火箭炮與身管火炮綜合對比研究

胡光宇, 胡隆基, 樵軍謀

(1.中國人民解放軍63961 部隊，北京 100012；2.陸軍裝備項目管理辦公室，北京 100012；3.西北機(jī)電工程研究所，陜西 咸陽 712099)

自20世紀(jì)末以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、戰(zhàn)場環(huán)境和目標(biāo)特征的變化，炮兵的作戰(zhàn)任務(wù)也發(fā)生了根本性的變化，由壓制、支援為主，直接火力打擊為輔，轉(zhuǎn)變?yōu)閴褐?、支援和直接火力打擊并舉。在戰(zhàn)術(shù)使用需求上，除了需要多門火炮能同時對面積目標(biāo)飽和打擊外，還要求火炮具備全縱深對點目標(biāo)或小幅員目標(biāo)的打擊能力。面對這種新形式，火箭炮和身管火炮作為炮兵火力的兩種骨干平臺，世界各軍事強(qiáng)國都在積極為之探索新的發(fā)展途徑，以便更好地適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求。其中，火箭炮作為壓制武器的后起之秀，充分利用口徑寬約束的儲運發(fā)箱、衛(wèi)星定位導(dǎo)航和制導(dǎo)技術(shù)，并結(jié)合火箭炮發(fā)射、火箭彈飛行過載低的特點，在口徑、射程和精度等多方面實現(xiàn)突破，火箭炮已發(fā)展成為陸軍遠(yuǎn)近程打擊、集面打擊、小幅員打擊、點打擊以及巡飛攻擊于一體的全縱深多功能火力打擊平臺，顯示出快速發(fā)展的勢頭[1]。身管火炮作為傳統(tǒng)經(jīng)典火力武器，也從未停止發(fā)展步伐，充分利用彈道修正、制導(dǎo)和増程等新技術(shù)，射擊精度、射程也不斷提高，但是受火炮質(zhì)量大、發(fā)射過載大，口徑約束嚴(yán)格，彈丸飛行過載大、轉(zhuǎn)速高的限制，總體發(fā)展緩慢。因此，火箭炮和身管火炮誰更能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求，未來誰更具有發(fā)展?jié)摿Φ?，是業(yè)界普遍關(guān)心的問題。

火箭炮是以推進(jìn)劑為能源，利用推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生高速燃?xì)獾姆赐谱饔昧ν苿訌椡栾w行的一種武器。身管火炮是以發(fā)射藥為能源，利用火藥燃?xì)鈮毫伾鋸椡璧囊环N身管武器。由于原理不同，兩種武器在火力打擊能力、機(jī)動性、經(jīng)濟(jì)性和功能拓展?jié)摿讉€方面有較大差異。以近幾年服役的某遠(yuǎn)程火箭炮、某中程箱式火箭炮、某榴彈炮和某加榴炮為評價對象進(jìn)行對比分析[2]。

由于遠(yuǎn)程火箭炮的主要任務(wù)是參加戰(zhàn)役級聯(lián)合作戰(zhàn)行動，其射程與身管炮差距大，因此，不參與和身管火炮的性能對比。某中程箱式火箭炮，其機(jī)動性、自動化、自主化程度、編制編配以及射擊指揮模式等與身管火炮相近，有較好的可比性，因此將對該火箭炮與身管火炮的火力打擊能力、機(jī)動性、被攔截性能和發(fā)展?jié)摿M(jìn)行對比分析。

1 打擊能力對比分析

1.1 近程直瞄、半直瞄打擊能力對比

身管火炮初速是火箭炮的15～19倍，射程覆蓋范圍占最大射程的比例是火箭炮的1.5倍，并且在10 km射程范圍內(nèi)，射彈散布小，精度高，彈丸落速不低于500 m/s，動能存量大。因此，身管火炮除了具備間瞄火力打擊能力外，還具備中近程直瞄和半直瞄火力打擊能力，在戰(zhàn)術(shù)使用時，經(jīng)常用于10 km以內(nèi)的近程攻堅、拔點任務(wù)。火箭炮在誕生之初，就是為中遠(yuǎn)射程面打擊任務(wù)設(shè)計的，在中近射程散布大、落速小，動能存量小，火力打擊能力沒有優(yōu)勢。

1.2 面積目標(biāo)火力壓制能力對比

采用針對面積目標(biāo)的毀傷效能計算模型[3-4]，以密集度、彈丸炸藥質(zhì)量、火箭炮及彈藥成本等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參考相應(yīng)火炮射擊諸元誤差、射表散布誤差參數(shù)，計算了射距離18 km、30%(一般壓制)毀傷效能條件下，某榴彈炮22 km遠(yuǎn)程榴彈、某火箭炮30 km殺爆彈、某加榴炮38.4 km的増程彈耗彈量、彈藥費用、射擊持續(xù)時間、相對效費比等參數(shù)隨目標(biāo)幅員變化趨勢，計算結(jié)果如圖1、表1所示。計算時，不考慮試射、炸點修正和分火射擊因素，統(tǒng)一采用同一距離射擊，目標(biāo)假設(shè)為在幅員內(nèi)均勻分布的敵6門制火炮連，毀傷面積依目標(biāo)特征面積與相應(yīng)彈藥毀傷半徑而定。

表1 毀傷效能30%時火箭炮和身管火炮相對效費比變化

由圖1可知，隨著目標(biāo)幅員的不斷擴(kuò)大，各種火炮的耗彈量都會不同程度的上升，當(dāng)目標(biāo)幅員增大到某一數(shù)值(稱為激增點)，耗彈量會急劇上升，某加榴炮激增點約是600 m×700 m，某榴彈炮和某火箭炮因為散布較大，激增點后推，超出圖例范圍。某火箭炮與某榴彈炮的耗彈量曲線在目標(biāo)幅員700 m×800 m時開始交叉，與某加榴炮在550 m×650 m時開始交叉，意味著在該目標(biāo)幅員時耗彈量趨同。這就表明，從耗彈量角度分析，當(dāng)目標(biāo)幅員大于550 m×650 m，采用火箭炮射擊相對合理。

由表1可知，隨目標(biāo)幅員的不斷擴(kuò)大，火箭炮的相對效費比是不斷增加的，某加榴炮的相對效費比是不斷減小的，說明對較大面積目標(biāo)采用火箭炮射擊效費比較高，對中小面積目標(biāo)采用身管火炮效費比較高。如果以某榴彈炮的效費比確定為標(biāo)準(zhǔn)值1，則當(dāng)目標(biāo)幅員大于700 m×800 m時，某加榴炮的相對效費比為0.458，某火箭炮的相對效費比達(dá)到0.479，開始反超某加榴炮。從效費比的角度分析，當(dāng)目標(biāo)幅員大于700 m×800 m時，采用火箭炮射擊相對合理。

由于現(xiàn)代炮位偵察裝備能力很強(qiáng)，火炮在同一陣地射擊時間超過3 min，便會被敵人偵察并炮火反擊，因此，一般要求火炮在同一位置持續(xù)射擊時間不超過3 min。當(dāng)采用一個營(18門炮)射擊，目標(biāo)幅員分別大于200 m×300 m、300 m×400 m、400 m×500 m時，某榴彈炮、某火箭炮(考慮20 s齊射后的再裝填時間為300 s)、某加榴炮的射擊時間都超過3 min。當(dāng)采用兩個營射擊，目標(biāo)幅員分別大于500 m×600 m、600 m×700 m、700 m×800 m時，某榴彈炮、某火箭炮和某加榴炮的射擊時間都超過3 min。這就表明，從生存能力角度分析，火箭炮能適應(yīng)更大的目標(biāo)幅員。另據(jù)統(tǒng)計，炮兵最佳火力打擊效果的70%是在初始10～20 s之內(nèi)達(dá)成的，超過這段時間，受攻擊的目標(biāo)即可進(jìn)入隱蔽狀態(tài)，火力效果將急劇減弱。因此，當(dāng)需要向大幅員目標(biāo)瞬間傾注大量炮彈以達(dá)成戰(zhàn)術(shù)目的時，采用以火箭炮為主的火力打擊效果會更好。

綜合權(quán)衡上述不同角度計算分析結(jié)果，射擊距離大于10 km時，目標(biāo)幅員不大于550 m×650 m，采用身管炮射擊更合理，大于550 m×650 m，采用火箭炮或采用火箭炮與身管火炮組合射擊更合理。

2 機(jī)動性對比分析

身管火炮炮身質(zhì)量大，導(dǎo)致全炮質(zhì)量較大，外觀尺寸較大，機(jī)動性變差?；鸺谟捎诙喙苈?lián)裝，上裝質(zhì)量也較大，機(jī)動性也受限。某加榴炮和某火箭炮戰(zhàn)斗全重分別是43 t和36 t，底盤功率、轉(zhuǎn)彎半徑、越壕寬、涉水深等機(jī)動性參數(shù)相差不大，但某火箭炮公路最大行駛速度、加速性、特別是轉(zhuǎn)向性能等還是有一定優(yōu)勢。

3 被攔截性能

隨著防空武器裝備的發(fā)展，世界各國都在積極探索針對炮兵火力打擊裝備的末端攔截技術(shù)，其中以色列研制的“鐵穹”系統(tǒng)即是針對火箭彈、炮彈攔截裝備的典型代表。

“鐵穹”系統(tǒng)主要由探測/跟蹤雷達(dá)、指揮控制中心及3部導(dǎo)彈發(fā)射架組成。其攔截目標(biāo)的機(jī)理是：指揮控制中心接收雷達(dá)探測的目標(biāo)彈道信息，計算預(yù)計的彈著點，對探測到的目標(biāo)進(jìn)行攔截分配，并控制發(fā)射對應(yīng)的攻擊導(dǎo)彈，在導(dǎo)彈飛向目標(biāo)過程中，為其提供雷達(dá)發(fā)送的關(guān)于目標(biāo)彈道的更新信息，目標(biāo)進(jìn)入導(dǎo)彈攻擊范圍，導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部立即起爆攻擊目標(biāo)。

從“鐵穹”系統(tǒng)作用機(jī)理來看，其攔截成功率主要取決于探測概率和毀殲概率，在對比研究火箭彈和炮彈的被攔截性能時，可以假設(shè)探測距離、雷達(dá)頻率、方位角、導(dǎo)彈性能、被探測目標(biāo)的散布特征等因素相同，則攔截成功率主要取決于探測概率，探測概率取決于目標(biāo)幾何尺寸。根據(jù)彈藥尺寸數(shù)據(jù)和雷達(dá)原理計算得到[5]，某火箭彈的雷達(dá)散射面積RCS是某榴彈的8.8倍，信噪比SNR是某榴彈的9.4 倍，則其被探測概率為某榴彈的4.5倍?？梢?，在相同條件下，火箭彈因其尺寸較大，比身管炮彈更容易被地面防控武器探測和攔截。

需要指出的是，采用“鐵穹”系統(tǒng)或類似的防控系統(tǒng)對火箭彈進(jìn)行攔截，當(dāng)敵方發(fā)射的火箭彈數(shù)量較少時，針對被保護(hù)目標(biāo)的防護(hù)具有可行性和有效性，當(dāng)敵方采用火箭炮營齊射或炮兵群射擊時，其可行性和有效性將大幅下降。

4 全縱深精確打擊能力發(fā)展?jié)摿Ρ确治?/h2>

某火箭炮、某加榴炮均為我軍合成師(旅)的骨干火力打擊平臺，隨著現(xiàn)代軍事斗爭形式發(fā)展，未來合成師(旅)的火力控制縱深范圍必將大幅延伸，勢必對建制內(nèi)壓制火炮的全縱深精確火力打擊能力提出了新要求，面對新要求，要么采取挖掘某火箭炮和某加榴炮的潛力來解決，要么研制裝備新型號火炮。

某中程箱式火箭炮已采用了箱式發(fā)射技術(shù)，彈徑在700 mm以內(nèi)不受限制，與美軍M270A火箭炮儲運發(fā)箱尺寸完全一致[6]，為發(fā)展增程火箭彈打開了空間。美軍基于該尺寸儲運發(fā)箱火箭炮可發(fā)射4型彈徑227 mm射程10～70 km的無控彈、制導(dǎo)火箭彈，5型彈徑610 mm射程15～300 km的制導(dǎo)火箭彈、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。同比，某中程箱式火箭炮射程也可以達(dá)到300 km，并且由于其過載低(身管火炮的1/268)，轉(zhuǎn)速小(身管火炮的1/11)，適于采用修正或制導(dǎo)技術(shù)同步提高其射擊精度，遠(yuǎn)程精確打擊能力發(fā)展?jié)摿薮?，易于發(fā)展成為陸軍集遠(yuǎn)近程打擊、面打擊、小幅員打擊、點打擊以及巡飛攻擊于一體的多功能全縱深火力打擊平臺，只需發(fā)展新的彈藥，無需發(fā)展新型號火炮，即可很好解決未來合成師(旅)控制縱深大幅延伸后的全縱深火力打擊問題。

提高某加榴炮射程可能的技術(shù)途徑有增大口徑、提高初速和復(fù)合增程等。增大口徑意味著研制新炮，火炮體積和質(zhì)量會大幅增加，機(jī)動性、生存能力等作戰(zhàn)使用性能隨之大幅下降，并且投資大，周期長。提高初速涉及到火炮身管長度、膛壓和發(fā)射裝藥等方面的優(yōu)化提高，又涉及后坐力控制、全炮剛強(qiáng)度和穩(wěn)定性等總體設(shè)計問題，是一個挖掘火炮潛力的復(fù)雜系統(tǒng)工程，相關(guān)技術(shù)難以在短期內(nèi)實現(xiàn)并推廣，而且增程幅度有限。采用底排增程、火箭增程和滑翔增程的復(fù)合增程技術(shù)可以大幅提高射程，但射擊精度會大幅降低，同步提高射擊精度又受高過載和高轉(zhuǎn)速的制約。可見，提高某加榴炮射程，并同步提高射擊精度并不容易，全縱深精確火力打擊能力發(fā)展?jié)摿κ芟蕖Ｕ驗槿绱?，外軍大口徑火炮射程基本?0 km以下，雖然有超過40 km射程的彈藥，但并不是主流。

5 結(jié)論

基于上述分析，得到以下結(jié)論：

1) 在10 km以下縱深范圍，身管炮打擊能力優(yōu)于火箭炮，常用于完成直瞄、半直瞄攻堅拔點等射擊任務(wù)。

2) 射距離超過10 km時，對目標(biāo)幅員大于550 m×650 m的面積目標(biāo)進(jìn)行瞬時高強(qiáng)度火力打擊，火箭炮優(yōu)于身管炮；對中、小面積目標(biāo)火力壓制，身管炮優(yōu)于火箭炮，可利用二者優(yōu)勢互補(bǔ)特點，組合使用。

3) 相同射程等級、機(jī)動方式的火箭炮和身管炮機(jī)動性雖有差異，但沒有本質(zhì)區(qū)別。

4) 在相同條件下，火箭彈因其尺寸較大，被地面防控武器探測的概率約是身管炮彈的4.5倍，更容易被地面防控武器探測和攔截。

5) 火箭炮全縱深精確打擊能力發(fā)展?jié)摿γ黠@優(yōu)于身管炮。

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