器工业集团目前正在进的空气制动器和扰流器相结合,以提高弹行“鹤精,( Pe lic a n )1”毫米弹道修正子丸的精度。同时,该系统还将利用炮口初母弹 的概念研 究,用于打 击内陆高价值速雷达来进一步提高打击日标的精度。该点目标,计 划于201 5年开始服役。“料弹计划于200 820 10年开始在陆军服役。鹅是一种远程弹药系统,质量54千意大利次口径定装式炮弹呼之欲出克,长1.3 5米,弹体直径为1 41毫米,最当意大利意识到一些北约国家海军大射程 达85千米,圆概 率误差小于15对美国的ER GM感兴趣