《火炮与自动武器原理》之黎明晨曦
杜中华 吴大林
（陆军工程大学石家庄校区，河北 石家庄 050003）
【摘 要】 论述了近年来枪炮技术发展的新趋势—采用无人炮塔的地面大中口径火炮、自主作战的自行火炮、高精度制导火炮弹药、不同运载平台火炮、小车架大炮、各种新原理火炮，这些趋势体现了目前枪炮领域自动化、信息化、智能化、体系化、轻型化、开放化的特征。 论文对于《火炮与自动武器原理》课程中新原理和新技术的学习有重要的指导作用。
【关键词】 火炮与自动武器原理；枪炮技术发展趋势；新原理新技术
0 前言
随着我国经济的快速发展和世界科技的迅猛进步，近年来我国的武器装备得到了长足发展，北斗系统、航空母舰、五代战机等成为国人的骄傲。同时，我国的枪炮装备也发展很快，多种新型枪炮开始列装部队或者出售国外，枪炮装备的发展伴随着新的枪炮技术和原理的出现，这些新技术和新原理是兵器工程专业核心课程《火炮与自动武器原理》必须重视的内容，它们如同黎明晨曦，很可能成为未来枪炮技术和原理的主流。
1 地面大中口径火炮无人炮塔——自动化
众多的小口径自动武器（譬如突击步枪、机枪、航炮、小口径高炮、小口径舰炮、小口径战车炮等）都是能够自动连续射击的；但是地面大中口径火炮通常采用分装式弹药且考虑机动性大都需要人工参与射击过程（譬如装填、发射等），不能实现自动连续射击[1,2,3]。这种情况在未来可能会发生改变，国际上几种新型装备开始体现这种变化。首先是俄罗斯新一代主战坦克T14采用无人炮塔，其次德国的“雷神”155mm自行火炮和瑞典的“弓箭手”155mm自行火炮均采用了无人炮塔，再有意大利“奥托”76mm自行高炮也采用了无人炮塔。大中口径地面火炮采用无人炮塔意味着火炮采用了全自动装填弹药技术和全自动赋予射向技术，能够实现自动连续射击，体现了火炮自动化程度的提高。目前我国地面大中口径火炮无论是自用的还是外贸的都仍然采用有人炮塔，但是南京理工大学王泽山院士团队研制成功全等式模块化装药为简化大中口径火炮全自动供输弹机构奠定了良好的基础，另外我国新型76mm、100mm、130mm全自动舰炮上的传感器技术、液压及电控技术也为研制地面大中口径火炮无人炮塔提供许多技术借鉴，应指出的是在2018年珠海航展上我国就展出了一款采用无人炮塔的76mm自行火炮，这可以看作是在我国在地面大中口径火炮无人炮塔方面的积极探索。
2 自行火炮自主作战平台——信息化
过去地面火炮作战的基本模式是前线侦查目标，指挥所计算射击诸元，火炮群装订射击诸元并射击，单门火炮不能单独遂行作战任务。随着近年来电子信息技术的发展，单门自行火炮即可自主遂行作战任务。首先，火炮借助卫星系统具有自主定位定向功能；其次，火炮具有火控计算功能，只要给定目标坐标，即可自动计算出射击诸元；再有，火炮借助各种传感器（譬如药温传感器、初速测量雷达等），可以自动对射击诸元进行修正，提高命中精度。同样的，单门自行高炮也开始具备自主作战能力，它们比自行压制火炮结构更为复杂，炮车上要安装搜索雷达、跟踪雷达以及光电系统（激光测距仪、红外测角仪、热像跟踪仪等），有的高炮还在炮口设置弹丸时间引信电子装定装置，有的高炮还安装有故障自检系统[1,2]。通过安装各种测试设备和火控计算计算机，自行火炮信息化能力提高，自主作战能力增强。这使得作战样式更加灵活，火炮可以单独使用，也可以集群使用，另外也为火炮一轮打击后快速转移阵地迅速进行下一轮打击提供了可能。
学生上课使用手机的频率、时长情况 统计结果见表2。总体上，从上课使用手机频率看，学生上课使用手机的情况属于普遍现象；从上课使用手机时长看，学生上课使用手机是短时居多，但持续时间长，玩手机的人数逐步减少。结合频率与时长，不难发现大部分学生上课使用手机频率高、持续时间短的大体趋势。
3 高精度制导火炮弹药——智能化
相对身管火炮来说，火箭炮依靠火箭发动机推进，通常精度较差。但是进入新世纪后，这种状况得到了根本改变，通过在火箭弹上加装制导系统，火箭弹的精度得到了跨越式提高，加之火箭弹本身具有的远射程特性，使得火箭炮武器系统得到迅速发展，成为世界军贸市场上的宠儿。不仅如此，这种制导弹药的思想进一步延伸到身管火炮领域，各国的坦克炮、155mm火炮、122mm火炮、120mm迫击炮纷纷推出各种制导弹药，甚至枪械领域也开发出制导子弹，使得精确化打击成为一种潮流。制导弹药的迅速发展得益于MEMS（微电子机械系统）技术的成熟，使得许多微小型传感器和控制器可以安装在弹药上并能承受极高的加速度冲击。另外弹药制导方式不一定和导弹一样全时制导，可以在弹药飞行过程中只进行很少几次姿态修正，甚至可以只更换弹丸的引信就能达成较为简易的制导，这样一来制导弹药的成本就可以大大降低，这也是制导弹药能够迅速发展的重要原因。总而言之，可控弹药（智能化弹药）在新世纪已经成为火炮和弹药领域最为璀璨的一抹霞光[4]。
4 不同运载平台火炮——体系化
我国火炮技术起源于前苏联，后来又引入了西方国家的火炮技术，可以说吸收了东西方火炮的技术精华，但是也造成火炮口径序列的杂乱的问题，譬如压制火炮有152mm口径，也有155mm口径，两者口径相差不大，却给保障和使用带来很大不便。近年来，我国火炮口径序列逐步明晰，压制加榴火炮重点发展155mm和122mm口径，火箭炮重点发展300mm和122mm口径，迫击炮主要保留60mm、82mm和120mm口径，防空火炮重点发展25mm和35mm口径。对于同一口径火炮，考虑不同部队的使用，可以搭载在不同的运载平台上。譬如122mm榴弹炮，目前就推出了履带式、轮式、车载式、牵引式、两栖式、伞降式的型号；155mm加榴炮，目前列装了履带式和车载式，轮式、牵引式已经开发出外贸产品；35mm高炮，目前也有牵引式、履带式和轮式。优化的火炮口径序列搭载不同的运载平台实现模块化搭配，可以满足不同类型部队的需求，形成完整的火炮体系。
5 小车架大炮——轻型化
3.2 PFI打浆预处理可显著提高玉米芯残渣的酶水解效率。随着打浆转数的提高，玉米芯残渣的酶水解效率逐渐提高；当打浆转数增加到20000转时，玉米芯残渣酶水解时的葡萄糖浓度与葡萄糖转化率分别达到23.94 g/L和72.0%。
过去火炮通常只有履带式和牵引式，随着高速公路的不断延展和陆航部队的扩展，近年来火炮轻型化正成为世界范围内一种潮流，轮式火炮、车载火炮和超轻型火炮发展迅猛。美国的M777式155mm超轻型火炮，可以直升机吊运，被世界许多国家采购，我国近年也推出了相应的AH4型155mm超轻型火炮。考虑到国际上主战坦克普遍偏重，在高原地带和水网稻田地带使用不便的问题，我国近年推出轻型坦克，成为世界范围关于坦克发展前景的一道闪亮的风景，引发了许多国家的深度思考。轻型化可以直观描述为“小车架大炮”，其核心问题是要解决火炮威力和机动性之间的矛盾，所以高效炮口制退器、高效反后坐装置、浮动自动机等技术通常是解决问题的关键[1,2,3]。 在2018年珠海航展上，全重只有1.7吨的山猫 6×6全地形车搭载了 120迫榴炮、120迫击炮、82mm速射迫击炮，107mm火箭炮、甚至6管23mm转管炮，使人们对“小车”的搭载能力有了全新的认识。
6 各种新原理火炮——开放化
近年来，除了常规火炮的发展外，人们也以开放化的心态积极研究新原理火炮。首先是膨胀波火炮，在弹丸身管内运动过程中打开炮闩，在不影响弹丸速度情况下，降低身管膛压，从而可以大幅度减小身管重量和身管后坐力，其核心是要用毫秒级别的精度精确控制炮闩打开时机；金属风暴武器，多身管并联，身管内多子弹串连，电子控制击发，其发射速度可达每分钟100万发以上；埋头弹，弹丸埋入药筒内部呈圆柱状，整体尺寸更小，便于供弹，两级点火方式可以减小后坐力；电磁炮，通过电磁场产生的洛伦兹力对金属炮弹进行加速，用动能打击目标，弹丸初速和射程都将提高[5]。这些新原理火炮大都还处于研究和试验阶段，一旦成熟，应用前景将无可限量。
师父小姐姐睁大她清澈的眼睛盯着星雨：“你想想春泥护花，花会长，我们的内力也会长。芙蓉并蒂，兰摧玉折，花语酥心……你多看看花，就自己明白了。”
枪炮装备的迅速发展必然伴随着新的枪炮原理和技术的出现，其中一些原理和技术虽然没有大范围应用，但已经呈现出明显的行业潮流和趋势特征，他们如同黎明晨曦，终将渲染枪炮行业的“碧空”。在《火炮与自动武器原理》课程中，将这些信息传递给学生，对于激发学生学习兴趣，拓展学生专业眼界，塑造学生强烈的国防责任感和使命感有十分重要的意义。
【参考文献】
［1］谈乐斌.火炮概论[M].北京：北京理工大学出版社,2014．
［2］张相炎,郑建国,袁人枢.火炮设计理论[M].北京：北京理工大学出版社,2014．
［3］易声耀,张竞.自动武器原理与构造学[M].北京：国防工业出版社,2009．
［4］苗昊春,杨栓虎.智能化弹药[M].北京：国防工业出版社,2014．
［5］张相炎.新概念火炮技术[M].北京：国防工业出版社,2014．
Technology Development Trends of Gun and Automatic Weapon Theory
DU Zhong-hua WU Da-lin
(Shijiazhuang Campus of Army Engineering University,Shijiazhuang Hebei,050003)
【Abstract】 Gun technology development trends in recent years were stated,including large and medium caliber ground guns using unmanned tunnel,independent operation self-propelled gun,high precision guided shell,different delivery platforms of gun,powerful gun with light chassis,various new principle guns.The trends embody the following characteristics：automation,information,intelligence,system,light and opening.This paper can help students to study the new theories and new technologies in gun and automatic weapon theory course.
【Key words】 Gun and automatic weapon theory；Gun technology development trend；New theories and technologies
中图分类号： E924
文献标识码： A
文章编号： 2095-2457（2019）02-0131-003
DOI： 10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.02.055
作者简介： 杜中华（1973—），男，河南义马人，讲师，工作于陆军工程大学石家庄校区，研究方向为枪炮动力学。