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平面上陸裝備:由海向陸的最后一步

2021-11-25 22:36:59高峰
科學(xué)24小時 2021年12期
關(guān)鍵詞:氣墊船步兵氣墊

高峰

登陸行動是浴血海天的作戰(zhàn),勝則成為輝煌,敗則成為教訓(xùn)。攻守雙方比的就是在同一時間內(nèi),向登陸地域投送戰(zhàn)斗力的速度。誰投送得更多、更快,勝利的天平就向誰傾斜?,F(xiàn)代登陸作戰(zhàn),雖然已實(shí)現(xiàn)了立體上陸,但是受限于飛機(jī)(直升機(jī))的運(yùn)載重量,很多重型裝備仍要從海面才能上陸,因此,使平面上陸更快、更強(qiáng),仍是各國軍隊(duì)追求的目標(biāo)。

縮短沖擊時間的“戰(zhàn)斗天使”:氣墊船

在現(xiàn)代登陸與反登陸作戰(zhàn)中,兩棲攻擊艦和兩棲登陸艦等大型艦船是守軍岸基反艦導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程火炮的優(yōu)先打擊目標(biāo)。在登陸作戰(zhàn)初期,它們都停留在距海岸30千米以外。而小型登陸艇沖擊速度慢、防護(hù)性能差、艇上火力弱,為了這距岸最后的30千米,卻要在海上顛簸2個小時以上。那么,怎樣才能快速到岸呢?

19世紀(jì)初,已有人認(rèn)識到把壓縮空氣打入船底下可以減少航行阻力,提高航速。1953年,英國人科克雷爾創(chuàng)立氣墊理論,驗(yàn)證了周邊射流可形成氣墊,并應(yīng)用這一理論于1959年建成世界上第一艘氣墊船SR-N1,之后在橫渡英吉利海峽的試驗(yàn)中取得成功。由此,開啟了氣墊船從理論走向?qū)嵱玫恼魍尽?/p>

1960年,研究者順著SR-N1周邊射流的柔性延伸加裝了50厘米高的裙板,使氣墊船既可以在水面航行,又可以在陸地上行駛。由此可見,氣墊船是一種利用表面效應(yīng)原理,依靠高于大氣壓的空氣在船體與支撐面(水面或地面)間形成氣墊,使船體全部或部分脫離支撐面航行的高速運(yùn)輸工具。按照產(chǎn)生氣墊的方式,它可分為全墊升氣墊船和側(cè)壁式氣墊船兩種。氣墊船多用輕合金材料制成,船上裝有輪機(jī)等產(chǎn)生氣墊和驅(qū)動船舶前進(jìn)的動力裝置,并配有空氣螺旋槳或水螺旋槳、噴水推進(jìn)器等推進(jìn)器。由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣,通過管道送入船底空腔的氣室內(nèi)形成氣墊托起船體,并由發(fā)動機(jī)驅(qū)動推進(jìn)器,使船貼近支撐面航行。因此,氣墊船具備不畏急流、險(xiǎn)灘和沼澤地的超強(qiáng)能力。在影片《紅番區(qū)》中,成龍駕駛氣墊船沖進(jìn)高爾夫球場追逐黑幫拯救人質(zhì)的橋段,就極其生動地演繹了氣墊船的強(qiáng)大性能。

氣墊船

在軍事領(lǐng)域,氣墊船的應(yīng)用極為廣泛,但主要還是用于兩棲登陸作戰(zhàn)。氣墊船裝載量較大,航速也快。例如,英國的50噸級BH7-Ⅳ型后勤支援氣墊艇一次可運(yùn)送170名全副武裝的登陸兵,或者運(yùn)載3輛野戰(zhàn)卡車及60名戰(zhàn)斗人員。在登陸作戰(zhàn)中,大型兩棲戰(zhàn)艦遠(yuǎn)赴重洋,將氣墊登陸艇和登陸人員及戰(zhàn)車運(yùn)送到作戰(zhàn)海域,然后氣墊登陸艇離開母艦掠海航行約30分鐘,即可跨越30千米的海面將人員和裝備快速送上海灘。在岸防炮火威脅嚴(yán)重時,氣墊登陸艇停泊在距岸約5千米的海面,將艇載的兩棲戰(zhàn)車釋放下水后,經(jīng)過10~20分鐘快速沖擊,即可抵灘上陸。

作為世界上第一種用于實(shí)戰(zhàn)的氣墊登陸艇,美軍的LCAC氣墊船是無法回避的話題。LCAC氣墊船的標(biāo)準(zhǔn)排水量為87.2噸,安裝有4具燃?xì)鉁u輪機(jī),2具包覆式可變螺距螺旋槳推進(jìn)器,4臺雙進(jìn)氣升力風(fēng)扇,最大航速74千米/時。以65千米/時的航速航行時,它的續(xù)航力達(dá)556千米,一次可運(yùn)載24名士兵和1輛主戰(zhàn)坦克,或4輛水陸步戰(zhàn)車,或150名士兵。它可以跟隨美軍現(xiàn)役的大型兩棲攻擊艦等登陸作戰(zhàn)艦艇遠(yuǎn)洋機(jī)動和全球部署。

當(dāng)今世界上最大的軍用氣墊船,當(dāng)數(shù)俄羅斯和我國都已裝備的“歐洲野牛”?!皻W洲野?!敝饕糜谶\(yùn)送戰(zhàn)斗裝備和登陸部隊(duì)實(shí)施登陸作戰(zhàn)?!皻W洲野?!钡臉?biāo)準(zhǔn)排水量480噸,滿載排水量555噸,最長57.3米,最寬25.6米,最高21.9米,最大航速111千米/時,最大航程約560千米。該船體形大、耐波性能好,在浪高2米、風(fēng)速12米/秒的海況下能夠平穩(wěn)行駛?!皻W洲野?!蹦艽钶d150噸物資,如3輛40噸級的主戰(zhàn)坦克,或8輛BMP-2步兵戰(zhàn)車,或10輛BTR-80兩棲裝甲車和140名相關(guān)的裝甲步兵,最多能攜帶360名全副武裝的步兵,其載荷能力約為美制LCAC的2倍。但由于“歐洲野?!斌w積龐大,現(xiàn)役的任何一艘兩棲戰(zhàn)艦都無法搭載它,因此它的活動半徑被限制在距離基地約300千米的范圍內(nèi),作戰(zhàn)使用的靈活性較差。

盡管氣墊船的航速較快,但由于發(fā)動機(jī)和螺旋槳都暴露在外易損壞、運(yùn)載的裝備全部露天放置不利于保養(yǎng)、大風(fēng)浪中航行失速較大等缺點(diǎn),限制了氣墊船在軍事領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。

借助“上帝之手”的“神跡”:地效翼艇

為了尋求克服氣墊船的缺點(diǎn),科學(xué)家又潛心研發(fā)全新的登陸裝備。20世紀(jì)80年代,美國間諜衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)蘇聯(lián)里海軍事基地正在秘密試航一種既像飛機(jī)又像船的怪東西。與水上飛機(jī)不同的是,它幾乎貼著水面高速航行。于是,美國人給它起了個名字,叫作“里海怪物”。冷戰(zhàn)結(jié)束后,終于真相大白,原來“里海怪物”就是一種地效翼艇。

所謂“地效”是地面效應(yīng)的簡稱,指飛行器在低高度飛行,以及在起飛和著陸過程中地面產(chǎn)生出一種使機(jī)翼誘導(dǎo)阻力減少、升阻比增加、飛機(jī)升力顯著提高的效應(yīng)。大量的風(fēng)洞試驗(yàn)證實(shí),當(dāng)機(jī)翼距地面高度為機(jī)翼長的15%時,地面效應(yīng)最明顯,機(jī)翼的升阻比可提高30%以上,這一區(qū)域被稱為“地效區(qū)”。在地效區(qū)飛行的飛行器就像被一股神秘的力量柔和地托起,所以有人戲稱“地面效應(yīng)”為“上帝之手”。因此,地效飛行器是根據(jù)地面效應(yīng)研發(fā)的一種飛行器,主力形式有沖翼艇和氣翼艇兩種。從外形上看,地效翼艇與水陸兩棲飛機(jī)有點(diǎn)相似,在執(zhí)行任務(wù)時,地效翼艇一般處在距離水面6~10米的高度,同時還可以隨時降落在水面上。

地效翼艇

與氣墊船相比,地效翼艇的優(yōu)勢非常明顯。

一是多拉快跑高效率。地效翼艇完全脫離水面在地效區(qū)飛行,其速度可高達(dá)550千米/時,幾乎是氣墊船的6倍。地效翼艇還具有極大的裝載能力,航程遠(yuǎn),運(yùn)輸效率高?!袄锖9治铩钡暮匠踢_(dá)7500千米,一次可搭載800名全副武裝的士兵。而美軍未來的“鵜鶘” 巨型地效飛行器,可在海面上持續(xù)飛行18500千米,或在陸地上飛行12000千米,起飛重量2700噸,載重量為1270噸,一次可以運(yùn)載17輛M1主戰(zhàn)坦克或者3000名全副武裝的士兵,將極大地增強(qiáng)美軍兵力全球投送和威懾能力。

二是地效區(qū)飛行難發(fā)現(xiàn)。地效翼艇由于通常在地效區(qū)內(nèi)做超低空飛行,正好處于雷達(dá)的搜索盲區(qū)內(nèi),并且飛行時不會在水面留下航跡,敵方聲納無法探測到,所以具有極好的隱蔽性和快速突擊性。地效翼艇在水上飛行,一般的海浪完全不會干擾到它的正常飛行,大大減少了它在航行中受到的波浪的影響,并且可輕松地越過抗登陸一方布設(shè)的灘頭障礙。

三是操作維保更便捷。地效翼艇的方向控制性和運(yùn)動穩(wěn)定性比飛機(jī)好,駕駛員也無需特殊培訓(xùn)。此外,地效翼艇的維修保養(yǎng)也比普通飛機(jī)更為簡單方便。特別是地效翼艇由于在地效區(qū)飛行時機(jī)翼的升阻比高,在同樣的載重量和飛行速度下,其耗油量比普通飛機(jī)要低30%以上。相較而言,地效翼艇的經(jīng)濟(jì)性更好,航程更遠(yuǎn)。

四是運(yùn)用前景更廣闊。地效翼艇有水面、地效區(qū)、高空等多種航行方式可供選擇,使用靈活,速度快,續(xù)航時間長。因此,它不僅可作為未來的登陸載具,而且也可作為重要的火力投送平臺。1986年,蘇聯(lián)研制成功的“阿塔卡”地效反艦導(dǎo)彈艇,背上裝有6個斜置的SS-N-22反艦導(dǎo)彈發(fā)射筒,不僅可以攻擊航母等大型水面艦艇,還可直接打擊敵方岸基重要目標(biāo)。2013年,在第六屆圣彼得堡國際海事防務(wù)展上,俄方展出的“救援者”,設(shè)計(jì)總重約600噸,長93米,翼展71米,俄軍將其用在北極和太平洋地區(qū)執(zhí)行搜救,以及向駐防部隊(duì)運(yùn)送補(bǔ)給的任務(wù)。而美國海軍未來的大型地效翼艇還可裝備“三叉戟”洲際導(dǎo)彈,執(zhí)行戰(zhàn)略核打擊任務(wù)。

一路打上岸的“鋼鐵洪流”:兩棲戰(zhàn)車

當(dāng)今,即便在戰(zhàn)爭中使用了氣墊船或地效翼艇,在大多數(shù)情況下,也只能縮短突擊上陸的時間。但當(dāng)一方海岸防御火力強(qiáng)大時,這些快速上陸工具都會選擇短暫停泊在距岸約數(shù)千米的瀕海,以便讓搭載的兩棲戰(zhàn)車快速泅渡,搶灘上岸。

那么,這些鐵疙瘩般的兩棲戰(zhàn)車為何能浮在海面,并一路邊打邊上岸呢?答案是根據(jù)阿基米德定律,只要車體密閉性能好,就能獲得一定的浮力。當(dāng)浮力大于車體重量時,戰(zhàn)車就浮起來了。早在20世紀(jì)20年代,車體重量僅2噸的英國“卡登·洛伊德”M1931型兩棲坦克試驗(yàn)成功。以它為原型,蘇聯(lián)不久后就仿制出T-33。之后,蘇聯(lián)又持續(xù)研發(fā)并裝備了T-37、T-38和T-40等水陸坦克。

美國履帶式登陸車的發(fā)展,始于1935年。1941年,美國海軍共訂購了200輛LVT1履帶式兩棲裝甲登陸車。LVT履帶式登陸車的出現(xiàn),提高了登陸作戰(zhàn)中從艦到岸這一重要階段的推進(jìn)速度,保證了從艦到岸作戰(zhàn)的連續(xù)性,避免了陸戰(zhàn)隊(duì)員上岸時不必要的傷亡。太平洋戰(zhàn)爭中的沖繩島戰(zhàn)役中,有約1160輛LVT系列兩棲裝甲車用于登陸作戰(zhàn)。有210輛LVT3在第一波作戰(zhàn)中,輸送數(shù)千兵員沖上灘頭陣地。為了解決LVT上陸后火力不足的問題,美軍給LVT安裝了37毫米炮塔,改裝成LVT(A)系列兩棲坦克。但實(shí)戰(zhàn)表明,這些LVT(A)地面作戰(zhàn)火力弱、抗打擊能力差。為了快速彌補(bǔ)這些缺陷,美國于1943年干脆給陸軍謝爾曼坦克安裝浮渡圍帳和螺旋槳,將其搖身一變成了謝爾曼DD兩棲坦克。后在諾曼底登陸中,謝爾曼DD坦克憑借強(qiáng)大而直接的火力支援,在奧馬哈灘頭風(fēng)光一時。

當(dāng)今,兩棲戰(zhàn)車主要分為兩棲步兵戰(zhàn)車和兩棲坦克。其中,兩棲步兵戰(zhàn)車的主要任務(wù)是把陸戰(zhàn)隊(duì)員送上灘頭,并伴隨支援陸戰(zhàn)隊(duì)員戰(zhàn)斗。而兩棲坦克的主要任務(wù)是引導(dǎo)或支援陸戰(zhàn)隊(duì)員戰(zhàn)斗。它們的共同目標(biāo)均是追求浮力足、速度快、火力強(qiáng)和具有一定的防護(hù)性能。

為了得到更大的浮力,兩棲戰(zhàn)車與普通地面作戰(zhàn)步兵戰(zhàn)車和坦克相比,車體大多更長更高、裝甲更薄,同時空間大、載員也較多。如一輛美制AAV7兩棲突擊車載員艙一次可乘載25名全副武裝的陸戰(zhàn)隊(duì)員。新型EFV遠(yuǎn)征戰(zhàn)車可以乘載17名全副武裝的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)隊(duì)員。而陸軍的M2A3步兵戰(zhàn)車則僅能搭載7名武裝步兵。

為了使航行更快,研究人員不斷為兩棲戰(zhàn)車開發(fā)更好的外形、更新的推進(jìn)技術(shù)和更輕的車體材料。兩棲戰(zhàn)車外形大多采用滑行車型,有的采用前置的大型液壓前滑行板。當(dāng)車輛在水上運(yùn)動時,其壓浪板前伸打開,與車腹概略成一線,既減少正面水流阻力,又在車身前進(jìn)時獲得向上的水面推舉力。上陸后,則收回壓浪板,以便于地面作戰(zhàn)。

兩棲戰(zhàn)車

目前,最新的推進(jìn)技術(shù)主要有三種,分別是用加寬的履帶劃水前進(jìn)、用后置螺旋槳推進(jìn)和用噴水式推進(jìn)器噴水前進(jìn)。速度最快的主流推進(jìn)技術(shù)是噴水式推進(jìn)技術(shù)。海面提供的向上浮力與推進(jìn)器產(chǎn)生的向前推力,這兩者共同作用形成的升力,使兩棲戰(zhàn)車在水面上滑跑,從而獲得較快的速度。ZBD-05兩棲突擊車融外形設(shè)計(jì)和先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)于一體,車體前后分別裝有大型前滑行板和水翼型尾滑行板。下水航行時,ZBD-05式兩棲突擊車可以通過升力將車身逐步抬離水面,再加上車體兩側(cè)打開的側(cè)裙板,高速沖擊時可以將整個車體短時抬離水面,減少航行阻力,水上速度最高可達(dá)40千米/時以上。

為了尋找減重與防護(hù)力之間的平衡點(diǎn),兩棲步兵戰(zhàn)車車體主要采用由鋁合金和玻璃纖維強(qiáng)化塑料制造的復(fù)合材料,并附加了一些鋁合金裝甲塊,僅裝備防輕武器打擊能力。少數(shù)如俄羅斯的BTR-80裝甲輸送車則采用5~9毫米厚的鋼板。而兩棲坦克則大多采用約20毫米厚的勻質(zhì)鋼裝甲。

兩棲步兵戰(zhàn)車為了實(shí)現(xiàn)從海面一路打進(jìn)對方防御縱深的目標(biāo),必須裝備主戰(zhàn)武器。兩棲坦克受重量及后坐力的限制,只能安裝中等口徑火炮,如63A水陸坦克裝備105毫米線膛坦克炮,主要用于摧毀岸上堅(jiān)固目標(biāo),并對抗對方主戰(zhàn)坦克。兩棲步兵戰(zhàn)車由于滿載了登陸步兵,所以大多僅安裝較輕武器。如美制AAV7兩棲突擊車,僅安裝有1挺12.7毫米機(jī)槍和1具40毫米榴彈發(fā)射器,主要用于消滅無裝甲防護(hù)目標(biāo)。

技術(shù)決定戰(zhàn)術(shù)。科技的不斷發(fā)展,使新型兩棲裝備不斷問世。隨著由海向陸“最后一千米”的順利打通,未來海軍陸戰(zhàn)隊(duì)兩棲作戰(zhàn)樣式必將掌握更多制勝的先機(jī)。

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