发展历程
1950年代初期到1960年代中期是世界第一代单兵肩射筒式武器的发展时期。由于坦克及装甲车辆防护能力的提高,掀起了发展反坦克火箭的新热潮。1950年代中后期,一批新型反坦克火箭相继问世。它们是苏联的RPG、美国的M20、瑞典的M2卡尔·古斯塔夫、西德的PZF44和中国的56式40mm反坦克火箭。这一时期的反坦克火箭的直射距离达到400m以上,破甲威力也有所提高,如M2卡尔·古斯塔夫的静破甲深度达到400mm,是这一代反坦克火箭中的佼佼者,先后被许多国家的军队选用。
第二代单兵肩射筒式武器的发展从1960年代中期至1970年代末期。地面战争的装甲化促进了单兵反坦克火箭武器的进步与发展。在此期间,新材料、新工艺和新原理广泛应用干武器和弹药的研制,原有的火箭发射筒得到了一系列改进,出现了一些发射筒与火箭弹合为一体的一次性使用的新型产品。例如美国的M72A系列、苏联的RPG-7系列和RPG-9、法国的Fl、西德的PZF44-2AI和“弩”式、瑞典的“米尼曼”、中国的70式62mm火箭和79式70mm手持反坦克火箭等。
第三代单兵肩射筒式武器的发展从1970年代末到1980年代中期。随着重型坦克在火力、机动性和装甲防护能力等方面的不断提高,尤其是反应装甲的出现,使原有步兵反坦克火箭黯然失色,一些国家对单兵火箭在未来反坦克战斗中的地位和作用产生了怀疑。以美,苏为代表的一些国家认为,未来地面反坦克战斗应主要依靠反坦克导弹:但以德,法为代表的多数国家则认为,未来地面战场的装甲密度日趋增大,仅靠数量有限的反坦克导弹是难以取胜的,因此在强调继续发展轻型火箭的同时,突出其大威力、多功能的特性.从而出现了轻,重两用型火箭发展的势头,产生了第三代火箭.例如美国的M72E4,苏联的RPG-18和RPG-22、法国的“阿皮拉斯”。“达特120”、“萨布拉冈”和WASP58(黄蜂58)、德国的“铁拳3”,瑞典的M3和AT-4以及中国的PF89-80-1式火箭等。
第四代单兵肩射筒式武器从1990年代初期一直到现在,尤其进入21世纪后,这类武器的发展速度明显加快.尽管一些国家对单兵肩射筒式武器在使用上的观点仍然有所不同,但这并不影响此类武器的发展与装备。不少肩射筒式武器已由单一的反坦克武器,发展成为攻坚、多用途。多功能、微痕迹发射,并且具有一定智能特性的近战武器。例如,瑞典的AT4-CS、西班牙的A1cotan—100和以色列的SHIPON火箭等。
未来走向
坦克与反坦克是地面战争的重要对抗形式之一,二者的对峙将长期继续下去。俄罗斯车臣战争以及伊拉克战争表明,城市作战是未来地面战争的重要组成部分。城市作战战场环境复杂,建筑物林立,观察视野狭窄。在城市作战中必然要面临攻坚作战、隐蔽作战、近距离遭遇作战等突出问题。因此,目前各国在研制新型单兵肩射筒式武器时,特别重视提高威力、射程、射击精度和射手射后的生存能力,并通过光电技术的应用,开始向隐蔽发射、自动探测、无人操作、多功能和软杀伤方向发展。
采用多种途径提高破甲威力
随着各种目标防护能力的不断加强,威力不足已成为当今反坦克火箭比较突出的问题。为此,各国在改进现役反坦克火箭时,都把提高威力作为首要问题。其主要有以下几种:
增大战斗部直径 1960～1970年代服役的反坦克火箭的弹径,大多数在60～80mm之间。近年来研制的火箭发射筒的口径或弹径增至80～120mm,如法国“萨布拉冈”(又称“布朗特”)弹径达130mm,破甲厚度提高到900mm,瑞典为卡尔·古斯塔夫发射筒研制的FFV597型火箭弹,战斗部直径增至135mm,破甲厚度达到900mm。
应用高能炸药 炸药是破甲弹战斗部的能源,采用高爆速炸药是提高破甲性能的重要手段。过去大多数破甲战斗部采用以黑索金为主体的混合炸药,爆速在8400m/s左右。近年来,各国普遍采用以奥克托金为主体的混合炸药,爆速高达8800m/s以上,破甲威力相应得以提高。
设计最佳炸高 破甲弹是利用聚能效应靠射流侵彻装甲的,其侵彻深度与炸高有密切关系,一定的装药结构对应一个最佳炸高。以往在战斗郊设计中,往往因全弹长的限制,炸高偏小,从而影响了破甲深度。近几年来,一些国家在改进战斗部的设计过程中,在战斗部前端设置一个可伸缩的炸高探针,如AC300“丘比特”和“铁拳3”的破甲弹等,都是采用这种途径获得最佳炸高,以达到提高破甲的目的。
改进药形罩结构 药形罩是破甲弹的核心部件,它的结构和材质与破甲性能关系极大。传统的聚能装药采用紫铜单锥药形罩和冲压成型工艺,工艺落后,加工精度与破甲效果难以控制。改为双锥或多锥药形罩,并采用冷挤压或旋压成型工艺,改善了射流的连续性并使射流能量分配与利用更加合理。实践证明,采用上述措施可使破甲穿深提高15%～25%。
寻求性能更好的药形罩材料 试验研究表明,射流的稳定性和连续性还决定于材质的强度,密度和延展性等特性。目前,一些国家尤其是美国,对钼、钽药形罩的高能锻造成型技术开展研究,并取得了成效。美国进行的钼合金研究表明,经高能锻造。去应力处理。冷加工后,钼能形成稳定、连续的射流,其头部速度可达12km/s,而铜药形罩的射流头部速度仅为9.8km/s。目前,美国德克斯特朗防御系统公司还成功地演示了粉末冶金技术,用来生产焊炸成型药形罩。
广泛采用串联战斗部 串联聚能装药是在战斗部轴线方向依次设置两个或多个聚能装药,按照——定能量和时间匹配依次起爆,实施连续侵彻,从而大大提高破甲威力。由于串联聚能结构具有威力大、适于对付反应装甲等特点,所以,许多国家已将该结构用于单兵反坦克武器。苏联的RPG-16火箭弹的战斗郎采用这种装药结构后,弹径从85mm减小到73mm,破甲穿深从320mm提高到375mm以上。法国和德国也将此技术分别应用于“达特120”。“铁拳3”上,破甲穿深提高到800～900mm。另外,美国还采用串联空心装药战斗部来改进“斯达夫”XM943式120mm火箭弹,这种改进型“斯达夫”火箭弹的威力比原型弹提高33%。俄罗斯的110mm低成本制导火箭弹也采用串联空心装药战斗部,能侵彻800mm厚的装有爆炸反应裴甲的坦克。
采取多种措施提高射程和精度
国内外现役单兵火箭的初速大都在150～250m/s,直射距离200～400m,命中概率75%以下。为了进一步提高射程和
精度,目前正在解决以下技术问题。
提高推进剂的能一和燃速 推进剂是火箭动力系统的能源。为使火箭弹在膛内获得较大的推力和初速,美国研制成功了含碳硼烷的高燃速推进剂,用于“毒蛇”反坦克火箭,使火箭弹获得275m/s的初速:英国为“劳80”火箭弹研制了含铝端羟基聚丁二烯燃速推进剂,使火箭弹获得305m/s的初速:法国采用改进型双基推进剂,设计了截面呈“Ω”型的药柱,增大了推进剂的燃烧面积,使火箭弹初速达到245m/s。
采用两级火箭推进技术提高射程,采用低成本弹道修正技术或简易制导技术以提高较远射程上的程上的命中精度 为了降低发射噪声。提高射手的射击安全性并大幅度提高射程,许多大口径火箭都采用了两级发动机推进方式,即第一级发动机在发射筒内燃烧完毕,将火箭弹以一定速度推出筒外,延时一定时间后,二级发动机在外弹道上点火工作,达到所需要的速度。采用增程发动机的产品有以色列的SHIPON,初速由150m/s增加到180m/s,德国的“铁拳3”轻型火箭弹,初速由220m/s增加到310m/s:“铁拳3”重型火箭弹的初速由165m/s增加到250m/s。另外,为提高对较远射程上运动目标的命中精度,大多数国京都在发展质量小、精度高的近程单兵反坦克导弹,如美国的“掠夺者”、德国的“铁拳3”、法国的“艾利克斯”以及英国的NLAW单兵便携式反坦克导弹武器系统。
采用先进的光学瞄准镜 过去的反坦克火箭发射筒采用简单的机械瞄具,而当前的火箭发射筒普遍配用了能瞄准、测距和赋予提前量的光学瞄准镜。美国的SMAW和法国的AC300等配有夜视瞄准镜,瑞典的AT-4还配有微光瞄准镜,实现了全天候作战,瑞典还为M3卡尔·古斯塔夫配装了激光测距仪,与先进的FFV556型瞄准系统配合使用,提高了该武器的有效射程和精度。
配用新式光电火控系统 为提高反坦克火箭的远距离射击精度,西方发达国家开始为单兵反坦克武器配置小型光电火控系统,把有效射程增加到600～700m,命中概率达到95%左右.如法国为“达特120”配用了由激光测距仪、弹道计算机和角速度探测器组成的火控系统,有效射程从350m增至700m,对运动速度为10m/s的装甲目标命中概串从73%提高到94%。以色列的SHIPON也配备了质量仅2kg的先进火控系统,该系统包括激光测距仪、温度测量仪。仰角修正机构、对运动目标的角速率传感器、自动数据处理和精确定位装置等,可与发射筒快速连接,并且能够重复使用。对静止目标,在500m距离上的命中概率可达到50%,对运动目标,达到同样命中概率的射程为400m.
改进发射方式提高战场生存力
火箭发射简突出的特点是膛压低,结构简单,成本低廉.容易实现弹筒合一,一次性使用,但也存在着射程近和声、光、焰较大等不足,容易暴露发射阵地。因此,国外很重视发射特征小的发射装置的研究与发展。目前正在研究并开始应用的发射装置有以下几种。
采用高低压原理发射装置 这种动力系统的特点是发射药在高压室内燃烧,使火药燃烧时间缩短,利用串提高4燃气在低压室推动弹头作功,对发射筒的强度要求不高,噪声小(170dB左右),后喷火焰少,有利于减小武器系统质量、保障射手安全。瑞典博福斯公司和法国TDA公司合作,设计出新型AT-4式84mm肩射反坦克火箭(AT4CS),能从有限空间发射。其减小后喷火焰的办法是:利用内简上的紧口限制弹的射出。其内简的尾郎拧入一个平衡物,该平衡物内充有一种特殊的液体。当筒内压力升高时,紧口同时随着尾部容器的前壁(接着是后壁)露出,其中的液体使燃气冷却并且具有消声作用。这种方法中起作用的是液体平衡物,它使以更少的发射药获得相同的推力成为可能。AT4CS的初速较高,为220m/s,可摧毁500mm的装甲。
发展平衡抛射系统 1970年代中期,西德的MBB公司采用戴维斯原理研制出“弩”式肩射筒式武器,是一种无燃气逸出、全封闭式平衡抛射系统,引起各国的普遍关注。但由于火箭弹和甲衡体都装在简内,筒身体积和质量较大,在一定程度上限制了破甲威力的提高。1980年代中期,西德的诺贝尔炸药公司在研制“铁拳3”过程中,设计出半封闭式平衡抛射系统,发射超口径火箭增程弹,解决了威力不足的问题。这种发射系统虽有1m长的后喷火焰,但不影响在有限空间内发射。法国的“达特120”也采用了类似的发射系统。
采用遥感遥控技术实施自动瞄准射击 为了减少伤亡,进一步提高战场生存能力,不少发达国家正在研究在火箭发射简上配用光。声、震等多种传感器材,制成不需要人员操作的遥感式反坦克武器。已经采用的传感器有红外、毫米波、电视和光纤传感器,作用距离50～200m。当目标进入范围后,探测器接收目标信号并传至计算装置.计算出目标的距离,运动速度和最佳开火时间,自动控制武器瞄准射击。英国“劳80”、法国的“阿皮拉斯”和瑞典的AT-4都已用上这种传感器和计算装置。西德将电视和光纤传感器用于四联装的“铁拳3”,也大大提高了武器对目标的命中精度和毁伤概率,很有发展前途。
采用新型复合材料,减轻武器系统质量 单兵肩射筒式武器的质量是衡量武器性能的重要指标之一,以往这类武器的发射筒多采用金属材料,质量比较大,通常要占战斗全重的2/3左右。1960～1970年代开始部分采用玻璃钢,进入1980年代以后普遍采用新型复合材料代替高强度合金钢。由于非金属材料的应用,既减小了质量又保证了强度,而且还有利于进一步降低成本.便于发展一次性使用武器。
采用凯夫拉增强材料 1980年代以后,随着化学纤维的发展,其成本也逐渐下降,过去只用于做防弹衣的凯夫拉纤维,开始应用于一次性使用的武器。这种材料强度高,比重小,耐高温,其比重仅为钢的1/5,而强度却达到钢的5倍.法国的“阿皮拉斯”和“达特120”的发射筒采用了这种材料。英国“劳80”发射筒原先用的是玻璃钢,现在将发射筒和发动机壳体都改为凯夫拉增强材料。
采用碳纤维材料 多次使用的发射筒有一定寿命要求,长期以来离不开高强度合金钢,如RPG-7和“卡尔·古斯塔夫”等。1980年代初,有的国家为减小武器质量,曾用玻璃钢部分代替合金钢,在寿命试验中发现碳化层强度会突然下降(温度升到玻璃软化点所致),筒身开裂。1980年代中后期,瑞典采用的碳纤维增强塑料,较好地克服了碳化层强度下降问题,为减小多次使用的发射简的质量提供了新途径。
发展多功能,系列化弹药,提高武器系统的作战效能
多功能弹药是指在一发火箭弹上同时具有爆炸,爆破和穿甲等功能。它能根据目标性质,自动选择最佳毁伤方式,具有一定程度的智能属性。另外,不同的军事目标也需要采用不同性能的弹药予以有效毁伤,例如:对坚固防御工事、城市民用建筑等目标应采用攻坚弹、云爆弹等进行攻击,对轻型装甲目标及密集有生力量应采用多用途弹进行攻击,对易燃器材。设备及设施应采用燃烧弹进行攻击等等。因此,除了发展能有效攻击主战坦克的高性能的破甲弹外,还要大力发展多功能弹药、攻坚弹药以及特种弹药(如烟幕、照明和化学弹种等)等系列化弹药,以提高单兵肩射筒式武器的作战效能。
美国研制的SMAW及SMAW-D83mm单兵多用途火箭发射简就可配用多种弹药,目前已装备美连级步兵分队。
采用新攻击手段,对防护能力较强的装甲目标进行有效毁伤 由于主战坦克前装甲的防护能力越来越强,致使一般的单兵火箭弹很难对其正面进行有效的毁伤。然而,魔高一尺,道高一丈。既然防护能力较强的正面难以突破,人们就想办法对其防护比较薄弱的部位进行攻击。美国研制的“掠夺者”单兵反坦克导弹就是一种对主战坦克顶装甲进行有效攻击的武器。“掠夺者”导弹前部安装有光磁感应引信,磁传感器用于感知导弹是否飞临目标,光传感器用于确定导弹在目标上方的确切位置.该光磁感应引信一旦感应到导弹处于目标上方最佳位置时,就能引爆成型装药战斗部穿透目标。
总之,单兵肩射筒式武器作为步兵主要作战装备,其发展前途是不可估量的。随着高新技术的不断发展和应用,这种武器在未来地面战场上将会发挥越来越大的作用,并逐渐成为步兵手中的近战利器。
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