关于运用新材料提高轻便炮兵高寒山地构筑阵地能力方案分析

朱煜 汝帅琪

摘 要：高寒山地环境下作战，轻便炮兵具有很强的灵活性，能够在突发情况下短时间形成有效的火力支援。但在阵地构筑时，会消耗大量的人力和时间，加之有时地形条件差会使战斗力大大折扣。通过运用新材料会提高轻便炮兵在高寒山地构筑阵地能力，使其阵地设置便捷化，缩短时间，提高分队战斗力和生存概率。

关键词：轻便炮兵阵地构筑；高寒山地；复合橡胶；喷涂材料

中图分类号：E836.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0203-02

1 高寒山地作战条件下轻便炮兵战斗力的重要性

高寒山地环境下的作战，大型火炮受地形影响较大，轻便炮兵则具有很强的灵活性，1962年10月20日，我军某团120mm迫击炮营2连、3连参加了克节朗地区的自卫反击战，经过20公里的崎岖山路后，进入射击阵地，及时的进行支援，摧毁了敌方空投场，消灭了大量仍在章多据守的廓尔喀步兵联队和印军。目前，世界各国的山地作战部队都配备了轻便炮兵分队作为火力支援的作战力量。

2 在高寒山地环境下构筑炮兵阵地的现实困难

（1）高寒山地气候恶劣，气温低、缺氧，土层冻结较深，开挖难度大，战斗员体能消耗速度快。通过图1所示可以明显的看出，在高原上运动要比在平原上做相同的运动消耗大，以迫击炮班三射手为例，其穿戴装具后，还要携带15.5kg的座钣行军作战，个人体能消耗速度极快，构筑阵地时冻土的抗压强度比平时大2-3倍，人工开挖的难度极大。在海拔3000m以上的山地进行阵地设置作业时，一镐下去一个小白点，费时、费力，挖掘的效率极低[1]。

（2）高寒山地地形复杂，地表石块较多，回填难度大，对战时选择阵地影响极大。设置阵地时一旦遇到大石块，就会导致座钣不稳，极易造成座钣弹跳等现象，射击精度难以保证。不得不重新选择阵地位置，直接导致浪费大量的时间、人力、物力，在战时更是会贻误战机，造成巨大损失[2]。

3 高寒山地轻便炮兵运用新材料新方法构筑阵地的设想分析

3.1 方案一：给座板添加复合橡胶坐垫

如图2所示。

3.1.1 新材料的指标数据

复合橡胶是由金属构件及其外边包裹的优质硫化橡胶共同构成，集金属和橡胶弹簧的优点于一体，既突出金属刚性大、机械性能稳定的优势，又结合了橡胶承重量小易施工易改变形等优点，并且具有重量轻承重载荷量大的特点。

方案设计：制成复合橡胶坐垫，使其上表面形状贴合座板底部，中间层采用硫化橡胶，下表面采用塑形变形较强胶泥，贴合地面。当需要构筑迫击炮阵地时，将地面简单处理表面平整后，放置复合橡胶坐垫，代替回填土壤，之后将迫击炮座板放置在上面，进行架炮[3]。

3.1.2 研究方向的分析

（1）假设炮弹质量为m1，炮管质量为m2，炮弹初速度为v1，炮管速度为v2。

由动量定理得：

（1）

解得：（负号炮管速度与炮弹速度相反）

（2）假设炮管的能量全部被新材料座钣吸收，转化为弹性势能，设有N根金属构件，构件系数为k，下沉量为，则由能量守恒定律可得：

（2）

解得：

（3）由金属构件的设计公示得：

（kg/mm） （3）

G：材料线性的刚性模数（Mpa，钢的8×104Mpa）；d：线径（mm）；：外径（mm）；：中径（mm）=-d；n：有效圈数=总圈数-2；k还与温度有关，其他条件一定时，温度越低，k越大。

（4）综上所述：由式（1-3）可以推导得出下沉量的表达式：

= （4）

已知在迫击炮最大6号装药条件下，， ；假设迫击炮炮管垂直作用于座钣，且后坐力能量全部被座钣吸收，那么当使用钢为金属构件并设计支撑构件时，则：，有效圈数n=5.5，中径 ，外径，线径d=15mm，根数N=10根。

将以上数据带入公式求得。在最大装药量，且后坐力全部被座钣吸收的假设条件下，设计的座钣下沉量。通常射击时后坐力不会垂直作用于座钣，部分能量也会传导至地表，并且k在其他条件一定时，温度越低，k越大，理论条件下还会比3.66cm小。

综上所述：复合橡胶坐垫可以起到回填土壤的作用，可承受0-6号装药产生的后坐力，并且与地表接触良好，不会出现杠杆现象等。

3.2 方案二：喷涂新材料构筑地形

如图3所示。

3.2.1 新材料的指标数据

聚氨酯发泡剂，是一种将聚氨酯预聚物、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应，适用范围广。具有前发泡、高膨胀、收缩小等优点，且强度良好。

构筑火箭筒等轻武器阵地时，将发泡材料喷涂于选定位置，利用其发泡成型，可塑形性，喷涂后改造不平整的地形条件，并且可修整表面形状，使其贴合座板底面。经过固化阶段后，可在其上面进行射击。

3.2.2研究方向的分析

理论论证：（1）发泡剂便于携带操作简便。聚氨酯发泡剂，体积小、质量轻、便于携带，使用时操作简便。在使用时只需将聚氨酯发泡剂罐摇动60秒即可使用，使其作战中可迅速构筑阵地，减少战斗员的体力消耗。（2）固化前后都可塑性，改变地形效率高。聚氨酯发泡剂在喷涂后1分钟左右，泡沫脱粘，此时可以直接進行塑形；3分钟后还可进行切割塑性，用刀切去多余部分。利用该特性射手可以进行两次操作使阵地表面地形满足射击要求。（3）固化后强度增强的特性便于承接武器的设置。聚氨酯发泡剂在发泡、固化后，强度明显增强，固化后的泡沫耐温范围为-35℃～+80℃。在构筑阵地固化阶段后硬度明显增强，该喷涂层能够保证120反坦克火箭等轻武器的射击稳定性。

4 新材料研究成果的达到新作战指标

4.1 方案一

（1）复合橡胶材料座钣简化构筑阵地环节，减少分队体能消耗。使用该复合橡胶材料构筑阵地时环节简化，射手体能消耗减少，可减少高原反应的发生、战斗员机动性增强，可有效提射手升生存概率。（2）复合橡胶材料座钣适用地形广泛设置迅速，提高作战准备速度。复合橡胶材料座钣增强了迫击炮分队的多地形适应能力，减少了高寒山地极端土质和地形对设置座钣的不利影响，有利于轻便炮兵在高原山地的快速反应。

4.2 方案二

（1）喷涂新材料将增大轻武器的阵地构筑选择范围，可快速的建立临时阵地。该材料携带操作简便，成型速度快，可以快速的改变射手局部地表环境，使其到达合格的射击条件，增大了射手选择射击阵地的范围，增多了建立临时阵地的概率，缩短火力形成的时间。（2）喷涂新材料构筑阵地便于增加战术运用可能性，提高分队生存能力。该材料的使用增加了阵地位置的选择，在本来不能构筑阵地的地段建立了火力打击力量，火力打击的奇袭性显著提高，并有多个阵地可供转移，从而提高了轻便炮兵分队的作战能力和生存能力。

参考文献

[1]郭丽娜，麻立彬，尹钰衡.冻土开挖技术的探讨[J].黑龙江水利科技，2006，（3）：107-108.

[2]文凯.高寒山地作战环境对炮兵运用的影响及其对策[J].四川兵工学报，2013.（8）：66-68.

[3]张树祥.迫击炮火力分配建模研究[J].科学技术与工程，2010，（30）：7480-7482.