張凌海+張軼群+劉志偉

摘要：彈藥自動(dòng)裝填技術(shù)是中大口徑艦炮武器系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。相對(duì)于普通火炮，中大口徑艦炮在自動(dòng)裝填系統(tǒng)上的有更高的要求。通過(guò)介紹我國(guó)現(xiàn)役的幾型中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)，分析了其在設(shè)計(jì)思想上的不同之處；指出了我國(guó)在彈藥自動(dòng)裝填技術(shù)上面臨的幾個(gè)問(wèn)題，最后預(yù)測(cè)了中大口徑艦炮彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)裝填技術(shù)；現(xiàn)狀與趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0256-03

Abstract：Automatic ammunition handling technique is one of the core and key techniques of medium and large caliber naval gun weapon system.Relative to ordinary gun，medium and large caliber naval gun have higher requirement on Autoloader system. By means of including the ammunition autoloaders of Chinese medium and large caliber naval， analyzing the difference on design thought； pointed out the problem that china faces on automatic ammunition handling technique，predicting the trend of automatic ammunition handling on medium and large caliber naval gun finally

Key words：Automatic ammunition handling technique；Current situation and trend

中大口徑艦炮的彈丸質(zhì)量和尺寸較大，形狀不規(guī)則，人工裝填非常困難。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境要求艦炮在確保安全的前提下，快速完成在任意射角下的彈藥交接、引信裝定、輸送彈丸和發(fā)射裝藥入膛。關(guān)于中大口徑火炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)不少論文都做了分析與研究[1-2]，而中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)僅在部分論文中有所提及[3-4]。

艦炮作為火炮的一種，在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中有其特殊的使命和重要的作用，他有自己特定的作戰(zhàn)環(huán)境和需求，在自動(dòng)裝填系統(tǒng)上與普通火炮面臨著相同的問(wèn)題，同時(shí)又有自己的特點(diǎn)。

1 中大口徑艦炮自動(dòng)裝填系統(tǒng)的特點(diǎn)

1）射速要求更高，持續(xù)作戰(zhàn)能力更強(qiáng)。未來(lái)海戰(zhàn)中，艦艇面臨的主要海上威脅是反艦導(dǎo)彈，對(duì)中大口徑艦炮防空反導(dǎo)能力提出新的要求，與此同時(shí)，在登陸作戰(zhàn)中，也需要中大口徑艦炮提供持續(xù)的火力支援。這就要求中大口徑艦炮要有比陸上火炮具有更快的射擊速度以及更長(zhǎng)的射擊時(shí)間。

2）自動(dòng)化程度更高。陸上火炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)雖然可以完成絕大多數(shù)裝填動(dòng)作，但是由于受空間的限制，在射擊過(guò)程中仍然需要人工的參與。而艦炮高射速、持續(xù)火力的要求人工參與裝填已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足，同時(shí)艦艇上的空間相較陸上火炮更為充裕，能夠安裝更為復(fù)雜精巧的機(jī)構(gòu)，所以中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填機(jī)構(gòu)自動(dòng)化程度更高。

3）炮彈交接更為復(fù)雜。中大口徑艦炮的射擊過(guò)程都是全自動(dòng)的，炮彈都是事先在轉(zhuǎn)運(yùn)間的彈鼓內(nèi)裝滿，通過(guò)揚(yáng)彈機(jī)運(yùn)送到炮塔，然后再通過(guò)自動(dòng)裝填系統(tǒng)裝到炮膛中。中間涉及的炮彈交接比較多，對(duì)機(jī)構(gòu)的安全性可靠性要求更高。并且艦炮在不同的射角下，炮彈運(yùn)動(dòng)的行程也會(huì)發(fā)生改變，如何通過(guò)機(jī)械或者電氣控制使彈藥可以順利地輸送到炮膛也是艦炮與普通火炮在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)不同。

4）可靠性要求更高。對(duì)于陸上火炮，艦炮射速更快，射擊時(shí)間更長(zhǎng)，并且長(zhǎng)期處于高濕高鹽的海上作戰(zhàn)環(huán)境中，維修保障不方便 。這就要求艦炮的自動(dòng)裝填機(jī)構(gòu)要能承受長(zhǎng)時(shí)間高頻率的沖擊震動(dòng)，并且在惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境中保持較好的工作狀態(tài)，在出現(xiàn)故障后能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的維修迅速恢復(fù)戰(zhàn)斗力。

2 目前我國(guó)中大口徑艦炮自動(dòng)裝填機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀

1）76式雙130mm艦炮

76式雙130mm艦炮是中國(guó)第一代導(dǎo)彈驅(qū)逐艦配套的火炮武器系統(tǒng)，是在66式雙130mm岸炮基礎(chǔ)上研制的。該型艦炮威力大，精度高，可靠性好，但是自動(dòng)化程度較低，戰(zhàn)斗時(shí)需要人在炮塔內(nèi)操作。它的裝填機(jī)構(gòu)包括裝彈機(jī)和輸彈機(jī)，動(dòng)力由高壓氣體提供。工作時(shí)，由人將揚(yáng)彈機(jī)揚(yáng)升上來(lái)的藥筒和彈頭裝入裝彈機(jī)，而后高壓氣體驅(qū)動(dòng)裝彈機(jī)與輸彈機(jī)進(jìn)行工作。76式雙130mm艦炮射擊速度較慢，由于需人工操作，持續(xù)作戰(zhàn)能力較差，目前即將退役。

2）79式雙100mm艦炮

79式雙100mm艦炮是我國(guó)1984年設(shè)計(jì)定型的一門艦炮，大量裝備于我國(guó)053H2以及053H3型護(hù)衛(wèi)艦上。它的裝填機(jī)構(gòu)主要包括供彈機(jī)、引信測(cè)合機(jī)和輸彈機(jī)，供彈機(jī)和引信測(cè)合機(jī)動(dòng)力由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸彈機(jī)動(dòng)力由火炮后坐動(dòng)能提供。揚(yáng)彈機(jī)將炮彈揚(yáng)升上來(lái)后，供彈機(jī)完成推彈、撥彈、翻彈三個(gè)動(dòng)作，將炮彈由搖架兩側(cè)運(yùn)送至炮膛軸線，由輸彈機(jī)的輸彈入膛完成裝填炮彈的動(dòng)作。

3）87式單100mm艦炮

87式單100mm艦炮是我國(guó)基于法國(guó)T100C緊湊型100mm單管自動(dòng)艦炮研發(fā)的隱身改型，它的射擊速度快，精度高，自動(dòng)化程度高，大量裝備于052C型驅(qū)逐艦上。它的裝填機(jī)構(gòu)主要由固定彎道、中間彈艙、活動(dòng)彎道、輸彈機(jī)、引信測(cè)合機(jī)和壓彈機(jī)組成，其中壓彈機(jī)動(dòng)力由艦炮后坐動(dòng)能提供，其余裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。揚(yáng)彈機(jī)將炮彈揚(yáng)升到位后，炮彈經(jīng)固定彎道、中間彈倉(cāng)、活動(dòng)彎道送至輸彈機(jī)，輸彈機(jī)將炮彈輸送至炮膛軸線，壓彈機(jī)將炮彈壓入炮膛。其裝填機(jī)構(gòu)的獨(dú)特之處在于可將裝填裝置中的炮彈自動(dòng)的退回補(bǔ)彈鏈，不需要人工參與。

4）PJ26型單76mm艦炮

PJ 26型單76mm艦炮是基于俄羅斯AK176mm艦炮的隱身改進(jìn)型，目前大量裝備于054A和056型護(hù)衛(wèi)艦以及071型登陸艦上。單76mm艦炮射速快，儲(chǔ)彈量大，可靠性高，適裝型好，具有較好的防空能力。它的裝填機(jī)構(gòu)主要由擺式轉(zhuǎn)彈機(jī)、壓彈機(jī)、輸彈機(jī)組成，擺式轉(zhuǎn)彈機(jī)由供彈電機(jī)驅(qū)動(dòng)，壓彈機(jī)輸彈機(jī)動(dòng)力由艦炮后坐動(dòng)能提供。單76mm艦炮為了提高射速和供彈速度采用了雙路供彈單路射擊的工作方式，炮彈由兩側(cè)的揚(yáng)彈機(jī)揚(yáng)升上來(lái)后，由兩個(gè)擺式轉(zhuǎn)彈機(jī)將炮彈擺至搖架兩側(cè)的壓彈機(jī)，兩個(gè)壓彈機(jī)通過(guò)壓彈轉(zhuǎn)換裝置交替壓彈，交替將兩側(cè)的炮彈壓至炮膛軸線的正上方，而后通過(guò)平行四連桿式輸彈機(jī)將炮彈輸入炮膛。整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，對(duì)后坐動(dòng)能利用率較高，通過(guò)機(jī)械控制完成交替壓彈，實(shí)現(xiàn)了高速裝填。

5）AK130mm艦炮以及PJ38型單130mm艦炮

目前海軍裝備的中大口徑艦炮還包括現(xiàn)代級(jí)上的Ak130mm艦炮以及新的PJ38型單130mm艦炮，單130mm艦炮的設(shè)計(jì)借鑒了AK130mm艦炮，并作了輕量化處理，由雙路供彈改為單路供彈。AK130mm艦炮的裝填機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)、供彈機(jī)和輸彈機(jī)組成，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)和輸彈機(jī)動(dòng)力由火炮后坐動(dòng)能提供，供彈機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。揚(yáng)彈機(jī)揚(yáng)升上來(lái)的炮彈由轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)擺至供彈機(jī)，供彈機(jī)將炮彈翻至炮膛軸線，再由輸彈機(jī)輸彈入膛。

3 目前我國(guó)中大口徑艦炮自動(dòng)裝填機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路對(duì)比

目前我國(guó)中大口徑艦炮的設(shè)計(jì)思想可以分為兩種，一種靠近西方標(biāo)準(zhǔn)，比較具有代表性的是單100mm艦炮和雙100mm艦炮，一種靠近俄羅斯的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如單76mm艦炮和單130mm艦炮。這兩種設(shè)計(jì)思想在以下幾個(gè)方面存在不同。

1）裝填機(jī)構(gòu)動(dòng)力源使用不同

俄羅斯艦炮的設(shè)計(jì)思想是充分利用火炮的后坐動(dòng)能，通過(guò)巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成相應(yīng)的功能。比較典型的單76mm艦炮的壓彈機(jī)，AK130mm艦炮的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)，都是利用火炮后坐動(dòng)能來(lái)完成相應(yīng)動(dòng)作。這樣做可以省去額外的電源電機(jī)，減輕炮的負(fù)載，在結(jié)構(gòu)體積上更加緊湊，可靠性也相對(duì)較好。但是這樣的思想在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上比較困難，需將火炮后坐動(dòng)能引出來(lái)，由于火炮的后坐動(dòng)能沖擊性比較大，用于彈藥輸送的話需要做相應(yīng)的緩沖處理，同時(shí)還需要專門儲(chǔ)能部件。而西方標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想則是通過(guò)電氣控制來(lái)完成相應(yīng)的動(dòng)作，比較典型的單100mm艦炮的輸彈機(jī)，活動(dòng)彎道，中間彈倉(cāng)等的傳輸環(huán)節(jié)都是通過(guò)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。這樣相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)，在設(shè)計(jì)上比較容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)的可控制性比較強(qiáng)，例如單100mm艦炮可以實(shí)現(xiàn)彈藥的反向傳輸。同樣這樣的設(shè)計(jì)也會(huì)存在一些缺陷，所需電機(jī)比較多，炮的負(fù)載比較大，體積和尺寸也會(huì)有所增加；同時(shí)電機(jī)比較多時(shí)，電機(jī)與電機(jī)之間的同步，電機(jī)與后坐復(fù)進(jìn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的配合也需要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。

2）交接炮彈運(yùn)動(dòng)的控制方式不同

俄羅斯艦炮的設(shè)計(jì)思想是所有的運(yùn)動(dòng)控制盡量都采用機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。這個(gè)設(shè)計(jì)思路體現(xiàn)在全炮的設(shè)計(jì)上，單76mm艦炮的供彈系統(tǒng)與發(fā)射系統(tǒng)的同步采用發(fā)射速度決定供彈速度的思路，所以單76mm艦炮可以通過(guò)調(diào)整后坐復(fù)進(jìn)過(guò)程中儲(chǔ)能部件的緩沖器阻力，可以在一定范圍進(jìn)行調(diào)整射擊速度，最高射速可以高于120發(fā)/分鐘。在裝填機(jī)構(gòu)上所有運(yùn)動(dòng)的控制都采用機(jī)械控制，擺彈、壓彈、輸彈等所有的運(yùn)動(dòng)不用額外的電氣控制就可以進(jìn)行，機(jī)構(gòu)的可靠性比較高，也有利于射速的提高。而西方標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想則傾向于使用電氣邏輯進(jìn)行控制。在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置了很多行程開(kāi)關(guān)，根據(jù)行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，通過(guò)設(shè)定好的邏輯判定公式控制電機(jī)的通斷，來(lái)完成電機(jī)與電機(jī)之間的同步以及電機(jī)傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)的配合。這種設(shè)計(jì)方式的運(yùn)動(dòng)控制更加靈活自由，相對(duì)而言也更容易實(shí)現(xiàn)。但是也存在很多問(wèn)題，電氣元件在惡劣的環(huán)境中更容易損壞，機(jī)構(gòu)的可靠性比較差；機(jī)構(gòu)控制更加靈活也意味著控制程序更加復(fù)雜。

從上述分析可知，西方和俄羅斯走的是截然不同的兩種道路。從自動(dòng)化程度上來(lái)說(shuō)，西方標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方式功能更加全面，控制更加靈活，自動(dòng)化程度更高；而俄羅斯通過(guò)純粹的機(jī)械設(shè)計(jì)完成了相應(yīng)的功能，雖然不如西方的全面，但是夠用，并且這種設(shè)計(jì)在中口徑艦炮上更加緊湊，質(zhì)量和尺寸更小，適裝型更好。從使用的層面來(lái)說(shuō)，西方設(shè)計(jì)功能更加全面，但是電氣控制可靠性相對(duì)較低，故障排除困難，俄羅斯的設(shè)計(jì)可靠性更高，使用成本較低。但是隨著艦炮口徑的增大，彈藥尺寸和質(zhì)量的增大，火炮的后坐動(dòng)能將更難利用，相應(yīng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也會(huì)成倍增加，在更大口徑艦炮的設(shè)計(jì)上西方的設(shè)計(jì)思路有更好的應(yīng)用價(jià)值。

4 當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題

從我國(guó)艦炮的裝備發(fā)展來(lái)看，中大口徑艦炮彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的研究取得了顯著成果。然而，當(dāng)前我國(guó)中大口徑艦炮彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的研究依然面臨著一些問(wèn)題。

1）彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)總體技術(shù)儲(chǔ)備不足

目前我國(guó)主要的幾型中大口徑艦炮的研究都是仿制西方或者俄羅斯艦炮，極少是自己獨(dú)立設(shè)計(jì)研發(fā)的中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本高，難度大，仿制是研發(fā)裝備的一條捷徑，但從另一方面也說(shuō)明了我們?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足， 要想形成我國(guó)自己的一套設(shè)計(jì)思路，我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。

2）基礎(chǔ)材料研究底子薄

隨著國(guó)家對(duì)國(guó)防建設(shè)的持續(xù)投入，我國(guó)軍工科研水平得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是在基礎(chǔ)材料的研究上進(jìn)步緩慢，尤其是在新材料的研發(fā)上比西方國(guó)家落后許多。通過(guò)采用新材料可以有效提高機(jī)械部件的強(qiáng)度，同時(shí)減輕重量，提高自動(dòng)裝填系統(tǒng)的裝填速度和可靠性。

3）可靠性有待提高

不管艦炮的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)有多高，能有、好用才能發(fā)揮戰(zhàn)斗力。美國(guó)MK45型127mm艦炮不惜降低射速來(lái)求取可靠性的提高，對(duì)我們有很強(qiáng)借鑒意義。彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的研制工作是一項(xiàng)復(fù)雜的應(yīng)用工程，復(fù)雜性一方面在于彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)與艦炮系統(tǒng)總體以及其他艦炮子系統(tǒng)之間具有較強(qiáng)的相互影響和作用，另一方面還在于彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)本身就是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)、電、液等多學(xué)科技術(shù)的綜合體。目前我國(guó)中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)在可靠性上有所欠缺。

5 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)我國(guó)目前裝備的中大口徑艦炮的彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的深入研究和分析，可以預(yù)測(cè)大口徑艦炮彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)。

1）采用信息化技術(shù)

采用信息化技術(shù)適應(yīng)數(shù)字化艦炮的發(fā)展。信息化的彈藥全自動(dòng)裝填系統(tǒng)將是數(shù)字化艦炮的重要組成部分，系統(tǒng)不僅可以完全在計(jì)算機(jī)控制下完成艦炮射擊前的彈藥裝填準(zhǔn)備，而且還能將裝填系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息地提供給艦炮監(jiān)控系統(tǒng)，提高艦炮武器系統(tǒng)的信息一體化水平。

2）適配智能化彈藥裝填

智能化彈藥由于較低廉的價(jià)格和高效的攻擊方式獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在現(xiàn)代的戰(zhàn)爭(zhēng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。采用智能化彈藥是未來(lái)中大口徑艦炮發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能化彈藥在外形上、裝藥量上等與普通彈藥不同，自動(dòng)裝填系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮智能化彈藥的特點(diǎn)。

3）提高射速和可靠性

未來(lái)艦艇面臨的主要威脅來(lái)自空中，防空反導(dǎo)是艦炮重要使命任務(wù)，而這一能力的提升有賴于艦炮射擊速度和自動(dòng)裝填系統(tǒng)可靠性的提高。中大口徑艦炮彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越高，系統(tǒng)就越復(fù)雜，射速越高，沖擊就越大，其自動(dòng)化程度、射速、可靠性和質(zhì)量等性能是相互制約的，因此對(duì)于具體的不同口徑的艦炮其突出的重點(diǎn)將會(huì)不同。對(duì)于大口徑艦炮，可以考慮降低射速，提高可靠性，通過(guò)采用智能化彈藥和提高瞄準(zhǔn)精度來(lái)彌補(bǔ)射速的不足；中口徑艦炮應(yīng)適當(dāng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高射速，提升適裝型和防空能力。

6 小結(jié)

筆者首先闡述了艦炮自動(dòng)裝填系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了我國(guó)目前裝備的中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)，分析了現(xiàn)有中大口徑艦炮的自動(dòng)裝填系統(tǒng)的兩種設(shè)計(jì)思路，指出了我國(guó)中大口徑艦炮自動(dòng)裝填系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題，最后又根據(jù)目前彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，論述了艦炮自動(dòng)裝填系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向。

彈藥自動(dòng)裝填技術(shù)是中大口徑艦炮武器系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)之一，其對(duì)艦炮的整體設(shè)計(jì)，性能指標(biāo)和使用維護(hù)有較大的影響。沒(méi)有一個(gè)好的自動(dòng)供輸彈藥系統(tǒng)，就沒(méi)有一個(gè)好的艦炮武器平臺(tái)。高科技條件下的戰(zhàn)場(chǎng)背景對(duì)中大口徑艦炮系統(tǒng)的自動(dòng)裝填系統(tǒng)提出了更高的要求，未來(lái)的艦炮自動(dòng)裝填系統(tǒng)將會(huì)更加輕便、迅捷、可靠、智能。

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