陳永建
我國122毫米榴彈炮的發(fā)展歷程始于上世紀50年代,從仿制到第一門自主研制的122毫米榴彈炮裝備部隊,坎坎坷坷經(jīng)歷了近三十載。在這諸多設計方案和各種試驗樣炮組成的漫長研制過程中,一款液壓122毫米榴彈炮(液壓技術(shù)榴彈炮)就猶如一個節(jié)點:它雖曇花一現(xiàn)、轉(zhuǎn)瞬即逝,但卻別具特色,耐人尋味。

在曲折中誕生
我軍步兵師炮團最早配屬的122毫米榴彈炮除從蘇聯(lián)購進的M1938(M-30)式122毫米榴彈炮外,還包括按照其技術(shù)數(shù)據(jù)仿制成功的 54式122毫米榴彈炮。這種火炮代表二戰(zhàn)后期火炮研發(fā)技術(shù)水平,其戰(zhàn)技性能大家應當耳熟能詳。54式榴彈炮于1954年由黑龍江某廠仿制成功,并大量裝備我軍炮兵部隊,在我軍師級火炮里屬火力骨干。進入50年代末,由于54式榴彈炮戰(zhàn)技性能已不能滿足炮兵作戰(zhàn)需要,也比較笨重,炮兵部隊強烈要求研制新的122毫米榴彈炮。根據(jù)部隊要求,該廠于1958年提出研制任務,打算在原有122毫米火炮的基礎上進行改進研制。經(jīng)過幾年的研究試驗,研制成功1963式122毫米榴彈炮,但該炮存在火炮發(fā)射后噴射尾焰、整炮重量大、發(fā)射時緩沖不可靠等問題,因此沒有正式定型。
在黑龍江某廠未研制出性能良好火炮的情況下,此任務轉(zhuǎn)由山西機床廠重新研制,大幅度降低火炮重量并提高射程的要求。該廠在63式火炮的基礎上改進設計、調(diào)整結(jié)構(gòu)。由于火炮總體論證不足、技術(shù)儲備不夠等因素,火炮重量雖然減輕下來了,但出現(xiàn)了火炮發(fā)射時跳動,大架穩(wěn)定性差和反后坐裝置易失效等問題。加之“文革”運動干擾,此次研制任務再次下馬。
當國內(nèi)研制新型火炮屢屢受挫的時候,世界上一些軍事強國早已研制成功并裝備部隊同類型、性能優(yōu)異的新一代師級火炮。60年代初,蘇聯(lián)用新型的D-30式122毫米榴彈炮替代了M1938式榴彈炮,裝備摩步師、坦克師或空降師。美國則正式裝備了M102式105毫米榴彈炮,以取代M101式105毫米榴彈炮,用于步兵師、空降師和空中突擊師的直接火力支持。這兩型火炮的最大射程均達到了15公里,具有理想的360°環(huán)射能力。M102式榴彈炮為考慮直升機吊運和空降需要,設計時運用了很好的總體布局和獨特的炮架結(jié)構(gòu),使整炮重量減輕到了1.5噸,是當時同級火炮中重量最輕的。美蘇兩國圓滿完成了師級火炮的更新?lián)Q代。與此同時,國內(nèi)相關(guān)部門只對54式榴彈炮的部分結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、材料等進行了相應的改進,改進后稱為54-1式122毫米榴彈炮。54-1式逐步取代54式榴彈炮,后期曾裝備到步兵團。該炮總體性能雖有改善,但比54式榴彈炮沒有實質(zhì)性提高。
我軍炮兵裝備與國外差距逐步拉大,軍方認為國內(nèi)新122毫米火炮的研制工作必須繼續(xù)進行下去。1970年,軍隊根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的要求,為有效提高火炮全系統(tǒng)的綜合性能,對新一輪火炮研制的各項戰(zhàn)技指標進行了調(diào)整。新研制的火炮總體性能大致為:最大射程必須達到15公里,全炮重量在已有122毫米火炮的基礎上不能增加,必須具備360°的方向射界,這些指標均與美蘇換代火炮基本持平。西北某研究所和山西機床廠同時重新開始技術(shù)論證,對火炮和彈藥全系統(tǒng)綜合分析,進行了內(nèi)、外彈道的基礎試驗,在取得了火炮炮架和反后坐裝置重要參數(shù)的基礎上擬定了總體設計方案。依據(jù)總體方案,經(jīng)過一段時間的樣炮設計論證,兩家單位分別提出了自己的火炮設計方案。之后,上級組織了火炮全系統(tǒng)和下一階段的設計方案評審會議。經(jīng)過評審,這兩個方案的彈道性能基本接近,但山西機床廠的方案由于采用了傳統(tǒng)的開腳式大架,未實現(xiàn)360°環(huán)射而被淘汰出局;西北某研究所的方案采用了多項新技術(shù),最后被評審會通過。1975年開始,相關(guān)科研部門開展了從火炮到炮彈以及炮彈發(fā)射藥的同步技術(shù)攻關(guān)。1977年,西北某研究所根據(jù)設計方案以及方案改進意見,順利制造出設計樣炮,這就是液壓122毫米榴彈炮(也稱68式122毫米榴彈炮)。

結(jié)構(gòu)組成細端詳
液壓122毫米榴彈炮的結(jié)構(gòu)由炮身和反后坐裝置、瞄準機和瞄準裝置、座盤和炮架、液壓裝置等幾部分組成。
炮身和反后坐裝置該液壓榴彈炮的身管口徑實際為121.94毫米,采用單層炮管,膛線為36 條右旋漸速膛線。炮口裝有鍛造成型的雙室沖擊式炮口制退器。炮尾左側(cè)安裝有防危板。炮閂為半自動立楔式,手動開閂柄在炮尾右側(cè),閂體抽筒子為凸輪式,炮尾上有曲柄軸駐拴和抽筒子壓拴螺帽。半自動楔式炮閂能夠自動開關(guān)閂和發(fā)射后抽出藥筒,顯著提高射速。
反后坐裝置為當時較為先進的整體式筒后坐、液體氣壓式制退復進機,制退復進機筒比一般火炮的反后坐筒更長而且強度更高,置于炮身上部,前端有液量調(diào)節(jié)扳把。炮身下部有一個彈簧緩沖裝置,中間有一根較粗的緩沖導向桿,外有保護筒,這種裝置是制退復進機筒的一個補充。炮身搖架較短,為組合式,其上加工有導槽,炮身的套箍上有導軌,與搖架導槽相配合。該炮的炮身連接方式比較特殊,屬于非傳統(tǒng)的“吊掛式”,即炮身兩端的承力點分別是套箍導槽和與制退復進機筒相連的滑箍,滑箍內(nèi)有銅襯套,套在身管外表面上的光滑圓柱部分外,承受炮身重力,炮身后坐和復進時在導槽和滑箍中滑動。
瞄準機和瞄準裝置火炮的方向機在炮尾左側(cè),為螺桿式,一端固定在下架上,一端和上架方向機支臂連接,轉(zhuǎn)動方向機手輪,上架會有一定角度轉(zhuǎn)動,這種方向機方向射界較小。高低機為液氣式高低機,和平衡機組合而成高平機,兩個高平機筒分布在上架左右兩側(cè),并有管路連接,以平衡兩側(cè)高平機筒壓力,使動作同步。高低機手輪在上架右側(cè)。轉(zhuǎn)動高低機手輪,手輪帶動連桿齒輪組轉(zhuǎn)動,使兩高平機筒內(nèi)絲桿運動推動活塞伸縮而帶動搖架俯仰。右側(cè)高平機筒上布置有補充液量的栓塞和調(diào)節(jié)機構(gòu)。
瞄準裝置為分置式,分別置于上架耳軸兩端。左側(cè)為方向裝定裝置,設置有周視和直接瞄準鏡座,由瞄準手操作;右側(cè)為表尺裝定裝置,由一炮手操作。分置式瞄準裝置有利于減輕瞄準手的勞動強度,加快火炮壓制射擊時的諸元裝定時間和修正時間,但不利于與裝甲目標作戰(zhàn)時的快速直瞄射擊。

座盤和炮架下架下部有一個六角形大型座盤,通過球軸與下架底部連接,座盤為焊接結(jié)構(gòu),有孔和加強筋,能夠在減輕重量的情況下保證強度。座盤六個角頂各有一個帶放射型槽的駐樁孔,并備有六根鋼制打入式駐樁,用以戰(zhàn)斗狀態(tài)時打入座盤駐樁孔固定火炮,能承受火炮發(fā)射時的全部水平作用力。駐樁為樁形獨立構(gòu)件,斷面呈菱形,側(cè)面加工有孔,便于拔出,用撬棒起撬就能拔出駐樁,行軍時駐樁固定在大架上。下架前方有一個減振支筒,在火炮復進時可阻止上架跳動和炮身前傾。減振支筒上同樣有一滑動滾輪在座盤的大直徑鋼環(huán)上滑動。上架以球軸為支點自由轉(zhuǎn)動,為避免晃動,下架下方裝有幾個彈簧滾輪,火炮作方向轉(zhuǎn)動時,滾輪沿座盤上的圓形鋼環(huán)運動。上架連接有左、右防盾,為不使炮輪在戰(zhàn)斗狀態(tài)時和防盾發(fā)生運動干涉,防盾面積較小。
運動體部分的車輪軸通過下架上的軸孔穿過下架中間位置,并由曲臂連接兩端炮輪,車架中間橫向布置有扭桿,用以緩沖火炮牽引時通過不平路面對火炮的沖擊。該炮剎車裝置為氣動式,行軍時由牽引車的氣壓制動閥操縱兩側(cè)車輪曲臂上的制動氣室制動炮輪。手剎裝置只在左側(cè)布置有手剎車操縱柄,通過聯(lián)動裝置使兩側(cè)炮輪同時制動。
大架為槽鋼焊接的箱形結(jié)構(gòu),其上安置有炮輪制動氣室的管路和氣壓控制閥。座盤使用的六根駐樁行軍時固定在大架上(左大架4根,右大架2根),打入和翹起駐樁的駐樁錘和撬杠也放置在大架上。架尾基本呈方形,駐鋤有兩套:焊接結(jié)構(gòu)的冬用駐鋤和向后折疊的夏用駐鋤。架尾還布置有提把、調(diào)架棍、牽引桿、行軍固定器和架尾輪。架尾輪在左側(cè)大架上,用于大架移動。
液壓裝置該炮行軍/戰(zhàn)斗狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要借助一套液壓裝置來完成。這套液壓裝置主要由液壓缸、手動液壓泵、儲油箱、聯(lián)動機構(gòu)和管路組成。液壓缸為雙作用式,能夠雙向液壓驅(qū)動,外徑比較大,固定在下架內(nèi)側(cè)的連接座上,其活塞桿通過聯(lián)動裝置和下架中部的輪軸連接。液壓缸的動作由固定在右大架外側(cè)的手動液壓泵實現(xiàn)。液壓泵的操作部分為一根金屬杠桿,往復搬動杠桿扳把使泵為液壓缸供油,扳把可折疊。液壓泵上有換向閥,控制管路中液壓油的流向,分為起炮和落炮兩種操作。液壓泵一側(cè)有液壓儲油箱,儲存有一定液壓油。

該液壓裝置的工作原理:火炮進入陣地需要展開戰(zhàn)斗時,打開落炮閥門,搬動油泵扳把,此時儲油箱內(nèi)液壓油通過管路進入液壓缸落炮油室,油缸活塞桿收縮并帶動輪軸逆時針方向翻轉(zhuǎn)使炮輪向上移動,炮輪上抬而炮架下移直至座盤接觸地面。座盤駐地確實后將駐樁打入駐樁孔內(nèi)。火炮發(fā)射狀態(tài)時由大架駐鋤和座盤三點支撐,火炮座盤著地后,能明顯降低火線高度。戰(zhàn)斗結(jié)束,火炮撤收時,拔出駐樁,打開起炮油閥門,扳動油泵扳把,液壓缸工作,活塞桿推動連接機構(gòu)使輪軸順時針翻轉(zhuǎn),炮輪向下移動,炮架則隨之脫離地面,直至整個火炮撐起。這套液壓裝置起到了行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換千斤頂?shù)淖饔茫蛊稹⒙渑诓僮鬏p便,一定程度上緩解了行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時戰(zhàn)士的體力消耗。

彈藥該炮配備的彈藥為專門開發(fā)的底凹彈,這種彈彈形系數(shù)好,外彈道阻力小,能夠達到一定增程效果,其最大射程為15170米,直射距離為1000米,彈重21.76公斤。彈種包括:殺傷爆破榴彈、發(fā)煙彈、照明彈、宣傳彈。當時我國的炮彈底凹增程技術(shù)尚處于摸索階段,這種底凹結(jié)構(gòu)的彈丸屬于早期的圓柱彈形底凹彈,和后來我國開發(fā)的122毫米及155毫米“棗核”彈形遠程底凹彈不能相提并論。
獨到之處另眼看
1977年底,液壓122毫米榴彈炮樣炮到國家靶場進行了綜合考核鑒定。鑒定結(jié)果表明,液壓榴彈炮雖然彈道性能和反后坐裝置符合設計要求,但360°環(huán)射能力和整炮重量未能達到軍方要求,液壓高平機的性能和可靠性也存在問題。最終,液壓122毫米榴彈炮也和前幾輪火炮方案一樣,未能通過定型測試,無果而終。
在幾輪樣炮研制過程中,液壓122毫米榴彈炮在結(jié)構(gòu)設計上的確有許多獨到之處,最顯著的特點就是采用了液壓式高平機和液壓行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換裝置等當時較為先進的火炮技術(shù),這也是稱其為“液壓炮”的主要原因。液壓炮的一些原理概念在當時的技術(shù)條件下絕對是領(lǐng)先的,但將原理概念轉(zhuǎn)為實際之后,卻與同時期同類型的世界先進火炮(美M102榴彈炮和蘇D-30榴彈炮)在結(jié)構(gòu)性能上有較大差距。

架體結(jié)構(gòu)的借鑒在自身研發(fā)能力有限、技術(shù)儲備不足的情況下,借鑒和學習國外先進火炮技術(shù)經(jīng)驗是無可厚非的,但需要結(jié)合自身實際情況。從國內(nèi)液壓122毫米榴彈炮的架體來看,它顯然是借鑒了美國M102式105毫米榴彈炮的架體結(jié)構(gòu)設計(即多邊形大型座盤配合打入式駐樁)。美M102式榴彈炮采用了非傳統(tǒng)的鳥胸骨形大架,把上架、下架和大架三者結(jié)合為一體,從而簡化了火炮結(jié)構(gòu),減小了全炮質(zhì)量,使其成為當時同類型中最輕的火炮。由于全炮質(zhì)量降低,為提高發(fā)射時穩(wěn)定性,故M102榴彈炮采用了大型座盤和打入式駐樁,其座盤為八角形,采用了八根釘狀駐樁。國內(nèi)液壓122毫米榴彈炮雖借鑒了此座盤形式,但大架和上架仍為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),如此布局,不但使全炮架體結(jié)構(gòu)復雜、重量增加、影響火炮機動性,同時,多根駐樁的取放時間也將占用行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時間。火炮下架通過彈簧滾輪基本“浮動”于座盤之上,火炮發(fā)射時無益于火炮火力密集度。

液壓裝置的采用國內(nèi)液壓122毫米榴彈炮采用液壓行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換裝置起炮和落炮的優(yōu)勢,與其帶來的負面影響相比較,實際意義已微乎其微。國內(nèi)液壓技術(shù)從60年代開始發(fā)展較快,但受當時工藝制造水平的限制,生產(chǎn)出的液壓系統(tǒng)往往體積碩大、效率低、可靠性不高。液壓榴彈炮采用的這種液壓裝置就屬于此類。該液壓裝置增加了不少全炮附加重量,且密封裝置易失效導致液壓油滲漏影響操作。前蘇聯(lián)D-30式122毫米榴彈炮在行戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時也有上抬下移運動體炮輪的操作步驟,但卻是由炮手用杠桿手動完成的,其用于起落炮的座盤千斤頂為滾珠絲杠式,機構(gòu)簡單且傳動可靠。D-30在生產(chǎn)后期,為降低炮手的體力消耗,將手動絲杠千斤頂改進為液壓動作筒式千斤頂,這一從手動到液壓的進步,全炮實際質(zhì)量只增加了幾十公斤,改進后稱為D-30A,但這卻是在80年代以后的事情了。
360°環(huán)射能力50年代起,各國均將360°環(huán)射能力作為其發(fā)展牽引火炮的重要性能指標之一,在最初火炮設計時就著重考慮。火炮環(huán)射能力一般包括不移動大架,由操縱瞄準方向機直接實現(xiàn)或者移動大架,大架和炮架座盤相配合實現(xiàn)兩種類型。美M102和蘇D-30環(huán)射能力均為前者,較為理想,我國液壓榴彈炮在此性能上要遜色許多。M102在變換大射角時,只需轉(zhuǎn)動方向機手輪使架尾滾輪轉(zhuǎn)動,全炮圍繞座盤的球軸轉(zhuǎn)動即可。D-30本身下架設計有360°齒環(huán)并有三根打開式大架,變換大射角由方向機就可完成,并可利用方向機解脫機構(gòu)使炮身快速旋轉(zhuǎn)概略瞄準后重新接合方向機精確瞄準。國內(nèi)液壓榴彈炮雖然下架和座盤也是球軸連接,但受兩根開腳式大架的限制,只能抬起并搬動大架,全炮圍繞座盤球軸旋轉(zhuǎn)概略瞄準,放置好大架駐鋤后再用螺桿方向機作精確方向瞄準,這種變換射向的方式火力靈活性差,限制了火力機動性的提高。

由液壓122毫米榴彈炮的經(jīng)歷我們可以得到這樣的結(jié)論,研制火炮武器時,在技術(shù)儲備不足、總體設計布局欠合理的情況下一味地求先進、搞創(chuàng)新,不但不能搞出理想、合理的東西,還會造成大量不成熟技術(shù)的貿(mào)然堆積,增加了研制風險,延長了研制周期,而且可能大大降低全炮的可靠性,限制了火炮良好技術(shù)性能的實現(xiàn)。
液壓122毫米榴彈炮雖然沒有功成名就,但依然有可圈可點之處,其身管彈道和配屬彈藥的方案還是相當優(yōu)秀的,在以后的火炮研制中起到了承上啟下的作用。1979年,247廠再次組成新122毫米榴彈炮研制組,此次研制采用了液壓榴彈炮的內(nèi)彈道設計方案和開發(fā)出的增程底凹彈技術(shù)成果,研制成功了新型122毫米榴彈炮。1980 年生產(chǎn)出樣炮,經(jīng)過工廠鑒定和改進,1982年樣炮正式進入國家靶場測試,1983年通過試驗并于1984年定型,稱為83式122毫米榴彈炮,該炮大量生產(chǎn)并列裝。由于研制時間相對較短,研制組急于出成果,83式榴彈炮雖然主要戰(zhàn)術(shù)性能符合要求,但仍存在一些設計上的問題,裝備部隊一定時期后,問題逐漸顯露,部隊使用時略有微詞。1985 年,國內(nèi)參考蘇式D-30型122毫米榴彈,吸收其技術(shù)并在其基礎上優(yōu)化彈道性能、相應改進,開發(fā)研制成功W1986式122毫米榴彈炮,先期批量生產(chǎn)用于出口外銷。由于W86式榴彈炮性能優(yōu)異,90年代該炮也進入了我軍炮兵裝備序列,配屬于我軍炮兵摩步師或空降師,部隊裝備代號為PL96式122毫米榴彈炮。該炮能使用83式榴彈炮配用的榴彈,但比83式要重670公斤。在編制上,它和83式榴彈炮能獨立或混編配合使用,使國內(nèi)出現(xiàn)了同類型同口徑兩種火炮優(yōu)勢互補同時裝備現(xiàn)役炮兵部隊的局面。
自此,些許無奈中,我國122毫米榴彈炮的研發(fā)、裝備方告一段落。
(編輯/王路)