庫宗波 楊宇慶

美軍十分重視火力相關能力的建設與發(fā)展，在2018年10月發(fā)布的《美國陸軍戰(zhàn)略》所明確的六大現(xiàn)代化優(yōu)先事項中，居于首位的就是遠程精確火力。美軍最新的“聯(lián)合作戰(zhàn)概念”于2021年3月31日由參聯(lián)會主席馬克·米利簽署后，很快也得到了國防部長勞埃德·奧斯汀的簽署。這一概念未發(fā)布公開版本，但從相關報道中可以得知，其四大核心要素為聯(lián)合火力、聯(lián)合全域指揮控制、對抗環(huán)境后勤和信息優(yōu)勢。

鑒于火力在美國陸軍能力建設及作戰(zhàn)理論中的突出地位，本文重點關注美國陸軍炮兵裝備現(xiàn)狀及增程彈藥研發(fā)動態(tài)。

一、美國陸軍炮兵裝備現(xiàn)狀

美國陸軍現(xiàn)役和后備部隊使用了多種火炮系統(tǒng)。2019年蘭德公司的一份報告總結了陸軍主要火炮裝備和相關兵力編成。

（一）身管火炮系統(tǒng)

榴彈炮（身管火炮）系統(tǒng)，無論是牽引式還是自行式，都是陸軍主要的旅級火力支援裝備。與迫擊炮相比，榴彈炮要大得多，也重得多，能在更遠的距離上發(fā)射更大的炮彈，但射速較低。陸軍庫存的155毫米身管火炮還能夠發(fā)射M982“神劍”GPS制導炮彈，以39倍口徑的榴彈炮發(fā)射時，最大射程接近40千米（陸軍目前列裝的155毫米牽引榴彈炮和自行榴彈炮均為39倍口徑的身管）。還可以發(fā)射一種較為老舊的M712“銅斑蛇”激光制導炮彈，不過其射程更為有限（16千米）。值得注意的是，陸軍還投資于M1156“精確制導套件”（PGK）引信，從2016年起開始進入量產(chǎn)。該引信可提供性價比更高的精確打擊能力，因為它能充分利用現(xiàn)有彈藥，只不過這些彈藥的射程要低于“神劍”制導炮彈。

美國陸軍每個旅戰(zhàn)斗隊都有一個建制內(nèi)野戰(zhàn)炮兵營，下轄3個炮兵連，每連6門火炮，共配備榴彈炮18門。其中：

步兵旅戰(zhàn)斗隊的野戰(zhàn)炮兵營下轄兩個M119型105毫米榴彈炮兵連和一個M777型155毫米榴彈炮兵連；

斯特瑞克旅戰(zhàn)斗隊的野戰(zhàn)炮兵營下轄3個M777型155毫米榴彈炮兵連；

裝甲旅戰(zhàn)斗隊的野戰(zhàn)炮兵營下轄3個M109A6型帕拉丁自行榴彈炮兵連。

目前，只有步兵旅戰(zhàn)斗隊仍在使用105毫米榴彈炮，雖然其性能較差，但比155毫米榴彈炮輕得多，并可使用悍馬越野車進行牽引。盡管數(shù)量有限，步兵旅戰(zhàn)斗隊直屬的唯一一個155毫米榴彈炮兵連同樣具有遠程精確打擊能力。

美國陸軍目前使用的自行榴彈炮只有M109A6帕拉丁榴彈炮。M109系列榴彈炮已服役半個多世紀，并多次進行現(xiàn)代化改造。最新型號是M109A7，目前處于低速初始生產(chǎn)階段。列裝后，M109A7榴彈炮與最初的M109榴彈炮可以說幾乎是兩種截然不同的裝備。該炮與配套的M992A3彈藥補給車，均圍繞著一個全新車體進行了重新設計，該車體與布雷德利步戰(zhàn)車之間存在很大的共性。盡管新式M109榴彈炮的武器系統(tǒng)也得到了一定改進，但主要的改進之處體現(xiàn)在車輛的可靠性和機動性上。

（二）火箭炮和導彈系統(tǒng)

美國陸軍現(xiàn)有兩種火箭炮：履帶式M270A1火箭炮和輪式M142海馬斯高機動火箭炮。這兩種火箭炮都發(fā)射相同系列的227毫米火箭彈，以及一種戰(zhàn)術彈道導彈——陸軍戰(zhàn)術導彈（ATACMS）。陸軍戰(zhàn)術導彈是一種全天候、地對地、慣性制導導彈，用于打擊軍或集團軍影響地域內(nèi)的目標。在1991年的“沙漠風暴行動”以及2003年的“伊拉克自由行動”等地面戰(zhàn)爭中，陸軍戰(zhàn)術導彈系統(tǒng)曾被廣泛使用，被聯(lián)合部隊、聯(lián)合特種作戰(zhàn)部隊和陸軍陸地部隊司令部用于在戰(zhàn)役層面影響作戰(zhàn)形勢。每個發(fā)射裝置配有一發(fā)導彈，每輛M270/M270A1多管火箭炮可以裝載兩發(fā)導彈，每輛M142高機動火箭炮可裝載一發(fā)。兩者都裝備野戰(zhàn)炮兵旅，在某些情況下還會裝備師一級。與身管火炮和迫擊炮相比，美國陸軍的火箭彈射程更遠，攜帶的殺傷彈頭也更重。盡管最初設計時，火箭彈上準備配備的是一種重量更大的“兩用改進型常規(guī)彈藥”（DPICM）（兩用改進型常規(guī)彈藥包含數(shù)百個小型“集束炸彈”，這些炸彈經(jīng)常未能成功引爆，被遺棄在整個戰(zhàn)場上，給平民造成危險。目前，美國軍方正在努力開發(fā)具有類似作戰(zhàn)效果，但不存在未爆炸彈藥殘余危險的新型彈藥。）彈頭，但當前主要使用GPS制導的M31制導多管火箭彈。制導多管火箭彈是一種地對地系統(tǒng)，用于間接精確射擊攻擊、壓制、和摧毀目標，射程可達70多千米。制導多管火箭彈的精度比彈道火箭彈更高，具有更高的殺傷概率，并減輕了后勤負擔。目前的制導多管火箭彈系列彈藥包括3種已列裝的型號：分別配備兩用改進型常規(guī)彈藥彈頭和“替代彈頭”（AW）的兩種型號，用于打擊區(qū)域性目標；以及配備單體彈頭的型號，內(nèi)裝200磅級的高爆炸藥，附帶傷害小，用于打擊點狀目標。制導多管火箭彈用于M270A1火箭炮和M142高機動火箭炮”。其配備的是一個單體高爆彈頭。該型火箭彈以六聯(lián)裝發(fā)射箱的形式裝填于發(fā)射車上；M270多管火箭炮的發(fā)射車上可裝填兩個發(fā)射箱，而海馬斯火箭炮只能裝填一個。

除了火箭彈外，兩臺發(fā)射器都可以發(fā)射MGM-140陸軍戰(zhàn)術導彈。與M270多管火箭炮的火箭彈一樣，陸軍戰(zhàn)術導彈最初設計時原本也準備采用配有子彈藥的彈頭，但目前主要使用Block 1A單體高爆彈頭。陸軍戰(zhàn)術導彈是一種610毫米導彈，最大射程約為300千米。

制導多管火箭彈和陸軍戰(zhàn)術導彈都曾在伊拉克被廣泛使用；制導多管火箭彈使用200磅單體彈頭時精度相當高，相對于空投彈藥大大降低了附帶傷害，廣受部隊贊譽，曾用于打擊靠近己方部隊的目標。這對于火箭彈來說屬于一種非典型使用方式，歷史上火箭彈常被用來以高量炸藥或大量子彈藥對廣大區(qū)域進行飽和攻擊。

二、研制沖壓發(fā)動機炮彈以期大幅提升火炮射程

美國陸軍的增程主動導彈項目不久將發(fā)布100千米以上射程榴彈炮的研制合同。

美國陸軍即將簽署新型炮彈研制合同，新型炮彈在設計上將越來越接近于導彈，有精確制導和尾翼，甚至還有沖壓發(fā)動機。這項研發(fā)工作是美國大力改進導彈和身管火炮計劃的一部分，旨在提高射程和精度，且提升幅度遠遠超出單純改進火藥所能達到的水平。其目的是使目前在數(shù)量和射程上均處于劣勢的美國炮兵部隊能夠與更先進的俄羅斯和中國炮兵相競爭。

長期以來，美軍一直使用火箭增程榴彈。冷戰(zhàn)時期使用的M549A1型火箭增程彈射程約為30千米。新的XM1113型火箭增程彈射程有較大幅度的提升，可在現(xiàn)役M109型帕拉丁火炮上打出70千米或更遠的射程，如果使用尚在研制之中的XM1299型增程火炮（ERCA）發(fā)射，則可達70千米。但是射程要突破三位數(shù)——100千米甚至更多，就無法再繼續(xù)依賴火箭增程技術，而是需要更強大的方式，比如沖壓發(fā)動機。

負責增程主動導彈研制的項目經(jīng)理尼克·伯格在一次采訪中指出，增加火炮彈藥射程主要依靠三種方式，陸軍的增程火炮彈藥套件正在為未來的XM1155型彈藥探索能夠融合所有三種方法的組合：

方式一：提高初速。在阻力和重力將其帶至地面之前，炮彈從身管中射出的速度越快，就能飛得越遠。更高的初速是XM1299型增程榴彈炮的重點，與現(xiàn)役的帕拉丁火炮相比，XM1299型增程榴彈炮擁有更長的身管和更強大的推進劑。

方式二：增大升力受力面?；旧希@意味著要在炮彈外殼上增加彈翼和尾翼——像導彈或微型飛機一樣——使其更符合空氣動力學要求。產(chǎn)生的升力越大，彈丸飛行的時間就越長。當然，彈翼、尾翼和電子設備都必須能夠承受住火炮發(fā)射時的猛烈沖擊。

方式三：增加“發(fā)射后推進裝置”。這就是火箭和沖壓式噴氣發(fā)動機的用武之地：二者在彈丸沖出身管（因此稱為“發(fā)射后”）后啟動，給彈丸一個額外的爆發(fā)推力。同樣，發(fā)動機首先必須經(jīng)受住發(fā)射時的沖擊。

“我們實際上已經(jīng)研究了所有三種增程路徑，”伯格介紹說，“我們確實把重點放在增加升力有效受力面以增加滑翔距離，但同時我們也將固體燃料沖壓式噴氣發(fā)動機作為一種發(fā)射后推進機制，將彈丸推進至更遠的距離。”

為什么采用沖壓式噴氣發(fā)動機來代替火箭？基本的區(qū)別在于火箭本身含有氧化劑來使燃料燃燒，而沖壓發(fā)動機和渦輪風扇等各種形式的噴氣式發(fā)動機都從大氣中獲取氧氣（因此得名“空氣呼吸發(fā)動機”）。其優(yōu)點體現(xiàn)在三個方面：可以減輕自重，因為不再需要攜帶氧化劑；提高了安全性，因為燃料不容易燃燒；可以延長續(xù)航時間，因為只要有空氣和燃料，噴氣式發(fā)動機就可以繼續(xù)推進（燃燒時間越長，燃燒越溫和，空氣動力學效率也越高，阻力也越?。?。據(jù)伯格介紹，一枚火箭推進的炮彈可能只燃燒10秒鐘，而噴氣式發(fā)動機助推的炮彈燃燒的時間則要長得多。

沖壓發(fā)動機與其他類型的噴氣發(fā)動機有何不同？所有的噴氣發(fā)動機都是在前端吸入空氣，壓縮空氣，將其與燃料混合，然后點燃，最后從后端噴出（即吸、壓、燃、噴）。在亞音速條件下，需要用某種風扇式設計的機械部件壓縮空氣，就像飛機渦輪風扇發(fā)動機前部的風扇一樣。但是在超音速條件下，空氣進入發(fā)動機前部的速度如此之快，以至于無需機械輔助即可實現(xiàn)自身壓縮。這就是沖壓發(fā)動機的工作原理。

事實上，沖壓式噴氣發(fā)動機的機械結構比傳統(tǒng)的噴氣發(fā)動機簡單，因為前者不需要壓縮機——壓縮機在從火炮射出時可能會損壞。從歷史上看，沖壓式噴氣發(fā)動機最麻煩的一點是其不能在低于2馬赫的速度下工作，但是彈丸從火炮中射出時往往達到這一速度。

從某種意義上說，沖壓式噴氣發(fā)動機很適合用于推進彈丸，但其建造并非易事。事實上，沖壓發(fā)動機的建造面臨頗大的技術挑戰(zhàn)，因為必須把復雜的、抗沖擊的電子設備連同（為沖壓發(fā)動機提供空氣的）進氣口一起裝進一個狹小的空間。

在沖壓發(fā)動機的測試中，一些技術相當精巧，甚至充滿科幻色彩。一家小型科技公司的首席執(zhí)行官鮑勃·巴科斯說：“彈藥的控制系統(tǒng)需要感應氣流、壓力、高溫，及其他低速時不會出現(xiàn)的特征。”這里所講的高溫高達數(shù)千度，基本上是空氣摩擦產(chǎn)生的。要想在這種極端條件下飛行，炮彈需要傳統(tǒng)的襟翼和尾翼，但也有可能使用微小的風道、電磁體，甚至等離子來影響氣流和校正航向。

XM1155型彈藥一旦研制成功，未來的“貨艙”變型還可以用來運送除爆炸物以外的其他有效載荷，如傳感器和干擾器吊艙。

美國陸軍已經(jīng)在波音公司、通用動力公司、諾斯羅普格魯曼公司和雷聲公司等企業(yè)的參與下開展了增程主動導彈項目的第一階段研發(fā)工作。目前，陸軍正在為第二階段的兩份合同進行相關準備，預計會很快簽訂合同。雷聲公司發(fā)言人證實不再參與該項目，而波音公司證實正在為競標做準備。

（編輯：尹禮順）

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