于2022年2月24日爆发的俄乌冲突,本质上是俄罗斯与西方世界的角力场。在这场旷日持久的冲突中,西方不仅将俄乌前线当成库存过期武器弹药的销毁地,也作为新型装备的试验场。
6月24日,美媒透露,相关研发厂商已将1门105毫米“鹰眼”车载榴弹炮交付乌克兰军方,并对乌军炮兵实施了超过2个星期的使用培训,据信不久即可将该炮投入战场试用。和“标枪”反坦克导弹、“海马斯”火箭炮、“毒刺”单兵便携式防空导弹、“爱国者”PAC-3防空导弹等初时吹得天花乱坠、继而在俄乌冲突中被戳破了“不败金身”的诸多“抗俄神器”不同的是,105毫米“鹰眼”车载榴弹炮虽然研制多年,但时至今日仍未得到美国认可,并非美军现役装备。
重量疑云105毫米“鹰眼”车载榴弹炮并非出自“名门”,而是由一个此前名不见经传、专门维修M198型榴弹炮的小企业——位于美国伊利诺斯州岩岛的曼都斯公司研发。它也算不上是压制火炮界的新面孔,早在2011年就在美国陆军协会年会上进行了展示。2017年,该炮不仅在阿布扎比防务展上进行了实物展示,而且还获准进入印第安纳州阿特伯雷堡的陆军武器靶场进行实弹试射,接受美国军方详细评估。多年来,曼都斯公司为推销该炮可谓不遗余力,但令人尴尬的是:迄今为止,该公司连1门105毫米“鹰眼”车载榴弹炮也没卖出去。
从本质上说,105毫米“鹰眼”车载榴弹炮就是将1门30倍径的105毫米榴弹炮结合到1辆轻型4×4轮式越野车底盘上。多年来,曼都斯公司对外展示的样炮,有采用法制“麦克·夏尔巴人”轻型战术车辆底盘的,也有采用福特F250型车底盘的,但向美军推销时,改用了美军现役M1152A1 “悍马”车底盘。
鉴于“悍马”车各种衍生型号有效载荷在1.5~2.3吨之间,“鹰眼”可谓“小车扛大炮”的典型。曼都斯公司自称,1套完整的“鹰眼”系统包括1辆炮车和1辆弹药车,分别由2名士兵驾驶,共同组成一个4人制炮班。其中炮车备弹10发,弹药车备弹超过40发。
美军的105毫米榴弹炮研发已经断档了几十年,现役M119A3型105毫米榴弹炮实际上是按许可证生产的英制L118型105毫米榴弹炮。二者间的主要区别是为了发射更重的美制M1式105毫米炮弹进行了一些适应性改进。美制M1式榴弹全弹重18.12千克,30发M1式榴弹总重为543.6千克。如果曼都斯公司的宣传资料属实,“鹰眼”炮车上那门105毫米榴弹炮及其附属的观瞄系统总重量只相当于30发105毫米炮弹,也就是543.6千克左右,那只能用“逆天”来形容。
105毫米“鹰眼”车载榴弹炮采用了中大口径火炮上极其罕见的前冲击发原理
为啥这么说呢?因为“鹰眼”是一门30倍径的105毫米榴弹炮,炮管有膛线部分长度为3.15米。美军上世纪60年代为空降部队和空中机动部队研发的M102式105毫米榴弹炮,同样为30倍径的身管,即便是大量采用了轻质合金零部件和中等效率的炮口制退器,总重也达到了1496千克。虽然科技在飞速进步,但美国终归还没奢侈到用钛合金来造炮管的地步。为了简化计算,估且将“鹰眼”火炮炮身看成是等壁厚的钢管,壁厚取不能再小的30毫米,按普通钢材密度7800千克/立方米算,炮身有膛线部分重量最少也有312.6千克。如果再加上炮膛、炮闩等部分,留给摇架、缓冲复进机、平衡机、上架、下架的重量仅有不到200千克。
需要指出的是,2011年展示的“鹰眼”原理样炮上安装了炮口制退器,但发射平台并无驻锄。从公开照片可以看出,如今曼都斯公司极力向美军推销的“鹰眼”系统已经取消了炮口制退器,“悍马”炮车底盘尾部也增设了液压操纵收放的两脚驻锄。驻锄端部为座盘式,发射前放置于地面即可,无需由人工挖驻锄坑。如此一来,两条驻锄和配套的液压操纵系统又要占去不菲的重量,留给摇架、缓冲复进机、平衡机和上架的重量空间又被大大压缩了。
综合各方面信息判断,笔者认为有两方面因素可以解释这个看似“不太正常”的问题。首先自然是曼都斯公司的宣传有水分,实际上炮车根本无力自带部分弹药。依据是根据该公司展示的炮车照片来看,无论是“麦克·夏尔巴人”,还是福特F250,亦或是“悍马”车底盘,都没有设置10发弹药贮存箱,而且车上也确实没有合适的空间了。要知道,弹药贮运并非是有块空间一塞了事,而是要充分考虑存取弹药方便性,以及长途机动及火炮射击时的安全性,还要尽可能不影响火炮射界。曼都斯公司之所以在这方面画了个“大饼”,个人以为是为了规避“鹰眼”系统单车无法应急作战的致命缺陷,以及由此产生的一系列战术、技术问题。对于军火商来说,这种做法并不新鲜。
另一个因素,而且可能是最重要的因素,就是105毫米“鹰眼”车载榴弹炮采用了中大口径火炮上极其罕见的前冲击发原理,能大大降低武器系统总重。这也是“鹰眼”系统在技术上最大的亮点所在,自然成了曼都斯公司重点强调的卖点。
设计难点前冲击发在枪械设计上并不罕见。采用这种设计的枪械,发射前,击发机构在弹簧张力作用下后置。扣动板机,枪机即被推向前,然后枪弹击发,枪机又被向后推回并由卡铁或阻铁锁定在后方位置上,以待发射下一发弹。这种武器的发射速度比使用常规枪机的枪械快很多,后坐力也小。相似的结构原理应用到火炮上,也被称为“软后坐”。
采用前冲击发的火炮,比普通火炮开火-后坐-复进归位的循环过程,在开火前多了个“前冲”的步骤。普通火炮击发的时候,根据动量守恒原理,弹丸飞出的向前的动量和身管后坐的动量大小相等,方向相反。这部分后坐的动量短时间内全部变成作用在炮口制退器和炮架承力结构上的冲量。采用前冲击发的火炮多出来“前冲”步骤,给体系提供了一个初始的向前的动量,这样在弹丸飞出的向前的动量不变的前提下,身管后坐的动量就要小不少。如果后坐时间相同,则承力结构受到的力就会小很多,于是承力结构可以做得较轻薄。
具体来说,在待击发状态时,火炮的后坐部分被卡锁机构卡在火炮的后方,提供前冲能量的弹性介质处于被压缩状态。射击前解脱卡锁,炮身在前冲机构的前冲力作用下向前加速运动,炮身在运动速度达到一定前冲速度或者前冲到一定距离时,通过击发机构动作点燃装药。在火药气体产生的炮膛压力作用下,消耗后坐部分的前冲能量,使其停止前冲,并提供使后坐部分完成后坐过程的冲量。后坐部分在后坐过程中压缩弹性介质积累能量,为下一次发射提供前冲击发所需的能量。这种射击循环方式能够有效地改善发射时炮架的受力情况,又能够减少后坐装置的后坐长度。
理论上,前冲击发火炮击发后作用在耳轴上的力最多可减少75%,由此大大提高了火炮的稳定性,甚至让大架和驻锄成了“鸡肋”。火炮在360度全向射界内,以任何装药射击时都是稳定的,无重新恢复炮架位置的任何必要。在整个高低射界内都能以高射速进行射击,而且炮班操作安全。
实弹射击试验中的“鹰眼”105毫米车载榴弹炮
不过,前冲击发的特点,决定了火炮在待击时,好似一个绷紧了的大弹弓。炮架上得设计一个前向缓冲装置,让炮身前冲时停在摇架前方的某个位置,防止炮身继续前冲导致火炮倾翻。设计时还得采取保证让炮身重新回到锁定位置待机的措施。如果是小口径定装炮弹,这还好办,因为弹丸重量和装药量不变,身管后坐的动量也就是一定的。但像105毫米以上的火炮,弹药都是分装式结构,药包或模块化装药是可调的,这就导致身管后坐的动量变化范围很大。使用大号装药射击时,炮身在射击前需要更往前冲一些,才能抵销更大的后坐力。如果炮身前冲量过大,后坐力将不足以将炮身推回到锁定位置。因此,前冲击发的大中口径火炮得用速度传感器控制射击。在复进速度达到该号装药的正确复进速度值,或者达到预定的复进长度时,再进行击发。不过,野战条件下高强度使用时,如果速度传感器出了问题,例如测出的是最小号装药的数据,而实际发射的却是最大号装药,那么炮身在后坐过程中将冲过锁定位置,如果超出了缓冲器承受范围,必然引发事故。
前冲击发火炮设计上的另一大难点,是必须精确控制火炮复进过程中的击发时机。换句话说,在普通火炮上无关紧要的点火延迟问题,到了前冲击发火炮上就成了“兹事体大”。击发时机拿捏不准,轻则影响射击精度,重则可能直接让炮散架。至于曼都斯公司宣传的“鹰眼”后坐力降低了70%,听听就好。降低的比例越大,设计难度和造价就越高,出问题的几率也越大,故障造成的后果也越严重。
从上世纪六十年代初,美国岩岛兵工厂就对105毫米前冲榴弹炮进行了深入研究,得出的结论是该口径的前冲榴弹炮,点火延迟时间需小于100毫秒,火炮才能使用。由于前冲榴弹炮较普通榴弹炮更复杂的结构,更高的技术要求,因此在有法兰克福兵工厂、沃特夫利特兵工厂和皮卡汀尼兵工厂加盟的情况下,岩岛兵工厂一直奋战到1978年,M204型105毫米前冲榴弹炮的研发工作才算告一段落。
从以上分析和回顾中不难得出结论,大中口径的前冲榴弹炮原理说起来简单,但火炮结构复杂,设计难度极大,由此带来的可靠性和维护问题非常突出。结构复杂在相当程度上“吃”掉了采用前冲击发所带来的减重“红利”,同时也让采购和维护成本上升,降低了其性价比。举个简单的例子,M204型105毫米前冲榴弹炮和英制L118型105毫米榴弹炮相比,二者定型时间相近,最大射程前者还不如后者,但战斗全重前者2100千克,后者却仅为1860千克,所谓前冲式击发能大幅降低重量的优点成了冷笑话。这也是为什么经过了几十年发展,全世界有多款前冲击发的小口径机关炮问世,但大中口径前冲击发火炮却廖廖无几的根本原因。
根据曼都斯公司的资料,“鹰眼” 车载自行火炮在设计时,通过引入计算机技术,解决了点火延迟问题。即便如此,大中口径前冲火炮的基本原理决定了,它的结构不可能简单。很多媒体不加分析地直接引用曼都斯公司的宣传资料,声称“‘鹰眼’可以减少70%的后坐力和50%的重量,同时可靠性极佳,维护也很方便。连队即可轻易完成维护工作,大大增加了作战的灵活性降低了维护成本和后勤压力,适合于机动作战的实际情况。”属于典型的人云亦云。
前景黯淡行文至此,也许有人会不以为然:科技的飞速进步是可以完美解决以前棘手的技术难题的。你不能以老眼光看新问题。新闻里都说了,美国陆军和海军陆战队都对“鹰眼”系统表现出浓厚的兴趣,采购和服役前最后的测试正紧锣密鼓的进行中。
对此,笔者以为,决定一款装备最终是否入役的,绝非研发厂商的“自卖自夸”,也不在于少数人的情怀,军方的实际需求才是根本。在有多种选项的情况下,决定装备前途命运的不仅仅是其纸面性能,而且包括性价比、可维护性、后勤压力以及体系兼容性在内的一系列复杂因素。
105毫米口径榴弹炮,曾是二战至朝鲜战争期间的美军师属炮兵装备。那段时间美军师属炮兵团一般下辖3个105毫米榴弹炮营和1个155毫米榴弹炮营。前者负责对团级部队提供直接支援火力,后者负责全般火力支援。越战期间,因为系统重量明显较155毫米榴弹炮轻,美军的M101型、M102型105毫米牵引榴弹炮,甚至连二战末期服役的M8型105毫米自行火炮,也在越南那种热带雨林和水网稻田地带里“大展拳脚”。但这只是105毫米榴弹炮在战场上的“回光返照”而已。自M8以后,美军再也没装备过105毫米口径的自行榴弹炮。越战结束后,美军特许生产英制L118型105毫米轻型榴弹炮,将其命名为M119,主要用于取代诸如山地、空降、陆战队等轻型部队中装备的M102和M101A1型榴弹炮。而在重装部队中,105毫米榴弹炮越来越难觅踪迹,155毫米口径榴弹炮在美军身管支援火力领域里,大有“一统天下”之势。而且这个趋势在具有划时代意义的M777型155毫米超轻型榴弹炮问世后,变得越发明显。
个中缘由,主要是105毫米和155毫米口径弹药的威力相去甚远。美军现役的M1系列105毫米榴弹炮炮弹,装药量在2.5~2.9千克之间。而设计较老的M107式155毫米榴弹炮炮弹的装药在6.63~6.69千克之间。前者仅及后者的37.4%~43.7%。杀伤开阔地上的暴露有生目标时,二者的有效杀伤半径大体相差2.5倍,单发覆盖面积差了6.25倍。在杀伤力方面,现代战场上各种装甲车辆越来越多,能在一定距离上防住155毫米口径炮弹的破片是其防护设计的基本要求。对付这类目标时,105毫米口径炮弹就更加“有心无力”了。
“鹰眼”105毫米榴弹炮后轮两侧也有方便炮兵操作的踏板
传统105毫米口径压制火炮战斗全重轻、可用直升机实施战场机动的优势,在发展迅猛的大口径火炮轻型化技术面前,也被剥夺了。M777型155毫米超轻型榴弹炮大量使用钛合金,在减重的同时保证了强度;采用低耳轴、低火线设计保证了射击稳定性;采用座盘贴地让发射后坐力直接传到地面;采用后坐装置和摇架合而为一,减少了起落部分附加重量;采用“H”型炮架,保证了火炮重心改变后不至于在发射时倾翻;应用以上新技术后,M777与M198型155毫米榴弹炮射击性能相仿,重量却足足轻了3418千克。虽说其3745千克的战斗全重仍明显高于105毫米榴弹炮,但在海拔不高的地区,UH-60、AS532之类的中型直升机就能对其实施空中吊运。甚至将M777分解成两部分后,也能由轻型直升机分别吊运。这无疑大大增强了其作战灵活性。而M777的射程和威力,则是任何105毫米火炮都无法相比的。
美国“鹰眼”105毫米车载榴弹炮采用“悍马”底盘
当然,进入新世纪以后的十余年间,美国陆军中一直有人在为更新105毫米口径榴弹炮奔走呼号,期间不乏有军方立项动议及参与测试。西方军工企业纷纷采用自紧身管、高效炮口制退器和复进机、高性能炸药、预制破片等技术研发出一系列新型105毫米榴弹炮,但哪怕是英国BAE公司在M777基础上搞的105毫米缩小型,都不能在与M777、M119A3的对比中取得明显优势。因此在前些年美国海军陆战队的“远程火力支援系统”(EFSS)招标中,虽然各研发厂商不遗余力宣传自家的新型105毫米榴弹炮,但最后却统统输给了上世纪60年代法国生产的RT-61式120毫米线膛迫击炮。该迫击炮在美军中的编号为M327型,由M1161型牵引车牵引。
也许有人觉得,当时“鹰眼”尚未研发成功,否则以其全新设计理念和出色战术技术性能,定可改写历史。那好,我们不妨将“鹰眼”和M327放在一起对比一下。
发射普通弹时,“鹰眼”最大射程11.5千米,M327与之相差无几。使用火箭增程弹时,前者最大射程15.1千米,与后者的16千米大体相当。前者最高射速10~12发/分,持续射速为3发/分。后者这两项数据分别为15~20发/分和6发/分。因为是迫击炮,所以M327榴弹的装填系数明显高于105毫米榴弹,因此在单位时间内投射重量这一重要指标上,“鹰眼”完败。
在系统重量方面,因为二者一个是车载炮,一个是牵引炮,因此不好直接比较。M327全炮重582千克,如果要装上“悍马”车,去掉炮轮后不会比“鹰眼”系统的火炮部分更重。因为前面已经粗略计算过,光105毫米身管有膛线部分的重量都在300千克以上,更何况和结构简单得不能再简单的迫击炮相比,“鹰眼”系统因为其原理的特殊性而不得不增加的部件重量,将会很大程度上抵消掉其理论上的减重效果。
论价格,显然“鹰眼”这样“高端、大气、上档次”的新武器,是无法和生产了半个世纪的武器相提并论的。在勤务性和维护性上更是具有先天劣势。“鹰眼”唯一的优势,可能只剩下能用半穿甲弹平射工事了。不过对于支援火炮来说,能让“鹰眼”展其所长的机会,在实战中着实难寻。
美国海军陆战队之所以选择M327这种比寻常迫击炮结构复杂一些的线膛迫击炮,是看重其兼顾了120毫米滑膛迫击炮和105毫米榴弹炮所长。作为“军中之军”,作为美国总统可以不经国会授权就直接运用的一支微型军队,美国海军陆战队担负的任务范围和实战经验都远高于陆军。其兵种齐全但规模较小,因此更加注重编制、装备的实用高效。目前美海军陆战队师旅级的远程压制火力由155毫米榴弹炮负责,营级部队的伴随支援火力由120毫米迫击炮提供,连排级分队装备60毫米迫击炮的支援火炮装备体系,不仅得到了实战检验,而且为越来越多的人认同。近年来美国陆军也是按这个思路做的,只不过由于军费总觉得不敷使用,价格昂贵的M777采购速度并不尽如人意,为保持编制和消耗库存,才在部队中继续保留了M119A3型105毫米榴弹炮。
最后一搏鉴于“悍马”车已经是美军淘汰的型号,但曼都斯公司却并没有将“鹰眼”火炮集成到美军下一代快速机动运输车XC2V FLYPMODE上的行动,因此可以认为,历经10余年屡败屡战,曼都斯公司对该炮的前景也逐渐丧失了信心。
不过,曼都斯这家小公司多年在105毫米“鹰眼” 车载榴弹炮的研发和推销上,只有投入,没有收益,终归有些不甘心。因此,这次交付乌军1门“鹰眼”车载榴弹炮,对战局毫无影响,不过是曼都斯公司期待该炮能有上佳的战场表现,期待乌军能给予积极的评价,期待能出现“峰回路转”的奇迹罢了。可是,从上述技术分析看,这只是不切实际的幻想。
★殷杰