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平面上陆装备:由海向陆的最后一步

2021-11-25高峰

科学24小时 2021年12期
关键词:气垫步兵战车

高峰

登陆行动是浴血海天的作战,胜则成为辉煌,败则成为教训。攻守双方比的就是在同一时间内,向登陆地域投送战斗力的速度。谁投送得更多、更快,胜利的天平就向谁倾斜。现代登陆作战,虽然已实现了立体上陆,但是受限于飞机(直升机)的运载重量,很多重型装备仍要从海面才能上陆,因此,使平面上陆更快、更强,仍是各国军队追求的目标。

缩短冲击时间的“战斗天使”:气垫船

在现代登陆与反登陆作战中,两栖攻击舰和两栖登陆舰等大型舰船是守军岸基反舰导弹和远程火炮的优先打击目标。在登陆作战初期,它们都停留在距海岸30千米以外。而小型登陆艇冲击速度慢、防护性能差、艇上火力弱,为了这距岸最后的30千米,却要在海上颠簸2个小时以上。那么,怎样才能快速到岸呢?

19世纪初,已有人认识到把压缩空气打入船底下可以减少航行阻力,提高航速。1953年,英国人科克雷尔创立气垫理论,验证了周邊射流可形成气垫,并应用这一理论于1959年建成世界上第一艘气垫船SR-N1,之后在横渡英吉利海峡的试验中取得成功。由此,开启了气垫船从理论走向实用的征途。

1960年,研究者顺着SR-N1周边射流的柔性延伸加装了50厘米高的裙板,使气垫船既可以在水面航行,又可以在陆地上行驶。由此可见,气垫船是一种利用表面效应原理,依靠高于大气压的空气在船体与支撑面(水面或地面)间形成气垫,使船体全部或部分脱离支撑面航行的高速运输工具。按照产生气垫的方式,它可分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。气垫船多用轻合金材料制成,船上装有轮机等产生气垫和驱动船舶前进的动力装置,并配有空气螺旋桨或水螺旋桨、喷水推进器等推进器。由鼓风机产生的高压空气,通过管道送入船底空腔的气室内形成气垫托起船体,并由发动机驱动推进器,使船贴近支撑面航行。因此,气垫船具备不畏急流、险滩和沼泽地的超强能力。在影片《红番区》中,成龙驾驶气垫船冲进高尔夫球场追逐黑帮拯救人质的桥段,就极其生动地演绎了气垫船的强大性能。

气垫船

在军事领域,气垫船的应用极为广泛,但主要还是用于两栖登陆作战。气垫船装载量较大,航速也快。例如,英国的50吨级BH7-Ⅳ型后勤支援气垫艇一次可运送170名全副武装的登陆兵,或者运载3辆野战卡车及60名战斗人员。在登陆作战中,大型两栖战舰远赴重洋,将气垫登陆艇和登陆人员及战车运送到作战海域,然后气垫登陆艇离开母舰掠海航行约30分钟,即可跨越30千米的海面将人员和装备快速送上海滩。在岸防炮火威胁严重时,气垫登陆艇停泊在距岸约5千米的海面,将艇载的两栖战车释放下水后,经过10~20分钟快速冲击,即可抵滩上陆。

作为世界上第一种用于实战的气垫登陆艇,美军的LCAC气垫船是无法回避的话题。LCAC气垫船的标准排水量为87.2吨,安装有4具燃气涡轮机,2具包覆式可变螺距螺旋桨推进器,4台双进气升力风扇,最大航速74千米/时。以65千米/时的航速航行时,它的续航力达556千米,一次可运载24名士兵和1辆主战坦克,或4辆水陆步战车,或150名士兵。它可以跟随美军现役的大型两栖攻击舰等登陆作战舰艇远洋机动和全球部署。

当今世界上最大的军用气垫船,当数俄罗斯和我国都已装备的“欧洲野牛”。“欧洲野牛”主要用于运送战斗装备和登陆部队实施登陆作战。“欧洲野牛”的标准排水量480吨,满载排水量555吨,最长57.3米,最宽25.6米,最高21.9米,最大航速111千米/时,最大航程约560千米。该船体形大、耐波性能好,在浪高2米、风速12米/秒的海况下能够平稳行驶。“欧洲野牛”能搭载150吨物资,如3辆40吨级的主战坦克,或8辆BMP-2步兵战车,或10辆BTR-80两栖装甲车和140名相关的装甲步兵,最多能携带360名全副武装的步兵,其载荷能力约为美制LCAC的2倍。但由于“欧洲野牛”体积庞大,现役的任何一艘两栖战舰都无法搭载它,因此它的活动半径被限制在距离基地约300千米的范围内,作战使用的灵活性较差。

尽管气垫船的航速较快,但由于发动机和螺旋桨都暴露在外易损坏、运载的装备全部露天放置不利于保养、大风浪中航行失速较大等缺点,限制了气垫船在军事领域的进一步应用。

借助“上帝之手”的“神迹”:地效翼艇

为了寻求克服气垫船的缺点,科学家又潜心研发全新的登陆装备。20世纪80年代,美国间谍卫星发现苏联里海军事基地正在秘密试航一种既像飞机又像船的怪东西。与水上飞机不同的是,它几乎贴着水面高速航行。于是,美国人给它起了个名字,叫作“里海怪物”。冷战结束后,终于真相大白,原来“里海怪物”就是一种地效翼艇。

所谓“地效”是地面效应的简称,指飞行器在低高度飞行,以及在起飞和着陆过程中地面产生出一种使机翼诱导阻力减少、升阻比增加、飞机升力显著提高的效应。大量的风洞试验证实,当机翼距地面高度为机翼长的15%时,地面效应最明显,机翼的升阻比可提高30%以上,这一区域被称为“地效区”。在地效区飞行的飞行器就像被一股神秘的力量柔和地托起,所以有人戏称“地面效应”为“上帝之手”。因此,地效飞行器是根据地面效应研发的一种飞行器,主力形式有冲翼艇和气翼艇两种。从外形上看,地效翼艇与水陆两栖飞机有点相似,在执行任务时,地效翼艇一般处在距离水面6~10米的高度,同时还可以随时降落在水面上。

地效翼艇

与气垫船相比,地效翼艇的优势非常明显。

一是多拉快跑高效率。地效翼艇完全脱离水面在地效区飞行,其速度可高达550千米/时,几乎是气垫船的6倍。地效翼艇还具有极大的装载能力,航程远,运输效率高。“里海怪物”的航程达7500千米,一次可搭载800名全副武装的士兵。而美军未来的“鹈鹕” 巨型地效飞行器,可在海面上持续飞行18500千米,或在陆地上飞行12000千米,起飞重量2700吨,载重量为1270吨,一次可以运载17辆M1主战坦克或者3000名全副武装的士兵,将极大地增强美军兵力全球投送和威慑能力。

二是地效区飞行难发现。地效翼艇由于通常在地效区内做超低空飞行,正好处于雷达的搜索盲区内,并且飞行时不会在水面留下航迹,敌方声纳无法探测到,所以具有极好的隐蔽性和快速突击性。地效翼艇在水上飞行,一般的海浪完全不会干扰到它的正常飞行,大大减少了它在航行中受到的波浪的影响,并且可轻松地越过抗登陆一方布设的滩头障碍。

三是操作维保更便捷。地效翼艇的方向控制性和运动稳定性比飞机好,驾驶员也无需特殊培训。此外,地效翼艇的维修保养也比普通飞机更为简单方便。特别是地效翼艇由于在地效区飞行时机翼的升阻比高,在同样的载重量和飞行速度下,其耗油量比普通飞机要低30%以上。相较而言,地效翼艇的经济性更好,航程更远。

四是运用前景更广阔。地效翼艇有水面、地效区、高空等多种航行方式可供选择,使用灵活,速度快,续航时间长。因此,它不仅可作为未来的登陆载具,而且也可作为重要的火力投送平台。1986年,苏联研制成功的“阿塔卡”地效反舰导弹艇,背上装有6个斜置的SS-N-22反舰导弹发射筒,不仅可以攻击航母等大型水面舰艇,还可直接打击敌方岸基重要目标。2013年,在第六届圣彼得堡国际海事防务展上,俄方展出的“救援者”,设计总重约600吨,长93米,翼展71米,俄军将其用在北极和太平洋地区执行搜救,以及向驻防部队运送补给的任务。而美国海军未来的大型地效翼艇还可装备“三叉戟”洲际导弹,执行战略核打击任务。

一路打上岸的“钢铁洪流”:两栖战车

当今,即便在战争中使用了气垫船或地效翼艇,在大多数情况下,也只能缩短突击上陆的时间。但当一方海岸防御火力强大时,这些快速上陆工具都会选择短暂停泊在距岸约数千米的濒海,以便让搭载的两栖战车快速泅渡,抢滩上岸。

那么,这些铁疙瘩般的两栖战车为何能浮在海面,并一路边打边上岸呢?答案是根据阿基米德定律,只要车体密闭性能好,就能获得一定的浮力。当浮力大于车体重量时,战车就浮起来了。早在20世纪20年代,车体重量仅2吨的英国“卡登·洛伊德”M1931型两栖坦克试验成功。以它为原型,苏联不久后就仿制出T-33。之后,苏联又持续研发并装备了T-37、T-38和T-40等水陆坦克。

美国履带式登陆车的发展,始于1935年。1941年,美国海军共订购了200辆LVT1履带式两栖装甲登陆车。LVT履带式登陆车的出现,提高了登陆作战中从舰到岸这一重要阶段的推进速度,保证了从舰到岸作战的连续性,避免了陆战队员上岸时不必要的伤亡。太平洋战争中的冲绳岛战役中,有约1160辆LVT系列两栖装甲车用于登陆作战。有210辆LVT3在第一波作战中,输送数千兵员冲上滩头阵地。为了解决LVT上陆后火力不足的问题,美军给LVT安装了37毫米炮塔,改装成LVT(A)系列两栖坦克。但实战表明,这些LVT(A)地面作战火力弱、抗打击能力差。为了快速弥补这些缺陷,美国于1943年干脆给陆军谢尔曼坦克安装浮渡围帐和螺旋桨,将其摇身一变成了谢尔曼DD两栖坦克。后在诺曼底登陆中,谢尔曼DD坦克凭借强大而直接的火力支援,在奥马哈滩头风光一时。

当今,两栖战车主要分为两栖步兵战车和两栖坦克。其中,两栖步兵战车的主要任务是把陆战队员送上滩头,并伴随支援陆战队员战斗。而两栖坦克的主要任务是引导或支援陆战队员战斗。它们的共同目标均是追求浮力足、速度快、火力强和具有一定的防护性能。

为了得到更大的浮力,两栖战车与普通地面作战步兵战车和坦克相比,车体大多更长更高、装甲更薄,同时空间大、载员也较多。如一辆美制AAV7两栖突击车载员舱一次可乘载25名全副武装的陆战队员。新型EFV远征战车可以乘载17名全副武装的海军陆战队队员。而陆军的M2A3步兵战车则仅能搭载7名武装步兵。

为了使航行更快,研究人员不断为两栖战车开发更好的外形、更新的推进技术和更轻的车体材料。两栖战车外形大多采用滑行车型,有的采用前置的大型液压前滑行板。当车辆在水上运动时,其压浪板前伸打开,与车腹概略成一线,既减少正面水流阻力,又在车身前进时获得向上的水面推举力。上陆后,则收回压浪板,以便于地面作战。

两栖战车

目前,最新的推进技术主要有三种,分别是用加宽的履带划水前进、用后置螺旋桨推进和用喷水式推进器喷水前进。速度最快的主流推进技术是喷水式推进技术。海面提供的向上浮力与推进器产生的向前推力,这两者共同作用形成的升力,使两栖战车在水面上滑跑,从而获得较快的速度。ZBD-05两栖突击车融外形设计和先进推进技术于一体,车体前后分别装有大型前滑行板和水翼型尾滑行板。下水航行時,ZBD-05式两栖突击车可以通过升力将车身逐步抬离水面,再加上车体两侧打开的侧裙板,高速冲击时可以将整个车体短时抬离水面,减少航行阻力,水上速度最高可达40千米/时以上。

为了寻找减重与防护力之间的平衡点,两栖步兵战车车体主要采用由铝合金和玻璃纤维强化塑料制造的复合材料,并附加了一些铝合金装甲块,仅装备防轻武器打击能力。少数如俄罗斯的BTR-80装甲输送车则采用5~9毫米厚的钢板。而两栖坦克则大多采用约20毫米厚的匀质钢装甲。

两栖步兵战车为了实现从海面一路打进对方防御纵深的目标,必须装备主战武器。两栖坦克受重量及后坐力的限制,只能安装中等口径火炮,如63A水陆坦克装备105毫米线膛坦克炮,主要用于摧毁岸上坚固目标,并对抗对方主战坦克。两栖步兵战车由于满载了登陆步兵,所以大多仅安装较轻武器。如美制AAV7两栖突击车,仅安装有1挺12.7毫米机枪和1具40毫米榴弹发射器,主要用于消灭无装甲防护目标。

技术决定战术。科技的不断发展,使新型两栖装备不断问世。随着由海向陆“最后一千米”的顺利打通,未来海军陆战队两栖作战样式必将掌握更多制胜的先机。

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