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国际军火市场上的新宠

2016-12-22

现代兵器 2016年12期
关键词:火炮射击设计

战胜M777——获得首个出口订单

记者(以下简称“记”):丁树奎总师上次接受我们采访时称,AH4超轻型155毫米牵引火炮正在竞争中东某国火炮项目,请问现在是否有结果?

于世勇(以下简称“于”):根据我们得到的信息,我们已经与该国草签了超轻型炮的外贸合同,但还没有正式生效,后续的商务谈判正在进行。我们已经完成了技术交底工作,剩下来的只是程序上的事情。

记:请谈谈您参与AH4超轻型火炮竞标该国火炮项目的情况?

于:北方公司丁树奎总师代表我们技术团队参与了在该国的竞标活动,我则参与了该炮在国内为外商表演的活动。2015年4月,外商来我厂参观了该炮,我们用当时仅有的1门科研样炮为外商进行了最大射程演示、射速演示以及行战转换等操作性表演。

该炮采用39倍长身管,使用不同弹药的最大射程分别为:杀伤爆破榴弹为25千米,底排弹为30千米,复合增程弹为40千米。当时我们为外商进行了杀伤爆破榴弹的最大射程表演,表演取得了成功。

我们同时对外商提出的操作问题进行了现场解答,外商也提出了一些改进意见。

记:请问外商都提出了哪些改进意见?

于:外商提出的改进意见主要包括:

首先,要求进一步节省人力,火炮的大部分操作需要由机械完成。

其次,要求增加导航、定位、定向功能,要为火炮加装数字化信息设备。

另外,外商还提出了兼容美军的指挥体系的要求以及火炮需兼容北约制式的弹药,如南非弹丸、模块装药等。

最后,外商根据其装备的使用环境对火炮的行军性能提出了不少要求,要求火炮使用维护简单,使用沙漠轮胎,具备很好的沙漠通过性。

记:据报道,同时参与此次竞标的还有美国的M777,相比于后者,我们的超轻型火炮主要有哪些优势?

于:相比于美国的M777,我们的超轻型155毫米火炮主要有如下优势:

一、美国的M777采用的是全钛设计,我们的炮并非采用全钛设计,钛合金比例只占10%,火炮大部分结构用钢制造,如下架和后大架等,这大大降低了火炮成本。

二、我们的火炮结构简单,可靠性高。

三、我们的超轻型火炮配用了柴油机作为火炮的辅助动力系统,实现火炮的机械化操作,比如闩体的开关、车轮的升降、高低和方向的调炮等等,这也是我们的一个最大亮点,它减轻了人力,提高了作战效率。

克服难关——成功研制先进火炮

记:我们最初研制AH4超轻型155毫米火炮时的市场定位是什么?

于:2007年,我们根据北方公司反馈的军贸市场信息,考虑到有些国家提出了轻型牵引炮的需求,开始着手研制中国自己的AH4外贸型超轻型155毫米火炮。外贸超轻型155毫米火炮的性能指标参考了市场上的同类火炮——美国M777,要求具备可靠性高、成本低、使用操作性好、并且可以用直升机吊运的特点,主要满足客户装备山地作战部队和快速反应部队的需求。

记:我们以前是否从事过类似火炮的研制?我们是否具备研制这种火炮的能力?

于:我们曾研制过此类火炮,该火炮采用39倍身管,但未采用钛合金材料,重量没有达到要求。

大口径火炮的初速高,炮口动能大,对火炮架体的冲击大,科研人员在设计超轻型火炮时既要保证满足重量的苛刻要求,又要保证火炮有足够的强度承受巨大后坐力,这给我们提出了很大的挑战。

我们科研人员也是经历了多项攻关和失败后最终确定了现在的这款超轻型155火炮设计,它也是我厂在国内首次采用钛合金材料研制的一款新型火炮。

记:AH4超轻型火炮的重量是多少?

于:AH4超轻型火炮的重量达到了美国M777的标准。后者根据版本不同重量略有不同,最轻时为3.75吨,增加数字化设备后重量约为4.5 吨。

记:请为我们谈谈AH4超轻型155毫米火炮的结构特点?

于: AH4超轻型火炮采用了低火线设计,新火炮省去了坐盘,让下架直接落在地上。下架连接着上架和前后大架,平常起到下架的作用,坐地的时候起到了坐盘的作用,并承受火炮发射时的后坐力。火炮的火线降低了,火炮的翻转力矩随之减小,火炮的稳定性因此大幅提高。但火炮的低火线设计也给火炮的操作带来了一定的不便,我们为此设计了带四连杆装置的瞄具瞄镜以及装填用弹盘,操作员不需要蹲下来只需站着便可以操作火炮。

该火炮的后坐体前移,整个炮身在耳轴的前方,并采用长后坐设计,减小后坐抗力。在设计时,我们通过设计合适尺寸大小的驻退机漏口,使后坐的阻力曲线平直饱满,火炮在后坐过程中,该装置的抗力值是均匀的,减小了对火炮的冲击。火炮在平射和大仰角射击时的后坐长度变化不大,极限后坐长度为1.45米。

该火炮采用辅助柴油机设计,可实现机械化操作。超轻型火炮的辅助动力油机在发生故障时,该火炮所有功能均可以由手动操作完成,这也是该炮相比于美国M777的主要优势所在。

记:我们AH4超轻型155毫米加榴炮采取了哪些减重措施?是否达到了设计要求?用户是否提出了更高的要求?

于:首先,AH4超轻型火炮采用了多机合一的减重设计。

为了减轻火炮的整体重量,我们在设计超轻型火炮时尽量用一个装置实现多种功能。我们将摇架和反后坐装置(驻退机和复进机)设计在一起,摇架与反后坐装置的外筒连在了一起,后者对前者起到了一定的支撑作用,摇架重量也可以设计得更轻;我们用液压结构实现了高低机和平衡机合一,该油缸设计成了特殊结构,液压油缸在提供平衡起落部分的起落力矩的同时,又可以通过驱动油缸伸长和缩短,实现火炮俯仰操作。

其次,该火炮采用了轻合金材料来减轻火炮重量。

这也是超轻型火炮采用的传统减重措施,不过,我们的火炮只在主要承力构件和架体上采用钛合金材料制造,在次承力构件,如火炮的前大架以及液压系统的缸筒上采用铝合金材料,两者合在一起所占比例为30%,是轻合金材料比例较低的一种超轻型火炮。该火炮基本满足客户对重量的要求,其仍有很大的减重潜力,我们可以根据用户的要求对该火炮进行改进,提供更加轻便的火炮。

记:我们的AH4超轻型炮在设计上取消了开脚大架,仅保留两个收放式驻锄?请问这种设计有何好处?它是否可以承受射击时的强大后坐力?

于:我们的AH4超轻型炮的后大架兼具驻锄功能,可折叠,尺寸较短。超轻型火炮的后大架在冬季试验时曾发生过变形。我们在设计之初并未充分考虑冬季土壤硬的极限情况,后经过改进结构,采用框形结构设计,并使用筋板加强,在重量没有大幅度提高的情况下,提高了其刚度,解决了后大架在极限条件下变形的问题。

另外,我们应外商的要求为后大架新设计了液压式收放装置,在重量仅增加几十千克的情况下,实现驻锄收放的机械化操作。该装置采用模块化设计,可根据用户的要求,选择是否增加该装置。

记:根据以往采访得知,我们的AH4超轻型155毫米加榴炮与美国的M777相比具有更好的工艺性,能否具体谈谈?

于:M777采用了4筒型反后坐装置、4筒型摇架设计,摇架既是复进机,又是驻退机,结构复杂,加工难度大。

我们的超轻型155毫米加榴炮采用传统的设计结构,用铸焊结合的方法制造结构复杂的部件,工艺性更好,火炮的加工难度小,容易批量生产。

我们在研制该火炮的过程中也走了不少的弯路。钛合金焊道的特点是强度大,但韧性不足。因此,我们在焊接时,尽量避免出现应力集中,在边角处采用铸造而非焊接方式。当在应力小的大平面地方焊接时,采用之字形焊道焊接,这既提高了强度,又改善了韧性。

在将钛合金件焊接在一起时,科研和生产人员通过对焊缝的位置和形状进行精心布置和优化,最终成功制造出了这款火炮。

记:我们注意到AH4超轻型火炮上安装测速雷达,它的主要功能是什么?

于:测速雷达属于火炮信息化设备之一,主要用来修正下一发弹的射击,保证火炮射击精度。AH4超轻型155毫米加榴炮最初样炮没有配备该设备,但我们为其预留了接口,我们在第二门炮上就根据用户的需求加装该设备。此次珠海航展展出的就是这门火炮。

记:加装了数字化设备后的AH4超轻型155毫米火炮是否具备了自主作战能力?

于:理论上讲,火炮在加装了数字化设备后,就具备了发展出自主作战能力的潜力。火炮在接收了射击指挥系统传过来的射击诸元后,火控计算机便可以自动完成目标解算,并控制火炮进行方向、高低射角调炮,从而完成自主作战。目前,我们超轻型暂时还不具备自动调炮功能,即射击诸元生成后,火炮身管还不能自动被赋予方向和高低。目前,我们正在为该炮研制新型自动化指挥系统,其采用了新原理。在这次升级过程中,我们做了这方面的改进,但并未向外方承诺。

记:AH4超轻型155毫米火炮的炮口制退器与其他外贸155火炮的相比,有何区别?

于:超轻型155火炮的炮口制退器的结构与其他外贸155毫米火炮的类似,但采用了4腔室设计(其他为3腔室设计)。其特点是效率更高,减小了火炮后坐力,炮口冲击波略小于其他外贸155火炮的炮口制退器。

记:在研制AH4超轻型155毫米火炮过程中,我们都遇到了哪些困难?如何克服?

于:超轻型155毫米加榴炮最初存在射击精度不高的问题,为此我们对火炮进行了改进设计,如增加瞄准系统的刚度,将火炮的起落部分后移200毫米,后大架的驻锄与地接触角度更加合理,下架后裙边进行了特殊设计,炮口制退器由3腔室改为4腔室。

通过以上措施,我们基本解决了火炮精度的问题。超轻型155毫米火炮目前的射击纵向密集度指实际测试时可达到1/280。

作战使用——可多种方式机动作战

记:请为我们介绍一下火炮使用全过程?需要几个人操作?

于:超轻型155毫米加榴炮的炮班采用7人制,包括炮长1名,副炮长兼瞄准手1名,装弹手2名,装药手1名,辅助操作手2名。

其中,炮长负责接受信息,指挥炮班作战;副炮长负责瞄准;2名装弹手负责人工放弹和送弹;装药手负责手动装填药包或是模块发射药;2名辅助操作员则负责收放托弹盘和装填底火。

在作战中,炮长首先接受到发射命令,副炮长则根据射击诸元瞄准火炮,在此过程中,装弹手和装药手负责引信的选择与装定以及弹种和药包的选择。在完成了以上操作后,一名装弹手将弹丸装入托弹盘,辅助操作人员负责打开炮闩,并将托弹盘放下来,另外一名装弹手负责人工将弹丸推入炮膛。接着装药手将选好的药包装入药室,辅助操作人员将底火装入炮闩,并完成关闩和收起托弹盘。装药手在挂好拉火绳后,等待炮长的发射命令。

目前,超轻型155毫米加榴炮还没有一个统一作战使用流程,我们正在与国内某院校合作,进行使用操作方面的研究,我们将从规范化、标准化、实战化方面考虑将此操作流程固化。未来,我们在交付火炮的时候,将为用户提供配套的使用维护说明书和操作员手册。

记:火炮右侧的弧形设计起什么作用?

于:这是超轻型155毫米加榴炮的托弹盘,负责将弹丸送至上膛位置,再由装弹手人工将弹丸送入炮膛。

记:火炮左侧安装的观瞄设备如何使用?

于:这是超轻型155毫米加榴炮的瞄准系统。它包括瞄具和瞄镜,前者用于高低标定,后者用于方向标定,最终确定火炮身管的指向。

在间瞄射击时,瞄准手获得了指挥系统传来的射击指挥诸元后,将瞄具瞄向一个绝对位置已知的物体或标杆,火炮的火控系统便可以根据火炮自身已知的位置和标杆的位置自动算出火炮身管的相对指向(火炮方向角),射手便可以根据这一数值手动调炮,或者由手柄控制液压系统完成调炮。

火炮的高低瞄准则以水平仪为基准来完成高低调炮。

在射击时,火炮可能会发生变位,因此火炮需要复瞄以提高射击精度。但火炮在快速射击或紧急情况下,也可以不用复瞄。

记:AH4超轻型155毫米火炮采用了辅助动力设计,请问这种设计是出于什么考虑?是否会增加重量?

于:AH4外贸超轻型155火炮采用了柴油机作为火炮的辅助动力,其功率约为7千瓦,通过液压系统为火炮的操作提供机械助力,操作手只需按动收放按钮便可以完成操作。火炮在采用该设备后仅增重几十千克。

我们为火炮增加辅助动力系统最初考虑的是提高火炮的操作性,包括:开关炮闩、前轮的升降、后大架的收放、以及火炮的高低和方向调整等在内的火炮的大部分操作均可以实现机械化。我们在后期的市场推广过程中,该设计受到用户的好评,又提出了更多的机械化操作要求,我们的辅助动力系统采用模块化设计,其功能可以根据用户的需要很方便地增加或减少。

另外,超轻型火炮的手动操作模式作为备用手段在机械化操作模式发生故障时,保证火炮能够完成各项操作。

记:AH4超轻型155毫米加榴炮战场使用灵活性如何?是否具备平射功能?水平射界是多少?其最大发射仰角是多少?

于:AH4超轻型155毫米加榴炮主要还是用于间瞄射击,其最大射击大仰角72°,具备射程远、威力大、可以打击山后目标的优点。

AH也可以直瞄射击,主要用于紧急情况下,如战场上没有己方装甲车辆时等,临时作为直瞄武器打击视距内出现的目标。

该炮的方向机采用创新设计,首次在大口径火炮上用左右油缸协调动作来推动火炮的水平回转,相比于美国M777通过座圈来实现水平回转,我们的设计更加简单可靠,方向回转平稳。AH4超轻型155毫米火炮水平方位角为±22.5°,与M777相当。

记:火炮如何进入阵地?如何撤出阵地?能否实现快速进入和撤收?分别需要多长时间?

于:超轻型155毫米火炮可以由直升机吊运,也可以由卡车牵引。如果用卡车车牵引火炮,超轻型155毫米火炮的行战转换时间不超过3分钟;如果采用直升机吊运,超轻型炮的行战转换时间会更短。

记:AH4超轻型155毫米火炮如何用直升机吊运?用卡车牵引时,如何与卡车连接?

于:AH4超轻型火炮可以由直升机吊装进行空中机动,我们已经为其设计了一种专门用于直升机吊运的4爪吊具,并已经成功进行过吊运试验。该吊具在使用时将其前两个爪挂在火炮的摇架上,后两个挂在火炮后大架的轴上。国内的米-171、直-8均可以吊装该火炮。

除了由直升机吊运之外,超轻型火炮还可以由卡车牵引在地面上机动。为此,我们专门设计了一个可拆卸的牵引结构。该结构主要由牵引杆、固定器组成,前者插入炮管内,通过定位装置定位,然后固定器将其拧紧固定,形成一个牵引环,将其挂到牵引车的后挂钩上,便可实现牵引。

AH4超轻型155毫米加榴炮在前期也采用过美国M777的固定式牵引环设计,但试验结果表明这种设计的牵引可靠性较差。与后者相比,可拆卸式牵引装置用的时候,将牵引杆装上,不用的时候,将其拆下,使用较为灵活,牵引的可靠性更高。据我们了解,这种装置在大口径火炮上还是首次采用。

记:AH4超轻型155毫米加榴炮可以发射哪些弹药?

于:超轻型火炮可以使用外贸155毫米系列火炮使用的所有类型弹药,包括杀爆弹、底排弹、复合增程弹、子母弹、制导炮弹、末敏弹等,可以兼容国外北约制式弹丸及发射药。

个人观点

记:AH4超轻型155毫米火炮针对的是哪些用户?是否适合未来战争需要?

于:我们当初研制超轻型155毫米加榴炮主要针对的是中东及北非市场,面对的是高端用户,该炮使用了钛合金材料,并配备了数字化系统,成本也高。未来,我们还将向更广大的市场推销我们的火炮。超轻型155毫米加榴炮采用了模块化设计,可以方便地增加或减少配置,满足不同用户的需求。

为适应未来战场作战需要,作为传统的大威力压制武器——大口径火炮,我认为其应该向更加注重操作使用的方便性、更好的维护性、更高可靠性方向发展。另外,火炮的信息化水平也应该更高,将配备惯性导航系统、初速预测系统、自动调炮系统、电源信息管理系统等,同时火炮的电磁兼容性将更加好。

记:据称,南亚某国选定了美国M777装备其山地部队,用于山地高原作战,请问我国的部队是否有可能装备超轻型155毫米火炮?

于:是的,该国已经购买了M777火炮,并可搭配美国“黑鹰”直升机,用于高原山地部队作战,这对我们构成了一定的威胁。我们发展外贸型超轻型155毫米加榴炮更主要的目的是为研制国内超轻型火炮积累经验。我厂也是国内超轻型火炮的主要参研单位,我们的火炮技术相比美国M777并不差。

记:请谈谈超轻型火炮的应用前景?

于:超轻型火炮重量轻,机动性好,具备直瞄、半直瞄射击能力,具备快速部署、使用灵活的特点,未来将有更多的机会可以发挥其独特的作用。

我个人认为超轻型火炮未来可以快速部署在海岛上,用于打击海面目标的岸防作战。我厂曾经研制过外贸155毫米岸防自走炮,掌握了武器装备的海上防盐雾腐蚀技术,这些技术完全可以快速应用到我们的超轻型155毫米火炮上。

(编辑/万力)

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