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现代火箭炮的发展趋势

作者:jnscsh   时间:2021-06-30 09:05:05   浏览次数:

说到火箭炮的发展趋势,就不应该把自行化当成是明显的发展趋势了,因为在二战中大显神威的苏联第一代火箭炮“喀秋莎”就是安装在五吨半的卡车上,二战中的交战各国使用的火箭炮也几乎都有自行的火箭炮。火箭炮由于重量轻,发射时几乎没有后座力,能很容易地安装在轻型轮式车辆上,再加上火箭炮发射时尘烟飞扬容易暴露发射阵地,为防止受到敌人的反击,特别强调打了就走,因此火箭炮的自行化早就已经“实施”了,现代火箭炮的发展趋势主要表现在以下几个方面,这就是增大射程、加大火箭弹重量、提高射击精度。

现代火箭炮射程增加趋势

增加射程是火箭炮发展趋势中最为明显的特征。早期的火箭炮作为一种战场火力压制支援武器,射程只有6~9千米,二战中的苏联“喀秋莎”射程约8~9千米,德国的履带式10管火箭炮最大射程不到7千米。战后一段时间,只有苏联在发展火箭炮,它强调用火箭炮实施快速机动的火力攻击,因此比较重视火箭炮的机动性,大部分火箭炮都采用轮式车载,或使用更轻型的车辆牵引式火箭炮,因此对射程问题没有给予必要的重视。当时许多火箭炮的射程都在7~15千米左右,性能先进的BM-21射程也就在20千米。北约国家的火箭炮射程也不远,德国装备的36管火箭炮射程为14千米。法国研制的“哈法勒”计划把射程提高到30千米,但由于没有太强烈的需求,直到1980年还没有定型生产。

从70到80年代末期,国际形势有了新的发展,北约和华约两大集团之间的冷战愈演愈烈,各国先后提出“空地一体战”和“大纵深立体战”等战争理论,强调在对敌前沿部队作战时还要攻击其后续部队的纵深目标,因此也就开始对远程压制火力提出了增加射程的强烈要求。技术的发展也为这一要求提供了最为坚实的保证,出现了性能先进的复合推时剂和轻重量的复合弹体材料,为大幅度提高火箭弹的射程创造了条件,于是各种射程远、威力大的火箭炮应用而生。苏军首先装备了射程达到35千米的“暴风雨”16管火箭炮,美国也开发了12管的M270火箭炮,紧接着苏联又研制了12管的远射程火箭炮“旋风”,最大射程几乎比“暴风”翻了一倍,是现今世界上射程最远的火箭炮。

许多中小国家也研制和装备了远射程的火箭炮,以色列先是研制装备了射程为30千米的LAR-160型火箭炮,后来又研制了履带式的MAR-290型4管火箭炮,发射的火箭弹长5.45米,重600千克,最大射程达到42千米。伊拉克在海湾战争中使用的“阿斯特洛斯”火箭炮采用组合式发射箱结构,可以根据不同需要采用不同重量和射程的火箭弹,用32管发射127毫米火箭弹时最大射程为30千米,用16管发射180毫米火箭弹时的最大射程可达60千米,对多国部队威胁很大。海湾战争后,伊拉克又把这两种火箭弹的射程分别提高到45千米和70千米。随着火箭炮射程的增加,火箭炮能在一个发射位置发射大量炮弹的战术优势就显得更为突出。

火箭弹重量增大趋势

早期火箭炮威力的提高主要靠增加发射管数来实现,随着技术的发展和子母弹概念的完善,人们意识到大重量弹体可以在射程、精度和制造费用上得到不少好处,正是由于设计思想的改变,火箭炮呈现出了重量不断增大的趋势。

从火箭推进原理来看,增加火箭发动机的喷管尺寸对提高火箭弹的推进效益有很大意义。在同样比冲的情况下,火箭喷管面积与推力存在着“边际效应”,这就使得大推力的火箭发动机在单位面积推力上大于小推力的。例如,中国的WS-1最大射程80千米,发射质量524千克,战斗部重量为150千克。WS-1B发射质量725千克,战斗部重量不变,最大射程达到180千米,增加了一倍还多,就投送同样重量物体到一定距离的“运输”效率看,前者战斗部重量与总重量的比值为2.16,后者则可以达到2.4。

火箭弹重量的加大也对提高射击精度有很大贡献。影响火箭弹精确度的一个主要原因是火箭发动机推力存在着“偏心”现象,火箭发动机的推进药柱在生产时由于各种原因总会出现装填密度和质量上的偏差,导致工作时推力不能通过火箭弹的重心或弹体轴线而影响飞行弹道。当火箭发动机的推力加大后,密度和质量上的偏差就显得相对小了,进而也就提高了飞行弹道的精度。重量加大意味着火箭弹重量增加,既提高了发射时的转动惯量,相对减少了发射装置对初始弹道的扰动,同时又增强了飞行途中抗风干扰的能力。

子母弹概念的产生是导致火箭弹重量加大的重要原因,这可以说是火箭炮设计思想上的一个大革命!“龙卷风”BM-30火箭炮有12个发射管,配置在8轮的MAZ-543卡车上,发射的火箭弹弹径300毫米,长达7.8米,全重800千克。火箭弹可携带的战斗部分为3种,带破片杀伤子弹药的集束式战斗部、带可分离战斗部的杀伤爆破弹和带自动瞄准子弹药的集束式火箭弹。“龙卷风”火箭弹还有较高的战斗部比例——在重达800千克的火箭弹中,战斗部的重量便达280千克。在“龙卷风”集束式火箭弹内部有72个重量为两千克的子弹,其攻击掩体和装甲目标的角度与普通火箭弹不同,通过弹上的专用导向装置,可以在目标区上空形成垂直弹道打击目标。一次齐射12发火箭弹就可抛出864枚子弹药。“龙卷风”既可以单发射击,也可以在38秒内将12发弹全部发射出去,再加上子弹药的数量,其火力猛烈度远远超过早期的BM-21型40管火箭炮的40枚火箭弹齐射时的火力。

用一枚大重量的火箭弹代替五六枚较小重量的火箭弹,毫无疑问,不存在多枚射弹散布问题。就是多枚大重量火箭弹一次齐射也会由于单枚射击精度的提高而缩小,美国的M270火箭炮更是充分利用了这一点。在保持发射管数与“龙卷风”一样的情况下,进一步增加了火箭弹的长度,发射重量要比“龙卷风”大得多。由于在火箭弹的推进剂、壳体材料等方面拥有更先进的技术,其火力猛烈度更是远远超过“龙卷风”。该炮发射的双用途子母弹的结构经过精心设计,可以容纳644个M77反步兵/反装甲双用途子弹药,战斗部内壁上刻有4条纵向深槽,引爆后壳体破裂为4大块破片,大量子弹药被抛出,从上而下形成椭圆形覆盖面。一门火箭炮一次齐射12发,可在目标上空抛出7728个子弹药,可覆盖相当于6个足球场大小的面积,每个子弹药都有一个小型聚能装药战斗部,爆炸后可击穿100毫米厚装甲,摧毁各种轻型装甲车辆。弹体爆炸后产生的大量破片可以杀伤陆地上的士兵,其毁伤威力远远超过了数十发小重量的单战斗部火箭弹。

射击精度提高趋势

火箭炮早就显示出增加射程的极大潜力,只是由于射程一远,射弹散布就急剧增加,正是由于增加射程就面临着射击精度的问题,因此二战前后火箭炮的射程一直徘徊在30千米以下。经过战后半个多世纪各国兵器专家的不懈努力,火箭炮的射击精度终于有了大幅度的提高,为提高射程创造了必要的条件。

火箭炮连续射击时,由于发射装置受到火箭高速发射气流的冲击,不断产生振动,致使射击出的火箭弹之间受到不同的初始扰动而造成较大的散布。与二战时期的尾翼稳定火箭弹相比,战后火箭弹为提高精度作出的第一步努力就是在发射轨或发射管上改进了总体设计,采用了变截面发射轨或带“膛线”的发射管,使火箭弹在飞离发射管时均匀地摆脱发射管的约束力,并使火箭弹围绕弹体轴线低速转动,从而减少了初始扰动和推力偏心对火箭弹群散布的影响。后来又引进了喷气自旋技术和制动发射的概念,前者是利用推进发动机喷流使弹体自转产生陀螺效应,后者是利用一个制动装置让火箭弹推力加大到一定值后再发射出去,两者都可以提高火箭弹的飞行弹道精度。十多年前在火箭炮精度的提高上取得重大进展,这就是发现了对发射装置的自振频率和转动惯量进行优化设计的技术,可以有意识地利用初始扰动抵消火箭发动机推力偏心的影响,可以使火箭弹的散布减少80%以上,这一新的研究成果大幅度提高了火箭弹的命中精度。火箭弹飞行时由于空气中风向、风力、气压等因素都对其产生不利影响,现在由于技术的发展已经能对这些因素加以控制和预测。例如,采用激光多普勒雷达对火箭弹飞行弹道上的空气进行扫瞄,可迅速测出该区域的风速、风向等气象数据,为火箭弹的发射提供必要的信息数据。随着火箭弹射程的提高,弹体的飞行速度也将进一步加大,因此出现了可根据需要延时打开的弹翼。当火箭弹飞出一定距离后,弹翼才打开,可以减少空中风速和流向对火箭弹飞行轨迹的影响。近年来,美国的新型火箭炮在发射装置上采用了基准稳定装置,大大改善了射击精度,在火箭弹上采用制导技术是大幅度提高命中精度和缩小射弹散布的最有效方法。这表现在两个方面,一是在主弹体上采用制导装置,二是在子弹药上采用精确灵敏装置。俄罗斯的“龙卷风”BM-30火箭炮在火箭弹上加装了自动修正装置、简易陀螺导向和燃气舵,其射击密集度与传统火箭炮相比提高了3倍。随着制导技术的发展,制导装置的成本将会大幅度降低,再加上火箭弹的大型化,这就为火箭弹的“导弹化”创造了条件。在火箭弹上加装制导装置将是火箭炮最明显和最有意义的发展趋势,因此用“火箭弹导弹化”一词来形容火箭炮的发展趋势更为准确。△

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