飞翔的大炮——机载大口径航炮(1)

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飞翔的大炮——机载大口径航炮(1)

飞翔的大炮——机载大口径航炮(1)

37毫米以上口径的航炮从来没有作为机载武器大范围的流行过,尽管一直以来人们都尝试着在飞机上安装重型火炮,但一些技术瓶颈始终困扰和限制着大口径航炮的运用。大口径航炮根本性的优势在于其对重型轰炸机、小型舰船和坦克的一击必杀的威力,这在没有导弹和精确轰炸技术的年代有着几乎致命的吸引力。但大口径航炮的缺点也和它的优势一样突出,首先它重量太大,对飞机载荷有着比较高的要求;其次大口径航炮发射时产生的巨大后坐力对载机的结构强度是一个严峻的考验;再次,大口径航炮相对较少的弹药携带量和相对较低的射速也是个棘手的问题。无后坐力炮从理论上来讲是一种比较好的解决方案,但事实上在飞机上应用无后坐力炮几乎就从来没有成功过。

尽管大口径航炮没有成为机载武器的主流,但它至少代表了人们在导弹和精确制导武器出现前在航空前沿领域的一种有益探索,本文将带大家从上世纪20年代的法国开始,浏览近百年的大口径航炮的发展历程。

早期的尝试

飞翔的大炮——机载大口径航炮(1)

最早被用作机载武器的大口径航炮是法国“哈奇开斯”37毫米/47毫米火炮。37毫米炮生产数量十分巨大,主要包括长管型和短管型。数百架法国空军飞机在一战期间装备了由这种火炮改进而来的37毫米大口径航炮,主要是单发的“布雷盖”-5和“瓦赞”-5,其中“瓦赞”-5是1915年服役的双翼单发轻型轰炸机,除了安装1门37毫米航炮外,还可携带60公斤炸弹。由于“哈奇开斯”37毫米航炮采用手动装填,因此射速极低,在相对位置瞬息万变的空战中几乎完全没有用,法国空军无奈之下将其用于对地攻击。法国人在一战期间发现了机载大口径火炮的新用途:反潜。一战期间的飞机一般速度比较慢,反潜方式主要是俯冲投弹攻击,因此被追踪的潜艇来得及在飞机俯冲投弹前迅速下潜,脱离其攻击范围。如果在反潜机上装备大口径航炮,则载机即可拥有直瞄打击火力,大大扩展了飞机的攻击距离。法国人迅速将这一理论付诸实践,其顶峰是“远洋水上飞机”,这种大型水上飞机拥有4名机组成员,最大留空时间可达8小时,机上装备2挺机枪,120公斤炸弹和一门75毫米航炮(携弹量30发)。该型飞机最终停留在原型机阶段,并未进入空军服役,但法国空军显然没有完全放弃大口径航炮反潜的思想,1920~1922年间,这架安装了75毫米炮的Tellier T.7飞机作为75毫米航炮的测试平台进行了一系列实验。

同一时期,英国方面也对大口径武器用于航空领域产生了兴趣,皇家空军在这方面进行了大量实验。大口径航炮主要用来攻击防空气球和飞艇,偶尔也被用于对地攻击。英国皇家空军使用的大口径航炮主要是维克斯公司研制的“维克斯”1.5磅炮和1磅炮,1.59英寸“维克斯克劳福德炮”(因为其发射燃烧弹弹拖着燃烧轨迹而被称为火箭炮——Rocket Gun)和“维克斯”1英寸炮。由马克沁机枪放大而成的1磅自动炮十分成功,但装备数量稀少,因为其

后坐力过大,会对载机机体造成严重损坏。与维克斯公司一起,考文垂炮兵厂也研制了相当数量的大口径航炮,其数量甚至比维克斯公司还多。其中最成功的设计当属37毫米1磅“母牛炮”(COW gun)。与同口径航炮相比,它的重量非常轻,全自动发射,弹道性能优秀。遗憾的是,它的体积依然过于庞大,影响了实用性。在两次世界大战期间,有几种大型飞机进行过搭载实验,英国航空部门还专门设计过几型搭载这种37毫米炮的战斗机,但皇家空军

没有采纳任何一种设计,因此,“母牛炮”主要还是作为地面防空炮使用。

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克里兰德·戴维斯设计了以他的名字命名的“戴维斯”大口径航炮,这些方案结构简单,采用了反后坐原理,其炮身简单到几乎就是一段前后开口的钢管。火炮发射时产生的后坐力被向后喷射的部分火药抵消了。戴维斯航炮共有3个型号量产,分别是2磅炮、6磅炮和12磅炮,作为攻击德国的齐柏林飞艇的机载武器服役,但不久就被英国皇家空军从装备序列表里除名,因为它巨大的后射焰对当时机体结构脆弱的飞机来说是难以承受的。

第一种真正为使用大口径火炮设计的飞机是英国海军1000型(TYPE1000),通常被称为AD-1型。出于对德国舰队实力的忧虑,英国皇家海军计划发展三种反舰飞机——轰炸机、携带450毫米轻型鱼雷的鱼雷轰炸机和装备“戴维斯”12磅无后坐力炮的攻击机。其中攻击机被要求可在安全距离外使用呈抛物线弹道发射的炮弹攻击小型舰艇。AD-1这种巨型水上飞机于1915年开始设计,1916年夏完成并进行了首飞。由于戴维斯12磅炮的巨大后射焰,军方决定换成传统型的12磅海军炮,安装在AD-1的机鼻上,射角为+49到-38度。但最终这一计划随着一战的结束无疾而终。

无后坐力航炮在苏联

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采用了无后坐力原理的戴维斯炮启发了以B·S·斯特奇金(Stechkin)和L·V·库尔奇耶夫斯基(Kurchyevskii)为代表的苏联武器设计师,他们研制出了一系列无后坐力炮。1930--1936年,库尔奇耶夫斯基在他自己被大清洗之前设计出一系列大口径无后坐力航炮,并且安装到了实验型飞机甚至量产的战斗机上。但他的设计也同样受到后射焰的严重困扰,以至于不得不把火炮挪到机翼上,或者将炮管拉长,使炮尾突出于尾翼,防止巨大的后射焰伤害机体。

真正接近于成功的设计是Z计划,也被称为TsKB-7,它是一种由格里格洛维奇(Grigorovich)设计的小型下单翼战斗机。一架I-5双翼机被用做性能测试,每侧机翼下各挂一门76.2毫米DPR无后坐力炮,机身上安装1挺用于校射的7.62毫米PV-1机枪。最后这型飞机生产了约50架,编号为I-Z,生产数量如此之少很大程度上是由于DPR炮只能单发射击,不符合苏联空军的要求。格里格洛维奇随后对I-Z进行改进设计出了IP-1,其翼梢上安装了两门APK-4航炮,每门炮可携带5发炮弹。尽管IP-1进入了量产阶段,但无后坐力炮并没有被采用,而是换成了常规发射原理的ShVAK 20毫米机炮。格里格洛维奇后来又研制出带4门APK-11 40毫米航炮的IP-4飞机,但只停留在实验阶段。

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同时,图波列夫设计局也在进行无后坐力大口径航炮的研制工作。ANT-23是一种很有创意和潜力的设计:两个发动机一推一拉分别安装在机身前后的发动机舱内,而APK-4型炮长长的炮身干脆直接做成了飞机的双尾梁。这样新奇的设计无疑满足了飞机的气动要求,但炮管做尾梁会导致一旦它被击中,ANT-23几乎就不可能安全着陆,因为炮管爆炸会毁掉飞机的整个尾翼部分。因此,ANT-23方案最终被放弃。改进型的ANT-29是一架回归传统的双发飞机,机身上1门102毫米DRP炮或者两门APK-8航炮。另一种类似的设计是ANT-46,在两翼下各挂一门APK-11,显然,其最终设计目标是安装100毫米口径的APK-100炮。但是随着图波列夫被捕,库尔奇耶夫斯基在肃反中“失踪”,苏联在军用飞机上安装大口径无后坐力航炮的发展停滞下来。

二战中的发展——坦克开罐器

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在经过了两次大战间约20年的“冰河期”后,各国对大口径航炮的兴趣随着第二次世界大战的爆发而重新被点燃。二战初期,德国装甲部队的所向披靡使得盟国空军希望得到专用的航空反坦克武器和专用反坦克飞机,因为轰炸机不能实现精确攻击。而且飞机在攻击装甲目标时,开火距离通常很近,所以大口径航炮相对低的射速仍可接受。尽管在需求上不存在问题,但技术瓶颈仍然使大口径航炮的发展显得步履维艰。坦克防护力的发展使得只有直接

命中的炮弹才能对其造成伤害,而要航炮达到如此高的命中率有相当难度,装甲较薄或者没有装甲的“软皮车”以及马拉炮兵显然是更容易摧毁的目标,但用大口径航炮来对付它们显得太过浪费。

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苏联人同样是对地攻击的强力支持者,伊柳欣设法说服了政治局,使他们相信苏联也需要有厚重装甲的现代化对地攻击机。苏联的第一种新型对地攻击机是著名的伊尔-2,它于1939年完成首飞。总装甲重达990公斤的伊尔-2成了德国地面部队的噩梦,尽管它的机动性不佳,易遭战斗机拦截,但厚装甲保护了它免受地面轻武器的伤害。在斯大林的亲自过问下,战争期间伊尔2总共生产了惊人的36000架!伊尔-2是人类航空史生产数量最大的飞机之一,高产量是为了弥补其在战斗中同样高的损耗。伊尔-2并未使用大口径航炮,而是高速小口径机炮,最初是20毫米ShVAK,随后换装了威力更大的23毫米VYa航炮,它可以发射更大更高速的炮弹。1943年夏天,少数伊尔-2换装了37毫米NS-37炮,因为苏联认为德国装甲部队装备的坦克的顶部和后部装甲比较薄弱,23毫米航炮已经足够应付。之后45毫米,甚至57毫米口径的航炮相继开发出来。雅克-9K就有1门可以从桨毂中间发射的45毫米反坦克航炮。

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苏霍伊设计局的方案也值得一提。P·O·苏霍伊(P.O.Sukhoi)首先设计出的苏-6在与伊尔-2的竞争中失败,但这并未使苏霍伊气垒,他在1942年设计出长航程的双发强击机苏-8,作为对近程的伊尔-2机群的补充。苏-8是一种带有重装甲座舱的火力强大的飞机,可装备4门37毫米11P-37航炮或者2门45毫米OKB-16航炮(使用弹夹装填),4挺7.62毫米校射机枪安装在翼下。苏-8本有机会成为二战期间拥有当时世界上最强大齐射火力的飞机,但它最后终止在原型机阶段,并未量产,原因很简单——战争已经胜利在望,苏联空军已经不需要这种远程强击机了。苏-8的概念给了图波列夫灵感,图-2的第二架原型机图-2Sh装备一门75毫米炮,第三架则装备两门ShVAk20毫米机炮,两门37毫米NS-37机炮和两门45毫米NS-45机炮。可惜的是这些飞机最终并未投入量产。(未完待续)

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