俄罗斯“狼”-3新型120毫米空降兵多功能自行火炮

2015年无疑是俄罗斯地面武器大规模更新换代的一年,继红场胜利阅兵式上多型新一代装甲车辆、火炮公开亮相后,又一款为俄罗斯空降兵部队专门研发的自行火炮露出真容,这就是“狼”-3新型120毫米空降兵多功能自行火炮,它机动性强、轻便灵活,而且能执行多种多样的打击任务,是一款独具特色的新型武器装备。

“狼”式轻型装甲战术车辆车族底盘,技术性能优异,且具备较好的弹道防护性能

研制概况

俄罗斯空降兵作为俄罗斯重点建设的拳头兵种,一直在俄罗斯国防力量中占有独特的地位。与一般国家空降兵兵种主要使用轻型装备和直升机不同,俄罗斯一直将空降兵作为能打硬仗的快速反应突击力量来建设,要求空降兵部队装备坦克歼击车、步兵战车、大口径火炮等重型装备,具备投入高烈度军事对抗的能力。2011年开始,俄罗斯国防部确定了为空降兵全面研制换装新一代空降兵主战装备的计划,其中研制大口径空降式自行火炮成为其中的重要内容。

新的空降兵自行火炮分为120毫米和152毫米两个口径,其中152毫米定位为大口径压制火炮,为空降兵提供中远程师属火力支援,而120毫米口径则定位为多功能,既能平射作为加农炮使用,也能曲射作为榴弹炮使用,甚至可以以更高射角发射,作为迫击炮使用,打击反斜面工事和目标,为营级空降兵分队提供打击多种目标的能力。“狼”-3自行火炮,就是率先推出的120毫米口径型号,被研制方俄罗斯中央精密机械工程研究所和下诺夫哥罗德“海燕”研究所命名为Zauralets-D新型120毫米火炮;而“狼”-3的底盘,则是由嘎斯公司旗下的VPK防务公司设计,由俄罗斯“军事工业公司”有限责任公司生产(该公司由阿尔扎马斯机械厂、“军事工程技术中心”等苏联/俄罗斯老牌军工企业合并重组而成,目前主要生产世界知名的BTR-80系列轮式装甲车、UTD系列大功率柴油发动机等)。新的“狼”-3自行火炮2014年完成样车研制工作并交付测试,经过一年多的紧张测试和设计调整完善工作,在2015年俄罗斯国防部“创新日”活动上首次公开亮相。

“狼”-3自行火炮的改装底盘,来自于“狼”式轻型装甲车,改装时技术人员对底盘进行调整,没有采用4×4构型,而是采用了6×6变型车技术

底盘技术概况

“狼”-3新型120毫米自行火炮采用VPK-39273底盘,该底盘属于“狼”式轻型装甲战术车辆车族,其基本车型为4×4底盘,但“狼”-3自行火炮则采用车长更长、承载能力更强的6×6变形底盘,其中后两对车轮紧挨布置在车体后部,这是为了适应“狼”-3的布局——Zauralets-D型120毫米火炮的炮身、驻锄等主要部分布置在车体后方,因此车辆重心也位于车体后部,2对负重轮位于车体后部可以有效承载炮身、承受发射后坐力,平衡压力分布。该底盘长7.25米,高2.45米,宽2.4米,全重7.5吨,采用发动机前置布局,其驾驶室后的车厢厢体原为乘员舱,可搭载10名士兵,在“狼”-3自行火炮上则被改装,除安放120毫米炮炮身和其他机构外,还可以存储备用弹药,安装其他附属设备等。

“狼”-3的机动性非常突出,采用YAMZ-5347柴油发动机和发电机,最高公路行驶速度可达130千米/小时,其采用液气悬挂装置,底盘高度可调,离地间隙可在250毫米~550毫米范围内自由调节,这可以大大提高“狼”-3在复杂路面的通过能力,并保证车辆在高速行驶当中车体稳定、颠簸振动较小。加上Zauralets-D火炮系统,“狼”-3整车重量不超过15吨,即便为提高防护能力安装附加装甲,整车重量也能控制在20吨以内,完全可以使用伊尔-76等大型运输机进行空运、空投机动。

在防护方面,“狼”-3采用优质装甲钢作为基装甲,在驾驶室前观察窗和侧观察窗上均采用防弹玻璃,装甲和防弹玻璃的基本防护水平均达到北约STANAG 4569防护标准3级,即可防护7.62毫米普通弹近距离射击,可防护小口径枪弹中距离射击,可防护20毫米机炮和155毫米榴弹炮破片近距离溅射杀伤(60米距离上770米/秒爆速)。其防雷水平则可以达到北约标准2级,可防范一定当量简易爆炸装置和地雷的袭击。“狼”-3还可以在车体上加装附加装甲,在车底加装防雷组件以提供额外的防护性能,防护组件的安装和拆卸均十分灵活方便,无需使用专用工具,仅由一两人便可毫不费力完成,作业流程简单,速度快。

2B16“诺娜”-K牵引式火炮是“狼”-3自行火炮系统的最早前身

120毫米多用途火炮

“狼”-3自行火炮系统的核心,是Zauralets-D型120毫米火炮,据称其技术主要来自于2B16型“诺娜”-K型120毫米牵引式迫榴炮。该火炮是在上世纪80年代初期为空降兵研制的2S9“诺娜”-S型履带式120毫米自行迫榴炮基础上研发的改进型号,1996年又推出了2A80型120毫米线膛炮,用在2S31“维纳”120毫米自行火炮上。之所以选择这一系列火炮,是因为它们具有一种独特的优点:既保留了迫击炮大角度间瞄曲射,打击角度大范围广的优点,还具备加榴炮直瞄直射和中远距离曲射的能力,可谓是一种集迫击炮、加农炮和榴弹炮功能和优点于一身的“三用火炮”,“一炮三用”赋予了Zauralets-D火炮无与伦比的多用途特性,可以打击各种不同性质和位置的目标。对于空降兵而言,由于空降运输平台的限制,使得他们可以选择携带的武器装备种类和数量均受严格限制,为打击不同的目标携带大量专用型武器装备是非常不现实的,因此能够遂行多种任务的多面手武器极受空降兵欢迎。这也是“狼”-3自行火炮系统研发问世的主要原因。

Zauralets-D火炮的主要结构包括:炮身( 含身管和炮尾, 无炮口装置和抽烟装置)、楔门、带蘑菇头紧塞具的输弹机、驻退机、复进机、筒型摇架、齿弧齿轮式高低机及气动、电气装置。从结构特点来看,Zauralets-D火炮采用后装填炮尾、炮闩结构,与炮口装填式迫击炮相比,实现了两项重要的突破:一是使得火炮易于改装移植到自行底盘上,二是可发射带专用装药尾架的新型弹药,弹药使用更为灵活。此外,从技术角度而言,Zauralets-D火炮吸收了现代加榴炮楔门闭锁和蘑菇头闭气的基本原理, 并将蘑菇头带在输弹气缸外筒上充当输弹臂, 开门瞬间气动系统还自动向炮膛导入压缩空气清理炮膛。功能完整,,结构简单,运动关系合理、可靠,体现了高超的机构综合艺术。正因为综合了加榴炮和迫击炮的结构设计优点,才使得它具备极强的兼容性和多用途性。

Zauralets-D火炮的另一个特点是身管长,估计其身管相比2A60型火炮的24.2倍口径又有新的增加,有效补偿了因反后坐装置产生的初速损失,提高了弹道稳定性,减小了初速或然误差,保证火炮有较高的发射精度。传统迫击炮由于重量限制和炮口装填人机工程的要求, 炮身不能太长,发射药在膛内时期燃烧不够充分,加长炮管可有效克服这一缺陷,同时使得其在发射榴弹和穿甲弹等弹种时,具备类似加榴炮的弹道性能。

Zauralets-D火炮取消了原2A60型牵引火炮上的防盾、大架和其他一些结构设施,重量进一步减轻,轻量化设计更有利于车载。从外形看,Zauralets-D火炮仍保留了手动控制的机械式高低机和方向机,可由操作员进行人工控制射击。Zauralets-D火炮的炮尾设计有驻锄,驻锄采用两个液压筒来控制收放,平时收起,紧挨置放于火炮炮闩之后。使用时则放下,大面积铲形驻锄接地,用于平衡发射时的后坐力。Zauralets-D火炮的方形炮口制退器制退效率约为30%,大面积驻锄可以很好的平衡剩余的后坐力,实现火炮平稳和精准射击。

Zauralets-D火炮不发射时放置在车厢厢体中部内凹位置里,发射时则摇起一定角度进行射击。Zauralets-D火炮采用计算机自动化火控系统、定位定向装置以及其他传感器,具有很高的射击精度,当发射榴弹时,最大射击距离可达近9千米。

2S31“维娜”自行火炮上使用的2A80三用火炮,是“狼”-3自行火炮上使用新型火炮的研制基础

独特的弹道兼容设计

Zauralets-D火炮本身是长身管线膛炮,但却要发射滑膛加榴炮弹药、线膛弹、迫击炮弹等多种不同性质的炮弹,怎么用一门炮兼容发射如此多性质迥异的弹种?弹道兼容设计就是重中之重。

Zauralets-D火炮用同一低膛压线膛身管发射滑膛弹和线膛弹等多种弹药,是通过火炮结构、弹体结构、装药结构的系统协调与密切配合实现的,即通过线膛结构和预制刻槽弹带的联合作用,解决了榴弹( 含增程弹) 的旋转稳定问题;提供了发射制式迫弹与炮口装填式迫炮相近的弹、炮间隙;同时又利用刻槽弹带不但保证了弹体强度, 而且消除了发射破甲弹时弹体与炮膛之间的漏气间隙。

我们知道,传统的炮口装填迫炮通常为滑膛炮管, 弹丸靠自重从炮口向膛底下滑撞击膛底击针击发,撞击击针时弹体要有一定的动能,弹体与内膛之间必须留有较大的间隙。

而采用后装填的Zauralets-D火炮采用多条等齐右旋浅膛线的内膛结构, 只要做到所有膛线矩形截面的面积之和等于或相当于原来制式迫弹与内膛之间的环形间隙面积( 即漏气面积) , 就可以保证发射制式迫弹的弹道性能基本不变。此外,由于弹丸与内膛之间的结构间隙( 不是漏气间隙) 很小,弹体在膛内运动时弹轴与炮膛轴线的同轴度始终较高, 弹丸运动稳定性好,膛线不会影响迫弹尾翼的顺利通过,弹丸出炮口时的偏角小,有利于提高发射精度。

榴弹( 含增程榴弹) 为无尾翼的旋转稳定飞行弹种,由于膛压较低,为了减小弹丸在膛内的运动阻力,故在弹带上预制了与膛线啮合的刻槽。这样一来Zauralets-D火炮也可以顺利发射榴弹。

Zauralets-D火炮还可以使用尾翼稳定破甲弹,它也采用刻槽弹带。刻槽弹带对尾翼稳定的空心装药破甲弹而言,所起的作用主要是密封弹体与内膛之间的漏气间隙,减小弹丸在膛内时期的压力损失,保证弹丸有尽可能高的炮口速度。因为加榴炮弹与迫炮弹不同,不能在弹体和内膛之间留有更多缝隙,否则就会因漏气造成压力损失,从而影响炮弹的炮口初速和杀伤威力。此外,破甲弹还采用了适当的“抗旋”措施,弹体在飞行中不会大幅度自旋,而是小幅度微旋,这一方面保证战斗部具备较高的破甲效能(弹体旋转过大会降低破甲效能),另一方面适当的弹体微旋,可以稳定飞行中的弹体,对提高精度有利。

Zauralets-D火炮内膛、弹体和装药的结构措施是迫弹、榴弹和破甲弹弹道兼容的基础。在此基础上,各种弹药的内弹道设计与常规弹道计算方法基本一致,然后会根据不同弹种之间结构特性的不同,通过试验进行微调。此外,各种弹药的无药筒装药结构也基本相同,只是基本装药和最大装药有所变化。

Zauralets-D新型火炮采用液压驻锄,以平衡发射后坐力

从前向角度看“狼”-3空降兵自行火炮

未来展望

据俄罗斯国防部表示,2015年6月初,“狼”-3新型自行火炮全面完成了研制与测试工作,将于2016年小批量生产并交付部队,2017~2024年高速生产,替代俄军现役的“诺娜”系列老式120毫米自行火炮和牵引炮。而同一项目的另一部分——152毫米口径新炮的研制也已经进行了50%,将尽快完成全部研制工作。

打开APP阅读更多精彩内容