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雙管利刃 記蘇聯(lián)Gsh—23雙管航炮和它的派生火炮

2014-06-06 20:15云天
現(xiàn)代兵器 2014年5期
關(guān)鍵詞:高炮火炮彈頭

云天

在蘇聯(lián)、中國(guó)的一些戰(zhàn)機(jī)上我們經(jīng)常能看到這樣一種航炮,它有與眾不同的兩個(gè)并列炮管,不明就里的人還以為是兩門并列的火炮。但是從機(jī)匣部分看,兩個(gè)炮管又恰似連體雙胞胎一樣裝在一個(gè)機(jī)匣里,供彈裝置也共用一套。除了戰(zhàn)斗機(jī)外,在圖-95、伊爾-76M等大型飛機(jī)的尾部炮塔上我們也能看到這種火炮,并列安裝的兩門火炮中每一門都有兩個(gè)炮管,看上去好像并列安裝了4門火炮一樣。其實(shí)這是蘇聯(lián)Gsh-23雙管航炮,中國(guó)仿制型號(hào)稱為23-3航炮,裝備殲-8Ⅱ、殲轟-7、殲-10等多種戰(zhàn)斗機(jī)和戰(zhàn)斗轟炸機(jī)。

研制及裝備

隨著噴氣式時(shí)代的到來(lái),戰(zhàn)機(jī)的飛行速度越來(lái)越快,想要在空戰(zhàn)中抓住轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會(huì)擊落對(duì)手,航炮的射速就必須更高。而傳統(tǒng)的單管航炮越來(lái)越不能滿足高射速的要求,人們紛紛開(kāi)始尋求各種新的火炮自動(dòng)原理以獲得更高的射速,雙管炮就是其中一種。這種原理誕生很早,第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期由德國(guó)人卡爾·加斯特發(fā)明,其基本原理是兩門并列的火炮用連桿機(jī)構(gòu)將自動(dòng)機(jī)連在一起,用一門炮發(fā)射時(shí)的火藥燃?xì)饽芰繋?dòng)另一門炮自動(dòng)機(jī)動(dòng)作,兩門炮交替射擊。這樣,當(dāng)一門炮正在退殼、裝填時(shí),另一門炮則在射擊,射速比單管火炮大大提高。1952年,蘇聯(lián)設(shè)計(jì)師斯·莫·科列寧試制了1門使用雙管炮原理的23毫米雙管航炮,發(fā)射VYa航炮的23×152B炮彈,樣炮于1955年試驗(yàn),但在1956年停止試驗(yàn)工作。

1955年,蘇聯(lián)第61科學(xué)研究所總設(shè)計(jì)師沃·波·戈良杰夫和阿·格·史普諾夫設(shè)計(jì)了23毫米AO-9雙管航炮,發(fā)射AM-23航炮的23×115炮彈。AO-9的第一門樣炮采用滑動(dòng)撥彈板撥動(dòng)彈鏈,但試驗(yàn)證明這種方式缺點(diǎn)很多,于是研究人員重新設(shè)計(jì)了撥彈棘輪來(lái)代替原來(lái)的撥彈板。1957年,第575特種設(shè)計(jì)局繼續(xù)改進(jìn)AO-9航炮樣炮,但主要的設(shè)計(jì)和測(cè)試還是在第61科學(xué)研究所進(jìn)行。1958年年底,AO-9通過(guò)了地面試驗(yàn),又于第二年進(jìn)行了載機(jī)試驗(yàn),在通過(guò)了載機(jī)試驗(yàn)后很快就投入首批生產(chǎn)。在批量生產(chǎn)試用后,發(fā)現(xiàn)了AO-9的一系列問(wèn)題,主要是使用壽命達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)AO-9進(jìn)行了一系列修改,將射擊壽命提高到4000發(fā),火炮基本定型。不巧的是,這段時(shí)間各國(guó)空軍都迷信導(dǎo)彈萬(wàn)能論,忽視航炮的作用,所以AO-9航炮雖然設(shè)計(jì)成功卻遲遲沒(méi)有裝備部隊(duì)。直到1965年,AO-9才正式列裝,并被授予Gsh-23的制式編號(hào),即“戈良杰夫-史普諾夫23毫米航空機(jī)關(guān)炮”。

Gsh-23裝備蘇軍多種軍用飛機(jī)作為固定武器,比如米格-23戰(zhàn)斗機(jī),后者機(jī)身右下方裝有1門Gsh-23航炮,備彈200發(fā),航炮被裝在一個(gè)平滑的整流罩內(nèi);后期型米格-21戰(zhàn)斗機(jī)也在機(jī)身下方安裝了1門Gsh-23航炮。除了戰(zhàn)斗機(jī),雅克-28I前線轟炸機(jī)也裝有1門Gsh-23,備彈300發(fā)。

早期的轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、水上飛機(jī)等大型飛機(jī)都會(huì)裝有旋轉(zhuǎn)炮塔,Gsh-23航炮也被裝在旋轉(zhuǎn)炮塔上作為大型飛機(jī)的自衛(wèi)武器。圖-22M-2“逆火”中型轟炸機(jī)的UKU-9K-502-1尾炮塔上就裝有2門Gsh-23,每門炮備彈600發(fā),炮塔采用電力驅(qū)動(dòng),全重776千克,俯仰+40°~-30°,左右射界各45°,使用“氪”炮瞄雷達(dá)或者TP-1-KM電視瞄準(zhǔn)裝置瞄準(zhǔn)射擊。“逆火”家族中的圖-22M-3使用同款尾炮塔,但Gsh-23航炮數(shù)量減為1門。

圖-95MS“熊”重型轟炸機(jī)尾炮塔型號(hào)為UKU-9K-502-11,武器也是2門Gsh-23航炮,俯仰角為+50°~-40°,左右射界各57°,炮塔也是電力驅(qū)動(dòng),由一名坐在飛機(jī)尾部座艙的射擊員操作。

武裝直升機(jī)一般選擇航炮或者大口徑機(jī)槍作為固定武器,米-24VP和米-35M武裝直升機(jī)的NPPU-24機(jī)鼻炮塔裝有1門Gsh-23航炮,備彈470發(fā)。

除作為固定武器外,蘇聯(lián)還有多種外掛式Gsh-23航炮吊艙。米格-21家族中P、PF等型號(hào)取消了固定航炮,完全依靠航空火箭彈和空對(duì)空導(dǎo)彈作戰(zhàn),實(shí)戰(zhàn)中發(fā)現(xiàn)一旦導(dǎo)彈沒(méi)有命中目標(biāo)又陷入纏斗,戰(zhàn)機(jī)就沒(méi)有任何武器可以一戰(zhàn),這在越南戰(zhàn)爭(zhēng)、第三次印巴戰(zhàn)爭(zhēng)等地區(qū)沖突中都有發(fā)生。作為彌補(bǔ),米格-21PFM戰(zhàn)機(jī)機(jī)腹下可掛載裝有1門Gsh-23航炮的GP-9航炮吊艙。這種航炮吊艙全重210千克,備彈250發(fā),在第三次印巴戰(zhàn)爭(zhēng)、第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)中分別被印度空軍和阿拉伯空軍使用,因?yàn)橹亓枯^輕、外觀平滑沒(méi)有明顯增加飛行阻力,得到了很高的評(píng)價(jià)。除了米格-21外,海軍艦載航空兵的雅克-38M垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)也可掛載GP-9航炮吊艙。

另一種被廣泛使用的Gsh-23航炮吊艙是UPK-23-250,這種吊艙外形為流線型,全長(zhǎng)3米、直徑395毫米、全重218千克,備彈250發(fā),經(jīng)常被掛載在米格-23/27戰(zhàn)斗/戰(zhàn)斗轟炸機(jī)的機(jī)翼掛架上以及米-24武裝直升機(jī)的短翼上,用于對(duì)地掃射。

在各種Gsh-23航炮吊艙中最有名、也最奇特的一種是SPPU-22,它可以讓Gsh-23航炮有-30°的俯角。這種吊艙可以與戰(zhàn)機(jī)的火控計(jì)算機(jī)和光電瞄準(zhǔn)具交聯(lián),當(dāng)戰(zhàn)機(jī)平飛過(guò)目標(biāo)上空時(shí),SPPU-22航炮吊艙可以一邊射擊一邊增大航炮俯角,讓彈著點(diǎn)一直落在目標(biāo)上,這樣戰(zhàn)機(jī)不必大角度俯沖就可以掃射地面目標(biāo)。

結(jié)構(gòu)探秘

Gsh-23航炮是一種氣冷式、彈鏈供彈、導(dǎo)氣式原理的自動(dòng)火炮,但因?yàn)椴捎昧思铀固仉p管炮結(jié)構(gòu),所以和普通的單管導(dǎo)氣式自動(dòng)武器有較大區(qū)別。

一般的單管導(dǎo)氣式自動(dòng)武器在身管中段會(huì)有一個(gè)導(dǎo)氣孔和汽缸連接,彈丸通過(guò)這個(gè)導(dǎo)氣孔后,一部分火藥燃?xì)馔ㄟ^(guò)導(dǎo)氣孔進(jìn)入汽缸,推動(dòng)活塞帶動(dòng)自動(dòng)機(jī)組件后退完成開(kāi)鎖、拋殼等動(dòng)作,后退到位后再由復(fù)進(jìn)簧推動(dòng)復(fù)進(jìn),推送下一發(fā)彈藥進(jìn)入后膛、閉鎖、射擊……。而Gsh-23航炮有兩個(gè)并列的炮管,每個(gè)炮管的上方各有一個(gè)汽缸,從前方看,就像兩個(gè)并列在一起的“8”字。與單管導(dǎo)氣式自動(dòng)武器不同的是,它的每個(gè)炮管上有兩個(gè)導(dǎo)氣孔,一個(gè)通向自己上方汽缸內(nèi)活塞前端,一個(gè)通向另一側(cè)炮管上方汽缸內(nèi)活塞后端,另一側(cè)炮管也是如此,也就是說(shuō),當(dāng)一根炮管發(fā)射時(shí),火藥燃?xì)庖徊糠钟脕?lái)推動(dòng)自己上方汽缸內(nèi)的活塞后退,另一部分用來(lái)推動(dòng)另一側(cè)炮管上方汽缸內(nèi)活塞前進(jìn),反之亦然。所以,Gsh-23航炮的兩根炮管是交替射擊的,一根在推彈入膛、閉鎖、射擊的同時(shí)另一根在開(kāi)鎖、退殼,互相利用對(duì)方的射擊間隙,這就能大大提高射速。此外,火炮省略了復(fù)進(jìn)簧,直接用另一側(cè)炮管發(fā)射的燃?xì)馔苿?dòng)這一側(cè)的活塞前進(jìn),這也是它的一大特點(diǎn)。endprint

Gsh-23航炮的活塞桿有左右兩個(gè),前端的活塞部分塞入汽缸,可被火藥燃?xì)馔苿?dòng)后退前進(jìn),后端有凸緣和斜面,帶動(dòng)滑板(跟隨活塞前后運(yùn)動(dòng)的部件,通過(guò)加速裝置拉動(dòng)炮閂進(jìn)退)和前控制器(控制炮閂起落完成開(kāi)閉鎖動(dòng)作的零件,跟隨滑板后退到位后還要配合后控制器將彈鏈上的炮彈壓下)完成開(kāi)鎖、退殼、推彈入膛、閉鎖等一系列動(dòng)作。在兩套并列的活塞、滑板之間有一個(gè)蝴蝶型的聯(lián)動(dòng)臂,它與兩個(gè)滑板通過(guò)鉸鏈連接,中心用軸固定在炮箱(相當(dāng)于槍械的機(jī)匣)頂端,當(dāng)兩套活塞、滑板組件前后交替運(yùn)動(dòng)時(shí),聯(lián)動(dòng)臂就繞軸左右擺動(dòng),一方面使左右兩套自動(dòng)機(jī)保持動(dòng)作同步,另一方面,左右擺動(dòng)的聯(lián)動(dòng)臂還通過(guò)連桿帶動(dòng)供彈機(jī)構(gòu)動(dòng)作。為了防止炮閂猛烈撞擊后膛閉鎖部分時(shí)發(fā)生“反跳”,聯(lián)動(dòng)臂前方還有一個(gè)“凸”字形的反跳鎖,當(dāng)一側(cè)炮閂閉鎖到位時(shí),彈簧驅(qū)動(dòng)反跳鎖的“凸”尖卡入聯(lián)動(dòng)臂的卡槽里,避免炮閂回彈。

為節(jié)約重量和提高射速,Gsh-23航炮的炮閂體積很小、重量很輕,由上文提到的滑板通過(guò)連桿帶動(dòng)前后動(dòng)作。為了增大炮閂抽殼、推彈上膛的速度和動(dòng)作幅度,滑板和連桿之間有加速臂,加速臂是一個(gè)利用杠桿原理工作的零件,一頭連在滑板上,另一頭連在炮閂連桿上,當(dāng)滑板后退或者前進(jìn)時(shí),加速臂的滾輪在炮箱側(cè)面的曲線槽內(nèi)滑動(dòng),連接炮閂連桿的那一頭就會(huì)以更快的速度、更大的幅度擺動(dòng),拉動(dòng)炮閂后退、復(fù)進(jìn)。在炮閂的前端面加工有T形槽,可抱住藥筒的底緣,前端面中間有擊針孔,里面看容納活動(dòng)擊針。

Gsh-23航炮射擊時(shí),自動(dòng)機(jī)組件的動(dòng)作簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是這樣的(以左炮管先射擊為例):飛行員按下射擊按鈕,電流帶動(dòng)電磁鐵動(dòng)作,擊針打擊炮彈底火,炮彈發(fā)射,當(dāng)彈頭通過(guò)左炮管內(nèi)的兩個(gè)導(dǎo)氣孔時(shí),一個(gè)導(dǎo)氣孔將火藥燃?xì)馑偷阶蠡钊岸送苿?dòng)左活塞后退,另一個(gè)導(dǎo)氣孔將火藥燃?xì)馑偷接一钊蠖送苿?dòng)右活塞前進(jìn)。左側(cè)的活塞在后退時(shí),帶動(dòng)前控制器和滑板后退,前控制器后退一小段距離(開(kāi)閉鎖前的自由行程)后帶動(dòng)炮閂下降開(kāi)鎖,然后和滑板一起繼續(xù)后退。滑板尾端的加速臂在滾輪和炮箱側(cè)面曲線槽的作用下甩動(dòng),通過(guò)連桿拉動(dòng)炮閂加速后退抽出藥筒。與此同時(shí),右側(cè)活塞被左側(cè)炮管里導(dǎo)來(lái)的火藥燃?xì)馔苿?dòng)前進(jìn),帶動(dòng)滑板前進(jìn),通過(guò)加速臂加速炮閂前進(jìn),在越過(guò)彈鏈輸彈口時(shí),炮閂前端的T形槽抱住炮彈底緣,推炮彈進(jìn)入右側(cè)炮膛,右側(cè)前控制器隨同滑板一起前進(jìn),到達(dá)前方位置時(shí)抬起,帶動(dòng)炮閂上臺(tái)閉鎖,打響第二發(fā)。

如果飛行員松開(kāi)按鈕,左右兩套自動(dòng)機(jī)中的一套會(huì)在前方閉鎖待擊位置,膛內(nèi)有一發(fā)炮彈留存,另一套自動(dòng)機(jī)在后方位置,準(zhǔn)備推送彈鏈上的一發(fā)炮彈入膛。

Gsh-23航炮使用彈鏈供彈,但供彈方式也因?yàn)殡p管結(jié)構(gòu)而有自己的特色。前面提到,Gsh-23航炮使用撥彈棘輪撥送彈鏈,這個(gè)撥彈棘輪在炮箱靠后的位置,位于兩套自動(dòng)機(jī)之間,一個(gè)撥彈棘輪同時(shí)給兩根炮管供彈?;鹋谏鋼魰r(shí),炮箱上方蝴蝶型的聯(lián)動(dòng)臂繞軸左右擺動(dòng),通過(guò)連桿轉(zhuǎn)化為供彈臂(在炮箱頂部后端)的前后運(yùn)動(dòng),供彈臂前后運(yùn)動(dòng)時(shí),其凸筍在一個(gè)供彈凸輪的斜槽內(nèi)前后運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)供彈凸輪旋轉(zhuǎn),再帶動(dòng)撥彈棘輪旋轉(zhuǎn),撥送彈鏈上的炮彈逐發(fā)進(jìn)入炮箱內(nèi)的供彈口。很有特點(diǎn)的是,左側(cè)炮管射擊的總是彈鏈上2、4、6、8……也就是偶數(shù)位置的炮彈,右側(cè)炮管射擊的總是彈鏈上1、3、5、7、9……也就是奇數(shù)位置的炮彈(以左側(cè)供彈為例,如果是右側(cè)供彈,右炮管射擊偶數(shù)位置炮彈,左炮管射擊奇數(shù)位置炮彈),并且射擊順序是2、1、4、3、6、5……先偶數(shù)再奇數(shù)地射擊,而不是一般人想象中1、2、3、4、5、6……的順序。在炮箱的左右兩側(cè),有對(duì)稱的彈鏈進(jìn)彈口,可左右雙向供彈,但左右側(cè)供彈時(shí)撥彈棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,所以如果要改變供彈方向,需要更換供彈凸輪。

因?yàn)楹脚诘墓ぷ鳝h(huán)境特殊,在飛行中上膛需飛行員遙控操作,不可能手工上膛,如果遇到啞彈,也需要遙控操作排除啞彈。Gsh-23航炮使用火藥燃?xì)鈴梺?lái)完成這些動(dòng)作,在兩根炮管之間有一個(gè)火藥燃?xì)鈴検?,?個(gè)縱向排列的孔,每個(gè)孔內(nèi)裝1發(fā)火藥燃?xì)鈴?。燃?xì)鈴椊Y(jié)構(gòu)和普通空包彈類似,但使用電底火。當(dāng)飛行員按下裝填按鈕時(shí),點(diǎn)火電路接通其中一個(gè)火藥燃?xì)鈴椀碾姷谆鹨既細(xì)鈴?,產(chǎn)生的火藥燃?xì)馔ㄟ^(guò)導(dǎo)管和活塞推動(dòng)兩個(gè)自動(dòng)機(jī)中在前方位置的一個(gè)后坐,完成裝填動(dòng)作,此時(shí)座艙儀表盤(pán)上的火炮待擊指示燈亮,代表火炮已經(jīng)上膛可以射擊。遇到啞彈時(shí),也可以通過(guò)火藥燃?xì)鈴椡苿?dòng)自動(dòng)機(jī)排出啞彈,再次上膛繼續(xù)射擊。和冷氣上膛機(jī)構(gòu)相比,火藥燃?xì)鈴椛咸沤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,不需要用管路連接飛機(jī)內(nèi)的冷氣鋼瓶,這一點(diǎn)很適合航炮吊艙這樣的外掛環(huán)境使用。

使用彈藥

Gsh-23航炮使用蘇聯(lián)23×115炮彈,這種炮彈要追溯到二戰(zhàn)后期,最初是為了解決二戰(zhàn)時(shí)期使用的23×152B VYa航炮炮彈過(guò)殺傷問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。后者是蘇聯(lián)空軍二戰(zhàn)時(shí)使用的一種大威力航炮炮彈,配用于VYa航炮。該航炮設(shè)計(jì)于二戰(zhàn)前夕,全炮長(zhǎng)度2.145米,重66千克,射速550~650發(fā)/分,發(fā)射彈頭重201克的殺傷燃燒彈時(shí)初速890米/秒,威力非常大。但是,VYa航炮作為空戰(zhàn)武器殺傷力過(guò)剩、重量太大、后坐力也太大,除了裝備部分拉格-3戰(zhàn)斗機(jī)作為槳軸炮外(其實(shí)大多數(shù)拉格-3戰(zhàn)斗機(jī)槳軸位置裝的是20毫米ShVAK航炮),只有伊爾-2M3強(qiáng)擊機(jī)在左右機(jī)翼上各裝備1門,這還是蘇聯(lián)在得到了大量美援鋁材,提高了伊爾-2強(qiáng)擊機(jī)的金屬零件比例后才裝上的,要是換上早期伊爾-2的木結(jié)構(gòu)機(jī)翼,還沒(méi)法裝VYa航炮。事實(shí)上,VYa航炮的后坐力之大,連蘇聯(lián)二戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)的輕型裝甲車輛都受不了。蘇聯(lián)曾一度想用23毫米VYa航炮替換T-60輕型坦克的20毫米TNSh-20機(jī)關(guān)炮(在ShVAK航炮基礎(chǔ)上改制的車載機(jī)關(guān)炮,裝備T-60輕型坦克),因?yàn)楹笞μ蠖髁T。但是,蘇聯(lián)二戰(zhàn)中最常用的ShVAK、B-20航炮發(fā)射的20×99B炮彈威力又太小,彈頭太輕(不到95克),彈頭內(nèi)裝藥很少,也不令人滿意,蘇軍急需要一種威力介于ShVAK、B-20與VYa之間的新航炮和彈藥。戰(zhàn)爭(zhēng)末期,設(shè)計(jì)師將反坦克步槍用的14.5×114子彈擴(kuò)口,取消瓶形彈殼的肩部,裝上23毫米VYa航炮的彈頭,設(shè)計(jì)出23×115炮彈和配套的NS-23航炮,裝在拉-9、拉-11戰(zhàn)斗機(jī)、伊爾-10強(qiáng)擊機(jī)等飛機(jī)上。這種航炮全重37.5~38.2千克,全長(zhǎng)1.985米,射速600發(fā)/分,發(fā)射的23毫米彈頭與VYa航炮一致,都是201克,這一點(diǎn)很有吸引力,但作為代價(jià),炮彈初速?gòu)?90米/秒降低到690米/秒,用低初速換來(lái)航炮的輕量化和高射速(從NS-23航炮基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的NR-23航炮射速提高到800~950發(fā)/分,廣泛裝備米格-15bis、米格-17、伊爾-28、伊爾-10M等機(jī)種,中國(guó)仿制型號(hào)為23-1航炮)。事實(shí)上,23×115炮彈初速偏低也成為使用這種彈藥各型航炮的通病。endprint

但要注意的是,23×115航炮炮彈有兩種,一種適用于NS-23、NR-23航炮,另一種適用于AM-23航炮(中國(guó)仿制型號(hào)為23-2航炮)和Gsh-23航炮。兩種炮彈的尺寸雖然相同,但是彈頭重量和初速不同,后者彈頭較輕、初速較高(175~184克彈頭,初速710米/秒),不能互相通用,NS-23、NR-23航炮可以發(fā)射AM-23、Gsh-23航炮的彈藥,但AM-23、Gsh-23航炮不能發(fā)射NS-23、NR-23航炮彈藥。兩種23×115炮彈可以從外觀的細(xì)微差別上區(qū)分——NS-23、NR-23航炮炮彈彈頭外形呈光滑的流線形,殺傷燃燒彈、殺傷燃燒曳光彈使用A-23、B-23引信,該引信外形較小;AM-23、Gsh-23航炮炮彈彈頭圓柱部較長(zhǎng),整個(gè)彈頭類似圓柱體加椎體,殺傷燃燒彈、殺傷燃燒曳光彈使用體積較大的B-23A引信,后期型又使用AG-23、AG-23D引信。1975年以前,因?yàn)镹S-23、NR-23航炮還在服役,為了防止裝錯(cuò)炮彈造成危險(xiǎn),AM-23、Gsh-23航炮炮彈上涂有白色識(shí)別帶,1975年以后因?yàn)镹S-23、NR-23航炮以及配套彈藥都已經(jīng)退役,新生產(chǎn)的AM-23、Gsh-23航炮炮彈就不再涂有識(shí)別帶。國(guó)外的彈藥收藏者以是否有識(shí)別帶作為劃分依據(jù),將AM-23、Gsh-23航炮炮彈分為新舊兩種。下面簡(jiǎn)要介紹Gsh-23航炮炮彈的主要彈種。

殺傷燃燒彈 1975年以前生產(chǎn)的型號(hào)彈頭重175克,內(nèi)裝17.4克黑鋁炸藥,初速710米/秒,使用B-23A彈頭觸發(fā)引信,引信下方有白色識(shí)別帶,銅制彈帶上方有紅色彈種識(shí)別帶,引信頭部有洋紅識(shí)別色。1975年以后生產(chǎn)的型號(hào)彈頭重184克,內(nèi)裝19克黑鋁炸藥,初速700米/秒,沒(méi)有白色識(shí)別帶和紅色彈種識(shí)別帶,部分炮彈整個(gè)彈頭涂有洋紅色漆,使用AG-23、AG-23D引信,引信頭部仍涂有洋紅識(shí)別色。

殺傷燃燒曳光彈 僅1975年后生產(chǎn)過(guò),彈頭重176克,配用AG-23、AG-23D引信,尾部有曳光管,黑鋁炸藥量減少到11克,初速710米/秒。彈帶上方有綠色彈種識(shí)別帶。

對(duì)氣球?qū)S脧?其實(shí)這是殺傷燃燒彈的一種,只不過(guò)配用了高靈敏度的Bsh-23彈頭觸發(fā)引信,專門用來(lái)對(duì)付北約釋放的高空偵察氣球。這種引信平坦的頭部覆蓋有薄膜,薄膜下面是輕質(zhì)擊針,在穿透?jìng)刹鞖馇蜉p薄的外膜時(shí)就能引爆彈頭。該彈彈體識(shí)別色與普通殺傷燃燒彈一樣,但引信頭部的識(shí)別色為紅色。

穿甲燃燒(曳光)彈 彈頭重175克,初速710米/秒,侵徹體為淬火鋼制,鈍頭實(shí)心,頭部有一薄金屬板沖壓的風(fēng)帽,在風(fēng)帽內(nèi)部侵徹體鈍頭前裝有少量燃燒劑,擊中目標(biāo)時(shí)風(fēng)帽破裂,侵徹體向前撞擊擠壓燃燒劑發(fā)火,起到縱火作用 ,侵徹體尾部的盲孔內(nèi)裝有曳光藥劑。不過(guò),裝有曳光藥劑的穿甲燃燒曳光彈只在早期生產(chǎn)過(guò),很快因?yàn)橐饭庑Ч缓萌∠艘饭馑巹?,新生產(chǎn)的穿甲燃燒彈彈底盲孔內(nèi)用惰性物質(zhì)填充。到了上世紀(jì)60年代,新生產(chǎn)的穿甲燃燒彈干脆取消了這個(gè)盲孔。穿甲燃燒彈沒(méi)有引信,彈頭涂有紅色彈種識(shí)別色帶。

上世紀(jì)70年代后又生產(chǎn)過(guò)一種新的穿甲燃燒曳光彈,彈頭結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝取自ZU-23高炮使用的23×152B穿甲燃燒曳光彈彈頭,后者涂有黃色識(shí)別色。

穿甲彈 彈頭結(jié)構(gòu)與穿甲燃燒彈相同,但不帶燃燒劑,彈頭識(shí)別色為黑色。

穿甲爆破彈 這是上世紀(jì)70年代后生產(chǎn)的新彈種,侵徹體仍為淬火鋼制,鈍頭,頭部也有風(fēng)帽,不同的是侵徹體底部有一空腔,內(nèi)裝4.7克黑鋁炸藥,用AD-23彈底引信引爆。這是一種慣性發(fā)火,有短延期功能的彈底引信,能讓炮彈在穿過(guò)裝甲后在目標(biāo)內(nèi)部爆炸。穿甲爆破彈沒(méi)有任何色帶標(biāo)識(shí),全彈為鋼灰色。

自炸訓(xùn)練彈 這種炮彈彈頭內(nèi)有炸藥,但不用于作戰(zhàn),僅用于打空靶訓(xùn)練。它頭部裝有UB-23自炸引信,當(dāng)炮彈出膛后由于慣性作用引信擊針戳擊火帽點(diǎn)燃延期藥,4~8秒鐘后延期藥引燃雷管讓炮彈自行炸毀,避免炮彈落地傷害地面人員。自炸訓(xùn)練彈彈頭識(shí)別色為藍(lán)色。

實(shí)心訓(xùn)練彈 實(shí)心訓(xùn)練彈用于打地靶訓(xùn)練,彈頭內(nèi)沒(méi)有炸藥,僅填充惰性物質(zhì)作為配重,頭部裝有假引信,彈頭識(shí)別色為綠色。

教練彈 教練彈用于訓(xùn)練軍械人員裝填退彈等動(dòng)作,用次品藥筒和彈頭裝配而成,頭部有假引信,彈頭內(nèi)沒(méi)有炸藥,藥筒內(nèi)沒(méi)有發(fā)射藥。為了與實(shí)彈區(qū)分,教練彈藥筒側(cè)面有一圓孔,藥筒口部與彈頭結(jié)合部涂有醒目的紅色色帶。

除此之外,Gsh-23航炮還配有一些少見(jiàn)的特殊彈種,比如有一種榴霰彈,彈頭內(nèi)部裝有24顆2克重的鎢合金彈丸,彈底有一個(gè)時(shí)間引信,炮彈出膛后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間引信爆炸,把這些鎢合金彈丸向前拋射出去,主要用于殺傷集群有生力量。另有一種雷達(dá)干擾彈,彈體內(nèi)裝的是許多表面鍍鋅的玻璃纖維絲,配用自炸訓(xùn)練彈用的延期自炸引信,出膛飛行一定距離后炸開(kāi)拋出玻璃纖維絲,對(duì)敵方雷達(dá)造成干擾。還有一種紅外干擾彈,能通過(guò)曳光管和彈頭裝藥爆炸發(fā)出強(qiáng)烈的紅外信號(hào),干擾紅外制導(dǎo)武器,作用有點(diǎn)像今天常見(jiàn)的機(jī)載紅外干擾彈。

派生火炮

既然說(shuō)到了蘇聯(lián)Gsh-23雙管航炮,那就順帶提一下它的親戚——2A38雙管高炮和Gsh-30雙管航炮,因?yàn)楹笳呔褪俏帧げāじ炅冀芊蚝桶ⅰじ瘛な菲罩Z夫兩人在Gsh-23航炮的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,結(jié)構(gòu)上也有很多相似之處。

在研制23毫米AO-9雙管自動(dòng)機(jī)的同時(shí),戈良杰夫和史普諾夫兩人將AO-9的結(jié)構(gòu)等比例放大,配用NR-30航炮(米格-19S、米格-21F、蘇-7、蘇-17等機(jī)型裝備的單管30毫米航炮,中國(guó)仿制型號(hào)為30-1航炮,裝備殲-6基本型和殲-7)使用的30×115B航炮炮彈,這種試驗(yàn)火炮被命名為AO-10。AO-10試驗(yàn)火炮全長(zhǎng)2.1米,全重87.5千克,射速3500發(fā)/分,初速780米/秒。和Gsh-23一樣,AO-10的樣炮由第575特種設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)完成,并交由第61科學(xué)研究所進(jìn)行地面試驗(yàn),但由于當(dāng)時(shí)國(guó)家高層對(duì)導(dǎo)彈的偏愛(ài),AO-10的研制工作止步于此,沒(méi)有再進(jìn)行下去。endprint

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)60年代中期,當(dāng)時(shí)蘇軍新列裝了ZSU-23-4“石勒喀河”自行高炮,它使用4門23毫米自動(dòng)炮作為武器部分,發(fā)射23×152B炮彈。雖然蘇軍對(duì)“石勒喀河”自行高炮整體而言是滿意的,但也看到了它的缺陷——防空范圍較小,不超過(guò)2千米;射高不足,只有1500米;口徑小,裝藥量少,精度差,彈丸威力較低,毀傷能力不足,而其中最根本的原因還是口徑偏小。因此就在ZSU-23-4列裝部隊(duì)不久,蘇軍就開(kāi)始了新一代理想口徑自行高炮的研究工作。在上世紀(jì)60年代,蘇軍將幾種現(xiàn)有的和全新研制的自動(dòng)機(jī)裝在“石勒喀河”底盤(pán)上進(jìn)行測(cè)試,它們分別是AK230的HH-30轉(zhuǎn)膛式自動(dòng)機(jī)、AK630的AO-18內(nèi)能源轉(zhuǎn)管自動(dòng)機(jī)、新研制的57毫米雙聯(lián)高炮AO-16自動(dòng)機(jī),最后一種是加斯特原理的雙管AO-17自動(dòng)機(jī),而AO-17的技術(shù)淵源正是已經(jīng)下馬的AO-10,只不過(guò)換用了新列裝的30×165炮彈。經(jīng)過(guò)一番測(cè)試最先出局的是57毫米的AO-10;然后是AK230的HH-30,原因是它拋殼方向是向后的,如果要使用就要對(duì)炮塔布局做大幅度修改;轉(zhuǎn)管的AO-18和雙管的AO-17使用的炮彈相同,彈道性能相同,但是AO-17尺寸較小、零件數(shù)量少、對(duì)炮塔、炮架布局影響小,所以最終AO-17自動(dòng)機(jī)勝出,按照陸軍的命名標(biāo)準(zhǔn)被命名為2A38。但是,如果僅僅是將“石勒喀河”自行高炮換成30毫米炮并不能滿足蘇軍的戰(zhàn)術(shù)要求,因?yàn)榕c“石勒喀河”相比其并沒(méi)有質(zhì)的飛躍,更何況2A38的雙管自動(dòng)機(jī)也有一些固有缺陷限制了其有效射程(下文詳述)。因此,蘇聯(lián)決定走彈炮合一的技術(shù)路線,用導(dǎo)彈擴(kuò)大整個(gè)武器系統(tǒng)的殺傷斜距,增大作戰(zhàn)范圍,最終的成果在上世紀(jì)80年代誕生了。這就是著名的2K22防空武器系統(tǒng),綽號(hào)“通古斯卡”,原本作為航炮設(shè)計(jì)的AO-17雙管炮搖身一變,以2A38高炮的形式成為了現(xiàn)役武器。

但是,AO-17“上天”的漫漫長(zhǎng)路還在繼續(xù)。上世紀(jì)70年代蘇聯(lián)為新一代殲擊機(jī)(蘇-27和米格-29)的航炮確定了性能指標(biāo),大部分指標(biāo)與AO-17非常接近,于是圖拉武器設(shè)計(jì)局就想用AO-17參與新一代殲擊機(jī)航炮的競(jìng)爭(zhēng)。在AO-17的原有基礎(chǔ)上,他們適當(dāng)截短了炮管,把理論射速提高到3000發(fā)/分,改進(jìn)過(guò)的AO-17定名為AO-17A航炮,并于上世紀(jì)70年代中期定型生產(chǎn),獲得了Gsh-30航炮的制式化名稱。不過(guò)在新一代殲擊機(jī)航炮的競(jìng)爭(zhēng)中,Gsh-30被指責(zé)太大太重,后坐力也過(guò)大,最后勝出的是單管的Gsh-301航炮,成為新一代殲擊機(jī)的正式裝備。

作為殲擊機(jī)航炮的路走不通了,那么別的機(jī)種還有沒(méi)有希望呢?恰巧在這個(gè)時(shí)期,蘇聯(lián)正在研制蘇-25“蛙足”前線強(qiáng)擊機(jī),強(qiáng)擊機(jī)對(duì)機(jī)載火炮威力要求較高,同時(shí)對(duì)火炮重量不那么敏感,Gsh-30的缺點(diǎn)就顯得不那么重要了。在裝機(jī)測(cè)試后,試驗(yàn)人員對(duì)Gsh-30航炮非常滿意,認(rèn)為它威力大、射速高,很快就定為蘇-25強(qiáng)擊機(jī)的固定武器,安裝在機(jī)頭下部左側(cè)。

米-24“雌鹿”武裝直升機(jī)原本在機(jī)頭活動(dòng)炮塔上裝備1挺12.7毫米YakB四管加特林機(jī)槍,蘇軍在使用中認(rèn)為其威力太小,不能摧毀輕裝甲目標(biāo),于是謀求在“雌鹿”上安裝威力更大的槍炮,很快他們也看中了Gsh-30。米-24P“雌鹿”上原本安裝YakB機(jī)槍的機(jī)頭炮塔被取消了,改在機(jī)身右側(cè)安裝1門Gsh-30K航炮。與蘇-25強(qiáng)擊機(jī)上的Gsh-30相比,Gsh-30K的炮管更長(zhǎng)(Gsh-30炮管長(zhǎng)1.5米,Gsh-30K炮管長(zhǎng)2.4米)、炮管上增加了水冷套筒,炮口不再使用雙管共用的多室制退器,而是每個(gè)炮管有一個(gè)喇叭形炮口消焰器,另外擊發(fā)裝置也有區(qū)別,Gsh-30K的電擊發(fā)裝置可以延遲擊發(fā),所以有高(2000~2600發(fā)/分)低(300~400發(fā)/分)兩擋射速,一般掃射地面目標(biāo)用得更多的是低射速擋。

雖然2A38高炮、Gsh-30航炮的AO-17自動(dòng)機(jī)是在Gsh-23航炮的AO-9自動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上等比例放大的,但是兩者還是有一些區(qū)別,同樣使用AO-17自動(dòng)機(jī)的2A38高炮和Gsh-30航炮因?yàn)槭褂铆h(huán)境不同,結(jié)構(gòu)上也有不同之處。他們之間的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下方面:1、在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,AO-9自動(dòng)機(jī)使用一個(gè)蝴蝶型聯(lián)動(dòng)臂,通過(guò)鉸鏈和兩套自動(dòng)機(jī)的滑板連接,而在AO-17自動(dòng)機(jī)上,這個(gè)機(jī)構(gòu)變成了一個(gè)齒輪和兩條齒桿,結(jié)構(gòu)比鉸鏈連接的聯(lián)動(dòng)臂更加緊湊。2、在擊發(fā)機(jī)構(gòu)上,Gsh-23航炮和2A38高炮是機(jī)械擊發(fā),有電磁鐵扳機(jī)、擊錘、擊針等零件,而Gsh-30航炮使用電擊發(fā)。所以,雖然2A38高炮和Gsh-30航炮都發(fā)射30×165口徑炮彈,但是一個(gè)是機(jī)械底火一個(gè)是電底火,兩種炮彈不能通用。3、在裝填機(jī)構(gòu)上,AO-9自動(dòng)機(jī)使用火藥燃?xì)鈴?,AO-17自動(dòng)機(jī)使用壓縮空氣。4、因?yàn)镚sh-30航炮初速更高、彈丸更重,后坐力要比Gsh-23大得多,所以Gsh-30航炮炮身和固定支架之間裝有緩沖器。

雙管炮的優(yōu)劣

通過(guò)前面的介紹,讀者可以發(fā)現(xiàn)雙管炮在滿足高射速的同時(shí)結(jié)構(gòu)還非常緊湊,有許多優(yōu)點(diǎn),但為什么以蘇-27、米格-29為代表的蘇聯(lián)第四代殲擊機(jī)沒(méi)有繼續(xù)采用已經(jīng)大量裝備的Gsh-23航炮,也沒(méi)有選擇Gsh-30航炮,卻轉(zhuǎn)而使用看似更“落后”的管退式Gsh-301單管航炮呢?同樣,在各種高炮中,只有蘇聯(lián)的2K22“通古斯卡”采用了2A38雙管炮,其他國(guó)家的各種高炮都沒(méi)有使用,這又是為什么呢?這就要從雙管炮的固有缺陷說(shuō)起了。

首先,雙管炮采用左右身管輪流擊發(fā)的方式提高射速,這就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題,它的后坐力和火炮軸線是不同軸的,射擊時(shí)會(huì)有較大的左右振動(dòng),射彈散布天生不好,而且這種散布是不規(guī)則的,不能像外能源轉(zhuǎn)管炮那樣通過(guò)機(jī)載火控來(lái)彌補(bǔ),后者雖然也有散布,但是散布非常穩(wěn)定,便于用火控修正。此外,Gsh-23航炮炮口還有多室制退器,雖然對(duì)減小后坐力有幫助,但制退器會(huì)干擾火炮的中間彈道(炮彈出膛一瞬間的彈道,介于身管內(nèi)部的內(nèi)彈道和空氣中的外彈道之間,所以叫中間彈道),射彈散布更差。作為航炮,射擊距離通常就是幾百米,散布大一點(diǎn)問(wèn)題還沒(méi)那么明顯,尚能接受,對(duì)于高炮幾千米的射擊距離,雙管自動(dòng)機(jī)的散布就大得不能接受了。endprint

雙管炮第二個(gè)缺陷是其后坐力很大,對(duì)安裝火炮的支承結(jié)構(gòu)是很大的沖擊。機(jī)炮安裝一般需要2~3個(gè)固定點(diǎn),后坐力主要由尾部的支承面承受。比起普通火炮,雙管炮因?yàn)榧涌炝俗詣?dòng)循環(huán),也就帶來(lái)了更大的后坐力。而且前面提到了,它是兩個(gè)身管交替射擊,后坐力和火炮軸線不同軸,所以后坐力的傳遞不均勻,除了向后推,還有左右扭動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間使用火炮的后支承面會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)。Gsh-23航炮口徑較小,發(fā)射的又是初速較低的23×115炮彈,問(wèn)題還不是很明顯,Gsh-30航炮發(fā)射初速、彈頭重量都大得多的30×165炮彈,這個(gè)問(wèn)題就尤其突出,哪怕在火炮炮身和固定支架之間安裝緩沖器也不能完全彌補(bǔ)。前文提到,在第四代殲擊機(jī)航炮選型中,雙管的Gsh-30敗給了單管的Gsh-301,兩種炮后坐力的峰值一樣都是7650dN,前者的射速又幾乎是后者的一倍,但是Gsh-30因?yàn)槭褂秒p管自動(dòng)機(jī),后坐力曲線非常陡峭,也就是說(shuō)后坐更加猛烈粗暴,這也導(dǎo)致Gsh-30最終落敗。

最后我們來(lái)說(shuō)一說(shuō)“通古斯卡”。雙管自動(dòng)機(jī)的缺陷前文已經(jīng)介紹了,而且相對(duì)于航炮來(lái)說(shuō),這些缺陷對(duì)高炮的影響更大,可為什么“通古斯卡”彈炮合一防空系統(tǒng)獨(dú)樹(shù)一幟選擇2A38作為火炮部分呢?其實(shí)俄國(guó)設(shè)計(jì)師并不是不知道雙管炮的缺陷,只是轉(zhuǎn)膛的HH-30自動(dòng)機(jī)、內(nèi)能源轉(zhuǎn)管的AO-18自動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)更多,裝車更不合適罷了。對(duì)2A38高炮的缺點(diǎn)俄國(guó)人心知肚明,只不過(guò)他們的解決方案更有開(kāi)放性——火炮有效射程不夠有導(dǎo)彈?。∮脤?dǎo)彈來(lái)擴(kuò)大“通古斯卡”的作戰(zhàn)范圍。“通古斯卡”搭載的9M311防空導(dǎo)彈可打擊飛行高度在3500米以下,距離8000米以內(nèi)的目標(biāo),試問(wèn)哪一種小口徑速射高炮能有那么大的射程呢?作戰(zhàn)中,當(dāng)敵機(jī)進(jìn)入6000~7000米距離時(shí)9M311防空導(dǎo)彈進(jìn)行第一次攔截,如果攔截不中,再由2A38高炮進(jìn)行第二次攔截。2A38高炮有效射程短、遠(yuǎn)距離散布大的缺點(diǎn)被導(dǎo)彈彌補(bǔ)了,而導(dǎo)彈攔截失敗的目標(biāo)2A38還有補(bǔ)射的機(jī)會(huì),這就是俄國(guó)人設(shè)計(jì)“通古斯卡”的基本思路。

2A38高炮的射擊方式也很有意思。按照俄國(guó)人推銷時(shí)的說(shuō)法,2A38高炮能攔截斜距在4000米內(nèi)的目標(biāo)。但是,如果和另一種常見(jiàn)的小口徑高炮——瑞士厄利空35毫米KDA高炮比,破綻就來(lái)了:KDA高炮的殺傷斜距也是4000米,但初速高達(dá)1175米/秒(脫殼穿甲彈為1385米/秒),比后者大得多(2A38發(fā)射殺傷榴彈時(shí)初速只有960米/秒,發(fā)射脫殼穿甲彈時(shí)初速也只有1120米/秒),彈丸飛行4000米所需時(shí)間為5.96秒(脫殼穿甲彈3.72秒),而2A38的彈丸飛行4000米時(shí)間為9.3秒,比前者多3.34秒;KDA的彈丸飛行至1000米處的時(shí)間為 0.95秒,此時(shí)存速仍高達(dá)950米/秒,幾乎跟2A38的初速差不多。除去初速這個(gè)因素,KDA高炮還使用了對(duì)減小后坐力效果顯著的浮動(dòng)自動(dòng)機(jī),這恰恰是AO-17的軟肋。事實(shí)上,2A38高炮的后坐力是同級(jí)別口徑火炮中最大的,是KDA高炮的2.26倍!初速低一截,后坐力還大那么多,居然標(biāo)稱有和35毫米KDA高炮一樣的4000米殺傷斜距,俄國(guó)人豈不是在吹牛?

這里不得不說(shuō)2A38高炮作戰(zhàn)時(shí)獨(dú)特的試射環(huán)節(jié)。2A38高炮有炮口線圈可以實(shí)測(cè)炮彈初速,火控系統(tǒng)也有跟蹤并測(cè)算射彈與目標(biāo)偏差并進(jìn)行修正的能力。按照俄國(guó)人的設(shè)想,當(dāng)9M311導(dǎo)彈攔截失敗,需要火炮攔截時(shí),在4500~5000米距離上2A38火炮進(jìn)行每次0.5秒的短點(diǎn)射開(kāi)始試射,如果目標(biāo)是典型的低空亞音速目標(biāo),那么到4000米距離時(shí)火炮可以試射2~4次,火控系統(tǒng)通過(guò)這幾次試射基本修正了瞄準(zhǔn)偏差,可以開(kāi)始射。4000米距離被認(rèn)為是試射結(jié)束后“有一定殺傷概率”的最大距離,也就是開(kāi)炮打有一定幾率打中了,2000米才是有最大殺傷概率的射擊距離。這種獨(dú)特的有試射的射擊方式也是根據(jù)2A38雙管自動(dòng)機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)的——雙管自動(dòng)機(jī)振動(dòng)大偏差大,試射幾次可以測(cè)出偏差量加以修正,彌補(bǔ)火炮射擊精度的不足。所以,籠統(tǒng)地說(shuō)2A38高炮有效殺傷斜距4000米的確是俄國(guó)人玩弄的文字游戲,帶有一定的夸大性,我們要搞清楚的恰恰是這種文字游戲背后體現(xiàn)出的武器技術(shù)特點(diǎn)。

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