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F-35B誤傷事件反映出了戰機航炮怎樣的現狀?
送交者: 一劍破天 2021年04月01日19:25:04 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  據美國媒體324日報道,在3月初,一架隸屬於美國海軍陸戰隊的F-35B戰鬥機在亞利桑那州的尤馬靶場(Yuma Range Complex)上空進行射擊訓練時,所加掛的航炮吊艙在射擊時突發意外。一枚25mm口徑炮彈在發射後突然爆炸,造成飛機腹部嚴重受損,不過在飛行員操縱下,該機安全降落。

  據美國海軍陸戰隊發言人安德魯·伍德(Andrew Wood)表示,該機在發生意外時正在進行近距空中支援(CAS)訓練,事故沒有造成任何人員傷亡。海軍安全中心將負責為海軍陸戰隊進行後續處理,一開始將事故等級定為A級。A級事故在美軍中算是最嚴重的事故性質,對於航空事故來說,是定義為造成至少250萬美元損失、飛機損失或者一人及一人以上的重度永久性殘疾與死亡。

  這也使得有人推測,莫非現在航炮威力如此巨大,僅僅一發濺射就能毀傷掉一架F-35?區區一枚25mm航炮炮彈,能有多大損傷?就在大家揣測究竟是不是F-35PGU-32/B SAPHEI-T型炮彈採用了什麼先進技術之際,最終的傷情鑑定在29號出爐:實際僅是部分受損,為C級事故:60000美元~599999美元損失之間,或者是人員受傷導致數日不能出勤(需要休養但沒到住院的地步)。

  不過這也讓大家問題又對航炮最原始的靈魂問題產生了好奇,現在的空戰中航炮對飛機還有着致命的毀傷能力嗎?毀傷能力首先是打的中,其次是打中後能產生足夠的破壞。這就得分情況討論,這是由於航炮的特殊毀傷原理,和航炮的非常特殊的彈道學共同作用的。一般來說,即使是同一款航炮,在執行對地攻擊和執行尾追任務時,其殺傷效果都會有極大的差距。

  首先影響航炮毀傷效果的是精度問題,很多人提到航炮時,都會誤以為在當今電子技術的加成下,航炮已經能做到“指哪打哪”。例如F-35使用的GAU-22/A“平衡者”四管加特林速射航炮,號稱最大射程3700米,最高射速每分鐘3300發,精度1.4密位。因此有不少媒體驚呼“這是一門堪比狙擊槍的航炮”,但仿真結果仍然表明,沒有哪門航炮的彈道不是天女散花。

  這是由於航炮的特殊發射環境和特殊目標所致,在大部分環境中,無論坦克也好,跑的比誰都快的輪式突擊炮也好,其開火時自身的相對速度對於2~3倍音速飛行的彈丸來說都可以忽視,敵方對方坦克背對着你跑,難道就能抵消掉穿甲彈1500米的秒速從而降低穿甲彈動能嗎?但是對戰鬥機來說,這還真有可能,在尾追攻擊時,倘若雙方都是以超音速飛行,雖然炮彈的實機初速是炮彈初速+飛機初速,但由於其存速能力較差,速度會迅速衰減(想象一下你在高速飛奔的車輛上往前丟衛生紙)。極端情況下,你甚至能開飛機接住自己的炮彈,1956921日,一架F-11F被自己發射的多枚20mm炮彈命中,最終墜毀在機場附近。

  航炮速度的急劇衰減與目標飛機仍然保持的高速運動,使得在對高速目標時,航炮的有效射擊距離急劇下降。這是地面火炮幾乎不會遇到的問題,對地面火炮而言,目標在動最多就是難打,而在空中是追不上,或者追上時二者之間相對速度已經很低,使用動能彈很可能無法產生有效殺傷,例如某魔法遊戲裡的HIT火花。此外實際飛行距離的增加,也會增大誤差。飛機在射擊時,每一發炮彈發射的位置都不一樣,飛機自身的位移和航炮發射帶來的機身抖動也都決定了航炮在對空攻擊時,有效射程並不是那麼的理想。

  到對地攻擊時,情況則會好很多。用航炮進行對地攻擊時,漢語裡叫“掃射”,而英語裡則是“Strafing”——源與德語“ strafen”,意思是“懲罰”,詞源是一戰時德國口號“ Gott strafe England”(“上帝懲罰英格蘭”)。使用航炮對地掃射時,雖然由於防止墜機的考慮,現代飛機射擊距離較大(F-35B除外),但好處是此時飛機發射的炮彈速度是航速與炮彈初速之和,因此相比於地面同型號火炮來說,動能更大,同樣距離上穿甲效果更好。至於精度問題,雖然彈丸密集度仍然較差,但考慮到地面目標的運動可以忽視,因此其一次長點射時的毀傷能力還是有保證的。

   

  再來看對空目標的殺傷問題,對飛機的殺傷問題在二戰後產生了兩條路:相對較小的口徑來確保射速與多次命中;大口徑與較低的射速但確保一擊中必殺。這段時期不僅有祖傳的7.7mm12.7mm,還有着不太正常的37mm甚至45mm50mm。這種選擇不僅與技路線與一定關係,也與作戰需求有一定關係。但隨着時代的發展,和導彈技術愈發成熟,航炮的口徑選擇也逐步殊途同歸,美國從20mm升級到F-3525mm機炮,俄羅斯是30mm口徑,歐洲為27mm口徑,無論從口徑還是備彈量都基本回到了一個類似的級別上,以追求輕便、射速、殺傷和備彈的平衡。

  這種作戰需求的變化在彈丸的外形也有體現,我們不難發現,相對於陸軍同行,或者是同規格的二戰彈藥比起來,現代的航炮炮彈往往彈頭更鈍一點,彈底也是平底結構。這種看似更差的氣動外形一方面是為了減重和提升裝藥係數,另一方面也和其預想的主要作戰環境有關。眾所周知炮彈的飛行受大氣影響,而標準炮兵氣象參數是以海平面為制定依據,傳統的空戰更多發生於低空,因此要確保流暢的氣動外形儘可能減阻,畢竟這個年代高阻外形就意味着彈速度下降就意味着殺傷能力的下降。而對現代空戰來說,首先要優先確保高空環境的作戰,在高空中這點氣動外形帶來的空氣阻力影響有限,在有效射程內並不會妨礙其穿甲能力,反倒是擴大的裝藥係數能顯著提升殺傷效率。以蘇聯的23X115炮彈為例,其後來為GSH-23配備的新彈使用了新的西亞切阻力定律而非1943年阻力定律,彈頭相對鈍一些。

  在殺傷原理上,各國航炮也逐步達成了一致。由於時代的進步,現在的戰鬥機相對二戰和初代噴氣機有着最大的兩個特徵:裝甲沒了,機體更大了。裝甲沒了就意味着哪怕是步兵的步槍都在理論上可以擊穿飛機的關鍵部位,但機體更大了意味着小口徑子彈即使擊穿也很難造成致命打擊,正如同.22子彈拿來打老鼠不錯,打人也可以,但是你不能指望這玩意能對大象產生有效殺傷。這就意味着要想對現代飛機產生毀傷,就必須放棄小口徑的機槍,而為了最好的毀傷效果,彈丸需要易燃易爆炸。當然,要是能穿透蒙皮和機體框架,在飛機內部爆炸就更好了。在這種設計理念下,目前的航炮炮彈主流也只剩下了殺爆燃彈、穿燃彈和穿爆彈。

   

  這種統一彈藥設計不僅能簡化後勤,在技術上也是可行的。現在的技術已經能做到“穿甲、燃燒、爆破一氣呵成”。以美軍為例,目前為F-35設計的配套方案主要有三款,PGU-32/USAPHEI-TPGU-47/UAPEXTP-RRR訓練彈。除去訓練彈不談,在穿甲威力上,前者能在800m/s的着彈速度下以60度角穿透6.5mmRHA;後者宣稱能擊穿45度角的20毫米北約標準鋼靶板。此外由於對地俯衝掃射時,航炮炮彈的速度實際是有飛機自身速度的加成,因此其實際穿甲能力會更高,對f-35B來說,即使是懸停狀態,APEX的彈藥也足以擊穿絕大部分汽車和單兵掩體,能較好的起到火力壓製作用。

   

  隨着航炮無用論的聲勢愈發強大,也有人認為,到現在了我們還需要關注航炮嗎?不過近幾年無人機的發展為航炮的存在提供了新理由。畢竟對於這些低慢小且飛行軌跡固定的目標來說,導彈太奢侈且不一定好用,而航炮的炮彈不失為一個廉價解決方案。航炮的地位在衰退,但其不會被干擾,廉價且備彈較多的特點,註定了在未來戰場上仍然有航炮的一席之地。


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  估計殲20會用激光航炮,或者電磁航炮  /無內容 - 大智本行 04/01/21 (344)
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