一眼辨识韩国155毫米火炮

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  武瑞文博士,研究员级高级工程师。1985年毕业于太原机械学院火炮设计专业,1994年4月至12月在俄罗斯图拉国立技术大学学习,2004年博士毕业于南京理工大学武器系统运用工程专业,2010年5月至6月在羡固沃顿商学院学习,2011年高级工商管理硕士(EMBA)毕业于北京大学光华管理学院、2011年12月至2012年1月在日本丰田公司岐阜工厂学习。
  现在北方科技信息研究所从事科技管理工作,长期从事大口径火炮武器系统的战略、预研和型号管理以及某自行炮武器系统相关技术的研究和科研管理等工作。
  作为项目主管工程师、副总设计师和项目负责人分别组织、参与并完成了某大口径自行加榴炮、自走炮、车载炮和岸防炮武器系统以及某多管火箭炮武器系统及其相关弹药的科研攻关、批量生产和售后服务等全寿命周期的工作。2003年荣获国家科技进步一等奖;2004年被国家人事部、科技部和发改委等七大部委评为“国家首批新世纪百千人才”;2005年荣获兵器工业科技创新突出贡献二等奖。
  记者:武研究员好!我们知道美国M109自行榴弹炮是世界上装备数量和装备国家最多、服役期也最长的自行榴弹炮之一,请您先给我们谈谈M109系列155毫米自行榴弹炮的情况。
  武瑞文研究员(以下简称武):二战结束后,美军总结战斗经验,为了贯彻全球战略思想与核战争准备,试图用新一代自行火炮替代老式155毫米火炮。50年代开始立项研制,1963年正式定型为M109式,并大规模生产和装备部队。该自行火炮的身管长23倍口径,药室容积为13.028立升,发射标准制式M107榴弹,最大射程14.6千米。
  在越南战争中,美军深感有必要进一步提高射程,使之能够与越军的苏式远程火炮有效抗衡。1970年新炮被正式定型为M109A1式,身管长增加到39倍口径,药室容积也增加到18.845立升,发射标准制式M107榴弹时射程达到18.1千米,随后研制一系列新弹种,发射1970年定型的M549火箭增程弹时射程可达24千米。1975年11月,该炮经过各有关部件的总体匹配性改造后,被命名为M109A2式。1979年10月对部队已经装备的M109A1按照M109A2的标准进行改装,经改装后的火炮被命名为M109A3。同时研制了与自行炮相同底盘的M992供弹车,并大批出口到埃及、沙特阿拉伯、西班牙、泰国、希腊、韩国和台湾等多个国家和地区,接受了中东战争的检验。
  上世纪80年代初期,美军根据战场环境的变化实施了“榴弹炮延寿计划”(HELP),1983年在M109A2/A3式155毫米自行榴弹炮上增加三防和外接电源启动系统改进后,定型为M109A4式155毫米自行榴弹炮,该型火炮仅在国民警卫队和预备役部队装备。
  根据现代化战争的需要,改进后的M109A4式155毫米自行榴弹炮仍然不能满足战场对火力压制全般支援的需要。因此,1985年开始,美军实施“榴弹炮改进计划”(HIP),1990年2月根据该计划研制成功的155毫米自行榴弹炮正式命名为M109A6“帕拉丁”(Paladin)自行榴弹炮,1991年开始投入小批量生产,1993年6月正式装备部队,受到海湾战争的检验,直到2000财政年度美国国会才允许向国外出口。
  虽然M109A6火炮身管长仍然是39倍口径,药室容积也没有变化,但是新研制的M284身管和M182A1炮架能够承受M203A1高能发射药的膛压载荷,发射榴弹和火箭增程弹的射程分别增加到24千米和30千米。
  从1995年起,美国国民警卫队采用M109A6成熟的M284身管和M182A1炮架以及数字化、信息化套件,对在役的M109A2/A3式155毫米自行榴弹炮进行改进升级,改进后的火炮被命名为M109A5,为海外其它国家装备的M109A2/A3式155毫米自行榴弹炮改进升级做好了技术准备,由于M109A6在2003年伊拉克战争的杰出表现,2004年和2005年美国分别争取到了为埃及和巴基斯坦M109A2/A3改造升级的机会。
  2003年美国M109A6采用了全新的模块装药系统(MACS)和“神剑”系列增程炮弹,模块装药方便了勤务处理和运输,提高了燃烧效率,减小了火药残渣,其最大号装药射程达到37千米。“神剑”是美军第一种发射后不管的CPS/惯性制导炮弹,每发炮弹装有64枚双用途子弹,命中精度小于10米。
  2007年10月,美军针对M109A6“帕拉丁”在伊拉克战争中的实际表现情况和未来战争的需要,又一次开始了PIM改进实施,具体措施是:更换康明斯600马力发动机,提高行驶速度;利用“未来战斗系统”的研究成果,将高低机和方向机的电液驱动改进为调炮精度和速度更高的电力驱动系统;改进自动装弹机以提高火炮射速。
  从M109的发展历程可以看出,M109A6以前型号的改进重点是利用传统技术循序渐进地对硬件进行提高和完善,而M109A6从开始注重的就是充分利用高新技术,特别是信息化技术和精确制导技术的应用。美国M109A6最核心的改进是采用了全自动火控系统(AFCS)和全球定位定向导航系统,并可以和其它战斗车辆实现战场信息资源共享,其自主作战模式下的生存能力比M109A2/A3提高了200%,被命中后的生存能力提高了50%。
  记者:K55榴弹炮是韩国参照美国M109进行国产化研制出来的,请您谈谈韩国K55和K55A1式155毫米自行榴弹炮的情况,
  武:多年来,韩国自行火炮的主力一直是美国的M109A2式39倍口径的155毫米自行榴弹炮。冷战时期,为了应对战争需要,美国特许韩国批量生产该型火炮,并曾经因为其偷偷转卖给巴西而大发雷霆。上世纪70年代至80年代,“三八线”以北的朝鲜装备了“谷山”M1978式170毫米自行火炮,其射程远达54千米,可直接打到韩国首尔,其改进型M1989的性能又得到大幅提高。   为了满足新时代的作战需要,也为了摆脱对美国的依靠,韩国陆军首先对美国的M109A2式155毫米榴弹炮进行了国产化研制,然后又在该型火炮的基础上结合时代发展的需要进行了技术改进。因此可以说K55式155毫米榴弹炮是韩国国产化的M109A2式155毫米榴弹炮,它由韩国三星公司特许生产,是韩国陆军目前使用最多的自行榴弹炮,从20世纪80年代末期到90年代中期,总共生产了4批约计1040辆,使韩国装备M109自行榴弹炮的数量仅次于美国。
  K55是韩国陆军的主要自行榴弹炮,但该自行榴弹炮已经比较落伍,它的自动化程度、操作能力和射程都显得明显不足,因此,韩国对该自行榴弹炮进行了改进升级,拟将其性能指标提升至M109A5或A6自行榴弹炮。
  K55A1是K55的改进升级版,其射程由K55的23.5千米增加到32千米,炮弹从K55装载的火箭增程弹(RAP)替换为低阻远程全膛榴弹(HE-BB炮弹)。在发射速度方面,K55每分钟可发射2~3发,而K55A1每分钟可发射4发。此外,K55A1的射击控制装置和定位设备成功实现了自动化和信息化。定位设备采用了全球卫星定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS),因此可自动计算射击诸元。
  2011年初三星公司改进了约50辆K55A1,并实战部署到陆军某军团,2012年又改进了50余辆。所以,三星集团在生产和改进K55式155榴弹炮的过程中储备了研制新型自行榴弹炮的能力,为研制K9式155毫米自行榴弹炮打下了良好的基础。
  然而,K55A1的主要性能仍然不能满足韩国与朝鲜的正面对抗,因此面对朝鲜百万陆军和强大炮兵的巨大压力,1989年韩国国防部发展局立项研制新型52倍口径的155毫米自行榴弹炮,力图在纵深火力支援上,具有与朝鲜陆军炮兵相互抗衡的能力,能够实现“以质量上的优势换取数量上的差距”。
  记者:那么,K9式155毫米自行榴弹炮的情况如何呢。
  武:从K9式155毫米自行榴弹炮的研制开始,韩国正式进入大口径榴弹炮的独立研制阶段。1992年民营的三星航宇公司取得该项目的主承包商资格,共投入1.7亿美元的研制经费。在1998年前制成了3辆试生产样车,共行驶了1.8万千米,发射了1.2万发炮弹。试验结果表明,科研阶段的XK9式155毫米自行榴弹炮,发射远程全膛底排榴弹达到40千米,最大行驶速度达到67千米/小时,射击命中率高,射弹散布稳定。
  1998年12月22日,韩国国防部与三星宇航公司正式签订产品购买合同,并将XK9正式命名为K9“霹雳”(Thunder,也有人译为“雷莲”)。随后三星公司不仅将K55A1升级改造中成熟的自动化、数字化和信息化等高新技术成功地应用到K9式155毫米自行榴弹炮,而且还为K9式155毫米自行榴弹炮开发研制了远程全膛底凹榴弹和模块装药等。
  随着K9式155毫米自行榴弹炮逐步装备部队,将给K55和K55A1自行榴弹炮为主的韩国炮兵带来革命性变化,并将在未来的朝韩对抗中,形成有效的火力压制和抗衡。
  与此同时,三星公司积极将K9式155毫米自行榴弹炮推向国际军贸市场,在一些国际武器博览会上频频亮相,与土耳其等国成功签订了出口和特许生产合同。根据《国际预测》公布的自行火炮市场分析报告,韩国K9自行榴弹炮的产量(包括特许土耳其生产的“风暴”自行榴弹炮系统)将占全球自行火炮市场生产总量的21.76%,占总交易额的31.02%。从未来十年K9自行榴弹炮的产量在全球总产量中所占比例高于其交易额在全球总交易额中所占比例不难看出,K9自行榴弹炮已进入全球自行榴弹炮高端产品的行列。因此,K9自行榴弹炮是韩国火炮在国际火炮行业和领域取得主要成就的重要标志。
  记者:如何区别这几种火炮呢?
  武:若要一眼辨别M109、K55和K9式155毫米自行榴弹炮,就要努力寻找它们各方面的显著区别。一般的辨别方法是由外到内和由上到下逐步对照和剥离。
  记者:先从美国M109A2与韩国K55的区别说起吧?
  武:美国M109A2与韩国K55在外形尺寸和结构特征没有显著区别,只是在其内外标识、文字和装备上悬挂的国旗以及产品代号等方面略有不同。
  上世纪70年代美国M109A2研制成功以后,迫于冷战形势的需要,韩国获得了美国M109A2的特许生产,由于韩国K55的生产制造线和产品图纸及技术资料完全与美国M109A2相同,只是生产设备和图纸与技术资料进行了国产化转化,因此,K55的外形、构造和装备主要性能指标与美国M109A2完全一致,火炮发射的弹丸以M107榴弹为主,使用布袋捆扎式发射装药,即M3A1/3,4、M4A2/5,6、M119A1/7,可以采购同时期美国研制成功的M549火箭增程弹和其它155毫米系列化弹种。如“铜斑蛇”激光末制导炮弹等。
  记者:K55与K55A1的区别呢?
  武:韩国在对美国M109A2国产化后的K55进行大批量生产制造中,逐步建立起一只大口径155毫米火炮的技术队伍,从70年代到80年后期,为了有效对抗朝鲜在火力压制方面对韩国构成的威胁,他们在扎实掌握美国155毫米火炮技术的基础上,消化吸收了西方其它国家在155毫米火炮方面的技术特长,积极在远射程、自动化、数字化和信息化等技术改造方面进行了一些尝试,但是仍然未能达到与美国M109A5/A6相当的水平。
  K55A1是立足于K55基础上的升级改造,因此,其外形和炮塔结构没有完全突破K55的基本结构形式。但是,由于其在自动操纵和瞄准方面做了一些改造,在高低机和方向机增加了电液伺服系统,在炮塔内增加了半自动输弹装置,其火炮身管的调转明显比K55便捷,且调炮速度和发射速度明显也比K55快。火炮安装了GPS全球定位和INS惯性导航技术,则其炮塔顶部有一不太显眼的卫星信号接收天线,火炮在发射过程中能够实现射向保持,由于自行开发了远程全膛榴弹及底部排气榴弹,使用正在装备的布袋捆扎式发射装药,即M3A1/3,4、M4A2/5,6、M119A1/7,其射程由原来的23.5千米增加到32千米,从而取代了向美国购买的M549火箭增程弹,使得作战成本得到大幅度地降低。   目前韩军在多种演习场合展示并在国际军贸市场提出的M109A2改造升级方案,一般就是K55A1式155毫米自行榴弹炮。
  记者:韩国K55A1与美国M109A6有明显不同吧?
  武:美国M109A6从外观上看与韩国K55A1及美国早期的M109A2/A3有着明显的不同,其显著区别是美国M109A6拥有一个大尺寸的新炮塔,其炮塔外形尺寸明显大于K55A1,且外形结构与K55A1发生了较大变化,携弹量增加到39发,炮塔后部有一个很显眼的发射装药隔舱。身管的摇架上方增加了炮口测速雷达,其机枪位置由原来的炮塔右后位置改变为右前位置,装甲外侧增加了披挂装甲的固定装置,火炮高低机和方向机由原来电液混合的半自动操纵装置改进为全部电力驱动系统,显著提高了炮塔及火炮身管的调转速度和调炮到位精度。射击方向不受限制,炮塔可以实现360°射击。身管行军固定器与以往型号完全不同,不仅实现了车内自动化遥控操作,而且外形结构明显得到加强。采取了模块式装药系统和“打了不管”的“神剑”激光末制导炮弹。
  K55A1当初改造的目标是M109A6。美国为了有效提高射程,开发了M203A1装药和M284身管及M182A1炮架,以便能够承受更高的膛压载荷。但是由于其改造的指导思想和发展思路不能取得完全一致,尤其是韩国在火力对抗方面的迫切需求远远大于其它需求,所以在技术方案的选择和落实过程中逐步发生了变化。美国主导研制成功了适用于美军全球战略思想的M109A6,而韩国最终根据自身的战略思想和发展特点,在吸收德国PZH2000、美国M109A6、英国AS90和南非G6等多方经验和成熟技术的基础上,发奋走了一条自行研制K9的成功道路。
  记者:美国M109A6与韩国K9的区别如何?
  武:美国M109A6与韩国K9从总体外形方面看的显著区别在炮塔、身管、炮口制退器和负重轮。K9比M109A6榴弹炮整体上大一号,当然也就比K55和K55A1大。
  K9炮塔的结构形式与M109A6、K55和K55A1、M109A2完全不同,外形尺寸明显较大。从正前方向,K9可以看到反后坐装置,左2右1共3个圆筒,炮塔倾斜甲板比较垂直,外形方整整齐。M109A6看不到反后坐装置,但装有多个辅件,披挂件较多,外观稍显凌乱。K55和K55A1、M109A2炮塔倾斜甲板锥度较大,从正前方向看到的反后坐装置为左右各有一大一小共4个圆筒,从正后方看,外观同样凌乱。K9炮塔左侧顶部的周视瞄准镜观察窗正面增加了金属防护罩。
  K9身管明显比M109A6、K55和K55A1长。因为K9采用的身管长为52倍口径,即8.03米,而M109A6、K55和K55A1采用的身管长为39倍口径,即6.05米,相差2米左右。
  K9的炮口制退器为胡椒瓶多室式,外形为圆柱形。而M109A6、K55和K55A1采用的是双室炮口制退器,且外形为前大后小型,区别特征非常明显。
  尤其是底盘的负重轮区别更加明显。除诱导轮外,IK9底盘有6个负重轮,而M109A6、K55和K55A1的底盘均有7个负重轮。同时,K9的履带板明显比M109A6、K55和K55A1宽。
  记者:通过您的分析,相信读者朋友们现在就能一眼辨识它们了。韩国与美国的155火炮发展起点基本一致,为什么出现了不同的结果呢?
  武:是这样的。长期以来,美军在M109系列155毫米自行榴弹炮的不断升级改造中,一直不愿意采取通过加长身管从而使火炮重量大幅度增加的方法提高射程性能的技术途径。
  主要有三个原因。一是从武器装备发展的主要作战思想分析,从冷战开始直到现在,长期以来,美军一直遵循着“全球战略机动”的主要作战思想。美军的所有武器装备,包括自行火炮都将要求能够实现全球地域范围内的战略机动,即利用美军现有的陆海空运输工具,能够在较短的时间内高效运送到世界上的任何一个战斗角落,因此,武器装备的战略机动性,尤其是能够实现空中快速机动是美军武器装备的首选。所以许多给武器装备空中快速机动带来较多障碍的改进,都将被扼杀在论证的摇篮中。因此,在美军历次的155毫米榴弹炮改进计划中,任何试图用增加重量或增大体积以换取提高火炮射程等其它性能的改进,都将难以付诸实施。
  而韩国的主要作战对手不是远在天边,而是近在眼前,为了与朝鲜形成火力对抗,对射程和地面机动性能要求远比美国更加迫切。韩国的航空技术虽然比朝鲜先进,但与美国相差甚远,并且其地域狭窄,无需空中快速机动。
  二是从传统榴弹炮经典弹道学设计理论分析,其身管长度达到39倍口径时,已基本接近榴弹炮的设计极限,个别国家和企业在探索研制较长身管的榴弹炮过程中曾经多次出现过炸膛现象,因此,突破较大长径比的榴弹炮设计难以找到理论依据的支持,且实践经验也不足。上世纪70年代美国火炮专家布尔博士提出的长身管、大药室和高膛压加农榴弹炮(简称加榴炮)的设计理论,由于得不到行业内专家和政府的支持,不得不到奥地利和南非的军工厂寻找首批产品的工程化实践和战场应用。所以长径比为45的第一批GHN45-155毫米牵引榴弹炮起初生产于奥地利,后来在南非的民族解放战争中得到实战的检验,并以G5-155毫米牵引炮的型号大批量装备南非军队。虽然后来较大长径比和药室容积的155毫米加榴炮在欧洲和亚洲得到许多国家的认可,甚至发展到身管长为52倍口径,药室容积为25立升,但是在美国的155毫米榴弹炮改造升级中却一直没有得到进一步应用。
  而韩国在实施K55A1的改进中,及时发现其作战思想与美军的根本区别后,立足于本国开发理念开始探索,经过北约弹道协会许可,立足于德国PZH2000的弹道基础,开发了长径比为52,药室容积为23立升的K9 155毫米加榴炮。
  三是从美军权衡利弊得失方面分析,美军的M109A6与德国PZH2000、英国AS-90、南非G6和韩国K9等当前的许多155毫米自行炮相比,虽然射程不是最远,射速不是最快,装甲防护能力不是最强,地面行驶机动性也不是最高,但是其综合作战能力在美军的整体作战框架下却能够得到较大的发挥。采用52倍身管和厚重装甲,虽然射程和防护能力得到了提高,但是带来的重量大幅度增加、价格昂贵和战略机动性降低等缺点也比较突出,这是十分强调全球快速部署的美军所不能接受的。当前世界上普遍疑虑的M109A6火炮在射程和地面机动性等方面的问题,对于美军来讲不是不可以克服的。如射程近的问题,可以通过弹丸的增程技术和采用高能发射装药的方式来实现,即使火炮确实无法在射程上满足要求,也可以利用飞机攻击的方式来补救。因为在当前的全球地域作战中,美军基本具有绝对的情报优势、空中优势和绝大多数情况下的制空权,只不过经济代价可能会高很多,只有美国这样的少数经济强国才能够承受。
  因此,美军在M109A2身管长度达到39倍口径长、药室容积达到18.845立升以后,一直将这个技术状态保留到目前的M109A6。
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