









航空機炮是一種其貌不揚的機載武器,在其發展的歷史長河中,為了獲得盡可能強的作戰能力,設計人員煞費苦心,極盡大膽創新之能事,使其或射速最高,或能夠全向射擊,或能夠攔截來襲導彈……無所不用其極,顯得異常瘋狂。在許多高技術武器大發展的今天,航空機炮這種古老的武器雄風依舊。隨著新慨念武器的出現,全程伴隨空中戰爭的航空機炮,還將進一步瘋狂起來。今天,我們就盤點一下航空機炮的幾個瘋狂之處。
機炮:服役最長久的機載武器
按一般的原則,以發射藥為能源、口徑大于20毫米的身管射擊武器被稱之為“炮”。
安裝在飛機、直升機上,口徑在20毫米以上的自動射擊武器為航空機炮,簡稱為航炮,俗稱機炮。航空機炮作為機槍的自然延續,是最古老的機載武器之一,幾乎伴隨了整個空中戰爭的歷史。
航空機炮既能用于對空作戰,又能用于對地攻擊,曾是各類作戰飛機必備的武器,演繹了波瀾壯闊的空戰行動。1914年。法國人首先在飛機上裝備了7.62毫米的步兵機槍。此后,隨著飛機性能的發展、戰術思想和空戰需求的變化,機載武器從早期的7.62毫米機槍一直演變成口徑更大的機炮。
截至目前,先后出現過14種不同口徑的航空機炮,即20、23、25、27、30、37、40,45、47、50、55、57、75和105毫米機炮。從1917到1939年的20余年里,由于當時的機炮重量過大,不適合裝在較輕的戰斗機上使用,因此當時戰斗機裝備的主要還是7.62(7.7和7.9)毫米的機槍。這期間,一些國家已經在探索機炮在飛機上的應用。其中得到大規模應用的是瑞士20毫米口徑的厄利孔和西斯潘諾機炮。到二戰爆發前,它們已經被歐洲幾個國家采用。在二戰期間,20、23、30毫米的小口徑機炮得到較大發展,各參戰國的主要戰斗機型均裝備了不同數量的此類口徑的機炮,甚至37毫米或更大口徑的機炮也有所使用。直至二戰結束前,航空機炮和機槍一直是飛機空戰的唯一有效武器。
第二次世界大戰后,隨著噴氣式戰斗機和轟炸機的出現。使得20世紀50年代裝備的新型截擊機,如美國的F—86D,F—89C/D、F—94D普遍裝備了比機炮威力大、射程遠的航空火箭彈,并將其作為唯一作戰武器。50年代以后的新型戰斗機,則普遍采用了第一代空空導彈。與此同時,包括彈道導彈在內的導彈技術獲得了空前發展,在世界范圍內“導彈制勝論”甚囂塵上。包括美國F—4B/c、F—102和F—1D6,英國“閃電”F.Mk3,法國“幻影”Ⅲc(裝SEPR—841火箭發動機型),蘇聯蘇—9/11、蘇—15、米格21PF、米格—25、圖一128等在內的一些戰斗機(含截擊機),均把空空導彈作為唯一攻擊武器。當然,“導彈制勝論“的趨勢是正確的,但當時的技術條件卻遠遠達不到所需的要求,因此一些只裝備導彈而沒有裝備機炮的戰斗機就陷入了困境。
例如,只裝導彈而沒有機炮的F—4B/c戰斗機,在60年代中期爆發的越南戰爭中就遇到這種困境。在越戰初期,F—4B/c可同時裝備4枚AIM—7E“麻雀”中程空空導彈和4枚AIM—9B/9D“響尾蛇”短程空空導彈,具有很強的空戰火力。但當時空空導彈性能極低,實戰可靠性極差,致使空戰效果差強人意,作戰成功率分別約為6%和9%。統計表明,一架F—4B/c如果要擊落一架米格戰斗機,平均需發射16~17枚“麻雀”或11枚“響尾蛇”導彈。這意味有很多F—4戰斗機在發射完所有空空導彈后仍然沒有擊落敵機,而在諸如米格—17戰斗機的反擊下必將處于被動挨打的境地。事實也確實如此,戰爭初期很多沒有裝備機炮的F—4成為米格—17/19的“炮下鬼”。
為改變這種狀況,美國海、空軍決定在F—4B/C機身腹部正下方的5號掛點加裝SUU—16六管炮或MK4機雙管炮吊艙。這項為改善F—4戰斗機近距格斗能力的應急措施,在越戰中發揮了重要作用。在越戰前期,越方被擊落的米格戰斗機,絕大多數都是被裝在吊艙內的機炮擊落的。據稱在此期間,美軍的F—4戰斗機擊落越方戰斗機總計137架。其中,“響尾蛇”導彈擊落32架,航空機炮擊落42架,兩者同時擊落2架,“麻雀”導彈擊落50架,AIM—4D“獵鷹”導彈擊落4架,其余被美軍戰斗機實施戰術機動逼迫墜毀。
越戰的實踐證明導彈萬能論是錯誤的,現代戰斗機空戰仍然要近距離格斗,從而再次確立了航空機炮作為近距空戰武器的重要地位。越南戰爭之后,各類航空機炮迅速發展,再次成為戰斗機的制式武器。實際上,在第二次世界大戰之后的許多局部戰爭,如朝鮮戰爭、印巴戰爭、中東戰爭、越南戰爭、馬島戰爭、中國國土防空作戰等,機炮始終是空戰的重要武器。例如,在1973年第四次中東戰爭期間,以色列空軍戰斗機擊落對方戰斗機335架。其中2/3用機炮擊落,1/3用“響尾蛇”導彈擊落。空空導彈的翻身仗是在1982年的馬島戰爭。當時被英國“海鷂”戰斗機擊落的31架阿根廷飛機,直升機中,有24架是被“響尾蛇”導彈擊落的,有7架是被30毫米機炮擊落的。此后,空空導彈的作用越來越突出,直至海灣戰爭,導彈才真正取代了機炮成為最重要的空戰利器。在海灣戰爭中,多國部隊戰機使用機炮擊落2架伊拉克軍機,只占擊落總數的5.3%。
1956年,美國研制的對今后空戰具有決定性影響的“響尾蛇”紅外制導短程空空導彈投入使用。1958年9月24日,臺灣裝備的美制F—86F戰斗機利用AIM—9B“響尾蛇”導彈擊落大陸的一架米格—17戰斗機,盡管比法國瓦贊戰斗機于1914年10月擊落德國阿維亞蒂克戰斗機晚了44年,卻首創空空導彈擊落作戰飛機的記錄。之后,以“響尾蛇”為代表的格斗導彈在空戰中的表現也是越來越突出。1992年12月27日,一架美國空軍的F—16C戰斗機首次使用AIM—120A中程空空導彈,擊落伊拉克空軍的一架米格25,標志著超視距空戰時代的到來。隨著第四代格斗導彈的服役,先進頭盔瞄準具與大離軸角發射的格斗導彈組合使用,可將戰斗機的殺傷力提高1~2倍。盡管如此,機炮依然是戰斗機、攻擊機和武裝直升機的有效武器,主要用于距離600米以內的空戰,彌補格斗導彈的發射死區。
由于航空機炮具有成本低廉、容易制造和使用,不受電子干擾,可以近距離格斗、快速連續射擊的特點,加之體積小、重量輕,便于內置在機身與機翼內部,或者安裝在機體表面的炮塔內,或者通過吊艙掛載在飛機、直升機的機翼或機身下面,在先進空空導彈出現相當一段時間,機炮依然是最重要的空戰利器。截至目前,在已經服役的各型戰斗機中,除了F—117等極少數特殊用途的戰斗機沒有安裝或外掛機炮外,其余均配置有機炮,就連裝備有最先進武器系統的美國第四代戰斗機F—22和F—35都沒有取消機炮。作為應急的防身兵器,飛行員對航炮還是有一定心理依賴的。此外,航炮還是對付超低空飛行的小型飛機和直升機的不二選擇,而且在對地攻擊、支援和襲擊小型水面艦艇時,其作用不可低估。在對付諸如劫機等突發事件中,飛行員還可以利用機炮進行警告性射擊,在使用中避免附帶殺傷。
需要注意的是,英國人之所以在最近取消“臺風”戰斗機上的機炮,是因為錢的問題,財政拮據的英國政府還讓“鷂”、“獵迷”等飛機退役,并讓極具大國象征意義的“無敵”級航母也提前退役。因此,英國戰斗機取消航炮的做法僅僅是個例,而并非技術原因。
航空機炮按照連發射擊的原理可分為自動武器和采用外部能源的機械化武器兩類。航空自動武器依靠發射時產生的火藥氣體實現自動射擊,按結構原理可分為滑動機心式和轉膛式。滑動機心式又分為管退式和氣退式兩種。轉膛式航空機炮也是一種氣退式武器。采用外部能源的機械化武器包括加特林式多管旋轉和鏈式單管航空機炮兩類。按發展歷程,分為傳統航空機炮和新概念航空機炮,后者有激光炮、電磁炮等。航空機炮的主要性能指標是口徑、射速,彈丸初速、重量和后坐力。它們往往是相互矛盾、相互制約的。一般來說,武器口徑增大會導致射速降低、重量增加和后坐力變大。因此在武器設計時必須全面考慮,選擇較好的折衷方案,過分強調其中任何一方面都會導致武器綜合效能的降低。
二戰期間,美國戰斗機大多使用12.7毫米機槍,以后才把20毫米航炮作為制式裝備,反倒是英國、蘇聯、德國和日本多采用20毫米、23毫米、30毫米的航炮。朝鮮戰爭讓美國空軍不得不承認機槍在空戰中威力不足,于是從1953年起,將戰斗機上的12.7毫米機槍全部改裝成20毫米機炮。后來,為了提高射速,美國海、空軍裝備了日后聞名于世的M61“火神”機炮。
二戰初期,德國空軍使用的機載武器是7.92毫米的MG15、MG17機槍和13毫米的MG131機槍,以及厄利孔20毫米MG—FF機炮。1940年,德國航空部首先提出提高航空機炮口徑的要求,并在1942年規定20毫米是空戰武器的最小口徑,也因此裝備了20毫米MG151機炮和30毫米MK108機炮。1942~1943年冬季。德國首先制成了20毫米口徑、射速1400發/分的毛瑟MG213c轉膛炮,其理論射速幾乎是20毫米MG151機炮的兩倍。1944年,又制造出30毫米口徑,射速1200發/分的MG213c轉膛炮。成為當時世界上同一口徑航空機炮中射速最高的武器。由于該型轉膛炮研制較晚,并未大量投入使用。主要裝機對象包括Me—262B、Ta—152C—2、Hs—129D—2等作戰飛機。除此之外,在當時正在研制的Me—300雙發噴氣式戰斗機、Me—362和Hs—132雙發噴氣式轟炸機、Ju—288四發重型轟炸機,以及P.215雙發噴氣式戰斗機和P.252全天候戰斗機設計方案中,均打算安裝MG213機炮。
噴氣式發動機出現后,戰斗機的飛行速度大幅增加,在空戰中跟蹤瞄準的時間變得非常短暫。因此,提高射速和增大機炮口徑變得同等重要。以往常見的滑動機心式航空機炮的主要組成部分是炮管組、機心匣、機心組(相當于通常所說的槍栓)、進彈機構和扣擊等。通過機心組在機心匣中往復運動,自動完成炮彈上膛、鎖膛,擊發、開膛、抽殼、進彈等一系列動作。不過,該種航炮的結構和工作原理使其射速難以進一步提高。基于上述原因,一些國家紛紛以納粹德國的MG213為藍本,研發本國的轉膛炮。單管轉膛炮有一個可以旋轉的彈膛,其結構與左輪手槍相似。射擊時。火藥氣體帶動鼓輪旋轉,使其上的彈膛依次對準炮管進行射擊。在30毫米口徑的MG213c轉膛炮基礎上,誕生了美國20毫米口徑M39、英國阿登、法國德發和瑞士厄利孔302RK等航空機炮。
一戰期間,德國人卡爾·加斯特于1916年設計了口徑7,92毫米、重27千克的雙管氣退式機槍。這種機槍有兩根并列相連的槍管。射擊時,兩根槍管協同動作,一根槍管射擊時產生的后坐力,推動另一根槍管完成進彈、上膛、擊發等射擊過程。這就是被命名為“加斯特”的機槍。數十年后,蘇聯和美國根據“加斯特”原理,分別研制成23、25毫米的雙管航空機炮。20世紀60年代中期,蘇聯設計出一種23毫米的滑動機心式雙管機炮,60年代末開始裝機使用,編號為GSh—23。這種機炮結構簡單、緊湊,重量只有51千克,射速高達3000發/分,初速715米/秒。除了23毫米雙管炮外,蘇聯還研發了30毫米的GSh—30雙管炮,初速860米/秒。
現代作戰飛機和武裝直升機的航炮多為20、23、25、27、30毫米。以空戰為主的飛機,大多裝備20、23毫米的機炮:以對地攻擊為主的飛機以及武裝直升機,大多裝備30毫米的機炮。折衷的辦法就是25、27毫米,典型代表即為美國AV—8B攻擊機使用的GAU—12/u型25毫米機炮和歐洲“狂風”、“臺風”以及瑞典JAS39戰斗機使用的德國毛瑟BK27型27毫米機炮。二戰結束后的一段時期內,在戰斗機航炮的選擇上,美國一直使用20毫米,蘇聯使用23、30毫米,歐洲則使用27、30毫米。
受蘇聯影響,我國的航空機炮有23、30毫米兩種口徑。目前,仿自GSh—23—3型23毫米口徑的23—3型雙管炮—是我軍的制式裝備,安裝于殲—7Ⅲ、殲—8Ⅱ、教練—9“山鷹”、殲—10、“飛豹”等飛機上。
一般地,戰斗機、攻擊機的固定機炮均內置在機身、機翼內。為了增加火力或對地攻擊能力。許多戰斗機、攻擊機、教練機,海上巡邏機以及直升機也可以攜帶機炮吊艙。機炮吊艙通用性好,適合多種飛機、直升機,根據戰術需求,需要時裝上,不需要時卸下,增加了作戰飛機、直升機遂行任務的適應性和戰術的多樣性。大多數機炮吊艙掛載在戰斗機、攻擊機機腹或翼下的通用掛架上,也有采用半埋方式掛在機腹兩側的。目前,除了單一用途的機炮吊艙外,這種可以外掛的武器系統已發展為多功能的組合式武器吊艙,使得輕型固定翼飛機和武裝直升機能在有限數量的武器接點,除采用復式掛架在單一掛點上同時攜帶多個武器外,還可以采用這種包含多種武器的多功能組合式吊艙,從而提高其載彈能力和多目標攻擊能力。
“大口徑”的航空機炮
說起大口徑航空機炮,許多人大概沒有什么概念。為了說明航空機炮的口徑大得足夠驚人,我們可以和現代陸軍及海軍裝備的火炮進行對比:
主戰坦克主炮的口徑為120~125毫米,榴彈炮通常為155毫米。現役大型軍艦上的主炮一般為100毫米、127毫米、130毫米等幾種主要口徑,此外還裝有20、30、37毫米等小口徑副炮。盡管航空機炮的口徑多以30毫米以下為主,但也有部分作戰飛機因特殊需要,配備了更大口徑的火炮。
飛機、直升機的設計,既要滿足結構強度的需求,又要嚴格控制結構重量。盡管現代飛機的最大起飛重量已經超過數百噸,最大載重量已經達到250噸,但是飛機的結構卻經不起外力的撞擊。這種特點決定了作戰飛機不宜安裝重量大、后坐力大的大口徑火炮。而在飛機誕生之初,因動力不足,飛機連一挺機槍都難以攜帶。另外,航空機炮在開火時,可能還會影響飛行速度甚至危及載機的安全。例如我國殲6戰斗機就曾出現過在高空開炮時機炮后坐力使飛機失速的事故,而A—10攻擊機的七管30毫米炮一旦開火,也可明顯降低載機的飛行速度。因此,37毫米以上口徑的航炮并沒有作為機載武器大范圍流行過,這些特殊的航炮主要用于攔截轟炸機、反潛、反坦克和對地攻擊等任務。
航空機炮的殺傷效率與其彈藥對目標的破壞威力有密切關系。對空中目標來說,機炮彈藥的攻擊對象主要是人員、燃料、發動機和機身、機翼的結構,對目標的破壞方式通常有爆破、殺傷、穿甲和燃燒4種,由于飛機結構相對脆弱,一般20毫米、最多30毫米的炮彈便可有效對付。而對于地面目標來說,則需要對付種類繁多的目標,主要是有生力量、汽車、裝甲車輛和坦克、火炮等各種技術裝備,更是需要根據彈藥對目標的破壞方式和目標種類選擇航空機炮的口徑。例如,對付有生力量和普通車輛,12.7毫米機槍已經勝任:對付坦克等重裝甲目標,甚至連20毫米機炮也顯得不足。盡管一些國家直至二戰以后才將20毫米機炮作為作戰飛機的制式裝備,但有些國家為了增加飛機的作戰能力,不斷探索將大口徑機炮安裝在作戰飛機上。
在一戰期間,各國飛機裝備的空對空武器幾乎全部是7.62(或7.7、7.9)毫米機槍。由于當時的飛機大都是木布結構,很少有防護裝甲,這種口徑的機槍子彈足以殺傷目標。不過,這期間各國已經在探索航空機炮的最佳口徑。最早被用作機載武器使用的大口火炮是法國哈其開斯37毫米炮。數百架法國空軍的布雷蓋5和瓦贊5等飛機在一戰期間裝備了由這種火炮改進而來的大口徑航炮。由于哈其開斯航炮采用手動裝填,因此射速極低,在瞬息萬變的空戰中幾乎沒有什么作用,法國空軍無奈之下將其用于對地攻擊。不過,當時對付地面目標有航空炸彈等更有效的武器,所以航空機炮口徑的選擇主要是針對空中目標。
一戰結束后,隨著防彈油箱的出現和飛機結構強度的逐漸加強,7.62毫米機槍的威力逐漸顯得不夠了,再加上飛機飛行重量不斷提高,也為裝備重量較大的武器提供了條件。因此,各國又重新開始研究大口徑航空機炮。二戰爆發后,飛機的防護能力和結構強度隨著戰爭的發展而迅速提高,致使7.62毫米機槍彈藥基本上失去了殺傷效力。特別是在四發重型轟炸機和新型坦克出現后,航空機槍的威力已經顯得不夠。于是,英國于1941年規定20毫米的西斯潘諾Mk.5機炮是戰斗機的標準射擊武器。在1942年以后服役的8種英國戰斗機中,96%都裝備了20毫米機炮。在整個二戰期間,法國一直沿用20毫米的s.7和s.9等機炮;德國共研制了16種20毫米以上的大口徑航空機炮,其戰斗機普遍裝備了20毫米、30毫米的機炮。
經驗表明,20毫米是炮彈能夠有效引燃飛機燃料的最小口徑。盡管飛機所攜帶的燃料是造成飛機本身毀傷的一個重要因素,但隨著飛機性能的發展,飛機攜帶的燃料重量在飛機總重量中所占的比例越來越大,而油箱在飛機所占的空間也越來越大。因此,目前的航空機炮均使用穿甲燃燒彈、爆破燃燒彈、殺傷燃燒曳光彈和殺傷爆破燃燒彈等有燃燒效應的多效彈藥。
燃燒效應對目標的作用主要是使飛機燃料起火或爆炸,而爆破效應主要是破壞飛機結構、設備和殺傷機上人員。1951年美國《航空時代》雜志認為,擊落一架現代戰斗機或轟炸機所需要的12.7毫米機槍彈藥的數量大得驚人,根據飛機裝甲和蒙皮受力結構來看,甚至以后20毫米機炮也將不夠用。1952年,美國人認為20毫米以下的武器彈藥對機身結構的破壞效果很小。因此,在20世紀50年代初曾有人預言:“如果飛機燃料成為一種不易被彈丸引燃的物質,則不顧重量限制和彈丸散布限制的大口徑武器就會出現。”
轟炸機的結構較戰斗機更為堅固,因此攻擊轟炸機時需要使用口徑更大的武器。德國在二戰末期的試驗表明,要擊落一架四發重型轟炸機至少需要命中4發30毫米口徑的炮彈,而為了攻擊英美的重型轟炸機,德國當時曾設計了55毫米口徑的MK112型航空機炮。1955年,聯邦德國《飛機世界》雜志認為:“作為戰斗機攻擊轟炸機的武器,12.7毫米口徑機槍正在被淘汰,就連當時還在許多噴氣戰斗機上使用的20毫米口徑的機炮也顯得威力不足。”該刊認為,配備4門30毫米口徑機炮的噴氣式戰斗機首先是用來攻擊轟炸機的。
二戰期間,為了攻擊重型轟炸機,德國人對戰斗機的火力進行了強化,除使用航空火箭彈以外,還大量采用大口徑機炮。德國在二戰末期裝備的Me—262噴氣式戰斗機,該機在機頭安裝有4門30毫米MK108機炮,對空火力不可小覷。即使這樣,德國人還是認為30毫米機炮對付轟炸機的效果不理想。于是,德國空軍開始研制更大口徑的航空機炮,最初是在Bf—110G—2/R1和Bf—110G—4a/R1上安裝37毫米口徑的BK3.7航炮,后來在Me—410A—2/U4和Me—410B—2/U4上安裝了50毫米口徑BK5航炮。此外,在新銳的Me—262的基礎上,研制出了Me—262A—1a/U4反轟炸機專用型號,該機安裝了毛瑟Mk214A型50毫米炮,總重490千克,備彈45發。該炮原本是陸軍的反坦克炮,具有相當大的破壞力,不過由于該炮過重,并且安裝在Me—262的機頭部位又破壞了飛機的平衡性,并導致飛行性能下降。另外,炮彈發射時的后坐力是個很大的問題,因此,僅有兩架飛機上安裝過該火炮。
1940年,蘇聯第一種航空機炮問世。該炮口徑為23毫米,炮彈的彈殼長152毫米,彈頭重200克,初速高達905米/秒。這種威力巨大的機炮主要用于攻擊機和部分戰斗機。1942年出現的37毫米NS—37機炮,其炮彈能穿透40毫米厚的裝甲(彈著角40°)。1945年蘇軍開始采用NS—37機炮的派生型NS—23機炮。NS—23的口徑又回到到23毫米,彈殼長只有115毫米,取代了早期使用的23毫米機炮。就在此時,原本還是小字輩的米高揚設計局研制了米格9噴氣式戰斗機,并隨后研制成功米格—15戰斗機。起初米高揚設計局打算為米格—15安裝57毫米口徑的航炮,但因后坐力過大、大量的火藥氣體會危及飛行安全等問題,只好改用37毫米機炮。當時,蘇聯軍方要求米格—15能夠有效攔截美國的B—29轟炸機,因此該機在武器系統設計上追求大威力,強調一擊必殺。在火力方面,米格—15采用一門37毫米N—37機炮和兩門23毫米NR—23機炮,其37毫米炮彈彈頭重量高達735克,射速為400發/分,初速690米/秒,NR—23機炮射速為850發/分,炮彈重量200克,炮口速度也是690米/秒。蘇聯專家估計,若平均有2發37毫米或8發23毫米口徑的炮彈命中B—29便足以將其摧毀。讓人沒想到的是,這種原本用以對付重型轟炸機的新型戰斗機在與其命中注定的對手美國F—86戰斗機對抗時,其重火力也占據了很大優勢。
F—86在機身兩側靠近進氣口處安裝了6挺AN—M3型12.7毫米口徑勃朗寧航空機槍。這種機槍由勃朗寧M2型12.7毫米重機槍發展而成,其前身是AN—M2型,是二戰時美國戰斗機的主要武器。與米格—15機炮相比,AN—M3的主要優點在于射速高,達到1150~1250發/分鐘,備彈量大,每挺機槍備彈267發,總備彈量1602發。AN—M3使用12.7×99毫米的機槍彈,彈丸重48.5克,正常情況下每挺機槍可以連續射擊13秒鐘。不過,F—86的6挺機槍盡管射速高、備彈多,但是威力不足。其作戰對手米格—15的結構強度較高,因此經常有F—86飛行員抱怨到“打光了全部子彈,卻眼睜睜地看著米格機逃脫了”。與此形成鮮明對比的是,被譽為空中坦克的米格—15使用1發37毫米炮彈或2發23毫米炮彈就足以摧毀一架F—86戰斗機。
除了空戰以外,大口徑航炮還是作戰飛機打擊地面、海面目標的有效武器。
早在一戰期間,當時的飛機一般速度比較緩慢,反潛方式主要是俯;中投彈攻擊,因此被追蹤的潛艇來得及在飛機俯沖投彈前迅速下潛,逃離敵攻擊范圍。如果在反潛機上裝備大口徑航炮,載機即可擁有直瞄打擊火力,擴展飛機的攻擊距離。于是法國人迅速將這一想法付諸實施,除了為部分瓦贊5轟炸機配備47毫米的哈其開斯火炮外,還為其“泰利爾”單發水上飛機裝備了該型航炮。后來,法國人又為“泰利爾”T.7水上飛機配備了一門75毫米航炮。盡管該型飛機最終停留在原型機階段,并未進入空軍服役,但法國空軍并沒有放棄大口徑航炮反潛的思想。1920~1922年間,這架飛機作為75毫米航炮的測試平臺進行了一系列試驗。
真正將大口徑航空機炮正式用于反潛、反艦攻擊的,是二戰期間盟軍的“蚊”式戰斗機和B—25轟炸機。皇家空軍岸防司令部裝備的“蚊”FB.MkXVⅢ多用途戰斗機是FB.MkV1的改型,在機首裝一門配備有25發炮彈的57亳米“莫林斯”反坦克炮,在裝備岸防司令部后被用來襲擊進出比斯開灣的德國潛艇和水面艦艇。美國陸軍航空隊在太平洋戰區裝備的B—25G裝備有一門75毫米M4航炮,B—25H則換成M4的改進型T13E1機炮。這種火炮在對付小型艦船和地面目標時非常有效,有一架B—25H僅用7枚炮彈就擊沉了一艘日本驅逐艦。
在攻擊地面目標時,在一戰時期英國飛機攻擊地面目標就已經使用了40毫米和57毫米機炮:二戰期間,交戰雙方除將大口徑機炮用于反坦克作戰(詳見下文)外,還將其用于對地攻擊,而在數十年后,美國在將大口徑機炮用于對地攻擊方面,走向了更加瘋狂的地步。
1967年,槍炮兼具的AC—130武裝運輸機問世,該機安裝有4挺7.62毫米MXV—470機槍,4門20毫米“火神”六管機炮,兩門L—60型40毫米博福斯機炮。在裝備AC—130A之后,美國空軍又改裝出8架AC—130E,機載武器與A型大體相當。后來出現的AC—130H在E型基礎上,又增加了一門M102型105毫米榴彈炮,備彈100發。該炮是在陸軍榴彈炮基礎上,將炮管縮短,并配以專用炮架改裝而成,該炮采用液壓操縱,炮管可在方位角20°、俯仰角40°的范圍內轉動。1987年,AC—130發展出AC—130U型,該機裝備一門M102型105毫米榴彈炮,一門40毫米博福斯航炮,一門25毫米GAU—12林機炮。AC—130先后參加過越南戰爭、入侵格林納達和巴拿馬、阿富汗戰爭等,在歷次作戰行動中均有上佳表現。
高射速的航空機炮
航空機炮的一些特點,在大口徑的陸軍火炮和艦載主炮上是無法實現的,其最明顯的就是射速。一般的陸海軍所用的自動射擊的大中口徑炮的射速都較低,例如英國MK8型114毫米炮射速為25發/分,意大利奧托76毫米速射炮的射速也不過120發/分,如果采用手動裝填的大口徑火炮,每分鐘的射速更是只有一兩發。但對于航空機炮來說,由于其獨有的原因,即使是與陸海軍所用的口徑相同的機炮相比,射速也大大超過之,例如美軍應用的20毫米M61A1“火神”機炮,射速最高可達6000發/分,而裝于軍艦上的“密集陣”,所用炮身和擊發機構基本與“火神”相同,但射速卻被調整為3000發/分。
由于過去單管機炮的射速較低,因此早期的戰斗機普遍裝備多挺機槍或多門機炮,以便增加總射速。二戰后,由于飛機所載的設備增多,同時廣泛應用了20或30毫米的機炮,因此已經沒有空間安裝多門機炮,因此戰斗機都減少了機炮的安裝數量,同時采用導彈作為主要的攻擊武器。在此情況下,為保證機炮的總火力,自然要求提高機炮的單管射速,其結果之一就是“加特林”機炮重回歷史舞臺。
1861年美國人理查德·加特林博士設計了一種多管機槍,用他造出的第一個模型進行了原理驗證,并于1862年獲得了專利。這種機槍的關鍵部分是一個由手搖曲柄驅動的同步圓筒,圓筒包含6個隨同6根槍管一起轉動的撞擊器(即撞針)。通俗一點說,就好像是把6挺機槍捆綁在一起,轉動起來依次射擊。這種機槍被命名為“加特林”機槍,其工作原理被稱為“加特林”原理,后來人們按照這個原理制造的機槍或機炮都叫做“加特林機槍(炮)”。加特林制造的這挺機槍的口徑是14.7毫米,射速達到400發/分,這以當時的標準看絕對是步兵的惡夢。1866年,“加特林”機槍正式進入美國陸軍服役,與此同時,他又設計出口徑12.7毫米和25.4毫米兩種轉管槍炮:1871年又造出了12.7毫米的10管機槍。1893年,當“加特林”機槍改用電動機驅動時,射速達到了4000發/分,遠遠超出當時的機槍射速標準。由于在一百多年前,材料技術、工藝和維護水平都比較低,“加特林”機槍顯得過于復雜了,故障率也高于當時的機槍,因此到了1911年,“加特林”機槍在美國陸軍服役45年之后被放棄。
到了1946年美國陸軍軍械部在“火神計劃”中重新運用了“加特林”原理,發展了一系列高射速的航空機炮(槍),并一直沿用到今天。在二戰結束前,美國陸軍軍械研究和發展部輕武器局局長R.R.斯塔德爾上校及其助手們提出復活“加特林”機槍的設想,為此制定了一項代號“火神”的發展計劃。1945年,在陸軍軍械局的幫助下,當時的約翰遜自動化公司從阿伯丁試驗場獲得了1903型“加特林”10管機槍,用電機代替原來靠人搖的手柄,在1946年試驗時射速達到5000發/分。1946年1月,陸軍要求通用電氣公司進行加特林原理改進研究,并于當年6月簽訂了研制15.2毫米口徑的“加特林”機槍的合同。該機槍在1949年4月試驗中射速達到2500發/分,經改進后的射速達到6000發/分。
1950年,通用電氣公司交付了10挺用于鑒定的T45A機槍,1952年又交付了三種共33挺(門)武器進行附加試驗,包括15.2毫米T45A機槍、20毫米T171機炮和27毫米T159機炮。在斯普林菲爾德兵TU和阿伯丁試驗場進行了廣泛試驗,到1952年5月,共發射了75000發彈藥未出故障,經過評定,最后選出20毫米T171機炮進行進一步改進。1952年8月,通用電氣公司交付27門T171機炮,1953年T171機炮的生產型進行了首次射擊,并在F—104戰斗機上進行了試飛,批生產前T171一直在作試驗,并不斷改進。1956年,20毫米的T171“火神”機炮被選作空軍的標準機載機炮,正式編號為M61A1,1956年底開始批生產。
在20世紀60年代以后,世界各國為適應各種飛行平臺的需要,特別是為武裝直升機和戰斗機外掛武器吊艙先后研制出5.56、7.62、12.7、20、25和30毫米口徑的“加特林”航空機炮(槍),管教從2管一直到7管。
“火神”M61A1的最大特點是6根炮管由夾板緊固在一起,并裝在炮尾轉子的前端。開炮時炮管在外部動力(如電能、液壓能或從炮管引出的燃氣甚至外伸的;中壓空氣渦輪)的帶動下飛速旋轉,6根炮管每旋轉一周即完成炮彈的進彈、上膛、發射、拋殼等動作。除了炮管和轉子外,該炮還有一個由圓柱形彈箱、傳動裝置組成的供彈系統。與其他類型的航空機炮相比,“火神”機炮擁有明顯的技戰術優勢:由于采用外部動力驅動,后一發炮彈的發射與前一發炮彈無關,啞彈不會引起停射;沒有燃氣推動的部件,活動機件較簡單,不易受磨蝕;轉子每轉一周每根炮管只發射一次,冷卻性較好;該炮不僅射速高,最高每分鐘可達9000發,但一般最高限定在6000發/分,而且射速可根據目標特性及作戰任務進行調節,多數采用4000發/分或6000發/分兩種射速:達到額定射速的時間大約需要0.3~0.5秒,開火第一秒內即可射出70發炮彈,超出一般機炮的水平:由于一根炮管在發射時,其余炮管在冷卻,因而壽命長,每根炮管的壽命超過2萬發以上;因6根炮管固聯在一起的穩定性好,減小炮管振動,同時每一瞬間實際只有1根炮管在同一位置發射,與單管炮一樣不存在多聯裝機炮后坐力不平衡的問題,還可以減小炮架的振動:布散較小,若采用炮口夾板,散布小于2~5密位:炮管壽命較長,因為雖然整個炮的射速較高,但每根炮管的射速只有1000發/分,加上采用耐磨材料,炮管的冷卻性、抗熱蝕性及耐磨性都較好:維修性較好,在正常工作條件下發射12000發炮彈后才需進行分解清洗,在外場拆裝時間大約只需15秒:平均故障間隔為至少發射25000發實彈,其可靠性至少是單管炮的10倍。
M61A1機炮采用M50標準系列(20×102毫米)電發火炮彈,炮彈重250克,彈丸重100克,彈種包括:M56爆破彈、M56A1爆破燃燒彈、M53A1穿甲燃燒彈、M55A1訓練實心彈,磷曳光彈,以及M51、M51E8、M51E6訓練彈等。該炮射程可達3000米,作戰時的射速一般控制在每分鐘4000~7200發之間。就射速方面,“火神”機炮遠超過其他國家裝備的單管或雙管機炮,例如,蘇聯/俄羅斯的GSh—23、GSh—30雙管機炮的射速均為3000發/分:法國為“陣風”戰斗機設計的基亞特30M791型30毫米七膛轉膛炮,盡管創造了每分鐘可發射2500發的單管炮的世界紀錄,但其總射速根本不可能與“火神”比肩。
在M61A1基礎上,美國還研制出雙管和三管的20毫米加特林機炮、三管的M188E1型30毫米機炮,并研發了GAU—2A/M134“MinlGun”六管7.62毫米機槍及其派生型12.7毫米的GAU—19/A航空機槍。部分加特林機炮(槍)還裝在機炮吊艙中使用,例如武裝直升機除了使用單管的30毫米機炮外,也裝備三管的20毫米機炮吊艙,其典型代表就是AH—1武裝直升機安裝的M197機炮,該炮系1967年在M61A1基礎上衍生的三管輕型機炮,專門用于武裝直升機和輕型固定翼飛機。M197采用可變速的電動馬達驅動,最高射速為3000發/分,射速可以調節,彈藥也為M50標準系列電發火炮彈。
美國在GAU—8/A“復仇者”30毫米七管炮(詳見后文)基礎上,還研發了25毫米口徑的GAU—12/u五管機炮,以及GAU—13/A四管30毫米機炮。前者以機炮吊艙的形式安裝在美國、英國聯合研制的AV—8B“鷂”Ⅱ攻擊機機身下,后者及其吊艙廣泛裝備在美國海空軍的各種作戰飛機。GAU—12/U機炮重量減輕,初速較大,適于空空、空地攻擊,在大小、重量和功率要求等方面與M61A1六管炮接近,但其火力強得多。該炮采用M790和PGU20/U兩種系列彈藥,均為鋼質彈殼、機械打火,有訓練彈、爆破燃燒彈和分離襯套穿甲彈,并與歐洲的25毫米口徑彈藥兼容。GAU—13/A的結構和工作原理與GAU—8/A相同,是其輕小型化,炮管數由7管減至4管,射速提高。
蘇聯在20世紀六七十年代參考美國的M61A1機炮研制了六管23毫米口徑的GSh—6—23和六管30毫米GSh—6—30加特林機炮。GSh—6—23于70年代中期開始服役,其初速715米/秒,射速9000~10000發/分,重76千克,用于蘇—24戰斗轟炸機、米格31截擊機。GSh—630裝備于米格—27戰斗轟炸機,初速850米/秒,射速5000發/分,重150千克。
我國昆侖機械廠曾經研制過623型23毫米六管炮加特林機炮,原打算在殲9、強6上使用,因為飛機下馬而沒有進一步發展。
全方位射擊
能夠全方位射擊或具有較大射界的機載武器系統當屬安裝在轟炸機(含水上轟炸機/巡邏機)、戰斗機、攻擊機、運輸機和武裝直升機等飛行器上的各種炮塔以及部分機炮吊艙。
通常把安裝在飛機、直升機上的活動射擊裝置稱為炮塔。按驅動炮塔轉動的動力分為手動炮塔和動力炮塔。動力炮塔按傳動方式可分為電動炮塔、液壓傳動炮塔和電氣液壓傳動炮塔。一戰期間的可供安裝劉易斯機槍的斯卡夫環形活動槍架是最早的炮塔,安裝在英國皇家空軍的多種轟炸機和戰斗機上。之后,安裝在炮塔上的機炮(槍)成為轟炸機的標準防御武器。1932年,在美國的B—10轟炸機上首次采用了封閉式炮塔。二戰期間,轟炸機需要深入敵人腹地進行戰術或戰略轟炸,攔截轟炸機的戰斗機(含截擊機)往往從上、從下,從各個方向攻擊轟炸機,因此轟炸機的自衛火力也是全方位的。
由此可見,轟炸機安裝炮塔的歷史最悠久,也曾經是安裝炮塔最多的一類飛行器。
通過歷史照片、繪畫作品以及遺存下來的老式轟炸機上面,我們可以看到無論是盟國的轟炸機,如B—17、B—24、“蘭開斯特”,還是軸心國的轟炸機如He—Ⅲ、He—177、Do—17等,均在機頭、機背、機腹和機尾安裝有炮塔。以美國著名的B—29轟炸機為例,該機總共安裝了5個遙控封閉式炮塔,在機頭領航艙內的轟炸領航員可以操縱前上和前下炮塔,在尾部射擊艙內的射手負責尾炮塔:在后機身有兩名射手,左側的射手負責后上炮塔,也能操縱前上炮塔:右側的射手負責后下炮塔,也能操縱前下和尾部炮塔。
二戰期間,交戰雙方數量龐大的轟炸機群往往是密集編隊,相互配合以形成交叉火力,向來自任何方向敢于向其進攻的戰斗機予以猛烈還擊。這種安裝大量炮塔的做法深刻影響了40年代末期研制的戰略轟炸機。其中,二戰后美國研制的B—36戰略轟炸機采用了數量更多的可收縮的遙控炮塔。每個炮塔裝備兩門20毫米航空機炮,全機共裝備了16門機炮。戰斗機在攔截轟炸機時,大多是在飛機后部或者從上而下實施攻擊,也正因為這樣,轟炸機的尾部和上部是防御的重點,而機腹的防御相對薄弱。這種情況,導致了德國幾款飛機,除了前向射擊的機炮(槍)外,還在背部安裝向上斜射的機炮。事實上,早在第一次世界大戰期間,為了對付升限更高的飛艇,英國人已在戰斗機上安裝了傾斜向上射擊的機炮。
20世紀50年代以后,隨著轟炸機飛行速度的提高,戰斗機能夠攻擊轟炸機的方向受到限制,轟炸機上防御火力的配置也發生了變化,炮塔的數量逐步減少。20世紀50年代以后,蘇聯研制的圖—16中程轟炸機和圖95戰略轟炸機只保留了機背、機腹和尾部3個炮塔,每個炮塔裝備兩門NS—23或AM—23型23毫米機炮。之后,伊爾—28、圖—22、圖—22M等蘇聯轟炸機和美國的B—47、B—52、B—58、B—66和A—3D/A—3等均只有一個尾炮—塔。我國在仿制伊爾28、圖一16的同時,將其炮塔一并繼承下來。在這些轟炸機中,有些尾炮塔具有獨立的火控系統,如B—52、圖—22M:有些在機頭安裝有與—飛機航向一致的固定機炮,如伊爾28、圖—16等。
以上轟炸機尾炮塔的射界通常是其尾部120°的圓錐角,一般在水平方位上是左右各60°,向上40°,向下20°,使戰斗機圍追曲線恰好處在轟炸機尾炮塔的射擊范圍內。因此,戰斗機使用航空火箭彈或機炮沿交叉航向對轟炸機進行攔阻射擊的戰術應運而生。由于這種攻擊方法是從側方攻擊轟炸機,可以躲過轟炸機的反擊,但要求戰斗機使用的武器命中率高和威力大。當時的航空機炮無法滿足這些要求,于是在20世紀40年代末期誕生了專門攜帶新研制的現代空空火箭彈的噴氣式戰斗機,專門用來攔截攻擊轟炸機。不過,戰斗機廣泛裝備射程遠遠大于機炮的空空導彈后,即使戰斗機從后方進行攻擊,轟炸機用機炮進行防御也已毫無意義。結果導致現代轟炸機上的炮塔消失殆盡。
隨著防空導彈的發展,戰略轟炸機的突防方式發生了變化,由以前的高空突防改為超低空突防。美國空軍研發的B—1B戰略轟炸機即采取超低空突防外加強大電子戰的戰術。隨著機載脈;中多普勒雷達裝備第三代戰斗機,新一代的作戰飛機可以憑借火控雷達發現超低空飛行的轟炸機和巡航導彈,因此戰略轟炸機必須改變已有的突防戰術,隱形轟炸機由此而誕生。近年來,以B—52、圖—95為代表的老式轟炸機以及B—1、B—2等皆可在中高空投放火力圈外發射的空地武器。在這種背景下,無論是在火力圈外投放巡航導彈或是利用隱形技術避開對方的火控雷達,現代轟炸機已經不需要依靠航空機炮來進行自衛了。目前只有蘇聯和中國的轟炸機還安裝有機炮。
現代作戰飛機一般不再使用炮塔,但有些國家為作戰飛機研發了具備炮塔功能的機炮吊艙。如此,可以在作戰使用上獲得現有各型固定式機炮吊艙所無法具有的低空、高速、機動作戰能力,尤其是對地攻擊時不必實施俯沖機動,有利于實施低空、高速、水平突防攻擊。這其中,蘇聯的做法最具代表性。蘇聯研發的SPPU—6、SPPU—22機炮吊艙與傳統的固定射擊方向的機炮吊艙在結構和性能上有很大差別。吊艙內分別裝一門23毫米的GSh—6—23六管炮、GSh—23雙管機炮,以及500發和260發炮彈及機炮遙控系統。機炮在驅動系統帶動下能夠向左右和下方射擊。SPPU—6的射擊范圍是:水平方向左右各45°,向下30°。SPPU—22炮艙的射擊范圍是:水平方向左右各45°,向下45°。飛機同時懸掛兩個吊艙時,可以一個頭朝前一個頭朝后,構成覆蓋飛機下方360°的攻擊范圍。兩種機炮吊艙裝備蘇聯/俄羅斯的各型戰斗轟炸機、攻擊機,如蘇—7M/M2/M3、蘇—24M、蘇—25、米格27等。蘇聯研發的另一款機炮吊艙9A—4273的射擊范圍左右各15°,且可向下傾斜30°。內裝一門NR—30機炮的改進型,備彈量150發,裝備于蘇聯/俄羅斯各型戰斗攻擊機、武裝直升機。
20世紀60年代中期以來,武裝直升機異軍突起,航空機炮(槍)成為其對空作戰和對地攻擊的主要武器之一。盡管炮塔在轟炸機、運輸機等飛機上消失殆盡,卻在武裝直升機上得以復興,延續炮塔的傳奇。大多數武裝直升機在機頭下方安裝具有較大射界的炮塔,這樣就可以保證機炮在直升機未調頭或稍微調頭的情況下,快速指向目標:或者在平飛的情況下,向下、向上射擊。因此,武裝直升機上的活動機炮比紅外制導的空空導彈使用靈活,也比反坦克導彈具有一定優勢。例如,武裝直升機在規避地面的攻擊中,反坦克導彈和火箭彈就無法發射,但具有相當射界的炮塔,就可以將機炮對準目標,邊機動邊射擊,或者提供持續的火力來壓制對方。
目前,武裝直升機使用的炮塔,除個別安裝機槍外,大多數為20、30毫米機炮。也有安裝航向固定機炮的,例如“山貓”AH.Mk9、卡—50、蘇聯/俄羅斯部分型號的米24等。下面簡單介紹幾個有代表性的武裝直升機的炮塔。
作為世界上第一架專門設計的武裝直升機,AH—1不僅奠定了窄機身、串列雙座的基本布局,而且首次以炮塔的形式將機炮置于機頭下方。該機裝備的M197型20毫米三管機炮,備彈750發,在火控系統的控制下,機炮可以左右旋轉各110°,且可向上18°~20.5°,向下50°。
美國陸軍研制的AH—64裝備了專為武裝直升機研制的M230E1鏈式機炮。M230E1的供彈和擊發機構由一臺5馬力電動機帶動的鏈條和鏈輪裝置驅動,消除了傳統的燃氣驅動武器所產生的沖擊載荷。機炮裝在機身下部靠前位置,炮塔總重684千克,射界為水平方向左右各110°,垂直方向為向上10°、向下60°,射速625發/分。機炮所用炮彈可與北約所采用的阿登和德發機炮炮彈互換。
和其他武裝直升機一樣,俄羅斯的米28也在機頭下部中心線上安裝一門機炮,型號為30毫米的2A42。炮口初速為900~1000米/秒,射速可選擇200~360發/分和800~900發/分。旋轉炮塔水平活動范圍為左右各110°,俯角為45°,仰角為13°。2A42型機炮由BMP—2步兵戰車的機炮改裝而成,對該機彈藥的后勤供應極為有利。米28設有兩個彈鏈式彈藥箱,每個裝彈150發。兩個彈藥箱可分裝不同的炮彈,射擊手能用開關控制發射穿甲彈攻擊裝甲車輛或發射高爆燃燒彈攻擊飛機和軟目標。炮塔能由光學瞄準具或前視紅外瞄準系統控制。一般情況下由前座射擊手瞄準攻擊,但后座的飛行員也能控制機炮進行射擊。
反坦克的航空機炮
坦克作為地面部隊的主要突擊力量,在戰場上取得了驕人戰績,如何對付坦克便成了交戰雙方必須面對的問題。二戰中,飛機成了對付坦克的重要力量,涌現出Ju—87G、Hs—129、伊爾—2、“颶風”等仰仗大口徑航空機炮攻擊坦克的殺手。
首先看一下德國,當時德國在飛機反坦克方面,表現得異常瘋狂。
1942年夏天,蘇聯的坦克數量不斷增加,對德國的地面部隊造成很大威脅。面對如此不利情形,德國空軍提出在飛機上攜帶口徑更大的機炮以消滅蘇聯坦克。于是,德國開始在一些飛機上進行武器試驗。參試飛機包括:一架在兩翼下各吊裝一門BK3.7機炮的Ju—87,一架掛載Pak40型75毫米反坦克炮的Ju—88,一架使用BK37機炮的Bf—110,以及若干架使用MKl03和BK3.7機炮的Hs—129B攻擊機。一系列試驗表明,Ju—88和Bf—110不適于反坦克作戰,而加強了武器的Ju—87和Hs—129則取得了令人滿意的效果。
隨后,德國人在Ju—87D—3基礎上將其改裝為Ju—87G—1反坦克攻擊機。該機在翼下安裝有兩門改自Flakl8型37毫米高射炮的BK37機炮,炮彈出口速度795~869米/秒,射速140發/分,射程2000米,每門炮備彈6發。該炮主要配用碳化鎢芯穿甲彈,近距離60°射入時能穿透75毫米坦克裝甲。后來德國還發展出Ju—87G—2反坦克攻擊機。Ju—87G主要在東線戰場上使用,1943年春天有少量在北非使用,1944年晚些時候在西線戰場使用,獲得較大成功。該炮打擊精度高,威力驚人,尤其在蘇聯戰場給蘇聯坦克造成了極大破壞。當時,在德國空軍中,漢斯·烏爾里希·魯德爾上校是駕駛Ju—87G打坦克的突出代表。他常常采用近距離攻擊戰術,而且專門攻擊坦克的側面和后部薄弱部位,所以常能奏效。
在開發Ju—87G的同時,德國還煞費苦心地為Hs—129尋求反坦克利器。早在1939年春天,德國即著手研制帶有防護裝甲的反坦克飛機,其成果就是Hs129攻擊機。Hs—129先后發展出A—O、B—O、B—1、B—2、B—3等型別。最先列裝的Hs—129A—0的主要對地攻擊武器為20毫米口徑的厄利孔MG—FF機炮。Hs—129B—0/B—1的主炮更換為20毫米的毛瑟MG151機炮,該炮較之MG—FF機炮具有更高的初速,更適于打擊地面裝甲目標。即使這樣,Hs—129的火力配備在蘇德戰場不太適用,面對蘇聯紅軍的裝甲洪流,20毫米機炮很難起到什么作用,于是在各個戰場的不同作戰單位手中,就出現了五花八門的火力強化型。其中的B—1/R2型在機身腹部吊掛一門30毫米MKl01機炮,備彈30發。即便如此,在打擊蘇聯坦克方面的表現也只是勉強而已。
到了1943年,各種反坦克火炮不斷在Hs—129B—2上面進行試驗。其中就包括30毫米的MKl01和MK103兩種機炮,以及BK3.7機炮。MK103機炮的性能比MK101更優,具有更高的炮口初速和更平直的彈道曲線。該炮被安裝在機腹特制的半橢圓形的低阻機炮艙內,一般備彈30發鎢芯反坦克穿甲彈,最多時達100發,炮彈在300米的距離上可以擊穿75毫米厚的裝甲。這一配置使得Hs—129自出道以來真正獲得了反坦克的強勁火力,Hs—129被稱作“坦克開罐器”即始自這一火力強化型。Hs—129的另一種武器方案是配備37毫米的BK3.7機炮。這門比MK103更夸張的機炮被置于掛在機腹的一個豎式紡錘狀封閉艙內,但為了承載它的重量而舍棄了7.92毫米機槍。
另有3架Hs—129進行了聯裝六門1.6米長、77毫米口徑滑膛炮的試驗。但試驗表明,這種武器的射擊精度很低,只好作罷。
鑒于這些火力加強型Hs—129B—2在反坦克作戰中的表現,德國空軍決定將其從一般的近距離支援作戰中分離出來,專司反坦克任務。Hs—129隨之成為世界戰爭史上第一種專用的反坦克攻擊機。就性能而言,安裝30毫米和37毫米機炮的Hs—129B—2在1943年就像是東線的空中救火隊員。盡管數量有限,但它們在無數次出擊中成功敲掉一個又一個紅色坦克罐頭的表現,無疑證明了這種史上首架專用反坦克攻擊機的價值。但從1943年下半年開始,隨著前線的壓力增大,德軍的要求又提高了。為了應對不斷增大裝甲厚度的蘇軍坦克和自行火炮,德國空軍希望Hs—129具有更大的打擊能力。1944年初,空軍為Hs—129B—2裝上一門改自75毫米Pak40L反坦克炮的BK75航空機炮。安裝此機炮的生產型號即為Hs—129B—3/Wa。
BK75的炮口初速為9327米/秒,炮彈在100米距離上垂直命中裝甲板時可以穿130毫米的裝甲:在30°入射時可以穿95毫米的裝甲。該炮自重450千克,炮彈每發重118千克,射速為40發/分,每架Hs—129標準備彈12~16發。BK7.5吊艙與機身的連接是非固定式的,在緊急情況下飛行員可以操控拋離連同火炮在內的吊艙。理論上,當Hs129B—3/Wa對單一地面目標發起攻擊時,一般可對其發射3~4發炮彈,在實戰中往往一發炮彈就能徹底摧毀敵坦克,包括45.3噸重的IS—2重型坦克。
蘇聯人同樣是使用大口徑航炮遂行對地攻擊的強力支持者,其第一種新型對地攻擊機即是著名的伊爾—2攻擊機。被德國人稱為“黑死神”的這種飛機在投入戰場后很快成了德國地面部隊的夢魘。伊爾2最初的武器是20毫米機炮,隨后換裝了威力更大的23毫米航炮,它可以發射更大更高速的炮彈。1943年夏季,少數伊爾—2換裝了37毫米NS—37機炮。之所以沒有大規模換裝37毫米炮,是因為蘇聯人認為德國裝甲部隊裝備的坦克頂部和后部裝甲比較薄弱,23毫米機炮已經足夠應付。從1943年3月起,蘇聯生產的數量龐大的雅克9T/K戰斗機也開始越來越多地承擔對地攻擊任務。其中T型裝備一門37毫米機炮,K型裝備一門45毫米機炮,都是安裝在發動機部位,通過螺旋槳轂發射。蘇聯裝備的美制P—39戰斗機,在機頭槳轂中安裝有一門37毫米航炮,備彈30發,主要用于對地攻擊。
1941年夏,維克斯s型40毫米航炮被安裝在一架英國皇家空軍“英俊戰士”(另有資料稱是一架英軍的“野馬”)戰斗機上,完成了空中火力試驗。之后,兩門各有15發彈箱的s型航炮裝在“颶風”MklID的兩翼下,另有2挺勃朗寧762毫米校射機槍。裝備這種“颶風”式戰斗機的第6飛行中隊參加了在1942年5月至1943年5月的北非戰役,1943年11月這種飛機也被用在遠東戰場。這種航炮被證明是十分可靠且精確的,甚至超過了之后取代它的航空火箭彈。但這種沒有厚重裝甲保護的飛機極易受地面炮火的攻擊,同時也不能與敵人的戰斗機抗衡。而且英國皇家空軍認為其武器已經不能有效攻擊新型的“虎”式坦克了,因此在回到歐洲戰場后“颶風”MklID即被拋棄。但即使如此,第6飛行中隊仍擊中了144輛坦克(摧毀47輛)和177輛其他車輛。
第二次世界大戰之后,反坦克導彈和火箭彈成了反坦克的主要武器。在反坦克導彈大行其道的時候,機炮依然能夠成為有效的反坦克利器,說明這種火炮確有過人之處。目前,美制GAU—8/A和M230E1是兩種十分典型的反坦克機炮。
20世紀60年代,以蘇聯為首的華沙條約國加強了裝甲兵建設,T—62、T—64主戰坦克的入役加強了華約在坦克方面對北約的數量與質量優勢。鑒于A—1在越戰中的良好表現,美國空軍設想以一種新的近距離支援飛機替代之。其結果就是大名鼎鼎的A—10攻擊機。該機在外觀上的一個顯著特點就是在機頭安裝了一門GAU—8/A“復仇者”七管加特林機炮。該炮是美軍現役噴氣機中口徑最大、炮管最多的速射炮,也是A—10最基本的反坦克利器。可以說,A—10就是圍繞GAU—8/A機炮設計的,是帶有翅膀的“復仇者”。
GAU—8/A的七根炮管由炮管夾板緊固在一起,安裝在炮尾轉子的前端,鼓形彈箱位于炮管之后,機炮安裝的下俯角為2°。整個系統重約1800千克,備彈1350發,安裝在一個托架上,通過前機身底部的艙門安裝在機頭和座艙下部、前起落架艙左側,并由炮管底部的長方形進氣口對炮艙進行冷卻。執行任務前,炮彈經特制的裝彈機自動裝填到彈箱內。炮彈每次射擊時,炮管旋轉,炮彈均由位于機身中線的炮管射出,不會對飛機產生偏航力矩。該炮長2896毫米,最大直徑356毫米,身管為73倍口徑,重281.2千克,最大射速為4200發/分,炮口初速為1051.6米/秒,持續射擊時間30秒,有效射程為3000米,壽命在140000發以上。
GAU—8/A是一種費效比較高的近距空中支援武器,有較大的殺傷力。該炮配有多種彈藥,包括爆破燃燒彈、穿甲燃燒彈、訓練彈等。各種彈藥的彈道特性是一致的,采用較輕的鋁合金彈殼和塑料旋轉彈帶。為了有效對付裝甲目標,穿甲燃燒彈內裝一個直徑較小的高比重貧鈾穿甲芯。貧鈾穿甲芯除具有很強的穿透力外,還是一種自然的引火材料,增強了穿甲燃燒效應。這種炮彈的彈道最佳,命中精度高,在較遠距離上具有很大的動能,對坦克及裝甲車等目標有很強的穿透力。實驗表明:“復仇者”的30毫米貧鈾穿甲燃燒彈,比大多數20毫米的彈藥在1800米距離上飛行時間減少了30%,可以成比例減少瞄準誤差:30毫米爆破燃燒彈在目標上能夠產生20毫米炮彈6倍的能量;在1220米斜距上發射30毫米的貧鈾穿甲燃燒彈,在彈著點具有20毫米彈丸14倍的動能,在2倍射程上比20毫米彈丸增加4倍的動能。在實彈射擊試驗中,GAU—8/A可在兩秒內摧毀T—62或M48坦克。
隨著武裝直升機在越南戰爭期間誕生之后,此類飛行器很快成為反坦克作戰的重要力量。除了反坦克導彈和火箭彈外,機炮依然是武裝直升機的重要武器。為武裝直升機研發的航空機炮主要有兩類,一是活動機芯式單管30毫米炮(如“虎”式直升機上裝備的基亞特30—781機炮),二是采用鏈條傳動的鏈式30毫米機炮。鏈式機炮最早是美國為適應直升機對機炮射速要求不高的特點于1972年初開始研制的,其成果就是AH—64武裝直升機上使用的M230E1。作為機械化武器,鏈式機炮的外部動力通過鏈條帶動火炮的各個活動部件運動,以完成射擊循環的各個動作。這種機炮除裝備AH—64直升機外,在此基礎上研制的25毫米口徑的鏈式機炮M242,還裝備于“布雷德利”步兵戰車和LAV—25裝甲車。
M230E1機炮全重55.8公斤。進彈機構由兩個四齒鏈輪和一個裝彈傳送轉子組成。M230航炮的供彈鏈沿一個近似垂直的框架布置,由一個6.5馬力的發動機帶動彈鏈供彈。M230機炮采用鋁制彈殼,其重量只相當于同口徑黃銅彈殼的一半,所以AH—64武裝直升機能夠攜帶1200發炮彈,其中1100發在機身下的彈艙中,90發在供彈鏈上。作為一款性能非常先進的航炮,M230可以發射幾乎所有北約標準的30毫米口徑彈藥,包括美國的M788訓練彈、M789雙功能爆破彈、M799爆破彈,以及阿登和德發30毫米航炮炮彈。M230E1型航炮的最大射速介于625~1000發/分,初速808米/秒。
M230E1航炮通常使用的是M789型高爆破甲殺傷雙用途炮彈,彈頭有一個21.5克的藥柱和彈芯,該型炮彈能夠殺傷地面人員,并能擊穿至少50毫米的鋼板裝甲,對地面裝備的毀傷能力非常強。在測試中,M789型炮彈在2500米距離上能夠輕松擊穿50毫米均質裝甲,破片殺傷半徑為4米。因此,在“沙漠風暴”戰役中,AH—64僅用航炮就能擊毀伊拉克T—55坦克也就不足為奇了。
用于其它平臺的航空機炮
海軍的近程防空武器,除了諸如“海麻雀”、“拉姆”、“海響尾蛇”等中短程防空導彈外,還有多種小口徑火炮。在林林總總的艦載防空火炮中,由航空機炮改裝而來的近防炮便是其中的佼佼者,這里介紹其中的三個。
1967年10月第三次中東戰爭中期間,以色列“埃拉特”號驅逐艦被埃及海軍發射的3枚“冥河”導彈擊沉,使人們真正認識到海軍水面艦艇的最大威脅來自反艦導彈。從此以后,主要海軍強國掀起了研發反艦導彈的熱潮。現在,反艦導彈的種類簡直是五花八門。這些導彈在飛行過程中,為降低被敵方發現的概率,大多貼近海面飛行,待接近目標時還會進一步降低高度,以攻擊敵艦靠近水線的部位。由于反艦導彈的個頭普遍偏小,且超低空飛行,很難被艦艇上的預警雷達發現,使其防不勝防。所以,許多國家都在想辦法阻止反艦導彈對作戰艦艇的威脅。
在20世紀六七十年代,大型水面艦只的防空火力主要依賴防空導彈。但限于當時的技術水平,這些導彈只能對付中高空飛行的轟炸機、攻擊機等作戰飛機。為了對付小巧靈活的反艦導彈,必須另辟蹊徑。小口徑火炮在當時成為海軍近程防御武器系統唯一的、切實可行的選擇。美國海軍艦只在二戰時期防空作戰的經驗表明,20~40毫米口徑的高射炮對付敵機最為有效。當時有85%的攻艦飛機是由20毫米、40毫米速射炮擊毀的。因此,美國海軍決定將小口徑火炮作為其最早的近程防御武器系統。正好在此之前,美國海、空軍均將20毫米的M61A1型六管炮作為作戰飛機的標準機載武器。正是由于該炮性能優異,才被美國海軍選作近程防御系統的基礎。
“密集陣”系統是一個堅固、緊湊的一體化結構。特別是搜索雷達、跟蹤雷達,炮座與瞄準驅動組件、電子密封柜,彈箱和火炮三位一體,克服了其他武器系統雷達與火炮相距較遠而造成的視覺差問題,從而提高了武器系統的精度;同時,也減輕了艦艇上其他雷達的工作負擔。多數的“密集陣”近防炮都有連接到長方形箱子上的炮管托架,這樣做的目的是為了提高炮管剛度,有利于提高命中精度。箱子下面是可容納989發20毫米炮彈的圓柱形彈箱。雷達罩、長方形箱子和彈箱作為一個整體,通過兩個軸承與炮架相連,而炮架又通過更大號的軸承與基座連成一體。這樣就可以保證“密集陣”近防炮不僅可以水平旋轉126°,還可以俯仰向上80°、向下25°。最下面的基座里面有雷達發射機及其電源、液壓驅動器電源、變壓器、環境控制器等。該系統由于體積小、重量輕,能很方便地安裝到各式各樣的艦艇上,極具通用性;對反艦導彈、小型飛行器和海面水雷等目標具有強大的攻擊能力。
“密集陣”近防炮采用的M61A1六管炮,炮口初速為1097米/秒,有效射程為1500米,射速為3000發/分。所用反導彈藥為MK149型次口徑脫殼穿甲彈,為了提高毀傷效果,彈芯由貧鈾制成。1991年以后,因環保問題,將貧鈾彈芯改用密度與其相當的碳化鎢材料。彈芯直徑為11.94毫米,質量為70.85克。系統的全部作戰功能由高速數字計算機控制完成,不需人工操作。在作戰時,“密集陣”依賴其優越的自動搜索、自動攻擊的技戰術性能,可在極短的時間內在來襲導彈必經之路上形成彈幕,擊碎來襲導彈。一般情況下,一次射擊耗彈量約為200發。
美國海軍先后于1971~1977年對“密集陣”近程防御武器系統進行了非常廣泛的試驗。在試驗中,使用了戰術導彈、滑翔炸彈、激光制導炸彈,以及模擬巡航導彈、掠海飛行的反艦導彈的無人駕駛靶機,取得了令人滿意的效果。作為世界上應用最早的近程防御武器系統,“密集陣”武器系統自從1978年開始廣泛裝備美國海軍以來,已經在包括巴基斯坦、沙特阿拉伯、日本、以色列、澳大利亞、英國、希臘、加拿大等國海軍在內的,大至核動力航空母艦、小至快速巡邏艇的各種艦船上。與其他各國的近程防御武器系統相比,“密集陣”不僅歷史悠久,而且裝艦數量堪稱世界之最——總共裝備了1000來套!
30多年來,美國海軍對“密集陣”武器系統進行了多次攻擊,已從最初的Block0型發展到目前的BlocklB型。以1999年開始服役的BlocklB型“密集陣”為例,該系統在BlocklA型基礎上又有了許多改進。主要包括加裝了高分辨率的前視紅外傳感器和自動搜捕目標的光電跟蹤儀,配備了Ku波段低旁瓣天線的搜索跟蹤雷達,采用了更高強度的加長炮管組,加裝了可集中彈丸散布的炮口限制器。改進后的“密集陣”系統的技戰術性能有了全面的提高。主要體現在以下幾個方面:首先,光電傳感器的使用使“密集陣”具有多光譜探測和跟蹤能力,使其對掠海飛行的目標具有更強的對抗能力,改善了在復雜環境下的對空作戰能力:其次,由于跟蹤雷達的角跟蹤精度高達2~3毫弧度,可以極其穩定地跟蹤并鎖定來襲目標的前部,直至目標飛臨艦艇上空;第三,具有防空作戰的超控模式,一旦有大威脅目標進入射程之內,這一超控模式就會立即中斷正在進行的對水面攻擊作戰,轉而對空發起攻擊;第四,可完全并入全艦作戰指揮系統,起到輔助傳感器的作用,向艦載其他武器系統(如“拉姆”近程反導系統、“海麻雀”防空導彈系統和多用途火炮等),提供目標指示:第五,配用的105克M244鎢制強殺傷力穿甲彈和原用的M149型脫殼穿甲彈具有相同的初速和飛行時間,但其動能卻增大了50%,穿甲殺傷力顯著提高:最后,采用加長45厘米的、更高強度的身管,與前期型相配用,炮管組堅固而緊湊,有效射程幾乎增加一倍。
SGE—30“守門員”是繼美國“密集陣”之后,荷蘭研制的又一種廣為裝備的艦載近程防御系統。該系統于1976年開始研制,1981年完成樣機,1983年成功進行了海上試驗,隨之裝備荷蘭皇家海軍艦艇。1990年,美國和英國海軍曾聯合對“守門員”系統進行了全面技術鑒定試驗。證實該系統和“密集陣”系統一樣,是既可用于對空作戰,又可攻擊水面目標的一種從探測目標、摧毀目標到選定下一個目標都完全自動化的、非常優秀的近程防御武器系統。
“守門員”系統主要由A—10攻擊機裝備的GAU—8型加特林火炮、l波段搜索雷達、I/K波段跟蹤雷達、電視攝像機、獨立式無線電發射機和接收機、電子控制艙、系統接口艙和控制臺等組成。“守門員”配用兩種彈藥:一種是對付空中目標的30毫米脫殼穿甲彈,彈重685克,長290毫米,初速1109米/秒,彈體由大比重鎢合金材料制造,能以較大的沖擊動能穿入導彈的戰斗部;另一種是易碎型脫殼穿甲彈,爆炸后可迅速形成大塊破片云,兼有動能穿甲彈的軸殺傷效應和高爆榴彈的徑向破環作用,主要用于對付水面目標。
I波段搜索雷達是一種大功率的相干脈;中雷達,可在惡劣的氣候條件下探測到小型目標。該雷達憑借每分鐘60轉的天線,可以發現29千米以外的目標,可同時跟蹤30個目標,并將其中4個列為攻擊對象。在對付多個來襲目標時,“守門員”系統可以自動判斷并使跟蹤雷達天線自動指向威脅最大的目標。摧毀第一個目標后,即快速對下一個目標發起攻擊。為了展開多重攻擊,雷達擁有一部自動殺傷評估系統,以確定目標的優先順序。該炮可以每秒100°的角速度全方位旋轉,俯仰角為向上80°、向下25°。GAU—8火炮的射程為3000米,射速4200發/分。能夠在500米和400米的距離內依次摧毀兩枚來襲的超音速反艦導彈,其間轉換目標的時間僅為1秒。
迄今為止,“守門員”近程武器系統已列裝教十套,除荷蘭海軍外,還裝備了英國、韓國、卡塔爾和阿聯酋等國海軍水面艦艇。1991年初海灣戰爭爆發后,德國海軍曾臨時租用了三套“守門員”系統,裝備在派往海灣的三艘“不萊梅”級護衛艦上。
“梅羅卡”近防炮是西班牙于1975年開始研制的一種艦載近程武器系統,1986年投入服役。該系統的主要特點是發射率高,火力密集,反應速度快,殺傷力強,具有獨立的火控能力,綜合技戰術性能與“密集陣”系統和“守門員”系統基本相當。25年來歷經多次改進,技戰術性能日趨先進。
“梅羅卡”系統的Mod2A先期型主要由兩排水平配置的6門厄利孔20毫米KAA自動火炮、一部SPG—2B型I波段單脈沖多普勒跟蹤雷達和一部微光電視攝像機組成。目標搜索和探測由艦載雷達完成,目標數據需輸入系統的跟蹤雷達加以轉換后才能使用。
“梅羅卡”系統采用氣動式供彈系統,全重4500公斤,結構緊湊,可俯仰向上85°、向下15°射擊。所配厄利孔KAA20毫米自動火炮屬于滑動機心式單管機炮,其主要特點是采用長炮管,后坐力較小,初速和射速較高,供彈方式為彈鏈彈帶供彈,彈藥為北約標準的20毫米口徑電發火彈藥,包括爆破燃燒彈、半穿甲爆破燃燒彈、穿甲曳光彈、分離式襯套脫殼穿甲曳光彈、訓練彈等。目前,西班牙海軍為該系統配用了20毫米次口徑脫殼穿甲彈,彈重320克,彈長205毫米。該彈藥初速高達1290米/秒,可有效殺傷來襲導彈的穿甲彈戰斗部。單管火炮射速1440發/分,有效射程2000米,反應時間不到4秒,彈藥發射采用定時程序控制(每組射彈12發),以避免產生機械共振而增大散布面。
20世紀90年代中期,“梅羅卡”系統接受了一次重大改進,升級為2B型。主要改進措施有采用了一臺功率更強大、具有活動目標指示功能的雷達發射機,一套新型的由紅外攝像機和視頻跟蹤儀組成的光電傳感器系統,一臺用于提高目標搜索能力、彈道計算能力和伺服控制能力的數字式數據處理機,一臺可用于目標自動捕獲并提高低空目標攻擊性能的火控處理器。Mod2B型“梅羅卡”系統的跟蹤雷達和紅外傳感器具有互補作用,即首先由雷達對目標進行探測,然后在目標周圍產生紅外自動跟蹤圖像,系統將兩種傳感器的目標數據加以融合處理,從而獲得最佳的命中精度。另外,Mod2B型的光電傳感器系統還可獨立工作,對反艦導彈等小型目標進行遠程探測和跟蹤。
最新型的Mod3型“梅羅卡”系統更是技高一籌,它采用了全新的多功能顯控臺、更先進的雙配置射擊指揮儀、升級換代型光電跟蹤系統、新一代紅外攝像機和改進型視頻跟蹤儀等,作戰型性能有了全面提高。
迄今為止,“梅羅卡”是繼“密集陣”和“守門員”之后西方國家裝備最多的艦載近防炮武器系統,僅西班牙海軍艦艇就已列裝30套左右。
新概念“機炮”
新概念航空機炮是指突破傳統航空機炮的舊概念而具有嶄新機理的一系列航空射擊武器,如液體炮、氣體炮、電磁炮、激光炮、粒子束炮等。傳統航空機炮是以火藥為動力,燃燒生成的高壓氣體推動炮膛內的彈丸沿炮管向前運動,獲得朝向目標所需要的方向和初速。然而,火藥氣體賦予彈丸的初速有其極限值,理論計算的極限值為2969米/秒,這正是傳統航空機炮不可逾越的障礙。為了獲取技術上的突破,一些國家開始探索應用以電磁力為能源發射彈丸的電磁炮和基于束能技術的各種束能炮如激光炮等新概念航空機炮。
美國空軍早在20世紀60年代中期,已經著手進行激光武器搭載于飛機上的試驗。之后,美國空軍以NKC—135大型飛機改造為機載激光實驗室(ALL)。ALL項目的目的是驗證激光在機載使用條件下的物理特性和殺傷力。在長達11年的試飛中,檢驗了激光武器機載使用,以及使用激光炮摧毀空中目標的可行性。近年來,美國將機載激光武器的研究成果用于機載激光武器系統(ABL)。
ABL項目是美國啟動最早、進展最快的用于空基彈道導彈防御的定向能武器系統,是美國彈道導彈防御系統中助推段攔截計劃的核心組成部分。作為ABL原型機的YAL—1A由波音747—400F大型貨機改裝而成,安裝有被動紅外搜索/跟蹤傳感器、氧碘高能化學激光器和激光發射炮塔、瞄準和跟蹤系統、C41系統等。ABL系統的高能化學激光器由6個模塊組成,其功率足以在遠至460千米的距離上摧毀助推段彈道導彈,而火控系統則可在如此遠的距離上修正大氣環境對激光束瞄準的影響。正是由于擁有優異的可摧毀處于助推階段的彈道導彈的能力,ABL可以減少其他各個層次的彈道導彈攔截系統的部署數量和攔截次數,還可以攻擊飛機、巡航導彈甚至太空中的衛星。研究表明,由7架ABL飛機組成的機群能對單個戰區級沖突提供最佳的彈道導彈防御。根據前些年制定的作戰方案,由7架飛機組成的機群中,至少應使5架ABL部署在一個軍事危機區域。載機至少能夠在空中待命飛行6小時而無需空中加油,每次任務飛行時間為12~18小時。ABL系統將設計成能對付從單個或多個分散發射陣地間歇式進行的每次5~10枚的彈道導彈齊射。一般情況下,發射激光的功率要達到2兆瓦,這樣每秒鐘要消耗數百千克的化學物質。ABL載機貯存罐里裝載了大約13.62噸的“彈藥”,足夠發射40次,每次持續3~5秒。5架ABL飛機攜帶足夠化學物質,可以攻擊200次。由4人駕駛的ABL飛機將在12000米的高空巡邏,機載激光武器可搜索和跟蹤處于助推階段的導彈,在位于機頭上方的主動激光跟蹤和指示裝置向目標發射第一束激光束后,由計算機測出距離并計算目標的航線和方位。隨后,安裝在飛機頭部、可以左右各120度轉動的激光發射炮塔將發射第二束即高能激光,約3~5秒,把目標摧毀在發射方的國土上。自1996年立項以來,YAL—1A項目雖然經歷了大量延遲,但在最近幾年,該計劃取得了重要進展。2007年,完成了戰場管理系統和波束控制/火控系統的演示驗證,完成了全系統、全交戰過程的功能模擬試飛,完成了50次左右以驗證其跟蹤空中目標以及測量與補償大氣環境能力的飛行試驗。2008年,YAL—1A首次利用殺傷用高能激光器發射激光束。2009年,完成了首次模擬攔截靶彈試驗,多次長時間發光。在整個項目實施期間,ABL總共進行了9次攔截試驗,其中以2010年2月12日進行的試驗最為成功,ABL在此次試驗中首次成功地在飛行中使用高能激光攔截助推段彈道導彈靶彈,并且實現了在短時間內攔截兩個目標,被媒體認為是一次具有里程碑意義的試驗。然而ABL項目取得的這些成就并沒能改變自身的命運,從2010年起該項目就逐漸開始走下坡路,直至2011年12月被美國國防部以削減成本的名義下令終止。在2012年2月14日,ABL項目的原型機YAL—1A在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地完成了最后一次告別飛行,然后YAL—1A機上的特種設備將被拆除,隨后機體將被送往戴維斯·蒙森基地永久封存。
除了戰役、戰略級別的機載激光武器系統外,美國還研制了戰術級別的以C—130H運輸機為平臺的機載激光武器系統。美軍研制先進戰術激光武器的目的,是以很小的發射功率摧毀、損傷目標或使目標失效,為地面戰場作戰或城市作戰等提供支援。2008年5月12日,先進戰術激光武器首次地面激光發射試驗獲得成功,標志著美國機載戰術激光武器達到了一個全新高度。
先進戰術激光武器具有傳統機炮不具有的技戰術優勢,包括:高功率激光束以光速攻擊目標,瞄準射擊不需要提前量,具有瞬時殺傷性;激光束發射不會產生后坐力,可以迅速改變射擊方向,且射速高,能在極短時間內打擊多個目標;激光束具有小的發散角和好的方向性,通過技術手段將激光集中在很小的區域,從而精確打擊目標的某個部位;激光束具備多波長輸出,并且不受電磁干擾。機載戰術激光武器作為致命武器,可打擊低空飛行的巡航導彈、掠海飛行的反艦導彈和近程彈道導彈:而作為非致命武器,可導致各種地面雷達、武器裝備上的傳感器、通訊天線等失效。研究表明:機載戰術激光器能夠在40秒內損傷3個導彈發射架、30個輪胎、11副天線、11個光電器件、4門迫擊炮、5挺機槍或22名士兵。
先進戰術激光武器系統由C—130H運輸機、作戰指揮管理系統、氧碘化學激光器、紅外探測監視系統和光束與火力控制系統組成,由4人操作和控制。裝有高能激光器的C—130H運輸機,被命名為“空中激光炮艇”。安裝在機頭的激光發射炮塔,由球形轉塔和滾轉外殼組成,直徑約1.27米,重約3000千克。激光武器系統重20000千克,作戰距離14.5千米,作戰時間10~12秒。發射寬度約10厘米的激光束,每次發射持續3~5秒,每次發射間隔1~2秒。射擊100次后,需要補充燃料進行維護保養。
氧碘化學激光器重5.443噸,發射功率幾十千瓦,可在C—130、V—22傾轉旋翼機、CH—47和CH—53重型直升機等多種作戰飛機平臺上使用,為了減輕重量和便于安裝、拆卸,氧碘化學激光器采用組件模塊化結構。美國正在開發二極管泵浦式液氧激光器,一旦這種激光器研制成功,將使氧碘化學激光器的重量只有原來的1/10。
目前,美國空軍、海軍、海軍陸戰隊和陸軍正在聯合實施“聯合高能固態激光器”(JHPSSL)技術開發與驗證計劃,目的是開發并驗證一種可能有效毀傷目標的、三軍通用的戰術激光器。該項目從2002年底開始實施,分技術開發、實驗室驗證和提高性能研制3個階段實施。JHPSSL將用于空空、空地交戰。該計劃研制的激光器將裝備水面艦艇,用于攔截反艦導彈和巡航導彈:裝備地面機動車輛,用于攔截火箭彈、榴彈炮彈和迫擊炮彈:裝備戰術戰斗機,用于對空中和地面點目標實施精確攻擊。美國空軍早在2005年11月就以該激光器配裝F—35為背景,利用虛擬現實技術研究了定向能武器在空空作戰中的應用。如果進展順利的話,F—35戰斗機這種小型的戰術飛機也有可能按照美軍的預想安裝上激光炮。
機載高功率激光武器不僅是防御性武器,可用于戰略防御、戰區防御和戰術防空,而且是進攻性武器,特別適用于反導彈、反衛星,以及精確打擊和非致命打擊。激光武器以光速攻擊目標的獨特本領,將導致未來戰場發生革命性變化,使之成為21世紀最主要的新概念武器之一。除了美國之外,包括俄羅斯在內的其他一些國家,也在積極研制機載激光武器。如果機載電磁炮、激光炮、粒子束炮等建成服役,將取代空空導彈成為機載武器的霸主。這些原來只能在科幻小說、科幻電影中才能看到的新概念武器,距離我們已經越來越近了!