張凌海+張軼群+劉志偉

摘要：彈藥自動裝填技術是中大口徑艦炮武器系統(tǒng)的核心關鍵技術之一。相對于普通火炮，中大口徑艦炮在自動裝填系統(tǒng)上的有更高的要求。通過介紹我國現(xiàn)役的幾型中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)，分析了其在設計思想上的不同之處；指出了我國在彈藥自動裝填技術上面臨的幾個問題，最后預測了中大口徑艦炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：自動裝填技術；現(xiàn)狀與趨勢

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：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

中大口徑艦炮的彈丸質量和尺寸較大，形狀不規(guī)則，人工裝填非常困難。未來戰(zhàn)爭環(huán)境要求艦炮在確保安全的前提下，快速完成在任意射角下的彈藥交接、引信裝定、輸送彈丸和發(fā)射裝藥入膛。關于中大口徑火炮的自動裝填系統(tǒng)不少論文都做了分析與研究[1-2]，而中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)僅在部分論文中有所提及[3-4]。

艦炮作為火炮的一種，在未來的戰(zhàn)爭中有其特殊的使命和重要的作用，他有自己特定的作戰(zhàn)環(huán)境和需求，在自動裝填系統(tǒng)上與普通火炮面臨著相同的問題，同時又有自己的特點。

1 中大口徑艦炮自動裝填系統(tǒng)的特點

1）射速要求更高，持續(xù)作戰(zhàn)能力更強。未來海戰(zhàn)中，艦艇面臨的主要海上威脅是反艦導彈，對中大口徑艦炮防空反導能力提出新的要求，與此同時，在登陸作戰(zhàn)中，也需要中大口徑艦炮提供持續(xù)的火力支援。這就要求中大口徑艦炮要有比陸上火炮具有更快的射擊速度以及更長的射擊時間。

2）自動化程度更高。陸上火炮的自動裝填系統(tǒng)雖然可以完成絕大多數裝填動作，但是由于受空間的限制，在射擊過程中仍然需要人工的參與。而艦炮高射速、持續(xù)火力的要求人工參與裝填已遠遠無法滿足，同時艦艇上的空間相較陸上火炮更為充裕，能夠安裝更為復雜精巧的機構，所以中大口徑艦炮的自動裝填機構自動化程度更高。

3）炮彈交接更為復雜。中大口徑艦炮的射擊過程都是全自動的，炮彈都是事先在轉運間的彈鼓內裝滿，通過揚彈機運送到炮塔，然后再通過自動裝填系統(tǒng)裝到炮膛中。中間涉及的炮彈交接比較多，對機構的安全性可靠性要求更高。并且艦炮在不同的射角下，炮彈運動的行程也會發(fā)生改變，如何通過機械或者電氣控制使彈藥可以順利地輸送到炮膛也是艦炮與普通火炮在機構設計時的一個不同。

4）可靠性要求更高。對于陸上火炮，艦炮射速更快，射擊時間更長，并且長期處于高濕高鹽的海上作戰(zhàn)環(huán)境中，維修保障不方便 。這就要求艦炮的自動裝填機構要能承受長時間高頻率的沖擊震動，并且在惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境中保持較好的工作狀態(tài)，在出現(xiàn)故障后能夠通過簡單的維修迅速恢復戰(zhàn)斗力。

2 目前我國中大口徑艦炮自動裝填機構現(xiàn)狀

1）76式雙130mm艦炮

76式雙130mm艦炮是中國第一代導彈驅逐艦配套的火炮武器系統(tǒng)，是在66式雙130mm岸炮基礎上研制的。該型艦炮威力大，精度高，可靠性好，但是自動化程度較低，戰(zhàn)斗時需要人在炮塔內操作。它的裝填機構包括裝彈機和輸彈機，動力由高壓氣體提供。工作時，由人將揚彈機揚升上來的藥筒和彈頭裝入裝彈機，而后高壓氣體驅動裝彈機與輸彈機進行工作。76式雙130mm艦炮射擊速度較慢，由于需人工操作，持續(xù)作戰(zhàn)能力較差，目前即將退役。

2）79式雙100mm艦炮

79式雙100mm艦炮是我國1984年設計定型的一門艦炮，大量裝備于我國053H2以及053H3型護衛(wèi)艦上。它的裝填機構主要包括供彈機、引信測合機和輸彈機，供彈機和引信測合機動力由電機驅動，輸彈機動力由火炮后坐動能提供。揚彈機將炮彈揚升上來后，供彈機完成推彈、撥彈、翻彈三個動作，將炮彈由搖架兩側運送至炮膛軸線，由輸彈機的輸彈入膛完成裝填炮彈的動作。

3）87式單100mm艦炮

87式單100mm艦炮是我國基于法國T100C緊湊型100mm單管自動艦炮研發(fā)的隱身改型，它的射擊速度快，精度高，自動化程度高，大量裝備于052C型驅逐艦上。它的裝填機構主要由固定彎道、中間彈艙、活動彎道、輸彈機、引信測合機和壓彈機組成，其中壓彈機動力由艦炮后坐動能提供，其余裝置由液壓馬達驅動。揚彈機將炮彈揚升到位后，炮彈經固定彎道、中間彈倉、活動彎道送至輸彈機，輸彈機將炮彈輸送至炮膛軸線，壓彈機將炮彈壓入炮膛。其裝填機構的獨特之處在于可將裝填裝置中的炮彈自動的退回補彈鏈，不需要人工參與。

4）PJ26型單76mm艦炮

PJ 26型單76mm艦炮是基于俄羅斯AK176mm艦炮的隱身改進型，目前大量裝備于054A和056型護衛(wèi)艦以及071型登陸艦上。單76mm艦炮射速快，儲彈量大，可靠性高，適裝型好，具有較好的防空能力。它的裝填機構主要由擺式轉彈機、壓彈機、輸彈機組成，擺式轉彈機由供彈電機驅動，壓彈機輸彈機動力由艦炮后坐動能提供。單76mm艦炮為了提高射速和供彈速度采用了雙路供彈單路射擊的工作方式，炮彈由兩側的揚彈機揚升上來后，由兩個擺式轉彈機將炮彈擺至搖架兩側的壓彈機，兩個壓彈機通過壓彈轉換裝置交替壓彈，交替將兩側的炮彈壓至炮膛軸線的正上方，而后通過平行四連桿式輸彈機將炮彈輸入炮膛。整個結構設計巧妙，對后坐動能利用率較高，通過機械控制完成交替壓彈，實現(xiàn)了高速裝填。

5）AK130mm艦炮以及PJ38型單130mm艦炮

目前海軍裝備的中大口徑艦炮還包括現(xiàn)代級上的Ak130mm艦炮以及新的PJ38型單130mm艦炮，單130mm艦炮的設計借鑒了AK130mm艦炮，并作了輕量化處理，由雙路供彈改為單路供彈。AK130mm艦炮的裝填機構由轉運機、供彈機和輸彈機組成，轉運機和輸彈機動力由火炮后坐動能提供，供彈機由電機驅動。揚彈機揚升上來的炮彈由轉運機擺至供彈機，供彈機將炮彈翻至炮膛軸線，再由輸彈機輸彈入膛。

3 目前我國中大口徑艦炮自動裝填機構的設計思路對比

目前我國中大口徑艦炮的設計思想可以分為兩種，一種靠近西方標準，比較具有代表性的是單100mm艦炮和雙100mm艦炮，一種靠近俄羅斯的設計標準，例如單76mm艦炮和單130mm艦炮。這兩種設計思想在以下幾個方面存在不同。

1）裝填機構動力源使用不同

俄羅斯艦炮的設計思想是充分利用火炮的后坐動能，通過巧妙的機械結構來完成相應的功能。比較典型的單76mm艦炮的壓彈機，AK130mm艦炮的轉運機，都是利用火炮后坐動能來完成相應動作。這樣做可以省去額外的電源電機，減輕炮的負載，在結構體積上更加緊湊，可靠性也相對較好。但是這樣的思想在設計實現(xiàn)上比較困難，需將火炮后坐動能引出來，由于火炮的后坐動能沖擊性比較大，用于彈藥輸送的話需要做相應的緩沖處理，同時還需要專門儲能部件。而西方標準的設計思想則是通過電氣控制來完成相應的動作，比較典型的單100mm艦炮的輸彈機，活動彎道，中間彈倉等的傳輸環(huán)節(jié)都是通過電機來驅動的。這樣相對于機械傳動，在設計上比較容易實現(xiàn)，機構的運動相對平穩(wěn)，運動的可控制性比較強，例如單100mm艦炮可以實現(xiàn)彈藥的反向傳輸。同樣這樣的設計也會存在一些缺陷，所需電機比較多，炮的負載比較大，體積和尺寸也會有所增加；同時電機比較多時，電機與電機之間的同步，電機與后坐復進機械運動之間的配合也需要進行專門的設計。

2）交接炮彈運動的控制方式不同

俄羅斯艦炮的設計思想是所有的運動控制盡量都采用機械結構進行控制。這個設計思路體現(xiàn)在全炮的設計上，單76mm艦炮的供彈系統(tǒng)與發(fā)射系統(tǒng)的同步采用發(fā)射速度決定供彈速度的思路，所以單76mm艦炮可以通過調整后坐復進過程中儲能部件的緩沖器阻力，可以在一定范圍進行調整射擊速度，最高射速可以高于120發(fā)/分鐘。在裝填機構上所有運動的控制都采用機械控制，擺彈、壓彈、輸彈等所有的運動不用額外的電氣控制就可以進行，機構的可靠性比較高，也有利于射速的提高。而西方標準的設計思想則傾向于使用電氣邏輯進行控制。在運動機構的各個環(huán)節(jié)設置了很多行程開關，根據行程開關的狀態(tài)，通過設定好的邏輯判定公式控制電機的通斷，來完成電機與電機之間的同步以及電機傳動與機械傳動的配合。這種設計方式的運動控制更加靈活自由，相對而言也更容易實現(xiàn)。但是也存在很多問題，電氣元件在惡劣的環(huán)境中更容易損壞，機構的可靠性比較差；機構控制更加靈活也意味著控制程序更加復雜。

從上述分析可知，西方和俄羅斯走的是截然不同的兩種道路。從自動化程度上來說，西方標準的設計方式功能更加全面，控制更加靈活，自動化程度更高；而俄羅斯通過純粹的機械設計完成了相應的功能，雖然不如西方的全面，但是夠用，并且這種設計在中口徑艦炮上更加緊湊，質量和尺寸更小，適裝型更好。從使用的層面來說，西方設計功能更加全面，但是電氣控制可靠性相對較低，故障排除困難，俄羅斯的設計可靠性更高，使用成本較低。但是隨著艦炮口徑的增大，彈藥尺寸和質量的增大，火炮的后坐動能將更難利用，相應的機械傳動機構也會成倍增加，在更大口徑艦炮的設計上西方的設計思路有更好的應用價值。

4 當前面臨的主要問題

從我國艦炮的裝備發(fā)展來看，中大口徑艦炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的研究取得了顯著成果。然而，當前我國中大口徑艦炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的研究依然面臨著一些問題。

1）彈藥自動裝填系統(tǒng)總體技術儲備不足

目前我國主要的幾型中大口徑艦炮的研究都是仿制西方或者俄羅斯艦炮，極少是自己獨立設計研發(fā)的中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)。機械系統(tǒng)的設計成本高，難度大，仿制是研發(fā)裝備的一條捷徑，但從另一方面也說明了我們設計經驗的不足， 要想形成我國自己的一套設計思路，我國還有很長的路要走。

2）基礎材料研究底子薄

隨著國家對國防建設的持續(xù)投入，我國軍工科研水平得到了長足的進步，但是在基礎材料的研究上進步緩慢，尤其是在新材料的研發(fā)上比西方國家落后許多。通過采用新材料可以有效提高機械部件的強度，同時減輕重量，提高自動裝填系統(tǒng)的裝填速度和可靠性。

3）可靠性有待提高

不管艦炮的戰(zhàn)術技術指標有多高，能有、好用才能發(fā)揮戰(zhàn)斗力。美國MK45型127mm艦炮不惜降低射速來求取可靠性的提高，對我們有很強借鑒意義。彈藥自動裝填系統(tǒng)的研制工作是一項復雜的應用工程，復雜性一方面在于彈藥自動裝填系統(tǒng)與艦炮系統(tǒng)總體以及其他艦炮子系統(tǒng)之間具有較強的相互影響和作用，另一方面還在于彈藥自動裝填系統(tǒng)本身就是一個復雜的機、電、液等多學科技術的綜合體。目前我國中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)在可靠性上有所欠缺。

5 未來的發(fā)展趨勢

通過對我國目前裝備的中大口徑艦炮的彈藥自動裝填系統(tǒng)的深入研究和分析，可以預測大口徑艦炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的發(fā)展趨勢有以下幾點。

1）采用信息化技術

采用信息化技術適應數字化艦炮的發(fā)展。信息化的彈藥全自動裝填系統(tǒng)將是數字化艦炮的重要組成部分，系統(tǒng)不僅可以完全在計算機控制下完成艦炮射擊前的彈藥裝填準備，而且還能將裝填系統(tǒng)的實時監(jiān)測信息地提供給艦炮監(jiān)控系統(tǒng)，提高艦炮武器系統(tǒng)的信息一體化水平。

2）適配智能化彈藥裝填

智能化彈藥由于較低廉的價格和高效的攻擊方式獲得了長足的發(fā)展，在現(xiàn)代的戰(zhàn)爭中也得到了廣泛的應用。采用智能化彈藥是未來中大口徑艦炮發(fā)展的必然趨勢。智能化彈藥在外形上、裝藥量上等與普通彈藥不同，自動裝填系統(tǒng)在設計時也要考慮智能化彈藥的特點。

3）提高射速和可靠性

未來艦艇面臨的主要威脅來自空中，防空反導是艦炮重要使命任務，而這一能力的提升有賴于艦炮射擊速度和自動裝填系統(tǒng)可靠性的提高。中大口徑艦炮彈藥自動裝填系統(tǒng)的自動化程度越高，系統(tǒng)就越復雜，射速越高，沖擊就越大，其自動化程度、射速、可靠性和質量等性能是相互制約的，因此對于具體的不同口徑的艦炮其突出的重點將會不同。對于大口徑艦炮，可以考慮降低射速，提高可靠性，通過采用智能化彈藥和提高瞄準精度來彌補射速的不足；中口徑艦炮應適當簡化結構，提高射速，提升適裝型和防空能力。

6 小結

筆者首先闡述了艦炮自動裝填系統(tǒng)的特點，介紹了我國目前裝備的中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)，分析了現(xiàn)有中大口徑艦炮的自動裝填系統(tǒng)的兩種設計思路，指出了我國中大口徑艦炮自動裝填系統(tǒng)設計面臨的問題，最后又根據目前彈藥自動裝填系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，論述了艦炮自動裝填系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。

彈藥自動裝填技術是中大口徑艦炮武器系統(tǒng)的核心關鍵技術之一，其對艦炮的整體設計，性能指標和使用維護有較大的影響。沒有一個好的自動供輸彈藥系統(tǒng)，就沒有一個好的艦炮武器平臺。高科技條件下的戰(zhàn)場背景對中大口徑艦炮系統(tǒng)的自動裝填系統(tǒng)提出了更高的要求，未來的艦炮自動裝填系統(tǒng)將會更加輕便、迅捷、可靠、智能。

參考文獻：

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