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5123五湖四海一站二站下载 披荆斩棘俏夕阳 —国产86式152毫米加农炮研制故事回忆

2020-01-10 14:54:07     阅读:4678

5123五湖四海一站二站下载 披荆斩棘俏夕阳  —国产86式152毫米加农炮研制故事回忆

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□ 蔡寅生/文

在新中国军工历史上,人们把一些研制周期过长的型号项目称为“长胡子项目”,其中86式152毫米加农炮的研制就属于这种情况。86式152毫米加农炮研制任务于1958年10月由总参谋部、炮兵司令部、军械部和二机部等下达,四上三下,直到1986年设计定型,命名为86式152毫米加农炮,历时27年,它是兵器工业历史上研制周期最长的三个“长胡子项目”之一,也是当时中国自行研制的射程最远(30千米),威力最大(战斗部重48千克),炮身最长(8060毫米)的远射程大口径火炮。该炮曾经在老山前线小试牛刀,但与155毫米加榴炮相比,其综合性能略逊一筹,故国内没有列装。苍天不负有心人,27年的坚持不懈,屡败屡战,披荆斩棘的精神感动了上苍,1983年获得了一笔不小的订单,成功出口,创造了不菲的外汇。1986年完成了国内设计定型,1988年荣获国家科技进步一等奖。为这个长胡子项目画上了比较圆满的的句号。

为什么86式152毫米加农炮的研制周期如此之长,为什么会几上几下?其中的原因很多,但以下三大技术难点久攻不下应是重要原因。

图注:86式152毫米加农炮战斗状态

令人纠结的炮重指标

一门新火炮的设计,实际上就是在火炮威力与机动性这对相互矛盾的性能之间寻求平衡与统一的过程。要求射程远,威力大,则必然弹丸重,身管长,膛压高,结果后坐力就大,炮重自然就得重。1960年最初设计的样炮,射程达到了32千米,射击密集度也还可以,但是炮重重达12吨,无法被接受,第一轮就此告终。

1965年炮兵司令部和五机部下达了新的指标,射程30千米,弹丸重48千克、精度优于59式130毫米加农炮,但炮重必须降到9吨以下。虽然于1967年造出了样炮,但各性能之间不能做到兼顾,结果又一次中止研究。

1969年文革期间,在“人背马驮”突出机动性的指导思想下,要求86式152毫米加农炮在其他指标不变的前提下,炮重进一步降至8吨以下。为了实现这个拍脑瓜确定的毫无根据的指标,只好在传统强度理论基础上实施“边缘政策”,尽量减化结构,减小尺寸,降低安全系数,结果使该方案的金属利用系数(火炮发射动能/全炮总重)高达304,比一般火炮提高了50%;最后,研制出的火炮总重仍超出了指标要求,射击试验中多个零部件因不堪重负、超载破损,射击稳定性极差,致使试验难以为继,方案因而被迫放弃。

经过了三轮的碰壁,迫使人们冷静地思考,重新对炮重指标进行论证,1972年8月同意将炮重调整到10吨。1975年和1982年先后试制出来两批样炮,经过弹道性能和全系统试验,针对试验中出现的问题,一次次地进行改进,最终才使火炮系统满足了各项指标要求,于1983年首先通过了外贸鉴定。

为了减轻炮重,86式152毫米加农炮将上架和下架由铸钢件改成了钢板焊接。为了保证构件的刚度与强度,焊接件内外设计了较多筋板,结构比较复杂,焊接性不好,为此,他们采取了一系列技术措施以减少焊接过程中的变形。为了减轻炮重,该炮采用了低冲击波压强和低噪声的炮口制退器。

86式152毫米加农炮几上几下的历史告诉我们,炮重指标是贯穿于研制全过程的一项至关重要的指标,几次上上下下都是围绕着炮重指标的变动而引起的,片面地追求轻量化,使得86式152毫米加农炮走了不少冤枉路,这里既有为缺乏经验所付出的学费,也有因指导思想偏差、瞎指挥所付出的沉重代价。

炮长转弯难

“船大难掉头,车长难转弯”,转弯半径是衡量车辆与牵引火炮机动性、通过性的又一个重要指标。转弯半径越大,火炮的通过性就越差,特别是山回路转的山区道路,其转弯半径往往都不很大。86式152毫米加农炮第一轮样炮,身管8米多,加上大架,行军长度达14米,连同牵引车,总长20多米,好多弯路都无法通过。这也是首轮86式152毫米加农炮下马的原因之一。

图注:86式152毫米加农炮牵引状态

在第二轮中人们想到了行军状态时将炮身回转180度,即炮身折叠的方案,从而使行军长度降低为9.4米,与后来引进的155毫米加榴炮不谋而合。但由于火炮总体方案达不到指标要求而被搁置。

第三轮中样炮炮重降到了8吨,行军长度则降为12米(非折叠方案),在举行的三种火炮通过性的对比行军试验中,86式152毫米加农炮转弯性能最差,结果又被否定。

第四轮,不得不重新回到炮身折叠的行军结构方案上来。将炮身折叠180度并固定于大架上,使全炮行军长度减至9.6米,改善了火炮通过性能和防空隐蔽性。为解决火炮上部回转时与制式炮车车轮干涉的问题,特地选用了小直径的航空高压轮胎并增加胎冠花纹,这个方案取得了一举四得的效果,即:解决了炮身回转时与炮车车轮干涉的问题,增大了轮胎的负荷能力,与海绵轮胎相比改善了缓冲性能,此外还提高了轮胎地面附着性能。为了解决行军时大架架尾压力过大的问题,吴成金同志根据汽车拖车转向理论,设计了独立轮转式三用前车,其优点是,一,具有较好的导向性和灵活性;二,大架打开时它分置于两侧,推动大架时起架尾滚轮作用,减轻了开架并架的劳动强度,三,射击时可作为配重压在架尾上,提高了射击稳定性。

经过长期的摸索,转弯难的难题终于获得圆满解决,在世界同类火炮中,其行军长度属于较小者。

图注:总师周燕生介绍86式152毫米加农炮

焊接钢药筒的成功应用

关于86式152毫米加农炮是采用药筒分装式弹药,还是药包分装式弹药,也是一个令人头疼的大难题。在国外,只有苏联的ОФ540型152毫米榴弹采用了铜药筒,法国oe155f1采用了可燃药筒,其他国家如美国、德国、瑞典、奥地利等多数国家的155毫米以上的大口径弹药全部采用药包分装式弹药。

药筒装药与药包装药相比较,因为有药筒,所以闭气比较容易,装填速度也快,但耗铜太多;而后者因为没有药筒,所以闭气比较困难,且装填速度较低,但可以大量节省战略资源——铜。而对于86式152毫米加农炮而言,起初别无选择,因为,第一我们毫无药包装药设计方面的经验,第二我国生产的大口径炮弹全都是铜药筒,因此,铜药筒装药是唯一的选择。可是深入论证之后,问题来了,因为,该药筒长达1.232米,比我国当时生产的最长的59式130毫米加农炮药筒长了386毫米,现有的生产设备无论在吨位方面,还是在工作行程长度方面都很难胜任,专门为这门炮投巨资改造药筒生产线谈何容易。加之,铜药筒要耗费大量的战略资源铜材,成本也很高。研究的结论是:铜药筒此路不通。

1965年起决定探索药包分装式弹药的技术道路。药包分装式把技术难题转移到了火炮上,关键是设计出能够可靠密闭高温高压火药气体的炮闩。探索工作首先从巴日式紧塞具螺式炮闩开始,自行研制了石棉紧塞具,虽能可靠密封,但炮闩闩体强度不够,受力损坏,在国家靶场射击时,曾经发生了炮尾断裂飞向炮位后方的重大事故,因而放弃了螺式炮闩。接着又试探楔式炮闩的可行性,为此研制了金属密封环以密闭火药气体。但经过对其结构、形状和材料选择等因素多个方案的探讨和试验,发现金属密封环烧蚀严重,寿命短,密封性能不可靠。两种炮闩方案的失败,使药包分装式方案也陷入了窘境。

正当86式152毫米加农炮项目被装药方式这个拦路虎挡住了前进脚步而一筹莫展时,山西利民厂在大口径焊接钢药筒技术方面取得了突破性进展,先后在85毫米加农炮、85毫米坦克炮、85毫米高炮上成功应用,实现了以钢代铜,以焊代冲。86式152毫米加农炮的决策者们从这里看到了一线希望,于是他们请来了利民厂总工程师刘纯郴参加总体论证,提出了在86式152毫米加农炮上探索应用焊接钢药筒的可能性,刘总表示可以试试,但抽壳力可能会大些。于是总师们决定采用焊接钢药筒,这是一项关系到86式152毫米加农炮前途命运的大胆决策,也是逼上梁山的决策,风险极大,因为世界上从来就没有过在这样大口径火炮上采用焊接钢药筒的先例,中国成了第一个吃螃蟹的人。

利民厂对此决策十分赞同,全力以赴,因为,这是焊接钢药筒技术扩大应用范围迈出的最重要的一步,也是攀登世界药筒技术新高峰的尝试。在炮厂、弹厂与药筒厂密切配合与共同努力下,进展顺利,很快于1983年通过了外贸鉴定,并有了数百门炮和近20万发弹的出口意向。在设计定型试验时,曾经出现过焊接钢药筒抽壳率略低的问题,开始并未引起足够重视,因为抽壳率虽低但尚未超出指标。可是,当外商来华订货,进行考核试验时,钢质药筒抽壳困难现象再次出现。对此,客户表示,对全炮技术状况基本满意,唯此故障影响射速,不能接受,希望改进提高,3个月后再来华考核,如抽壳问题解决了,就可签订合同。

在此后3个月的紧张工作中,炮厂与药筒厂一起,分析射击的工作过程,查找抽壳率低的原因。从动力学角度分析,抽壳过程分预抽和抛筒两个阶段。预抽是在半自动机的作用下,首先使药筒向后位移一段距离,使炮膛与药筒之间出现间隙,从而使药筒的贴膛力消失。然后仅需不大的作用力即可将药筒抛出。在分析预抽过程时,发现火炮复进到位前,开闩的相关零件出现了严重的研伤和弹性变形,说明原设计方案的抽壳能量不足,抽壳机构零件刚强度差,预抽动作没有实现炮膛与药筒的完全分离,从而出现了抽壳困难的故障。再进一步分析,为什么抽壳能量不足?那是忽略了钢和铜材弹性的巨大差异,基本上仍按铜药筒参数设计半自动机。其实,钢的弹性比铜差好多,射击后钢药筒受高膛压膨胀后的回弹能力较差,钢药筒贴壁力仍然很大,所以开闩时要求的抽壳力远远大于铜药筒,抽壳机构零件的刚强度也需要相应加强。这就是产生故障的主要原因所在。为此他们对症下药,问题获得圆满解决。当年10月,外商如期来华考核试验,看到火炮射击试验中杜绝了抽壳故障的结果,非常满意,当即签署了订货合同。

图注:中国86式152毫米加农炮

焊接钢药筒不但成全了86式152毫米加农炮的诞生,而且提高了86式152毫米加农炮的性能,使该炮的射速比药包式装药的155毫米火炮提高了一倍。86式152毫米加农炮也成全了焊接钢药筒技术,促成了世界历史上体积最大、长度最长、承受膛压最高的焊接钢药筒在中国的86式152毫米加农炮上诞生。

时光荏苒,披荆斩棘俏夕阳的152毫米加农炮已经成为了历史。经过国外的实战考验,中国的86式152毫米加农炮威力大,精度高,性能稳定,可靠性与可维修性都比较好,是颇受欢迎的炮种之一。Ω

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