【校场】F-35B误伤事件反映出了战机航炮怎样的现状?

据美国媒体324日报道,在3月初,一架隶属于美国海军陆战队的F-35B战斗机在亚利桑那州的尤马靶场(Yuma Range Complex)上空进行射击训练时,所加挂的航炮吊舱在射击时突发意外。一枚25mm口径炮弹在发射后突然爆炸,造成飞机腹部严重受损,不过在飞行员操纵下,该机安全降落。

据美国海军陆战队发言人安德鲁·伍德(Andrew Wood)表示,该机在发生意外时正在进行近距空中支援(CAS)训练,事故没有造成任何人员伤亡。海军安全中心将负责为海军陆战队进行后续处理,一开始将事故等级定为A级。A级事故在美军中算是最严重的事故性质,对于航空事故来说,是定义为造成至少250万美元损失、飞机损失或者一人及一人以上的重度永久性残疾与死亡。

这也使得有人推测,莫非现在航炮威力如此巨大,仅仅一发溅射就能毁伤掉一架F-35?区区一枚25mm航炮炮弹,能有多大损伤?就在大家揣测究竟是不是F-35PGU-32/B SAPHEI-T型炮弹采用了什么先进技术之际,最终的伤情鉴定在29号出炉:实际仅是部分受损,为C级事故:60000美元~599999美元损失之间,或者是人员受伤导致数日不能出勤(需要休养但没到住院的地步)。

不过这也让大家问题又对航炮最原始的灵魂问题产生了好奇,现在的空战中航炮对飞机还有着致命的毁伤能力吗?毁伤能力首先是打的中,其次是打中后能产生足够的破坏。这就得分情况讨论,这是由于航炮的特殊毁伤原理,和航炮的非常特殊的弹道学共同作用的。一般来说,即使是同一款航炮,在执行对地攻击和执行尾追任务时,其杀伤效果都会有极大的差距。

首先影响航炮毁伤效果的是精度问题,很多人提到航炮时,都会误以为在当今电子技术的加成下,航炮已经能做到“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,号称最大射程3700米,最高射速每分钟3300发,精度1.4密位。因此有不少媒体惊呼“这是一门堪比狙击枪的航炮”,但仿真结果仍然表明,没有哪门航炮的弹道不是天女散花。

这是由于航炮的特殊发射环境和特殊目标所致,在大部分环境中,无论坦克也好,跑的比谁都快的轮式突击炮也好,其开火时自身的相对速度对于2~3倍音速飞行的弹丸来说都可以忽视,敌方对方坦克背对着你跑,难道就能抵消掉穿甲弹1500米的秒速从而降低穿甲弹动能吗?但是对战斗机来说,这还真有可能,在尾追攻击时,倘若双方都是以超音速飞行,虽然炮弹的实机初速是炮弹初速+飞机初速,但由于其存速能力较差,速度会迅速衰减(想象一下你在高速飞奔的车辆上往前丢卫生纸)。极端情况下,你甚至能开飞机接住自己的炮弹,1956921日,一架F-11F被自己发射的多枚20mm炮弹命中,最终坠毁在机场附近。

航炮速度的急剧衰减与目标飞机仍然保持的高速运动,使得在对高速目标时,航炮的有效射击距离急剧下降。这是地面火炮几乎不会遇到的问题,对地面火炮而言,目标在动最多就是难打,而在空中是追不上,或者追上时二者之间相对速度已经很低,使用动能弹很可能无法产生有效杀伤,例如某魔法游戏里的HIT火花。此外实际飞行距离的增加,也会增大误差。飞机在射击时,每一发炮弹发射的位置都不一样,飞机自身的位移和航炮发射带来的机身抖动也都决定了航炮在对空攻击时,有效射程并不是那么的理想。

到对地攻击时,情况则会好很多。用航炮进行对地攻击时,汉语里叫“扫射”,而英语里则是“Strafing”——源与德语“ strafen”,意思是“惩罚”,词源是一战时德国口号“ Gott strafe England”(“上帝惩罚英格兰”)。使用航炮对地扫射时,虽然由于防止坠机的考虑,现代飞机射击距离较大(F-35B除外),但好处是此时飞机发射的炮弹速度是航速与炮弹初速之和,因此相比于地面同型号火炮来说,动能更大,同样距离上穿甲效果更好。至于精度问题,虽然弹丸密集度仍然较差,但考虑到地面目标的运动可以忽视,因此其一次长点射时的毁伤能力还是有保证的。

 

再来看对空目标的杀伤问题,对飞机的杀伤问题在二战后产生了两条路:相对较小的口径来确保射速与多次命中;大口径与较低的射速但确保一击中必杀。这段时期不仅有祖传的7.7mm12.7mm,还有着不太正常的37mm甚至45mm50mm。这种选择不仅与技路线与一定关系,也与作战需求有一定关系。但随着时代的发展,和导弹技术愈发成熟,航炮的口径选择也逐步殊途同归,美国从20mm升级到F-3525mm机炮,俄罗斯是30mm口径,欧洲为27mm口径,无论从口径还是备弹量都基本回到了一个类似的级别上,以追求轻便、射速、杀伤和备弹的平衡。

这种作战需求的变化在弹丸的外形也有体现,我们不难发现,相对于陆军同行,或者是同规格的二战弹药比起来,现代的航炮炮弹往往弹头更钝一点,弹底也是平底结构。这种看似更差的气动外形一方面是为了减重和提升装药系数,另一方面也和其预想的主要作战环境有关。众所周知炮弹的飞行受大气影响,而标准炮兵气象参数是以海平面为制定依据,传统的空战更多发生于低空,因此要确保流畅的气动外形尽可能减阻,毕竟这个年代高阻外形就意味着弹速度下降就意味着杀伤能力的下降。而对现代空战来说,首先要优先确保高空环境的作战,在高空中这点气动外形带来的空气阻力影响有限,在有效射程内并不会妨碍其穿甲能力,反倒是扩大的装药系数能显著提升杀伤效率。以苏联的23X115炮弹为例,其后来为GSH-23配备的新弹使用了新的西亚切阻力定律而非1943年阻力定律,弹头相对钝一些。

在杀伤原理上,各国航炮也逐步达成了一致。由于时代的进步,现在的战斗机相对二战和初代喷气机有着最大的两个特征:装甲没了,机体更大了。装甲没了就意味着哪怕是步兵的步枪都在理论上可以击穿飞机的关键部位,但机体更大了意味着小口径子弹即使击穿也很难造成致命打击,正如同.22子弹拿来打老鼠不错,打人也可以,但是你不能指望这玩意能对大象产生有效杀伤。这就意味着要想对现代飞机产生毁伤,就必须放弃小口径的机枪,而为了最好的毁伤效果,弹丸需要易燃易爆炸。当然,要是能穿透蒙皮和机体框架,在飞机内部爆炸就更好了。在这种设计理念下,目前的航炮炮弹主流也只剩下了杀爆燃弹、穿燃弹和穿爆弹。

 

这种统一弹药设计不仅能简化后勤,在技术上也是可行的。现在的技术已经能做到“穿甲、燃烧、爆破一气呵成”。以美军为例,目前为F-35设计的配套方案主要有三款,PGU-32/USAPHEI-TPGU-47/UAPEXTP-RRR训练弹。除去训练弹不谈,在穿甲威力上,前者能在800m/s的着弹速度下以60度角穿透6.5mmRHA;后者宣称能击穿45度角的20毫米北约标准钢靶板。此外由于对地俯冲扫射时,航炮炮弹的速度实际是有飞机自身速度的加成,因此其实际穿甲能力会更高,对f-35B来说,即使是悬停状态,APEX的弹药也足以击穿绝大部分汽车和单兵掩体,能较好的起到火力压制作用。

 

随着航炮无用论的声势愈发强大,也有人认为,到现在了我们还需要关注航炮吗?不过近几年无人机的发展为航炮的存在提供了新理由。毕竟对于这些低慢小且飞行轨迹固定的目标来说,导弹太奢侈且不一定好用,而航炮的炮弹不失为一个廉价解决方案。航炮的地位在衰退,但其不会被干扰,廉价且备弹较多的特点,注定了在未来战场上仍然有航炮的一席之地。

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