防务分析:步兵战车武器的新发展

步兵装甲车辆概念和使用场景的不断发展,带动了其武器在尺寸和功能上的不断发展。这不仅仅是主炮口径的增加,还包括武器用途的拓展。

步兵战车武器的演变

最早出现在第二次世界大战期间的半履带装甲车,如德国著名的Sd.Kfz.251半履带式装甲运输车,仅具有有限的防弹保护能力,通常只装备中型机枪。然而,战后开发投入使用的装甲战斗车辆却拥有了逐步增强的火力。相对的,为了容纳这些武器系统,车辆所能运载的随车步兵数量却不断减少。这些变化反映了步兵装甲车辆,特别是那些被称之为步兵战车(Infrantry Fighting Vehicle,IFV)的车辆,的战斗力重心已经从搭车步兵转移到车辆本身及其火力能力。

德国著名的半履带式Sd.Kfz.251可以说是装甲运兵车的鼻祖

现代步兵战车配备了从中型/重型机枪,自动榴弹发射器(Automatic Grenade Launcher,AGL)直到中口径自动加农炮的各种武器。每种武器都反映出对它们的不同战术期望。步兵运输车(Infantry Carrier Vehicle,ICV)通常仅装备机枪和AGL,而装备机关炮的那些车辆通常被归类为IFV。通用动力公司为美国陆军生产的M1126“斯崔克(Stryker)”装甲车及其装备12.7毫米重机枪的“保护者(Protector)”远程武器站就是前者的一个例子,而德国克劳斯-玛菲•魏格曼(Kraus-Maffei Wegmann,KMV)莱茵钢铁( Rheinmetall)公司的“黄鼠狼(Marder)”和美国M2“布雷德利(Bradley)”分别使用20毫米和25毫米自动加农炮,就是后者的代表。步兵战斗车辆上的武器装备的主要作用是支持搭载其上的徒步步兵。这意味着对敌人的阵地,特别是机枪阵地,进行压制性射击。在冷战时期的欧洲,战斗的重点转移到消耗敌人的有生力量以迟滞对方的攻势,这要求尽可能多地杀死敌人。为了达到这一点,瞄准和摧毁装载敌人的车辆似乎更有效率。这反映在IFV的角色定义上:它将伴随主战坦克,协助它们对抗敌方的轻型装甲车辆。

装备了M242“丛林之王”链式机关炮的M2/M3“布雷德利”步兵战车

对于20世纪70年代后期的许多西方军队来说,首先是20毫米口径,接着是25毫米自动加农炮成为了步兵战车的主炮。对于这些火炮的要求集中在高初速,平直弹道和穿甲深度。例如,轨道ATK(Orbital ATK)公司的M242“丛林之王(Bushmaster)”25毫米链式机关炮和莱茵钢铁集团旗下,之前瑞士厄利孔(Oerlikon)公司,的25毫米KBA机关炮,都曾经主要使用次口径尾翼稳定脱壳穿甲弹。然而,随着敌对威胁扩大到了包括杀伤力增强的陆基反坦克制导导弹,手持式反装甲武器,武装直升机和无人机系统,对穿甲深度进行优化的炮弹就显得有些力不从心了。此外,城市内战斗比以往任何时候都更加普遍。武器界认识到,要有效解决这一系列更多样化的目标,火炮和弹药的性能都需要达到一个新的高度。

安装在意大利陆军“半人马座”8x8轮式步兵战车上的厄利孔25毫米KAB机关炮

步兵战车武器的最新动态

尽管大多数西方军队步兵战车主炮的口径都统一到20或25毫米两者之一,瑞典陆军在其CV90步兵战车上使用了40毫米“博福斯(Bofors)”火炮,相信它可以更灵活地攻击目标,同时对各种目标具有更强的杀伤力。今天,其他国家陆军纷纷为其IFV配备更大口径火炮的举措反映出对瑞典陆军看法的认可。为了应对可以远距离精确攻击的反坦克制导导弹,广泛扩散的肩射单兵反坦克武器,武装直升机和无人驾驶空中飞行器(Unmanned Aerial System,UAS)等空中平台,需要优化武器的爆炸和目标杀伤效应。实现这一目标要求更大口径的炮弹,以安装先进引信,提供更好的目标杀伤效果和更大的爆炸力。现为诺斯罗普•格鲁曼(Northrop Grumman)的一部分的轨道ATK公司公关经理伽罗德•克鲁尔(Jarrod Krull)解释说:“弹丸内部额外的体积意味着可以为整合微电子设备提供更多的空间。 理想情况下,我们至少需要30毫米及以上的弹壳尺寸来完成这种整合。”

瑞典陆军装备的拥有40毫米口径博福斯机关炮的CV90

莱茵钢铁防务公司通过开发30x173毫米MK-30/2空爆弹药(Air Burst Muntion,ABM)和火炮来满足这些需求,德国陆军正在它的KMV“美洲狮(Puma)”步兵战车上使用这一火炮。该公司在一份声明中表示:“我们看到更多专用弹药的问世。它们的单位成本可能很高,但通过提高射击精度和稳定性以及采用更精确的火力计算,会带来的杀伤力增加,从而显著减少每次击杀所需要的炮弹数量。这也就降低了成本。”增强杀伤力和对多种目标杀伤效率提高的关键是莱茵金属的空爆弹药。它允许车辆的火控系统在射击时将特定攻击参数传给炮弹里的特殊可编程引信。这样,每一发炮弹都会根据需要进行自动设置,以达到最大的毁伤效果。弹头本身还会释放出许多子弹头,以进一步增加对目标的毁伤。这种组合能够在更远的距离上显著地增强IFV攻击和摧毁多种非装甲威胁的能力。

“美洲狮”“步兵战车上装备的30毫米口径MK-30/2 ABM机关炮

IFV武器和弹药开发人员面临的一个主要挑战是,有效应对这些不同目标的解决方案必须适应大多数只能使用最多两种弹药的火炮系统设计。通常在这种设计中,一个弹匣装穿甲弹,另一个装高爆炮弹。这意味着在理想情况下,新的弹药解决方案应该提供一种炮弹解决所有这些威胁。

轨道ATK公司的可编程空爆弹药(Programmable Air Burst Munition,PABM)通过安装在炮口的感应式引信设定装置来实现这一目的,以实现弹丸的多模式功能。它使炮手在攻击每一个目标时,都能够选择最佳设置,以达到最佳效果。它使用半穿甲高爆燃烧(Semi-Armoured Piercing High Explosive Incendiary,SAPHEI)弹头,可以设置触发,延迟触发或空爆等多种模式。

轨道ATK(现诺格创新系统公司)的PABM炮弹

弹药储备和携带量

从表面上看,这一解决方案是如此的简单直接,那就是给步兵战车装上更大口径的火炮,使用更大更强的弹药。然而,随着更大的火炮口径和更长的炮弹而来的问题就是在弹匣中存放的待发弹药数量变少了,整个车辆可以携带的弹药数量也受到了影响。让我们拿40毫米炮弹和35以及30毫米炮弹分别做一个比较。在一个存放24枚40毫米炮弹的空间,可以分别容纳近70枚35毫米或超过160枚30毫米的炮弹。这直接影响到车辆可攻击的目标数量或者交战次数。在车辆设计时,必须加以权衡考虑。

不同口径的炮弹大小比较,最右面是埋头弹。

为此,步兵战车火炮和弹药开发人员为军方决策者们提供了各种解决方案。BAE系统赫格隆茨公司(BAE Systems HägglundsBAE系统旗下的瑞典防务子公司)的平台经理丹•林德尔(Dan Lindell)解释说:“我们的CV90可以提供装备不同尺寸主炮的版本。虽然瑞典陆军仍然使用40毫米火炮,其他国家陆军的CV90上安装了配备轨道ATK公司的mk44‘丛林之王II’30/40毫米火炮或者‘丛林之王III’35/50毫米火炮的炮塔。这可以为用户提供满足他们需求的各种解决方案。”事实上瑞典陆军是唯一选择装备了40毫米机关炮版本CV9040的军队;挪威,瑞士和芬兰都选择了装备了30毫米Mk44“丛林之王II”的CV9030;荷兰和丹麦选择了装备35毫米“丛林之王III”的CV9035。

芬兰陆军的CV9030步兵战车使用的是30毫米口径Mk44“丛林之王II”机关炮

德国莱茵金属的发言人声称,他们的“美洲狮”和“山猫(Lynx)”步兵战车,以及“长矛(LANCE)”炮塔可以装备30毫米Mk-30/2ABM火炮,或者30毫米以及最近开发的35毫米“沃坦(Wotan)”火炮。后者是一种电力驱动的外能源链式炮。这些火炮都使用具有高密度穿甲弹头的先进尾翼稳定脱壳穿甲弹来攻击装甲目标,使用多用途可编程炮弹对付所有其他目标。最终目标是要在获得更大目标毁伤效果的同时,对步兵战车的重量以及其他方面产生最小的负面影响。以目前的设计和效能,这些枪弹组合也能产生更高的性能。

装备“长矛”炮塔的“山猫”步兵战车

俄制步兵战车武器

前苏联的BMP-1可以被认为是世界上第一种现代步兵战车。它装备的主要武器反映了和西方步兵战车不同的战术思想。它的73毫米2A28“格罗姆(Grom)”低速火炮使用SPG-9无后坐力炮的弹药。这包括尾翼稳定破甲弹(High Explosive Anti-Tank,HEAT)和高爆破片弹,可以有效攻击射程500-700米内的点目标。结果,它更像是一个近距支持武器,而把对付装甲目标的任务让位给反坦克制导导弹。后续的BMP-2用从20世纪80年代开始就被海军,直升机和防空平台广泛使用的30毫米2A42机关炮取代了73毫米火炮。它使用高爆炮弹和脱壳穿甲弹(Armour-Piercing Discarding Sabot,APDS),和西方同口径机关炮的性能类似。然而,随着90年代后期BMP-3步兵战车的引入,俄罗斯军队至少部分回归了其关于步兵战车的初始概念。在新的战车上同时安装了30毫米2A72机关炮和100毫米2A70弹/炮二合一火炮发射器。后者有一个含40发弹药的自动装弹机,可以发射3UOF高爆破片弹或3UBK10(9m117)半主动激光制导反坦克导弹。

BMP-3的武器系统独树一帜,采用了30毫米机关炮和100毫米弹/炮两用火炮并列而成

然而,这一30/100毫米火炮组合却没有被用在俄罗斯最新的“库尔干人(kurganets)”步兵战车上。俄罗斯新步兵战车安装了一门30毫米2A42机关炮和四枚位于炮塔两侧的“短号(Kornet)”导弹发射器。俄罗斯防务公司还在2015年俄罗斯武器博览会上展示了一个装备新的57毫米AU-220M“贝加尔湖(Baikal)”机关炮远程遥控武器站的BMP版本。有一些报告指出,俄罗斯国防部可能会考虑将57毫米火炮做为其所有步兵战车的标准武器。

俄罗斯最新的“库尔干人”步兵战车并没有继续采用BMP-3上一大一小的双炮组合

步兵战车武器的未来发展

Nexter和BAE系统公司的合资企业——有壳埋头弹国际(CTA International)公司已经开发出了一种使用有壳埋头弹(Case Telescoped Ammunition,CTA)的新自动火炮。在有壳埋头弹设计中,弹丸被发射药和圆形弹壳所包围。因此,CTA 40加农炮可以在一个短得多的炮弹中装入40毫米口径的发射药和弹头,从而可以应用更短的炮身,更紧凑的装弹机,装载更多炮弹的弹匣。同时也增加了车辆的整体携弹量。在CTA 40火炮进入生产的采访中,CTA国际的经理柯林•斯蒂芬森(Colin Stephenson)分享到:“CTA 40是一个具有独特弹药配置,弹药处理系统和火炮的完整系统。它们一起不仅提升了对目标的毁伤效能,而且由于所需安装空间更小,还具有炮塔适用性优势,并增加火炮的俯仰角。”下图列出了该火炮配备的各种埋头弹弹种,从左至右分别为:尾翼稳定脱壳穿甲弹,练习弹,减程练习弹,通用触发破甲弹,通用空爆高爆弹,以及针对无人机和低速飞机优化的对空空爆(Anti-Aerial Air Burst,A3B)弹。

CTA40埋头弹家族

轨道ATK公司选择了另一条道路。它的Mk44链式炮也可以采用增强型“超级40(Super 40)”40x180毫米炮弹进行改进。“超级40”炮弹最初是根据美国陆军战斗车辆先进轻型武器装备(Advanced Light Armament for Combat Vehicle,ALACV)项目开发的,能够在使用和30毫米Mk44版本相同的空间情况下,进一步提高穿甲深度和PABM弹药的杀伤力。他们也将同一技术应用于35毫米的“从林之王III”火炮,使它可以发射厄利孔弹药或者50毫米“超射(Supershot)”炮弹——一种源于20世纪80年代设计的,使用直壁式弹筒和半埋头弹丸的炮弹。“超射”炮弹的目标是使25毫米火炮在不使用更大炮弹尺寸的情况下,达到40毫米炮弹的穿甲性能。这将使战车在杀伤力提高的同时,不损失待发和储备的弹药数量。 最新“超射50”炮弹的应用反映了对解决前述那些日益增长的其他威胁的担忧。在“超射50”中,半埋式直壁弹筒与新的扩展区域保护系统(Extended Area Protection System)技术相结合。EAPS是一种带有指令制导和可编程破片弹头的航向校正炮弹。

已在六个国家中使用的35毫米厄利孔炮弹和未来的50毫米“超射”半埋头弹

对目标毁伤效应性能改善的承诺和50毫米口径尺寸的增长潜力使美国陆军将它作为继承M2“布拉德利”步兵战车的下一代战车武器选项之一。轨道ATK指出它向陆军装备研究和发展中心提供一门50毫米XM913火炮进行概念评估,而通用动力军械和战术系统提供了弹药。 然而,该50毫米火炮仍然处于开发的早期阶段,火炮和它使用的弹药都没有准备好量化生产。

准备开展射击展示的XM913链式机关炮

关于美国下一代50毫米机关炮及其炮弹技术发展,请参见我的文章《美军下一代50毫米机关炮实弹射击试验顺利完成》,关于美国下一代步兵战车,参见我的文章《美国陆军下一代步兵战车一览》。

更大火炮带来战术变化?

这种通过新威胁驱动的主炮大型化发展,和新一代步兵战车正在开发的多目标能力,复杂的图像和火控系统,更高的防护等级,生存能力的增强,以及更强的态势感知能力结合在一起。 这些战斗系统不仅反映了对不断增加的威胁的反应,同时也是对其固有作战能力的显著提高。 有趣的是,这可能会影响到是否能把步兵战车作为主要武器系统的考量。这会不会对步兵战车从传统坦克“伴侣”的角色转变成真正的独立作战力量造成影响? 让我们拭目以待!

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