作為“戰(zhàn)爭(zhēng)之神”，火炮已經(jīng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中不可或缺的一型重要裝備，而火炮射程，則是衡量現(xiàn)代火炮性能的重要因素之一，如何進(jìn)一步提升現(xiàn)代火炮的射程，也就成為了世界各國(guó)軍工部門(mén)研究的重點(diǎn)方向之一。此前，要想進(jìn)一步提升現(xiàn)代火炮的射程，要么是加長(zhǎng)火炮的身管長(zhǎng)度，要么是增加火炮的藥室容積，北約三次155毫米火炮改革，正是基于以上兩個(gè)方向進(jìn)行的。

M198榴彈炮就是155毫米火炮改革的產(chǎn)物

但是受到材料、加工工藝等因素的影響，無(wú)論是火炮身管還是火炮的藥室容積，其對(duì)火炮射程的增幅均有上限，并未能夠?qū)F(xiàn)代火炮的射程提升到令人滿意的地步。在這種情況下，人們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)到了火炮炮彈身上，希望能夠通過(guò)優(yōu)化炮彈設(shè)計(jì)，來(lái)進(jìn)一步提升現(xiàn)代火炮的射程。

幾款國(guó)產(chǎn)155毫米增程炮彈

這些為了增加火炮射程而特地設(shè)計(jì)的炮彈，就是我們現(xiàn)在俗稱(chēng)的“增程炮彈”。為了方便讀者朋友們的閱讀和理解，本文將針對(duì)目前國(guó)際上主流的幾款增程炮彈分別進(jìn)行介紹，以便讀者朋友對(duì)這些特殊的增程炮彈有更深的理解。

棗核彈——通過(guò)優(yōu)化炮彈外形設(shè)計(jì)的增程炮彈

早前，世界各國(guó)陸軍使用的炮彈大多數(shù)是常規(guī)的圓柱形炮彈。傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在大氣中飛行時(shí)會(huì)因?yàn)榇髿鈱拥哪Σ磷枇Χ鴮?dǎo)致實(shí)際射程遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論射程。在冷戰(zhàn)初期，美國(guó)和比利時(shí)進(jìn)行了測(cè)算，一枚85毫米的圓柱形炮彈實(shí)際射程僅有理論射程的30%左右。因此，美國(guó)和比利時(shí)決定通過(guò)優(yōu)化炮彈外形來(lái)提升火炮的射程。

傳統(tǒng)的圓柱形炮彈

美國(guó)和比利時(shí)聯(lián)合研制成功的新型炮彈就是棗核彈，棗核彈屬于低阻外形增程炮彈，炮彈外形較之圓柱形炮彈更加圓滑，同時(shí)長(zhǎng)徑比較大，由普通炮彈的4倍長(zhǎng)徑比提升到5.5倍-6倍水平。

因?yàn)闂椇藦椡庑胃鼮閳A滑，為了讓棗核彈能夠在火炮炮管內(nèi)部仍然能像圓柱形炮彈那樣保持穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，棗核彈除了設(shè)計(jì)有傳統(tǒng)的彈帶之外，還在彈體上設(shè)計(jì)有定心塊，讓棗核彈盡量沿著炮管軸心旋轉(zhuǎn)飛行。

棗核彈的結(jié)構(gòu)圖

雖然棗核彈在射程方面較之傳統(tǒng)的圓柱形炮彈有了較大的進(jìn)步，但是因?yàn)槠鋸楏w外形設(shè)計(jì)的原因，導(dǎo)致棗核彈在精度方面較之傳統(tǒng)的圓柱形炮彈稍有下降，射程越遠(yuǎn)，精度下降得越明顯。

底凹彈——降低炮彈底部阻力的增程炮彈

傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在飛行時(shí)，受到的阻力分別為頭部阻力、摩擦阻力、尾部阻力、底部阻力等阻力。傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在飛行時(shí)底部會(huì)形成一個(gè)低壓區(qū)，形成底部阻力。而底凹彈的彈體底部是凹陷進(jìn)去的，可以減少這部分底部阻力。

底凹彈結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)然，并不是在傳統(tǒng)的圓柱形炮彈底部采用凹陷設(shè)計(jì)就是底凹彈。除了彈體底部采用凹陷設(shè)計(jì)之外，底凹彈的彈體外形更為細(xì)長(zhǎng)、炮彈的整體重心相較于傳統(tǒng)圓柱形炮彈更為靠前，彈頭弧形部也更加的細(xì)長(zhǎng)。

底凹彈根據(jù)凹陷程度的不同，射程增幅也各不相同，主流的底凹彈彈體底部的凹陷程度在0.5倍彈徑左右，也有凹陷深度更大的底凹彈存在。

火箭增程彈——使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)的增程炮彈

火箭增程彈顧名思義，就是通過(guò)在炮彈底部安裝火箭發(fā)動(dòng)機(jī)增加炮彈射程的一種炮彈?；鸺龀虖椣啾瘸Ｒ?guī)圓柱形炮彈，主要增加了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)射藥和炮彈穩(wěn)定裝置。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在炮彈出膛前不工作，在炮彈出膛后一段時(shí)間才開(kāi)機(jī)工作，推動(dòng)炮彈飛行。

火箭增程彈的結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)穩(wěn)定方式的不同，火箭增程彈還可以分為旋轉(zhuǎn)式火箭增程彈和尾翼式火箭增程彈。旋轉(zhuǎn)式火箭增程彈主要依靠炮彈自旋效應(yīng)來(lái)穩(wěn)定飛行狀態(tài)，而尾翼式火箭增程彈則依靠尾翼來(lái)穩(wěn)定飛行狀態(tài)。前者的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)較短，所以在射程方面不如后者。

國(guó)產(chǎn)火箭增程彈

無(wú)論是旋轉(zhuǎn)式火箭增程彈還是尾翼式火箭增程彈，因?yàn)閺楏w本身有一部分被火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)射藥和穩(wěn)定裝置所占據(jù)，導(dǎo)致主裝藥量相比常規(guī)圓柱形炮彈小，威力也比較低。再加上火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是在炮彈出膛后二次點(diǎn)火的，推力偏心會(huì)讓炮彈的自旋軸心和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)前相比出現(xiàn)一定的偏差，最終導(dǎo)致火箭增程炮彈的實(shí)際精度降低。

底排彈——通過(guò)底部排氣減阻的增程炮彈

底排彈就是常說(shuō)的底部排氣彈，和底凹彈相比，底排彈在炮彈尾部增加了底部排氣裝置，進(jìn)一步降低了炮彈飛行中的底部阻力，其射程比底凹彈更遠(yuǎn)，一般能夠讓常規(guī)傳統(tǒng)炮彈增加25%-30%的射程。在此需要特別說(shuō)明的是，雖然都是底部排氣，但是底排彈和火箭增程彈在基本原理上并不相同。火箭增程彈是為炮彈增加推力，而底排彈是讓炮彈底部形成高壓區(qū)，降低炮彈的底部渦流，進(jìn)而降低炮彈底部阻力，最終達(dá)到增加炮彈射程的目的。

底排彈結(jié)構(gòu)圖

底排彈在精度方面同樣存在一些問(wèn)題，因?yàn)榧庸ぞ鹊脑颍着艔椀牡撞颗艢庋b置工作時(shí)間長(zhǎng)度和排氣量各不相同，距離散布比較大。不過(guò)和火箭增程彈相比，底排彈不會(huì)出現(xiàn)推力偏心的情況，對(duì)炮彈精度的影響比其他增程手段要小一些，經(jīng)常和其他增程手段搭配使用，發(fā)展前景良好。

沖壓噴氣增程彈——使用沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的炮彈

沖壓噴氣增程彈和火箭增程彈一樣，都是通過(guò)在炮彈上安裝推進(jìn)裝置來(lái)提升炮彈的飛行速度，最終增加炮彈的射程，只不過(guò)沖壓噴氣增程彈使用的是沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，而不是火箭增程彈上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

沖壓噴氣增程彈的彈體上布置有進(jìn)氣口，用于壓縮空氣。沖壓噴氣增程彈在發(fā)射之后，空氣會(huì)以高音速狀態(tài)由進(jìn)氣口先進(jìn)入噴射器，然后在減速進(jìn)入燃料室，與炮彈本身攜帶的燃料混合燃燒之后形成噴射推力，推動(dòng)炮彈進(jìn)行高速飛行。

挪威研制的一款沖壓噴氣增程彈

沖壓噴氣增程彈因?yàn)閷⒖諝膺M(jìn)行壓縮，提升了燃料的燃燒效率，所以綜合推進(jìn)效率很高。不過(guò)因?yàn)闆_壓噴氣增程彈結(jié)構(gòu)復(fù)雜且推進(jìn)設(shè)備占用了較大的彈體空間，導(dǎo)致炮彈的主裝藥量降低，威力不如常規(guī)的圓柱形炮彈大。而且沖壓噴氣增程彈的造價(jià)昂貴，也不便于大規(guī)模推廣使用。

滑翔增程彈——帶有滑翔翼面的增程炮彈

滑翔增程炮彈的設(shè)計(jì)思路來(lái)源于滑翔飛機(jī)，滑翔增程炮彈的基本思想就是炮彈以一定攻角、一定速度進(jìn)行飛行時(shí)依靠炮彈上的彈翼產(chǎn)生的升力，讓炮彈像滑翔機(jī)那樣在空中繼續(xù)滑行，增加炮彈的射程。因?yàn)榕趶椩诓煌w行速度、不同攻角的情況下所獲得的升力不同，為了讓滑翔增程炮彈具備一定的精度，都會(huì)為其加裝制導(dǎo)模塊。

美國(guó)的滑翔增程制導(dǎo)迫擊炮彈

滑翔增程炮彈因?yàn)椴恍枰趶楏w中加入額外的推進(jìn)燃料，加上滑翔增程效果明顯，因此目前也是各國(guó)增程彈藥的主要研究方向之一。但是因?yàn)榛柙龀膛趶椥枰c制導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合才能夠獲得較好的打擊效果，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)難度高、造價(jià)也偏昂貴，在大規(guī)模推廣使用方面存在一定的障礙。

復(fù)合增程炮彈——采用兩種以上增程技術(shù)的增程炮彈

復(fù)合增程炮彈并不是特制某一種增程炮彈，而是指采用了兩種以上增程技術(shù)的增程炮彈。比如上文提到的國(guó)產(chǎn)火箭助推滑翔增程制導(dǎo)炮彈，就采用了火箭助推增程和滑翔增程兩種增程技術(shù)，這類(lèi)增程炮彈就屬于復(fù)合增程炮彈。

火箭滑翔增程制導(dǎo)炮彈的結(jié)構(gòu)圖

目前世界各國(guó)主流的復(fù)合增程炮彈主要為底排增程與火箭助推增程組合模式，底排增程和火箭助推增程都屬于提升炮彈初速的增程思路。當(dāng)然，即使是底排增程與火箭助推組合模式，根據(jù)具體設(shè)計(jì)的不同，也還能夠再細(xì)分出三種方案。

第一種是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)本身就是底排裝置的一部分，炮彈出膛后火箭發(fā)動(dòng)機(jī)先低速燃燒，降低炮彈底部阻力，等到炮彈飛行到一定高度后再開(kāi)啟火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行助推飛行。第二種則是底排裝置和火箭助推裝置串聯(lián)布置，底排裝置工作完之后，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)再進(jìn)行工作。第三種則是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部署在炮彈彈體頂部，底排裝置部署在炮彈彈體底部，兩者之間相互獨(dú)立，工作時(shí)互相之間不會(huì)有太大的影響。

底排裝置與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)布置方案

一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)閺?fù)合增程炮彈的射程都比較遠(yuǎn)，為了保證精度，無(wú)論是采用哪種復(fù)合增程方案，最終都會(huì)與制導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合。這也是為什么目前世界上主流的大口徑超遠(yuǎn)型增程炮彈，基本上都是制導(dǎo)型炮彈的原因。

結(jié)語(yǔ)——發(fā)展前景廣闊的增程炮彈

高倍徑的火炮身管和大容積藥室的制造技術(shù)，即使是現(xiàn)在也僅有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握。但是提升火炮打擊距離，卻是各國(guó)陸軍都切切實(shí)實(shí)存在的現(xiàn)實(shí)需求。在這種情況下，增程炮彈就成為一種技術(shù)手段較低的提升火炮打擊距離的方法。

發(fā)展前景廣闊的增程炮彈

因?yàn)楦鞣N增程手段或多或少都會(huì)對(duì)炮彈的精度造成一定的影響，在這種情況下，要想讓增程炮彈發(fā)揮出更大的戰(zhàn)斗力，就需要依賴(lài)慣性制導(dǎo)、GPS制導(dǎo)和北斗制導(dǎo)等制導(dǎo)手段。隨著軍用制導(dǎo)手段的逐漸發(fā)展，增程炮彈在未來(lái)還將獲得更為廣闊的發(fā)展前景。（作者署名：軍武雜談）