在上世纪80年代之前,我国野战防空装备主要是各种口径的高炮,小口径高炮在野战部队高炮装备所占的比例也比较高,型号主要是37毫米系列高炮。虽然经过多次改进,还为其配备了雷达、光电探测和指挥火控系统,大幅提升了37毫米系列高炮的作战性能。但由于自动机结构和弹药性能的限制,火炮射击精度和弹药毁伤性能和当时国外的新一代高炮差距明显。
鉴于此,国内决定引进国外的先进高炮技术。当时考虑的对象主要有两款,瑞士厄利空公司的GDF-002型双管35毫米高炮和瑞典博福斯公司的L70-40毫米高炮,这两款高炮在当时都是最好的产品,被很多国家引进。经过多次考察和靶场测试,最终选择了GDF-002高炮作为我国新一代小口径高炮。
1987 年末,中国代表团抵达瑞士与瑞士厄利空公司展开谈判,商谈双35高炮的引进事宜。最终中瑞双方达成协议,以生产许可证转让的方式,从厄利空公司引进火炮、火控、爆破燃烧榴弹等生产技术以及一个火力单位的散件和少量关键工艺设备和测试仪器。随后我国开展对该炮的仿制和改进工作,最终产品被命名为PG99式高炮系统。
部署在瑞士空军基地的GDF-002
PG99 式高炮系统包括1个火力指挥/控制单元和2门35毫米牵引高炮,早期的火力指挥/控制单元由瑞士“天空卫士”火控系统仿制而来,后来对其进行了国产化改造,并根据服役过程中部队反应的问题不断进行升级。在国产电子工业水平上来后,还为其重新研制了全新的火力指挥/控制单元,配备了数字化的搜索雷达、跟踪雷达等探测设备,使PG99高炮系统的多目标跟踪能力和全天候作战能力得到大幅提高。
原装的火控系统
自己生产的火控车
和之前大量装备的双37高炮相比,PG-99高炮系统的性能提升是革命性的,不是某项技术或某种先进弹药的先进,而是综合性能和整体设计的优秀。PG99高炮全炮行军重量6.7吨,比双37高炮(3.1吨)和57高炮(6.3吨)都重,但是自动化程度高,能自动调平,行军战斗转换可以用液压系统自动操作,部队评价“重而不笨”。57高炮行军战斗转换时间是180秒,35高炮更重,却只需要90秒。
由于采用了浮动炮箱技术,就是炮管和炮箱(类似于枪械上枪机框的组件)刚性连接,然后浮动安装在摇架上,摇架和炮箱之间有液压弹簧式缓冲器,炮闩上也有炮闩缓冲器。这种自动机的特点是“前冲击发”,第一发炮弹发射后,火炮后坐部分后坐,在没有完全复进到位的情况下第二发就进膛击发了,第二发弹的后坐能量和第一发弹射击后复进的能量相互抵消,所以整个后坐复进行程很“软”,在高射速下可以保持很高的射击精度。PG99高炮系统的毁歼概率是0.6,而37、57高炮都小于0.3,这还是PG99只有2门炮对37、57高炮6门炮取得的成绩。
对岸的GDF-002,这也是少有的两岸都在装备的武器之一
09 式自行高炮
虽然PG99高炮系统的性能很好,装备后广受部队好评,还一举填补了陆军在末端防空方面的空白。但问题是该炮是牵引式的,无法伴随机械化部队作战,陆军对自行高炮的需求还是非常迫切。
在尝试了将37毫米高炮和57毫米高炮搬上履带底盘,研制自行高炮的失败经历后,国内开始将目光转向国外,试图引入国外先进自行火炮技术。最早接触的是英国的“神枪手”自行高炮,不过将其炮塔安装在59式坦克底盘上试验时,却发现其技术并不成熟,问题很多,而且价格也不便宜,所以最终还是放弃了引进。之后还考察了德国的“猎豹”自行高炮,该型高炮系统的性能倒是非常不错,就是价格太过昂贵,还不愿意转让技术,最后也只能不了了之。由于“神枪手”和“猎豹”自行高炮使用的火炮都是瑞士厄利空的35毫米高炮,而我国此时也已经引进了这款火炮,所以便决定在条件成熟后自行研制自行高炮。
到了新世纪之后,随着中国科技水平的全面进步,软硬件条件都已成熟,还有了95式自行高炮和04式弹炮结合防空系统的成功经验,国内科研单位便以PG99式高炮为基础,结合05式自行火炮的底盘,研制出了09式双管35毫米自行高炮。
09 式自行高炮的火炮系统改进自技术成熟的PG99高炮,只是将双炮集中布局改成了炮管分布在炮塔两侧的边炮布局,与“猎豹”的布置方式类似。相应的,原炮的导气式弹链双向供弹自动机也改成了导气式外能源无弹链供弹系统。09式自行高炮搭载了搜索雷达、火控雷达,光电观瞄系统、稳定火控系统等一系列先进设备系统,集“搜索、跟踪、打击”为一体。尤其是炮塔前部安装的综合光电跟踪系统,除了可以遂行强电磁环境下的作战任务外,光学跟踪系统还显著提高了对诸如巡航导弹和制导炸弹这一类电磁信号特征较小目标的发现能力,从而在理论上具备了拦截精确制导弹药的能力。
09式自行高炮配备的全相脉冲多普勒搜索雷达的最大探测距离为20千米,可以在行进间工作,发现来袭目标后立即传送给火控跟踪雷达/光电跟踪装置,双管35毫米高炮在其中一种跟踪装置的指挥下对准目标,一旦进入有效攻击距离马上拦截。进一步提高了野战防空体系中的伴随防空能力,使得我军装甲机械化集群在执行装甲突击任务的时候,可以不用担心来自天空的威胁。
相比于95式及其改进型04式弹炮结合防空系统,09式35毫米自行高炮并没有配备导弹,以实现弹炮合一作战。一是因为2门35毫米机炮已经可以提供足够的毁伤效果,目前世界上的武装直升机、无人机均不具备抵御35毫米口径炮弹的打击;二是我军已经装备了红旗-17机动防空导弹,09式自行高炮就是与其搭档作战的,没有必要再加装导弹从而增加系统的复杂程度,让自行高炮和防空导弹各司其职可以更好地发挥各自的优势。
PGL-12 式自行高炮
除了09式自行高炮,我国还研制了另外一种35毫米自行高炮,那就是采用轮式底盘的PGL-12式自行高炮。与前者采用双管35毫米炮不同的是,后者只在炮塔中央配置了一门35毫米单管火炮。之所以要缩减一门火炮,主要是因为轮式底盘承载能力不如履带式底盘,两门火炮同时射击产生的后坐力,会让车体严重晃动,从而严重影响火炮的连射精度。另外该自行高炮在设计时就考虑到是配备给装备轮式战斗车辆的部队,因而系统的总重量不能太大,不然会影响其机动性。所以最好的办法就是减少一门炮,并把炮塔设计成无人炮塔,将弹药放到炮塔吊篮内,从而最大限度的减少后坐力并降低车体重心。
但减少一门炮却影响了单位火力投送密度,为解决这个问题,研制单位为火炮设计了全新的转膛结构,使得射速可以倍增至1000发/分,在火力密度上并不比09式差多少。该型转膛炮的自动机结构件,特别是运动件较少,使其具备了较高的射击可靠性,只不过作为一款导气式转膛炮,该炮在启动射击前最初几发弹的拨弹和输弹入膛都必须依靠外部动力,也就是压缩空气完成。只有当前几发炮弹发射之后,火药气体才能替代压缩空气驱动自动机完成后续的拨弹、输弹和转膛动作,此时压缩空气自动切断。
而且这种自动机也有一个局限性,那就是因为火炮使用的是单路供弹,无法在射击过程中切换弹药。所以在PGL-12式自行高炮射击之前,车长需要根据之前装填的弹药在火控系统上选定弹种,凡是不需要使用炮口线圈装订引信的曳光穿甲爆破燃烧弹、曳光爆破燃烧弹、爆破燃烧弹以及多用途弹这时候都可以按照榴弹的射击流程进行,而需要炮口装订的AHEAD弹则使用另一套流程。相比能够切换弹种的09式自行高炮,这不得不说是一个不足。
除了全新的转膛结构外,PGL-12相比09式自行高炮的另一大看点是采用了技术更加先进的无人炮塔,车内的三名乘员驾驶员、车长和炮手像俄罗斯“阿玛塔”坦克一样,并排坐在车首的乘员舱内,车体侧面和尾部的舱门实际上都是检修舱门,要么通往战斗室,要么打开就是动力总成。无人炮塔使炮塔整体结构更加紧凑,可以将弹药箱从炮塔内布置到了炮塔吊篮内,进一步缩小了炮塔的体积,加上在设计的过程中,将包括进弹口、三通道光电跟踪平台、火炮随动系统、敌我识别系统以及相关的火控系统全部布置在炮塔左侧,而将雷达系统布置在炮塔后方,火炮的抛壳口又位于火炮身管下方,这就使得炮塔右侧除了续弹口和一些机电液压设备之外,还有不小的空间,为加装防空导弹提供了可能。
不过遗憾的是,PGL-12并没有像09式那样列装部队,而是在竞争中输给了625自行高炮,主要原因就是性价比不高,因为对于自行高炮来说,最贵的不是火炮,而是雷达、光电和火控系统,这就使得该自行高炮的成本并没有比09式下降多少,这对于中型旅来说显然是不能接受的。而且该炮虽然使用转膛炮技术提高了射速,但也增加了系统复杂程度,可靠性和维护性都不如625高炮使用的多管火炮,而且625高炮的射速是PGL-12单管火炮的数倍,更适应新时期的防空需求。