鈦合金為王

張珊珊

M777廣泛采用輕金屬材料，其大架、射擊坐盤、搖架、鞍部、駐鋤、車輪輪轂等28個(gè)部件均用熔模精密鑄造鈦合金材料制作，是第一種采用熔模精密鑄造鈦的陸基系統(tǒng)，駐退機(jī)用鋁合金制作。只有身管和一些聯(lián)結(jié)部件是鋼材制品。

全炮共使用了960千克鈦合金材料，占全炮重的25.63%。M777火炮比M198榴彈炮輕3000多千克，僅是瑞典 FH77榴彈炮的三分之一。這是因?yàn)橹圃焐淘谠囼?yàn)、比較了金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬?gòu)?fù)合材料和玻璃纖維增強(qiáng)材料等結(jié)構(gòu)材料后認(rèn)為，鈦合金材料技術(shù)成熟，具有剛性好、抗腐蝕性能好等特點(diǎn)，因此決定采用鈦合金材料。

M777的基本結(jié)構(gòu)

M777的結(jié)構(gòu)大致可分為兩大部分：起落部分（炮身、搖架、反后坐裝置、平衡機(jī)）和炮架部分（上架、下架、高低機(jī)、方向機(jī)、炮輪懸掛裝置），這兩大部分可快速分解，分別運(yùn)載、吊運(yùn)。

◎炮身

M777的炮身是由美國(guó)陸軍野戰(zhàn)炮兵的現(xiàn)役M109A6式“帕拉丁”155毫米履帶式自行榴彈炮的M284炮身改進(jìn)而來，內(nèi)彈道性能不變。炮閂仍采用斷隔螺式炮閂。閂體上有人工底火裝填裝置。該炮閂由布置在上架右側(cè)的桿狀閂柄通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)向上開啟。輸彈機(jī)在炮閂后面。身管中間有一段平面部分，以保持身管在搖架前支撐面上平穩(wěn)滑行。炮口制退器效率為30%，上面安置有牽引桿，牽引桿所承受的向下力為140千克。

◎搖架及反后坐裝置

搖架由四根鈦合金材料的高壓容器管件組成，用一些連接部件呈矩形布置。緩沖復(fù)進(jìn)機(jī)裝在搖架框內(nèi)，與搖架結(jié)合成一體，緩沖復(fù)進(jìn)機(jī)具有后坐緩沖和復(fù)進(jìn)兩種功能，其貯能器位于搖架上部。兩個(gè)鋁制平衡機(jī)筒分別在搖架體兩側(cè)，一端連接搖架中部，另一端與炮架相連。搖架耳軸離地高度僅為650毫米。最大后坐長(zhǎng)度為1.4米，這樣有利于射擊時(shí)保持穩(wěn)定。

◎上架

上架活動(dòng)連接在下架上，上面有高低機(jī)、方向機(jī)及耳軸。高低機(jī)和方向機(jī)均為人工操作，配有高低機(jī)手輪和方向機(jī)手輪。火炮高低射界為-5～+70度，方向射界為左右各22.5度。高低機(jī)筒一端呈“T”型，連接在搖架體腹部，另一端的連接叉安裝在上架底部突起部。其工作原理是：旋轉(zhuǎn)高低機(jī)手輪通過一組傳動(dòng)螺桿傳動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)滾柱旋轉(zhuǎn)，使方向螺桿伸長(zhǎng)或縮短，以達(dá)到改變高低角的目的。方向機(jī)較簡(jiǎn)單，由方向手輪和方向緩沖部件、傳動(dòng)齒輪和以傳動(dòng)齒輪相嚙合的上架齒盤組成。

◎下架

下架包括下架體、前置大架、后置大架、牽引輪懸掛系統(tǒng)、液壓制動(dòng)緩沖裝置。下架體基本為圓盤狀，射擊狀態(tài)時(shí)直接貼于地面。兩個(gè)前置大架鉸接在下架體前部座位上，可以向兩側(cè)折疊。前置大架用于抵消火炮射擊時(shí)的傾覆力矩。兩個(gè)后置大架比較短，固定在下架體后部。后駐鋤用一種液壓制動(dòng)緩沖裝置固定在大架尾部，這種裝置可減緩炮架向后的力矩，以曲線反后座裝置相配合，可以極大地降低射擊時(shí)巨大后坐力對(duì)火炮的影響。早期的XM777的液壓制動(dòng)緩沖裝置布置在大架上部，經(jīng)過測(cè)試后改進(jìn)，以后的M777液壓制動(dòng)緩沖裝置已布置在大架下部。

二戰(zhàn)后的牽引式榴彈炮大多采用開架和駐鋤來確保射擊的穩(wěn)定性，而這就需要大架有足夠的長(zhǎng)度和重量，以平衡炮身重量。M777采用了落地式的前轉(zhuǎn)炮架，配合4個(gè)裝于炮架周圍的伸縮式支撐臂，展開時(shí)炮架著地，緊貼地面。這種設(shè)計(jì)能將射擊時(shí)的后坐力直接傳入地面，因此炮架重量得以減輕。由于落地式炮架耳軸較低，也增加了射擊的穩(wěn)定性。盡管之前也有不少大口徑榴彈炮采用落地式炮架，比如，俄羅斯的D30式122毫米榴彈炮等，但由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，行軍與戰(zhàn)斗狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，需要進(jìn)行主輪和駐鋤的拆裝或升降。程序復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)，因而未得到認(rèn)可。但是，M777依靠液壓升降機(jī)械代替人力，解決了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。從行軍轉(zhuǎn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)時(shí)，M777的4個(gè)腳架會(huì)分別向前、后方水平展開，并自動(dòng)進(jìn)行水平校正與鎖定。而2個(gè)主輪的轉(zhuǎn)臂式液壓懸掛系統(tǒng)則會(huì)將輪胎向上揚(yáng)起，主輪還可作為火炮調(diào)整水平方位時(shí)的支點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)新穎

M777式155毫米輕型牽引榴彈炮在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)，大架呈現(xiàn)少見的X型。搖架由四個(gè)外伸的鈦合金管組成，耳軸和兩個(gè)鋁制氮?dú)馔捕佳b在它的后部。液壓氣動(dòng)式反后坐裝置的設(shè)計(jì)也比較新穎，為了使火炮保持射擊時(shí)的穩(wěn)定性，一方面利用兩個(gè)前置的大架穩(wěn)固地支撐著火炮，抵消火炮在發(fā)射時(shí)所產(chǎn)生的傾覆力矩，另一方面該系統(tǒng)采用了長(zhǎng)后坐（最大后坐長(zhǎng)度為1.4米）和低耳軸（耳軸的高度僅為650毫米）的方式使后坐力向下轉(zhuǎn)移并直接傳到地面，從而最大限度地減小了傾覆力矩。該炮的炮架沒有底板，行軍時(shí)支撐在兩個(gè)炮輪上，兩個(gè)炮輪在必要時(shí)還可作為火炮的支點(diǎn)。鞍型安裝部由鈦合金制成，蝸桿式高低機(jī)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的方向機(jī)都裝在它的左側(cè)，因此瞄準(zhǔn)手在左側(cè)進(jìn)行操作瞄準(zhǔn)。目前，M777安裝的是手動(dòng)裝填系統(tǒng)，自動(dòng)裝填機(jī)正在研制之中。該炮是通過炮口牽引的，牽引環(huán)與炮口制退器連為一體。

由于鈦的價(jià)格比較貴，在研制該炮時(shí)要盡可能合理、高效地利用鈦合金材料，因此一些部件具有兩種功能，甚至具有多種功能。例如，搖架的四個(gè)管式組件都是按高壓容器的要求制造的。因此它既可以作為搖架的一個(gè)組成部分，同時(shí)又可作為平衡機(jī)和反后坐裝置的一部分，具有緩沖后坐和控制復(fù)進(jìn)的功能。又如液壓氣動(dòng)式懸掛裝置，也可作為液壓千斤頂使用。

M777一方面通過其獨(dú)特的設(shè)計(jì)大大減輕了重量，但同時(shí)對(duì)該炮的射程、精度、穩(wěn)定性以及耐久性又不產(chǎn)生影響。M777與M198榴彈炮的彈道性能相同，除能發(fā)射所有現(xiàn)在使用的155毫米彈藥外，還能發(fā)射更加先進(jìn)的155毫米彈藥。發(fā)射普通榴彈時(shí)最大射程24.7千米，發(fā)射火箭增程彈時(shí)可達(dá)30千米，當(dāng)用發(fā)射模塊式裝藥系統(tǒng)的M982“神劍”GPS/慣性導(dǎo)航增程制導(dǎo)炮彈時(shí)，最大射程可以達(dá)到40千米。M777的射擊精度與現(xiàn)有火炮相比也有很大的提高，如對(duì)25千米左右的目標(biāo)發(fā)射普通榴彈時(shí)，可命中150米范圍內(nèi)的目標(biāo)。對(duì)10千米距離上的目標(biāo)進(jìn)行射擊時(shí)，命中精度則可以達(dá)到50米。配用“神劍”制導(dǎo)炮彈，其命中精度（圓概率偏差）可以達(dá)到10米以內(nèi)。在最小射程方面，由于M777炮架較為低矮，因而擁有比同口徑傳統(tǒng)牽引榴彈炮更好的性能，最小射程在2700米到3700米之間，炮班人員可利用光學(xué)瞄準(zhǔn)進(jìn)行直瞄射擊。

M777的炮架可承受88千米/小時(shí)的公路最大牽引速度，以及50千米/小時(shí)的越野牽引速度。在戰(zhàn)斗狀態(tài)時(shí)，M777炮身俯仰范圍從-5度到+70度，整體構(gòu)型相當(dāng)?shù)桶o湊。一門M777由9人操作，必要時(shí)5人就能操作。

M777重量輕、精度好、操作簡(jiǎn)便，可全天時(shí)、全天候使用，為城區(qū)、叢林及山地作戰(zhàn)的步兵提供火力支援。在陸上機(jī)動(dòng)時(shí)，可用2.5噸～5噸卡車長(zhǎng)途牽引行軍，也可用吉普和“悍馬”越野車短途牽引行進(jìn)，還可以用多種運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)運(yùn)輸。

根據(jù)美軍的試驗(yàn)記錄，M777適于各種飛機(jī)空運(yùn)：一架C-5B和C-17型大型運(yùn)輸機(jī)可分別空運(yùn)12門和6門，一架C-141和C-130型運(yùn)輸機(jī)可分別空運(yùn)4門或3門，一架C-160型運(yùn)輸機(jī)可空運(yùn)1門；可用新型MV-22型運(yùn)輸機(jī)和CH-53D、CH-47D、AS532、UH60L等直升機(jī)實(shí)施空中吊運(yùn)，還可分解成兩大部分用輕型直升機(jī)分別吊運(yùn)。美國(guó)與加拿大均將M777部署至阿富汗，為聯(lián)合部隊(duì)提供火力支援，執(zhí)行任務(wù)期間，利用直升機(jī)吊運(yùn)M777，這使其具備巨大的作戰(zhàn)靈活性，使該炮成為在阿富汗等條件苛刻的環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的理想武器系統(tǒng)。