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帖子主题:披肝沥胆铸战神——155毫米自行加榴炮崔万善总师访谈

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披肝沥胆铸战神——155毫米自行加榴炮崔万善总师访谈

记者:崔总您好,我们是《现代兵器》,非常感谢您能够接受我们的采访。在回顾PLZ-05式155毫米自行加榴炮研制历程之前,能否先为读者谈谈您是如何走上军工之路的?

崔总:我是南理工自动机械专业研究生,主要研究轻武器和火炮自动机部分。到202所之后,最先参加的就是4管25毫米自行高炮的供输弹系统的结构设计工作。后来,我又从4管25毫米自行高炮这个项目调去搞火炮计算机辅助设计这个预研课题。1994年11月,我作为国家的公派访问学者到法国学习一年,在法国贡比涅科技大学博士生院的机械系统教研室学习。1995年年底回国后,在大口径火炮研究室当主任,1997年开始接任PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的总师。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮是哪一年立项研制的?当时提出研制的背景是什么?

崔总:从20世纪80年代始,世界各军事强国竞相发展155毫米自行加榴炮。此期间,美、英、德、法、俄等国先后研发、装备了多种履带式155/152毫米自行加榴炮,如美国M109A6、英国AS90、德国PzH2000、法国AUFl、苏/俄2S19等。这些先进的自行加榴炮在射程、射速、反应速度、自动化程度、机动能力等性能方面均有大幅提高。当时,我军在役的大口径地面火炮主要是130毫米加农炮(牵引式)、152毫米加榴炮(牵引式)和152毫米自行榴弹炮、122毫米自行榴弹炮等。但是,这些型号的战斗性能落后于世界同类装备。为满足新时期军事斗争需求,1991年,我国开始立项研制155毫米自行加榴炮系统。同时,论证部门还论证确定了逐步以155毫米火炮取代上述在役装备的“以一代三”的中、长期换代发展思路。

PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的论证很有先进性、前瞻性,其目标就是要保证在进入21世纪的二三十年内,装备仍处於世界先进水平,并带动我国中、大口径火炮的中、长期发展。PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统于2015年批准设计定型,并开始批量生产至今。现在回头看,我们实现了当初的论证目标。

记者:上世纪90年代初引进的苏/俄技术对PLZ-05式155毫米自行加榴炮的研制产生了哪些影响?

崔总:俄方装备展示的时候,我们第一次接触到了2S19型152毫米自行加榴炮,发现它的供输弹系统设计非常出色,很适合我们40吨级的155毫米自行加榴炮。所以,我们倾向于研制一种类似于2S19的供输弹系统。不过,由于种种原因当时并没有引进2S19的供输弹系统技术,而是依靠我们自己的力量研制成功了155毫米自行加榴炮的供输弹系统。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的构成都包括哪些?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的组成包括自行加榴炮、弹药输送车、射击指挥车、炮兵侦察车、炮兵测地车、抢救抢修车、机械维修车、电子检测维修车、火炮保养工程车及训练模拟器等。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的主要作战使用包括哪些?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统是我陆军压制火力体系的主装备之一,用于实施远程火力压制和突击,以间瞄、直瞄射击方式打击目标(压制、摧毁敌地面指挥系统、武器系统、水面舰艇以及有生力量,封锁敌交通枢纽,破坏敌工程设施和后勤保障系统等重要目标等),威力大、自动化程度高、反应速度快、具备快速机动的自主作战能力和良好的战场生存能力,在我陆军炮兵地面压制火力体系中居重要地位。

155毫米自行加榴炮系统的连指挥车

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮的主要性能特征包括哪些?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮是我军新一代高水平的自行加榴炮,配备火控计算机和自主式定位导航系统(具有卫星定位接口),可以实现在炮兵机动阵地内的“自主作战”。该炮采用52倍口径长身管,可实现任意角全自动供输弹,随主炮研制两种杀爆榴弹。该炮的火力系统具有射程远、威力大、火力密集、纵深压制覆盖距离大等特点。该炮的火控系统以全自动操瞄模式为主工作方式,反应时间短,自动瞄准精度高、可实现射击过程的自动复瞄,因而具有自动化程度高、反应速度快、射击精度高等特点。该炮的底盘最大速度60千米/时,单位功率近18.9 马力/吨,柴油发动机功率800马力,台架耐久性考核可达900小时,并采用了液气-扭杆混合式悬挂,其越野能力与国外同类自行加榴炮相当。

各方面资料证明,PLZ-05式155毫米自行加榴炮的技术水平代表着我国大口径地炮的发展水平,它博取国际上各同类自行加榴炮之所长,已达到同类自行加榴炮的世界先进水平。其综合性能居国内领先,达到同类产品的国际先进水平,最大射程地面密集度和系统快速反应能力居国际领先。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的研制成功有何意义?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的研制成功,大幅度提升了压制 火炮的机械化和信息化水平,有效地提高了我军炮兵中远程压制能力,是我军第一代具备快速机动转移和自主作战能力的155毫米自行加榴炮,标志着我国拥有了具备快速机动转移和自主作战能力的自行加榴炮武器系统技术知识产权,填补了我军在这一装备上的空白,实现了我军大口径火炮主装备的跨越式发展,也带动了我国火炮技术及相关技术的发展,其技术已经被我军炮兵的多个型号研制所采用。作为“基型”产品,该型火炮也为我军155毫米口径火炮系列化产品发展奠定了基础。 记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的主要研制技术难度有哪些?

崔总:前面已经谈到,PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的指标论证富有前瞻性和先进性。然而,当时国内在这方面的基础尚很薄弱,缺少必要的技术积累,可供借鉴的成熟技术较少。又由于该项目的研制起点高于美国M109A6和俄罗斯2S19,而居世界领先水平的德国PzH2000技术对华封锁。因此,该项目没有“对外引进”技术作支撑,只能立足国内基础研制,和同期在研的其他引进技术项目相比,难度相对更大。

正因如此,PLZ-05的难点技术很多,需边做预研补课边搞型号研制。研制中,一些技术难点逐步得到解决,但又有一些新的、难度更大的综合性问题暴露出来,继而又要安排进一步的技术攻关研究。这样,就需不断地进行技术攻关,难点技术、关键技术攻关贯穿整个研制过程。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的研制过程中,是如何实现关键技术攻关的?

崔总:总结关键技术攻关,主要做了以下四方面的工作:

一是有预测性的超前安排技术攻关。

二是总体策划,系统决策,分阶段、分层级实施。

三是重视理论分析与试验验证相结合。

四是产学研相结合,建立有实力的“国家级”科研团队,充分发挥各承研单位的作用,优势互补,集思广益,科学决策。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的火力系统是如何研制的?

崔总:当时论证要求,火力系统的最大射程相比较于国外不降低,地面密集度要大幅度提高,而且身管寿命要达到国内最好的水平。由于射程、密集度、身管寿命这三者是强负相关的,所以要综合考虑,均衡三者的设计要求。

从大的设计思路上分析,我国在上世纪80年代从西方引进的布尔博士设计的GC45式155毫米火炮技术是不能用在PLZ-05上的。因为GC45的射击密集度水平低,远不能达到指标要求。该炮采用155毫米枣核弹,这种弹属于低阻弹,虽然有利于提高射程,但因其在空气飞行中对随机扰动的影响比较敏感,稳定性差。因此,我们为PLZ-05火力系统设计了圆柱弹。这种圆柱弹属于中低阻弹,敏感因子低,飞行稳定性相对较好,利于密集度的提高。但由于飞行阻力的增加,射程将受到影响。如果要保证最大射程相比较于国外不降低,最直接的办法就是增大膛压。但是,这将导致身管的烧蚀磨损增大,直接影响身管寿命。最后,我们决定采用52倍口径长度的身管,增加火药气体在膛内对弹丸的做功行程,从而保证了射程,也兼顾到了身管寿命的需要。

在具体设计过程中,我们系统论证,优化匹配设计参数,结合外弹道、内弹道、弹丸及火炮设计理论,做高马赫数段(M=2.2~2.8)的风洞试验与弹形优化研究、弹丸底部排气减阻研究,装药安定性与控制负压差研究,做火炮结构多刚体发射动力学分析研究、弹炮合膛机理研究,等等。

在深入研究的基础上,建立并逐步完善自行加榴炮发射动力学模型和射击密集度分析预测模型,对自行加榴炮总体(含炮 、弹、药)优化设计,对设计方案作多方案优选,确定了炮口缠度为20,身管长度为52倍口径,弹丸为中低阻弹形。

最终,设计出了这样一个较高水平的火炮弹药系统,其最大膛压低于GC45,弹丸初速却高于CG45,最大射程与之相当,最大射程地面密集度提高了20%(底凹弹提高20%,底排弹提高24%),身管寿命超过1000发。

这是建国以来,我们立足国内基础自主研制的第一门达到国际先进水平的完整的弹炮系统。

记者:请您介绍一下PLZ-05式155毫米自行加榴炮的自动供输弹系统。

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的自动供输弹系统是我国第一个具有任意射角自动供输弹、自动选弹种、自动抛/排壳功能的大口径自行加榴炮供输弹系统,其持续射速与最大射速居世界先进水平。

这里解释一下任意射角自动装填。PLZ-05式可以在高低射界的任何一个射角自动装填弹丸。而世界上许多自行加榴炮和坦克只能定角装填、定角抛壳,比如只能固定在10°角装填,在这个角度装好弹药后,调炮到需要射击的角度,射击完成后,再调炮到10°角完成抛壳,再装填。可想而知,这样的过程有许多无用的工作行程,影响了射速。

PLZ-05式的自动供输弹系统类似于工业机械臂系统,但比其有更恶劣的工作环境,运动速度高、动载荷大,必须保证在火炮射击时的强冲击振动工作环境下、在火炮全寿命周期内安全可靠工作。同时,涉及炮塔结构总体布局、火控复瞄速度与精度、全炮供电品质的稳定等。

在设计自动供输弹系统时,我们结合台架实验,总体规划弹药传输路径,系统优化时序控制流程;结合对机构的耦合动力学分析研究,提高摆弹臂机构与射角协调动作的到位一致性,提高机构在强冲击振动环境下工作的安全性、可靠性;与炮塔结构一体化设计,与火控、炮控一体化设计。

在整个自动供输弹系统的研制中,比较难忘的就是链式推弹机的技术攻关。链式推弹机最关键的设计就是一个特殊的链条,我们称之为柔性推杆。当推弹进膛时,这个链条就是一个刚性推杆,约2米长,它要在不到1秒的时间内把45千克的弹丸从静止状态推到每秒3~4米的速度并且实现卡膛。而当收回来的时候,链条又要从刚性状态恢复到柔性状态,并且储存到链盒里。在研制柔性推杆时,曾经1天断掉3根链条。为了攻克这个难关,我们反复研究、试验、琢磨,最后发现链节间的结构尺寸配合关系不当,使推弹头在工作中跳动幅度过大,与其他构件发生碰撞,从而导致推杆断裂。经改进设计,我们完满地解决了这个问题,并且实现了柔性推杆在推弹的同时将药筒排出炮塔的功能。

05式155毫米自行加榴炮将作为我国大口径火炮的主力,代替之前服役的122毫

米、130毫米、152毫米火炮

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的快速反应能力如何?

崔总:快速反应是现代战争的一个突出特点,因为这种能力既可不失战机的消灭敌人,又能有效提高自身的战场生存能力。对于自行加榴炮来说,装备的自动化是实现快速反应能力的基础。结合自动控制技术、计算机技术、无线通信数传等技术的应用,PLZ-05式火炮实现了操控自动化,并将其设计为主工作模式。PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统反应时间、行军/战斗转换时间均优于世界同类装备,居世界领先水平。

具体来说,这种自动化水平的体现又可分成两个主要部分:一个是自行加榴炮的瞄准控制的自动化,一个是供输弹系统的自动化。关于PLZ-05式的瞄准控制过程包括:自动传输作战命令,自动解算弹道诸元(含修正),??自动调炮到位、自动瞄准和射后的复瞄以及行/战自动转换和战/行自动转换,还有就是自动的在线检测等等。关于PLZ-05式的自动供输弹系统,我在前面已经做了介绍。具备了这两点,PLZ-05式可以完成从指挥到射击击发的全自动作战流程,具有很强的快速反应能力。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮配备的发动机性能如何?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮配备的8V150ZAL柴油机是以第三代主战坦克动力为基型的新型系列化动力装置,针对155毫米自行加榴炮底盘以及新型40吨级自行火炮基型底盘对动力的需求,在总体布置形式、经济性、可靠性等方面又提出了更高的要求。

考虑到自行加榴炮底盘需动力舱前置,气缸排列只能采用V 形 60°夹角,解决由此带来的二阶往复惯性力不平衡和因发火不均匀所引起的倾覆力矩问题,是攻关的主方向。发动机的研制也是很成功的。定型试验考核结果表明:在台架上达到了900小时耐久性试验考核,随整车行驶试验考核10000千米内,发动机不用大修。

记者:请您介绍一下PLZ-05式155毫米自行加榴炮武器系统的快速机动自主作战能力。

火炮的行军固定器

崔总:虽然我国在上世纪80年代曾研制了152毫米和122毫米自行加榴炮,但是这两种自行加榴炮只是等于把牵引火炮安装在履带底盘上,没有先进的火控系统,不能自主导航定位,也缺少快速反应能力,因而不具备自主作战能力,严格来说不具备现代自行加榴炮的特点。

自主作战是指一个火力单位(自行炮连或营)在较大范围的阵地区域内快速机动作战打击敌人、快速机动转移保护自己的作战模式,也就是“打完就走,转移再打”。自主作战完全打破了原炮兵以营、团为单位在战场上集中配置的传统作战模式,代之以连(乃至单炮)为单位的疏散性配置模式,而且是快速机动的,战场生存能力大大提高。

记者:从目前世界各国155毫米自行加榴炮的发展来看,今后PLZ-05式155毫米自行加榴炮将如何进行改进?

崔总:近5~10 年来,世界大口径火炮又有了新的发展,典型的装备、产品有:美国NLOS-C自行榴弹炮、德国“多纳尔”自行榴弹炮、俄罗斯“联盟”自行榴弹炮、瑞典“弓箭手”,等等。

纵观世界155毫米自行加榴炮的发展趋势,有其共性之处,例如继续提高火炮威力,包括射程、射速、精度等;也有其各自的发展特点,如美国155毫米自行加榴炮是紧紧围绕他们的全球战略方针在发展的,他们需要在全球快速投放运输,因而走了一个从M109A6到AFAS“十字军战士”,再到未来战斗系统NLOS-C,最后改进发展M109A7 PIM。德国重在技术的先进性和外贸市场开拓。上世纪末,德国研制的PzH2000已是世界领先水平,近年来还发展了配备全自动无人炮塔的轻型“多纳尔”自行榴弹炮。俄罗斯“联盟”自行加榴炮最初展示的是双管型,近期阅兵展示的则是单管型,估计复杂的供输弹系统的可靠性问题和炮塔内部结构布局问题是他们从双管型回归到单管型的主要因素之一。

那么,我国大口径火炮后续的发展道路应是如何呢?我感觉,经过20多年的努力,我国的大口径火炮已经站在了世界先进之列,我们后续的发展思路也应有所转变,从以前的“紧跟世界前沿”向“长远发展的先进性和当前部队的实战性相结合,二者并重”转变。所谓长远发展的先进性,就是要继续关注世界前沿技术的发展,例如智能弹药、无人炮塔、外推式弹道修正等技术,为我们的中长期发展奠定基础。所谓当前部队的实战性,就是充分重视近年来大口径火炮研制中发现的问题,以及现阶段装备在部队使用中出现的问题,并尽快攻关解决之。例如,PLZ-05式155毫米自行加榴炮与后续立项研制的制导弹药之间的弹炮适配性技术,以及现役装备的可靠性提升技术,等等。研究解决这一类问题,既可以迅速提高部队的实战战斗力,又可以为后续的装备发展提供必要的技术保障。这样一个发展思路,或许在后续的5~10 年(甚至更长一个时期)都有更为实际的指导意义。

记者:参加此次阅兵的是PLZ-05A式155毫米自行加榴炮,请问该炮相比PLZ-05式155毫米自行加榴炮,都有哪些改进之处?155毫米火炮家族是否还会有新成员?

崔总:PLZ-05A式155毫米自行加榴炮是PLZ-05式的数字化改进型,其核心是对武器平台进行信息化改进并提高可靠性,以满足我军数字化部队建设的需求。

关于国内155毫米火炮家族的发展,我感觉发展空间还很大,火炮的车载式、APU牵引式、超轻型式都有发展需求,智能弹药的发展需求更大。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮的技术水平与PzH2000相比如何?

崔总:PLZ-05式155毫米自行加榴炮就总体技术水平来看,在世界上仅次于PzH2000,而与其他国内外同类装备相比,都有某一方面的优势或全面超越。 记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮如何实现多发同时弹着?

崔总:多发同时弹着这一射击能力在20年前算是比较先进的技术,在今天看来就很普遍了,PLZ-05式155毫米自行加榴炮也具备。

多发同时弹着的原理也不复杂。比如,我们现在要射击20千米外的一个目标,经弹道解算,我们选择飞行时间最长的装药号发射第1发弹;然后我们再减少装药,调整射角发射第2发弹,第2发弹的装填时间加上飞行时间正好等于第1发弹的飞行时间;最后,我们再用类似的办法发射第3发弹,第3发弹的装填时间加上飞行时间再加上第2发弹的装填时间,正好也等于第1发弹的飞行时间。这样,3发弹就可以几乎同时到达目标区,从而使得即便是1门火炮也能够打出最大的火力密度。

要实现这一能力,首先,火控系统要能够精确计算弹丸飞行时间并选择与之匹配的装药号,其次,弹药装填速度要快,必须配备自动化的供输弹系统。PLZ-05装填一发弹药只需要8~9秒,完全可以满足射速要求。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮共有几名乘员?如何分工?

崔总:一共有5名乘员,分别是炮长、瞄准手、驾驶员、供弹手、装药手。车长负责对外联系、对内指挥,操控炮长任务终端(弹道解算、定位定向、收发报文等),以及使用周视观察镜对周围的地形地貌等情况进行观察。瞄准手负责火炮的击发、直瞄射击,以及手动和半自动操炮,因此他的战位上配备有直瞄镜和间瞄镜。此外,瞄准手还要通过面板时刻监视系统是否工作正常。供弹手主要负责操控供输弹系统的操作面板,他的工作是相对最轻松的。装药手负责拿取药筒。工作时,装药手要从药筒架上把药筒拿下来,放到托药盘上,然后按动装药到位按钮,托药盘就会把药筒自动装填入膛。驾驶员负责驾驶车辆及操控驾驶员任务终端。

火炮的炮口测速雷达

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮的炮塔内有没有采取安全措施?

崔总:这是非常重要的。我们在PLZ-05式155毫米自行加榴炮的炮塔内部设计上充分考虑了乘员的安全性。例如,我们采用了炮塔吊篮设计,而且炮闩后坐复进动作都是在一个半封闭式的方舱内完成。射后抛出的药筒也由方舱下部的V形槽排出炮塔之外。方舱是一个长方形的框架,乘员都在框架外,与火炮的后坐复进部分完全隔离开;与射后抛出的高温药筒完全隔离开,从而保证了乘员们的安全。此外,方舱框架还承载了供输弹系统的托药盘、装弹摇臂以及链式推弹机等部分,下部还有把药筒排出炮塔外的导槽,侧面设有监测炮闩后坐距离的标尺。

记者:PLZ-05式155毫米自行加榴炮为何还在使用药筒装药?

崔总:因为无论药筒装药、药包装药,还是模块装药,就其内弹道性能而言是没有本质差异的。至于我国仍然在使用药筒装药,这主要是由历史原因造成的。建国初期开始,我们就引进苏联的装备与技术,故药筒装药技术一直沿用至今。

事实上,我们现在也在跟踪模块装药技术。如果要搞无人炮塔,那么采用模块装药就是必要条件之一。

记者:俄罗斯“联盟”-SV和德国“多纳尔”是目前世界上仅有的两种无人炮塔大口径自行加榴炮,您对大口径无人炮塔这一技术怎么看?

崔总:就我国的国情来看,到底要不要采用大口径无人炮塔是有争论的,不能因为德国和俄罗斯研制了大口径无人炮塔自行加榴炮,我们也要跟着搞。一要看我们的需求,二是要看我们的技术储备能不能达到要求。如果要研制大口径无人炮塔,可靠性一定要达到更高的水平和要求。因为大口径无人炮塔内一定不会给乘员留有空间,否则,无人炮塔的意义就不存在了。这样一来,如果可靠性上不去,一旦炮塔内的设备出现故障,其带来的麻烦可能还不如采用有人炮塔。所以,从部队的实战性考虑,无人炮塔的意义就值得商榷了。

但另一方面,我们也不是完全排斥大口径无人炮塔技术,我们也在做这方面的跟踪研究。

记者:未来大口径自行加榴炮的发展方向是什么?

崔总:首先,大口径自行加榴炮的作战使命可能不再仅限于二线武器,而是有可能伴随装甲部队实施正面突击,这样就需要在提高直瞄射击的毁伤效率和装甲防护方面做必要和相应的改进完善。

其次,大口径自行加榴炮的多功能化也会是一个新的发展方向,我们已经有了这方面的尝试,比如120毫米迫榴炮和155毫米加榴炮,都是两种火炮特点的结合。如果能够把通过探索新的毁伤模式,例如软毁伤模式,把中大口径的功能拓展到防空和末端防御领域,即把目前火炮的防空有效作用距离、高度拓展至十几千米,其实战意义就相当大了。这是新的跨越,是一个值得探索的发展方向。

(编辑/笔啸)

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      2015/12/15 15:24:20

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