關(guān)于運(yùn)用新材料提高輕便炮兵高寒山地構(gòu)筑陣地能力方案分析

朱煜 汝帥琪

摘 要：高寒山地環(huán)境下作戰(zhàn)，輕便炮兵具有很強(qiáng)的靈活性，能夠在突發(fā)情況下短時間形成有效的火力支援。但在陣地構(gòu)筑時，會消耗大量的人力和時間，加之有時地形條件差會使戰(zhàn)斗力大大折扣。通過運(yùn)用新材料會提高輕便炮兵在高寒山地構(gòu)筑陣地能力，使其陣地設(shè)置便捷化，縮短時間，提高分隊?wèi)?zhàn)斗力和生存概率。

關(guān)鍵詞：輕便炮兵陣地構(gòu)筑；高寒山地；復(fù)合橡膠；噴涂材料

中圖分類號：E836.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0203-02

1 高寒山地作戰(zhàn)條件下輕便炮兵戰(zhàn)斗力的重要性

高寒山地環(huán)境下的作戰(zhàn)，大型火炮受地形影響較大，輕便炮兵則具有很強(qiáng)的靈活性，1962年10月20日，我軍某團(tuán)120mm迫擊炮營2連、3連參加了克節(jié)朗地區(qū)的自衛(wèi)反擊戰(zhàn)，經(jīng)過20公里的崎嶇山路后，進(jìn)入射擊陣地，及時的進(jìn)行支援，摧毀了敵方空投場，消滅了大量仍在章多據(jù)守的廓爾喀步兵聯(lián)隊和印軍。目前，世界各國的山地作戰(zhàn)部隊都配備了輕便炮兵分隊作為火力支援的作戰(zhàn)力量。

2 在高寒山地環(huán)境下構(gòu)筑炮兵陣地的現(xiàn)實困難

（1）高寒山地氣候惡劣，氣溫低、缺氧，土層凍結(jié)較深，開挖難度大，戰(zhàn)斗員體能消耗速度快。通過圖1所示可以明顯的看出，在高原上運(yùn)動要比在平原上做相同的運(yùn)動消耗大，以迫擊炮班三射手為例，其穿戴裝具后，還要攜帶15.5kg的座鈑行軍作戰(zhàn)，個人體能消耗速度極快，構(gòu)筑陣地時凍土的抗壓強(qiáng)度比平時大2-3倍，人工開挖的難度極大。在海拔3000m以上的山地進(jìn)行陣地設(shè)置作業(yè)時，一鎬下去一個小白點，費(fèi)時、費(fèi)力，挖掘的效率極低[1]。

（2）高寒山地地形復(fù)雜，地表石塊較多，回填難度大，對戰(zhàn)時選擇陣地影響極大。設(shè)置陣地時一旦遇到大石塊，就會導(dǎo)致座鈑不穩(wěn)，極易造成座鈑彈跳等現(xiàn)象，射擊精度難以保證。不得不重新選擇陣地位置，直接導(dǎo)致浪費(fèi)大量的時間、人力、物力，在戰(zhàn)時更是會貽誤戰(zhàn)機(jī)，造成巨大損失[2]。

3 高寒山地輕便炮兵運(yùn)用新材料新方法構(gòu)筑陣地的設(shè)想分析

3.1 方案一：給座板添加復(fù)合橡膠坐墊

如圖2所示。

3.1.1 新材料的指標(biāo)數(shù)據(jù)

復(fù)合橡膠是由金屬構(gòu)件及其外邊包裹的優(yōu)質(zhì)硫化橡膠共同構(gòu)成，集金屬和橡膠彈簧的優(yōu)點于一體，既突出金屬剛性大、機(jī)械性能穩(wěn)定的優(yōu)勢，又結(jié)合了橡膠承重量小易施工易改變形等優(yōu)點，并且具有重量輕承重載荷量大的特點。

方案設(shè)計：制成復(fù)合橡膠坐墊，使其上表面形狀貼合座板底部，中間層采用硫化橡膠，下表面采用塑形變形較強(qiáng)膠泥，貼合地面。當(dāng)需要構(gòu)筑迫擊炮陣地時，將地面簡單處理表面平整后，放置復(fù)合橡膠坐墊，代替回填土壤，之后將迫擊炮座板放置在上面，進(jìn)行架炮[3]。

3.1.2 研究方向的分析

（1）假設(shè)炮彈質(zhì)量為m1，炮管質(zhì)量為m2，炮彈初速度為v1，炮管速度為v2。

由動量定理得：

（1）

解得：（負(fù)號炮管速度與炮彈速度相反）

（2）假設(shè)炮管的能量全部被新材料座鈑吸收，轉(zhuǎn)化為彈性勢能，設(shè)有N根金屬構(gòu)件，構(gòu)件系數(shù)為k，下沉量為，則由能量守恒定律可得：

（2）

解得：

（3）由金屬構(gòu)件的設(shè)計公示得：

（kg/mm） （3）

G：材料線性的剛性模數(shù)（Mpa，鋼的8×104Mpa）；d：線徑（mm）；：外徑（mm）；：中徑（mm）=-d；n：有效圈數(shù)=總?cè)?shù)-2；k還與溫度有關(guān)，其他條件一定時，溫度越低，k越大。

（4）綜上所述：由式（1-3）可以推導(dǎo)得出下沉量的表達(dá)式：

= （4）

已知在迫擊炮最大6號裝藥條件下，， ；假設(shè)迫擊炮炮管垂直作用于座鈑，且后坐力能量全部被座鈑吸收，那么當(dāng)使用鋼為金屬構(gòu)件并設(shè)計支撐構(gòu)件時，則：，有效圈數(shù)n=5.5，中徑 ，外徑，線徑d=15mm，根數(shù)N=10根。

將以上數(shù)據(jù)帶入公式求得。在最大裝藥量，且后坐力全部被座鈑吸收的假設(shè)條件下，設(shè)計的座鈑下沉量。通常射擊時后坐力不會垂直作用于座鈑，部分能量也會傳導(dǎo)至地表，并且k在其他條件一定時，溫度越低，k越大，理論條件下還會比3.66cm小。

綜上所述：復(fù)合橡膠坐墊可以起到回填土壤的作用，可承受0-6號裝藥產(chǎn)生的后坐力，并且與地表接觸良好，不會出現(xiàn)杠桿現(xiàn)象等。

3.2 方案二：噴涂新材料構(gòu)筑地形

如圖3所示。

3.2.1 新材料的指標(biāo)數(shù)據(jù)

聚氨酯發(fā)泡劑，是一種將聚氨酯預(yù)聚物、發(fā)泡劑、催化劑等組分裝填于耐壓氣霧罐中的特殊聚氨酯產(chǎn)品。當(dāng)物料從噴出時，沫狀的聚氨酯物料會迅速膨脹并與空氣或接觸到的基體中的水分發(fā)生固化反應(yīng)，適用范圍廣。具有前發(fā)泡、高膨脹、收縮小等優(yōu)點，且強(qiáng)度良好。

構(gòu)筑火箭筒等輕武器陣地時，將發(fā)泡材料噴涂于選定位置，利用其發(fā)泡成型，可塑形性，噴涂后改造不平整的地形條件，并且可修整表面形狀，使其貼合座板底面。經(jīng)過固化階段后，可在其上面進(jìn)行射擊。

3.2.2研究方向的分析

理論論證：（1）發(fā)泡劑便于攜帶操作簡便。聚氨酯發(fā)泡劑，體積小、質(zhì)量輕、便于攜帶，使用時操作簡便。在使用時只需將聚氨酯發(fā)泡劑罐搖動60秒即可使用，使其作戰(zhàn)中可迅速構(gòu)筑陣地，減少戰(zhàn)斗員的體力消耗。（2）固化前后都可塑性，改變地形效率高。聚氨酯發(fā)泡劑在噴涂后1分鐘左右，泡沫脫粘，此時可以直接進(jìn)行塑形；3分鐘后還可進(jìn)行切割塑性，用刀切去多余部分。利用該特性射手可以進(jìn)行兩次操作使陣地表面地形滿足射擊要求。（3）固化后強(qiáng)度增強(qiáng)的特性便于承接武器的設(shè)置。聚氨酯發(fā)泡劑在發(fā)泡、固化后，強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，固化后的泡沫耐溫范圍為-35℃～+80℃。在構(gòu)筑陣地固化階段后硬度明顯增強(qiáng)，該噴涂層能夠保證120反坦克火箭等輕武器的射擊穩(wěn)定性。

4 新材料研究成果的達(dá)到新作戰(zhàn)指標(biāo)

4.1 方案一

（1）復(fù)合橡膠材料座鈑簡化構(gòu)筑陣地環(huán)節(jié)，減少分隊體能消耗。使用該復(fù)合橡膠材料構(gòu)筑陣地時環(huán)節(jié)簡化，射手體能消耗減少，可減少高原反應(yīng)的發(fā)生、戰(zhàn)斗員機(jī)動性增強(qiáng)，可有效提射手升生存概率。（2）復(fù)合橡膠材料座鈑適用地形廣泛設(shè)置迅速，提高作戰(zhàn)準(zhǔn)備速度。復(fù)合橡膠材料座鈑增強(qiáng)了迫擊炮分隊的多地形適應(yīng)能力，減少了高寒山地極端土質(zhì)和地形對設(shè)置座鈑的不利影響，有利于輕便炮兵在高原山地的快速反應(yīng)。

4.2 方案二

（1）噴涂新材料將增大輕武器的陣地構(gòu)筑選擇范圍，可快速的建立臨時陣地。該材料攜帶操作簡便，成型速度快，可以快速的改變射手局部地表環(huán)境，使其到達(dá)合格的射擊條件，增大了射手選擇射擊陣地的范圍，增多了建立臨時陣地的概率，縮短火力形成的時間。（2）噴涂新材料構(gòu)筑陣地便于增加戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用可能性，提高分隊生存能力。該材料的使用增加了陣地位置的選擇，在本來不能構(gòu)筑陣地的地段建立了火力打擊力量，火力打擊的奇襲性顯著提高，并有多個陣地可供轉(zhuǎn)移，從而提高了輕便炮兵分隊的作戰(zhàn)能力和生存能力。

參考文獻(xiàn)

[1]郭麗娜，麻立彬，尹鈺衡.凍土開挖技術(shù)的探討[J].黑龍江水利科技，2006，（3）：107-108.

[2]文凱.高寒山地作戰(zhàn)環(huán)境對炮兵運(yùn)用的影響及其對策[J].四川兵工學(xué)報，2013.（8）：66-68.

[3]張樹祥.迫擊炮火力分配建模研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，（30）：7480-7482.