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 在上一期《国防科工》节目中,由中国兵装研发的外贸型CS/AA5埋头弹多功能突击炮武器系统,向观众展示了其40毫米埋头弹轻松击穿140毫米钢板的威力。

▲CS/AA5埋头弹多功能突击炮武器系统

CS/AA5项目的总师向记者透露,常规弹药想要击穿这块靶板,至少需要57毫米以上的口径,而这套国产埋头弹武器系统的威力,已经可以无视第三代主战坦克的侧后装甲。

那什么是埋头弹?它的原理和优点是什么?各国的发展情况又如何呢?本期内容,胖兵就带你了解一下这个被各大媒体热炒,但又很少能详尽解释清楚的新型弹药。

在开始正餐之前,小兵兵要先铺垫一下背景要素,方便大家理解后面的内容。

随着自动化技术的发展和战场火力烈度的同步提高,步兵战车、装甲侦察车所使用的主武器口径越来越大,经典的12.7毫米机枪和20毫米炮已经无法满足使用需要,25、30甚至35毫米逐渐成为各国所青睐的主流口径,瑞典CV9040步战车更是用上了40毫米大管子。

▲瑞典CV9040步兵战车

口径即正义自然没错,除了主战坦克的正面装甲,地面上还真没有什么东西是机关炮撸不穿的。但这种以扩径换威力的方式,直接导致了载弹量的迅速下降。

下图是各种常见机炮弹药的尺寸对比,我们可以轻易想象出大口径弹药有多占用空间。

举几个简单的例子,M2A3“布雷德利”所使用的M242 25毫米机炮有两个能容纳300发待发弹的主弹箱,备弹箱中还有600发弹药。

▲使用25毫米机炮的M2A3“布雷德利”

而使用MK 30-2 30毫米炮的“美洲狮”,其待发弹数量因弹药尺寸增大而下降到200发,备弹箱里也只有200发后备弹药。不过这个程度尚在可接受得范围内,毕竟毁伤率提高了,弹药的消耗量可能还会降低。

▲德国“美洲狮”步战车

因价格昂贵而装备量稀少

然而胖兵在前面提到的CV9040步战车才够狠,这货干脆就只有24发待发弹,由3组串联的8发弹匣供弹,打完了还得龟缩起来人工补弹,弹药基数也只有240发。

如此弃疗的载弹量,即便装满也是在告罄的边缘疯狂试探,相信玩过《坦克世界》和《战争雷霆》的玩家都对这种“弹匣炮”的装弹时间深有体会。

▲“你刚才不是很拽吗?”

除了载弹量下降,口径增加还导致装弹机结构越来越复杂,更浪费了大量炮塔空间,这是许多军迷朋友容易忽视,却也非常重要的一点。

只要仔细观察就能发现,机炮使用的弹药和小口径步枪弹一样,弹壳的锥角度还是比较明显的。

当药筒尺寸大到一定程度,等比放大的锥角度就会干扰供弹。

▲博福斯40毫米高炮

CV9040使用的L/70就是它的现代化车载型

像M242那样用弹链供弹的链炮并不存在这种问题,但CV90那门博福斯L/70火炮所用的40x364R弹药就很麻烦,驱动弹链的装弹机伺服马达拽不动这么沉的弹药,只能使用传统的供弹方式。

 

 

不巧的是,该炮固定弧形弹匣的位置正好位于炮闩正下方,导致主炮的仰角被限制在+50°以内,这对于步战车+60°至+70°的平均水平来说有点太低了,要知道L/70可是高射炮出身啊喂!

这个仰角岂不是嘲笑人家一把老骨头不利索了?【#滑稽】

▲韩国根据L/70仿制的K40机炮

弹匣非常占用空间

北约在冷战时期就意识到,上述两个问题已经影响到车辆的勤务性和作战效能,必须想办法控制弹药的尺寸和外形,既要保证口径和威力的平衡,也要易于供弹。

围绕这两个具体目标,美国于上世纪80年代率先开始了新一代弹药的理论验证,其最终成果就是今天的埋头弹。

更粗了,也更强了

埋头弹,全称Cased Telescoped Ammunition,是一种不走寻常路的特殊设计。它与常规弹药最大的不同,就是弹头完全埋入药筒内部,发射药则装填在弹头周围,整枚弹药的形状为没有锥角的规整圆柱体。

▲埋头弹的内部结构

这样一来,弹药的整体长度大大缩短,可以紧凑地装入弹药箱内,提高空间利用率。

▲40毫米埋头弹的长度比30毫米弹药还短

圆柱形药筒还有一大好处,那就是简化了装弹机和供弹装置的结构,再加上炮尾小、几乎没有突出部,十分便于布置,前文提到俯角受限的问题也完全不存在,国产CS/AA5的炮管甚至可以直竖将近直角的角度,打飞机(打什么?)也没问题。

为了适配这种弹药,埋头弹火炮的结构也和传统设计大相径庭,它使用独特的旋转自动机,也就是《国防科工》中提到的“摆膛式”自动机。

这种火炮的药室与身管是完全分开的,当药室与身管呈直角时,装弹机会将埋头弹顶入药室并旋转90°与身管共线,击发出膛。

下一轮自动行程,药室会再次旋转90°,新弹药上膛的同时将旧单壳推出,如此循环完成连续的自动射击。

旋转自动机能有效减少卡壳率,提高弹药性能和射速,但它需要很高的制造工艺,比如要保证药室每次旋转都能与身管精确共线,旋转机构在长时间的频繁开合后仍可保证动作不走形、无偏差,这不仅考验火炮各锻件的耐用度,更是对自动设备动作精度的一大挑战。

说到这里,对弹炮机理有一定了解的小伙伴可能会奇怪,如果药室是每次击发都要旋转的独立锻件,那火炮如何保证气密性?无法紧密贴合的话,岂不是一开火就漏气了吗?

欸~能问出这个问题,那证明水平还是不错滴~

请大家注意,“埋头弹”只是一种形象的比喻,还记得它的英文全称吗?这种弹药的学名应该是“伸缩式套筒弹药”,它在击发时会点火两次。

一次点火时,弹壳前端的内壳会在火药燃气膨胀的作用下与身管贴合密封,二次点火才会点燃发射药,将弹头发射出去。

由于埋头弹不再需要传统的气密结构,药筒也不会全部塞入身管内,可以使用外径更大的药筒填塞高密度发射药,这使得埋头弹的炮口初速和动能都非常高。

中国兵装生产的40毫米埋头弹在发射钨合金脱壳穿甲弹时,能在1000米距离上以4倍音速轻松贯穿厚度达140毫米的钢板,穿甲效能比CV9040使用的L/70火炮高出40%,远非一般弹药可比。

美国的怨念

埋头弹是美国人带头搞的,他们在80年代末就计划为M2步战车开发45毫米埋头弹和配套机炮,却因为三个原因没搞出来。

 

 

①、在海湾战争中,美国发现布雷德利的25毫米机炮射爆俄系BMP步战车就和钢针穿纸一样轻松,M919贫铀穿甲弹甚至可以在一定距离内击穿猴版T-55/62坦克的正装甲,不存在火力贫弱的问题;

②、美国厂商的思路是用聚合物外壳包裹发射药和弹头,但当时的聚合物技术还不够成熟,药室锻件的表面温度会在持续击发后升高至150℃,药筒恐会因高温发生细微变形,并与药室内壁粘连,无法顺利完成自动行程。

③、当时没有想到使用伸缩药筒,药室与身管的气密问题无法用提高锻件贴合度解决,这会使各零部件迅速磨损。

就这样,美国放弃了埋头弹的研发。虽然头号军工巨佬不玩了,但是英国BEA和法国Nexter偷悄摸合资成立了CTA International公司,在千禧年到来之前联合开发出CT40 40毫米埋头弹火炮。

▲CT40 40毫米埋头弹火炮

该型火炮是世界第一款实用化的埋头弹火炮,集成了穿甲性能强、结构紧凑、重量轻、维护操作简单等优点。

2008年,英国防部指定CT40为新一代装甲战车“阿贾克斯”的制式主武器,法国新服役的装甲侦察车“美洲虎”也采用CT40。

▲“美洲虎”装甲侦察车

可以预见到,CT40还有更加广阔的使用前景,CTA International也能凭借这款出色的火炮在国际军火市场上大赚特赚。既然有赚小钱钱这种好事,那……

怎么能少了我兔!

中国在该领域的研究起步比较晚,许多革命性的先进技术又完全没有过往经验可以参考,相当于完全从零开始。但是在中国兵装的不懈努力下,国产埋头弹紧随CT40之后,成为世界上第二款性能成熟可靠的埋头弹火炮系统。

▲2016年,CS/AA5在珠海航展亮相

这下美国人可急了,明明是我开创的新概念,折腾了半天啥也没搞出来,反而让自己的北约小弟和竞争对手抢了头锅,就很气。

为了安慰自己,《国家利益》杂志还专门刊文质疑埋头弹的使用前景,又是嫌弃炮管磨损速度快、后坐力大、成本高,又是朝俄罗斯双向供弹的怪胎设计吐酸水,噫~那个纠结劲儿就甭提了。

小兵兵认为,美国起个大早却赶个晚集,就是太早放弃了原本很有潜力的前瞻概念,技术暂时不支持你可以搁置吗,何必完全放弃呢?

既然别人搞出来了就别羡慕嫉妒恨,凭美国的军工科研能力,想追上来也不是多难的事,与其把时间浪费在抱怨上,还不如抓紧点迎头赶上。

你看我们中国兵装,起步晚如何?没有经验又如何?还不是靠自己造出埋头弹,在国际市场为自己争取了一席之地?

 

胖兵在这改编一句网络名言:走自己的路,让美国纠结去吧!