南非T6式炮塔自动装填系统

韩宏潮

(西北机电工程研究所,陕西咸阳 712099)

1 炮塔装填系统

1.1 基本构成与布置

该装填系统包括弹仓、模块药仓、补弹装置、补药装置、供弹机、供药机、输弹机、输药机、控制系统和动力系统。其中控制系统包括补弹面板、补药面板、装弹面板、装药面板、供弹控制器、供药控制器、输弹输药控制器;动力系统包括电源和液压源[1-2]。

该装填系统在炮塔上的布置见图1,其中弹仓由两组相同的回转弹架组成,药仓由两组相同的回转药架组成,弹仓和药仓对称布置于炮塔尾仓,弹仓居左,药仓居右,弹仓与药仓之间布置有其他部件;补弹机构位于弹仓正后方,补药机构位于药仓正后方;供弹机位于弹仓正前面,供药机位于药仓正前面;输弹机挂在火炮左耳轴上,输药机挂在火炮右耳轴上;控制系统和动力系统分散布置,各操作面板布于方便操作之处,如补弹面板、补药面板分别布于炮塔后部左后门内和右后门内[3]。

1.2 工作模式及装填流程

该装填系统有全自动、半自动、单步操作和手动操作等几种工作模式,几种模式涵盖了自行火炮操作的所有形式,对提高火炮综合作战能力以及考虑战争状态特殊情况下的使用可靠性都具有一定的战略意义。该装填系统在全自动工作模式时各部件动作流程如下:

1)弹仓选弹→供弹机取弹→供到供弹位→交弹给输弹机→输弹机与火炮协调→翻到输弹线→输弹、收链→翻离输弹线→协调回接弹位。

2)药仓选药→供药机取药→供到供药位→交药给输药机→输药机与火炮协调→翻到输药线→输药、收链→翻离输药线→协调回接药位。

这种动作过程符合火炮动作强制性和安全性要求,有利于提高射速和可靠性。

1.3 机构动作

补弹机构与补药机构(如图2所示)基本完全相同,动作机构的形状、尺寸、动作、动力、接口等完全一样,仅抱弹夹与抱药夹结构形状不同;补弹机构有4个动作:

1)抱弹盘内有两个立轴,1个相对抱弹盘固定,另1个带动抱弹夹转动,实现释放或抱住弹丸动作。

2)抱弹盘可绕其顶部的挂轴做转动,用于实现对两个弹架的补弹。

3)中间立臂可绕其下端的水平轴转动,实现抱弹盘在高度上的变位,完成从地面向弹仓的补弹。

4)两个固定座之间的斜臂可以伸出或收回,带动动作3的执行。

弹仓与药仓基本完全相同,分别由两组弹架和两组药架(如图3所示)组成,弹架和药架均是竖直放置的回转链传动装置,每个弹架或药架可以存放20发弹或药,故弹仓可带弹40发,药仓可带药40发;弹架或药架仅有两个动作:

1)20个抱弹(药)盘组成的闭环绕固定弹(药)架做回转运动。

2)每个抱弹(药)盘内有两个竖轴,其一可以转动,做打开或抱和动作,实现释放或抱住弹(药)。

供弹机机构简图如图4所示,供弹机负责从弹仓的两个回转链的前端周向固定位置取弹,并在固定射角位置交给输弹机。供弹机的立式抱弹架有两个立轴,其一可以转动,做打开或抱和动作;立式抱弹架可沿水平导轨平移,用于从两个弹架取弹;立式抱弹架还在曲线导轨运动时绕立轴转动180°,用于转换抱弹口方向,向后从弹仓取弹,向前向输弹机交弹;整个抱弹架还可绕一个水平轴向前转动60°～70°,用于在约定的固定位置向输弹机交弹。供药机的动作与供弹机基本相同,从药仓取药,交给输药机[2-3]。

输药机机构简图见图5。输弹机在接弹后,先与火炮协调,再翻转托弹盘至输弹线,最后输弹入膛,之后收链并沿原路返回;输药机在接药后,先与火炮协调,待输弹机输弹收链后翻离输弹线时,开始翻转托药盘至输药线,最后输药入膛,之后收链并沿原路返回。此处注意,一定是输弹机先输弹,输弹机翻离输弹线时,输药机同时翻向输药线。输药到位开始收链时火炮关闩,待火炮关闩到位、输药机从输药线翻出到位时火炮击发,后坐体作后坐复进运动,复进到位并且开闩到位后,输弹机开始翻向输弹线,下一个装填循环开始。

2 设计特点分析

T6弹药自动装填系统既有如下特点:

1)采用模块装药系统,符合西方火炮装药技术发展趋势。

2)实现了任意射角全自动装填,特别是实现了模块装药的全自动装填。

3)射速较高:最大射速6发/分,爆发射速3发/15秒。

4)携弹药量较大:炮塔内携弹量40发,携药量40发,且40发弹和40发药均可全自动装填。

5)采用炮塔尾仓式弹仓布局方案,适装性好。

6)适应弹种多,包括底凹弹、底排弹、底排子母弹、V-Lap复合增程弹等,以及北约所有155制式弹药。

7)采用模块化设计,既减小了技术难度与风险,又减少设计工作量,方便了维修与保障,还易于提高装填系统的工作可靠性。

8)重视成熟技术的应用,有多处回转链传动、单向链传动及交流伺服控制等。

9)技术先进,布置紧凑,机构设计巧妙,且部件功能集成能力强。

T6弹药自动装填系统的不足之处有:

1)装药号不能自动生成。

2)借助补弹机构和补药机构,人工把地面弹药分别补入弹仓和药仓。不方便衔接供弹药车给炮车自动补给弹药。

3 设计思想分析

基于上述介绍,简单分析并讨论南非 T6式52d 155 mm火炮炮塔的弹药自动装填系统的设计思想如下:

1)基于民族工业技术基础,采用炮塔弹仓式布局方案,适配自行火炮重量级别适中,易形成装备和战斗力。

2)装填系统布置左右完全对称,有利于炮车的左右平衡。

3)确保主要指标,如确保全自动、任意角装填等功能,保持较高的最大射速,充分保证火炮武器系统的威力;对质量、空间等辅助指标可略作牺牲。

4)采用模块化设计,如弹仓与药仓基本完全相同并对称布置,供弹机与供药机机构完全对称,输弹机与输药机机构完全对称,补弹装置与补药装置完全相同并对称布置等。模块化设计应用非常广泛,既减小了技术难度,减少了设计工作量,又方便部件的维护与保障。

5)弹仓与药仓采用立式布置,导致炮塔侧甲垂直上升,与以往炮塔侧甲向上时向内收小略有不同,使得炮塔外形偏大,火炮上装部分质量会略微增大,反映出其火炮总体技术接受了该装填系统布置方案,为保证主要性能先进,在诸如质量、空间等方面对装填系统会稍放宽限制。

6)在补充弹药时,须由人工借助补弹装置和补药装置完成从地面向炮车内的弹药补充,反映其总体设计思路中对补弹补药等不影响全自动装填的动作不排除人工动作,其直接效果是简化了系统复杂程度,节省了机构、空间、质量、动力、造价等,利多弊少。

7)动力形式方面主要采用了400 W交流电机,仅输弹机翻转至输弹线和输药机翻转至输药线两个动作采用了液压动力,有利于系统的维护与保障。

4 结束语

南非T6式炮塔的装填系统,使用模块装药系统,采用炮塔尾仓式弹仓布局,实现了弹药的任意射角全自动装填,炮塔携弹量达40发,最大射速达到6发/分,爆发射速达到3发/15秒,全自动弹药装填技术状态已完成工程研制,并已成功完成适配模块装药的闭气炮闩技术、模块装药膛内定位技术和底火自动装填技术等相关关键技术的工程化研究,有相当的大口径自行火炮装填技术优势和良好的发展前景。

[1]CHRISTOPHER F FOSS.Jane's Armour and Artillery 2008-2009[M].24th ed.Alexandria:Jane＇s Information Group Ins,2002.

[2]CHRISTOPHER F FOSS.Jane's Armour and Artillery 2007-2008[M].27th ed.Alexandria:Jane＇s Information Group Ins,2006.

[3]CHRISTOPHER F FOSS.Jane's Armour and Artillery 2006-2007[M].28th ed.Alexandria:Jane＇s Information Group Ins,2007.