看陆战之王话坦克空投
2019-12-10徐志伟
徐志伟
故事回放
国庆节前,电视连续剧《陆战之王》在上海东方卫视和浙江卫视热播。这部50集的电视连续剧,既是国家广播电视总局推荐的建国70周年优秀电视剧展播的节目之一,又是深受青少年和军迷们喜爱的军旅题材。因此收视率节节攀升,一度攀升到电视剧收视率排行榜的前两名!
电视剧《陆战之王》海报截图
电视剧《陆战之王》开篇的第一集,便是令人倍感惊心动魄的场面——坦克空投,说的是我军坦克9旅的965号坦克实施夜间空投试验的故事。试看古今中外,对40吨级的主战坦克实行“人机合一”的空投还是从未实现的壮举。如果是夜间空投,那算得上是难上加难。更令人揪心的是,在坦克空投试验的过程中,偏偏几个主降落伞的缆绳缠在一起,致使有的伞打不开,坦克也快速下降,即将砸向地面,机毁人亡的事故瞬间即将发生……
在这千钧一发之际,车长牛努力毅然爬出坦克,在高速下降的过程中,用工具刀奋力割断了缆绳,几个降落伞全部打开,空投的坦克恢复了正常的下降速度,虽然牛努力受了伤,但空投坦克最终平安落地,人們提到嗓子眼的心这才平静下来。
虽然这段情节足够惊险刺激,一下子抓住了观众的眼球。但是,这一情节又是广大观众和读者们广泛吐槽的桥段之一。
在这里,我们不想介入这一情节的“大辩论”,而只想从坦克技术的角度出发,介绍有关坦克空投的方方面面,以期待读者们对武器装备空投方面的知识有一个更深的了解。坦克空投的难点在哪里?
空降兵可以看作是传说中的“天兵天将”。试想,一大群空降兵通过降落伞像“天女散花”一样落到地面,然后神不知鬼不觉地降落到敌后方的要害地域,来个出敌不意。空降兵们在落地后迅速捣毁和攻占敌方的指挥部、通信枢纽、战略要地等高价值目标,往往能起到出奇制胜的战果。不过,随着陆军火力和机械化程度的提高,单纯的空降步兵(伞兵)容易遭到敌方火力的大量杀伤。为了能对空降兵提供火力支援,最有效的办法自然就是能空投一定数量的坦克装甲车辆,作为空降作战的支撑和机动火力点。
为此,早在第二次世界大战期间,一些国家便开始了关于空降坦克(空降战车)的研究,英国和美国分别研制出“提特拉奇”和M22“蝉”式空降坦克,并参加了实战。二战后期的“市场一花园”战役,便是典型的空降、夺桥战役,参与空运、空投的运输机和滑翔机共2000架,空运、空投的伞兵和步兵共3.5万人,空降兵损失14700人,堪称是二战中最大的空降作战之一。不过,参与作战的“提特拉奇”和M22“蝉”式空降坦克还只是“空运、机降”,即用运输机或滑翔机空运,到达预定地点后,飞机降落地面,空降坦克驶出机舱。所以,严格的意义讲,它只能算是“空运坦克”。
二战结束后,空降坦克一类的研究进入了一个新的发展阶段。一些国家先后研制出多种此类装备,包括:苏联/俄罗斯的BMD系列空降战车、美国的M551“谢里登”轻型坦克、德国的“鼬鼠”空降战车、南非的“铁鹰”空降坦克等,许多同类装备已多次投入实战,并取得了不错的战果。其中,最先进、最成熟的当属苏联/俄罗斯的BMD-1/2/3/4系列空降战车。这些空降战车,都可以实施伞降,是正儿八经的空降战车。不过,能全面实施“人机合一”空投的,还只有俄罗斯的BMD-3和BMD-4这两种空降战车。那么,空降空投,尤其是“人机合一”的空投,难点在哪里呢?
首先,是由于地球引力造成的高下降速度所产生的巨大动能。如果一个人如果不小心从七八层楼高(也就20米高的样子)摔下去,十有八九会殒命。而一辆10吨级的空降战车,又要从500~1500米的高度空投,它的位能(势能)转化的动能更是要增大一万倍以上!下面利用中学物理知识做一点简单的估算。
就拿电视剧《陆战之王》的第一集所讲述的96A主战坦克的夜间空投试验来说吧。96A主战坦克的战斗全重为48吨,如果从500米的高空空投,在自由落体条件下,计算得出的降落时间仅为10.1秒!落地最大速度高达99米/秒!其动能高达240兆焦!足够把空降坦克摔烂,地面砸坑的巨大能量。
俄罗斯BMD-4空降战车被降落伞拖出机舱
亮相新中国建立70周年阅兵式上的轻型履带步战车,上次阅兵时称为伞兵战车 殷刚 摄
当然,由于浓密大气的阻力,达不到这种极值的情况。在有空气阻力的情况下,计算公式相当复杂,估计也能达到近50米/秒的相当高的落地速度,其动能也有60兆焦的极高数值。即使是俄罗斯最先进的喷气一伞降系统能够保持25米/秒的平均下降速度,500米空投的所需时间也要20秒,在制动火箭未点火之前的动能依然高达15.3兆焦,超过了一枚120毫米穿甲弹的动能(10兆焦)!俄军现役的BMD-4空降坦克只有14.6吨的战斗全重,在采用喷气一伞降系统时,落地瞬间的速度可降到1.0米/秒。此时的动能已经很小了,战车和乘载员完全可以忍受。
BMD-4空降坦克的喷气-伞降系统全重为1.24吨,主伞面积高达540平米,用简单类比的方法可以推出:如采用喷气-伞降系统空投96A主战坦克时,所需要的喷气-伞降系统的重量就高达4吨,主伞的伞衣面积高达1800平方米!相当于4个篮球场的面积j而其空投的可靠度只有95%,还达不到百分之百。上面提到的这些数据,有兴趣的读者朋友不妨利用中学物理的知识推算推算。
其次,坦克空投是坦克科技中的尖端技术,目前只能在轻型装甲战车上得以实现。我们的结论是:如果非要对96A主战坦克实施空投,以目前的技术水平是可以实现的。虽然如此,但主战坦克终究是用来打仗的,不是空投看着玩的。毕竟,让主战坦克多带一套重量超过4吨且包含着巨大的风险系数的系统,里面许多部件还都是“一次性使用”的,也是一件划不来的事。综上所述,空投主战坦克这件事,在目前阶段还没有提到议事日程。
苏联/俄罗斯的空降战车
利用这个机会,我们重点的介绍苏联/俄罗斯军队的几种空降战车。因为它代表着当今世界上空降坦克发展的最高水平。
二战以后,苏联/俄罗斯军方先后研制出从BMD-1到BMD-4共四种空降战车以及多种空降自行火炮。有人说是四代,一个型号算一代。业界人士多数认为BMD-1/2算是一代,BMD-3/4算另一代,说它发展了两代,是没有问题的。
BMD-1空降战车于1970年正式装备苏军,并于1973年11月7日红场阅兵式上首次亮相。BMD-1空降战车的战斗全重为7.5吨,有3名乘员和4名载员,主要武器是一门73毫米滑膛炮,实际上它就是一种可以空运空投的小型步兵战车。为了能满足空运、空投的要求,BMD-1除了具备“轻量级的体重”外,整车的外廓尺寸也是小巧玲珑。这还不算,乘载员也选用“小个子兵”,以苏联时期中亚某些加盟共和國的士兵为主。算得上是一款“车小人更小”的“袖珍型步兵战车”。苏联时期共生产了约7000辆BMD-1空降战车,主要装备苏军以及一些华约国家的空降部队。到目前为止,相当一部分BMD-1空降战车已经在俄罗斯军队中退出现役。
不用说,军迷们更感兴趣的是BMD-1空降战车如何实现空运空投。安-12运输机可空运2辆:伊尔-76运输机可空运3辆:安-22运输机可空运4辆。除了固定翼运输机外,米6直升机也可以吊装空运BMD-1空降战车。空运空投时,只有车长和驾驶员跟车一道空投(更多的时候是不载人空投),其他载员伞降。美中不足的是,降落之后就有一个“人找车”的过程。虽然BMD-1空降战车上已经采用喷气一伞降系统,但当时还不太成熟。关于这套系统,下面还要专门加以介绍。
BMD-2空降战车是1985年研制成功的,战斗全重为8.23吨,乘载员人数仍为3+4人,它的最大特点是换装了重新设计的单人炮塔,主要武器是一门30毫米机关炮,另有一套AT-4或AT-5反坦克导弹发射装置,具有同敌方主战坦克作战的能力。
如果说BMD-1/2是奠基性的空降战车的话,那么,BMD-3空降战车便是一款走向成熟的空降战车。它的最大特点是世界上第一种可以实施人-车全部同时伞降的空降战车,省去了着地后“人找车”的过程,从而能最大限度地实现“兵贵神速”的战役和战斗的突然性。
BMD-3空降战车于1990年初首次装备苏联空降兵部队,随后又装备了苏联/俄罗斯的海军陆战队。其战斗全重增加到13.2吨,乘员3人,载员4~5人,武器部分和BMD-2型相同。它的最大特点是战车和全部乘载员可以同时空投。形象点说,就是空运时战车在飞机的“肚子”里,人就在战车的“肚子”里。空降战车落地后,简单地褪去降落伞和托板后,便可以立即投入战斗。
尽管BMD-3空降战车是1990年研制成。但人车同时空投的试验还是进行了上百次,直到1998年才算是成功。这中间还发生过参试人员严重受伤的。渗剧。直到20多年后的今天,人车同时空投的可靠度也只有95%。可见,人车同时空投是一件技术相当复杂、有一定风险的事。因为气象条件有时会有瞬间不稳定的变化,这是人们事先难以预料的因素。
准备装入伊尔-76运输机的BMD-4M空降战车,BMD-4M空降战车为该系列空降战车最新改型
“车小人更小”,俄军BMD-1空降战车及其乘载员们
俄军最新的BMD-4空降战车则采用BMD-3型空降战车的底盘,再配上类似BMP-3步兵战车的炮塔系统,使得BMD-4空降战车如虎添翼。战斗全重增加达到了14.6吨,乘载员为3+5人,主要武器是一门100毫米线膛炮,可发射杀伤爆破弹和炮射导弹,另有一门30毫米机关炮,其火力水平与BMP-3步兵战车相当。不用多说,它也具备人车同时空投的能力。
俄罗斯最重的空降战车为2009年研制成功的2S25“章鱼”自行反坦克炮。章鱼的俄文名为Спрут,英文拼写为Sprut。其战斗全重为18吨,乘员3人。2S25的底盘与BMD-3空降战车采用了同款底盘,炮塔为铝合金炮塔,主要武器是一门125毫米滑膛炮,具有同敌方主战坦克作战的能力。看一看2S25自行炮空投过程中的壮观场面吧!14具主降落伞的伞衣总面积超过了两个篮球场的面积!而面积不算小的辅助伞像个小蘑菇头,6米多长的2S25战车在空中就像个儿童玩具!
空降坦克的喷气-伞降系统
毫无疑问,资深军迷们最关注的还是BMD空降战车上的喷气-伞降系统。这可是BMD空降战车的“绝活”,是坦克技术里的尖端技术。
BMD-4空降战车的伞具有两种类型。
一种是单纯的大型伞具系统,空投15-20吨左右的战车时,要有10-12个大型主降落伞,伞衣总面积在1000平米以上,超过两个篮球场的面积!显然,主降落伞的数量越多,越容易发生缆绳互相纠缠、打不开伞的事故。《陆战之王》电视剧中第一集中所出现的情况就是这种。降落伞的伞衣和缆绳是由特种有机纺织材料制成的,不仅强度极高,韧性极强,还要进行强化阻燃性能的处理。适用于BMD-1/2空降战车的MKS-5-128R型多伞伞降系统,最大空运空投质量为9500千克,主降落伞的数量为5个,最大伞降速度为8.8米/秒,伞衣总面积为760平米,主伞重量为117千克,引导伞(辅助伞)的数量为5个。
另一种为喷气-伞降系统,也称为降落伞一火箭系统。这是一种性能更先进、但技术也更复杂的一套系统。它由降落伞系统和(制动)火箭系统两部分组成。制动火箭系统的原理很简单,但点火启动的“火候”很难掌握。它的原理无非是中学物理中的动量守恒原理和牛顿第三定律的一个应用,这和“神舟七号”载人航天返回舱着陆时所用的火箭制动系统原理上是一模一样的。在空投空降战车的最低端装上两个探地杆(传感器),当空降战车降落到距离地面5~10米处,探地杆触地,导通制动火箭点火系统的电路,火箭点火,喷出强大的火焰,产生250~362千牛的制动力,由于巨大的负加速度和地效作用,使空降战车一瞬间由25米/秒的高降落速度降为1米/秒的着地速度,然后“平稳”落地。单是制动火箭所装填的燃料就有500千克左右,一下子就喷完的代价还是不小。这里面的关键技术是掌握点火时机和控制制动力的大小。点火太早或制动力过大,将会产生过大的负加速度,乘载员受不了。附带说一句,我国的“嫦娥三号”月球着陆器的反推火箭,可以产生出7.5千牛的制动力:点火太晚或制动力过小,又会使空降速度降不下来,战车会砸向地面,造成车毁人亡的惨剧。
◎带PRSM-925 型喷气-伞降系统的BMD-2空降战车,可看到伞具和托板平台,呼呼啦啦一大堆
苏联军方也是通过近百次的战车空投试验,才摸索出喷气-伞降系统的最佳参数。此外,空降战车在即将着陆的瞬间,要笼罩在浓烈的喷气焰之中,经受“烟熏火燎”的炼狱般的考验。虽然喷气-伞降系统使得BMD系列空降战车能有“孙悟空不怕太上老君炉”一样的本事,也成就了它的一个“绝活”。但喷气-伞降系统是一个十分复杂又有一定风险性的系统。
喷气-伞降系统的最大优点是,可以极大地缩短降落滞空时间,从而可以提高空降的快速性和突然性,降低被敌方攻击的可能性。由于空降战车可以高速降落、瞬间制动,只用一个大型降落伞(伞衣面积约540平米)即可,空降过程的允许最大速度可从多伞系统的7.0~8.8米/秒提高到25米/秒!从而使空降战车空投的滞空时间缩短到多伞伞降系统的三分之一到四分之一。此外,喷气一伞降系统取消了托板平台,不仅可以缩短登机时间,还节省了着陆后卸下托板平台和整理伞具的时间,着陆后能迅速投入战斗。
亮相抗战胜利70周年阅兵式上的03式伞兵战车
从这套喷气一伞降系统的结构原理简图可以看出:整个系统还是蛮复杂的,既有降落伞的打开和控制系统,也有火箭发动机的自动点火系统,点火控制的时间误差应控制在零点几秒的范围之内。
我国早在上个世纪70年代,便开始研制可以空降的WZ141型超轻型坦克。由于种种原因,WZ141超轻型坦克下马。到了世纪之交,由于严峻的国际环境和渡海夺岛作战的需要,我国又重新开始了空降战车的研制工作,并定型了可以空投的03式轻型履带步战车,成为世界上少数几个能生产空降战车的国家。03式轻型履带步战车多次参加中俄联合军事演习,进行过多次空运空投演习,受到了广泛赞誉。不久前的建国70周年的盛大阅兵式上,03式轻型履带步战车和99A主战坦克、15式轻型坦克、04A式履带步兵战车等一道,接受党和国家领导人的检阅。威武的铁甲雄师伴随着雄壮的《钢铁洪流进行曲》的乐曲,隆隆驶过天安门广场,人们的欢呼声响彻金水桥畔和祖国大江南北、长城内外…… [编辑/马群]
2S25“章魚”自行反坦克炮空投时的壮观场面
BMD伞兵战车即将着陆、制动火箭系统开始工作的瞬间