淺談西方坦克自動裝彈機
自從上一篇文章《淺談蘇系坦克自動裝彈機》發表後,很多人問我西方國家(尤其是美國)坦克為什麼自動裝彈機應用的很少,那麼今天帶著這個問題我來介紹下西方坦克自動機,本文通過介紹西方坦克自動裝彈機的結構與原理詮釋其設計思路與發展過程。受本人水平和所用參考資料的限制,可能存在錯誤,歡迎指正。本文謝絕一切形式的轉載,敬請諒解。
事實上美國是自動裝彈機的狂熱愛好者。早在二戰時期,美軍就將自動裝彈機用於75炮,T22E1就安裝有該自動裝彈機。
該自動裝彈機的設計思路來源於艦炮,由帶式儲彈機、垂直提彈機、桿式推彈機等構成,定角裝彈,炮塔下的吊籃內左右兩側各有一個帶式儲彈機,可用於儲存兩個彈種,並可隨時切換。該自動裝彈機射速高達20發/分鐘,這是在當時人工裝彈所不可能達到的射速。該方案的優點是備彈量大、可切換彈種、射速快、對炮塔空間要求小,缺點是結構複雜,可靠性差。就是因為可靠性不能滿足實戰要求,T22E1並未列裝,也沒有參加二戰的實際作戰行動。
二戰末期,德國為Pak 43 L/71設計了轉輪式自動裝彈機,利用6發轉輪彈艙用搖架安裝在炮架上,裝填時,炮架鎖定至裝填角,搖架和轉輪彈艙旋轉到位,推彈機完成推彈。該方案的優點是結構簡單、射速快、可靠性相對高,缺點是備彈量小、對炮塔空間要求高。德國戰敗後,盟軍發現該自動裝彈機已安裝於Jagdpanther 和 Tiger II 進行測試,但並沒有記錄表面該自動裝彈機參加過實戰。
德國人對轉輪彈艙情有獨鍾,德國戰敗後,盟軍還發現了德軍10發旋轉彈艙的自動裝彈機方案,但是並沒有發現樣機。
戰後自動裝彈機進入了一個高速發展時期,50年代是搖擺式炮塔(Oscillating turret)盛行的年代,將火炮剛性地安裝於上炮塔,兩者成一體繞火炮耳軸作俯仰運動,極大的方便了自動裝彈機的設計,法國AMX-13輕型坦克就是其典型的代表。下圖為AMX-13自動裝彈機結構圖。該自動裝彈機在上炮塔尾部有兩個旋轉彈艙(E),每個備彈6發,旋轉彈艙為手動旋轉,通過車長轉動手輪(A),通過傳動機構(D),帶動傳動軸(B),使彈艙旋轉,緊急情況炮長也可使用備用手輪(C)進行控制,由於該自動裝彈機供彈為人工動力,也被認為是半自動裝彈機。旋轉彈艙內的炮彈架為非對稱式炮彈架,炮彈沿著靠近炮塔中線一側的斜坡滾落至炮塔中線處的推彈線,該圖中為了展現結構,並沒有將推彈機加入。
供彈機設計的非常巧妙,兩個旋轉的彈艙是反向旋轉的,通過一個離合器操縱桿(E),可控制手輪傳動的方向,而且兩個彈艙供彈時,手輪旋轉是相反的方向,不容易選錯彈種。
AMX-13自動裝彈機推彈機結構圖,由一個可以翻倒的V型撥叉進行推彈作業,當火炮擊發後後坐結束時,炮閂打開,撥叉翻倒,彈殼利用慣性後退,從推彈機後部的拋殼口拋出炮塔。
該自動裝彈機的優點是結構簡單、可靠性高、可切換彈種、對炮塔空間要求小,缺點是備彈量小,補彈只能在車外補彈,利用炮塔頂部的兩個補彈口對旋轉彈艙進行補彈,持續作戰能力差。
同時期美國也針對搖擺式炮塔/傳統炮塔設計了多種自動裝彈機,比較有代表性的有:
T69, 90mm T178炮,搖擺式炮塔,旋轉彈艙位於上炮塔下部,提彈機將彈藥抽出旋轉到位後,推彈機推彈。
T54,105mm L/67.3 T140炮,傳統炮塔,彈艙位於炮塔下吊籃處,利用提彈機將彈藥提至供彈線,推彈機推彈,定角裝彈。
T54E1,105mm L/67.3 T140E2炮,搖擺式炮塔,自動裝彈機與T69類似,提彈機由旋轉提升改為垂直提升。
T57,120 mm T179炮,搖擺式炮塔,自動裝彈機結構與T69相同。
T58,155 mm T180炮,搖擺式炮塔,上炮塔尾部旋轉彈艙,供彈機可升降以便在火炮射擊時讓出後坐空間。
這一時期美軍坦克自動裝彈機的優點是射速快、對炮塔空間要求小,缺點是備彈量低、結構複雜、補彈麻煩但已經可以在艙內進行。以T69為例,其最快射速高達33發/分鐘,但是其旋轉彈艙只有8發備彈。這意味著持續射擊15秒之後就需要向彈艙補彈,持續作戰能力差。這些坦克和自動裝彈機都沒能裝備部隊。
60年代出現了一種非常有特色的坦克,瑞典Strv103,這是一種無炮塔坦克,利用液氣懸掛和履帶轉向完成瞄準射擊,這個特點使它安裝自動裝彈機變得非常方便,它使用的是一種獨特的漏式彈艙,左側為20發漏式彈艙(1),右側為25發漏式彈艙(2)。1和2之間為提彈機和推彈機。漏式彈艙就是將下層的彈藥打掉之後,將上層的 彈藥漏至下層,再利用最下層的橫向傳送機構將彈藥送至提彈機。同樣左右兩個彈艙可以用於儲存兩個彈種。為了防止自動裝彈機出現故障,左側漏式彈艙上部為人工備用彈艙(3),利用手輪(4)進行人工裝彈,備彈僅有5發。
漏式彈艙最下層的橫向傳送機構將彈藥送至提彈機,再由提彈機將彈藥送至推彈線,由推彈機進行自動推彈。
漏式彈艙彈藥架結構,旋轉解鎖。
Strv103的補彈口位於車體尾部,也只能在車體外完成補彈,左側為L型補彈口,最上一格是手動彈艙補彈口,下面五格為左側漏式彈艙補彈口,右側為I型補單口,橫向五格為漏式彈艙補彈口。
每個漏式彈艙補彈口都可為垂直方向的彈藥架進行補彈,由於左側頂部是手動彈艙,左側漏式彈艙為4層,右側為5層,全車備彈50發,其中自動裝彈機備彈45發,手動備彈5發。圖為左側漏式彈艙的補彈口。
Strv103自動裝彈機的優點是備彈量大、持續作戰能力強、補彈時間短(在預先準備好彈藥的情況下僅需5分鐘),缺點是結構複雜、手動備份能力差、一旦自動裝彈機出現故障,手動裝填只有5發、僅能車外補彈。該自動裝彈機還有一個特點是裝彈具有單向性,由於補彈口位於漏式彈艙的最高位置,一旦需要對自動裝彈機進行取彈作業,就非常麻煩,設計師在提彈機的後部開了一個取彈口,取彈時所有的彈藥均從這個窗口取出。
70年代美國和德國合作研製的MBT-70配備了美國研製的炮塔尾艙帶式自動裝彈機,該自動裝彈機堪稱現代西方坦克自動裝彈機的雛形。帶式彈艙由鏈條驅動,當彈匣運動至推彈線時,彈匣內套向前伸出,鏈式推彈機完成推彈。這種結構的自動裝彈機優點是結構簡單、射速較快、可更換彈種、可車內也可車外補彈,缺點是備彈量有限、炮塔空間要求大。但由於MBT-70火炮技術路線的錯誤,該自動自動裝彈機未能在美軍服役。
進入80年代,MBT-70自動裝彈機雖然未能列裝,但是其技術路線極大的影響了全世界,法國在其基礎上研製了Leclerc自動裝彈機。
Leclerc自動裝彈機也使用相同的帶式旋轉彈艙,彈匣也是分外內外彈套,內彈套用於向前伸出將炮彈送至炮尾。
但是Leclerc自動裝彈機並沒有使用鏈式推彈機,而是改用機械臂式推彈機,由向前伸出的機械臂帶動撥叉將彈藥送入炮膛。由於這個設計,彈匣的內彈套和外彈套均為C型結構,以讓出推彈機運動的位置。推彈機的一側(圖中左側)為車內補彈口,可在車內進行補彈。
炮塔的後部也有一個補彈口,用於車外補彈。整個自動裝彈機備彈22發。由於結構與MBT-70自動裝彈機類似,所以優缺點基本相同。
Leclerc炮塔的後部的補彈口細節圖。
Leclerc自動裝彈機裝彈過程動圖,值得注意的是其可燃桶燃燒後剩下的底殼直接仍在炮塔內,清理較為困難。
韓國K2坦克自動裝彈機技術可能來自法國,其自動裝彈機結構與法國貨基本完全一樣。
K2自動裝彈機帶式旋轉彈艙動圖,與Leclerc一樣的C型彈匣。
這裡要說到我們的宿敵日本,日本對坦克自動裝彈機極其有興趣,早在60年代就為STA坦克設計了類似AMX-13的尾艙自動裝彈機,70年代的STB也有自動裝彈機方案,但都由於技術不夠成熟未能最終應用。圖為STA坦克自動裝彈機方案。
80年代日本設計新型坦克時也參考MBT-70自動裝彈機結構,其設計的尾艙帶式自動裝彈機成功的應用於90式坦克。90式坦克自動裝彈機與Leclerc有一定區別,Leclerc是利用內彈套將彈藥送至推彈位置,而90式是使用一個可摺疊的裝填軌道將彈藥送至推彈位置,Leclerc是炮塔尾部補彈,90式是炮塔頂部補彈。兩者均可車內補彈。相比之下90式的自動裝彈機結構更加簡單,有利於提高可靠性。
90式坦克自動裝彈機裝彈過程動圖。
80年代我國也深受MBT-70自動裝彈機的影響獨立設計了120mm整裝彈尾艙自動裝彈機,圖為當時我國自動裝彈機樣機。
該自動裝彈機安裝在國產1224坦克上進行了測試,備彈17發。圖為1224坦克(已更換傳動系統,此時稱之為BK1850)。
80年代,當大家都在學美國MBT-70自動裝彈機的時候,美國又推翻了自己的技術路線,認為MBT-70自動裝彈機存在兩個問題,一是備彈量低,不能滿足實戰需求;二是炮塔中彈概率最高,使用尾艙彈艙,安全性低,重點在這兩個方面進行改進。
這一時期美國的坦克自動裝彈機有兩個技術路線,一個是在現有基礎上改進,加裝自動裝彈機,比較有代表性的是Abrams尾艙雙旋轉彈艙結構的自動裝彈機,每個旋轉彈艙均備彈18發,彈頭向後,由旋轉取彈機取彈後旋轉180°再推入炮膛。改方案優點是備彈量大、手動裝填容易,缺點是取彈機需要旋轉180°,裝填速度慢、兩個旋轉彈艙之間的轉換結構複雜。最終未能實現。
另外一個技術路線就是根據新設計的自動裝彈機來重新設計炮塔和坦克,比較具有代表性的就是M1 TTB (Tank Test Bed)方案。
該方案使用炮塔吊籃內的旋轉彈艙,炮尾離彈藥位置較近,彈頭向下以方便取彈,結構緊湊,提彈機將彈藥從彈艙中取出後旋轉90°,由推彈機送入炮膛。該方案優點是空間利用率高、體積小、備彈量大(44發)、彈艙位置低較為安全、容易實現無人炮塔布局,缺點是結構複雜、無法實現車內補彈。該項目有樣車樣機並通過了測試,但由於蘇聯解體冷戰結束,項目被迫下馬。
雖然項目下馬了,但這個結構的自動裝彈機仍然得到了認可,進入21世紀後,Future Combat Systems (FCS) 項目下的 XM1202 Mounted Combat System(MCS)也採用該技術途徑的自動裝彈機,圖為XM1202炮塔樣機。
圖為安裝火炮的XM1202炮塔樣機。
美國M8 Armored Gun System(AGS)由於輕量化和尺寸的要求,使用C型帶式彈艙(21發),炮彈垂直儲存在炮塔左側的彈艙內,彈頭向上。
炮彈由旋轉提彈機提升至推彈線,儲彈位置距跑尾較遠,採用彈頭向上的布局比較容易實現提彈機的簡化。
美國M1128 Mobile Gun System(MGS)由於輕量化和尺寸的要求,使用一個8發的旋轉彈艙(炮塔吊籃內),和兩個各5發的備用彈鼓(車體尾部),備用彈鼓可自動向彈艙輸彈(固定炮塔角度時),彈頭向前。
美國才是坦克自動裝彈機最狂熱的技術開發者,美軍現役坦克未大規模使用自動裝彈機的主要原因有兩條:一是軍方要求高,發展的早期因不能全部滿足軍方要求,技術方案一直在變化;二是蘇聯解體冷戰結束緩解了軍備競賽,使得武器更新的速度變慢,後期大量成熟技術僅進行技術儲備,暫未規模化裝備。
感謝閱讀。
-end-
推薦閱讀:
※安倍出訪中東歐六國為何「惹惱」了俄羅斯?
※電磁炮威力有多大?能取代航母嗎?
※通訊用鴿籠,艦載機降落靠人拽?各國首艘航母有哪些神設計?
※紀念人民軍隊——工農紅軍建軍一百周年
※將《孫子兵法·應用於投資》——計篇2