转管武器概论
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加特林机枪是由美国人理查·乔登·加特林在1860年代设计的手动型多管机关枪,是第一种实用化的机枪。
1862年11月4日,加特林获得转管机枪的专利,其中包括了两点转管机枪所共有的设计特点声明:一个提供锁膛的内有击针的圆柱旋转体,与枪管一起旋转;每根枪管都有独立的击针。
这使得以后所有与加特林机枪相似的设计都不能再获得专利。
1862型加特林转管机枪一开始使用的是独立的钢制弹膛(弹膛与枪管分离),它的尾部封闭并装有撞击火帽。
后来加特林将独立的弹膛与枪管合二为一,开发了性能有显著改善的1865年模型,这个模型成为后来转管武器的蓝本。
美国军队在1866年将其正式列入制式装备。
这种武器一经推出就引起了当时世界各国军队的注意,在传入中国后于1881年开始大规模仿造,先后配备给晚清北洋陆军及北洋水师。
后来由于马克沁机枪等的出现,加特林机枪一度受到军方的冷落。
1945年,专门成立的研究小组在美国陆军的建议下对加特林机枪的机动性和可靠性进一步进行研究。
1946年,约翰逊上校建议将外动力驱动的加特林机枪系统用作航空机枪。
美国空军和陆军装备部随即制定了联合计划,其中包括生产航空转管武器的“火神计划”,通用电器公司获得了该研制合同。
1956年,代号为T-171的20毫米转管炮被美国空军和陆军定型为M61型,并且批量生产订购,成为美国航空史上应用最多的一种航炮。
美国无疑是二战后最早重视研制转管武器的国家。
M61“火神”机炮研制成功后,转管武器又一次出现在美国军队装备中,成为瞩目的焦点,引发了世界各国对转管武器的兴趣。
在随后的几十年中,美国通用电气公司在M61型20毫米6管转管航炮的基础上,又先后研制了口径为5.56、7.62、12.7、20、25和30毫米,身管数目为3、4、5、6、7一系列的转管武器,并广泛应用于飞机、舰艇和装甲车[1,2]。
比较有代表性的有M61型20毫米6管转管炮,M134“米尼岗”6管7.62mm转管机枪,GAU-8/A型7管30mm转管航炮等。
M61型20毫米6管机炮射速高、威力大、寿命长的优点为后来转管武器的发展打下了坚实的基础。
俄罗斯自1981年首次推出12.7毫米自身能源4管转管机枪以来,也陆续推出了一系列的转管武器。
其中前苏联努德尔曼-卡拉什尼科夫设计局根据美国M61型20毫米6管转管航炮和西方国家其它相关技术资料,于1976年研制成功
加特林式Gsh-6-23型23毫米6管转管航炮,初速为690米/秒,射速达到了5000发/分。
同时,该设计局参考美国M61A1火神航炮研制设计的Gsh-6-30型30毫米6管转管航炮射速也达到了5000发/分,初速较Gsh-6-23大大提高,达到了850米/秒,目前装备在俄罗斯的米格-27/29和苏-25等战斗机上。
俄罗斯(包括前苏联)研制装备的转管武器包括曾经装备在米格-21上的Gsh-23L (射速为3500发/分)、Gsh-2-23(射速为4500发/分)、Gsh2-30/L/K、Gsh-2-30以及Gsh-6-23M等。
据报道,俄罗斯的Gsh-6-23M的射速高达10000发/分,装备在俄罗斯性能先进的米格-31战斗机上。
除美国和俄罗斯外,也有其他一些国家研制成功或正在研制本国转管机枪(炮),如法国的SATAN-30型7管30毫米转管机炮、SGE-30型7管30毫米机炮,我国的623、730、630等。
这些转管武器无一例外的都采用加特林原理,使加特林转管武器家族更为兴旺。
转管武器根据能量利用方式的不同可分为外能源转管武器和内能源转管武器,美国的转管武器以外能源为主,而俄罗斯的则以内能源为主,并且他们各有自己的特色。
美国的转管武器一般都初速较高,有的可以达到1000m/s以上,但射速不高,一般不超过6000发/分。
俄罗斯的转管武器一般射速较高,列如Gsh-6-23M的射速高达10000发/分,但初速较低,一般为700m/s到900m/s左右。
一.转管武器的结构及工作原理
转管武器由机匣、机心、身管、炮箱、供弹机、缓冲器,驱动装置和炮架等主要零部件组成。
转管武器是将多根身管(一般为3到7根)在圆周方向均匀排列,并固定在一个机心匣上,每根身管配有一套机心(闭锁机),但共用一个进弹机和抛壳器。
机心匣和身管组组成一体,通过前后轴承支撑于炮箱内,炮箱通过前后支点固定在炮架上。
工作时,身管和机心匣由外部能源或自身能源驱动进行旋转。
每个机心上方有滚轮与炮箱内腔螺旋曲线槽相配合,机心随着机匣旋转的同时,机心滚轮就在曲线槽的作用下带动机心前后往复运动,借以完成装填、闭锁、击发、退壳等自动动作,完成自动机的射击循环工作,机心的运动规律受炮箱螺旋曲线槽控制。
二.广阔应用
高射速转管武器系统可以装载在越野车、步兵战车或装甲运兵车等装甲车辆上,以弹幕式密集火力有效毁伤敌轻型装甲车、直升机、轻型舰艇等轻装甲目标,歼灭在野战掩体后的敌集群生动目标,压制敌火力点,封锁要道或隘口等。
列如美国的M134“米尼岗”6管7.62mm转管机枪就广泛装备在美军的装甲车和直升机上用作压制火力。
20世纪50年代末,随着导弹技术的发展和应用,航空自动武器曾面临被淘汰的危险。
然而经过60年代以来的局部战争经验证明,近距作战仍不可避免,而航空自动武器是有效的近战武器。
转管武器作为机载航空武器仍具有很多其他武器所无法替代的优点。
A-10“雷电”攻击机装备的GAU-8/A7管30mm转管航炮在实战中的优异表现也说明了这一点。
在近程末端防空反导作战中,高射速是对武器的一个基本要求。
而转管武器由于射速高,可形成密集的“弹幕”拦截目标,命中率高;机动性好、转移火力迅速、身管寿命较高、生存能力强;不存在低空、超低空的射击死角,受地形的制约程度小;常规的光电火控抗各种干扰能力强;装备量大、成本低、可靠性好。
在对付近距离、短时间、突然出现的机动性导弹和武装直升机时具有无可比拟的优势:因此转管武器可以弥补导弹在末端近距离防御的不足,成为陆、海防空系统中首选的最后一道硬杀伤手段。
比较有名的有美国的“密集阵”,荷兰的“守门员”。
美国还将“密集阵”改装成C-RAM(反火箭炮,火炮和迫击炮)系统用于驻伊美军基地的防卫任务。
三.转管武器的优缺点
优点:
(1) 射速高。
对于外能源转管武器其射速可调,对于空地兼用的武器,可调射速意义很大。
(2) 结构紧凑,质量相对较轻,体积较小。
(3) 工作可靠,机构协调紧密,不易出故障,转管武器不受“瞎火弹”限制。
此类武器故障率只有万分之几,较单管后退、气推式武器的故障率低一个数量级。
(4) 寿命长,多个炮管和机芯共同承受射弹总发数,可比单管炮成倍的提高
寿命。
缺点:
(1) 存在迟发火的危险。
由于炮管机心匣旋转操纵射击,闭锁、开膛的时间是一定的,但由于火药受潮等原因可能使发火时间推迟,二者存在不协调可能,即开膛后才发火,必然形成炸膛事故。
(2) 弹道质量较差。
由于炮管高速旋转,弹丸分布较大。
(3) 质量集中,外场维护不便。
(4) 对于外能源转管武器必须有一套稳定的能源设备,增加了载体的负担。