未来高炮防空技术发展趋势

张春，李鹏，邢士勇，张蛟，吴映锋

(1.西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099；2.陆军研究院炮兵防空兵研究所，北京 100012)

1 能力定位

高炮防空的主要任务是在多层防空体系的联合作战环境下，抗击经远程、中远程、中程拦截后遗漏的战术无人机蜂群、巡飞弹、巡航导弹、空袭布撒器、战术空地导弹等空袭兵器，为被保护目标提供全天候、全空域、全时域防护，具有较高火力密度、较强抗干扰能力、较强持续作战能力、一定抗饱和攻击能力和多样化毁伤能力的末端防御手段，实现对被保护目标的最后一层防御[1]。高炮防空火力还应具备精确对地面、水面多样化目标的打击能力。

高炮根据口径不同可分为小口径高炮、中口径高炮和大口径高炮，通常将口径20～40 mm的高炮定义为小口径高炮，将口径40～100 mm的高炮定义为中口径高炮，将口径大于100 mm的高炮定义为大口径高炮，我军在役小口径高炮主要包括25 mm系列、30 mm系列和35 mm系列，中大口径高炮处于退役或顶编状态。

经过几十年的发展，我军在役高炮已形成了舰载、车载、履带式、轮式、轻高机为平台的多型25 mm、30 mm和35 mm高炮及弹炮结合系统，主要用于末端防御和机动伴随防空掩护任务，其中，35 mm系列高炮具有发射炮口装定时间引信的预制破片弹功能。

2 国内外发展趋势

2.1 国外发展趋势

俄罗斯继承苏联的衣钵，采用“以地制空”的防空策略，非常重视高炮及弹炮结合防空系统的发展，目前，仍有多型弹炮结合系统和中口径高炮在役，其弹炮结合系统均采用30 mm口径高炮，陆基采用双联动自动机，舰载采用转管自动机。俄罗斯30 mm高炮的研发始于上世纪70年代，其自动机技术和弹药技术近年来发展缓慢，新研的中口径火炮采用57 mm口径。35 mm火炮是国际公认的主流小口径防空高炮，已装备瑞士、德国、日本等40多个国家和地区[2]，西方国家非常重视35 mm高炮的发展，2000年后发展了多型35 mm防空高炮和多用途火炮系统，基于AHEAD弹药[3]技术发展了系列化非制导弹药，是西方国家防空高炮的主力口径。

美国在中口径火炮发射制导弹防空领域开展了多年的研发，其中海军发展了“奥卡”“狂火”等多型57mm的炮射制导弹药，装备MK110型57 mm舰炮，采用精确命中体制拦截反舰导弹和集群目标[4]。俄罗斯和意大利也非常重视中口径火炮发射制导弹技术的研发，俄罗斯新研制的57 mm“偏流”自行高炮，可发射预制破片弹和激光驾束防空制导炮弹，主要用于抗击蜂群目标；意大利发展的76 mm制导弹[5]采用次口径弹药、毫米波驾束制导技术，主要用于拦截反舰导弹。

近年来埋头弹火炮以其结构紧凑、可靠性高、维护性好等特点得到大力发展，相应的埋头弹药在保持性能不变的情况下，可使弹药体积减小约30%，或者在保持占有体积不变的情况下，可使埋头弹性能提高30%，基于埋头弹的诸多优秀性能，法国发展了中口径埋头弹高炮系统。

大口径火炮防空在西方国家得到重视，德国多年前研发了“多纳尔”155 mm榴弹炮防空技术；2020年9月2日，美国利用M-109A6型155 mm自行榴弹炮发射HVP制导弹药，成功击落了一架亚音速巡航导弹模拟靶弹。

2.2 国内发展趋势

近20年来，国内在小口径高炮系统的精度控制和弹药技术等方面取得了飞跃式发展，雷达和光电系统探测精度、火控系统精度、火炮性能、弹药性能、随动系统性能、姿态测量性能、底盘性能、总体结构布局等方面均取得了技术突破，主要战技指标达到国际先进水平。35 mm高炮发射多束定向预制破片弹对小型无人机的毁歼概率可达70%以上，立靶密集度误差仅为俄罗斯30 mm双联动火炮的三分之一，35 mm单枚榴弹毁歼能力也大大优于俄罗斯30 mm弹药，且35 mm高炮具有多弹种的优势。

基于中口径高炮射程远、弹药威力大等技术优势，国内在新型中口径高炮领域进行了有益的探索，基于76 mm舰炮，发展了军贸型车载76 mm高炮，在后坐力大幅降低的情况下，火炮射频与76 mm舰炮相当。

3 发展契机

3.1 战争形态发生改变

1991年发生的海湾战争从根本上改变了军事专家对传统战争形态的认识，38天的空袭行动彻底打垮了伊拉克的军事力量和战斗决心，此后，仅进行了100 h的地面战役，整个作战行动即宣告结束。1999年发生的科索沃战争中，以美国为首的西方国家利用绝对的空中优势，在78天的轰炸中通过非接触式交战，展示了空中打击的决定性力量，单纯地保存地面主战装备和作战部队实力已无法取得战争胜负。空袭和反空袭已经成为现代战争的主要形态，贯穿战争始终并在一定程度上决定了战争的胜负。

3.2 战术无人机成为改变战场态势的重要力量

近年来，从北非战场(利比亚战争)、中东战场(叙利亚战争)、再到西亚战场(阿塞拜疆与亚美尼亚的纳卡战争)，战术无人机已成为改变战场态势的重要力量[6]。美国《防务新闻》网站2020年12月9日报导，美国海军陆战队正在开展针对中国的“有机精确火力—单兵轻型”计划，招标射程20 km、巡飞90 min的超小型自杀集群无人机，用于消灭敌对方的人员和物资，开展防空消耗战应用研究。

战术无人机在战场的特性主要表现为“低空、小型、慢速、廉价、集群、准确、长航时、假目标”等方面，小型战术无人机无需苛刻起飞条件，强势方即使在掌握制空权的前提下也无法避免动辄几十甚至上百架无人机的集群攻击，在这种火力打击方式下，传统、大型防空装备逐渐表现出能力不足、效费比低、持续作战能力差等弊端，已无法适应未来战场的需求。

3.3 我陆军在役和在研末端防空系统能力不足

我军目前在役和在研的末端防空系统以抗击少量有人驾驶飞行器、巡航导弹和战术无人机为主要目标，无法满足未来反集群/蜂群无人机高效率探测、低成本作战、持续性抗击、智能化指控、多样化毁伤、远程化打击的能力需求。

我军大口径压制火炮均不具备自主防空能力，未来在我军全面掌握战场制空权之前，大口径压制火炮对专业防空装备严重依赖，对防空作战贡献微弱。

小口径高炮与导弹构成弹炮结合系统后[7]，持续作战能力显著增强，但是，限于小口径高炮高效拦截区域较小等问题，其防区内多目标接战能力不足，无法全面满足反集群/蜂群无人机的作战需求。

鉴于空袭模式和空袭目标的时代性转变，防空手段也要发展提升。借鉴国外发展思路，开展小口径高炮抗击蜂群能力提升、新型中口径高炮系统研制和大口径火炮防空能力拓展已迫在眉睫。

4 我国高炮发展思路

4.1 小口径高炮防空发展思路

4.1.1 小口径高炮反集群/蜂群目标流程改进

从小口径高炮反集群/蜂群目标作战流程出发，通过增加全方位集群/蜂群目标探测和跟踪能力(如四面阵雷达、球面阵雷达)，由高算力信息化系统完成目标分配、火力协同、跟踪解算等任务，减少防空作战抗击群目标的作战流程环节，提升防空作战效率，首批目标的防空作战响应时间相对于传统多目标探测、单目标作战系统将大幅缩减，后续目标的防空作战响应时间将大幅减少，同时，持续抗击群目标的作战能力将大幅提升。

4.1.2 小口径高炮指挥与控制能力提升

小口径高炮反集群/蜂群目标的重点之一是提升指挥与控制能力，改进内容可包括：目标威胁与多通道火力分配、基于毁伤的综合火力运用、连发射击火力线稳定、长周期无人值守[8]控制、虚拟闭环火力控制、火炮发射时机优化控制等方面。通过上述关键技术的突破和运用，可提升不同形态小口径高炮武器系统的作战能力，满足无人值守、要地防空和机动伴随防空任务的能力需求。

4.1.3 小口径高速发射能力提升

小口径高速发射能力提升也是反集群/蜂群目标的重要环节，其关键技术可包括：高速发射总体技术、转管/转膛与双联动发射技术、多管并式发射技术、多路高速供弹技术、自动机射控与驱动技术、转管自动机多点击发发射技术等。上述技术可适用于不同形态的武器装备，提升小口径高炮系统的火力打击能力。

4.1.4 小口径高炮弹药毁伤能力提升

小口径高炮弹药毁伤能力也是反集群/蜂群目标的关键。现役防空高炮的杀伤元在打击小型战术无人机时能量过剩，应发展采用小质量含能破片的新型多束预制破片弹，提升弹丸连发射击开仓率，提升弹丸开仓密集度，发展适用于复杂战场环境的多模弹，通过智能化目标识别，以不同的毁伤模式抗击多样化目标，快速适应战场目标特性。

通过上述关键技术的发展和突破，小口径高炮抗击集群/蜂群无人机的综合作战能力将显著提升，可在未来一段时期内快速满足防空、反蜂群的作战需求。

4.2 中口径高炮防空发展思路

未来中口径高炮[9]的口径选择是关键要素，应主要考虑以下因素：

1)借鉴美、俄发展经验，考虑单发弹丸体积、有效承载和毁伤能力。

2)确保武器平台具有较好的结构适装性和较大携弹量。

3)国内弹载器件过载能力已达到较高水平，可适当提高弹丸炮口初速，提升火力系统最大有效射程。

4)采用埋头弹火炮技术和高效率炮口制退器，降低炮塔火力线高度，提高平台适装性；或采用传统火炮技术，降低研制风险，确保火力系统技术成熟度。

5)供弹方式考虑多弹种转换和快速续弹，适应未来战场快速转变的多样化目标。

6)采用新概念、新技术、新材料，为未来20～30年的技术持续发展奠定基础。

未来将中口径火炮、埋头弹发射、制导化弹药、自动供弹选弹、快速续弹等技术融合后，可形成新一代中口径高炮火力系统，实现对薄壁/厚壁、弱机动、超低空/大攻击角目标的精确、持续、高效费比打击，满足未来斜距6～8 km以内、高度4～6 km以下范围内防空作战和对地作战需求。制导化弹药可采用多体制控制方案和预制/预控破片战斗部，实现发射后制导控制和对目标的精确打击，未来也可发展HVP弹或采用冲压发动机增程。

中口径火炮在拦截薄壁目标的同时，还需考虑拦截厚壁[10]、钝感装药目标，利用中口径弹丸结构空间大，可选战斗部形式多样的优势，探索中口径弹药以破甲射流打击深钻地弹的技术可行性。通过火控系统目标识别，火力系统自动选弹，实现针对不同目标的专用弹种作战。

未来采用中口径火炮发射精确制导弹药技术，发展一型具备精确打击能力的高炮火力系统，具备对目标的单发或双发射弹高概率毁歼[11]拦截和持续作战能力，具备较好的结构适装性，未来形成弹炮结合防空系统，可实现战场机动伴随防空掩护能力，有效抗击中、小型无人机能力，软硬结合、多层火力拦截、多种毁伤机理防空能力和较强的对地打击能力。

4.3 大口径火炮防空发展思路

借鉴国外大口径火炮防空的技术发展思路，以实现大口径压制火炮多域作战为目标，拓展大口径火炮的辅助防空作战能力。根据采用弹药的不同，大口径火炮防空可分为非制导炮弹防空和制导炮弹防空两种模式，非制导炮弹指采用AHEAD弹药技术等先进弹药技术，实现对大口径火炮防空能力的拓展，同时根据防空需要对大口径压制火炮的作战模式和关键分系统进行改进提升，具体包括任务管理系统、总线协议、火控系统、信息化系统、随动系统等，主要在软件、协议和模式层面进行改进和提升，减小压制火炮硬件改动，实现技术改进风险可控。

5 结束语

面对未来复杂战场环境下近程末端防空的严峻形势，以满足反集群/蜂群目标作战、大携弹量持续作战、高效费比作战、高概率精确拦截、防空对地多功能作战、击硬打软多任务作战等能力需求，在探索、整合关键技术的基础上，挖掘防空高炮的技术潜力，形成适应复杂战场环境、具备陆上行进间/海上浮渡作战、多域作战、无人值守作战的防空装备，是防空高炮的未来发展方向。

经过几十年的追赶，我国在小口径高炮的装备作战能力上已经达到国际先进水平，但是，面对国际上防空高炮中、大口径化的发展趋势和反深钻地弹的任务需求，应迎头赶上，利用国内近年来在指挥、控制、打击、制导、毁伤等方面的技术成果，发展具有我军特色的新一代高炮及弹炮结合系统。