張春，李鵬，邢士勇，張蛟，吳映鋒

(1.西北機電工程研究所，陜西 咸陽 712099；2.陸軍研究院炮兵防空兵研究所，北京 100012)

1 能力定位

高炮防空的主要任務是在多層防空體系的聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下，抗擊經(jīng)遠程、中遠程、中程攔截后遺漏的戰(zhàn)術無人機蜂群、巡飛彈、巡航導彈、空襲布撒器、戰(zhàn)術空地導彈等空襲兵器，為被保護目標提供全天候、全空域、全時域防護，具有較高火力密度、較強抗干擾能力、較強持續(xù)作戰(zhàn)能力、一定抗飽和攻擊能力和多樣化毀傷能力的末端防御手段，實現(xiàn)對被保護目標的最后一層防御[1]。高炮防空火力還應具備精確對地面、水面多樣化目標的打擊能力。

高炮根據(jù)口徑不同可分為小口徑高炮、中口徑高炮和大口徑高炮，通常將口徑20～40 mm的高炮定義為小口徑高炮，將口徑40～100 mm的高炮定義為中口徑高炮，將口徑大于100 mm的高炮定義為大口徑高炮，我軍在役小口徑高炮主要包括25 mm系列、30 mm系列和35 mm系列，中大口徑高炮處于退役或頂編狀態(tài)。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我軍在役高炮已形成了艦載、車載、履帶式、輪式、輕高機為平臺的多型25 mm、30 mm和35 mm高炮及彈炮結(jié)合系統(tǒng)，主要用于末端防御和機動伴隨防空掩護任務，其中，35 mm系列高炮具有發(fā)射炮口裝定時間引信的預制破片彈功能。

2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢

2.1 國外發(fā)展趨勢

俄羅斯繼承蘇聯(lián)的衣缽，采用“以地制空”的防空策略，非常重視高炮及彈炮結(jié)合防空系統(tǒng)的發(fā)展，目前，仍有多型彈炮結(jié)合系統(tǒng)和中口徑高炮在役，其彈炮結(jié)合系統(tǒng)均采用30 mm口徑高炮，陸基采用雙聯(lián)動自動機，艦載采用轉(zhuǎn)管自動機。俄羅斯30 mm高炮的研發(fā)始于上世紀70年代，其自動機技術和彈藥技術近年來發(fā)展緩慢，新研的中口徑火炮采用57 mm口徑。35 mm火炮是國際公認的主流小口徑防空高炮，已裝備瑞士、德國、日本等40多個國家和地區(qū)[2]，西方國家非常重視35 mm高炮的發(fā)展，2000年后發(fā)展了多型35 mm防空高炮和多用途火炮系統(tǒng)，基于AHEAD彈藥[3]技術發(fā)展了系列化非制導彈藥，是西方國家防空高炮的主力口徑。

美國在中口徑火炮發(fā)射制導彈防空領域開展了多年的研發(fā)，其中海軍發(fā)展了“奧卡”“狂火”等多型57mm的炮射制導彈藥，裝備MK110型57 mm艦炮，采用精確命中體制攔截反艦導彈和集群目標[4]。俄羅斯和意大利也非常重視中口徑火炮發(fā)射制導彈技術的研發(fā)，俄羅斯新研制的57 mm“偏流”自行高炮，可發(fā)射預制破片彈和激光駕束防空制導炮彈，主要用于抗擊蜂群目標；意大利發(fā)展的76 mm制導彈[5]采用次口徑彈藥、毫米波駕束制導技術，主要用于攔截反艦導彈。

近年來埋頭彈火炮以其結(jié)構緊湊、可靠性高、維護性好等特點得到大力發(fā)展，相應的埋頭彈藥在保持性能不變的情況下，可使彈藥體積減小約30%，或者在保持占有體積不變的情況下，可使埋頭彈性能提高30%，基于埋頭彈的諸多優(yōu)秀性能，法國發(fā)展了中口徑埋頭彈高炮系統(tǒng)。

大口徑火炮防空在西方國家得到重視，德國多年前研發(fā)了“多納爾”155 mm榴彈炮防空技術；2020年9月2日，美國利用M-109A6型155 mm自行榴彈炮發(fā)射HVP制導彈藥，成功擊落了一架亞音速巡航導彈模擬靶彈。

2.2 國內(nèi)發(fā)展趨勢

近20年來，國內(nèi)在小口徑高炮系統(tǒng)的精度控制和彈藥技術等方面取得了飛躍式發(fā)展，雷達和光電系統(tǒng)探測精度、火控系統(tǒng)精度、火炮性能、彈藥性能、隨動系統(tǒng)性能、姿態(tài)測量性能、底盤性能、總體結(jié)構布局等方面均取得了技術突破，主要戰(zhàn)技指標達到國際先進水平。35 mm高炮發(fā)射多束定向預制破片彈對小型無人機的毀殲概率可達70%以上，立靶密集度誤差僅為俄羅斯30 mm雙聯(lián)動火炮的三分之一，35 mm單枚榴彈毀殲能力也大大優(yōu)于俄羅斯30 mm彈藥，且35 mm高炮具有多彈種的優(yōu)勢。

基于中口徑高炮射程遠、彈藥威力大等技術優(yōu)勢，國內(nèi)在新型中口徑高炮領域進行了有益的探索，基于76 mm艦炮，發(fā)展了軍貿(mào)型車載76 mm高炮，在后坐力大幅降低的情況下，火炮射頻與76 mm艦炮相當。

3 發(fā)展契機

3.1 戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生改變

1991年發(fā)生的海灣戰(zhàn)爭從根本上改變了軍事專家對傳統(tǒng)戰(zhàn)爭形態(tài)的認識，38天的空襲行動徹底打垮了伊拉克的軍事力量和戰(zhàn)斗決心，此后，僅進行了100 h的地面戰(zhàn)役，整個作戰(zhàn)行動即宣告結(jié)束。1999年發(fā)生的科索沃戰(zhàn)爭中，以美國為首的西方國家利用絕對的空中優(yōu)勢，在78天的轟炸中通過非接觸式交戰(zhàn)，展示了空中打擊的決定性力量，單純地保存地面主戰(zhàn)裝備和作戰(zhàn)部隊實力已無法取得戰(zhàn)爭勝負。空襲和反空襲已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要形態(tài)，貫穿戰(zhàn)爭始終并在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的勝負。

3.2 戰(zhàn)術無人機成為改變戰(zhàn)場態(tài)勢的重要力量

近年來，從北非戰(zhàn)場(利比亞戰(zhàn)爭)、中東戰(zhàn)場(敘利亞戰(zhàn)爭)、再到西亞戰(zhàn)場(阿塞拜疆與亞美尼亞的納卡戰(zhàn)爭)，戰(zhàn)術無人機已成為改變戰(zhàn)場態(tài)勢的重要力量[6]。美國《防務新聞》網(wǎng)站2020年12月9日報導，美國海軍陸戰(zhàn)隊正在開展針對中國的“有機精確火力—單兵輕型”計劃，招標射程20 km、巡飛90 min的超小型自殺集群無人機，用于消滅敵對方的人員和物資，開展防空消耗戰(zhàn)應用研究。

戰(zhàn)術無人機在戰(zhàn)場的特性主要表現(xiàn)為“低空、小型、慢速、廉價、集群、準確、長航時、假目標”等方面，小型戰(zhàn)術無人機無需苛刻起飛條件，強勢方即使在掌握制空權的前提下也無法避免動輒幾十甚至上百架無人機的集群攻擊，在這種火力打擊方式下，傳統(tǒng)、大型防空裝備逐漸表現(xiàn)出能力不足、效費比低、持續(xù)作戰(zhàn)能力差等弊端，已無法適應未來戰(zhàn)場的需求。

3.3 我陸軍在役和在研末端防空系統(tǒng)能力不足

我軍目前在役和在研的末端防空系統(tǒng)以抗擊少量有人駕駛飛行器、巡航導彈和戰(zhàn)術無人機為主要目標，無法滿足未來反集群/蜂群無人機高效率探測、低成本作戰(zhàn)、持續(xù)性抗擊、智能化指控、多樣化毀傷、遠程化打擊的能力需求。

我軍大口徑壓制火炮均不具備自主防空能力，未來在我軍全面掌握戰(zhàn)場制空權之前，大口徑壓制火炮對專業(yè)防空裝備嚴重依賴，對防空作戰(zhàn)貢獻微弱。

小口徑高炮與導彈構成彈炮結(jié)合系統(tǒng)后[7]，持續(xù)作戰(zhàn)能力顯著增強，但是，限于小口徑高炮高效攔截區(qū)域較小等問題，其防區(qū)內(nèi)多目標接戰(zhàn)能力不足，無法全面滿足反集群/蜂群無人機的作戰(zhàn)需求。

鑒于空襲模式和空襲目標的時代性轉(zhuǎn)變，防空手段也要發(fā)展提升。借鑒國外發(fā)展思路，開展小口徑高炮抗擊蜂群能力提升、新型中口徑高炮系統(tǒng)研制和大口徑火炮防空能力拓展已迫在眉睫。

4 我國高炮發(fā)展思路

4.1 小口徑高炮防空發(fā)展思路

4.1.1 小口徑高炮反集群/蜂群目標流程改進

從小口徑高炮反集群/蜂群目標作戰(zhàn)流程出發(fā)，通過增加全方位集群/蜂群目標探測和跟蹤能力(如四面陣雷達、球面陣雷達)，由高算力信息化系統(tǒng)完成目標分配、火力協(xié)同、跟蹤解算等任務，減少防空作戰(zhàn)抗擊群目標的作戰(zhàn)流程環(huán)節(jié)，提升防空作戰(zhàn)效率，首批目標的防空作戰(zhàn)響應時間相對于傳統(tǒng)多目標探測、單目標作戰(zhàn)系統(tǒng)將大幅縮減，后續(xù)目標的防空作戰(zhàn)響應時間將大幅減少，同時，持續(xù)抗擊群目標的作戰(zhàn)能力將大幅提升。

4.1.2 小口徑高炮指揮與控制能力提升

小口徑高炮反集群/蜂群目標的重點之一是提升指揮與控制能力，改進內(nèi)容可包括：目標威脅與多通道火力分配、基于毀傷的綜合火力運用、連發(fā)射擊火力線穩(wěn)定、長周期無人值守[8]控制、虛擬閉環(huán)火力控制、火炮發(fā)射時機優(yōu)化控制等方面。通過上述關鍵技術的突破和運用，可提升不同形態(tài)小口徑高炮武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，滿足無人值守、要地防空和機動伴隨防空任務的能力需求。

4.1.3 小口徑高速發(fā)射能力提升

小口徑高速發(fā)射能力提升也是反集群/蜂群目標的重要環(huán)節(jié)，其關鍵技術可包括：高速發(fā)射總體技術、轉(zhuǎn)管/轉(zhuǎn)膛與雙聯(lián)動發(fā)射技術、多管并式發(fā)射技術、多路高速供彈技術、自動機射控與驅(qū)動技術、轉(zhuǎn)管自動機多點擊發(fā)發(fā)射技術等。上述技術可適用于不同形態(tài)的武器裝備，提升小口徑高炮系統(tǒng)的火力打擊能力。

4.1.4 小口徑高炮彈藥毀傷能力提升

小口徑高炮彈藥毀傷能力也是反集群/蜂群目標的關鍵?，F(xiàn)役防空高炮的殺傷元在打擊小型戰(zhàn)術無人機時能量過剩，應發(fā)展采用小質(zhì)量含能破片的新型多束預制破片彈，提升彈丸連發(fā)射擊開倉率，提升彈丸開倉密集度，發(fā)展適用于復雜戰(zhàn)場環(huán)境的多模彈，通過智能化目標識別，以不同的毀傷模式抗擊多樣化目標，快速適應戰(zhàn)場目標特性。

通過上述關鍵技術的發(fā)展和突破，小口徑高炮抗擊集群/蜂群無人機的綜合作戰(zhàn)能力將顯著提升，可在未來一段時期內(nèi)快速滿足防空、反蜂群的作戰(zhàn)需求。

4.2 中口徑高炮防空發(fā)展思路

未來中口徑高炮[9]的口徑選擇是關鍵要素，應主要考慮以下因素：

1)借鑒美、俄發(fā)展經(jīng)驗，考慮單發(fā)彈丸體積、有效承載和毀傷能力。

2)確保武器平臺具有較好的結(jié)構適裝性和較大攜彈量。

3)國內(nèi)彈載器件過載能力已達到較高水平，可適當提高彈丸炮口初速，提升火力系統(tǒng)最大有效射程。

4)采用埋頭彈火炮技術和高效率炮口制退器，降低炮塔火力線高度，提高平臺適裝性；或采用傳統(tǒng)火炮技術，降低研制風險，確?；鹆ο到y(tǒng)技術成熟度。

5)供彈方式考慮多彈種轉(zhuǎn)換和快速續(xù)彈，適應未來戰(zhàn)場快速轉(zhuǎn)變的多樣化目標。

6)采用新概念、新技術、新材料，為未來20～30年的技術持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

未來將中口徑火炮、埋頭彈發(fā)射、制導化彈藥、自動供彈選彈、快速續(xù)彈等技術融合后，可形成新一代中口徑高炮火力系統(tǒng)，實現(xiàn)對薄壁/厚壁、弱機動、超低空/大攻擊角目標的精確、持續(xù)、高效費比打擊，滿足未來斜距6～8 km以內(nèi)、高度4～6 km以下范圍內(nèi)防空作戰(zhàn)和對地作戰(zhàn)需求。制導化彈藥可采用多體制控制方案和預制/預控破片戰(zhàn)斗部，實現(xiàn)發(fā)射后制導控制和對目標的精確打擊，未來也可發(fā)展HVP彈或采用沖壓發(fā)動機增程。

中口徑火炮在攔截薄壁目標的同時，還需考慮攔截厚壁[10]、鈍感裝藥目標，利用中口徑彈丸結(jié)構空間大，可選戰(zhàn)斗部形式多樣的優(yōu)勢，探索中口徑彈藥以破甲射流打擊深鉆地彈的技術可行性。通過火控系統(tǒng)目標識別，火力系統(tǒng)自動選彈，實現(xiàn)針對不同目標的專用彈種作戰(zhàn)。

未來采用中口徑火炮發(fā)射精確制導彈藥技術，發(fā)展一型具備精確打擊能力的高炮火力系統(tǒng)，具備對目標的單發(fā)或雙發(fā)射彈高概率毀殲[11]攔截和持續(xù)作戰(zhàn)能力，具備較好的結(jié)構適裝性，未來形成彈炮結(jié)合防空系統(tǒng)，可實現(xiàn)戰(zhàn)場機動伴隨防空掩護能力，有效抗擊中、小型無人機能力，軟硬結(jié)合、多層火力攔截、多種毀傷機理防空能力和較強的對地打擊能力。

4.3 大口徑火炮防空發(fā)展思路

借鑒國外大口徑火炮防空的技術發(fā)展思路，以實現(xiàn)大口徑壓制火炮多域作戰(zhàn)為目標，拓展大口徑火炮的輔助防空作戰(zhàn)能力。根據(jù)采用彈藥的不同，大口徑火炮防空可分為非制導炮彈防空和制導炮彈防空兩種模式，非制導炮彈指采用AHEAD彈藥技術等先進彈藥技術，實現(xiàn)對大口徑火炮防空能力的拓展，同時根據(jù)防空需要對大口徑壓制火炮的作戰(zhàn)模式和關鍵分系統(tǒng)進行改進提升，具體包括任務管理系統(tǒng)、總線協(xié)議、火控系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)等，主要在軟件、協(xié)議和模式層面進行改進和提升，減小壓制火炮硬件改動，實現(xiàn)技術改進風險可控。

5 結(jié)束語

面對未來復雜戰(zhàn)場環(huán)境下近程末端防空的嚴峻形勢，以滿足反集群/蜂群目標作戰(zhàn)、大攜彈量持續(xù)作戰(zhàn)、高效費比作戰(zhàn)、高概率精確攔截、防空對地多功能作戰(zhàn)、擊硬打軟多任務作戰(zhàn)等能力需求，在探索、整合關鍵技術的基礎上，挖掘防空高炮的技術潛力，形成適應復雜戰(zhàn)場環(huán)境、具備陸上行進間/海上浮渡作戰(zhàn)、多域作戰(zhàn)、無人值守作戰(zhàn)的防空裝備，是防空高炮的未來發(fā)展方向。

經(jīng)過幾十年的追趕，我國在小口徑高炮的裝備作戰(zhàn)能力上已經(jīng)達到國際先進水平，但是，面對國際上防空高炮中、大口徑化的發(fā)展趨勢和反深鉆地彈的任務需求，應迎頭趕上，利用國內(nèi)近年來在指揮、控制、打擊、制導、毀傷等方面的技術成果，發(fā)展具有我軍特色的新一代高炮及彈炮結(jié)合系統(tǒng)。