國(guó)外大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)研究

邱群先，李 翔，高 博，劉大慶，李亮亮

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所，河南 鄭州 450015)

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和高新技術(shù)的逐步應(yīng)用，大口徑艦炮的精度、性能、威力以及遠(yuǎn)程精確打擊能力均有了較大程度的提高。大口徑艦炮具有射速高、反應(yīng)快、攜彈量大、持續(xù)作戰(zhàn)能力強(qiáng)、攔截近限小、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用效費(fèi)比高等突出優(yōu)點(diǎn)，已成為歐美海軍強(qiáng)國(guó)水面戰(zhàn)斗艦艇對(duì)岸打擊、登陸火力支援，以及應(yīng)對(duì)低強(qiáng)度海上沖突不可缺少的重要武器裝備[1]。

大口徑艦炮遂行其使命任務(wù)，需要有相應(yīng)的艦上彈藥保障技術(shù)的支撐。歐美海軍強(qiáng)國(guó)大口徑艦炮技術(shù)的不斷進(jìn)步，推進(jìn)大口徑艦炮彈藥在艦上儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的不斷進(jìn)步。從早期的碼垛式、人力型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)模式，到美國(guó)最新的全程自動(dòng)化艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)模式，體現(xiàn)出艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)具有鮮明的與大口徑艦炮使命任務(wù)匹配的特點(diǎn)，以及與時(shí)代技術(shù)水平匹配的特點(diǎn)。反過(guò)來(lái)，不同的艦上彈藥保障技術(shù)模式，或者艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的先進(jìn)與否，都深刻影響著大口徑艦炮遂行使命任務(wù)的能力。同時(shí)，海軍作戰(zhàn)艦艇的不斷發(fā)展，為大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的不斷發(fā)展提供了良好條件。因此，梳理國(guó)外海軍強(qiáng)國(guó)大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于我國(guó)艦炮技術(shù)的全面進(jìn)步具有積極意義。

1 國(guó)外大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的現(xiàn)狀

127 mm艦炮是美歐廣泛裝備的大口徑艦炮，美國(guó)、意大利兩國(guó)對(duì)其進(jìn)行著持續(xù)不斷地改進(jìn)設(shè)計(jì)，有著非常優(yōu)越的技術(shù)水平。其艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)現(xiàn)狀（見(jiàn)圖1和圖2）也是當(dāng)今世界大多數(shù)國(guó)家海軍大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的現(xiàn)狀。具體模式是將帶有包裝筒的彈藥箱在碼頭，或通過(guò)補(bǔ)給艦橫向、垂直補(bǔ)給模式吊裝到艦面甲板，艦員人力將帶有彈藥的包裝筒從彈藥箱中取出，通過(guò)甲板開(kāi)口，利用升降設(shè)備將包裝筒補(bǔ)給到彈藥艙，艦員利用人力或半自動(dòng)設(shè)備將全部包裝筒碼放在彈藥艙內(nèi)的彈藥架上。訓(xùn)練或作戰(zhàn)時(shí)，艦員再以人力或半自動(dòng)模式將彈藥包裝筒從彈藥架上搬運(yùn)到指定位置，艦員拆開(kāi)包裝筒，將彈藥取出，借助輔助機(jī)械將彈藥放入下?lián)P彈機(jī)下彈位，利用下?lián)P彈機(jī)的自動(dòng)功能最后將該發(fā)彈藥上揚(yáng)到艦炮供彈系統(tǒng)，如此循環(huán)直到滿足供彈系統(tǒng)所需要的裝填彈藥發(fā)數(shù)。同時(shí)將空包裝筒碼放到彈藥架上。待供彈系統(tǒng)上的彈藥消耗完后，根據(jù)作戰(zhàn)指令，再由彈藥艙艦員二次進(jìn)行彈藥從包裝筒中的抽取、補(bǔ)入下?lián)P彈機(jī)等流程。這種艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)可以稱之為“全程人力型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體”，其流程見(jiàn)圖3。

這種艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)是當(dāng)前大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)的典型模式，嚴(yán)重依賴艦員，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，缺點(diǎn)明顯：

1）不符合美歐海軍日益重視的綜合保障性要求。彈藥從基地彈藥庫(kù)補(bǔ)給到艦艇彈藥艙，需要對(duì)包裝筒的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝、拆卸、分離等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行保障，花費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力；

2）隨著彈藥技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，彈藥的尺寸、重量會(huì)顯著增加，即便彈藥艙具有將彈藥從包裝筒中取出的物理空間，但會(huì)明顯加重艦員的勞動(dòng)強(qiáng)度；

3）在搖擺的艦艇彈藥庫(kù)拆檢彈藥、補(bǔ)給到下?lián)P彈機(jī)戰(zhàn)位，可能會(huì)因各種意外因素發(fā)生彈藥跌落、靜電接觸的機(jī)會(huì)，其潛在的安全隱患不容忽視；

4）全程人力模式制約了大尺寸彈藥艦上儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展。

圖 1 MK45 127 mm艦炮與奧托127 mm艦炮人工下?lián)P彈機(jī)裝填彈藥Fig. 1 Loading ammunition to hoist by manual labor for MK45 navy gun and OTO 127 navy gun

圖 2 一種典型的艦炮艦上碼垛式彈藥堆放架Fig. 2 One typical pallet stack of ammunitions on ship for navy gun

圖 3 全程人力型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體流程圖Fig. 3 The overall flow diagram of fully manpowered magazine

2 國(guó)外大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的發(fā)展

近年來(lái)，大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)發(fā)生了深刻變化，歐美國(guó)家的海軍認(rèn)識(shí)到了傳統(tǒng)彈藥艦上儲(chǔ)運(yùn)帶來(lái)的艦員勞動(dòng)強(qiáng)度大、影響大口徑艦炮持續(xù)火力打擊能力等問(wèn)題，發(fā)展為自動(dòng)化的艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)成為新的需求。

俄羅斯雙130 mm艦炮3個(gè)彈鼓與供彈系統(tǒng)連接，提供180發(fā)彈藥（見(jiàn)圖4），為保證持續(xù)打擊能力，在艦首和艦尾設(shè)計(jì)了自動(dòng)化彈庫(kù)，分別存放1 000發(fā)和800發(fā)彈藥，并專門(mén)設(shè)計(jì)有彈鏈?zhǔn)阶詣?dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，大大降低了彈藥艙內(nèi)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度[2]，提高了AK-130艦炮的持續(xù)打擊能力。

圖 4 俄羅斯雙130 mm艦炮中間艙補(bǔ)彈系統(tǒng)Fig. 4 The reloaded ammunition system of Russian AK-130 mm navy gun

美國(guó)現(xiàn)役127 mm艦炮彈藥庫(kù)（見(jiàn)圖5）中使用的是一種彈藥庫(kù)堆垛碼放與彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)相結(jié)合的一種半自動(dòng)化彈藥儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)。法國(guó)緊湊型100 mm艦炮的主補(bǔ)彈鏈（見(jiàn)圖6）用來(lái)存儲(chǔ)常規(guī)彈，根據(jù)艦艇彈庫(kù)空間的大小來(lái)確定容納多少發(fā)彈藥，可選擇42發(fā)、66發(fā)和90發(fā)。一種典型的自動(dòng)化彈庫(kù)如圖7所示。

具體模式是將帶有包裝筒的彈藥箱在碼頭，或通過(guò)補(bǔ)給艦橫向、垂直補(bǔ)給模式吊裝到艦面甲板，人工輔助將帶有包裝筒的彈藥從彈藥箱中取出，艦員將彈藥逐發(fā)從包裝筒中取出，借助輔助機(jī)械將彈藥放入自動(dòng)化彈庫(kù)伸到艦面甲板的補(bǔ)彈裝置上，補(bǔ)彈裝置通過(guò)自動(dòng)流程將單發(fā)彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)到自動(dòng)化彈庫(kù)中，如此循環(huán)直到甲板面上的所有彈藥被裝入艦炮自動(dòng)化彈庫(kù)中。然后由自動(dòng)化彈庫(kù)對(duì)艦炮供彈系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)彈。待供彈系統(tǒng)上的彈藥消耗完后，根據(jù)作戰(zhàn)指令，再由自動(dòng)化彈庫(kù)完成向供彈系統(tǒng)的補(bǔ)彈流程。這種更自動(dòng)化的艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體或自動(dòng)化彈庫(kù)可稱之為“艦面人力艙內(nèi)自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體”，其流程如圖8所示。

圖 5 美國(guó)127 mm艦炮彈藥儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)Fig. 5 The magazine of MK45 127mm navy gun

圖 6 法100 mm艦炮彈藥儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)Fig. 6 The magazine of single 100 mm navy gun

圖 7 一種典型的裸彈自動(dòng)化彈庫(kù)Fig. 7 One typical magazine for naked ammunitions

圖 8 艦面人力艙內(nèi)自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體流程圖Fig. 8 The overall flow diagram of semi-automatic magazine

這種發(fā)展中的自動(dòng)化艦上彈藥總體儲(chǔ)運(yùn)模式較前述的全程人工型儲(chǔ)運(yùn)模式進(jìn)步明顯，艦員勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低，彈庫(kù)內(nèi)的彈藥儲(chǔ)備量能夠確保艦炮施行一次任務(wù)時(shí)的持續(xù)打擊能力。

然而，這種自動(dòng)化艦上彈藥總體儲(chǔ)運(yùn)模式在彈藥艦面轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)仍然嚴(yán)重依賴艦員，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在一定缺點(diǎn)：

1）與歐美海軍日益重視的綜合保障性要求仍然有一定差距。

2）艦員在艦艇甲板面作業(yè)時(shí)工作量太大，易受作業(yè)時(shí)海上環(huán)境影響，存在過(guò)多人彈接觸帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)；

3）自動(dòng)化彈藥儲(chǔ)運(yùn)以彈鏈平臺(tái)為基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)供彈，彈庫(kù)中所有彈藥或同時(shí)運(yùn)動(dòng)、或模塊運(yùn)動(dòng)，能耗較大。

4）高密度儲(chǔ)運(yùn)對(duì)更換彈種的管理稍嫌不足，在普通彈與信息化彈藥之間切換流程復(fù)雜。

3 大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

在發(fā)展自動(dòng)化彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的同時(shí)，美國(guó)海軍根據(jù)其“由海到岸”戰(zhàn)略要求，針對(duì)其艦艇編隊(duì)遠(yuǎn)離碼頭基地的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)目標(biāo)國(guó)家瀕海地區(qū)的干涉，并與美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)共同提出了“艦到目標(biāo)機(jī)動(dòng)”的作戰(zhàn)方式。為此美國(guó)海軍根據(jù)自身戰(zhàn)術(shù)需求和雄厚財(cái)力，制定了雄心勃勃的AGS 155 mm先進(jìn)艦炮系統(tǒng)計(jì)劃，配置了以儲(chǔ)運(yùn)模塊為基本單元的模塊化自動(dòng)化彈庫(kù)[3]（見(jiàn)圖9）。

圖 9 美國(guó)AGS配置的模塊化自動(dòng)化彈庫(kù)Fig. 9 The fully automated magazine of Advanced Gun System

模塊化自動(dòng)化彈庫(kù)是AGS最具特色的組成部分，具有儲(chǔ)存、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)等功能接口，所有儲(chǔ)運(yùn)模塊分2層碼布置在自動(dòng)化彈庫(kù)中。彈庫(kù)一側(cè)設(shè)置有2個(gè)儲(chǔ)運(yùn)模塊提升機(jī)，上部直通艦艇甲板，下部與上下層彈庫(kù)相連。整個(gè)彈庫(kù)可容納300發(fā)或更多的LRLAP彈藥，供彈率與155 mm艦炮發(fā)射率相匹配。合格的彈藥出廠時(shí)直接放置在儲(chǔ)運(yùn)模塊中，戰(zhàn)備時(shí)可碼頭補(bǔ)給，也可以戰(zhàn)斗時(shí)直升機(jī)垂直補(bǔ)給。儲(chǔ)運(yùn)模塊補(bǔ)給到艦面開(kāi)始即被自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)到艙內(nèi)的自動(dòng)化彈庫(kù)內(nèi)，可迅速形成戰(zhàn)斗力。整個(gè)補(bǔ)給過(guò)程和供彈過(guò)程無(wú)人力干預(yù)，真正體現(xiàn)了現(xiàn)代軍事變革中強(qiáng)調(diào)的保障有力的理念，最大限度地體現(xiàn)了模塊化造船、模塊化艦炮的設(shè)計(jì)思想，減少了在船廠的安裝調(diào)試周期和費(fèi)用。最為重要的是這種設(shè)計(jì)思想滿足了遠(yuǎn)海、瀕海作戰(zhàn)時(shí)大口徑艦炮對(duì)彈藥的需求，代表著一種遠(yuǎn)海作戰(zhàn)、攻防兼?zhèn)涞拇罂趶脚炁趶椝巸?chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。這種最新發(fā)展的自動(dòng)化彈藥儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)可稱之為“全程自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體”，其流程見(jiàn)圖10。

這種自動(dòng)化艦上彈藥總體儲(chǔ)運(yùn)模式在特定戰(zhàn)略條件下形成，具有如下特點(diǎn)：

1）在遠(yuǎn)?；?yàn)l臨敵近海作戰(zhàn)時(shí)，可保持大口徑艦炮的持續(xù)打擊能力；

2）對(duì)大口徑艦炮的彈藥，尤其是信息化彈藥，從儲(chǔ)存、運(yùn)輸、艦上轉(zhuǎn)運(yùn)等各環(huán)節(jié)一體設(shè)計(jì)，彈藥的綜合保障性優(yōu)良。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)外大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)的梳理，可以得出以下幾條粗淺結(jié)論，希望對(duì)發(fā)展我國(guó)大口徑艦炮艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體技術(shù)能有一定借鑒：

1）全程人力型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體模式嚴(yán)重依賴艦員，制約著大口徑艦炮的持續(xù)打擊能力，勢(shì)必會(huì)逐步淘汰；

2）艦面人力艙內(nèi)自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體模式，在海軍近海防衛(wèi)作戰(zhàn)或有大量艦艇協(xié)同作戰(zhàn)時(shí)，仍然具有較強(qiáng)生命力；

3）全程自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體模式，適合海軍遠(yuǎn)海作戰(zhàn)、瀕海作戰(zhàn)、獨(dú)立作戰(zhàn)，具有強(qiáng)大的進(jìn)攻能力。

圖 10 全程自動(dòng)型艦上彈藥儲(chǔ)運(yùn)總體流程圖Fig. 10 The overall flow diagram of fully automated magazine

[1]邱志明, 孫世巖, 易善勇, 等. 艦炮武器系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 艦船科學(xué)技術(shù), 2008, 30(4): 21–26.QIU Zhi-ming, SUN Shi-yan, YI Shan-yong, et al. Research on development of shipboard gun weapon system technology[J].Ship Science and Technology, 2008. 30(4): 21-26.

[2]劉子銘. 某型艦炮單元式儲(chǔ)運(yùn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及相似性能研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2011.LIU Zi-ming. Mechanism design and similar property research on the unit storage ang transport agency of some navy gun[D].Harbin: Harbin Engineering University, 2011.

[3]李永輝. 大口徑艦炮雙層立體彈庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué), 2011.LI Yong-hui. Study on the transfer technology of double-layer stereoscopic magazine of the large caliber naval gun[D]. Harbin:Harbin Engineering University, 2011.