火箭炮,一种发射 火箭弹 的多发联装发射装置, 是炮兵的重要作战装备之一。
1933年, 苏联 研制成功世界上第一门现代火箭炮BM13型火箭炮。1941年, 德国军队 装备的158.5毫米6管牵引式火箭炮和280/320毫米6管牵引式火箭炮,是最早采用炮管式发射装置的 多管火箭炮 。20世纪80年代,世界各主要军事强国纷纷研制出性能更加先进的新一代火箭炮,如美国陆军 M270 BM-30龙卷风式火箭炮系统 、 俄罗斯陆军 “龙卷风”多管火箭炮 等。1989年,中国开始研制新一代远程火箭炮,并于2003年年底研制成功新一代300毫米远程火箭炮——PHL 03式远程多管火箭炮 ,随后装备陆军。
火箭炮组成部分包括回 转盘 、定向器、高低机、 方向机 、 瞄准具 、 平衡器 、运行体和发火系统。 具有发射速度快、火力猛烈、突袭性好、机动能力强等特点。 按照射程不同,火箭炮可分为中近程火箭炮和远程火箭炮两大类。根据机动能力不同,火箭炮又可分为三大类,即便携式、牵引式、自行式,其中自行式火箭炮又可分为轮式和履带式。 远程火箭炮更多地承担精确火力打击任务,发挥取代部分 地对地导弹 的作用,提高精确性、加强信息化、推进通用性、提高机动性、推行隐身技术等是其发展趋势。
技术背景
火箭炮是一种发射 火箭弹 的多发联装发射装置, 它发射的火箭弹自身带有 发动机 ,出膛后有主动飞行的过程,而普通身管火炮发射的炮弹则是在炮膛内加速到最大,出膛后利用 惯性 飞行。但两者也有相同点,就是弹丸在飞行过程中都会利用旋转运动对整个飞行过程进行稳定,只是炮弹转速较快,火箭弹转速较慢。身管火炮是利用 来福纹 来挤压弹丸的铜环,而在火箭炮发射过程中,充当膛线作用的是定向管中的 螺旋 导向槽,通过螺旋导向槽与 火箭弹 上的定向扭的相互作用,火箭弹在飞出定向管时是旋转的。 火箭弹 飞出定向管后的飞行过程可分为主动段和惯性段,在主动段中火箭弹 发动机 一直在工作,当主动段结束时火箭弹飞行速度达到最大,然后进入惯性段,弹丸靠惯性进行飞行,直到最后击中目标。
发展历程
早期发展
1621年, 中国 明朝 人 茅元仪 完成了《 武备志 》一书,书中详细描述了多种火箭及其发射装置。其中,有可以同时发射32支和40支火箭的“一窝蜂”和“群豹横奔箭”,有可以一次性发射百支火箭的“百虎齐奔箭”,还有能够连续两次齐射的“群鹰逐兔箭”。这些火箭的设计理念可以被视为现代火箭的原始雏形。 969年, 宋朝 发明了世界上第一支 火药 火箭。 14世纪 火药 技术传入西方,17世纪 欧洲 国家相继制造火箭。
现代火箭炮诞生
20世纪初,现代 化学工业 进入大发展,由于 双基推进剂 的应用,火箭技术得到长足进步,现代火箭应运而生。 1933年, 苏联 研制成功世界上第一门现代火箭炮BM13型火箭炮。这种自行式火箭炮安装在 卡车 底盘上,装有导轨式定向器,联装16枚132毫米尾翼火箭弹,最大射程约8500米,1939年正式装备,1941年8月在 斯摩棱斯克 的 奥尔沙 地区首次实战应用。 由于当时出于保密需要, 苏军 并没有公开这款新式武器的名称。但由于火箭发射架上刻有生产厂家 圣彼得堡 共产国际工厂的俄文首字母Κ, 中国工农红军 战士便以此为灵感,为这款武器赋予了一个充满 俄罗斯 气息的名字——“ 喀秋莎 ”。在 斯大林格勒战役 中, “喀秋莎”火箭炮 发挥了关键作用。在东线战场上,纳粹 德军 的士兵们在战地日志中多次提到“喀秋莎”火箭炮的威胁——“如冰雹般砸下,如 热带气旋 般咆哮”。到了1945年 柏林会战 , 苏军 共发射37.5万枚各种口径的 火箭弹 ,为最终赢得胜利发挥重要作用。 严格地说“ 喀秋莎 ”是 导轨 火箭炮,而不是 多管火箭炮 。最早采用炮管式发射装置的 81式122毫米自行火箭炮 ,是 德国联邦国防军 1941年装备的158.5毫米6管牵引式火箭炮和280/320毫米6管牵引式火箭炮。
战后发展
走向成熟
第二次世界大战 后至20世纪70年代,火箭炮技术有了突飞猛进的发展,火箭炮的综合性能得到很大提升,典型装备为 前苏联 的БМ-21/22火箭炮。此阶段特点为口径系列化,射程、威力进一步增大,精度进一步提高。 20世纪60年代, 前苏联 研制出BM-21冰雹122毫米40管火箭炮,其射程、精度等许多指标都居于世界领先地位,对各国火箭炮的发展产生了深远影响。 最初的122毫米无控 火箭弹 最大射程20千米,后来又研制了射程达40千米的火箭弹,可配用多种 战斗部 ,如照明、 爆破 杀伤和反坦克战斗部。 从20世纪70年代开始, 美国军队 认识到火箭炮在未来战争中的地位和作用,于1976年开始研制MRLS 多管火箭炮 系统。后来,以 美国 为主, 德国 、 英国 、 法国 (1979年)和 意大利 (1982年)等国家相继参与研制并装备了M270式227毫米自行火箭炮 武器系统 。该武器系统成了 北大西洋公约组织 国家的标准化装备,其特点是机动性好、反应快、射程远、威力大、火力猛,具有独立作战能力。
远火崛起
20世纪80年代开始,火箭炮进入了高速发展期,显著特点为 火箭弹 的制导化、精确化改造蓬勃发展,同时还发展出模块化发射、箱式发射、自动装填等技术,使制约火箭弹发展的射击精度、反应时间等瓶颈得以突破。 进入21世纪后,远、中程火箭炮成为陆军重型 野战部队 炮兵主要 压制火炮 之一。典型装备为 俄罗斯 “狂风”9A53-S300、 美国 M270A1、中国远火、新122毫米火箭炮,主要完成摧毁任务,它可实施对敌炮兵作战,压制敌 防空武器 ,打击密集的 机械化 目标,并能向敌后续部队、轻型装备、目标探测系统、后勤中心以及指挥、控制和通信系统实施遮断射击。大口径远程 81式122毫米自行火箭炮 还可以打击敌第二梯队、 战术导弹 发射阵地、敌前线机场等大纵深目标。
火箭炮发展主要为 火箭发射 装置、 火箭弹 及 武器系统 的发展。能够适应无控/制导火箭弹、地地战术 导弹 乃至防空导弹共架发射的通用平台是未来火箭炮的发展趋势和重要特征。除传统的 热发射 外,火箭发射逐步向冷发射技术进展,主要有 压缩空气 、高速气液、燃气、 燃气- 蒸汽、电磁等一次弹射加二次点火组合发射方式。通过采用变截面发射管或同时离轨技术,使火箭弹受力均匀、减小初始扰动,施行被动 控制技术 、采用制导或简易控制装置等措施,提高瞄准发射诸元精度、减少射弹散布。通过减轻质量,提高 火箭弹 载体机动性、采用非金属 复合材料 等措施提高装备的战略、战役机动性。现代战场的纵深作战要求陆军炮兵先敌开火、远战歼敌,因此必须增大武器的射程和侦察、通信设备的作用距离,未来火箭炮与陆军地地 战术导弹 之间的界限将日益模糊。远程、超远程火箭炮在具备对点目标精确打击能力的同时仍保持有对面目标的压制能力,这是 导弹 武器所不具备的优势。 武器系统 攻防合一的趋势日益明显,采用隐身技术、隔舱技术以及三防设备等技术提高防护生存能力。
火箭弹药的系列化包括同一种火炮发射口径、不同类型弹药形成的系列化弹药,也包括配用同一平台的不同口径弹药形成的系列化弹药。精确化弹药是火箭炮突破射击精度的关键,中近射程 火箭弹 以无控为主,通过加强对火箭弹的被动控制、减小动静不平衡度、微推偏 喷管 以及变 推力 发动机 等技术的研究,最大限度挖掘弹药本身影响密集度的潜力。为了适应未来信息化战争“非接触、精确化、高效毁伤”的特点,研制和装备火箭炮的主要国家正在大力发展远程制导化的火箭炮弹药,简控、制导、末敏等弹药将成为中远程火箭弹的主要发展方向。
基本设计
发射器结构
火箭炮组成部分包括 回转盘 、 定向器 、高低机、 方向机 、 瞄准具 、 平衡器 、运行体和发火系统。其中定向器能确定 火箭弹 的初始飞行方向;高低机、方向机和瞄准具相互配合就能瞄准目标;平衡器的作用是使高低机更平稳、更轻便地操作;发火系统则保证 发动机 按时点火。 以 BM-21火箭炮 为例,火箭炮采用万能滚动支撑座式回转盘,主要由 回转体 、滚动支撑座、 底座 及 缓冲器 等组成。火箭炮 平衡机 采用叠板扭杆式,与扭杆—扭筒式相比:柔性好,扭转角较大,易实现全射角范围内的平衡;装拆方便,机加工作量小,制造容易,精度要求低。但是,其材料没有充分利用,质量也较大。该火箭炮高低机为齿弧式, 方向机 为齿圈式。为了提高瞄准速度和快速反应能力,采用以电力传动为主、人力传动为辅的传动系统。电传动与手动工作方式由电磁 摩擦离合器 转换。高低机与方向机的执行电动机、 行星 减速器 和电磁摩擦离合器等相似,这有利于简化结构,使制造和维护工作较为方便。
火箭弹
BM-21火箭炮 是在世界上应用最广的火箭炮。BM-21可发射“冰雹”系列火箭弹,如9M22M、9M22Y和9M28等。9M53Φ火箭弹是专为BM-21系统研制的,其效果要比“冰雹”系列传统弹药好得多。9M53Φ火箭弹采用一种新型 战斗部 ,当战斗部与主弹体分离后,利用降落伞以85°至90°的角度向地面降落,从而产生大量的弹片以最大的杀伤效果攻击地面上的目标;而传统火箭弹战斗部的末端弹道角度较小,致使部分有效弹片射向地面或飞到空中。这种 火箭弹 最适合于攻击对方的野战炮兵、防空炮兵和反装甲炮兵阵地。
美国军队 M270多管火箭炮系统 配备弹种主要是 M26 型227毫米火箭弹。其战斗部内装644颗子弹药,主要用于杀伤人员、摧毁装甲目标等。该弹射程30千米,增程型号射程40千米,一分钟齐射情况下,杀伤面积达2.5平方千米,M270因此获得“钢雨”的称号。另外,M270还可发射MGM-140 ATACMS陆军战术弹道 导弹 。这种近程弹道 导弹 弹径610毫米,一个发射箱内仅能容纳一枚该导弹,主要用于打击纵深目标,包括装甲集群、后勤 补给线 、导弹阵地、指挥通信中心等。
经典型号
中国“卫士”-2D火箭炮
卫士-2D火箭炮 一个作战单元包括:一辆射击指挥车、6-9辆 火箭发射车 和6-9辆运输装弹车。发射车采用新型8×8高机动轮式 越野车 为运载底盘,具备良好的机动性。配用的弹药运载车上装有自动装填系统,一次齐射完成后可迅速再装填。卫士-2D火箭炮直径达到425毫米,这就意味着弹体内部可以装载更多样式的弹头, 高爆弹 、精确制导钻地 火箭弹 、子母火箭弹、反坦克末敏火箭弹等。还可以装载特殊类型的弹头,完成特定任务。比如: 碳棒 弹头,打过去会导致该地区大面积停电,造成整个输电线路 短路 ;弹头内还可装置小型 无人机 ,打到指定区域后,无人机可进行自杀式破坏或者侦察、干扰,实施多种作战样式。或者增加定位系统,提高命中精度,火箭弹飞至目标上空垂直打击,利用 重力加速度 配合穿甲弹头可以对地下指挥部实施精确打击。
俄罗斯BM30“龙卷风”300毫米自行火箭炮
BM30“龙卷风”300毫米自行火箭炮,是俄罗斯研制的第三代火箭炮系统。该型火箭炮系统是 俄罗斯联邦武装力量 装备的口径最大、现代化程度最高的 BM-30龙卷风式火箭炮系统 系统,其特点是射程远、精度高、射弹覆盖面积广、威力大。该型火箭炮发射车具有全轮驱动能力和中央轮胎压力调整系统,具有良好的越野机动能力。 “龙卷风”火箭炮 可发射带 破片杀伤 子弹药的集束式 火箭弹 、带可分离 战斗部 的杀伤 爆破 火箭弹和带自动瞄准子弹药的集束式火箭弹。一门火箭炮一次齐射12枚火箭弹仅需38秒,共抛出864枚子弹药,可产生杀伤人员破片25.92万个和攻击轻型装甲目标的破片8.64万个,对有生力量的覆盖面积为67.2万平方米,对轻型装甲目标的覆盖面积为10万平方米。
美国M270型多管火箭炮
M270多管火箭炮系统 型 81式122毫米自行火箭炮 1982年开始批量生产,随后装备 美国军队 及 北大西洋公约组织 多国军队。M270采用机动性较强的履带式底盘,能够跟随 装甲部队 机动作战。其车体前部是装甲操作室,后部是一套模块化发射/储运箱。这套发射/储运箱内设2个装填槽,可装填 火箭弹 发射箱或 导弹 发射箱。火箭弹和导弹被封存在发射箱中,装进即可发射,整套系统再装填时间不到5分钟,大大提高了发射效率。M270配备弹种主要是 M26 型227毫米火箭弹。其 战斗部 内装644颗子弹药,主要用于杀伤人员、摧毁装甲目标等。该弹射程30千米,增程型号射程40千米,一分钟齐射情况下,杀伤面积达2.5平方千米, M270多管火箭炮系统 因此获得“钢雨”的称号。另外,M270还可发射MGM-140 ATACMS陆军战术弹道导弹。这种近程弹道 导弹 弹径610毫米,一个发射箱内仅能容纳一枚该导弹,主要用于打击纵深目标,包括装甲集群、后勤 补给线 、导弹阵地、指挥通信中心等。 海湾战争 中, 美国 研制的M270被称为“方格终结者”,它能将标准 军用地图 上一个方格地区(1平方公里)内的有生力量完全摧毁。该型火箭炮自动化程度高,可独立遂行作战任务,其最大特点是既可发射 火箭弹 ,又可发射 战术导弹 ,是一种“弹箭结合”式武器。
发展趋势
综述
远程火箭炮将更多地承担精确火力打击任务,发挥取代部分 地对地导弹 的作用,使其作战效率和 性价比 都高于空军和 中国人民解放军火箭军 的 火力支援 ,以提高精确性为主导、加强信息化、推进通用性、提高机动性、推行隐身技术等都是其发展趋势。
信息化
未来更高性能的计算机系统和更高精度的定向定位系统将被广泛应用于火箭炮配置。火箭炮将由单门火箭炮向以火箭炮为主体,集侦察、测地、指挥、通信和机动于体的作战单位体转化。火箭炮同时具备自动调平、自动定位定向、自动收发计算等功能,使自动装填、自动瞄准、自动发射等操作智能化水平不断提高。实现一炮多用,多弹种发射。
通用性
拓展通用性是未来火箭炮发展的重要方向,既可发射作用不同、射程不同的普通 火箭弹 ,又可发射末敏制导火箭弹和 导弹 。这样同时节约大量经费,保证在数字化战场上弹药系统供应的可靠性和高效性。
机动性
未来的数字化战场环境,对火箭炮的机动性提出了更高要求。火箭炮将追求更加轻型化,以方便空运、 空投 ,适应各种复杂的作战环境。许多国家都广泛采用非金属 复合材料 研制新型火箭炮,以减轻火箭炮的重量。比如 俄罗斯 研制的BM-21B式122毫米轻型火箭炮可用直升机运输。
隐身技术
火箭炮广泛采用隐身技术,将是未来发展的主要趋势。隐身技术可以大大降低火箭炮的特征信号,使敌人难以识别、跟踪和攻击;使乘员免受核、生、化和电磁脉冲的伤害,有效提高其战场生存能力。