淺談近防炮供彈系統

淺談近防炮供彈系統

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提到近防炮，一般媒體介紹的都是射速和口徑，除此之外沒有什麼新意，但實際上對於近防炮來說，供彈系統是關鍵技術，但是很少有結構和原理的介紹，本期小毛研究所就來說說近防炮的供彈系統。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。

由於絕大多數的近防炮都來源於機炮，本文也可看作是機炮供彈系統的介紹。圖為美製F-18戰鬥機正在吊裝M61火神（Vulcan）20mm 加特林自動炮，這是一種非常成功的火炮，不僅用於美制大部分現役戰鬥機，也用於密集陣近防炮（Phalanx CIWS）。

早期的M61自動炮使用傳統的鏈式供彈，但是由於射速過快，彈鏈強度有限，一旦彈鏈受力變形，供彈系統就非常容易卡彈，故障率過高，所以改進後的M61自動炮採用了無鏈式供彈（Linkless Ammunition Feed System）。無鏈式供彈的導引內部一側裝有可單向運動的彈托，利用彈托將炮彈卡住，每發炮彈之間的間距固定，並且所有的炮彈可以在外力的作用下沿一個方向進行運動。

無鏈式供彈是現代速射炮的關鍵技術，通常使用彈鼓作為儲彈機構，彈鼓內部有螺旋彈盤和限位桿，供彈時彈鼓外殼不動，螺旋彈盤轉動（綠色箭頭方向），受到限位桿的限制，炮彈沿著限位桿的方向運動（紅色箭頭），當炮彈到達彈鼓出口時，旋轉進入導引（黃色箭頭方向）。整個彈鼓內部也不需要彈鏈。

M61自動炮採用閉合供彈，就是射擊後不拋殼，彈殼回收至彈鼓中，這種設計帶來的好處是減少了因拋殼出現卡彈的故障，並且由於沒有拋棄的彈殼，可以保證本機和僚機的飛行安全。但是閉合供彈結構複雜，通常需要一個彈鼓和三段導引。下面以M61自動炮為例，介紹閉合供彈的結構和原理。

圖中A點為彈鼓出口，B點為彈鼓進口，實彈由A點沿紅色箭頭方向進入火炮自動機，擊發後彈殼沿黃色箭頭方向運動至B點，在B點，導引上的活動彈托與彈殼分離，彈殼從B點進入彈鼓，而活動彈托沿綠色箭頭方向運動至A點，並在A點與實彈匯合。也就是說紅色箭頭方向的導引是彈托帶著實彈運動，黃色方向的導引是彈托帶著彈殼運動，綠色方向的導引是只有彈托在運動。

M61供彈循環示意圖，實心圓為實彈，空心圓為彈殼，波浪線為彈托。此時閉合供彈系統與自動機之間的交換系統接通。

M61補彈循環示意圖，實心圓為實彈，波浪線為彈托。此時閉合供彈系統與自動機之間的交換系統斷開，補彈進入閉合彈路進行循環。

閉合供彈另外一個優點是可以實現補彈和退彈的自動化，這是一個巨大的優勢，比如使用鏈式供彈的俄式自動炮需要人工補彈，通過旋轉手柄將彈鏈載入至彈倉，並且需要人工將首發彈安裝至自動機，補彈時間較長。圖為蘇27正在進行補彈作業。

但對於美製戰鬥機來說，補彈就非常容易，只需要將自動補彈機安裝至補彈口並接通動力，補彈機就會自動補彈，並回收彈鼓內的彈殼。圖為F-16正在安裝自動補彈機。

自動補彈機是個小車，可以拖著跑，非常方便。向自動補彈車安裝彈藥需要一個平台，操作起來也非常方便。

只需要把炮彈放在一塊斜板上，而且不用對的很齊，剩下的都是機器完成。自動化程度非常高。

裝彈的動力來自外部氣動工具。通常三個人就可以完成補彈車補彈作業，兩人負責斜板上裝彈（一個人太慢），一人負責控制動力。

自動裝彈機自身並沒有動力，給飛機補彈時也需要外部氣動工具提供動力，圖為F-15正在進行補彈。

密集陣近防炮使用的也是M61自動炮，只是彈鼓長度增加，可以容納更多的彈藥（Block 1A備彈量1550發）。彈鼓安裝在炮架上，隨火炮仰俯轉動。

密集陣近防炮的供彈系統與M61機炮相同，也是一個彈鼓（前部是出彈口，後部是進彈口），三段導引，但是由於導引繞在彈鼓上，這三段導引不太好分辨。

密集陣近防炮的補彈系統與M61機炮有所不同，主要原因是自動補彈車開在搖晃的甲板上並不現實，所以密集陣使用了安裝在彈鼓出彈口的小型自動補彈機，配合彈鏈進行補彈。將裝在彈鏈上的實彈沿紅色箭頭方向送入裝彈機，彈鏈與實彈分離，實彈沿黃色方向進入導引循環後進入彈鼓入口，彈鼓內的彈殼/假彈從彈鼓出口進入裝彈機，裝入彈鏈，沿綠色方向退出裝彈機。

密集陣近防炮補彈視頻。

https://www.zhihu.com/video/998721331403182080

荷蘭守門員近防炮（Goalkeeper CIWS），使用的是美製 GAU-8/A 自動炮，口徑30mm。由於是美製自動炮，供彈系統也是美式。

GAU-8/A 自動炮主要用於A-10攻擊機，除彈藥口徑擴大至30mm外，供彈系統的結構和原理與M61自動炮完全一樣。

不同之處在於守門員近防炮彈鼓體積較大，將其垂直安裝在了甲板下，只隨炮塔旋轉，不隨火炮仰俯，通過柔性導引與火炮自動機相連（備彈量1190發）。這樣的布局有個優點，彈鼓容易補彈，甲板下有足夠的空間布置無鏈式自動補彈機（就是直接往斜板上放炮彈的那種）。

守門員近防炮早期原型機EX-83測試視頻，視頻中有供彈、補彈以及射擊演示等內容。

https://www.zhihu.com/video/998727212241199104

蘇式近防炮與西方不同，採用內能驅動，依靠發射葯的能量驅動供彈系統，這主要是考慮到減重，至少省去了一個電源的重量，畢竟設計之初都是為飛機設計的。

AK-630是非常具有特點的蘇式近防炮，使用鏈式供彈，甲板下的扇形彈倉與炮塔一同旋轉，通過柔性導引與火炮自動機相連。圖中：1-控制電纜、2-炮管冷卻水管、3-柔性導引、4-炮管、5-炮眼護板、6-自動機、7-炮塔、8-冷卻水散熱器、9-冷卻水循環泵、10-高低機和方向機。值得一提的是AK-630自動機將彈殼拋在炮塔內，清理彈殼是件非常麻煩的事情。

AK-630炮塔內部，可以看到冷卻水管、柔性導引、控制電纜、剛性導引、彈倉。

美國軍方測試AK-630的視頻，視頻中有供彈、補彈以及射擊測試等內容。由於是內能驅動，補彈需要靠人力旋轉手柄才能完成，而且需要兩個人同時旋轉兩個手柄，自動化程度較差。

https://www.zhihu.com/video/998735372779687936

內能驅動的自動炮首發彈需要人工裝入自動機，退出也需要人工操作，這對於戰備的轉換非常不利，容易貽誤戰機。

針對美軍M61機炮，蘇聯也研製了GSh-6-23/30機炮，改用彈鼓儲彈，無鏈式供彈，但仍然是內能驅動，內能功率有限，並且為了減重，未使用閉合供彈（需要拋殼），結構相比M61大大簡化。補彈方式為彈夾人工裝彈。圖為米格31使用的GSh-6-23機炮，地上的彈夾為補彈彈夾。

GSh-6-23/30自動炮直接固定在彈鼓上且彈鼓較大，對飛機的流線型有一定的破壞。圖為裝備GSh-6-23的米格31戰鬥機，小腹微微隆起。

卡什坦近防炮（Kashtan CIWS）直接使用了GSh-6-30的加大版彈鼓，圖為卡什坦最新改進型鎧甲-ME近防炮（Pantsir-ME CIWS），圖中黃色區域為彈鼓（單門備彈量500發），綠色區域為自動炮，兩者之間剛性連接，彈鼓隨自動炮仰俯。

我軍隨現代級驅逐艦引進了卡什坦近防炮，但我軍對該炮性能並不滿意，主要原因在於：1、邊置的火炮炮架剛性受限，精度難以提高，與國際水平還有差距。2、供彈受內能驅動的限制射速無法進一步提高，且射速不可調節。3、彈鼓備彈量受內能驅動的限制無法提高（彈多了重，內能帶不動）。

針對上述問題，我國自行研製了730近防炮，730雖然外觀上與守門員相似，但其供彈系統完全不同，730仍然採用了俄式彈鼓，彈鼓位於近防炮右側（圖中紅色標線所示），與自動炮之間剛性連接，隨自動炮仰俯。730的設計思路：1、將火炮中置，參考守門員近防炮設計的炮架剛性較高，有助於提高火炮精度。2、火炮轉管動力改為外部電力驅動，火炮射速可調。3、供彈系統動力改為外部氣源動力（因俄式彈鼓結構限制無法使用電力），外部氣源動力不受內能限制，彈鼓備彈量由500發提高到640發。

730由於使用俄式彈鼓，補彈方式與卡什坦相似，補彈口位於火炮頂部，由人工將炮彈從彈夾內壓入補彈機構，補彈的動力來自人力。

補彈時，彈鼓一側可安裝搖臂，通過人力使補彈機構和螺旋彈盤轉動，完成裝彈作業。

陸基730補彈視頻。

https://www.zhihu.com/video/998871788666875904

退彈時也依靠人力旋轉螺旋彈盤，但加裝無鏈式退彈機構可實現連續退彈。

隨後1130近防炮實現了重大技術革新，實現了射速上「萬發」的突破，實現「萬發」絕非只是增加4根炮管那麼簡單，其主要的技術改進在於：1、炮架由四邊形框架改為六邊形框架，剛性提高保證了射速提高後的射擊精度。2、炮管由7根增加至11根，保證了系統使用壽命。3、彈鼓由單側改為雙側，雙向交替供彈，保證了供彈系統能跟上射速。

雙向交替供彈，就是連續射擊時，左邊彈鼓打一發，右邊彈鼓打一發，左邊彈鼓再打一發，交替進行供彈，看似簡單，但實際對結構設計，加工精度的要求都很高。影響速射炮射速最大的因素不是炮管數，不是自動機，而是供彈系統。

另外還有一種簡化型的近防炮，使用的也是730的炮和供彈系統，結構和原理與730相同。

很多人都有疑問，近防炮射速那麼高，備彈卻那麼少，這是為什麼？主要原因是火炮伺服機構的限制，比如密集陣、卡什坦、730、1130的彈鼓都是直接安裝在炮架上的，火炮伺服機構為了保證火炮精度（尤其是高低），承擔不了過重的重量，所以備彈量受到了限制。其次近防炮主要的射擊方式為短點射和長點射，圖為以2150發/分鐘（spm，shots per minute）的射速持續射擊1350發之後的GAU-8自動炮，炮管已經打紅起火了，實戰中是不會出現連續射擊的，需要進行冷卻，只要補彈時間夠短，目前的備彈量是可以滿足實戰需要的。近防炮短時間內多批次抗擊最重要還是多艦協同。

感謝閱讀。

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