转管炮控!美军为什么酷爱重型多管枪炮
 

  加特林机枪/机炮(Gatling gun),或译格林机枪/机炮、盖特机枪/机炮是美国人理查·加特林发明的一种早期机枪,是世界上第一种实用化的机枪。在发明之初就拥有每分钟600转的致命射速,于1862年取得专利。首次使用于美国南北战争,在与印地安人的战争中,以及19世纪末美西战争中大量使用。该型机枪也是清军以及日军最早装备的机枪种类,当时称为“格林快炮”。初期的加特林机枪结构较为简单,使用手摇转柄,各枪管依次旋转到“12点钟”位置时击发,有利于提高射速和枪管散热。在每根枪管的回转一周的过程中,其相应的枪机在和枪管一起旋转的旋转体导槽内作往复直线运动,完成输弹入膛、闭锁、击发、开锁、抽壳等动作。后经改进后,旋转能源来自于电动机(外力)或弹药气体压力(内力)。外力方式多为西方国家军队使用,内力方式多为当时前苏联阵营国家军队使用。近代的加特林机枪以电子系统运作,并常见于战斗机及攻击机等军用飞机上,口径亦比早期版本为大,最大射速普遍能达到6000-10000发/分钟。而“加特林机枪”这个名词也变成了采用加特林原理运作的多管机枪及机炮的称呼。而近迫武器系统,则是由电脑全自动操作的加特林机炮,用于防御低空高速目标。


  在马克沁发明利用后坐力完成自动循环的连发武器之前,那些企图加快武器射速的方法都是利用机械外力,其中比较成功的要数美国南北战争时期加特林博士发明的加特林机枪。在1862年,理查德·J·加特林发明了一种利用手摇曲柄、多枪管、机械自动装填的速射武器,被命名为“加特林机枪”(也有音译为“格林式机枪”)。在马克沁发明利用火药后坐力完成自动循环的内能源机枪之前,“加特林机枪”是比较成功的连发武器。这种机枪通常由6至10根枪管“捆”成一圈,当射手摇动曲柄时,这一圈的枪管便旋转起来,并装填入枪弹发射,其射速在每分钟可超过200发——现在看起来很慢,但在单发步枪的时候这已经是了不起的成就了。而加特林博士发明的这种转管机枪的原理也被命名为加特林原理。



  但当1890年马克沁机枪出现后,这种笨重、难操作的武器马上就显得落伍,当时加特林尝试过通过电动机来提高射速和让射手更省力,但由于枪的重量太大,而且当时的观念认为每分钟超过3,000发的高射速完全是没有必要的,所以随着内能源自动武器的技术越来越成熟,加特林机枪便渐渐被人们所遗忘。



  在1940年代后期,由于喷气式发动机的出现,使战斗机的速度越来越高,因此在空中缠斗中飞行员射击的机会也变得更少,瞄准射击的机会稍纵即逝,而传统的机枪则因为射速太慢而无法在极短的时间内产生足够的射弹数。为了增加飞行员在近距空中缠斗中的胜算,美国空军启动了“火神计划”(Vulcan——“武耳堪”或“伏尔康”,是古罗马神话中司锻冶之神,也是火神。),由通用电气公司为美国空军研制一种超级射速的自动武器。马克沁发明的内能源自动原理是通过自动机往复运动,依次进行装填、射击、抛壳的动作;而“加特林原理”是同一时间在不同的枪管上分别进行着装填、击发和抛壳的动作,因此让射速提高的空间更大。



  Minigun这个词在国内一般音译为“米尼岗”,也有人按字面意思翻译成“迷你机枪”,但我个人认为如果要采用意译的话,翻译成“迷你炮”可能更合适,因为在英语里面的“gun”即指枪又指炮,而且Minigun的体积和重量如此庞大,火力又如此的强盛,全速扫射起来就像一门小炮,如果称之为“迷你机枪”实在是不合适。通用电气公司利用加特林原理研制出来的这种高射速航炮被命名为M61“火神”航空机炮。由于这种高射速原理很适用于机载武器或防空用途,“火神”炮很快就形成了一个家族,并出现了发射多种不同弹药的型号,包括有30mm、25mm、20mm、.50 BMG、7.62mm和5.56mm多种口径,武器的射速从每分钟750发到每分钟10,000发不等,枪管数有7根、6根、5根、4根和3根。尤其是6管7.62mm口径的M134“迷你炮”机枪,被广泛装备,用于攻击机、直升机、武装车辆和舰艇。


  1、30毫米口径的GAU-8机炮
图为30毫米GAU-8机炮。外能源的加特林式机枪在现代的主要优点是极高的射速,这样的射速对于射击高速移动目标来说是必需(例如射击飞机,或从飞机上射击地面目标),因为这样高的射速可在极短时间内投射大量弹药,提高命中目标的机会。多枪管系统的缺点是结构比较复杂、沉重和需要外能源(电、气压或液压)。长期以来,许多人认为加特林机炮有一个缺点,就是为了在空战中能随时以最高速度发射,必须预先把枪管转动起来,例如对于M61来说,如果不预先把枪管转动起来,从扣动扳机到达到全速射击时大约需要0.4秒。然而近年来的一些研究表明,即使在0.4秒的起动时间内,所发射出的炮弹数仍多于欧洲战斗机常用的转膛炮。



  GAU-8/A复仇者机炮是由通用电器制造的30毫米口径加特林式机炮,主要裝備在美国空军A-10雷电攻击机上。该机炮是美国军队所使用过的最大,最重,以及威力最强的武器之一。


  图为A-10的GAU-8机炮射击。GAU-8/A质量为281千克,加上装填系统和弹药后质量高达1828千克,总质量占A-10净重的16%。该炮从炮口到弹药系统尾端距离为5.93m,弹药箱直径为880mm,全长为2m。弹药箱一次可以装填1174发炮弹,但是通常只装填1150发炮弹。该机炮的结构和工作原理,与“火神”M61A1机炮相同,但个别部件和原理有所不同。M61Al采用下压闭锁式机心,而GAU-8/A则采用旋转闭锁式机心。随动凸轮和闭锁/开锁滚轮装在机心体尾部,机心组件向前运动到闭锁区内,凸轮作用滚轮,滚轮依次旋转,机心头进入闭锁位置。机心组件装有撞针、撞针簧和板机簧,板机簧受固定机匣上的发射凸轮控制。在机心组件向前运动并旋转进入发射位置的过程中,板机簧受到压缩然后被释放;



  图为A-10的GAU-8机炮射击。GAU-8/A采用一种转子反转退弹原理。液压传动装置控制这种退弹动作,确保第一发炮弹处在进弹口上的相应位置。释放板机后在一次射击循环中机炮内尚未发射的炮弹,通过转子反转运动在1s钟内返回到进弹口,准备下次发射。该炮供弹系统由圆柱形弹箱、出口装置、输弹系统、转换装置和入口装置组成,工作原理与M61Al相似。弹箱储存炮弹和弹壳,出口装置将炮弹从弹箱取出并置入输弹系统。 输弹系统由闭合输送带和滑行导槽组成,传输炮弹和弹壳。转换装置从输送带上取下炮弹,供给机炮,将弹壳送进输送带,传到入口装置。入口装置将弹壳从输送带取下,送入弹箱。



  图为A-10的GAU-8机炮射击。该系统的液压传动装置与飞机液压系统隔离,单独工作,采用2个马达,以半射速发射时只起动1个马达,除控制机炮2种射速外,还控制机炮反转退弹和供弹系统工作,使机炮与供弹系统工作协调一致。该机炮系统装在1个托架上,通过前机身底部的舱门安装在飞机机头和座舱下部。炮管组的旋转轴稍微偏向飞机中心线的左边。由于机炮是在9点钟位置发射(从前面看),此发射位置正好在飞机的对称轴线上,因此机炮发射时对飞机不会产生偏航力矩。



  图为A-10的GAU-8机炮。弹药是在竞争中,分别由霍尼韦尔公司和航空喷气军械制造公司研制的,采用较轻的铝合金弹壳和塑料旋转弹带,从而减轻了重量(对整个系统估计减轻272kg),提高了炮管的寿命。



  2、GAU-12/U Equalizer(平衡器)航炮是一种25mm口径五管加特林机炮,被美国、英国和一些北约国家在战斗机上使用,另外也用于一些战斗车辆。



  GAU-12/U是通用电气公司在1970年代末期,在GAU-8/A“复仇者”的基础上缩小而成。发射新的北约标准系列的25mm弹药。GAU-12/U采用一个15马力(11千瓦)电动机,并安装有气冷系统。它的最高射速可达4200发/分,但通常以3600发/分的射程使用。


  GAU-12/U通常使用PGU-20/U穿甲燃烧弹(API)或PGU-22和PGU-25高爆燃烧弹(HEI)弹。由于较大的弹丸和较高的初速,所以GAU-12/U比M61或欧洲战斗机常用的30mm阿登航炮(ADEN)的战斗性能更好。



  GAU-12/U目前主要用于美国海军陆战队、意大利海军和西班牙海军的AV-8B鹞II,整个系统安装在机腹两侧的两个吊舱内,其中机炮在左侧吊舱,该系统备弹300发,发射后的空弹壳也送回到弹仓内,待降落后再由地勤人员清出。该武器系统空重900磅(410公斤),满载重1230磅(560公斤)。英国皇家空军和海军航空兵的鹞式没有使用GAU-12/U。另外GAU-12/U也在AC-130U“幽灵”(Spooky)炮艇机上使用,以及安装在美国海军陆战队轻型防空装甲车LAV-AD上。其他的应用计划还有AH-1武装直升机的武装吊舱。



  3、当美国介入印度支那事务时,他们很快就发现他们需要武装他们的直升机,以对抗敌军步兵的近距防空火力。这种情形下通常需要在极短时间内投射大量火力,所以通用电气公司的设计师只是按比例把20mm的M61机炮缩小成7.62×51mm NATO口径,研制出命名为M134 Minigun的加特林原理机枪(空军名称为GAU-2B/A,海军名称为GAU-17/A)。




  Minigun概念上的分析和研究始于1960年,而设计定型的生产和测试是在1962年初。美国空军在1962年后期向通用电力公司发出一份合同,要求生产原型枪和机枪吊舱。第一挺Minigun在1962年12月发射。此时,安装M37机枪的C-47炮艇机“侧射”测试项目正在佛罗里达的恩格林空军基地进行,由于M37无法提供足够大的持续火力,Minigun计划的空军军官威廉·欧曼提出把M37换成M134再试试。于是“侧射”项目的试验人员把安装有Minigun的SUU-11/A机枪吊舱换了上去,在1963年11月对使用SUU-11/A的AC-47进行第一次试射。试验成功后,1964年又在春田兵工厂和恩格林空军基地进行更全面的试验和改进。最后,装有SUU-11/A的AC-47炮艇机“喷火魔龙”被派往东南亚进行实战试验,在1964年12月,Minigun第一次参与实际战斗。


  AC-47炮艇机经常在夜间执行任务,飞行员绕着目标区飞行,三挺Minigun通过机身左侧舱口向地面目标射击,合起来的火力有18,000发/分钟。由于其火力如同冰雹一般,让人无法躲避,毁伤能力惊人,于是美国空军开始改进更多的侧射式炮艇机AC-119和AC-130。不过随着更多的实战经验发现,7.62mm弹的有效射程较短,对掩体、车辆等目标的毁伤效果也有效,于是装在炮艇机上的加特林武器的口径也随之加大,后来使用了20mm的M61和25mm的GAU-12,而M134也渐渐的不再在大型运输机改装的炮艇机上使用了。


  不过对于负重能力较低的轻型固定翼飞机或直升机来说,M134仍然是非常适合的轻型火力压制武器,例如AH-1G“眼镜蛇”武装直升机的机首小炮塔或短翼吊舱,或UH-1“休伊”多用途直升机的门枪等等。越战结束后,由于没有新的订单,M134处于停产状态,而备件也难找,于是维护人员经常要拆东墙补西墙,再加上越战结束后的美军处于低潮时期,由于没仗可打,训练也少,管采购的军官也不太关心这种结构复杂、维护困难、耗弹量大的武器。


  到了1990年代,特种作战的兴起,让M134重新受到重视。目前由美国迪龙-埃罗公司(Dillon Aero)接手M134的生产,而且该公司还对拨弹轮和输弹带等供弹装置作了改进,进一步提高其可靠性,特别是在不需要特殊维护的情况下全枪寿命大大提高了。如今M134再次被大量采用,在美军的许多直升机、小型船艇、轻型战斗车辆上都经常能见到M134的身影,而且还出口到十多个国家。




  GECAL 50机枪在美军的正式型号为GAU-19/A,是一种.50 BMG口径(12.7×99mm)的电动加特林机枪。早期的GAU-19 六管样枪在以6,000rpm射速、200发一个点射而连续射击了3,000发后枪管发红的情况


  GECAL 50机枪在美军的正式型号为GAU-19/A,是一种.50 BMG口径(12.7×99mm)的电动加特林机枪。由于其重量和大小,主要是安装在直升机、战斗车辆和船只上使用。GECAL 50机枪最初在通用电力公司生产,然后是洛克希德-马丁公司,现在又由通用动力公司生产。其早期原型为6根枪管,但现在的标准型号为3根枪管。


  GAU-19/A采用两种供弹方式,无链供弹,或装上一个脱链机构后用标准的M9可散式弹链供弹,其射速在每分钟1,000发至2,000发之间可调。目前最常见型号是作为HMMWV的武器,其射速一般设定为1,300发/分,平均的后坐力达到500磅。




  GAU-19/A最初的设计目的是为了弥补M134的威力和射程不足的问题,现在有人建议作为V-22鱼鹰武装型的武器,但该项目已被取消。在2005年,GAU-19/A被批准在OH-58D直升机上使用,现在也计划可能用于对陆军最新的武装侦察直升机。另外GAU-19/A也用于出口,美国在1999年为哥伦比亚提供了28套GAU-19/A,而阿曼目前也在他们的HMMWV上使用GAU-19/A。



  25mm四管GAU-22/A加特林机炮是在五管的GAU-12/U基础上改进的,除了改成4根炮管外,还减轻了重量,减小了体积,而且设法提高射击精度,理论射速为3,000发/分。按照不同的机型,各有不同的备弹量,F-35为180发,F-35A为220发。除了内置机炮外,还有一个机腹机炮吊舱的计划。



  GAU-22/A是专门为F-35战斗机研制的,最初F-35是计划安装德国毛瑟BK-27机炮,但后来改为GAU-12/U,而GAU-22/A是最终目标,目前该武器还在试验和评定中。




  机腹机炮吊舱是GAU-22/A1的另一个应用方案







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