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(wù)是在多層防空體系的聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下，抗擊經(jīng)遠(yuǎn)程、中遠(yuǎn)程、中程攔截后遺漏的戰(zhàn)術(shù)無人機蜂群、巡飛彈、巡航導(dǎo)彈、空襲布撒器、戰(zhàn)術(shù)空地導(dǎo)彈等空襲兵器，為被保護目標(biāo)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(biāo)的最后一層防御[1]。高炮防空火力還應(yīng)具備精確對地面、水面多樣化目標(biāo)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(wù)，其中，35 mm系列高炮具有發(fā)射炮口裝定時間引信的預(yù)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(jì)70年代，其自動機技術(shù)和彈藥技術(shù)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(rèn)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(shù)發(fā)展了系列化非制導(dǎo)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(dǎo)彈防空領(lǐng)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(dǎo)彈藥，裝備MK110型57 mm艦炮，采用精確命中體制攔截反艦導(dǎo)彈和集群目標(biāo)[4]。俄羅斯和意大利也非常重視中口徑火炮發(fā)射制導(dǎo)彈技術(shù)的研發(fā)，俄羅斯新研制的57 mm“偏流”自行高炮，可發(fā)射預(yù)制破片彈和激光駕束防空制導(dǎo)炮彈，主要用于抗擊蜂群目標(biāo)；意大利發(fā)展的76 mm制導(dǎo)彈[5]采用次口徑彈藥、毫米波駕束制導(dǎo)技術(shù)，主要用于攔截反艦導(dǎo)彈。

近年來埋頭彈火炮以其結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、維護性好等特點得到大力發(fā)展，相應(yīng)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(shù)；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(dǎo)彈藥，成功擊落了一架亞音速巡航導(dǎo)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(shù)等方面取得了飛躍式發(fā)展，雷達(dá)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(gòu)布局等方面均取得了技術(shù)突破，主要戰(zhàn)技指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。35 mm高炮發(fā)射多束定向預(yù)制破片彈對小型無人機的毀殲概率可達(dá)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?zāi)芰σ泊蟠髢?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(yuǎn)、彈藥威力大等技術(shù)優(yōu)勢，國內(nèi)在新型中口徑高炮領(lǐng)域進(jìn)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(dāng)。

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(rèn)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(jìn)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(fù)。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(fù)。

3.2 戰(zhàn)術(shù)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(shù)無人機已成為改變戰(zhàn)場態(tài)勢的重要力量[6]。美國《防務(wù)新聞》網(wǎng)站2020年12月9日報導(dǎo)，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(biāo)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(yīng)用研究。

戰(zhàn)術(shù)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(zhǔn)確、長航時、假目標(biāo)”等方面，小型戰(zhàn)術(shù)無人機無需苛刻起飛條件，強勢方即使在掌握制空權(quán)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(yīng)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(dǎo)彈和戰(zhàn)術(shù)無人機為主要目標(biāo)，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(yuǎn)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(quán)之前，大口徑壓制火炮對專業(yè)防空裝備嚴(yán)重依賴，對防空作戰(zhàn)貢獻(xiàn)微弱。

小口徑高炮與導(dǎo)彈構(gòu)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(biāo)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(biāo)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(biāo)流程改進(jìn)

從小口徑高炮反集群/蜂群目標(biāo)作戰(zhàn)流程出發(fā)，通過增加全方位集群/蜂群目標(biāo)探測和跟蹤能力(如四面陣?yán)走_(dá)、球面陣?yán)走_(dá))，由高算力信息化系統(tǒng)完成目標(biāo)分配、火力協(xié)同、跟蹤解算等任務(wù)，減少防空作戰(zhàn)抗擊群目標(biāo)的作戰(zhàn)流程環(huán)節(jié)，提升防空作戰(zhàn)效率，首批目標(biāo)的防空作戰(zhàn)響應(yīng)時間相對于傳統(tǒng)多目標(biāo)探測、單目標(biāo)作戰(zhàn)系統(tǒng)將大幅縮減，后續(xù)目標(biāo)的防空作戰(zhàn)響應(yīng)時間將大幅減少，同時，持續(xù)抗擊群目標(biāo)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(biāo)的重點之一是提升指揮與控制能力，改進(jìn)內(nèi)容可包括：目標(biāo)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(guān)鍵技術(shù)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(wù)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(biāo)的重要環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵技術(shù)可包括：高速發(fā)射總體技術(shù)、轉(zhuǎn)管/轉(zhuǎn)膛與雙聯(lián)動發(fā)射技術(shù)、多管并式發(fā)射技術(shù)、多路高速供彈技術(shù)、自動機射控與驅(qū)動技術(shù)、轉(zhuǎn)管自動機多點擊發(fā)發(fā)射技術(shù)等。上述技術(shù)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(biāo)的關(guān)鍵?，F(xiàn)役防空高炮的殺傷元在打擊小型戰(zhàn)術(shù)無人機時能量過剩，應(yīng)發(fā)展采用小質(zhì)量含能破片的新型多束預(yù)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(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的多模彈，通過智能化目標(biāo)識別，以不同的毀傷模式抗擊多樣化目標(biāo)，快速適應(yīng)戰(zhàn)場目標(biāo)特性。

通過上述關(guān)鍵技術(shù)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(guān)鍵要素，應(yīng)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(gòu)適裝性和較大攜彈量。

3)國內(nèi)彈載器件過載能力已達(dá)到較高水平，可適當(dāng)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(shù)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(shù)，降低研制風(fēng)險，確?；鹆ο到y(tǒng)技術(shù)成熟度。

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

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

未來將中口徑火炮、埋頭彈發(fā)射、制導(dǎo)化彈藥、自動供彈選彈、快速續(xù)彈等技術(shù)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(biāo)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(dǎo)化彈藥可采用多體制控制方案和預(yù)制/預(yù)控破片戰(zhàn)斗部，實現(xiàn)發(fā)射后制導(dǎo)控制和對目標(biāo)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(biāo)的同時，還需考慮攔截厚壁[10]、鈍感裝藥目標(biāo)，利用中口徑彈丸結(jié)構(gòu)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(shù)可行性。通過火控系統(tǒng)目標(biāo)識別，火力系統(tǒng)自動選彈，實現(xiàn)針對不同目標(biāo)的專用彈種作戰(zhàn)。

未來采用中口徑火炮發(fā)射精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)，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(biāo)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(gòu)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(shù)發(fā)展思路，以實現(xiàn)大口徑壓制火炮多域作戰(zhàn)為目標(biāo)，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(dǎo)炮彈防空和制導(dǎo)炮彈防空兩種模式，非制導(dǎo)炮彈指采用AHEAD彈藥技術(shù)等先進(jìn)彈藥技術(shù)，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(guān)鍵分系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)提升，具體包括任務(wù)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(jìn)行改進(jìn)和提升，減小壓制火炮硬件改動，實現(xiàn)技術(shù)改進(jìn)風(fēng)險可控。

5 結(jié)束語

面對未來復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下近程末端防空的嚴(yán)峻形勢，以滿足反集群/蜂群目標(biāo)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(wù)作戰(zhàn)等能力需求，在探索、整合關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，挖掘防空高炮的技術(shù)潛力，形成適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境、具備陸上行進(jìn)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(dá)到國際先進(jìn)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(wù)需求，應(yīng)迎頭趕上，利用國內(nèi)近年來在指揮、控制、打擊、制導(dǎo)、毀傷等方面的技術(shù)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)。