陳永建
我國122毫米榴彈炮的發展歷程始于上世紀50年代,從仿制到第一門自主研制的122毫米榴彈炮裝備部隊,坎坎坷坷經歷了近三十載。在這諸多設計方案和各種試驗樣炮組成的漫長研制過程中,一款液壓122毫米榴彈炮(液壓技術榴彈炮)就猶如一個節點:它雖曇花一現、轉瞬即逝,但卻別具特色,耐人尋味。

在曲折中誕生
我軍步兵師炮團最早配屬的122毫米榴彈炮除從蘇聯購進的M1938(M-30)式122毫米榴彈炮外,還包括按照其技術數據仿制成功的 54式122毫米榴彈炮。這種火炮代表二戰后期火炮研發技術水平,其戰技性能大家應當耳熟能詳。54式榴彈炮于1954年由黑龍江某廠仿制成功,并大量裝備我軍炮兵部隊,在我軍師級火炮里屬火力骨干。進入50年代末,由于54式榴彈炮戰技性能已不能滿足炮兵作戰需要,也比較笨重,炮兵部隊強烈要求研制新的122毫米榴彈炮。根據部隊要求,該廠于1958年提出研制任務,打算在原有122毫米火炮的基礎上進行改進研制。經過幾年的研究試驗,研制成功1963式122毫米榴彈炮,但該炮存在火炮發射后噴射尾焰、整炮重量大、發射時緩沖不可靠等問題,因此沒有正式定型。
在黑龍江某廠未研制出性能良好火炮的情況下,此任務轉由山西機床廠重新研制,大幅度降低火炮重量并提高射程的要求。該廠在63式火炮的基礎上改進設計、調整結構。由于火炮總體論證不足、技術儲備不夠等因素,火炮重量雖然減輕下來了,但出現了火炮發射時跳動,大架穩定性差和反后坐裝置易失效等問題。加之“文革”運動干擾,此次研制任務再次下馬。
當國內研制新型火炮屢屢受挫的時候,世界上一些軍事強國早已研制成功并裝備部隊同類型、性能優異的新一代師級火炮。60年代初,蘇聯用新型的D-30式122毫米榴彈炮替代了M1938式榴彈炮,裝備摩步師、坦克師或空降師。美國則正式裝備了M102式105毫米榴彈炮,以取代M101式105毫米榴彈炮,用于步兵師、空降師和空中突擊師的直接火力支持。這兩型火炮的最大射程均達到了15公里,具有理想的360°環射能力。M102式榴彈炮為考慮直升機吊運和空降需要,設計時運用了很好的總體布局和獨特的炮架結構,使整炮重量減輕到了1.5噸,是當時同級火炮中重量最輕的。美蘇兩國圓滿完成了師級火炮的更新換代。與此同時,國內相關部門只對54式榴彈炮的部分結構、生產工藝、材料等進行了相應的改進,改進后稱為54-1式122毫米榴彈炮。54-1式逐步取代54式榴彈炮,后期曾裝備到步兵團。該炮總體性能雖有改善,但比54式榴彈炮沒有實質性提高。
我軍炮兵裝備與國外差距逐步拉大,軍方認為國內新122毫米火炮的研制工作必須繼續進行下去。1970年,軍隊根據現代戰爭的要求,為有效提高火炮全系統的綜合性能,對新一輪火炮研制的各項戰技指標進行了調整。新研制的火炮總體性能大致為:最大射程必須達到15公里,全炮重量在已有122毫米火炮的基礎上不能增加,必須具備360°的方向射界,這些指標均與美蘇換代火炮基本持平。西北某研究所和山西機床廠同時重新開始技術論證,對火炮和彈藥全系統綜合分析,進行了內、外彈道的基礎試驗,在取得了火炮炮架和反后坐裝置重要參數的基礎上擬定了總體設計方案。依據總體方案,經過一段時間的樣炮設計論證,兩家單位分別提出了自己的火炮設計方案。之后,上級組織了火炮全系統和下一階段的設計方案評審會議。經過評審,這兩個方案的彈道性能基本接近,但山西機床廠的方案由于采用了傳統的開腳式大架,未實現360°環射而被淘汰出局;西北某研究所的方案采用了多項新技術,最后被評審會通過。1975年開始,相關科研部門開展了從火炮到炮彈以及炮彈發射藥的同步技術攻關。1977年,西北某研究所根據設計方案以及方案改進意見,順利制造出設計樣炮,這就是液壓122毫米榴彈炮(也稱68式122毫米榴彈炮)。

結構組成細端詳
液壓122毫米榴彈炮的結構由炮身和反后坐裝置、瞄準機和瞄準裝置、座盤和炮架、液壓裝置等幾部分組成。
炮身和反后坐裝置該液壓榴彈炮的身管口徑實際為121.94毫米,采用單層炮管,膛線為36 條右旋漸速膛線。炮口裝有鍛造成型的雙室沖擊式炮口制退器。炮尾左側安裝有防危板。炮閂為半自動立楔式,手動開閂柄在炮尾右側,閂體抽筒子為凸輪式,炮尾上有曲柄軸駐拴和抽筒子壓拴螺帽。半自動楔式炮閂能夠自動開關閂和發射后抽出藥筒,顯著提高射速。
反后坐裝置為當時較為先進的整體式筒后坐、液體氣壓式制退復進機,制退復進機筒比一般火炮的反后坐筒更長而且強度更高,置于炮身上部,前端有液量調節扳把。炮身下部有一個彈簧緩沖裝置,中間有一根較粗的緩沖導向桿,外有保護筒,這種裝置是制退復進機筒的一個補充。炮身搖架較短,為組合式,其上加工有導槽,炮身的套箍上有導軌,與搖架導槽相配合。該炮的炮身連接方式比較特殊,屬于非傳統的“吊掛式”,即炮身兩端的承力點分別是套箍導槽和與制退復進機筒相連的滑箍,滑箍內有銅襯套,套在身管外表面上的光滑圓柱部分外,承受炮身重力,炮身后坐和復進時在導槽和滑箍中滑動。
瞄準機和瞄準裝置火炮的方向機在炮尾左側,為螺桿式,一端固定在下架上,一端和上架方向機支臂連接,轉動方向機手輪,上架會有一定角度轉動,這種方向機方向射界較小。高低機為液氣式高低機,和平衡機組合而成高平機,兩個高平機筒分布在上架左右兩側,并有管路連接,以平衡兩側高平機筒壓力,使動作同步。高低機手輪在上架右側。轉動高低機手輪,手輪帶動連桿齒輪組轉動,使兩高平機筒內絲桿運動推動活塞伸縮而帶動搖架俯仰。右側高平機筒上布置有補充液量的栓塞和調節機構。
瞄準裝置為分置式,分別置于上架耳軸兩端。左側為方向裝定裝置,設置有周視和直接瞄準鏡座,由瞄準手操作;右側為表尺裝定裝置,由一炮手操作。分置式瞄準裝置有利于減輕瞄準手的勞動強度,加快火炮壓制射擊時的諸元裝定時間和修正時間,但不利于與裝甲目標作戰時的快速直瞄射擊。

座盤和炮架下架下部有一個六角形大型座盤,通過球軸與下架底部連接,座盤為焊接結構,有孔和加強筋,能夠在減輕重量的情況下保證強度。座盤六個角頂各有一個帶放射型槽的駐樁孔,并備有六根鋼制打入式駐樁,用以戰斗狀態時打入座盤駐樁孔固定火炮,能承受火炮發射時的全部水平作用力。駐樁為樁形獨立構件,斷面呈菱形,側面加工有孔,便于拔出,用撬棒起撬就能拔出駐樁,行軍時駐樁固定在大架上。下架前方有一個減振支筒,在火炮復進時可阻止上架跳動和炮身前傾。減振支筒上同樣有一滑動滾輪在座盤的大直徑鋼環上滑動。上架以球軸為支點自由轉動,為避免晃動,下架下方裝有幾個彈簧滾輪,火炮作方向轉動時,滾輪沿座盤上的圓形鋼環運動。上架連接有左、右防盾,為不使炮輪在戰斗狀態時和防盾發生運動干涉,防盾面積較小。
運動體部分的車輪軸通過下架上的軸孔穿過下架中間位置,并由曲臂連接兩端炮輪,車架中間橫向布置有扭桿,用以緩沖火炮牽引時通過不平路面對火炮的沖擊。該炮剎車裝置為氣動式,行軍時由牽引車的氣壓制動閥操縱兩側車輪曲臂上的制動氣室制動炮輪。手剎裝置只在左側布置有手剎車操縱柄,通過聯動裝置使兩側炮輪同時制動。
大架為槽鋼焊接的箱形結構,其上安置有炮輪制動氣室的管路和氣壓控制閥。座盤使用的六根駐樁行軍時固定在大架上(左大架4根,右大架2根),打入和翹起駐樁的駐樁錘和撬杠也放置在大架上。架尾基本呈方形,駐鋤有兩套:焊接結構的冬用駐鋤和向后折疊的夏用駐鋤。架尾還布置有提把、調架棍、牽引桿、行軍固定器和架尾輪。架尾輪在左側大架上,用于大架移動。
液壓裝置該炮行軍/戰斗狀態轉換需要借助一套液壓裝置來完成。這套液壓裝置主要由液壓缸、手動液壓泵、儲油箱、聯動機構和管路組成。液壓缸為雙作用式,能夠雙向液壓驅動,外徑比較大,固定在下架內側的連接座上,其活塞桿通過聯動裝置和下架中部的輪軸連接。液壓缸的動作由固定在右大架外側的手動液壓泵實現。液壓泵的操作部分為一根金屬杠桿,往復搬動杠桿扳把使泵為液壓缸供油,扳把可折疊。液壓泵上有換向閥,控制管路中液壓油的流向,分為起炮和落炮兩種操作。液壓泵一側有液壓儲油箱,儲存有一定液壓油。

該液壓裝置的工作原理:火炮進入陣地需要展開戰斗時,打開落炮閥門,搬動油泵扳把,此時儲油箱內液壓油通過管路進入液壓缸落炮油室,油缸活塞桿收縮并帶動輪軸逆時針方向翻轉使炮輪向上移動,炮輪上抬而炮架下移直至座盤接觸地面。座盤駐地確實后將駐樁打入駐樁孔內。火炮發射狀態時由大架駐鋤和座盤三點支撐,火炮座盤著地后,能明顯降低火線高度。戰斗結束,火炮撤收時,拔出駐樁,打開起炮油閥門,扳動油泵扳把,液壓缸工作,活塞桿推動連接機構使輪軸順時針翻轉,炮輪向下移動,炮架則隨之脫離地面,直至整個火炮撐起。這套液壓裝置起到了行戰轉換千斤頂的作用,使起、落炮操作輕便,一定程度上緩解了行戰轉換時戰士的體力消耗。

彈藥該炮配備的彈藥為專門開發的底凹彈,這種彈彈形系數好,外彈道阻力小,能夠達到一定增程效果,其最大射程為15170米,直射距離為1000米,彈重21.76公斤。彈種包括:殺傷爆破榴彈、發煙彈、照明彈、宣傳彈。當時我國的炮彈底凹增程技術尚處于摸索階段,這種底凹結構的彈丸屬于早期的圓柱彈形底凹彈,和后來我國開發的122毫米及155毫米“棗核”彈形遠程底凹彈不能相提并論。
獨到之處另眼看
1977年底,液壓122毫米榴彈炮樣炮到國家靶場進行了綜合考核鑒定。鑒定結果表明,液壓榴彈炮雖然彈道性能和反后坐裝置符合設計要求,但360°環射能力和整炮重量未能達到軍方要求,液壓高平機的性能和可靠性也存在問題。最終,液壓122毫米榴彈炮也和前幾輪火炮方案一樣,未能通過定型測試,無果而終。
在幾輪樣炮研制過程中,液壓122毫米榴彈炮在結構設計上的確有許多獨到之處,最顯著的特點就是采用了液壓式高平機和液壓行戰轉換裝置等當時較為先進的火炮技術,這也是稱其為“液壓炮”的主要原因。液壓炮的一些原理概念在當時的技術條件下絕對是領先的,但將原理概念轉為實際之后,卻與同時期同類型的世界先進火炮(美M102榴彈炮和蘇D-30榴彈炮)在結構性能上有較大差距。

架體結構的借鑒在自身研發能力有限、技術儲備不足的情況下,借鑒和學習國外先進火炮技術經驗是無可厚非的,但需要結合自身實際情況。從國內液壓122毫米榴彈炮的架體來看,它顯然是借鑒了美國M102式105毫米榴彈炮的架體結構設計(即多邊形大型座盤配合打入式駐樁)。美M102式榴彈炮采用了非傳統的鳥胸骨形大架,把上架、下架和大架三者結合為一體,從而簡化了火炮結構,減小了全炮質量,使其成為當時同類型中最輕的火炮。由于全炮質量降低,為提高發射時穩定性,故M102榴彈炮采用了大型座盤和打入式駐樁,其座盤為八角形,采用了八根釘狀駐樁。國內液壓122毫米榴彈炮雖借鑒了此座盤形式,但大架和上架仍為傳統結構,如此布局,不但使全炮架體結構復雜、重量增加、影響火炮機動性,同時,多根駐樁的取放時間也將占用行戰轉換時間。火炮下架通過彈簧滾輪基本“浮動”于座盤之上,火炮發射時無益于火炮火力密集度。

液壓裝置的采用國內液壓122毫米榴彈炮采用液壓行戰轉換裝置起炮和落炮的優勢,與其帶來的負面影響相比較,實際意義已微乎其微。國內液壓技術從60年代開始發展較快,但受當時工藝制造水平的限制,生產出的液壓系統往往體積碩大、效率低、可靠性不高。液壓榴彈炮采用的這種液壓裝置就屬于此類。該液壓裝置增加了不少全炮附加重量,且密封裝置易失效導致液壓油滲漏影響操作。前蘇聯D-30式122毫米榴彈炮在行戰轉換時也有上抬下移運動體炮輪的操作步驟,但卻是由炮手用杠桿手動完成的,其用于起落炮的座盤千斤頂為滾珠絲杠式,機構簡單且傳動可靠。D-30在生產后期,為降低炮手的體力消耗,將手動絲杠千斤頂改進為液壓動作筒式千斤頂,這一從手動到液壓的進步,全炮實際質量只增加了幾十公斤,改進后稱為D-30A,但這卻是在80年代以后的事情了。
360°環射能力50年代起,各國均將360°環射能力作為其發展牽引火炮的重要性能指標之一,在最初火炮設計時就著重考慮。火炮環射能力一般包括不移動大架,由操縱瞄準方向機直接實現或者移動大架,大架和炮架座盤相配合實現兩種類型。美M102和蘇D-30環射能力均為前者,較為理想,我國液壓榴彈炮在此性能上要遜色許多。M102在變換大射角時,只需轉動方向機手輪使架尾滾輪轉動,全炮圍繞座盤的球軸轉動即可。D-30本身下架設計有360°齒環并有三根打開式大架,變換大射角由方向機就可完成,并可利用方向機解脫機構使炮身快速旋轉概略瞄準后重新接合方向機精確瞄準。國內液壓榴彈炮雖然下架和座盤也是球軸連接,但受兩根開腳式大架的限制,只能抬起并搬動大架,全炮圍繞座盤球軸旋轉概略瞄準,放置好大架駐鋤后再用螺桿方向機作精確方向瞄準,這種變換射向的方式火力靈活性差,限制了火力機動性的提高。

由液壓122毫米榴彈炮的經歷我們可以得到這樣的結論,研制火炮武器時,在技術儲備不足、總體設計布局欠合理的情況下一味地求先進、搞創新,不但不能搞出理想、合理的東西,還會造成大量不成熟技術的貿然堆積,增加了研制風險,延長了研制周期,而且可能大大降低全炮的可靠性,限制了火炮良好技術性能的實現。
液壓122毫米榴彈炮雖然沒有功成名就,但依然有可圈可點之處,其身管彈道和配屬彈藥的方案還是相當優秀的,在以后的火炮研制中起到了承上啟下的作用。1979年,247廠再次組成新122毫米榴彈炮研制組,此次研制采用了液壓榴彈炮的內彈道設計方案和開發出的增程底凹彈技術成果,研制成功了新型122毫米榴彈炮。1980 年生產出樣炮,經過工廠鑒定和改進,1982年樣炮正式進入國家靶場測試,1983年通過試驗并于1984年定型,稱為83式122毫米榴彈炮,該炮大量生產并列裝。由于研制時間相對較短,研制組急于出成果,83式榴彈炮雖然主要戰術性能符合要求,但仍存在一些設計上的問題,裝備部隊一定時期后,問題逐漸顯露,部隊使用時略有微詞。1985 年,國內參考蘇式D-30型122毫米榴彈,吸收其技術并在其基礎上優化彈道性能、相應改進,開發研制成功W1986式122毫米榴彈炮,先期批量生產用于出口外銷。由于W86式榴彈炮性能優異,90年代該炮也進入了我軍炮兵裝備序列,配屬于我軍炮兵摩步師或空降師,部隊裝備代號為PL96式122毫米榴彈炮。該炮能使用83式榴彈炮配用的榴彈,但比83式要重670公斤。在編制上,它和83式榴彈炮能獨立或混編配合使用,使國內出現了同類型同口徑兩種火炮優勢互補同時裝備現役炮兵部隊的局面。
自此,些許無奈中,我國122毫米榴彈炮的研發、裝備方告一段落。
(編輯/王路)