㈠ 155K-98榴弹炮安装了什么使作战机动性能提高
冷战时期的芬兰夹在北约和华约两大军事集团中间,地位尴尬,国情特殊。这种状况反映在炮兵部队装备建设上就是同时拥有华约、北约两大集团的标准口径。
芬兰规模不大的炮兵部队既装备有155毫米榴弹炮(这是典型的北约标准压制火炮口径);同时又装备有152毫米榴弹炮和122毫米多管火箭炮(这显然具有明显的苏联血统)。
芬兰155K-98牵引榴弹炮进入20世纪80年代后,芬兰炮兵的装备逐步向北约靠拢,他们首先研制装备了155K-83型牵引式榴弹炮。该型火炮由于研制时间早在“45倍身管革命”之前,因此采用的是39倍口径身管,火炮身管长6米,最大射程大约30公里。
该型榴弹炮发射重43-46公斤的分装式弹药,最大装药量炮口初速800米/秒,最大射速8发/分,爆发射速3发/15秒,火炮最大仰角70°。155K-83牵引榴弹炮全系统重约10吨,由重型全地形车牵引,牵引最大公路速度80公里/小时,炮班人数8人。
进入20世纪90年代,芬兰炮兵不满足于155K83的性能,希望能获得射程更远的新型榴弹炮。考虑到芬兰空军实力并不出众,其陆军直接火力支援任务都压在了大口径火炮身上,远射程榴弹炮在其整个陆军战术体系中的重要性也更加凸显。
帕提亚·万马斯公司根据芬兰陆军的要求遂在20世纪90年代初开始研制更新型的远程榴弹炮。项目最初定名为155GH52APU,52代表身管长为52倍口径,APU则是辅助动力系统的英文缩写。这个名称基本概括了新型榴弹炮的两大特征——长身管、半自行。
芬兰155K-98牵引榴弹炮帕提亚·万马斯公司根据自身在火炮研制领域的经验和世界各国大口径压制火炮发展趋势,决定跳过45倍口径,直接采用52倍口径长身管。
这一决策为155K-98牵引榴弹炮带来了42公里的最大射程,相比老式的155K-83榴弹炮有质的提高。而8米多长,前端带有一个磨菇状单室炮口制退器的身管也成为155K-98榴弹炮最醒目的外部识别特征。
但是火炮身管的加长也给帕提亚·万马斯公司出了一个难题,因为在确定项目之初,为了降低成本,新火炮将最大限度的利用155K-83榴弹炮的炮架。而从39倍口径跳到52倍口径不仅使得身管长度增加了2米多,还使得火炮的后坐力、后坐行程等许多参数都发生了巨大变化。
为了安装新型52倍口径的身管,帕提亚·万马斯公司对155K-83榴弹炮的基本结构进行了较大幅度的改动。从外观上看,155K-98的块头尺寸都更大,它的车架长10米,车架宽2.8米,轮距为2.4米。这样的尺寸下火炮最大重量也达到14吨。炮尾装有半自动横楔式炮闩和气压式快速输弹机。
炮身左侧有火炮的高低机和方向机,此外还有火控系统的弹道诸元显示器。火炮的行动部分为4轮车架,在大架的尾部还各有一个架尾轮。大架在射击状态时可以打开很大的角度,架腿之间有很宽敞的空间,这为炮手操炮提供了方便。在炮架下方有一个在射击时可落至地面的支撑座盘,可配合驻锄提高火炮射击时的稳定性。
155K-98榴弹炮采用了APU辅助动力装置,这是基于帕提亚公司对现代炮兵在作战运用上的认识,充分体现打了就跑的基本作战原则。
实际上为牵引火炮安装APU辅助动力装置是在成本与机动性之间妥协的产物,要论机动性,
芬兰155K-98牵引榴弹炮牵引式火炮无论如何都无法与自行火炮相比,但后者的高昂成本即使连富裕的美国也难以承受(美国陆军和海军陆战队都装备有相当数量的牵引榴弹炮)。
当然,美军保持牵引榴弹炮的存在也是基于其全球作战需要对其炮兵装备战略机动性提出的要求。芬兰陆军显然不存在这方面的问题,军费的有限是迫使芬兰陆军大量装备牵引火炮的主要动因。而安装了APU的牵引榴弹炮显然在机动性上要强于老式牵引火炮。
APU的作用主要体现在自主进出阵地、恶劣地形的通过和应急情况下。安装了APU辅助动力装置的155K-98牵引式榴弹炮可以依靠APU进行短矩离机动,占领和撤出开火阵地,以缩短行军与战斗转换的时间(如果没有APU就只能通过炮手的体力来完成这项作业)。
此外,在行军通过难行地段时,也可起动APU以弥补火炮牵引车牵引力的不足。155K-98使用APU进行机动时的最大行驶速度为15公里/小时(4轮驱动)和7.5公里/小时(2轮驱动)。APU辅助动力装置还能为放落发射支座、打开大架等动作提供动力。
APU驾驶员的座位在炮架的左前方,采用单杆驾驶装置,操纵简单方便。155K-98的APU辅助动力系统安装在炮架前方,它也是造成该型火炮体积庞大的一个重要原因。
考虑到155K-98榴弹炮10-14吨的全重(根据系统配置情况不同而重量略有差异),最适合采用6轮全地形卡车进行牵引,最大牵引行驶速度为100公里/小时。火炮机动性的好坏在现代炮兵作战中是至关重要的。
安装有APU的155K-98的机动性大大提高。它的制动器为气动式,可以有效制动。由于每一个车轮都有独立的液压驱动机构,因此155K-98可以轻松通过雪地、沙地和崎岖的道路,可以很方便的出入阵地。火炮的离地间隙为0.4米,最大爬坡度大于30%,最大侧倾度为40%,涉水深0.7米。
㈡ 大口径火炮的介绍
最早的大口径火炮是臼炮。口径大身管短的一种火炮。臼炮是较为古老的曲射火炮,因外形像石臼而得名。中国1377年制造的一种臼炮,口径达210毫米,全长仅为100厘米,15世纪,欧洲出现了一种身管短粗的火炮,炮膛为滑膛,无膛线,采用前装弹,发射一种球形实心石弹。17世纪的臼炮开始发射爆炸弹。线膛炮出现后,臼炮采用线膛身管,改为后膛装填炮弹。第一次世界大战中,德国曾经使用口径为420毫米的臼炮。第二次世界大战时,臼炮已很少使用,此后逐渐被其他较先进的火炮取代。
列车炮在大口径火炮中的地位举足轻重。
列车炮为一种架设在铁轨上的大型炮种。通过在火车上安装火炮,使得这些机动性差的大口径火炮可以在铁轨上快速移动。很多国家也曾经建造过这类列车炮,当中较着名的有德国在1930年代建造的多拉大炮,由生产商克虏伯公司承建。
列车炮的概念最早源于1850年代,在英国人安德森(Anderson)的作品《国防》(National Defense)中提出。1860年代以后,俄罗斯亦有着相同的概念。而最早使用列车炮的国家则是美国。在南北战争期间,联邦军(北军)为了围攻邦联军(南军)据地彼得斯堡(Petersburg),首次采用搭载了无盖列车的十三英寸臼炮进行轰击,这是世上第一款的列车炮。
第一次世界大战及第二次世界大战期间,德国亦开始以列车炮作为轰击要塞及堑壕的武器,把列车炮的使用推向一个新的高峰。在第一次世界大战间,德国使用了射程一百三十公里的“巴黎大炮”(Paris-Geschütz)轰击法国巴黎。因此,协约国在战后拟定的凡尔赛条约中列明德国禁止使用列车炮等重型武器。虽然如此,但1935年希特勒重整德国军备后,列车炮再次面世。
史上最大口径的火炮:利托尔.戈维特迫击炮 又称“小戴维”是二战时期制造的最大口径火炮
它是第二次世界大战期间,为盟军正面攻破德军齐格非防线而秘密设计和制造的。该迫击炮的炮筒重65304公斤,口径为914毫米,炮座重72560公斤,发射的弹头重约1700公斤。有一个长4.8m 宽2.7m 高3.0m的底盘,以及高低,方向瞄准器构成。这个箱型底盘首先通过斜面,从车上卸下安放在事先掘好的土坑内,再进行加固。尔后在由M26改装的特制牵引车拖曳来的炮身沿着基础部的滑轨固定于基础部,便完成了安装。炮弹的重量达1640kg,其中包括700kg的炸药以及970kg的抛射药。由炮口装填。炮重60吨,射程达10,000米,战时仅建成1门,没有来得及投入实战。
美国工业建造出世界最大的迫击炮 为了创造小戴维这个纪录,枪炮与军火,下一期我们将发表军火的故事,就像Iversen先生和他的伙伴建造迫击炮那样,俄亥俄州阿肯城Babcock and Wilcox公司的A.R.McAllister先生帅领着忠实的团队赢得了在《工业与军火》关于军火设计建造的战斗。McAllister先生正在纂写他的传奇故事,现在不置一言 。Iversen先生和McAllister先生代表了哪些为了建造美国最大火炮而艰辛工作的人。
1944年初,冬去春来,针对纳粹在欧洲的侵略,计划已经很快的就要制定好了,所有的应急行动都已准备好,所有的关键物资的供应都已经开始,从那个被战争折磨的大陆上传来的情报显示,德国最高司令部正在紧锣密鼓的准备好几条强大的防线。基于Siegfried防线建造经验的防御工作被用在Loire,Seine,Marne等大河路障,还有分支防线去封死深入大西洋的大半岛上的基地。这些工作由部分的被掩埋的增强混凝土碉堡构成,这些碉堡每英里25个位于重要地区的防线上。防线上 每个碉堡50英尺长,30英尺宽,17英尺高,有房顶和厚达7英尺的增强钢筋墙。 军事生产需要足够的计划应付任何偶发事件。一旦我们的进攻部队越过滩头被阻止住,就意味着必须提供物资去击退敌人的防御同时保持住进攻的节奏。经 验告诉我们,现存的战地炮兵武器如果不付出大的损失或者不在其擅长的直射 范围里,任务就不能完成。因此,一个新的方案亟待出笼。
三月初,盟军地面部队表达了他们对此的严重关注并把问题提交到了军械部的 研究和发展部门。三月十一日,在G.M.Barne少将的办公室里召开会议,“小戴维”工程被提出,对此问题的解释从目标的属性到所需的抛射弹再到破坏力直至武器本身,Barne少将很有逻辑性的总结规划了工程上的问题。 经过计算,对德国工事的摧毁需要一种重量超过3200磅射击距离至少7500码的 武器,在受到遮蔽保护的地方开火,这需要极高的精准度,一到两发就要将碉堡摧毁。
这种武器必须能在现存的公路和高流动性独立的铁路上运输,它能够天黑后被 安放好,午夜开火,当其至关重要的任务完成后,要赶在天亮前撤走。首批交货被指定在工程提交6个月后。 为了达到这些要求,决定制造一种36英寸的巨大迫击炮。这种武器极像两个澡 盆从一边焊接到另一边,为了保证它的公路的流动性,需要两个巨大的坦克运输车,一个用来运送它的38英寸炮管,另一个运送其基座和冷却系统。 很明显,要满足交货的时间要求,必须最大限度的使用标准部件,但是现在没 有现存的标准部件,除了商用发动机,泵,阀门,电子控制装置和水平射角视 镜。其他操纵该设备的部件,比如液压起重器,支撑设备,平台拖车都必须生 产。 作为一个经验背景,军械部过去发展过6到10英寸的迫击炮,没有遇到过相似 的问题,粗略的信息能从德国巨型超级加农炮那里得到。 这个期限似乎没有价值,因为德国比它口径小5英寸的同样武器都需要一个25节车厢的火车来移动它,安放在平行的铁轨上,完全安装好要三个星期。参考以上的经验和军械部的精通此方面朋友Frank.B.Bell的建议,重力和问题的难点都交给了Mesta 机器公司的总裁Lorenz Iversen先生,没有更聪明的选择了 。在完全不在乎个人的压力,每天工作16到18个小时的状态下,设计出了世界最大的火炮,1944年5月9日,他受到了合同书。
接下来,一连数月令人烦恼的日子开始了,基本设计被细化,被精确直到适合实际的生产,每天都有超过昨天的新的悲伤,越来越多的人放弃,任务似乎不可能完成,但是每个困难都带来了激励,最终的结果就要出来了,稳定的,坚持着,不断的获得进展。数不清遇到多少困难,但一个简单的判断都要取得成果的纪录。额外的安全保障在小戴维的设计制造和试验期间就开始了,Lorenz Iversen先生拿出了所有最初级的设计方案,在一个技工的协助下,在一件上了锁的屋子里> 着手工作。整个工程被指定叫做“炸弹测试设备钛”,用来掩盖武器的实际性随着发展,36英寸迫击炮的基座被放在一个大约18英尺长,11英尺宽,10英尺高的钢盒子上,它被设计放到一个坑里,方便的用作外壳或炮弹发射口。这个基座设计包括升降机,水平移动器还有其他所有控制设备,包括一个液压泵,数台起重器用来安放移动基座和拼合炮管。炮管部分是由炮口装填的顺时针旋转膛线(一圈合60倍口径)的炮管、升降段、冷却系统组成。各种各样的弹药,重量从3200磅到3650磅不等,以配合预定的旋转带。推进装弹部分由136磅重的基座部分和2个增重部分各重41磅。迫击炮炮管原来规定每平方英寸要有65000磅的强度,通过应用一个新颖的三段熄灭方法,Mesta公司能够将其提高到每平方英寸95000磅,可使射击距离从原来的7500码增加到9500码。 1944年10月9日,也就是收到合同后的5个月,试验型已经组装完毕,接下来是实验,装置通过公路运到阿伯丁试验场,经过公路的多条路线,材料的道路适用性得到很好的展示。10月28日,试验型迫击炮的基座被装船,第二天到达阿伯丁试验场,30分钟里,基座被安放到一个坑里。炮管两天后被船运到,也是半个小时里被装好。小戴维的第一次试射是10月31日,原始的抛射弹道和设计数据来自于发射外形和重量比例类似迫击炮弹药的155-mm炮弹,为了发射平台收集射程数据,需要进行范围更大也更昂贵的试验,因此,75-mm,M8榴弹,这些有着相同外部弹道和一个高的发射率的炮弹被用来确定初始数据和让迫击炮准确地打中目标。
小戴维的破坏力没有让设计者失望,深深的弹坑有一个单元楼那么大。静态引爆下它对德国碉堡的破坏力被评估出来,可以夷平一百平方英尺范围内混凝土厚板。与此同时,欧洲的战斗已经白热化,巴顿将军坐着装甲车穿过法国,摧毁了德 国防线的最后希望,在Aachen ,Siegfried防线被撕开,欧陆大战终止了,等 待需要的物资运往前线和好的天气的到来,12月份,混乱的德军进攻仅仅只需耗尽敌人的储备就可至其死地。所以,欧洲战区不再需要小戴维的帮助了,它被转向了日本。 在冲绳,进展缓慢而代价高昂,日本人都躲在挖好的工事里,当对日本本土进攻开始时似乎有不好的预兆,这时需要一种武器把敌人从深深的战壕里炸出来,一份运送威力强大的迫击炮和受过训练的操作人员的计划制定出来,用以增 援即将开始的攻击。然而,天空里一声巨大的爆炸,原子弹结束了一切。和平胜利了!尽管未发过一枚炮弹,小戴维仍然是美国工业力量的象征----世界最大 的大炮!
㈢ 中国的自行火炮发展趋势
中国北方(兵器)工业总公司(NORINCO)成功的研制了155mm/52口径的轮式自行火炮。这种被称作SH1型轮式自行火炮,是该集团公司自2002年开始开发制造的,至今为止,他们已经制造了2种规格不同的火炮,其中一种已经开始试生产。 根据该公司在国际武器交流博览会(阿布扎比)上的资料介绍与讲解,SH1型轮式自行火炮,主要可以搭乘5名成员,以北方集团重型车辆制造公司的重型载重汽车为底盘,研制而成。车辆尾部安装有1门155mm身管52倍口径的火炮。该火炮战斗全重约22吨。一次可以配置20发X155mm的弹药作为该火炮的基础弹药基数。采用 火箭助推增程弹,最大射程可以达到52公里。较之该公司早期PZL04履带式155mm自行火炮,增加了2公里。北方公司在此次改进了其自动装填系统,首先是减少了它的2次射击补充时间。其次减少了搭载人员的工作强度,延续了作战状态。可以达到10发/分钟的极高发射效率。 中国北方(兵器)工业总公司对SH1型轮式自行火炮,实施了大规模的观测与控制发射系统的改良工作。以光纤寻北仪附加GPS卫星导航系统,取代了早期该公司产品的简易型无线电前线/后方指令接收传到系统。而这些手段全部组合在该公司最新研制的解算弹道计算机系统中。形成了一套更加完善的,火炮火力发射控制系统。因此SH1的射击精度准确率大为提高。在该公司早期产品中,PLZ04自行火炮在科威特进行的装备试验发射中,射击解算诸源能力不足,导致火炮射击精度不足的缺陷,目前来看得到了改善。 车体安置了全新设计的可以升降的大型液压助锄铲,可以最大限度减少由于高速后坐力,而产生的车体扰动震荡,影响火炮的准确精度。该火炮系统是中国北方公司,研制的具有一种较为善的综合发射/控制信息火炮平台。 车体采用6X6轮式重型军用越野车底盘。这是中国北方工业集团自行研制的军用重型越野车辆。它具有很高的越野机动性能。它的最大公路时速90/小时。为了减少意外以及战损紧急处理。采用了中央轮胎压力控制系统。驾驶人员可以根据不同变化,使用车内轮胎气压调整机制,来有效的控制。该车为火炮系统配置了双排电池系统。已提供给车载火炮发射/控制,信息传输系统等使用。 北方工业公司虽然是并不完全隶属于解放军原有的军事工业体系,他是一家“民营”企业机构。但是,该公司近年来很多的产品,特别是陆军装甲车辆系统。引起了解放军很大的兴趣。SH1目前已经被解放军陆军部队采用。并且可能在今后1-2年开始小批量生产猎装。 PZL05自行火炮系统,也是中国北方工业集团,最新的中国陆军产品。在中国北京的“我们的部队向太阳”的军事展览会上,中国展出了这种火炮。他的外观与德国2000系列自行火炮有很大的相似之处。装备有GPS定位系统,弹道解算计算机。周视观测系统。很明显他在原有的04基础上改进的,但是,它的武器系统控制化程度更加精确与紧凑。较之早期产品,完全角成了火力控制与打击系统。他也可以使用火箭增程弹药,最大射程可以达到50公里。在其炮塔后部安装有后部自动弹药滚动输送系统。这是中国吸取了德国设计演化而来的。 解放军原有装备的数量众多的152mm装甲履带式自行火炮,152mm牵引式/自行机动式火炮。目前还是解放军陆军炮兵系统的主要装备。但是,最新的解放军军事序列中,将取消所谓“炮兵军”即第一炮兵这个序列系统。他们将被全部规划到其现有的集团军/军/旅/团等战斗部队中。 虽然解放军拥有完善的152mm炮弹制造体系系统。但是,目前世界武器市场中,这种前苏联自行独特标准的口径,虽然前苏联火炮系统在海外不断减少,很难在得到青睐。而中国国防工业体系也正在逐步走向国际化武器市场。因此,中国未来必须根据这个市场的最新需求,来调整自身内部军队装备结构。这样中国自行制造的155mm自行火炮,牵引/机动火炮,才能够更好的依托他们本国军方巨大的市场,作为争夺国际市场的前提。 中国曾经对于科威特出口了大约50套PLZ04自行火炮系统。从这里中国军事工业似乎得到了很好的启示。同时为了更好的策应中国军事工业的调整,解放军军方装备高层,也在做出相应的调整计划。早期装备的诸多老式前苏联152mm火炮系列产品,将可能会逐步退出,作为补充的将是以国际化统一标准的155mm,203mm火炮来取代。这样中国可以在成品生产与制造研发上减少多个环节流程。同时极大的减少了他们的装备列装的成本。为解放军陆军目前原本不多的发展拨款经费,做到最大的节省。而老式火炮以及弹药系统诸如:83式152mm自行加榴炮。牵引152mm加榴炮等。目前全新的155mmPZL05型自行火炮,解放军陆军已经开始小批量接收。而04型由于未能达到解放军军方要求,因此仅有很少量试验批次进入解放军军队。PZL05自行火炮与SH1,都是用来逐步取代老式中国自行火炮系统的替代产品。
㈣ 军事理论 论文
国防科技与军事是密切相关的两个领域。二者之间的关系可以概括为:军事上的需要促成了国防科技领域的形成与发展;国防科技的发展为军事提供所需要的物质技术手段,在此同时还会促使军事领域不断发生变革,甚至导致出现军事革命;军事上的变革和战争提出了新的需要又会给国防科技发展以新的推动力。国防科技与军事之间相互关系的这种机制或逻辑是一种客观存在的规律。近几年来,新军事革命问题成为人们关心的热门话题。实际上,新军事革命正是上述客观规律在军事高技术迅速发展这一特定条件下的反映。当然,国防科技与军事的关系还会受到政治、经济等因素的影响。
一、军事上的需要是国防科技发展的强大动力
社会的需要是科技发展的动力。恩格斯曾指出:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要会比十所大学更能把科学推向前进”(《马克思恩格斯全集》第四卷,人民出版社,1972年,第505页)。同样的,作为整个科学技术的重要组成部分的国防科技,则是社会的特殊需要———军事需要的产物,而且这种需要比任何力量都更能把国防科技推向前进。
自从国家产生以后,为了维护国家的领土主权以及维护和获取国家的根本战略利益,便产生了国防和国家间的战争。为了巩固国防或为了夺取战争的胜利,各国都力图掌握更先进的军事技术手段,于是便组织专门力量研制武器装备,国防科技便由此产生。由于新的武器的发明和使用可以造成军事上的巨大优势,从而使得“最幼稚的公理论者”,也从“手枪战胜利剑”的铁的事实中,越来越清楚地认识到国防科技对于军事及战争的重要影响,因此国防科技便愈来愈受到各国政府的高度重视。正如科学学创始人丁·贝尔纳所认为的:“自古以来,改进战争技术,一直比改善和平生活更需要科学。这并不是由于科学家具有好战的特性,而是因为战争的需要比其他需要更加急迫。各国君主和政府不那么乐于向其他研究工作提供津贴,都乐于向军用研究工作提供经费,因为科学界能研制出新的装备,而这种装备由于十分新颖,在军事上极为重要”。这里如实地指出了为满足军事上的需要研制武器装备,是国防科技发展的动力和主要任务与目的。
第二次世界大战结束以后,从50年代至80年代末,在长达40余年的冷战岁月,美苏两国进行了激烈的军备竞争,两国都执行优先发展国防科技的战略,并要求国防科技部门为军队研制出一批又一批、一代又一代在战术技术性能上超过对方的先进武器装备。在军事需求的强烈刺激下,两国的国防科技发展获得了强大的推动力,达到了极度的繁荣。许多其他国家在这种临战状态下也被迫采取相应的对策加速国防科技的发展。据统计,到80年代中期,世界各国每年的国防科研经费累计高达800~1000亿美元。就这样,在冷战的军事需求的推动下,国防科技发展进入了军事高技术时代。
冷战结束以后,世界主要国家都调整了军事战略,压缩了军费开支,军事需求从原先既追求武器装备的数量又重视其质量转向主要追求其高质量,国防科技也因此而进入注重发展高新技术武器装备的新时期,即进入了“打什么仗需要什么武器就能研制出什么武器”的新时期。
自90年代初开始,美国国防部、美军参谋长联席会议及三军,每年都要研究并提出美军的军事需求,同时根据这种需求制定和调整其国防科技和武器装备发展计划。例如,1996年,美军又确定了新的未来11大军事需求,为满足这些军事需求还分别制定了国防科技“基础研究计划”、《国防技术领域计划》和《联合作战科学技术计划》,这些计划对所要研究发展的科学技术领域及武器装备所要达到的性能要求都有明确的规定。俄罗斯、日本及西欧国家也采取了类似的举措。由于未来的军事需求主要是关于信息战能力的需求,因此有关国家的国防科技发展正紧密围绕夺取信息优势的信息战技术、C3I系统和精确制导武器等军事高技术开展研究工作。
综上所述,国防科技完全是在军事或国防的需要的推动下不断获得发展的。国不可一日无防,国防不可一日无科学技术。展望未来,世界各国的国防科技都将在军事需求的不断推动下,继续不断地获得发展,并随着军事需求的高技术化而日益走向高技术化。
二、国防科技发展对武器装备的影响
军事上的需要导致国防科技的发展,而国防科技发展为了满足军事上的需要,必须不断研制出新型武器装备,因而必然对武器装备,即对军事技术手段产生重大影响。
总体上看,直接从事武器装备研制的国防科技对武器装备发展的影响是全面的、决定性的。这集中表现在:使武器装备的原理和种类不断多样化、结构逐渐复杂化、性能日益得到提高。
由于国防科研的开展,使许多新的理论、原理和技术被用于武器装备之中,从而不断出现一批又一批概念全新的武器装备。从利用机械能杀伤敌人的冷兵器到利用化学能的近代火器(包括枪、炮、普通炸弹、氢弹、中子弹、激光武器、电磁微波武器),甚至是利用生物遗传密码对付敌人的生物武器等,各种各样的武器装备无一不是国防科研的重要成果。从种类上统计,国防科研大致已使武器装备从冷兵器时代的20多种发展到第二次世界大战时的200多种,现在又进一步增加到1000种以上。
随着武器装备的种类越来越多、概念越来越新,其结构也越来越复杂。早期的武器仅由几个零部件构成,后来发展到包括数十个、数百个零部件,现在已增加到数千个、数万个甚至上千万个零部件,其复杂性增加了若干个数量级。
在武器装备的性能方面,集中表现在国防科技的发展使武器装备的作用距离和作用范围不断扩大,可靠性日益增强,射程、威力(精度和杀伤半径)、机动性和生存能力都在逐渐提高。
现代雷达的探测距离已达数十公里至数千公里以上,现代的侦察探测 装置可以在数百里之外甚至4万多公里的同步轨道上监视地面的目标。如美国的KH-12照像侦察卫星在几百公里轨道上对地面目标的分辩率为01米,一次照像即可覆盖数百平方公里的地面区域。
至于战斗武器系统性能的提高,更令人惊叹不已。例如,在作用距离或射程方面,采用增程技术可使火炮的射程从20多公里增大到50公里以上。在命中精度方面,采用制导炮弹可使射击精度达0.3米,各种导弹的射程则可依据需要任意控制,其中洲际弹道导弹的射程已达1万多公里,命中精度在10米以内;采用空中加油技术可使军用飞机作远距离的甚至是作不着陆的环球飞行等。在杀伤力方面,国防科技已使单件兵器的杀伤威力大得惊人。
武器系统杀伤力的提高,主要是由于新的国防科研成果被用于武器系统,使其各方面的性能都得到明显改进的结果。军事运筹学建立了一系列理论模型来确定武器的杀伤效能与有关性能之间的关系。比较典型的一个数学模型是:式中:a、N1、λ1、P1依次为一方武器的作战效能、数量(如火炮数或坦克数)、射速和每发弹的杀伤概率:N2、λ2、P2则依次为另一方武器的数量、射速和杀伤概率。从上式可见,只要提高自己所掌握的武器的性能,就可以明显提高其作战效能。通过采用精确制导技术、高爆弹药技术、自动控制技术等,完全可以达到这一目的。例如,美国的155毫米榴弹炮,由于采用了“铜斑蛇”激光制导炮弹,使其对坦克的命中概率比使用普通非制导炮弹提高了2500倍。现代坦克和大口径火炮由于采用了自动装填机、计算机火控系统,反应时间由数十秒缩短在10秒以内,射速提高了一倍以上。现在研制的坦克、飞机、军舰等的机动速度和战场灵活性都有了明显提高,而且普遍装备有电子对抗设备,甚至采用崭新的隐身技术来对付敌方的攻击,以确保自己的生存。
现代高速发展的科学技术特别是高技术对武器装备性能的影响是全面的,而且使其性能改进的范围之广、程度之高是过去任何时代所无法比拟的。第二次世界大战以来,各国所研制的一代又一代的新式武器和一次又一次的战争实践证明,为一种武器所提供的高技术含量赵多,其性能越好,战斗效能就越高。原子弹、氢弹和中子弹等核武器的摧毁能力是众所周知的,各种高技术常规武器的打击能力也在海湾战争中得到了充争证明。现在,配备有先进电子设备和精确制导武器的6架F-111或3架F-15战斗机就能完成第二次世界大战时300架B-17轰炸机才能完成的作战任务,而8架F-117A隐身战斗机只要配备2架空中加油机就能完成75架非隐身作战飞机和支援飞机才能完成的空袭任务。更有甚者,一艘现代大型攻击型航空母舰的作战能力相当于第二次世界大战时美国全部海军舰队攻击力的总和。
现代国防科技的进一步发展,正在并还将导致更多更新的高技术武器装备问世,如计算机病毒、电磁微波炸弹和炮弹等信息战武器以及天基和空基高能激光武器、无人作战航空器、微型侦察探测器、微型攻击机器人等。这一切将使未来的军事领域发生深刻的变化。
三、国防科技的重大突破导致军事上的变革
国防科技发展可为军事或战争的需要提供必不可少的武器装备。与此同时,国防科技发展所取得的重大突破,即战术技术性能得到极大提高的新技术或新型武器装备的研制成功往往会导致军事领域发生变革,或发生军事革命。这种变革涉及军事理论或军事学说的各个方面,而且接照马克思主义军事学说的观点,军事理论的变革主要体现为作战方式的变革和军队编制构成的变革。
(一)新武器强制性地引起作战方式的变革
所谓作战方法,就是战争过程中的用兵方法,即组织兵力、兵器实施战斗的方式或方法。作战方法种类繁多,如按行动类型区分,有进功方法、防御方法等;按行动规模区分,有战略、战役和战术范围的作战方法;按军兵种划分,有空战、海战、陆战、坦克战、炮战、化学战等作战方法。军事史表明,所有这些作战方法都是由武器装备决定的,即有什么样的武器装备,就有什么样的作战方法。正如恩格斯所提出的:“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。”(《马克思恩格斯全集》第20卷,北京:人民出版社,1956.187)从古至今,要在战场上有效地杀伤敌人以及抵御敌人的进攻,必须依靠手中的武器并充分发挥武器的效能,因此作战方式、方法必然会随着武器装备的发展而变化。
当青铜器和铁兵器出现以后,远古时期没有队形的搏斗便被有严格组织的战斗队形———“阵”(如古罗马军队的方阵)所取代。
弓箭发明以后,较远距离的射箭便成为一种作战方式,而且使古代战车及骑兵受到威胁,于是出现了专门的步兵及步兵战术。
火药的发明,迎来了军事发展的一个新时代。使用火药的火枪、火炮发明并用于战争以后,先后出现了线式战术、散兵战术及线式和散兵相结合的战术。而且,随着军事技术的改进,巷战的方式方法也在发生变化。老式的建筑街垒和防街垒的方法被炮弹和炸药所粉碎。18世纪60年代以后,舰载线膛炮、无烟火药等伴随着蒸汽动力舰船技术获得了极大的发展,从而出现了成一线纵列队形进行集火射击的海战方法。
第一次世界大战结束后,坦克、飞机和航空母舰等一系列新式武器装备获得了迅速发展。第二次世界大战中,相继产生了飞机、火炮和坦克相配合、梯次快速装甲集群突击的闪击战术及大纵深作战方法,还出现了空中战役、空降作战、战略轰炸等新战法。战列舰在海战中的地位最终被航空母舰所取代,舰载机的制空作战讲座-35-中国国防科技信息1998年第3期和空中轰炸攻击作战成为争夺制海权的关键。由于多军兵种的诞生,多军兵种的联合作战逐渐变成了主要的作战方式。
第二次世界大战以后,特别是70年代以来,由于以探测技术、C3I系统、电子战技术等信息技术的精确制导武器等为代表的军事高技术的崛起和发展,正在军事领域引起一场前所未有的深刻变革,其中作战方式的变革尤为引人注目。海湾战争和波黑战争都表明,使用精确制导武器的中远程精确打击作战、空袭与反空袭作战、争夺电磁频谱使用权的电子战等已成为现代战争的典型作战方式。
现在已可以断言,随着国防科技的进一步发展,以计算机病毒等为手段的攻击计算机互联网络、通信系统、金融系统的信息战,以及用各种“软杀伤”武器或“硬杀伤”武器摧毁C3I系统的指挥控制战即将成为未来高技术战争的崭新作战方式。
(二)新武器引起军队组织编制的改变
随着武器装备的不断发展,军队的军兵种结构及规模(包括编制人数和武器装备的数量)也不断发生相应的变化。恩格斯在谈到这一问题时曾指出:“随着新的作战工具即射击火器的发展,军队的整个内部组织就必然改变了,各个人借以组成军队并能作为军队行动的那些关系就改变了,各个军队相互间的关系也发生了变化。”(马克思恩格斯军事文集:第1卷,北京:战士出版社,1981.53)实际上不只是火器如此,各种新武器的发明也都会带来类似的变化。
新武器装备导致新军兵种的诞生和旧兵种的消亡,已是公认的历史事实。
从古代到20世纪初,军队一直由陆军和海军组成,而且以陆军为主,兵种也不多。步兵是最老和最基本的兵种。步枪发明以后,手持冷兵器格斗的步兵被步枪手所取代,步兵逐渐形成了班、排、连、营、团、师的组织体制。火炮用于战争,导致了炮兵的出现。随着化学武器、坦克、通信设备等各种武器和技术装备的出现,陆军中又增加了防化兵、通信兵、装甲兵、工程兵、侦察兵等兵种。机枪、坦克和装甲车辆大量装备部队使在战场上驰聘了几千年之久的骑兵退出了战争舞台。海军由于任务的特殊性一直是一个独立军种。潜艇、导弹、核武器及航空母舰的发展,使大炮巨舰主义成为历史。主要以航空母舰为基地的海军航空兵这一海军新兵种的建立使海军舰队的构成由以战列舰为中心变为以航空母舰为中心。
飞机的研制成功并用于空战标志着空中战场的开辟。第一次世界大战初步显示出飞机这一新装备的重大作用,随后空军这一崭新的军种在各国纷纷建立。军用飞机的发展又引起空降兵的出现,同时促进了高炮、防空导弹和雷达的研制,进而导致了防空兵的问世。此外,进入60年代以后,由于核弹头及其运载装置的发展,一些核大国还组建了战略火箭军或战略核部队这一新军种。
据预测,随着信息战技术和军用航天器(包括各种侦察卫星、作战卫星、军用空间站、军用空天飞机等)及空间武器系统(天基定向能武器、动能武器、电磁脉冲武器等)的发展,未来很可能出现全新的信息战和天战等更新的军兵种或作战部队。
为了合理地利用多军兵种的各种武器装备更有效地进行作战,以增强进攻和防御能力,许多国家又组建了包括多军兵种的合成军。新武器装备的出现除了引起军兵种类型的变化之外,还会引起军队中各国兵种构成比例和军队规模的变化。
一般而论,新武器装备的新技术含量高,性能较优异,但结构复杂,造价昂贵,因此各国只能根据需要和可能组建相应的军兵种,并随着国防科技和经济发展逐步增大技术性的军兵种在整个军队构成中的比例。以前苏军为例,20年代各军种的比例是:陆军98.6%,空军0.5%,海军10%,30年代末上述比例依次变为75.2%,12.8%,9.7%,其余2.3%为新组建的国土防空军。这种比例一直保持至50年代末。60年代以后,由于新武器装备的发展,战略火箭军组建,上述比例发生了重大改变。到80年代末,前苏军的军种结构为:陆军45.2%,空军10.7%,海军10.7%,防空军12.3%,战略火箭军7.1%,边防军5.5%,内卫军8?%。不但如此,陆军、边防军、内卫军等都是由多军种组成的合成部队。美军的技术军兵种比例也逐渐增大,80年代末,美陆、海、空三军的比例为35.9%、27.0%、27.9%,此外还有9.2%的海军陆战队。至于兵种的构成比例,也大致是技术兵种比例逐渐增大。如现在不少国家都组建了强大的装甲兵、电子战部队等。
由于新武器的性能发生了质的飞跃,从而使部队的战斗力越来越强。现在与第二次世界大战时相比,取得同样的作战效果,所需兵器兵力只及第二次大战时的10~20%。另一方面,由于新武器的杀伤力、破坏力极大,使用大量兵器兵力容易造成更大的损失,并增大后勤保障的难度。因此,从必要性、可行性及减少不必要的损失等各方面因素出发,各国军队的规模及编制单位的构成就越来越小。
部队的战斗人员虽然在减少,但由于武器装备结构越来越复杂,维护保养任务和消耗量越来越大,因此军队的工程技术人员、后勤保障人员等均在增加。例如,战时美军部队的战斗人员和保障人员的比例为1:3,有时甚至达1:5。平时,美军正规部队中有一半为文职人员。
一方面部队的战斗人员在减少,另一方面部队的保障人员在增加,这似乎存在着矛盾。如果在保持部队拥有可靠的战斗能力条件下,尽量减少武器装备和战斗人员的数量,则技术保障和勤务保障任务量均可明显减少,保障人员数量也可减少,从而保证整个部队的规模缩小。这正是目前各国军队确定组织编制的一个重要出发点。
总之,随着国防科技的不断发展和武器装备的日益现代化、高技术化,军队的组织编制将进一步从数量规模型转变为质量效能型,从人力密集型转变为科技密集型。
中国的军事战略和理论
"……坚决履行好捍卫国家主权,统一,领土完整和安全的神圣职责……"———胡锦涛概 述中国的军事理论家制订了一项实施理论推动下的改革框架,以建立一支能够打赢"信息化条件下的局部战争"的军队.这一理念强调现代信息技术作为力量乘数的作用,从而使解放军能够在中国边境以外更远的距离上实施精确打击的军事行动.通过汲取外国战争,尤其是包括"持久自由行动"在内的,美国领导的战役的教训,苏联和俄罗斯的军事理论,以及解放军自己尽管很有限的作战历史经验,中国的军事计划人员正在寻求改造整个中国军队.
这些改革的速度和规模给人留下深刻印象.然而,解放军仍未在现代战争方面经受检验.这种作战经验的匮乏使外界对解放军在实现其军事理论抱负方面进展的评估复杂化.中国的高级文职领导人当中的内部评估和决策的情况也是如此.他们基本上缺乏直接的军事经验,因而在发生危机时更可能会做出错误的估计.这种失算同样会带来灾难,不论其所依据的是毫无作战经验的指挥官的建议,还是脱离现代战场现实情况的"科学"作战模型.
军事战略指针
中国并不发表与美国的《国家军事战略》相当的文件.因此,外部观察家对领导层有关动武的思考或影响到解放军兵力结构和理论的应急情况,都缺乏直接的洞察.对权威性的讲话和文件的分析结果表明,中国依靠一系列总原则和称为"军事战略指针"的指导来计划和管理军队的发展和动用.
解放军并没有提供这些"指针"的内容供外界研究.学术研究表明,目前的"指针"很可能可以追溯到1993年."指针"反映出1991年的波斯湾战争和苏联解体对中国军事战略思维的影响,为10年来解放军的很大一部分改造奠定了基础.然而,一次次讲话,权威评论和新的军事训练指导方法都表明,1993年的"指针"的一些内容最近可能经过了修改.这些修正看来反映出中国对其所处的安全环境和现代战争(即"信息化条件下的局部战争")性质的看法,中国军事现代化方面的进展和从中汲取的教训,从"建设"用于信息时代的现代战争的军队向为了"打赢"这种战争而训练的转变,以及中国领导人的意识形态底色.
"指针"的作战或"积极防御"成分看来保持完好.按照"积极防御"所主张的防御性军事战略,中国并不发动战争,或者进行侵略战争,而是仅仅为了捍卫国家主权和领土完整而战.
然而,北京有关对其主权或领土攻击的定义模糊不清.在中国现代战争的历史所充斥的实例中,中国领导人都声称,军事上的先发制人是战略防御行动.例如,中国将其对朝鲜战争(1950年—1953年)的干预称之为"抗美援朝战争".类似地,权威说法还把与印度之间的(1962年),与苏联(1969年)和与越南(1979年)的边境冲突称为"自卫反击".这种逻辑表明,如果动武能够维护或推进其核心利益,包括其领土要求(例如解决台湾问题和尚未解决的边界或海上的领土要求等),中国就可能会发动军事上先发制人的打击,也许是在远离其边境的地方.
中国正在制订一项先发制人的战略吗
10年来,随着解放军从一支以步兵为主和力量投射能力有限的军队转变成拥有远程精确打击资源的比较现代的军队,中国获得了武器系统,采纳了使之能够在周边地区发动先发制人的军事攻击(包括突然袭击)的作战理念.
·截止到2006年10月,解放军第二炮兵的武库中有大约900枚短程弹道导弹.由于获取了苏—30攻击机和F—10战斗机———两者都装备着各种精确制导武器———中国的进攻性空中力量得到了改进.解放军还正在加强信息战,电脑网络作战和电子战能力.而这些能力都可以用于先发制人的攻击.
·解放军的作者们说,当遇到更加强大的敌人时,先发制人是必要和合乎逻辑的.中国的军事理论材料强调,静态的防御不足以在现代军队的高速和破坏力基础上保卫领土.其结果是,解放军的作战理念寻求阻止敌军集结和利用进攻性打击来掌握主动权,从而使敌人不知所措.解放军的理论家们认为,有效的防御包括在敌人领土上,赶在其能够动用之前摧毁敌人的实力.
中国获得了力量投射资源,包括远距离的军事通信系统,空中指挥,控制和通信用飞机,耐久力很强的潜艇,无人战斗机(UCAVs),以及新的精确制导空对地导弹.这些都表明,解放军正在形成采取先发制人军事行动的更强实力.解放军的训练注重"出其不意的"远程打击训练或针对敌人海军舰只群的协调一致的空中/海军打击.这也可能显示出,它打算赶在本地区爆发危机之前采取先发制人的军事选择.
根据解放军的《战役学》文件(2000年),一旦敌对行动开始,"'积极防御'的要旨就是主动歼灭敌人.……虽然从战略上讲,要以积极防御为指针,但'在军事战役中'重点要放在掌握主动和积极进攻上面.只有这样,才能实现积极防御的战略目标".
除了开发歼灭敌军的实力之外,解放军还正在探索动用有限武力的选择方案.中国的战役理论把这种选择定义为武力的"非战争"用途———政治胁迫的延伸,而不是全面的战争行为.1995年和1996年在台湾海峡进行的两栖演习和导弹发射就是武力的"非战争"用途的实例.然而,这一概念还包括空中和导弹打击,暗杀和破坏等.这种文章突出显示了中国做出错误估计的可能性,因为任何这种行动的打击对象,即使不是范围更加广泛的国际社会,都会视之为战争行为.
有关战争的一项全面观点20年来,中国的文职与军事战略家一直就现代战争的性质问题进行辩论.这些辩论汲取中国战略传统及其历史经验内部的来源,以提供对"军事革命","非对称战争"和"信息化战争"的看法.这种辩论突出表明了中国对战争的非动能手段的兴趣,以及经济,金融,信息,法律和心理工具在中国的战争计划工作中的作用的增强.解放军军事科学院文件《军事战略科学》(2000年)突出表明了中国军方全面和多方面的战争观点.文件说:"战争不仅是军事斗争,而且还是政治,经济,外交和法律战线上的全面竞争."
最近,中国的军事战略家对国际法越来越感兴趣,把它当作在战斗前对敌手产生威慑的一项工具.在台海背景下,中国可能会利用一场信息战,把第三方的干预描绘成按照国际法属于非法.中国还试图影响国际舆论,使之有利于对《联合国海洋法公约》的曲解,通过在学术意见和国家观点中放弃长期公认的航行自由规范,而接受有关在200海里专属经济区,其上空,可能还有外层空间享有更大主权的解释.
非对称战争
确认和利用非对称性是中国战略和军事思维的一个根本方面,尤其是作为一支较弱的军队打败比较强大的军队的手段.自从1991年的波斯湾战争和"联军行动"以来,中国的军事战略家一直注重采取非对称对策来利用技术上占优势的对手的弱点.1999年《解放军报》的一篇社论明确阐述了这一点:"占绝对优势的强大敌人当然并非没有较弱的一方可以利用的弱点.……我们的军事准备的直接宗旨必须是找到利用强敌弱点的策略."中国对非对称战争选择的探索可以在其大量投资于弹道和巡航导弹系统方面看到.这些系统包括先进的反舰巡航导弹,水下作战系统(包括潜艇和先进的水雷),太空对抗系统,电脑网络作战和特别行动部队.
中国军事战略中保密性和诡计的作用
中国军事战略中对在冲突中掌握主动权和使敌手不知所措的注重,带来了对在战略,作战和战术层次上采用诡计的重视.中国的军事理论材料把战略诡计定义为"引诱对方形成错觉……并在造成人力和物资方面的最小代价情况下,以一种有组织和有计划的方式产生各种假象,从而使自己获得战略上的优势地位."
除了信息战和常规的掩护,隐蔽和诡计之外,解放军还汲取中国的历史经验,并从战略和诡计在中国的治国之道方面所起的一贯作用中汲取智慧.最近几十年,解放军内部重新掀起研究孙子,孙膑,吴起和商鞅等中国经典军事人物及其着作的热潮.这些着作全都包含有关运用诡计的戒律.
中国共产党对保密性的严重依赖与军事上的诡计共同作用,限制了国家安全决策,军事实力和战略意图方面的透明度.然而,过度的信心可能是由于军事领导人迷恋于战略和诡计所带来的捉摸不定的好处.此外,指挥官用来对付敌手的技能也可以用于掩盖解放军系统内部的坏消息的传播.而这种传播是中国长期存在的一个问题.因此,保密性和诡计可能是一把双刃剑,它不仅给中国的敌手,而且给中国领导人造成迷惑
㈤ 坦克的火控是什么意思
火控系统即火力控制系统,用于控制武器的搜索/瞄准/攻击
坦克火控系统包括潜望镜、瞄准镜、激光测距仪、坦克夜视仪、高低机和方向机、火炮稳定器和带有多种传感器的火控计算机。下面我们将逐一介绍。
1.潜望镜
供观察用的潜望镜,分为无放大倍率和放大倍率的两种。无放大倍率的潜望镜,是根据光学中平面镜成像的原理,由镜体加上下反射镜等组成的。根据需要改变上下反射镜相对位置可制成不同潜望高度的潜望镜,有的还可制成旋转和俯仰式的,以便回转周视,增大观察范围。坦克上有车长观察潜望镜,炮长、二炮手用于搜索、观察的炮手潜望镜,驾驶员潜望镜,以及水陆坦克高潜望镜。
有放大倍率的潜望镜可以增大视见距离。它是由上、下反射镜和物镜组,分划镜(有的没有),目镜组和镜体等组成的。有昼视、昼夜互换、昼夜组合、测光测距与昼夜视组合,稳像式的观瞄测距组合系统等类型。
指挥潜望镜安装在炮塔的指挥塔前方位置上,可随指挥塔转动和相对指挥塔俯仰。指挥潜望镜是潜望镜和望远镜的结合,它既能观察较近目标,又能对较远的目标进行放大。它是车长用来观察战场,搜索和指示目标,判定火炮至目标的距离和测量射弹偏差用的望远观察仪器。
2.瞄准镜
坦克炮瞄准镜是供炮长操纵火炮和并列机枪时,用以发现目标,直接瞄准目标,测量距离,修正射弹偏差,观察战场,观察弹着点的一种光学仪器。坦克炮瞄准镜大多是光学绞链式直筒望远瞄准镜。它由物镜组、分划镜、光学绞链、变倍系统、目镜组和镜体等组成。它装在火炮左侧,镜头部分固定在火炮摇架左侧的瞄准镜支架上,接眼的目镜部分固定在炮长座位前面的活动吊架上,以便于炮长瞄准用。火炮俯仰时,通过镜筒中部的活动绞链使镜头的物镜一端随之俯仰,并通过炮塔前部椭圆形开口瞄准目标。目镜处有护眼圈和护额垫,以保证坦克颠簸时不致碰伤乘员。这种瞄准镜通常能将目标放大7~10倍(辨认远处目标和提高瞄准精度时用)和3.5~5倍(视场角较大,一般用作观察战场,搜索目标)两档,可以根据不同的需要,变换放大倍率。这种瞄准镜利用测距分划,只能对事先已知尺寸为2.7米高的目标(如敌坦克)进行测距,精度低,1000米的距离误差竟达80~100米。在装有较先进的火控系统的坦克上,这种瞄准镜仅作为辅助瞄准装置使用,即在先进的火控系统出现故障时才使用。
近年来出现的指挥仪式火控系统中,炮长采用了独立稳定式瞄准镜,或称稳像式激光测距瞄准镜,如豹Ⅱ坦克上的EMSE-15型炮手用综合式瞄准镜。该瞄准镜内有一具备有两个放大倍率(如8倍、16倍)的单目光学潜望式瞄准镜、钕玻璃激光测距仪,以及稳定瞄准线的设备。稳定的主瞄准线在方向上有一定的活动范围,高低方向上则取决于火炮瞄准角的修正角度。其瞄准线的稳定多是在平行光路中通过稳定反射镜来实现的。光线从入射窗进来后,经反射镜反射,通过透镜、直角棱镜在分划镜上成像,观察者则通过目镜和棱镜组进行观察。这种指挥仪式火控系统的一般工作过程如下:炮长通过控制装置使瞄准线对准目标,此时火炮自动随动于瞄准线。对准目标后进行测距和跟踪,随后,火控计算机根据输入的距离、目标速度、倾斜角与各弹道修正参数,计算出提前角。该提前角信息仅输送给炮塔和火炮驱动系统,驱动火炮到达允许的射击提前位置。一旦火炮进入计算机所规定的允许射击位置,就自动进行射击。为了判断火炮是否进入允许射击位置,一般在系统中设有一个具有逻辑判断功能的重合电路或称射击门电路。由于这种瞄准镜有独立的瞄准线稳定装置,炮长直接控制的是瞄准线而不是火炮,需要稳定的往往只是一个棱镜或镜座,质量很小,所以瞄准线的稳定精度很高,可达0.2密位,远远超过了火炮的稳定精度,使射击精度大为提高,可以实现行进间对运动目标的射击。必须指出,瞄准线独立于火炮,动态精度虽然提高,但静态精度却有所降低。
激光测距仪与昼夜间瞄准镜合成一体以及瞄准线的稳定,可使炮长不论在白天还是夜间,不论在原地还是在行进中都能判定目标距离并对目标进行准确的射击。美国的XM-803坦克装上这种瞄准镜以32公里/小时的速度越野时,瞄准线误差值在水平和高低两个方向上不大于0.5密位。坦克炮有了这种瞄准镜和其他先进的火控部件组成的火控系统,不管坦克如何颠簸,都能保证有较高的首发命中率。
3.激光测距仪
激光测距仪是用激光来测定坦克至目标距离的一种仪器。利用激光测距比用目测判断距离或用光学测距的精度都高,而且精度不受距离远近的影响;激光测距仪体积小,重量轻,操作和使用方便,易于掌握;抗干扰性强。但是,它在大雾弥漫能见度差激光衰减严重的情况下,无法测距。
激光测距仪的测距原理是怎样的呢?大家知道,距离=速度×时间。激光测距仪就是根据这个基本道理设计的。测距时,激光测距仪向目标发时一个激光脉冲,由于目标的漫反射,部分能量被反射回激光测距仪。激光测距仪测量出从发射激光脉冲到接收到回波激光脉冲所经过的时间t、则激光测距仪到目标的距离S就可以求出。因为光速C约为30万公里/秒,在激光测距仪测量出的时间t内,激光经过一个来回路程,所以1/2Ct就是激光测距仪到被测目标的距离S。但是,由于光速极快,其运行几百米、几千米的时间,是用钟表无法精确测出的。采用时标振荡器(石英晶体振荡器)可以计时。这种振荡器振荡频率极高,比如每秒钟能产生3000万个晶振脉冲,每个脉冲的持续时间就是3000万分之一秒。测距时,在发射激光脉冲的同时,计数器开始记录晶振脉冲的个数,一直记到接收到回波激光为止。如果共记录n个脉冲,那么,n×3×10-7秒就是激光脉冲在激光测距仪和目标间往返一次的时间。显然,用这种方法可以精确地测量出时间t,从而算出目标的精确距离。
激光测距仪种类繁多,性能各异。但其结构都包括电源、激光器、激光发射光学系统(发射望远镜)、激光接收光学系统(接收望远镜)、电控系统(光电元件、放大整形、门控电路、时标振荡器、计数器等)、距离显示器等几部分。激光测距仪的工作过程如下:接通电源,激光测距仪及其时标振荡器开始工作。这时由于门关闭,时标振荡器的脉冲信号不能进入计数器。当测距仪对准目标且炮长按下触发按钮时,激光器就发出一个很强很窄的激光脉中。激光器发出的激光要分成两路:一路激光束经过发射光学系统,使激光束发散角进一步减小后射出并经大气传输打到目标上;另一路就是其中的极小一部分激光立即由取样棱镜的反射而进入光电元件的光敏面上,作为发射参考信号(取样信号或称主波信号),来标定激光出发的时间。参考讯号到达光电转换器(光电倍增管等),将光讯号转换成为电信号,即光脉冲变成电脉冲。这个电脉冲经放大整形后送入时间测量系统,打开电子计数器的电子门,此时,时标振荡器的脉冲信号进入计数器,计录器开始记录脉冲个数(即开始计算时间)。而射向目标的激光脉冲,由于目标的漫反射作用,总有一部分光从原路反射回来,而进入接收光学系统,由目标返回的激光脉冲(接收信号或称回波信号)同样也经过光电转换器、放大整形电路而进入时间测量系统,回波信号推动电子门发出关门指令,使电子门关闭,时标振荡器的脉冲信号不能进入计数器内,计数器停止计数(停止计算时间)。时间测量系统的计数器把所记录的脉冲个数经译码电路换算成距离,通过距离显示器显示出来,所显示的数字,就是被测目标的距离。同时,把测出的目标距离信息自动输入火控计算机。
激光测距瞄准镜借助瞄准镜视场内的指标可与坦克武器一起进行校正。独立式激光测距仪是根据望远镜原理制成的接收望远镜和发射镜望远镜各有其独自光学元件的测距仪。其主机部分(收、发机部分)通常安装在坦克炮塔外部的装甲匣内,其控制部分位于炮长和车长的工作位置上。独立式激光测距仪通常是借助坦克炮瞄准目标的,这时,两者的光轴必须一致(两者同时对准一个目标)。也就是说炮长通过瞄准镜瞄准目标后,激光测距仪也对准这个目标,只要按下激光发射按钮,就可以测出目标的距离并在距离显示器上显示出距离数值,使用起来非常方便。
现代坦克用激光测距仪测距范围为300~10000米,测距误差为±5~10米,每分钟能测距6~12次,最高达每秒钟1次,在各种气候条件下测距的可靠性达99%。在-40℃~+50℃的温度下都能正常工作。但是由于激光的光束较狭窄,对准目标较困难,所以当目标比较隐蔽,其前后有烟带、树木、土堆或农作物(仍可见目标)等时,不易测得其真实目标距离,目前有的已有“选择”数据的能力,由乘员控制来解决,即在一次发射中,能选择读第一或第二或第三返回的数据,而舍弃其他数据。美国M-1坦克采用的二氧化碳激光测距仪比较简单,测距效能高,对人眼也安全;该测距仪和热成像仪一体化之后,能够昼夜测距。所以,它是一种较理想的激光测距仪。
4.夜视仪
第二次世界大战后期德国人在车辆上安装了一种仪器,使车辆在黑夜不开灯就可高速行驶,从而把V-2火箭在夜间送往前线,成功地避开了同盟国军队的监视和空袭。这种仪器就是最早的坦克夜视仪。现在的主动红外夜视仪就是由它演变而来的。所谓坦克夜视仪就是利用红外线或放大天然微光原理供坦克乘员进行夜间观察和瞄准的仪器。现代坦克上主要用主动红外夜视仪、被动红外夜视仪和微光夜视仪。
(1)主动红外夜视仪
红外夜视仪是用目标(物件、人员)发出的或反射回来的红外线进行观察的夜视仪器。现代坦克装配有驾驶员红外夜视仪、车长红外夜视仪、炮长红外夜视仪和炮长红外夜间瞄准镜。主动红外夜视仪靠自带红外光源(红外探照灯)照射目标,利用被目标反射回来的红外线转换成可见图像,由红外探照灯、观察镜、电源三部分组成的。由于自然界物体的温度较低,辐射出的红外线能量很小,不能满足仪器的成像要求,所以需要红外探照灯或带有红外滤光玻璃的白炽探照灯来发射人眼行不见的红外辐射。主动红外夜视仪的工作原理如下:当接通电源后,红外探照灯发射出红外线,照射前方目标,由主动红外夜视仪中的观察镜的物镜接收目标反射回来的红外线,在红外交像管的光电阴极面上形成目标的红外光学图像,通过变像管将不可见的红外目标像换成人眼可见的目标图像,在荧光屏上显示出来,于是人眼就可通过观察镜的目镜观察到目标的图像。目前,坦克驾驶员红外夜视仪的视距(目标是坦克)为60~100米,车长红外夜视仪的视距(目标是坦克)为800~1000米,炮长红外夜间瞄准镜的视距为1200米,有的可达1500米。主动红外夜视仪因为有红外探照灯照明场景,光束照射到目标上将使景物间形成了较显着的明暗反差,所以图像消晰,利于观察但是容易自我暴露(红外探照灯向外发射红外线、容易被红外探测器发现)而招来火力攻击,而且观察的范围只限于被照明的景物,视距也受到探照灯的尺寸和功率的限制,红外探照灯易被打坏,因而逐步为各种被动式的夜视仪器所代替。
(2)微光夜视仪
夜间的月光、星光、银河系的亮光和大气辉光等,通称为“微光”。利用夜空的微光并加以放大,使人眼能看得见目标图像的一种仪器称为微光夜视仪。微光夜视仪的总体结构与主动式红外线夜视仪基本相同,唯一的区别是省去了红外线光源——红外探照灯,所以它是一种被动式夜视仪器。微光夜视仪的关键部件是像增强器,它把微弱夜天光(其照度低于0.1勒克斯)照明下人眼分辨不清的景物图像转换成人眼可看清的可见光景物图像。微光夜视仪工作原理如下:其光学系统的物镜接收目标反射的自然微光,在像增强器的第一级光电阴极面上形成极为微弱的目标光学图像,经像增强器增强(其亮度增益通常为几万倍)后,在最后一级荧光屏上显示可供人眼观察的目标图像。微光夜视仪构造简单,体积较小,耗电较少,特别是不需人工的红外光源,因而使用安全可靠,不易暴露,从而提高了坦克在夜间的隐蔽性。英军在马岛战争中,借助这种夜视设备最终占领了马岛,就是个明证。但是,微光夜视仪的观察效果和作用距离,受周围环境的自然照度(星光或辉光的亮度)和大气透明度影响较大,在全黑条件下几乎不能工作。与主动红外夜视仪相比,图像不如后者清晰。特别是当天空中有密布的浓云和贴近地面的烟雾与无定向的散射将使景物的照度和对比度明显下降,会严重地影响观察效果。所以在某些坦克上还同时装有主动红外夜视仪或被动红外夜视仪。利用级联式像增强器的微光夜视仪,基本上能符合战术性能要求,但它遇到炮口焰、爆炸闪光等会产生模糊现象,最后一级图像还有畸变,因而不得不时常中断工作。在像增强器的光电阴极和荧光屏之间插入一个具有电子倍增功能的器件,可以避免闪光造成的模糊现象。目前,较先进的微光夜视仪的夜视距离在星光下已达到1600米,月光下已达2700米。如果把像增强器加在电视机的光导摄像管面前,那么电视机就可以在微光下工作,成为全被动放大的夜视仪器。豹Ⅰ坦克上的PZB-200型坦克瞄准镜就是这一种。这种瞄准镜是由安装在坦克炮上方的电视摄像机、两个位于车长和炮长前面的监视器、操纵台和连接电缆组成的。当照度为10-4勒克斯时,使用该瞄准镜可在1500米距离内进行射击。
(3)被动红外夜视仪
大家知道,响尾蛇的眼睛已退化得快成为瞎子了,但它却能敏捷地捉住老鼠及其他小动物,是因为在响尾蛇的眼与鼻之间的小“颊窝”热敏感器官(热源测位器),能接收小动物身上发射出来的红外辐射,周围温度变化在0.003℃它就能感到,且能定方位,引导响尾蛇去猎取食物。被动红外夜视仪就是根据这种现象研制成的。它是利用红外探测器将目标与背景间、目标各部分间的辐射差接收后,形成可见的图像显示出来,是供人观察的一种夜视仪。它可利用人体、坦克发动机废气等发出的微弱红外光源进行观察、瞄准。由于它工作在8~14微米的热红外波段,可将处于常温下的景物的热辐射分布图像加以记录并转换成可见的光图像显示出来,所以又称为热成像仪。M-1和豹Ⅱ坦克均装备有热成像仪。
被动红外夜视仪是利用光学扫描技术和对中、远红外辐射敏感的固体半导体材料,将地物辐射的红外能量转变成电信号,把电信号处理放大后,再转变成电信号,把电信号处理放大后,转变成可见光图像的。来自目标的热辐射通过输入光学镜组(无焦点)照射到扫描器上,并通过一个红外平行光物镜聚焦在探测器上。探测器将热辐射信号转换成电信号。电信号经过相应放大后通过发光二极管转换成可见光。通过平行光镜头将发光二级管射线控制在扫描镜的背面。用这种方式,在任何情况下都必然在机械上保证接收热成像和发光二极管显像的同步性。因此,可以看到在发光二级管组件中产生、由扫描器组合的“热图像”。致冷器的作用是提高系统的灵敏度,减少探测器本身的热辐射。
被动红外夜视仪自身无红外光源,只依赖目标与背景间、目标各部份间的温差而产生的热辐射成像,因而不受周围环境的自然照明条件影响;用它可透过雾、雨、雪观察目标甚至能透过稀疏的丛林进行观察,能透过伪装,探测出隐蔽的车辆和火炮的位置,甚至能辨认机场上刚起不久的飞机留下的“热痕”轮廓;具有良好的隐蔽性,不易被敌方发现和干扰,使用安全可靠;它不会由于炮口焰、炸弹爆炸等产生致盲效应;对坦克发动机和刚发射过的枪管、炮管等具有较强热辐射源的目标,它的视距可达数公里。现代较先进的主战坦克装备的被动红外夜视仪视距一般为1200~1500米,最大已达3000米。但是,热成像仪需要附加的制冷设备不易保证及时更换;冷却探测器的气瓶不易得到,换瓶后制冷器系统的污染也是个问题,角度辨率还比较低,目标的细节难以辨认;它所显示的温度对比图像与可见光对比的图像有所差异,人们观察不习惯;敌方在含有防红外药剂的烟幕或装备防热红外侦察的伪装装置掩护下,可能照常能够机动。
总之,由于坦克上装有这些夜视仪器,在夜间能看清周围的目标,所以坦克变成了夜战的能手。
5.方向机和高低机
对坦克火炮的操纵和稳定是为人们最先注意的问题。现代坦克上装的动力传动装置,以保证最快的瞄准速度并保证迅速地将火力从一个目标转向另一个目标。此外,火炮还需要最小稳定瞄准速度以保证对目标的精确瞄准。现代坦克的最小瞄准速度为0.05°~0.1°/秒不等,而炮塔的急转速度已提高到30°/秒和30°/秒以上。
一代坦克炮有两套操作机构可使用。一套是手工操作,由炮手左手摇动方向机、右手摇动高低机,实施跟踪和瞄准;另一套是电操纵,高低向一般为电液式,由炮长控制,水平向由炮长通过电机放大机控制。前者使用可靠,但速度慢,现代坦克留作备用。后者既可实施高速跟踪,又能实施精确瞄准,是常用机构。早期坦克仅有手工操作机构。
(1)炮塔方向机
坦克炮大都安装在可旋转的炮塔上。在战斗时,炮塔应能同速转动,使火炮对准随时出现的目标,炮塔还应能低速转动以对目标进行精确瞄准,或以某一任意速度转动使火炮跟踪敌人活动目标,进行概略瞄准或行进间瞄准等等。炮塔方向机就是用来回转炮塔的,它一般由炮手操纵,但在近代坦克上,为了使车长发现新的目标时能直接将火炮调转到新目标力向,以提高火力机动性,车长大都能超越炮长直接操纵炮塔。
炮塔方向机一般是由炮塔座圈、方向机减速箱和驱动装置等部分组成的。炮塔座圈相当于一个大的向心推力球轴承,用来支承炮塔,并使炮塔能相对于车体灵活转动。行军时,为了将炮塔可靠地固定住,采用炮塔行军固定器。方向机减速箱简称方向机。它固定在炮塔上,直接用来驱动炮塔。驱动装置用来驱动方向机减速箱。现代坦克在迅速转移火力或者使用稳定器时用动力驱动,即用电驱动或液压驱动。动力驱动的能源是坦克内的蓄电池和发电机。当不使用稳定器或动力驱动装置发生故障而需要转动炮塔时,用于驱动。在采用双向稳定器的坦克上,方向稳定器产生的信号,通过动力驱动装置来驱动方向机减速箱。目前,方向机的转速可快可慢,通常可使炮塔以0.05°~30°/秒的任意转速左右回转,十分灵活。
(2)高低机
高低机固定在炮框左侧,用来赋予现代坦克炮以-10°~+20°的高低射角。高低机主要是由减速机构、保险联轴器和解脱装置组成的。减速机构用来赋予火炮以高低射角和使火炮进行瞄准。保险联轴器用于坦克行进间火炮剧烈颠震时,保护高低机的零件不受损坏。解脱装置用来使蜗杆和蜗轮分离。
手摇瞄准时,转动转轮,动力经减速机构使火炮绕耳轴俯仰。利用稳定器操纵台瞄准时,解脱装置使蜗杆和蜗轮分离,因而火炮不受高低机控制,即可使用稳定器进行高低瞄准,使用高低稳定器时火炮可在0.07°~4.5°/秒速度范围内进行俯仰瞄准,快速地改变射击距离,并准确地捕捉目标。
6.火炮稳定器
坦克在起伏不平或曲折的道路上行驶,会使火炮因车体振动而偏离瞄准角即射角或因坦克转向而偏离原方位角。在这种情况下,即使通过瞄准镜发现了目标,也难以操纵火炮高低机和方向机在短促时间内完成精确瞄准与准确射击。因而需要安装一种自动调节装置,以保证火炮不因车体的振动而改变已瞄准的方位。这种装置就是火炮稳定器,它可将火炮和并列机枪稳定在所赋予的射角和射向上。火炮稳定器分为单向和双向两种。仅有火炮高低稳定的是单向稳定器,也称高低稳定器。不仅能高低稳定,而且也能实现方向稳定的是双向稳定器。现代主战坦克大多装了双向稳定器。采用火炮双向稳定器,可使坦克运动时火炮和并列机枪自动地保持在所赋予的高低和方向位置上,从而提高行进间射击的精度;可用一个操纵台实现高低或水平方向的瞄准,既轻便,又平稳;车长可以超越炮长而直接控制稳定器给炮长指示目标;在火炮不需要稳定时,可用电传动机构来驱动炮塔。
那么,火炮稳定器为什么能使火炮不受车体颠簸的影响呢?这好比人们抱着电视机坐在行驶的汽车上,汽车左右倾斜或前后俯仰,人都能感觉出来,并会通过神经系统驱使身体向相反的方向倾斜或俯仰,从而抵消摇晃、颠簸的作用。坦克火炮稳定器正是一种相当于人体这种功能的装置。它是由测感机构和执行机构组成的。相当于人的感觉器官的测感机构,专门用来测量和感受坦克车体左右摇摆或前后俯仰的角度大小和速度的快慢。相当于人之手脚的执行机构,根据测感机构测量出坦克车体水平摆动、俯仰角的大小和俯仰速度的快慢,使炮身向相反的方向摆动和俯仰,以抵消车体的晃动和颠簸。
火炮稳定器是由陀螺仪组、操纵台、动力油缸、液压放大机、电机放大机和炮塔电功机等组成的。现举例说明其简单原理:例如,火控计算机定出火炮射击高低角是0.1°,高低方向的火炮稳定器就将火炮身管稳定在0.1°的位置上。由于火炮身管受车体上下振动的影响,高低角必然会发生变化。如果炮管台高0.05°,高低稳定器中的测感机构——陀螺仪等就会立刻感受到炮管变化0.05°,并将感受到的这个变化量变成电信号,放大后,通过执行机构——电动机和动力油缸等对火炮加修正力,使炮管迅速向下转动0.05°,恢复到高低角原定的0.1°位置上。此时测感机构就没有信号输出,修正力也就立刻消失,炮管也就不再转动。由于这个修正过程是在很短的时间内完成的,因此,尽管炮管受车体颠簸振动发生变化,但修正合力会使坦克火炮仍能保持在预定射角的允许范围内。双向稳定器与单向稳定器的工作原理基本相同,都是利用陀螺仪的定轴性进行稳定,利用陀螺仪的进动性进行瞄准的。所不同的是为了稳定火炮的方向,将陀螺仪的安装方向转了90°。稳定精度是评定火炮稳定器的主要指标。据报导,M-1坦克、豹Ⅱ坦克高低瞄准的稳定精度是0.2~0.15密位,方向瞄准的稳定精度是0.4~0.3密位。
7.火控计算机
火控计算机是一种自动赋予火炮射角的仪器,是一个数据处理系统,它是火控系统的核心部分。炮长用瞄准镜搜索到目标后,进行瞄准并通过激光测距仪测出日标距离,该距离数据将自动输入火控计算机,火控计算机根据目标距离、选用的弹种、内外弹道数据以及炮管磨损、耳轴倾斜、气温、药温、风力、风向、初速等的修正量(可用各种传感器测量,也可用人工装定)进行弹道解算,解算出的瞄准角和方向提前角被送到瞄准镜并自动装定表尺,同时输出电信号控制火炮稳定器赋予火炮瞄准角和方向提前角,并自动调整好火炮的位置,炮长在瞄准镜内进行二次瞄准即可击发射击。除开始瞄准、二次瞄准和弹种选择外,其他工作程序完全自动化,这不仅缩短了火炮射击时间,而且提高了火炮射击精度,使在1500米射程上的命中率可提高70%以上,即使射程提高一倍仍然可以保持命中率。
火控计算机的种类很多,数字式电子弹道计算机比较先进。因为它既能指挥控制坦克炮的射击,又能指挥控制反坦克导弹的发射,有利于在坦克上采用导弹武器;它比模拟式计算机更能满足增强坦克的火力的要求,而且可与机载、舰载计算机通用;电子弹道计算机的计算精度高,并且有记忆存储、逻辑判断的能力。
火控计算机是由输入装置、运算器、存储器、控制器和输出装置等组成的。简易的火控计算机连存储器都没有,用距离译码来控制运算。输入装置用来输入原始数据和计算程序。存储器用来保存和记录原始数据、运算步骤及中间结果。运算器是对代码进行算术运算和逻辑运算等各种运算的装置。控制器用来实现机器各部份的联系和控制,保证计算过程的自动进行。输出装置用来输出计算结果。
弹道计算机的道理和算盘的道理是一样的:要算一道题,先拿到任务书(相当于计算机的输入装置),然后根据需要把记录在纸上的数据(相当于存储器),有顺序地取到算盘(相当于运算器)上,人用手指拨珠子并决定进行何种运算(相当于控制器),最后把计算结果写在报告书(相当于控制器),最后把计算结果写在报告书(相当于输出装置)上。但是,火控计算机与算盘有不同之处:算盘是一颗一颗珠子拨算,而且要考虑对中间结果的处理,火控计算机则每秒可以自动进行几十万次的运算。装有这么一套先进综合火控系统的主战坦克,无论在白天或黑夜,无论是处于原地还是行进间,都能又准又快地确定火炮射击的方向与高低角,保证火炮迅速地瞄准敌人的目标(静止或活动的目标),并把它们击毁。
㈥ 坦克世界火炮怎么瞄准
坦克火控系统是控制坦克武器(主要是火炮)瞄准和发射的系统,用以缩短射击反应时间,提高首发命中率。按瞄准控制方式分类,现代坦克火控系统可分为扰动式、非扰动式和指挥仪式3类。
发展情况
一、系统发展概况
坦克火控系统从问世到现在,大体上可以分为4代。第一次世界大战末期装备的第一代坦克火控系统只配有简单的光学瞄准镜。这种光学瞄准镜用视距法测距,即如果目标的高度或宽度已知,那么就可通过它在瞄准镜视场中所占的mrad分划数估算出或直接读出目标距离,接着就可装定瞄准角。用这种方法,在900m时,则命中率显着下降。目前,一些坦克的应急工作方式仍然采用这种方法。
50年代装备的第二代坦克火控系统在原光学瞄准镜的基础上增配了体视式或合像式测距仪和以凸轮等为函数部件的机械式弹道计算机,性能比第一代有了明显改进,在1300m距离内,射击标准目标的首发命中率为50%。
60年代初期装备的第三代坦克火控系统由光学瞄准镜、光学测距仪和机电模拟式弹道计算机组成,并且开始配用了一些弹道修正传感器。这种火控系统在1400m的距离内原地对固定目标的首发命中率为50%。
上述3代坦克火控系统的缺点是不能预测运动目标的射击提前角,因此不能射击运动目标,而且由于没有一种比较理想的测距仪器,命中率比较低。随着激光技术的出现和发展,出现了激光测距仪。激光测距仪是一种精度高、操作简易、快速的测距仪器,与火控计算机等组合成的火控系统是提高坦克火炮命中率的重要途径。因此,美国休斯飞机公司(Hughes Aircraft Co.)从1965年底,试验用的样机研制成功,定名为柯贝达(Cobelda),后来改名为萨布卡(SABCA)。休斯飞机公司根据从该火控系统中所获得的经验,正式为M60A3坦克设计了带激光测距仪的综合火控系统,主要由测瞄合一的车长激光测距瞄准镜、炮长昼夜瞄准镜、数模混合式火控计算机、目标角速度测量装置以及各种弹道修正量传感器组成,能在坦克短停时射击固定或运动目标。自动输入火控计算机的修正量有炮耳轴倾斜、横风和目标角速度,人工装定的修正量有气压、气温、药温、炮膛磨损和弹种等。在2000m的距离内,原地对固定目标射击时火控系统的首发命中率为90%。
进入70年代后,世界各国都相当重视坦克火控系统的现代化。不少国家研制成功并装备了综合坦克火控系统。
最近10多年来新发展的坦克火控系统,一部分是为了改装现装备的老式坦克而设计的,一部分是为新研制的坦克而设计的。尽管这些新发展的火控系统在总体结构、瞄准控制方式和性能数据上各有差异,但是所采用的技术却有许多共同或相似之处,反映了坦克火控系统的发展动向。目前对新型坦克装备的火控系统的基本要求如下:
快速发现、捕获和识别目标;
反应时间短;
远距离射击首发命中率高;
坦克行进间能射击固定或运动目标;
全天候和夜间作战能力强;
操作简便,可靠性高;
配有自检系统,维修简便;
具有较高的效费比。
对改装老式坦克用的火控系统的基本要求如下:
在与老式坦克性能相匹配的前提下,基本上满足现代先进坦克火控系统的某些要求;
安装简单迅速,通用性好,既适用于西方国家制造的老式坦克,也适用于苏制T系列坦克;
坦克改动量小,改装成本低;
可靠性高,操作和维护简便;
功耗低,尽量利用车辆上原有的电源;
体积小,不过多地占用坦克炮塔内的有效空间。
二、部件发展概况
现代坦克火控系统一般由光电观瞄设备、火控计算机、弹道修正量传感器以及火炮稳定和控制系统等组成。
1.光电观瞄设备
现代坦克火控系统的光电凤瞄设备通常包括昼用光学瞄准镜和夜视仪器。对一个完善的坦克火控系统来说,车长和炮长都单独配有光学主瞄准镜和辅助瞄准镜。炮长主瞄准镜采用望远式或潜望式两种结构,基本上都与激光测距仪和夜高仪器组合,构成测瞄合一或昼夜合一的结构,目前日益增多的观瞄设备为昼、夜、测距三合一结构。车长主瞄准镜多用周视潜望式结构。为了提高搜索、识别和跟踪目标的能力,车长和炮长主瞄准镜通常采用变倍物镜和大口径物镜。低倍率、大视场用于战场监视和搜索目标;高倍率、小视场用于识别、跟踪和瞄准目标。
为了提高瞄准精度和操作简便,现代坦克火控系统的车长和炮长瞄准镜还配用了阴极射线管和其他电子装置,能将弹道瞄准标记、激光测距仪测得的距离数据以及准直调整。
70年代以前,坦克夜视仪器通常采用主动红外装置,隐蔽性不好,容易被敌方发现,成为攻击的目标。70年代以来采用了微光夜视仪(包括一代和二代像增强器)和微光电视。在星光条件下,两者对坦克的作用距离都可达到1000m以上。80年代初,第一代被动热像仪开始装备在如M60A3、M1和豹2等坦克上。微光夜视仪在无月光、星光夜晚的作用距离受到限制,并受烟雾影响,还不能发现伪装目标。热像仪除了克服微光夜视仪的上述缺点外,还有可能根据目标的热特征而实现自动跟踪目标。目前大多数热像仪所用的探测器材料为碲镉汞,工作波段为8~14μm,对坦克的识别距离可达2000m以上。例如安装在比利时LRS-5型坦克火控系统中的TTS型坦克热像仪,对坦克的发现距离是4~5km,对坦克的识别距离是2~2.3km。
2.火控计算机
火控计算机是现代坦克火控系统的核心部件,主要功能是根据弹道修正量传感器自动输入的和人工装定的各种弹道参数,求解弹道和射击提前角方程,并自动将射角和方位角信息传送给瞄准镜以及火炮伺服系统。火控计算机从问世至今,大体上有机械模拟、机电模拟、全电子模拟、数模混合式和数字式5种类型。现代坦克火控系统除少数采用模拟式和数模混合式外,大部分采用数字机,而这些数字机中大多数是微型计算机。由于坦克内的空间有限,要求整个火控系统的体积小、功耗低,因而使用微型计算机非常合适。采用微型机可使火控系统实现模块化、可靠性高、便于快速检修,微型机的成本也比较低。由于以上这些优点,目前采用微型机的火控系统很多,而且会越来越多。
现代坦克火控系统一般至少可计算4个弹种的射击诸元,最大计算距离一般为4000m弹道计算精度一般为0.1mrad①,用脱壳穿甲弹对距离1500m、2.3×2.3(m)的运动目标射击,能使首发命中率达到80%以上。
3.弹道修正传感器
为了提高弹道计算精度和首发命中率,现代坦克火控系统除用测距仪测距外,还采用了目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、弹种、定起角、炮口偏移、弹丸偏流、视差、气温、气压、炮膛磨损、药温等修正量。从理论上讲,配用的修正量传感器越多,自动化程度越高,命中率也越高,但随之成本增高,发生故障或遭到损坏的可能性增大。因此不一定传感器越多越好,譬如第一批豹2上装有很多修正量自动传感器,而第二批豹2坦克上不再安装气象传感器,气温、气压、药温由人工装定。
现代坦克火控系统所配用的自动修正量传感器大体有3种情况。
第一种情况是配有一、二种自动传感器,如日本74式坦克火控系统只配有距离传感器(激光测距仪),其他如药温、炮耳轴倾斜、炮膛磨损、视差等弹道修正量都是手动输入。
第二种情况是配有许多自动修正量传感器。如比利时萨布卡坦克火控系统,除弹种手动输入外,配有距离、目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、气压、气温、药温等多种自动传感器。联邦德国的综合坦克火控系统和莱姆斯塔(LEMSTAR)坦克火控系统除人工输入弹种、炮膛磨损外,配有距离、目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、气温、气压、药温等多种传感器。
第三种情况是配有距离、目标运动角速度、炮耳轴倾斜,或再加上横风传感器,其他修正量由人工输入,属于这种情况的火控系统数量最多,如美国的M60A3、M1、英国的IFCS等。它的优点是系统不太复杂、成本不太高,但又反一些最重要的和随时可变、不便于手动输入的修正量用自动传感器输入,而药温、气温、气压和炮膛磨损等在作战前有充分的时间预先人工输入。即使系统不过于复杂,又保证了首发命中率高的要求。
激光测距仪是现代坦克火控系统的一种最好的距离传感器。它的测距精度高,而且与测程的远近无关;测距迅速;距离数据可以直接以数字显示并传送给火控计算机;激光的光束窄,因而角分辨率高,不易受地物杂波的影响和对方的干扰;激光测距仪的体积小、重量轻;操作和训练简便。这些独特的优点极好地满足了现代坦克火控系统对距离传感器的要求,成为组成现代坦克火控系统必不可少的部件。多次的实际射击试验也证明,坦克火控系统配用激光测距仪后,首发命中率可提高到80%以上。特别是远距离射击时,首发命中率的提高更显着。
坦克激光测距仪从问世到现在已经发展了两代。目前正在发展第三代——CO2激光测距仪。现代坦克火控系统除少数还装备第一代——红宝石激光测距仪,如美国M60A3坦克和日本74式坦克,其他绝大多数都装备了第二代——钕激光测距仪,其中多数用Nd:YAG激光器,少数用钕玻璃激光器。与红宝石激光测距仪相比,钕激光测距仪的优点是发射1.06μm的近红外光,隐蔽性好,其他优点还有耗电少、效率高、轻小等。激光测距仪的测程约为200~10000m,测距精度约为±5m或±10m,束散为0.5~1mrad,脉冲重复频率为每分种几次到几十次。
激光测距仪除极少数因改装老式坦克需要而采取测瞄分离的结构之外,绝大多数都与炮长主瞄准镜或车长主瞄准镜组合成一体,构成测瞄合一的结构。
抑制假目标回波是激光测距仪中一项重要的技术问题,关系到测距数据是否可靠,从而直接关系到首发命中率的问题。现采用以下方法抑制假目标回波:
用距离选通法抑制最小选通距离以内的假目标,最小选通距离由操作手装定;
存储并显示多个目标距离数据,供炮长或车长进行判断选择;
用首末脉冲距离逻辑电路抑制假目标回波;
偏振分辨法,即利用目标反射光与微粒(如烟、雾)散射光偏振性能不同来抑制假目标回波,这种方法要求激光器输出平面偏振光,并且在接收器前要加检偏器。
除上述方法外,有的坦克激光测距仪还采用一些辅助方法来验证激光测距仪所测距离是否正确,如英国ICS火控系统中所用的激光测距瞄准镜用大小与距离成反比的椭圆瞄准光环来验证所测距离是否是目标的距离。
现代坦克火控系统常用的目标角速度测量装置主要有速度陀螺、测速电机和光电编码器3种,只要测出瞄准镜或火炮跟踪目标的角速度就测出了目标的角速度。瞄准镜上安装的速度陀螺是瞄准镜稳定系统的一个部件,此外还兼作目标角速度传感器。
常用的炮耳轴倾斜传感器有摆式和垂直陀螺等。垂直陀螺适用于行进间测量炮耳轴倾斜,比较先进的坦克火控系统(如豹2和比利时的通用坦克火控系统)一般采用这种装置。
横风传感器有被电流加热的热敏电阻式、螺旋桨式和球式几种。
炮膛磨损修正量采用数字逻辑电路,其原理是将每种弹等效的磨损系数与已发射过的每种弹的数量的乘积累加起来,就形成了炮膛的等效总磨损量。炮膛磨损也可人工装定。
4.火炮与瞄准线稳定与伺服系统
现代战争要求坦克具有行进间射击或行进间短停射击目标的能力,这就必须配备火炮稳定和瞄准线稳定系统。稳定系统的发展大体上经历了3代。前两代稳定系统主稳定火炮,瞄准线随动于火炮。
第一代稳定系统叫做双陀螺稳定系统,在高低和方位稳定系统中每套只有1个速度陀螺,用来传感火炮和炮塔的角速度,此信号经放大后来控制火炮伺服系统,起到稳定火炮的作用。这种稳定系统可以在行进间粗略稳定火炮,但不能行进间射击,要求射击前短停精确控制火炮。
第二代稳定系统又称为4陀螺稳定系统。即在火炮高低和方位伺服控制回路中各包括两个陀螺。一般来说,一个是位置陀螺(3自由度陀螺),一个是速度陀螺(2自由度陀螺)。速度陀螺在有的系统中提供扰动变量前馈控制信号(如豹1A3),有的起速度反馈作用(如T-62坦克)。第二代系统比第一代系统反应迅速、稳定精度高,火炮能在行进间瞄准,射击前短停的时间比第一代可缩短一些,但仍不能行进间射击。
第三代稳定系统是独立稳定瞄准线的指挥仪式系统。这种系统与瞄准控制方式中的指挥仪式坦克火控系统系同一种系统。
稳定系统也伺服控制系统是紧密结合在一起的,两者的大部分部件都是共用的。目前稳定和伺服控制系统有电液式和电动式两种类型。美国、联邦德国和法国装备的坦克基本上都是电液式的,而英国的是电动式的,苏联坦克稳定器在高低向是电液式的,方位向是电动式的。美国卡迪拉克·盖奇(Cadillac Gage)公司生产的电液式稳定系统为美国M47、M48、M60坦克以及联邦德国和比利时装备的豹1坦克所采用。英国的炮控稳定系统都是全电动式的,而且都由马可尼雷达(Marconi Radar)公司生产,包括用于奇伏坦坦克的GCENo.7双向稳定系统,用于改装逊邱伦的GCE576或GCE581系统以及用于维克斯MK3坦克的GCE620炮控稳定系统,这些系统的末级功率放大装置都是电机放大机。马可尼雷达公司又为蝎式、狐式等轻型坦克研制成功了PD700型炮塔和火炮电力驱动系统,采用可控硅功率放大器作为末级功率放大器,优点是快速回转和慢速平滑跟踪性能优良、效率高、耗电少、工作时噪声小。
近年来,采用全电动系统的坦克越来越多,如法国的AMX勒克莱尔、日本的90式、以色列的梅卡瓦3、巴西的EE-T1等,联邦德国的下一代主战坦克KPz2000也打算采用。全电动系统的主要优点是安全性好(无液压油,不易着火)。
瞄准线稳定和控制系统采用的是小功率电气伺服控制系统。
瞄准控制方式
坦克火控系统大体采用扰动式、非扰动式和指挥仪式3种瞄准控制方式。采用扰动式的主要有英国的IFCS、SFCS600火控系统和美国的M60A3、日本的74式坦克火控系统等。采用非扰动式火控系统的如瑞典的IKV-91坦克火控系统、E型坦克火控系统、比利时的萨布卡火控系统、联邦德国的综合坦克火控系统等。指挥仪式火控系统在美国的M1、联邦德国的豹2、日本的90式、法国的勒克莱尔、意大利的C1、以色列的梅卡瓦3型等坦克上得到广泛应用。
1.扰动式
在扰动式火控系统中,瞄准镜与火炮用平行四边形(也称四联杆)机构连接,瞄准线和炮轴线是平行的。当炮长用手控装置调转火炮时瞄准镜就随动于火炮,因此炮长可以通过瞄准镜捕获和跟踪目标,并且在跟踪过程中测定目标距离和角速度。火控计算机根据输入的目标距离、角速度、倾斜角和各种弹道修正量,计算出射击提前角,然后将信号传输给瞄准线偏移装置,使瞄准线产生偏移。其偏移量相应于射击提前角,偏移方向和火炮运动方向相反。当炮长发现瞄准线偏离目标后,就用手控装置调转火炮使偏离的瞄准线重新对准目标。这时火炮就调转到提前位置上,可以进行射击。这个从“偏移”到“重新对准”的过程,叫做扰动过程。这种瞄准控制方式称为扰动式。
扰动式火控系统又分为扰动式手动调炮和扰动式自动调炮两种。在扰动式手动调炮的火控系统中,火控计算机算出的射击提前角只传输给瞄准镜,不传输给火炮。炮长需要用手控制装置调转火炮,使弹道瞄准标记重新压住目标。在扰动式自动调炮的火控系统中,火控计算机算出的射击提前角不但传输给瞄准镜,而且通过按压自动瞄准开关同时传输给火炮。扰动手动调炮的典型例子是英国的SFCS600火控系统,扰动式自动调炮的典型例子是英国的IFCS火控系统。
扰动式火控系统的主要优点是结构简单,成本低,比较适合于改装老式坦克;缺点是系统反应时间较长、容易产生滞后,操作难度与大一些。但是这些缺点在扰动式自动调炮火控系统中都得到不同程度的克服。
2.非扰动式
在非扰动式火控系统中,火控计算机算出的射击提前角同时传输给瞄准镜和火炮传动装置,使火炮自动调转到提前位置上,而瞄准镜传动装置则控制瞄准镜朝相反方向转动同样的角度。由于瞄准线和炮轴线同时受射击提前角信号控制,朝相反方向移动,所以瞄准线和目标之间的相对运动速度等于零,这样瞄准线就能始终保持对准目标,看不出扰动的过程。非扰动式火控系统的主要优点是结构不太复杂、系统反应速度快和跟踪平稳性好。
扰动式和非扰动式火控系统的共同缺点是由于瞄准线没有独立稳定,即使火炮稳定了,但由于火炮质量大,难于达到很高的稳定精度;由于火炮和瞄准镜机械连接,火炮的不稳定因素容易影响瞄准线的瞄准精度,使火控系统的动态精度受影响,因而使这两种火控系统不能完全满足进行间射击的要求,仅适于短停射击。
3.指挥仪式
为了提高行进间射击精度,近年来研制的新型主战坦克多数采用指挥仪式火控系统。它的基本特点是瞄准镜与火炮分开安装,火炮和瞄准镜都是独立稳定的。炮长用手控装置驱动瞄准镜,使瞄准线始终保持对准目标。火炮不是由炮长驱,而是通过自同步机(或旋转变压器)及火炮伺服系统随动于瞄准线。火控计算机所算出的射击提前角不传输给瞄准镜传动装置,只传输给火炮和炮塔伺服系统。这样火炮就可调转到提前位置上,而瞄准镜仍然保持跟踪目标。指挥仪式坦克火控系统通常配有火炮允许射击电路,当火炮调转到提前位置上时该电路向炮长显示火炮已经到位,可以实施射击。
指挥仪式坦克火控系统大体上有以下3种类型:(1)炮长和车长瞄准镜都配有独立的双向稳定装置;火炮也配有双向稳定装置,既可随动于炮长瞄准镜又可随动于车长瞄准镜,如豹2坦克火控系统。(2)炮长瞄准镜独立稳定,车长瞄准镜不配稳定装置,火炮只能随动于炮长瞄准镜而不能随动于车长瞄准镜,如美国M1坦克火控系统。(3)仅独立稳定车长主瞄准镜,炮长主瞄准镜不稳定。火炮只能随动于车长瞄准镜,不能随动于炮长瞄准镜,如英国的AFCS火控系统和法国柯斯达克坦克火控系统。
指挥仪式火控系统的优点是系统反应时间短、行进间射击精度高和操作比较容易。缺点是结构复杂、成本高。
性能比较
联邦德国的豹2坦克火控系统是目前已装备的最完善的火控系统,现将各国已装备、即将装备或已研制成功的比较先进的坦克火控系统与豹2坦克火控系统进行比较(见下页表)。
从该表可以看出,法国勒克莱尔坦克火控系统、意大利OG14L3坦克火控系统(装备于C1坦克)和豹2坦克火控系统所采用的主要技术是很近似的,都采用了已成熟的目前所能达到的最先进的技术。勒克莱尔还采用了上表所列以外的一些新技术,例如火控系统由共用1条数据总线的多微处理机系统来控制并进行检测。另外,还准备在首批200辆坦克生产之后采用一些改进措施,如全天候目标自动跟踪器、激光报警器、激光风速仪、话间操作控制器等。
为了降低成本,美国的M1坦克炮长瞄准镜只在高低向独立稳定,方位向不稳定,而且车长不单独配用瞄准镜,车长瞄准镜是炮长主瞄准镜的光学延伸,由于采取了这些措施和其他一些降低成本的措施,使M1坦克火控系统的成本实际降低到坦克总成本的20%,比原来规定的23%还要少。但性能上也受到一些影响,实验表明:M1坦克的射击精度比豹2坦克的稍差。
所列的其他坦克火气象系统也主要从降低成本考虑,车长瞄准镜不进行双向独立稳定。
比较坦克火控系统所配用的夜视仪器可以看出,有些国家如中国、苏联、瑞典等国的火控系统配有微光夜视仪,未配备热像仪。如上所述,热像仪比微光夜视仪具有较多的优点,所以用热像仪来取代微光夜视仪将是这些火控系统有待改进的一个方面。 英国的挑战者坦克炮长瞄准镜不独立稳定,因此它采用的瞄准控制方式是扰动式(自动调炮)的。其反应时间比指挥仪式的要长一些。
发展趋势
坦克火控系统的发展趋势如下:
1.测距仪
现在大多数国家的坦克火控系统都采用了Nd:YAG激光测距仪。今后的发展方向是发射10.6μm波长激光的CO2激光测距仪。这种测距仪具有对人眼的安全性好、穿透战场烟雾能力强、与工作在8~14μm波段的热像仪具有很好的兼容性等优点。因此,目前很多国家都很重视对它的研究,估计90年代将有可能将CO2激光测距仪装备到坦克上。
现在坦克火控系统中还出现了一种新的激光测距仪,这就是在联邦德国的MOLF坦克火控系统中已采用的喇曼(Raman)频移Nd:YAG激光测距仪。它是豹2坦克现用的CE628型激光测距仪的进一步发展,在原来的Nd:YAG激光器中加了1个喇曼频移盒,利用喇曼效应,激光器的波长由1.06μm频移到1.5μm,这种波长的激光不会损伤人的眼睛。
2.光电观瞄设备
在好天候条件下,将继续使用光学瞄准镜搜索和跟踪目标。夜间观瞄装置采用热像仪的越来越多。热像仪在性能上比像增强技术好,有些原装备微光夜视仪的火控系统也纷纷用热像仪进行改装。目前有些国家已着手研制第二代凝视焦平面阵列热像仪。
还有一种独特的夜视设备就是带热点探测器的微光电视,热点探测器将探测到的目标位置以红色闪烁光点准确地指示出来,并迭加到微光图像上。由于有热点探测器,因此不论环境照明条件如何,可以发现远距离的目标和低对比度及伪装的目标。而且由于使用了微光电视,因此在识别目标时有较高的分辨率。
为了提高坦克在夜间、雨、雪、浓雾和深烟条件下的全天候作战能力,发现目标并向火控计算机提供可靠的目标位置数据,并便于实现自动跟踪,未来有些坦克火控系统将可能采用毫米波雷达。美国已研制了斯塔特尔(ATSRTLE)坦克火控系统,采用了频率为94GHz的毫米波雷达,并装在M60A3坦克上进行了试验。
3.火控计算机
80年代新装备的坦克火控系统几乎一致地都采用数式火控计算机,而且绝大多数是微处理机。随着计算机软、硬件技术的不断发展,微处理机系统的成本不断降低,在坦克内采用共用总线的多微处理机系统是一种发展趋势。在这种系统中,通过数据总线,坦克乘员能获得坦克所有子系统的数据。例如,车长可象驾驶员一样方便地知道燃料箱里还剩下多少燃料,他还能立刻知道自动装弹机中所剩下的弹数和目前坦克在什么地方等等。车辆系统中各部件的工作和测试也都由多微处理机系统控制和管理。这种系统结构的另一个优点是可以提高系统的可靠性,当一台微处理机发生故障时,系统可以重新编排结构,工作正常的微处理机可以代替有故障的微处理机的工作。
4.弹道修正传感器
近年来除了如目标角速度、炮耳轴倾斜、气温、气压等传统的弹道传感器仍在继续发展外,还出现了一些新的弹道修正传感器。
国外近斯发现坦克炮射击的重要误差来源是炮口的运动,炮口运动是由火炮的快速连续射击及环境条件的改变所引起的。根据美国所作的实验表明,安装炮口校正装置,可将炮口偏移误差从几mrad,降至0.1mrad,从而大大提高火炮的射击精度。美国已研制成精度为±0.03~0.1mrad,频率响应为5kHz的炮口校正系统。法国第三代坦克勒克莱尔也将采用炮口校正装置。
美国陆军目前正在进行激光测量风速的研究工作,已研制出了小型化的实验装置。激光器发射单频激光,激光遇到风载微粒向后散射,产生多普勒频移信号,利用外差探测法进行检测,从而测出风速。法国的勒克莱尔坦克也将采用激光风速仪。
为了充分发挥采用微处理机的数字式火控系统的优点,正在发展一些新的数字式弹道自动修正传感器,这样可以省掉一些模数转换装置,从而降低火控系统的复杂性和成本。
5.瞄准控制方式
由于指挥仪式火控系统具有行进间射击精度高,反应时间短,操作比较容易等优点,各国比较先进的新型坦克多数采用这种瞄准控制方式。预计在今后相当一段时间内,指挥仪式火控系统仍然是各国发展新坦克火控系统的主流。与此相适应,则发展高精度的稳定系统,如法国勒克莱尔的炮长主瞄准镜的稳定精度达到0.05mrad。
6.自动跟踪技术
自动跟踪技术可以减轻炮长的工作负担,缩短系统的反应时间,消除车体不稳定和人工跟踪不稳定所带来的误差,提高跟踪精度。因此也是今后坦克火控系统发展的热门课题之一,实现自动跟踪可借助于毫米波雷达、激光雷达、电视自动跟踪和热成像自动跟踪等技术。
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坦克是具有强大直射火力、高度越野机动性和坚固防护力的履带式装甲战斗车辆。它是地面作战的主要突击兵器和装甲兵的基本装备,主要用于与敌方坦克和其它装甲车辆作战,也可以压制、消灭反坦克武器,摧毁野战工事,歼灭有生力量。坦克的研制是从第一次世界大战开始的,当时为了突破敌方由壕沟、铁丝网、机枪火力点等组成的防御阵地,迫切需要一种集火力、机动力和防护力为一体的新式武器。于是,英国于1915年开始研制坦克,第二年就投入生产,并参与了1916年9月15日的对德作战。这种称为游民I型的坦克靠履带行走,能驰骋疆场,越障跨壕,不怕枪弹,无所阻挡,很快就突破德军防线,从此开辟了陆军机械化的新时代。从那时起到现在,世界上已经建造了十几万辆坦克,成为各国陆军、海军陆战队和空降兵的主战武器。
一种集火力、机动力和防护力为一体的新式武器。于是,英国于1915年开始研制坦克,第二年就投入生产,并参与了1916年9月15日的对德作战。这种称为游民I型的坦克靠履带行走,能驰骋疆场,越障跨壕,不怕枪弹,无所阻挡,很快就突破德军防线,从此开辟了陆军机械化的新时代。从那时起到现在,世界上已经建造了十几万辆坦克,成为各国陆军、海军陆战队和
空降兵的主战武器。
过去,人们习惯上按照坦克的重量将坦克分为重、中、轻三类,最重的坦克是二次世界大战期间德国建造的鼠式坦克。它比现代坦克重三、四倍,达188吨,车长9米,高3.66米,宽3.67米,正面装甲厚达200毫米,能爬30度斜坡,跨越4.5米壕沟,攀登072米的垂直障碍,并能涉2米深的水,有8名乘员。坦克上装有150毫米火炮和两挺机枪。轻型坦克只有10-20吨,多为水陆两用坦克,装有85毫米口径的火炮,主要是用于空降或陆战队使用。60年代以后,由于二战时期的坦克逐步退役,新建坦克的现代化程度大大提高,所以习惯上把在战场
上执行主要作战任务的坦克统称为主战坦克。现在世界上最先进的主战坦克是助年代以后研制的俄国的T—80、美国的MIAI、德国的豹11、英国的挑战者、以色列的梅卡瓦和日本的细式等。这些坦克的战斗全重一般为40-60吨,越野速度35-55公里每小时,最大速度72公里每小时,载有3-4名乘员。坦克的主要武器是105-125毫米口径火炮,直射距离一般在2000米左右,射速每分钟6-9发,弹药基数为39-60发。
火力、机动力和防护力是现代坦克战斗力的三大要素。火力的强弱主要取决于坦克的观瞄系统、火炮威力和弹药的威力。现代坦克一般采用先进的计算机、红外、微光、夜视、热成像等设备对目标进行观察、瞄准和射击。坦克炮可以发射穿甲、破甲、碎甲和榴弹等多种类型的炮弹,还可发射炮射导弹。不同类型的穿甲弹对目标的破坏程度有所不同,一般在2000米距离上能够穿透400毫米厚的装甲,在1000米距离上可穿透660毫米厚的装甲,破甲厚度可达700毫米。除具有较大的破坏威力外,坦克炮的命中精度也很高,2000米原地对固定目标射击可达80%,1500米行进间对活动目标射击能达到60%以上。如果再配合使用激光半生动制导炮弹,命中精度还会大大提高。不难看出,坦克炮的命中精度和导弹相差不大,且穿甲、破甲和碎甲威力大大优于导弹,所以各国主战坦克仍以火炮为主要攻击武器。
组成
坦克由坦克武器系统、坦克推进系统、坦克防护系统、坦克通信设备、坦克电气设备及其它特种设备和装置组成。
总体结构
现代坦克大多是传统车体与单个旋转炮塔的组合体。按主要部件的安装部位,通常划分为操纵、战斗、动力-传动和行动4个部分。
操纵部分(驾驶室)通常位于坦克前部,内有操纵机构、检测仪表、驾驶椅等;战斗部分(战斗室)位于坦克中部,一般包括炮塔、炮塔座圈及其下方的车内空间,内有坦克武器、火控系统、通信设备、三防装置、灭火抑爆装置和乘员座椅,炮塔上装有高射机枪、抛射式烟幕装置等;动力传动部分(动力室)通常位于坦克后部,内有发动机及其辅助系统、传动装置及其控制机构、进排气百叶窗等;行动部分位于车体两侧翼板下方,有履带推进装置和悬挂装置等。
在总体布置上,大多数坦克是是驾驶室在前,战斗室居中,动力-传动室在车体后部且发动机纵置。有的坦克将发动机横置,有的坦克将动力-传动装置布置在车体前部。
坦克乘员多为4人,分别担负指挥、射击、装弹、驾驶等任务。有些坦克采用了坦克炮自动装弹机,这样就不需要装填手,通常为3名乘员。
武器系统 主武器多采用120毫米或125毫米口径的高压滑膛炮。炮弹基数一般为40~50发,主要弹种有尾翼稳定的长杆式脱壳穿甲弹和多用途弹。脱壳穿甲弹采用高密度的钨合金或贫铀合金弹芯,初速达1650~1800米/秒,在通常的射击距离内,可击穿500余毫米厚的均质钢装甲。多用途弹对钢质装甲的破甲深度可达600毫米左右,而且兼备杀伤爆破弹功能。各种炮弹多采用带钢底托的半可燃药筒。有的坦克炮有自动装弹机,有的坦克炮可发射反坦克导弹(也称炮射导弹)。
辅助武器多采用7.62毫米并列机枪、12.7毫米或7.62毫米高射机枪,有的装有榴弹发射器。
现代坦克普遍装备了以电子计算机为中心的火控系统,包括数字式火控计算机及各种传感器、炮长和车长瞄准镜、激光测距仪、微光夜视仪或热像仪、火炮双向稳定器和瞄准线稳定装置、车长和炮长控制装置等。火控计算机用微处理机作中心处理装置;测距仪多用掺钕钇铝石榴石或钕玻璃激光器、二氧化碳激光器;传感器可自动输入多种信息,供计算火炮瞄准角和方位提前角;炮长主瞄准镜多为可昼夜测距、瞄准的组合体装置,并配有瞄准线稳定装置,车长主瞄准镜一般为周视潜望式。
现代新型主战坦克,火炮俯仰范围-6°~+20°,火炮和炮塔为电液或全电式驱动,炮塔最大回转速度0.393~0.995弧度/秒,射击反应时间6~12秒,首发命中率65%~90%。
推进系统
多采用废气涡轮增压、中冷、多种燃料发动机,有的采用了电子控制技术,M1和T-80坦克安装了燃气轮机。发动机功率多为883~1103千瓦,转速2300~2600转/分,单位体积功率达543~794千瓦/米,燃油消耗率231~271克/千瓦小时。
传动装置多采用电液操纵、静液转向的双功率流动液行星式,将动液变矩器、行星变速箱、静液或动静液转向机构、减速制动器等部件综合成一体,功率密度有的高达811千瓦/米。T-72、T-80坦克传动装置,采用了两个与侧传动器相组合的机械行星式变速箱。
坦克行动装置多采用带液压减震器的扭杆式悬挂装置,有托带轮的小直径负重轮式和销耳挂胶的橡胶金属履带式履带推进装置。90式和“挑战者”等坦克采用了液气式或液气-扭杆混合式悬挂装置。
坦克单位功率多为20千瓦/吨左右,最大速度55~72千米/时,越野速度30~55千米/时,最大行程300~650千米。
坦克通行能力:最大爬坡度约30°越壕宽2.7~3.15米,过垂直墙高0.9~1.2米,涉水深1~1.4米。多数坦克装有导航装置和随车携带有可拆卸的潜渡装置。
防护系统
车体和炮塔前部多采用金属与非金属复合装甲,车体两侧挂装屏蔽装甲,有的坦克在钢装甲表面挂装了反应装甲,有效地提高了抗弹能力,特别是防破甲弹穿透能力。坦克正面通常可防御垂直穿甲能力为500~600毫米的反坦克弹丸攻击。
为扑灭车内火灾和防止破甲弹穿透装甲后引起车内油气混合气爆炸,车内多装有自动灭火抑爆装置。为减轻核、化学、生物武器的杀伤破坏,车内安装有三防装置,有的在乘员室的装甲内表面附设有削减中子流贯穿的防护衬层。此外,还配有烟幕装置及其它伪装器材和光电对抗设备,并采取进一步降低车高,合理布置油料和弹药,设置隔舱等措施,使坦克的综合防护能力显着提高。
通信设备
一般装有一部短波或超短波调频电台和一套坦克车内通话器,车外有用于步坦联络的通话盒,指挥坦克通常装备两部电台。现代坦克电台多采用集成电路,带有保密机、抗干扰装置和微处理机控制器,最大通信距离可达25~35千米。
电气设备
电源采用低压直流供电体制,多装有一台功率为10~20千瓦的硅整流交流发电机和4~10块容量达300~600安培小时的蓄电池,T-72坦克采用了直流的起动-发电两用电机。坦克各控制系统引入了大量电气、电子部件,有的用电装置采用了自动程序控制,并开始形成一个信息传输、功率控制、数据处理和故障自检的多路传输的统一控制体系。
分类
20世纪60年代以前,坦克多按战斗全重和火炮口径分为轻、中、重型。通常轻型坦克重10~20吨,火炮口径不超过85毫米,主要用于侦察、警戒,也可用于特定条件下作战。中型坦克重20~40吨,火炮口径最大为105毫米,用于遂行装甲兵的主要作战任务。重型坦克重40~60吨,火炮口径最大为122 毫米,主要用于支援中型坦克战斗。英国曾一度将坦克分为步兵坦克和巡洋坦克。步兵坦克装甲较厚,机动性能较差,用于伴随步兵作战。巡洋坦克装甲较薄,机动性能较强,用于机动作战。
60年代以来,多数国家将坦克按用途分为主战坦克和特种坦克。现在,主战坦克已经取代了传统的中型和重型坦克,是现代装甲兵的主要战斗兵器,用于完成多种作战任务。特种坦克是装有特殊设备、担负专门任务的坦克,如侦察坦克、空降坦克、水陆坦克、喷火坦克等,多为轻型坦克。
简史
乘车战斗的历史,可以追溯到古代,中国早在夏代就有了从狩猎用的田车演变而来的马拉战车。但坦克的诞生,则是近代战争的要求和科学技术发展的结果。
问世 第一次世界大战期间,交战双方为突破由堑壕、铁丝网、机枪火力点组成的防御阵地,打破阵地战的僵局,迫切需要研制一种火力、机动、防护三者有机结合的新式武器。1915年,英国政府采纳了E.D.斯文顿的建议,利用汽车、拖拉机、枪炮制造和冶金技术,试制了坦克的样车。1916年生产了Ⅰ型坦克(图2),外廓呈菱形,刚性悬挂,车体两侧履带架上有突出的炮座,两条履带从顶上绕过车体,车后伸出一对转向轮。该坦克乘员8人,有“雄性”和“雌性”两种。“雄性”装有2门57毫米火炮和4挺机枪,“雌性”仅装5挺机枪。1916年9月15日,有49辆Ⅰ型坦克首次投入索姆河战役。当时为了保密,英国将这种新式武器说成是为前线送水的“水箱”(英文“tank”)。结果这一名称被沿用至今,“坦克”就是这个单词的音译。
一战期间,英、法和德国共制造了近万辆坦克,主要有:英Ⅳ型、A型,法“圣沙蒙”、“雷诺”FT-17(图3),德A7Ⅴ坦克等。其中,法国的“雷诺”FT-17坦克数量最多(3000多辆),性能较好,装有单个旋转炮塔和弹性悬挂装置,战后曾为其它国家所仿效。
这些早期坦克,结构形式多样,有固定的顶置炮塔或侧置炮座,也有旋转式炮塔或无炮塔结构,装有37~75毫米口径的短身管、低初速火炮和数挺机枪,或仅装机枪。坦克转向,有的靠离合器和制动器系统,有的靠与两条履带分别联动的辅助变速箱或电动机,有的由两套发动机变速箱组分别驱动两条履带,靠变换两履带速比转向。坦克战斗全重7~28吨,单位功率2.6~4.8千瓦/吨,最大行程35~64千米,装甲厚度5~30毫米。
由于当时技术水平的限制和生产设备简陋,坦克性能较低,其火力主要用于歼灭有生力量,装甲只能防御枪弹和炮弹破片,没有无线电通信设备和光学观察瞄准仪器,行驶颠簸、速度缓慢,机械故障频繁,乘员工作条件恶劣。早期的坦克只能用于引导步兵完成战术突破,不能向纵深扩张战果。但坦克的问世,开始了陆军机械化的新时期,对军队作战行动产生了深远的影响。
发展
两次世界大战之间,是坦克战术与技术发展思想的探索和实验时期,各国研制装备了多种类型的坦克。轻型、超轻型坦克曾盛行一时,在结构上还出现了能用履带和车轮互换行驶的轮胎-履带式轻型坦克、水陆两用超轻型坦克和多炮塔的中型、重型坦克。这一时期的坦克主要有:英“马蒂尔达”步兵坦克和“十字军”巡洋坦克,法“雷诺”R-35轻型、“索玛”S-35中型坦克,苏Т-26轻型、Т-28中型坦克,德PzKpfwⅡ轻型、Ⅳ中型坦克等。
这些坦克与早期的坦克相比,战术技术性能有了明显提高。战斗全重9~28吨,单位功率5.1~13.2千瓦/吨,最大速度20~43千米/时,最大装甲厚度25~90毫米。火炮口径多为37~47毫米,炮弹初速610~850米/秒,发射穿甲弹能穿透40~50毫米厚的钢装甲;有的坦克为增强支援火力,安装了75或76毫米口径的短身管榴弹炮,直至发展将小口径加农炮、中口径榴弹炮和数挺机枪集于一车的多武器、多炮塔坦克;开始采用望远式和潜望式光学观察瞄准仪器、炮塔电力或液力驱动装置和坦克电台,出现了火炮高低向稳定器;推进系统多采用民用或航空用汽油机,固定轴式机械变速箱,转向离合器或简单差速器式转向机构和平衡式悬挂装置。反坦克炮出现后,一些国家为增强坦克的装甲防护,设计了倾斜布置的装甲,并按照各部位中弹的概率分配装甲厚度。
成熟
第二次世界大战期间,交战双方生产了约30万辆坦克和自行火炮。大战初期,法西斯德国首先集中使用大量坦克,实施闪击战。大战中、后期,在苏德战场上曾多次出现有数千辆坦克参加的大会战;在北非战场、诺曼底战役以及远东战役中,也有大量坦克参战。与坦克作战,已成为坦克的首要任务。
坦克与坦克、坦克与反坦克武器的激烈对抗,促进了中型、重型坦克技术的迅速发展,坦克的结构形式趋于成熟,火力、机动、防护三大性能全面提高。这一时期的坦克主要有:苏T-34中型(图4)、IS-2重型坦克,德PzKpfwⅤ“黑豹”式中型坦克、PzKpfwⅥ“虎”式重型坦克,美M4中型坦克,英 “邱吉尔”步兵坦克、“克伦威尔”巡洋坦克,日本97式中型坦克等。这些坦克普遍采用安装一门火炮的单个旋转炮塔。
中型、重型坦克的火炮口径分别为57~85和88~122毫米,炮弹初速781~935米/秒,主要弹种是尖头或钝头穿甲弹、榴弹,并出现了次口径穿甲弹和空心装药破甲弹,射距 500米的最大穿甲厚度约150毫米;装有与火炮并列的机枪,并多装有高射机枪和前机枪;普遍安装了昼用光学观察瞄准仪器和坦克电台、坦克车内通话器,有的坦克采用了火炮高低向稳定器;发动机多为257~515千瓦的汽油机,苏联采用了坦克专用高速柴油机;开始采用双功率流传动装置和扭杆式独立悬挂装置;为提高车体和炮塔的抗弹能力,改进了外形,增大了装甲倾角(装甲板与垂直面夹角),炮塔和车体分别采取装甲钢整体铸造和轧制装甲钢板焊接结构,车首上装甲厚度多为45~100毫米,有的达152毫米,炮塔的最厚部位达185毫米;车内有手提式灭火器,车外装有抛射式烟幕装置或烟幕筒。坦克战斗全重 27~55吨(德国后期的PzKpfwⅥ“虎”Ⅱ式重型坦克达69.4吨),单位功率6.4~15千瓦/吨,最大速度25~64千米/时,最大行程 100~300千米。
轻型坦克仅在战争的初期有所发展,主要作为应急装备和在特种战斗条件下使用。
战争后半期,苏、德双方都利用坦克底盘生产了大量的自行火炮(实质上是无旋转炮塔的坦克),与相同底盘的坦克比较,火炮威力大,外形低矮,结构较简单,适于大量生产,但因其方向射界小,火力机动受限制,仅用于伴随坦克作战,以火力支援坦克行动。在第二次世界大战中,坦克经受了各种复杂条件下的战斗考验,成为地面作战的主要突击兵器。
战后发展
战后至50年代,苏、美、英、法等国借鉴大战使用坦克的经验,设计制造了新一代坦克,主要有:苏Т-54中型、Т-55中型坦克、Т-10重型坦克和PT -76水陆坦克,美M48中型坦克、M103重型坦克和M41轻型坦克;英“百人队长”中型坦克和“征服者”重型坦克,法AMX-13轻型坦克等。
这一时期的中型和重型坦克,战斗全重36~65吨,火炮口径分别为90~105和120~122毫米,车首上装甲厚度76~127毫米,倾角55~60 度,铸造炮塔多呈半球形,前部装甲厚度110~200毫米,发动机功率382~596千瓦,单位功率为9~13千瓦/吨,最大速度34~50千米/时,最大行程100~500千米。有的坦克配备了旋转稳定式超速脱壳穿甲弹、破甲弹和碎甲弹,开始采用火炮双向稳定器、红外夜视仪、合像式或体视式光学测距仪、机械模拟式弹道计算机、三防装置、自动灭火装置和潜渡装置。
轻型坦克重14~23.5吨,乘员3~4人,火炮口径为75或76毫米,炮塔装甲最大厚度20~40毫米,发动机功率176~368千瓦,单位功率12.6~16千瓦/吨,最大速度44~65千米/时,最大行程260~350千米。 PT-76坦克在水上使用喷水式推进装置,最大航行速度为10.2千米/时。AMX-13坦克采用了结构新颖的“摇摆式”炮塔,首次安装了坦克炮自动装弹机,炮塔上加装有反坦克导弹发射架,可发射4枚反坦克导弹。
现代坦克
60年代出现的一批战斗坦克,火力和综合防护能力达到或超过以往重型坦克的水平,同时克服了重型坦克机动性能差的弱点,从而停止了传统意义的重型坦克的发展,形成一种具有现代特征的战斗坦克,即主战坦克。主要有:美M60A1、苏T-62、英“酋长”、法AMX-30、联邦德国“豹”Ⅰ、瑞典Strv103B(简称“S”)坦克(图5)等。
这些主战坦克,战斗全重36~54吨,火炮口径105~120毫米,发动机功率427~610千瓦,单位功率 9~15.4千瓦/吨,最大速度48~65千米/时,最大行程300~600千米。主要技术特征是:普遍采用了脱壳穿甲弹、空心装药破甲弹和碎甲弹,火炮双向稳定器、光学测距仪、红外夜视夜瞄仪器,大功率柴油机或多种燃料发动机、双功率流传动装置、扭杆式独立悬挂装置,三防装置和潜渡装置;降低了车高,改善了防弹外形;有的安装了激光测距仪和机电模拟式弹道计算机。T-62坦克开始采用滑膛炮,发射尾翼稳定炮弹;“酋长”坦克为了控制车高,驾驶员呈半仰卧状态操纵车辆;“S”坦克去掉了传统的旋转炮塔,火炮与车体刚性固定,并采用自动装弹机和自动抛壳机,以及柴油机与燃气轮机组合的动力装置和可以调节车高、车姿的液气式悬挂装置。
各国发展的主战坦克,都优先增强火力,但在处理机动和防护性能的关系上,反映了设计思想的差异。如法AMX-30坦克偏重于提高机动性能;英“酋长”坦克偏重于提高防护性能;而苏、美等国的坦克,则同时相应提高机动和防护性能。
这一时期新出现的轻型坦克主要是美M551式,装有口径为152毫米的短身管两用炮,可发射普通炮弹和“橡树棍”反坦克导弹,采用铝合金装甲车体,战斗全重16吨,能空投、空运和利用折叠式围帐浮渡。
现状
70年代以来,现代光学、电子计算机、自动控制、新材料、新工艺等方面的技术成就,日益广泛地应用于坦克的设计和制造,使坦克的总体性能有了显着提高,更加适应现代战争要求。主要的新型主战坦克有:苏T-72、T-80、德国“豹”Ⅱ、美M1A2,英“挑战者”2型,法AMX“勒克莱尔”,日本74式、90式和以色列“梅卡瓦”3型、韩国88式、巴西“奥索里奥”、意大利“公羊”、印度“阿琼”。这些坦克仍优先增强火力,同时较均衡地提高机动和防护性能。
70年代以来的主战坦克,其火力性能、机动性能、防护性能虽有显着提高,但重量和车宽已接近铁路运输和桥梁承载的允许极限,且受地形条件限制大,使之对工程、技术、后勤保障的依赖性增大。由于新部件日益增多,坦克的结构日趋复杂,成本和保障费用也大幅度提高。为了更好地发挥坦克的战斗效能,降低成本,在研制中越来越重视采用系统工程方法进行设计,努力控制坦克重量,并提高整车的可靠性、有效性、维修性和耐久性。第二次世界大战后的一些局部战争大量使用坦克的战例和许多国家的军事演习表明,坦克在现代高技术战争中仍将发挥重要作用。
中国于50年代后期开始生产59式中型坦克),60年代初定型并投产了62式轻型坦克和63式水陆坦克,70年代以来研制和生产了69式、80式和88式主战坦克。88式坦克战斗全重 38吨,安装有口径为105毫米的线膛炮,火炮双向稳定器、火控计算机、激光测距和昼夜合一观瞄装置组成的新型火控系统,灭火抑爆装置,三防和潜渡装置及新型电台,采用了复合装甲和功率为537千瓦的废气涡轮增压柴油机,单位功率14.1千瓦/吨,最大速度55千米/时,最大行程500千米。
展望
坦克仍然是未来地面作战的重要突击兵器,许多国家正依据各自的作战思想,积极地利用现代科学技术的最新成就,发展21世纪初使用的新型主战坦克。坦克的总体结构可能有突破性的变化,出现如外置火炮式、无人炮塔式等布置形式。火炮口径有进一步增大趋势,火控系统将更加先进、完善;动力传动装置的功率密度将进一步提高;各种主动与被动防护技术、光电对抗技术以及战场信息自动管理技术,将逐步在坦克上推广应用。各国在研制中,十分重视减轻坦克重量,减小形体尺寸,控制费用增长。可以预料,新型主战坦克的摧毁力、生存力和适应性将有较大幅度的提高。
㈧ 自行火炮的分类有哪些
自行火炮指同车辆底盘构成一体自身能运动的火炮。自行火炮越野性能好,进出阵地快,多数有装甲防护,战场生存力强,有些还可浮渡。自行火炮的使用,更有利于不间断地实施火力支援,使炮兵和装甲兵、摩托化步兵的战斗协同更加紧密。
自行火炮主要由武器系统、底盘部分和装甲车体组成。武器系统包括火炮、机枪、火控装置和供弹装填机构等。为减小炮身后坐量,多采用效率较高的炮口制退器;为减少战斗室内的火药燃气,炮身上装有抽气装置;为提高射速和减轻装填手的劳动强度,多采用半自动或全自动供弹装填机构。底盘部分包括动力装置、传动装置、行动装置和操纵装置,通常采用坦克或装甲车辆底盘,有的则是专门设计的。车体的装甲材料主要有钢质和铝合金两种,厚度一般为10~50毫米,前装甲较厚,其他部位较薄。
自行火炮除按炮种分类外,还可按行动装置的结构形式分为履带式、轮胎式和半履带式;按装甲防护可分为全装甲式、半装甲式和敞开式。全装甲式车体通常是密闭的,具有对核武器、化学武器和生物武器的防护能力。
牵引火炮
牵引火炮指靠机械车辆牵引而运动的火炮。牵引火炮均有运动体和牵引装置,有的还带有前车。运动体包括车轮、缓冲器和制动器,车轮采用海绵胎或充气胎。有的牵引火炮在炮架上装有辅助推进装置,用以在火炮解脱牵引后驱动火炮进出阵地和短距离行军,或在通过难行地段时驱动火炮车轮与牵引车一起运动。有些长身管的牵引火炮,炮身可回拉或调转180°以缩短火炮成行军状态时的长度。第一次世界大战期间,随着汽车和拖拉机的使用,出现了牵引火炮。第二次世界大战时,机械车辆牵引成为火炮运动的一种基本方式。牵引火炮结构简单,造价低,易于操作和维修,可靠性好,有些国家在发展自行火炮的同时,仍重视牵引火炮的发展。
现代自行火炮
目前,所有类型的牵引式火炮都有了相应的自行火炮,诸如自行榴弹炮、自行加农炮、自行加榴炮、自行反坦克炮、自行迫击炮、自行无后坐炮、自行高射炮等,它们如虎添翼,驰骋自如,在战场上施展着各自的拿手本领。
当前投入使用的口径最大的自行火炮,是美国的203毫米自行榴弹炮,所配用的榴弹重90千克。别看这种火炮体大身重,却可以在半小时内被分解成炮与底盘两大件,用大型运输机空运。
现代火炮中,身价昂贵而结构和技术十分复杂的自行火炮,当属新型的全天候、全自动的自行高射炮。例如双管35毫米自行高射炮,约由20万个零件组成,其造价比两辆豹式坦克还贵。
随着核武器的出现,自行火炮在现代战争的作用越来越重要了,这是因为自行火炮具有三防能力,并能迅速投入或撤出战斗,有着较高的战术和火力机动性,而这些都是牵引式火炮所望尘莫及的。
在现代战争中,坦克在向前推进时,若遇到敌人强有力的拦阻而没有炮兵的火力支援,就很难完成战斗任务。在这种情况下,自行火炮就具有明显的优越性。它既有良好越野性能,可以有效地协同坦克和机械化部队作战。又能以自身的强大的火力击毁敌坦克。另外,自行高射炮还能用来对付敌机的低空攻击,并能有效地保护坦克和机械化部队。
自行火炮与牵引式火炮相比,还有一个突出的优点,就是可大大缩短行军与战斗的转换时间,从而可随时投入激烈的战斗,一门203毫米牵引式榴弹炮从行军状态转到战斗状态,约需要半小时至几小时,而自行火炮却快得出奇,前后仅需要1分钟。
我国在90年代初研制的155毫米自行加农榴弹炮,发射远程全膛榴弹时的初速为每秒897米,最大射程达39000米,身管长为口径的45倍。
它的最大行驶速度,在公路上为40~45千米/小时,在土路上为30~35千米/小时。最大行程为450千米,在行驶中可通过700毫米高的垂直墙,越过2700毫米宽的沟壕。
美国“十字军”式自行火炮
1985年美国提出《先进野战火炮系统发展计划》,该计划对新式火炮提出了严格的要求,要求在目标毁伤能力、快速反应能力和战场生存能力等方面,都有明显提高。具体要求是:
(1)它的最大射程心须超过21世纪初期同类武器所能达到的水平,至少达到40千米,争取达到50千米;
(2)发射炮弹速度要尽量快,每分钟达12~16发,并具有4~8发同时弹着的能力;
(3)停车后15秒内应发射出第1发炮弹;
(4)射击命中精度要比M109A6式高50%,25千米的圆周概率误差为80米,只是M109A6式的一半;
(5)高机动性,越野速度达到39~48千米/小时;
(6)具有良好的防护能力和最小发射痕迹;
(7)具有自主诊断与检测故障和自修复能力等等。
“十字军”式火炮应运而生。该炮是一种双车系统,一门为XM2001式自行火炮,另一辆为XM2002式装甲供弹车。两车采用同一底盘,有60%的通用部件。54倍口径长的XM297E2式身管采用整体式中壁制冷。最大射程40~50千米,射速10~12发/分。供弹车上装有60个弹丸和60个装药,可在12分钟内通过遥控向火炮供应60发炮弹。越野速度39~48千米/小时,公路行驶速度67~78千米/小时,完全可以伴随主战坦克行进。有3名炮手,炮重50多吨。1996年中期,“十字军”火炮转入初步计划阶段,2000年初转入工程制造和发展阶段,同年8月制造出首门样炮,2002年制造10门样炮和10辆车,2005年开始装备部队。
法国“恺撒”式155毫米自行火炮
法国地面武器工业集团针对20世纪90年代在发展中国家发生的中、低强度局部战争以及他们的购买能力,推出了一种低成本的“恺撒”式155毫米法国“恺撒”式155毫米自行火炮自行火炮。火炮采用了52倍口径长的身管,使发射远程全膛底部排气弹时,最大射程达到42千米;炮架采用法军现役TRF1式155毫米牵引榴弹炮的炮架。火炮装在车体后部,炮身左侧储存18发弹丸,右侧为18发装药。由于采用了新设计的快速送弹装置,使开始射击的15秒内发射3发弹,然后以6发/分的速度持续射击。火炮的方向射界为30°,高低射界为66°。“恺撒”的运载车由德国奔驰U2450L型6轮式卡车改装而成。火炮战斗全重只有18.5吨,可以方便地驶入3-130运输机的后部货舱,进行长途战略运输,快速投入使用。