為了打贏低強度局部戰爭,世界出現了快速反應部隊,他們對火力支援武器有特殊的要求:重量輕、機動性好、火力強,實戰要求能將兵力和裝備快速空運或空降到戰場。顯然,一些重型裝備無法滿足空運和空降的要求,而一些輕型裝備的威力和殺傷效應又明顯不足,不能滿足戰術使用要求。鑒于此,對155毫米口徑火炮系統采用輕量化技術及設計,正是適合了這種需求,可同時滿足威力、殺傷效應和機動性的要求。同時,由于山地作戰的特殊性以及惡劣的地理條件,也需要可以用直升機吊運的火炮,以便于快速部署。因此,威力強大的輕型155毫米火炮武器系統也成為這些部隊的主要火力支援武器。可以采用直升機吊運的大口徑輕型155毫米火炮,已成為目前世界各國提高炮兵武器機動性的重要發展方向。
目前,已經有滿足上述要求的火炮服役,且經歷了戰爭考驗。美國的M777型155毫米火炮采用鈦和鋁合金材料制造,已在加拿大和美國的軍隊中服役,并在阿富汗和伊拉克的實戰中證明了輕型火炮的實用性。印度也一直在尋求購買M777,計劃部署在藏南地區。
針對這一需求,以4噸左右的戰斗全重為研發目標,我國成功研制出了155毫米輕型加榴炮。該炮在研發過程中突破了多項關鍵技術,在2014年中國國際航空航天珠海博覽會上,作為空降兵裝備公開進行了靜態展示,讓人們從近距離看到了這種4噸級的大口徑輕型火炮。這是該型火炮第一次對外展示,成為了航展上的亮點之一,引起了各界的廣泛關注。

AH4型155毫米輕型加榴炮戰斗全重4噸左右,可以采用直升機、運輸機空運、空降,采用輕型卡車牽引時最大公路行駛速度可達90千米/小時。其特點是體積小、重量輕、可靠性高、操作簡單、維修方便,戰略機動性好,特別適于山地、沙灘、叢林、海島地區作戰,主要用于輕型步兵師、空降師、海軍陸戰隊等快速反應部隊執行高強度、大縱深火力作戰任務。
AH4型155毫米輕型加榴炮由炮身、炮閂、反后坐、上架、搖架、高平機、下架、前大架、后大架、液壓系統等組成,設計的主要目標是減輕火炮的重量,設計要點是輕量化結構設計和輕合金應用技術。AH4型155毫米輕型加榴炮采用四腳型大架、下架落地的總體結構形式。為減輕重量,大量采用高強度、輕量化的鈦合金、鋁合金來制造火炮架體。搖架、上架均由鈦合金焊接(鑄造)成型,部分部件采用鋁合金材料,重要承力部件由合金鋼板焊接而成。
該炮采用國際通用的39倍口徑身管,發射底排彈最大射程為30千米,身管壽命長;采用炮閂自動開關閂技術,最大射速4~5發/分;配備了國際通用的底凹彈、底排彈、復合增程彈、特種彈等多種155毫米火炮彈種,射界大,可打擊不同的目標,實現多種作戰任務要求;配置以小型發動機為動力的液壓系統,具備機動化操作高低方向調炮,車輪升降、開關閂等多種功能,使火炮行軍戰斗轉換時間小于3分鐘。
AH4型155毫米輕型加榴炮可以配備數字化火控系統。數字化火炮可與其它指揮系統組網,在便攜式指揮、偵察系統的配合下,可被營級、連級、偵察車越級指揮,實現偵察、指揮、通信、射擊全程信息化。其偵察、指揮系統采用低功耗、輕量化設計,可單兵攜行,靈活、機動。

在輕量化結構方面,該炮應用了多種創新性的技術途徑,如:低火線高、下架落地、后坐體前移、多機合一等總體結構技術,簡化了架體及功能部件設計,有效地減小了火炮整體尺寸,控制了火炮重量。
由于多種創新性的技術和多機合一結構技術的應用,使火炮的加工制造周期縮短,減少了加工制造的成本和費用。由于火炮整體尺寸的減小,火炮重量的降低,減少了火炮的材料消耗,尤其是貴重金屬鈦合金的用量與美國M777型155毫米火炮相比大幅度減少,所以該火炮成本較低。
在總體結構設計方面,輕型火炮穩定性控制技術的突破成為該火炮總體設計的關鍵。與傳統的39倍口徑身管155毫米火炮相比,AH4型155毫米輕型加榴炮的裝藥量和射程沒有降低,所以降低火炮的后坐力,保持火炮射擊過程的穩定成為總體結構設計的關鍵。該炮在設計過程中應用了多體動力學仿真技術對火炮的射擊穩定性進行了細致的分析,多次優化調整總體設計方案。由于多體動力學仿真的邊界條件與火炮實際情況存在差異,在火炮強度試驗過程中,發生了變位較大的情況。在采取了高速攝影、動態測試等多種措施分析火炮射擊姿態,并修正了虛擬樣機多體動力學仿真模型后,得出了較正確的仿真結果,并進行了針對性的技術改進,最終突破了輕型火炮射擊穩定性控制的技術瓶頸。

為減輕重量,該炮重點進行了搖架的結構設計,為提高搖架的剛度進行了專項有限元仿真分析,創造性地提出鑄焊混合的搖架結構,圓滿解決了搖架剛強度與重量和工藝性的矛盾,最終突破了鈦合金用于制造大口徑火炮架體的技術瓶頸,取得了關鍵性的研究成果。
為使火炮便于操作,AH4型155毫米輕型加榴炮采用了多種適用于輕型火炮的人機工程設計。該炮設計了擺動式裝填輔助托彈盤,輔助炮手放置彈丸,擺動到炮膛軸線上送彈,解決了火線高較低、后坐體前移的總體布局使裝填操作困難的問題;設計了開閂裝底火機構,解決了低火線高、閂體上開,炮手裝填底火操作困難的技術難題,提高了火炮射擊的安全性和操作性;采用了自動開關閂技術,創新性地設計了液壓自動開關閂結構,在火炮后坐復進接近終了時,控制機構被觸發,實現開關閂;火炮的液壓系統配備了柴油發動機,通過液壓系統實現火炮高低俯仰、方向調炮,升降運動體,為高平機的儲能器補償壓力,實現了機動化操作。
AH4型155毫米輕型加榴炮的研制成功,可以說是我國火炮發展的里程碑,推動了我國火炮技術的發展,為39倍輕型155毫米火炮的發展提供了一種新的嘗試。[編輯/山水]