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和美国M777超轻榴弹炮比,中国的AH-4其实便宜而且更好用
2019-12-30           作者: 喜之狼的札记

当前,155mm口径已成为轻型牵引火炮发展的主要口径。国外目前已装备的155mm牵引火炮大多是上世纪七八十年代的产品,在射程、威力等方面比105、122mm等口径火炮具有明显的优势, 已成为各国装备部队的主要武器。但155mm 牵引火炮全炮质量较大, 战略机动性较差, 无法满足现代战争要求火炮能快速部署的基本要求。因此, 大力发展大口径火炮轻量化技术已成为发展趋势。

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M777系列在超轻型155mm火炮中属于明星,很长一段时间号令天下

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AH-4不出,谁与争锋?

上世纪90年代中期, 西方国家大力研发轻型155mm口径牵引火炮技术。随着以美国M777式155mm 轻型榴弹炮为代表的轻型火炮装备部队,现代轻型155mm火炮更是引起各国重视。美国人最先发起的“超轻型155毫米牵引榴弹炮”项目,从上世纪80年代开始,到大名鼎鼎的“M777”型号尘埃落定,历经了整整20年漫长的时间,其中参与竞争的独特方案就有采用“曲线后坐系统”技术的LTH轻型榴弹炮、采用“迫击炮放大版”技术的洛马公司LW155轻型榴弹炮和采用“软后坐”技术的刘易斯仪器与机械公司Viper155毫米轻型榴弹炮,都未能赢得英国维克斯造船与工程公司的UFH超轻型榴弹炮,即后来的M777,成功者自有成功者的秘诀。我国研制大口径超轻型火炮也经历了一个长期的技术方案摸索与经验积累的过程,但不管如何“折腾”,从国产外贸AH-4超轻型155mm加榴炮问世我们也看到了一些M777的影子,可以看做是火炮技术上的“殊途同归”。AH-4的定型到顺利出口中东某国,也已成为军贸市场中直逼M777的最具有实力的竞争对手。

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当年被UFH淘汰掉的LTH

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当年被UFH淘汰掉的洛马公司LW155

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当年被UFH淘汰掉的Viper

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M777的前身——UFH

像155毫米这类大口径火炮的轻量化技术,抛开那些个“华而不实”不靠谱的技术不说,M777和AH-4的成功实例证明,目前可行的超轻型155mm火炮无非也就几个技术途径:

1.降低火线高,火炮底盘着地,火炮后坐时的载荷直接传导到地面,提高射击的稳定性,因为一般火线高在1500mm以上的火炮,质量都在10吨左右;

2.采用超长的后坐距离和高效率的炮口制退器,降低火炮后坐力,以降低火炮发射时的翻倒力矩;

3.一机多用,创新的设计使一种部件兼具有多种功能,使火炮结构紧凑,减少部件数量以达到降低全炮重目的;

4.轻型材料(如钛合金、铝合金)的采用,在保证火炮结构强度的同时能最大限度的降低部件重量。

M777的炮身由美军M109A6式155mm自行榴弹炮的M284式炮身改进而成,与M284炮身相比,内弹道性能不变。为适应摇架的结构,炮闩作了改进,向上开启并专门设计了一套底火人工装填装置。AH-4采用的是国内PLZ39式155mm加榴炮的炮身。PLZ39式155mm加榴炮是在上世纪80年代末引进45倍口径155mm加榴炮的基础上缩短身管为39倍口径研制而成的一款155mm火炮。AH-4在原PLZ39式155mm加榴炮的身管基础上又进一步轻型化,并将其原来的圆柱形3孔制退器改为了4孔,进一步提高了炮口制退器的效率。AH-4为了减轻炮身质量,并没有采用外贸155mm火炮后期采用的闭气楔式炮闩,而是沿用短隔螺式炮闩(楔式炮闩结构件多,普遍比螺式的更重)。M777能够使用M109A6式155mm自行榴弹炮的所有弹药,发射M107榴弹的最大射程为24公里,发射增程弹为30公里,发射M982“神剑”制导炮弹的射程为40公里,发射时的持续射速为2分/发,爆发射速为4分/发(2分钟内)。AH-4能够使用国产外贸所有155mm炮弹和发射药(包括柔性药包或双模块发射药)以及北约制式弹药,发射杀伤爆破榴弹最大射程25公里,底排弹最大射程30公里,底排复合增程弹最大射程40公里,发射LGP制导炮弹的射程为25公里,最大射速为4发/分。从以上来看,AH-4的火力性能与M777相差无几。

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M777受摇架结构限制,采用了向上开闩结构

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AH-4的炮闩结构与M777如出一辙,同衍生于M109自行榴弹炮

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AH-4为降低后坐力,改进了炮口制退器的结构,使其效率更高

摇架是火炮起落部分(俯仰部分)的主要载体,它与炮身、反后坐装置和其他有关机构共同组成起落部分,饶耳轴(火炮俯仰时的轴)回转,赋予火炮高低射向。它的作用是支撑后坐部分并为炮身的后坐和复进运动提供导轨,为炮身的俯仰提供枢轴,射击时将后坐载荷传递给其他架体。

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M777的全钛合金摇架体,结构复杂,加工难度大,而且造价昂贵

M777的摇架由4根钛合金管焊接连接而成,这四根钛合金管体即是摇架体又是反后坐装置的一个组成部分。M777的反后坐装置与传统火炮的反后坐装置有很大区别,它是在两侧钛合金管的中间各设置了一根后坐筒,当火炮发射时炮身中部的卡箍带动后坐筒中的后坐杆向后运动,后坐杆后端的活塞开始压缩筒内的驻退液体,驻退液进而压缩驻退气体通过管路进入摇架上部的一个气体蓄能筒并最终进入钛合金管的上半部分空间进行蓄能,在后坐终了后再从蓄能筒释放能量完成火炮的复进,这种结构具有后坐制动及复进两种功能,后坐距离为1.4m。M777的这种反后坐装置看似新颖,但结构非常复杂,加工起来对工艺的要求很高,而且后期维护起来也是相当的麻烦。

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M777的反后坐装置示意图

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M777的后坐装置工作过程

图中:绿色为后坐筒的后坐杆,橙色为驻退液体,淡蓝色为驻退气体

相对来说,AH-4就要简单的多,它仍采用传统的反后坐装置,反后坐装置的“双机”对称布置于摇架的上下侧,液体气压式复进机在上,带沟槽式复进节制器的制退机在下,炮身安装在两摇架臂中间位置用铜衬瓦相配合并可进行滑动,“双机”的节制杆分别连接于后面的炮闩上下,这样的反后坐装置技术已非常的成熟,制造简单、造价低而且性能非常的可靠,维护也很便捷,它的极限后坐长为1.45m。AH-4的摇架和反后坐装置(驻退机和复进机)设计为一体,摇架与反后坐装置的外筒连在一起,也增强了摇架的结构强度。

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AH-4的反后坐装置仍为传统式,“双机”呈上下排列

为了使发射时的翻转力矩保持最小,并有利于后坐力直接传至地面,M777的耳轴离地高度设计为不超过650mm。一般的火炮炮尾都在耳轴的后面,但因为M777降低了火线高,为了防止火炮长后坐时“杵”到地上,就将炮尾移到了耳轴的前面,这样一来的化,火炮的重心就往前移了,为提高稳定性,M777在前面设置了两个前稳定支架(前大架)支撑,两个前稳定支架可向两侧横向折叠,以缩短火炮行军或吊运状态长。两个后大架较短,在火炮处于行军或吊运状态时,将大架垂直向上折起。后驻锄用液压制动缓冲装置固定,安装在大架尾部,以吸收射击时的作用力。战斗状态时,炮车轮向上翻转固定在前稳定支架上部。这样的设计属于M777的“精髓所在”,AH-4也采用了相同的设计思路。

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低火线高和座盘着地是M777的“绝招”,AH-4有所借鉴

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AH-4的阵地操作(地上的杆状物是送弹杆)

为便于火炮的阵地操作,M777配备了两套液压系统。一套是悬架液压系统,另一套是液压储能系统。悬架液压系统由位于左右两侧的两个前稳定支架的手动液压泵和液压动作筒组成,在从M777战斗状态进入行军状态时(放列时),需要炮手人工摇动左右两侧的液压泵,驱动液压筒的液压杆伸出,此时液压杆推动炮轮摆臂向下,会慢慢顶起炮架,这个液压筒就作为“千斤顶”使用,当液压杆完全伸出后,处于行军状态时,液压筒和炮轮摆臂通过调整压力阻尼后兼做炮轮的液压悬架系统,在M777做行军战斗转换时(撤收时),释放液压系统压力即可落下火炮,但仍需人工抬起收拢炮轮。

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M777慢慢被悬架液压系统顶起,此时左右炮手的体力消耗很大

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M777左右前稳定支架上安装的悬架液压系统,银色部分为摇杆座

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M777炮手使劲儿操纵悬架系统液压泵

这么样的操作,以本人的经验,估计炮手后背已湿透了,如果是在高原山地,喘气儿都困难,这样玩儿,呃 (⊙o⊙)…

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M777炮架全靠人工放列和撤收,虽然钛合金是轻,但也要使劲儿啊

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M777需要两名炮手协同才能收起炮轮

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AH-4启动辅机后,使用液压系统放列炮架,很轻松

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AH-4可以说浑身都是液压执行部件

另一套是液压储能系统位于火炮上架的右侧,通过炮手使用人工摇动手柄,完成液压储能装置的“加压”,储能后的能量用于驱动炮闩的液压开关闩系统和托弹盘的伸缩臂液压缸。在战斗状态时,炮手需要随时观察压力表的情况,间歇进行手动加压,否则无法完成开关闩和操纵伸缩托弹盘。这两套系统都需要耗费炮手大量的体力,这对于高海拔地区作战使用是个很大的问题,高海拔地区炮手体力消耗非常大,炮手能否顺利持续操作令人担忧,联想到印度军队新采购了M777用于山地作战,这家伙能行?

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M777炮手操纵液压储能系统,没压力了开不了闩还打个屁啊打

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M777上架右侧的储能系统压力表

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M777炮手操纵液压储能系统静态

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红圈内为M777液压储能系统的操作杆座

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AH-4的液压开关闩系统,由液压泵统一提供驱动能量

对于火炮操作,AH-4另辟蹊径,采用一套小型辅助柴油机完美的解决了M777存在的问题,它使用一台小型柴油机带动液压泵系统,通过液压泵推动各液压执行元件,将大架放列和收起、下架顶起与落下、摇架的俯仰与旋转、托弹盘的收放和炮闩的开闭,完全实现了“液压化”,能大大节省炮手的体力,并使操作时间加快,M777需要8人炮班,AH-4仅需要5人即可完成(7人炮班)。而更重要的是,通过数字化火控系统,AH-4这套液压操炮系统能够很容易的实现自动操瞄,即上级炮兵数字化指挥系统发送目标方位后,AH4火控系统可利用自身的卫星定位和捷联惯导系统自动解算诸元,并自动操作火炮射向的调整,在发射后自动复瞄,完全把手动用齿轮、齿弧操作的M777比下去了。显然的,AH-4比M777更好用。

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AH-4选用的德国HATZ DIESEL公司的B系列小型柴油机

德国HATZ DIESEL公司声名远扬,其出品的小型柴油机,铝合金缸体,很轻而且功率大,关键是性能非常可靠,某新型车载155加榴炮也用的这公司产品。

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M777的两名炮手协同摇起身管,嘿嘿,加油!

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AH-4瞄准手可通过双液压手摇柄或单操控手柄完成操瞄

AH-4瞄准手使用的液压手摇柄是一种轴向柱塞式双向手摇泵,可通过手摇的方式控制液压油缸的活塞杆伸出或缩回,从而实现火炮射角变化和俯仰动作。这套装置已应用于国内多个155mm火炮系统。

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比较一下各轻型155炮的用料,AH-4贵金属用的少,可便宜又好用呐

(听闻国内最新型的122毫米超轻型牵引榴弹炮已完成研制,请听下回分解。)

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