| 标题 | 我国中大口径舰炮自动装填技术现状与趋势 |
| 范文 | 张凌海+张轶群+刘志伟 摘要：弹药自动装填技术是中大口径舰炮武器系统的核心关键技术之一。相对于普通火炮，中大口径舰炮在自动装填系统上的有更高的要求。通过介绍我国现役的几型中大口径舰炮的自动装填系统，分析了其在设计思想上的不同之处；指出了我国在弹药自动装填技术上面临的几个问题，最后预测了中大口径舰炮弹药自动装填系统的发展趋势。 关键词：自动装填技术；现状与趋势 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：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 中大口径舰炮的弹丸质量和尺寸较大，形状不规则，人工装填非常困难。未来战争环境要求舰炮在确保安全的前提下，快速完成在任意射角下的弹药交接、引信装定、输送弹丸和发射装药入膛。关于中大口径火炮的自动装填系统不少论文都做了分析与研究[1-2]，而中大口径舰炮的自动装填系统仅在部分论文中有所提及[3-4]。 舰炮作为火炮的一种，在未来的战争中有其特殊的使命和重要的作用，他有自己特定的作战环境和需求，在自动装填系统上与普通火炮面临着相同的问题，同时又有自己的特点。 1 中大口径舰炮自动装填系统的特点 1）射速要求更高，持续作战能力更强。未来海战中，舰艇面临的主要海上威胁是反舰导弹，对中大口径舰炮防空反导能力提出新的要求，与此同时，在登陆作战中，也需要中大口径舰炮提供持续的火力支援。这就要求中大口径舰炮要有比陆上火炮具有更快的射击速度以及更长的射击时间。 2）自动化程度更高。陆上火炮的自动装填系统虽然可以完成绝大多数装填动作，但是由于受空间的限制，在射击过程中仍然需要人工的参与。而舰炮高射速、持续火力的要求人工参与装填已远远无法满足，同时舰艇上的空间相较陆上火炮更为充裕，能够安装更为复杂精巧的机构，所以中大口径舰炮的自动装填机构自动化程度更高。 3）炮弹交接更为复杂。中大口径舰炮的射击过程都是全自动的，炮弹都是事先在转运间的弹鼓内装满，通过扬弹机运送到炮塔，然后再通过自动装填系统装到炮膛中。中间涉及的炮弹交接比较多，对机构的安全性可靠性要求更高。并且舰炮在不同的射角下，炮弹运动的行程也会发生改变，如何通过机械或者电气控制使弹药可以顺利地输送到炮膛也是舰炮与普通火炮在机构设计时的一个不同。 4）可靠性要求更高。对于陆上火炮，舰炮射速更快，射击时间更长，并且长期处于高湿高盐的海上作战环境中，维修保障不方便 。这就要求舰炮的自动装填机构要能承受长时间高频率的冲击震动，并且在恶劣的作战环境中保持较好的工作状态，在出现故障后能够通过简单的维修迅速恢复战斗力。 2 目前我国中大口径舰炮自动装填机构现状 1）76式双130mm舰炮 76式双130mm舰炮是中国第一代导弹驱逐舰配套的火炮武器系统，是在66式双130mm岸炮基础上研制的。该型舰炮威力大，精度高，可靠性好，但是自动化程度较低，战斗时需要人在炮塔内操作。它的装填机构包括装弹机和输弹机，动力由高压气体提供。工作时，由人将扬弹机扬升上来的药筒和弹头装入装弹机，而后高压气体驱动装弹机与输弹机进行工作。76式双130mm舰炮射击速度较慢，由于需人工操作，持续作战能力较差，目前即将退役。 2）79式双100mm舰炮 79式双100mm舰炮是我国1984年设计定型的一门舰炮，大量装备于我国053H2以及053H3型护卫舰上。它的装填机构主要包括供弹机、引信测合机和输弹机，供弹机和引信测合机动力由电机驱动，输弹机动力由火炮后坐动能提供。扬弹机将炮弹扬升上来后，供弹机完成推弹、拨弹、翻弹三个动作，将炮弹由摇架两侧运送至炮膛轴线，由输弹机的输弹入膛完成装填炮弹的动作。 3）87式单100mm舰炮 87式单100mm舰炮是我国基于法国T100C紧凑型100mm单管自动舰炮研发的隐身改型，它的射击速度快，精度高，自动化程度高，大量装备于052C型驱逐舰上。它的装填机构主要由固定弯道、中间弹舱、活动弯道、输弹机、引信测合机和压弹机组成，其中压弹机动力由舰炮后坐动能提供，其余装置由液压马达驱动。扬弹机将炮弹扬升到位后，炮弹经固定弯道、中间弹仓、活动弯道送至输弹机，输弹机将炮弹输送至炮膛轴线，压弹机将炮弹压入炮膛。其装填机构的独特之处在于可将装填装置中的炮弹自动的退回补弹链，不需要人工参与。 4）PJ26型单76mm舰炮 PJ 26型单76mm舰炮是基于俄罗斯AK176mm舰炮的隐身改进型，目前大量装备于054A和056型护卫舰以及071型登陆舰上。单76mm舰炮射速快，储弹量大，可靠性高，适装型好，具有较好的防空能力。它的装填机构主要由摆式转弹机、压弹机、输弹机组成，摆式转弹机由供弹电机驱动，压弹机输弹机动力由舰炮后坐动能提供。单76mm舰炮为了提高射速和供弹速度采用了双路供弹单路射击的工作方式，炮弹由两侧的扬弹机扬升上来后，由两个摆式转弹机将炮弹摆至摇架两侧的压弹机，两个压弹机通过压弹转换装置交替压弹，交替将两侧的炮弹压至炮膛轴线的正上方，而后通过平行四连杆式输弹机将炮弹输入炮膛。整个结构设计巧妙，对后坐动能利用率较高，通过机械控制完成交替压弹，实现了高速装填。 5）AK130mm舰炮以及PJ38型单130mm舰炮 目前海军装备的中大口径舰炮还包括现代级上的Ak130mm舰炮以及新的PJ38型单130mm舰炮，单130mm舰炮的设计借鉴了AK130mm舰炮，并作了轻量化处理，由双路供弹改为单路供弹。AK130mm舰炮的装填机构由转运机、供弹机和输弹机组成，转运机和输弹机动力由火炮后坐动能提供，供弹机由电机驱动。扬弹机扬升上来的炮弹由转运机摆至供弹机，供弹机将炮弹翻至炮膛轴线，再由输弹机输弹入膛。 3 目前我国中大口径舰炮自动装填机构的设计思路对比 目前我国中大口径舰炮的设计思想可以分为两种，一种靠近西方标准，比较具有代表性的是单100mm舰炮和双100mm舰炮，一种靠近俄罗斯的设计标准，例如单76mm舰炮和单130mm舰炮。这两种设计思想在以下几个方面存在不同。 1）装填机构动力源使用不同 俄罗斯舰炮的设计思想是充分利用火炮的后坐动能，通过巧妙的机械结构来完成相应的功能。比较典型的单76mm舰炮的压弹机，AK130mm舰炮的转运机，都是利用火炮后坐动能来完成相应动作。这样做可以省去额外的电源电机，减轻炮的负载，在结构体积上更加紧凑，可靠性也相对较好。但是这样的思想在设计实现上比较困难，需将火炮后坐动能引出来，由于火炮的后坐动能冲击性比较大，用于弹药输送的话需要做相应的缓冲处理，同时还需要专门储能部件。而西方标准的设计思想则是通过电气控制来完成相应的动作，比较典型的单100mm舰炮的输弹机，活动弯道，中间弹仓等的传输环节都是通过电机来驱动的。这样相对于机械传动，在设计上比较容易实现，机构的运动相对平稳，运动的可控制性比较强，例如单100mm舰炮可以实现弹药的反向传输。同样这样的设计也会存在一些缺陷，所需电机比较多，炮的负载比较大，体积和尺寸也会有所增加；同时电机比较多时，电机与电机之间的同步，电机与后坐复进机械运动之间的配合也需要进行专门的设计。 2）交接炮弹运动的控制方式不同 俄罗斯舰炮的设计思想是所有的运动控制尽量都采用机械结构进行控制。这个设计思路体现在全炮的设计上，单76mm舰炮的供弹系统与发射系统的同步采用发射速度决定供弹速度的思路，所以单76mm舰炮可以通过调整后坐复进过程中储能部件的缓冲器阻力，可以在一定范围进行调整射击速度，最高射速可以高于120发/分钟。在装填机构上所有运动的控制都采用机械控制，摆弹、压弹、输弹等所有的运动不用额外的电气控制就可以进行，机构的可靠性比较高，也有利于射速的提高。而西方标准的设计思想则倾向于使用电气逻辑进行控制。在运动机构的各个环节设置了很多行程开关，根据行程开关的状态，通过设定好的逻辑判定公式控制电机的通断，来完成电机与电机之间的同步以及电机传动与机械传动的配合。这种设计方式的运动控制更加灵活自由，相对而言也更容易实现。但是也存在很多问题，电气元件在恶劣的环境中更容易损坏，机构的可靠性比较差；机构控制更加灵活也意味着控制程序更加复杂。 从上述分析可知，西方和俄罗斯走的是截然不同的两种道路。从自动化程度上来说，西方标准的设计方式功能更加全面，控制更加灵活，自动化程度更高；而俄罗斯通过纯粹的机械设计完成了相应的功能，虽然不如西方的全面，但是够用，并且这种设计在中口径舰炮上更加紧凑，质量和尺寸更小，适装型更好。从使用的层面来说，西方设计功能更加全面，但是电气控制可靠性相对较低，故障排除困难，俄罗斯的设计可靠性更高，使用成本较低。但是随着舰炮口径的增大，弹药尺寸和质量的增大，火炮的后坐动能将更难利用，相应的机械传动机构也会成倍增加，在更大口径舰炮的设计上西方的设计思路有更好的应用价值。 4 当前面临的主要问题 从我国舰炮的装备发展来看，中大口径舰炮弹药自动装填系统的研究取得了显著成果。然而，当前我国中大口径舰炮弹药自动装填系统的研究依然面临着一些问题。 1）弹药自动装填系统总体技术储备不足 目前我国主要的几型中大口径舰炮的研究都是仿制西方或者俄罗斯舰炮，极少是自己独立设计研发的中大口径舰炮的自动装填系统。机械系统的设计成本高，难度大，仿制是研发装备的一条捷径，但从另一方面也说明了我们设计经验的不足， 要想形成我国自己的一套设计思路，我国还有很长的路要走。 2）基础材料研究底子薄 随着国家对国防建设的持续投入，我国军工科研水平得到了长足的进步，但是在基础材料的研究上进步缓慢，尤其是在新材料的研发上比西方国家落后许多。通过采用新材料可以有效提高机械部件的强度，同时减轻重量，提高自动装填系统的装填速度和可靠性。 3）可靠性有待提高 不管舰炮的战术技术指标有多高，能有、好用才能发挥战斗力。美国MK45型127mm舰炮不惜降低射速来求取可靠性的提高，对我们有很强借鉴意义。弹药自动装填系统的研制工作是一项复杂的应用工程，复杂性一方面在于弹药自动装填系统与舰炮系统总体以及其他舰炮子系统之间具有较强的相互影响和作用，另一方面还在于弹药自动装填系统本身就是一个复杂的机、电、液等多学科技术的综合体。目前我国中大口径舰炮的自动装填系统在可靠性上有所欠缺。 5 未来的发展趋势 通过对我国目前装备的中大口径舰炮的弹药自动装填系统的深入研究和分析，可以预测大口径舰炮弹药自动装填系统的发展趋势有以下几点。 1）采用信息化技术 采用信息化技术适应数字化舰炮的发展。信息化的弹药全自动装填系统将是数字化舰炮的重要组成部分，系统不仅可以完全在计算机控制下完成舰炮射击前的弹药装填准备，而且还能将装填系统的实时监测信息地提供给舰炮监控系统，提高舰炮武器系统的信息一体化水平。 2）适配智能化弹药装填 智能化弹药由于较低廉的价格和高效的攻击方式获得了长足的发展，在现代的战争中也得到了广泛的应用。采用智能化弹药是未来中大口径舰炮发展的必然趋势。智能化弹药在外形上、装药量上等与普通弹药不同，自动装填系统在设计时也要考虑智能化弹药的特点。 3）提高射速和可靠性 未来舰艇面临的主要威胁来自空中，防空反导是舰炮重要使命任务，而这一能力的提升有赖于舰炮射击速度和自动装填系统可靠性的提高。中大口径舰炮弹药自动装填系统的自动化程度越高，系统就越复杂，射速越高，冲击就越大，其自动化程度、射速、可靠性和质量等性能是相互制约的，因此对于具体的不同口径的舰炮其突出的重点将会不同。对于大口径舰炮，可以考虑降低射速，提高可靠性，通过采用智能化弹药和提高瞄准精度来弥补射速的不足；中口径舰炮应适当简化结构，提高射速，提升适装型和防空能力。 6 小结 笔者首先阐述了舰炮自动装填系统的特点，介绍了我国目前装备的中大口径舰炮的自动装填系统，分析了现有中大口径舰炮的自动装填系统的两种设计思路，指出了我国中大口径舰炮自动装填系统设计面临的问题，最后又根据目前弹药自动装填系统发展现状，论述了舰炮自动装填系统的未来发展方向。 弹药自动装填技术是中大口径舰炮武器系统的核心关键技术之一，其对舰炮的整体设计，性能指标和使用维护有较大的影响。没有一个好的自动供输弹药系统，就没有一个好的舰炮武器平台。高科技条件下的战场背景对中大口径舰炮系统的自动装填系统提出了更高的要求，未来的舰炮自动装填系统将会更加轻便、迅捷、可靠、智能。 参考文献： [1]梁辉，马春茂，潘江峰，等.大口径火炮弹药自动装填系统研发现状和趋势[J].火炮发射与控制学报，2010（3）：1O3-1O7. [2]刘琮敏，孙大鹏，范志国，等.中大口径火炮弹药自动装填技术[J] .火炮发射与控制学报，2013（3）：93-96. [3] 康郦，冯德朝.某中口径舰炮自动机设计思想与特点分析[J].火炮发射与控制学报，2010（2）：61-65. [4]马正清.浅析现代中口径舰炮的设计思想及其特点[J].一重技术，1993（3）：25-3O. |
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