老炮换新生:加装一套辅助推进装置
2018年珠海航展上,保利公司展出了两种加装辅助推进装置(Auxiliary Power Unit,APU)的自走式牵引火炮(注意:这个要和台湾省所称的“自走炮”区分开来),因为都是大家所熟知的我军现役59-1式(现称“PL59A式”)牵引130毫米加农炮和66式(现称“PL66式”)牵引152毫米加榴炮这两款“老家伙”,所以并没有引起大家过多的注意。
△ 航展上的辅助推进66式加榴炮
△ 航展上的辅助推进130加农炮
其实在上个世纪七、八十年代,安装有辅助推进装置(APU)的牵引火炮是相当“高大上”的东西,在当时绝大多数西方国家研制的155毫米口径的牵引火炮都有这种装置,比如法国的TRF-1、瑞典的FH77、南非的G5、英德意的FH-70、奥地利的GHN45、以色列的845P、新加坡的FH88等,仅有两个国家例外,一是美国、二是苏联,他们却是最早开始研制火炮辅助推进装置的国家。美军主要是强调牵引火炮的直升机吊运能力,用轻型材料研制了轻量化的M198;苏联依托其“大纵深作战”理论和“核大战”作战思想,将大口径压制火炮全面“履带自行化”,所以也未采用介于牵引火炮和自行火炮之间的辅助推进“自走式”压制火炮(但在牵引反坦克炮上仍有采用)。
△ 这年月的155毫米口径牵引炮(Towed Howitzer)也只有两条路可走:要么超轻型化、要么加辅助推进装置,当然,也有超轻型化加辅助推进的,图为新加坡的“飞马”超轻型榴弹炮在做短途机动
牵引火炮进入发射阵地时,由于地形的限制,牵引车在大多数情况下都不能将火炮拉到合适的位置,一般采取摘炮后由战士推拉到所需的位置,这样不仅消耗战士的体力,所需人数多,而且速度慢。由于炮兵侦察技术的进步,敌方炮火的反击速度非常快,因此要求火炮能有较快的发射速度,使之能在敌炮火反击之前发射足够的炮弹,然后迅速撤出阵地,转移到新的阵地继续进行射击,这样可以提高自身的生存能力,这就要求火炮能在3~5分钟内撤出阵地。以我军现役的59-1式130毫米加农炮和66式152毫米加榴炮为例,它们的战斗全重分别为6.3吨和5.7吨,两型火炮的炮架基本属于同一类型。火炮在行军状态转换为战斗状态时,必须由炮手人工压动架体的支承座盘液压千斤顶作为火炮发射时的前支点,由两名炮手分别摇动大架尾端的齿条起重机,通过齿轮、齿条传动支起架尾,人工放下架尾滚轮,并借助滚轮人工开并大架和短距离推拉火炮,对战术的体力消耗过大。由于牵引车和火炮不在一起,牵引车需要开到阵地,这也需要时间,加之牵引火炮撤收操作笨重,转换时间较长,难以满足现代战场的要求。
△ 现役130加农炮和152加榴炮的炮架支承座盘相同,在火炮放列设置时要用人力摇起,使“老鼻子”劲儿了,而且速度慢
△ 图一 ,老炮的大架结构图,图中的齿条起重机用于人力摇动顶起沉重的大架架体,战士们要“呼啦呼啦”的使劲儿摇
△ 图二 ,另一款老炮的大架
(上面图一和图二分别是130加农炮和152加榴炮的大架,有谁能分清哪个是130加的,哪个是152加榴的?)
△ 老炮的开并架:人力搬!
△ 老炮的挂摘:人力抬!
△ 来吧,一二三使劲儿拉!
国内早在上世纪80年代末就已在59-1式130加农炮加装了辅助推进装置,进行了技术验证,而后又在45倍155毫米牵引加榴炮上加装了辅助推进装置,经过多轮技术改进,目前已在外贸155毫米自走加榴炮上得到了实际应用,技术已相当的成熟,也总结了大量的研制经验。在此基础上,本次航展上展出的两型“自走”火炮的技术可以说是厚积薄发、信手拈来。
△ 国内早期研制的59-1辅助推进加农炮(也称自走炮)
△ 已出口某国的国产155毫米自走加榴炮,标配辅助推进装置
航展上的两款“自走炮”加装的辅助推进装置结构大体相同,均由发动机、仪表盘、电器照明及五个液压系统组成,用框架构件将其安装在火炮下架的前方位置。液压能量通过高压软管输送到各个执行机构。炮手驾驶的位置在左侧前端,方向盘和仪表盘置于操纵手的前方。液压系统是辅助推进装置的关键部分,它由五个分系统组成,分别完成各自的功能。
一、主驱动系统
130加农“自走炮”和152加榴“自走炮”均为液压式驱动,在它们的架体前部都安装有小功率的柴油发动机,它通过分动齿轮箱带动液压泵与安装在左右炮轮(专业的叫法是“运动体”)轮毂内的车轮液压马达形成回路。马达工作时,其外壳转动,带动炮轮转动使之成为驱动轮,带动火炮自走。通过调节液压泵中液压油的流量和流向,就可改变自走的速度和行驶方向(前进或倒车)。
△ 辅助推进装置驱动轮的液压马达结构图
△ 为提高通过能力,辅助推进152加榴炮的驱动轮居然还有轮胎自动充放气系统,比较惊诧
二、转向系统
转向一般为两种方式,一种是前转向,即驱动轮转向,后滚轮为自由轮,可通过两个驱动轮不同的速度差或不同转动方向实现转向。另一种为后转向,即由炮手操纵后滚轮(架尾滚轮)偏转实现转向。从展出的两款自走炮来推测,130加农“自走炮”的后架尾轮仅有“升降”液压筒和管路,由此推断其架尾轮为自由轮,是“前转向”;152加榴“自走炮”由于后架尾轮除了有“升降”液压筒和管路外,还有疑似驱动架尾轮偏转的液压管路,因此它应当是“后转向”。前、后转向各有优缺点,这就要看“用户”如何选择了。
△ 辅助推进130加农炮的架尾轮只有升降液压筒和管路(用于自动顶起大架,省时省力),应该是“自由轮”,属于前轮转向
△ 辅助推进152加榴炮的架尾轮不但有升降液压筒和管路,还有驱动架尾轮偏转的液压管线,由此推断它是后转向(我敢打赌,这门152加榴炮绝对装错大架了!)
三、行军战斗转换系统
通过炮手操纵换向阀门,使主驱动系统的液压泵分别向火炮下架中央的支承座盘,左右架尾滚轮升降油缸供油使其工作,以完成行军、战斗转换的各个动作。当主驱动系统的发动机不工作或发生故障时,也可以通过手摇液压泵实现各个动作。但用于展示的130加农“自走炮”和152加榴“自走炮”均为配备“开并大架”的液压装置,仍然是人力。
△ 加装有辅助推进系统后,火炮的支承座盘升降由液压自动完成,省去了炮手的体力消耗
四、刹车系统
一般有气刹车和油刹车两种方式,在刹车系统的油路中有一个高压蓄能器,利用蓄能器的能源来完成刹车动作,在发动机不工作时也能刹车。从展品的结构来看,130加农“自走炮”采用了气刹车方式,能将高压气输送到左右炮轮的“制动气室”,吹起制动膜片来推动制动片完成刹车,152加榴“自走炮”则没有安装“制动气室”,可判定为油刹车。
△ 辅助推进130加农炮炮轮一侧安装有“制动气室”(红色箭头所指),它是气刹车,还需配一套气压泵
五、自由轮系统
当火炮需要牵引时,主驱动系统与炮轮就必须解脱,这就由自由轮系统来完成。当需要转换时,通过操纵阀门,将车轮马达的柱塞收回,使炮轮处于自由状态。这样当炮轮转动时,不会与车轮液压马达的部件发生干涉。
牵引火炮加装了辅助推进装置的实用意义在于,采用了辅助推进装置后,火炮本身即可短途机动,就解决了人力推炮的困难,同时缩短转移时间,快速进入和撤出阵地,提高火炮生存能力。同时,采用辅助推进装置后,有了动力源,即可使摘挂炮、开并炮架等实现自动化或半自动化操作,提高火炮操作轻便性,减小炮手体力消耗并加快速度,整个火炮只需要2~3个人即可在2分钟内完成转换,明显提高火炮的反应速度。辅助推进装置的动力源也为牵引火炮实现自动化操瞄铺平了道路。
有了辅助推进装置后,牵引火炮也具备了稳定的“供电”能力,这也为火炮进一步实现“数字化”提供了基础。展出的130加农“自走炮”和152加榴“自走炮”也加装了不同的“炮兵数字化系统”。130加农“自走炮”在摇架的右侧安装了一套“捷联惯导”系统,用于直接测量火炮身管姿态和火炮方位,可快速完成火炮定位定向;在瞄准手位置安装了一套瞄准手“一体式显控计算机”,用于借助通信设备直接接收上级炮兵指挥系统的指令并结算弹道诸元。152加榴“自走炮”则有所不同,它采用的是在火炮的瞄准具位置安装了一部“卫星定位”天线,还有另一套“卫星定位”天线与火炮“标定器”组合,通过联通瞄准手位置的“一体式显控计算机”来完成火炮的快速定位。这两套系统均可看做是“低成本”、“简易化”的实现老式火炮数字化能力。两款自走炮辅助推进系统和数字化系统各有不同,“用户”也可根据实际需要将其“选优”配置或“组合”配置。
△ 辅助推进130加农炮在摇架右侧安装有“捷联惯导”系统,这个可是个好东西
△ 辅助推进152加榴炮虽没有安装“捷联惯导”,但却安装有卫星定位天线,和火炮标定器结合的也有一套天线(三角架支撑物)
从两款展出的“自走炮”的辅助推进装置和简易“数字化”系统的概念来看,无疑是为我军大量装备的PL59A式130加农炮和PL66式152加榴炮量身定做的,结合本届航展上展出的130毫米加农炮和152加榴炮的“新一代弹药”,对于提升“老炮”的作战性能、挖掘其潜力,效果也是会明显的,但一方面是安装有辅助推行装置的火炮自身也有许多问题,其重量将比原来的牵引火炮增加约2~3吨,其成本约为普通牵引式火炮的1~1.5倍,增大了火炮保养和维修的难度和费用,而且它在本质上还是牵引火炮,仍然没有任何防护能力,在战场上仍易受到敌方火力毁伤。而更重要的一方面是,在我军武器装备从机械半机械化向信息化“跨越式”发展的浪潮中,已将所有目光集中到了弹道性能优异、机动能力优良、信息化水平优秀的新一代压制火炮型谱上去了,随着新型火炮的不断定型与列装,已绝无可能在“老装备”过渡性改进方面驻足(如果早个二十来年嘛兴许有戏)。展出的辅助推进装置火炮(自走炮)提供的改进思路,无疑将会是前华约国家和周边经济上乏力的小国家的明智之选。
△ 本届航展上也展出了152加榴炮和130加农炮的新一代弹药
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