装甲车辆武器设计
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1.3 装甲车辆武器的发展

1.3.1 装甲车辆武器的发展历程

在人类的战争历史上,杀伤性的武器基本上可以分为两大类:劈刺式和投掷式。史前人类所用的棍棒是最原始的劈刺式兵器,最早的投掷式兵器是人类投向敌人或猎物的石块。各种武器的使用,特别是金属武器的使用也导致了防护装具的兴起。原始人类发明的最重要的护身装具是盾,最初它仅仅是一张兽皮,几乎总是用左手拿着或者挡在左臂上,这样,右手就可以腾出来操持武器。后来,人们常常将兽皮包在一个简单的木框架上,制成了盾。但有些古盾完全用木料制成。

这种“矛与盾”的关系在战争中是始终存在的对立而又统一的关系,它们在大多数情况下代表着进攻与防守、主动与被动、动态与静态或者强势与弱势之间的关系。随着时间的推移和技术的进步,进攻的武器从长矛、短剑、弓箭发展到了火枪、大炮,而防御的装具则从原始的兽皮、木板、盾牌发展到了铁盔、钢甲。

如何巧妙地将矛与盾的能力结合在一起,则是始终困扰军事家、工程技术和设计人员的最主要的问题之一。随着战争形式的变化和技术的发展,具有一定机动性的、兼具进攻与防御功能的武器也逐渐出现了。早在我国夏商时期就出现了采用畜力驱动、盾牌防护的“甲车”,春秋时期,车战趋于鼎盛,因此木制的战车有了进一步的发展,主要体现在两个方面:一是加强对驾车马匹的保护,出现了整套的皮制马胄和马甲;二是在车轴的两端安装带尖刃的轴头,以增强对步兵的杀伤能力。战国时期车战虽然渐趋衰落,但战车仍继续有所改进,出现了在车厢上装置青铜甲片的木制战车,反映了对战车防护的继续加强。随着城市防御体系的发展,后来还出现了用于攻城的楼车,西方各国也有类似的装备出现。随着人类对于马匹等动物的驯化,以及马镫等骑兵装具的发明,具有更高机动性的武器装备也逐渐成熟,其中,西方中世纪的骑士和蒙古西征时的骑兵分别代表了两者不同的作战理念,前者有着厚重的金属装甲,手持长矛,具有强大的冲击能力;而后者通常只具有一定的防护能力,但通过远距离的骑射和快速的机动来实现杀伤和防护的兼顾。这种对作战形式的认识和理解甚至一直影响着现代的武器设计者们,体现在各国设计和配备的各种武器装备上。

现代装甲战斗车辆的兴起是在现代工业技术进步以及内燃机车辆发明的基础上发展起来的,它通常是指装有装甲和武器的军用车辆。

装甲车辆的特性为具有高度的越野机动性能,有一定的防护和火力。装甲车辆一般装备一两门中小口径火炮及数挺机枪,一些还装备有反坦克导弹。

1855年,英国J·科恩在蒸汽拖拉机的底盘上安装机枪和装甲,制成了一辆轮式装甲车,并获得专利。但这种装甲车未能实际应用。1899年,英国人西姆斯在四轮汽车上安装了装甲和一挺机枪。1900年,英国把装甲汽车投入到了在南非进行的英布战争中。

第一次世界大战末期,英国最先研制出了履带式和轮式装甲输送车,车上装备有轻型装甲和一挺机枪,可运载20名士兵。虽然车上的装甲可使车内士兵免受枪弹的伤害,但习惯于徒步作战的步兵仍把首批装甲输送车称为“沙丁鱼罐头”和“带轮的棺材”。1918年8月,英军第七集团军的一个战车营首次在华尔夫西使用装甲输送车,12辆装甲输送车吐着火舌向敌军冲击,德军官兵极为惊恐,仓皇溃逃。英军士兵随即跳下车,占领了德军阵地,其他国家军队也从中发现了装甲输送车的军事价值。第二次世界大战初期,德军最早大量装备使用装甲输送车,在战争中取得了一定效果,装甲输送车的使用,显著地提高了步兵的机动作战能力,并由于步兵可乘车伴随坦克进攻,也提高了坦克的攻击力。第二次世界大战后,装甲输送车得到迅猛发展,许多国家把装甲输送车的装备数量看作是衡量陆军机械化、装甲化的标志之一。

现代步兵装甲战车真正实现了步兵的乘车作战,并具有一定的反装甲目标能力。战车的装甲通常可防小口径炮弹和炮弹碎片,并能够与坦克更好地协同作战,性能比装甲输送车有明显提高,所以在许多先进国家的军队中基本或部分取代了装甲输送车的地位。

自行火炮是一种与车辆底盘构成一体、具有强大火力、自身能够高速运动的战斗武器。

1917年,第一门自行火炮由法国发明。在第一次世界大战中坦克诞生后不久,法国人为了使笨重的牵引式火炮具有更好的机动性,能够在各种地形条件下迅速地转移阵地,在一辆履带式坦克底盘上安装一门野战炮,使其具有机动越野性能。但这时的自行火炮没有装甲防护,只适用于对步兵进行火力支援。由于自行火炮具有的优势,法国在第一次世界大战后期还曾形成“除重型、远程火炮,其余火炮都应自行化”的设想。

世界上第一门具有装甲防护的炮塔式自行火炮是在第一次世界大战中由德国制造的。第一次世界大战中崛起的牵引式反坦克炮在机动性、防护性上都较差。德国认为,只有使这些火炮跑得和敌人的坦克一样快,才能有效地与坦克相对抗。另外,由于初期坦克的火炮口径较小,火力较弱,也需要有一种能够伴随坦克行进,为坦克提供火力支援,并有一定防护能力的火炮。

20世纪20年代初,由于技术问题,更由于各国军队和炮兵部队没有看到对自行火炮的战术需要,在“自行火炮动力系统一旦失效,意味着全武器系统失去作战能力”这一主要思想影响下,当时法、美、英等主要工业国都中止了自行火炮的发展。直至第二次世界大战前,德、美等国仍然认为“牵引火炮就能满足作战需要”,牵引火炮仍然是各国装甲师、机械化师中的主要火力支援武器。

第二次世界大战爆发后,装甲兵作战思想的发展与成功运用,使主要交战国看到了自行火炮的战术需要。装甲兵在实施高速度、大纵深突击与反突击作战中,其主要作战对象是进攻与防御中的敌方坦克、前沿防御力量、后方火力支援力量。当时坦克火炮口径一般在75~90mm,而且是低伸弹道直瞄火炮,仅依靠坦克自身火力不足以抗击敌方性能更先进的坦克,也难以有效地歼灭或压制前沿防御力量和纵深内的火力支援力量。因此,攻防双方都迫切需要机动能力与坦克相当、火力强大的火力支援武器。在此种战术需要的背景下,一些国家装备了重型坦克,火炮口径在90~122mm,坦克质量为45~55t。坦克质量的增加限制了机动性能,而新型坦克的装备需要一定的时间过程,因此用重型坦克作为火力支援武器并没有收到期望的战术效果。

为满足战争需要,主要交战国纷纷利用现有坦克底盘甚至已经淘汰的坦克底盘进行改装,提高装备生产速度,通过加装大口径火炮提高装备威力;另外,采用固定的、敞开或半封闭的炮塔简化结构,降低成本。

这种新结构的自行火炮实际上也是第一次世界大战中自行火炮的发展,它以直瞄射击为主,必要时也可以进行间瞄射击,主要用于反坦克作战,以弥补坦克火力的不足。大战期间,交战各方从各自的立场和需要出发,迅速地发展了不同结构形式和用途的自行火炮。特别是反坦克作战的迫切需要,使自行反坦克炮在德国和苏联得到迅速发展。1945年,德军自行反坦克炮装备数量超过了坦克,而苏军各种自行火炮数量达到22000门;美、英也相继研制了105~155mm、203mm口径系列的自行榴弹炮装备其装甲师;美军装甲师的炮兵,在第二次世界大战结束前全部实现了自行化。

近年来爆发的高科技局部战争,使主要军事大国的武器装备在质量上、数量上都发生了重大变化,而自行火炮在各国武器装备中的比重也在增加,各主要军事大国装甲师自行火炮所占火炮装备数量均已经超过了牵引火炮,目前西方主要军事大国装甲师压制类火力支援武器及防空武器都基本实现了自行化。在美国整个陆军,炮兵装备中牵引火炮与自行火炮的比例接近1 ∶2,自行火炮的数量大大超过了牵引火炮,火炮的自行化是世界各国火炮发展的趋势。

在自行火炮装备数量及装备比例发生变化的同时,随着高新技术的广泛应用,自行火炮的战术技术性能也在发生重大变化。技术上,自行火炮发展的主要趋势仍然是“增强火力、提高机动性和防护能力”,并进一步融入现代高科技成果,使得现代自行火炮可以在未来战场上担当火力打击骨干与重要的战场平台和网络节点。

自行火炮按作战用途可分为地面压制类自行火炮、反坦克类自行火炮、防空类自行火炮;按火炮弹道性能可分为自行加榴炮、自行榴弹炮、自行加农炮及其他自行特种火炮(如自行火箭炮、自行无坐力炮、自行迫击炮等);按结构形式可分为履带武、轮式及战斗室前置式、中置式、后置式;按防护能力可分为全装甲防护、半装甲防务、无装甲防护等;按炮塔运动方式又可分为全方向射界、有限方向射界、固定位置式等。