战时弹药生产和廉价巡飞弹供应

最近，有关澳大利亚“纸板无人机”和美国难以稳定供应大批155榴弹炮弹在军迷中成为了新的谈资。有很多人奇怪，为什么看似普通的重炮炮弹供应困难，而看似是高精密电子设备的小型无人机却要好很多呢？今天，就从弹药生产和“可接受战时品质”两方面谈谈这个问题。

高膛压枪炮弹难以快速生产

我们会发现，二战中苏联和德国的弹药增产速度，远低于他们主战坦克的增产速度——尤其是最常见的步机枪弹和大型炮弹，在T-34坦克产量年相比战前翻了10倍的情况下，122mm,152mm重炮弹，和7.62mm步机枪弹和手枪弹（主要是冲锋枪使用）的年产量，居然相比战争爆发时连一倍的数量都没有增加。由此可见，枪炮弹（除迫击炮和火箭弹）这种我们最为熟悉的武器，反而是战时扩产最为困难的。

枪炮弹难以快速扩产有几个原因：

1、由于枪炮弹是最常使用的武器弹药，在和平年代每年都需要生产和训练消耗，因此这些弹药的成本和生产标准，在和平年代时期就已经“压榨干净”，也就是说，在和平年代的生产过程中，这些弹药就和战时标准一样，没有太多的“花里胡哨”，因此也没有简配的空间。

2、枪炮弹是内藏炸药的危险品，在生产，运输，使用中都有很大可能引发安全事故，因此就算是战时投产，也不能轻易地降低安全标准而提升生产速度，否则引发的连环爆炸将会对整个战争进程增加很大阻力。

3、依托专用机械。现实中，生产炮弹，枪弹的流水线通常是专机，不能使用民用设备转产，因此和平年代考虑到弹药厂的投资有限，各国均无法提前储备大量的生产器具，能够预备的战时产能通常有限，加上战时敌方对本国的工厂的袭击和他国对本国的原材料的禁运，想要进一步扩产存在较大难度。

因此，现实中在大规模战争中，在战时能够加大供给量的武器相对有限，如迫击炮，火箭弹，手榴弹，地雷，航空炸弹等低膛压武器往往扩产较快，但高膛压武器，机动兵器（如导弹，鱼雷等）往往生产缓慢。

战时品质

我们知道，随着战争进行，战前储备的精良的武器和优秀的职业军人会不断消耗，在持续若干年的持久战中更是如此。因此，任何一款设计用于大规模战争时的武器，都会考虑到“战时简配”。但是，武器本身也有很多区别，比如说有些武器战时可以相比和平年代的产品大幅度简配，如二战战时投产的战斗机，坦克和步枪；但有些武器就不能太过于简配，这是因为武器本身的特点导致的，枪弹、炮弹就属于典型的难以简配的武器，因为它已经如上文所述没有简配的余地了。那么，我们看看如今简配到了极致的武器——无人机和巡飞弹。

根据央视报道，绰号“小摩托”的低成本巡飞弹，已经能做到在价格仅有几万美元的情况下，实现和数百万美元的战斧巡航导弹一样的1500公里的纵深打击，这不禁让很多人颇为诧异。其实，让我们分解一下巡航导弹的作战目标和作战样式，和具体的弹体结构，就可以让我们很容易发现各个环节的简配之处。

我们知道，如今的战斧Block IV是世界最为著名的巡航导弹，可以从舰载，潜艇平台发射打击岸上目标，理论上也能从空中（但空军有自己其他型号巡航导弹）和地面发射（因中导条约禁止陆基超过500公里导弹而退役）。它的结构也是我们研究巡航导弹的参考模型，由上图的介绍，我们可以知道各个子系统的名称和特点：

1、制导系统：战斧式巡航导弹采用惯性陀螺仪飞控+红外成像地形匹配+GPS+卫星数据链的复合制导系统，发射前先使用侦察机或者卫星将目标地点数字化为点阵目标（就像把卫星图转化成二维码一样的图片），然后输入导弹内；导弹起飞后，在惯性陀螺仪和速度计的计算下平稳飞行，并在规定的转向点转向，此过程可以由GPS进一步修正精度；抵达目标后，启动红外成像（或者合成孔径雷达）去分析地面图像，和预设图像匹配后就俯冲，直到命中。由于搭载了双向卫星数据链和GPS系统，导弹可以在飞行途中根据地面命令修正轨迹或者转换目标。

2、弹头。战斧式巡航导弹可搭载1枚1000磅的战斗部，具体分为高爆战斗部、集束战斗部和钻地战斗部，分别打击普通目标，集群轻防护目标和重防御目标，如果是过去的“核战斗部战斧导弹”，则搭载1枚120千克W80核弹头，当量20万吨；过去的反舰战斧则携带对付军舰的半穿甲战斗部。

3、燃料动力系统。战斧导弹采用1台W107小型涡轮风扇发动机，在搭载1000磅常规战斗部情况下，燃料可以支持1500公里航程，飞行速度约0.7马赫；在搭载120千克W80核弹头下，因为腾出了部分空间，可以让核战斗部战斧导弹多装近一倍燃料，可达2500公里航程。

4、外壳。战斧导弹外壳采用轻质合金和复合材料构成，主要结构为航空铝合金结构，比较轻便。同时，它为了方便鱼雷管发射，它的进气道平时折叠在导弹弹体之内，发射后展开进气道飞行，这点和KH-55将发动机弹出弹体外从而吸气飞行并不相同。

看完了战斧导弹的结构图和执行的任务特点后，我们就可以想到如今低成本无人机的简化模式：

1、制导系统。前文提到，战斧导弹为打击地面目标，导弹安装了地形匹配制导系统，惯性制导系统和卫星制导系统。在过去，导弹通常需要搭载高精度机械或者光纤陀螺仪，以及具备合成孔径雷达功能的探测系统和红外成像系统，才能对敌方高度保护的目标进行打击。但如今随着消费级机电芯片的大量普及，过去高精度机械陀螺仪可以用廉价的微芯片陀螺仪替代，而复杂的地形匹配制导系统，则可以简化为具备图像识别的摄像头-微处理器结构。同时，得益于当代卫星制导系统抗干扰性大幅提高，连民用等级GPS设备也能抵御相当一部分电子干扰，且在对方调兵遣将也必须要依赖GPS情况下，对方不敢随意进行GPS压制，这就给了发射方用民用GPS信号打击的良机。因此，通过使用消费级芯片构造的低成本惯性-目标图像识别装置，配合GPS定位，就能实现过去巡航导弹至少七成的打击效果，对付民用和非严密保护设施毫无问题。而事实上，对于缺乏强有力干扰和防空手段的对手，不配备图像识别系统的巡飞弹也绰绰有余。

2、战斗部。正规巡航导弹通常考虑打击的是正式军事目标，所以对杀伤力，侵彻力都有严格要求；而低成本巡飞弹主要打击敌方军民两用设施和非严密保护设施，因此无需正规巡航导弹一样专门设计战斗部，可以用简单的外壳包裹炸药包，或者以现有炸弹作为战斗部。

3、动力系统。正规巡航导弹通常要考虑到发动机的油耗，推力和整体尺寸（以便塞进核潜艇鱼雷管发射），因此往往用的都是高成本的涡扇发动机，如美国W107，苏联的R95-300等。但低成本巡飞弹通常只使用航模等级引擎，因此成本相对于正规军用引擎能够极大压缩。同时，因为活塞引擎远比涡轮引擎省油，因此最大航程相比同等尺寸油箱的涡扇发动机导弹远很多，代价就是巡航速度较差。

4、外壳。由于正规巡航导弹通常考虑到需要长期的储存，并应对海水浸泡（潜射导弹）、空气冲刷（空射导弹），因此结构需要比较结实，而且需要耐腐蚀。但对于一次性的巡飞弹来说，根本不考虑长期储存和多平台发射模式，其外壳不仅可以用新闻所提到的“复合纸板”，更可以用其他经济性材料——如竹子，泡沫塑料等等来制造，其工艺水平使得一些简单的民用金属加工厂、木器厂等都可以投入生产中，使得来源进一步广泛，成本进一步低廉。

低成本巡飞弹背后，是半导体工业化

正如讲解巡飞弹制导系统时说的一样，现代巡飞弹之所以能够用“军民两用”器件轻易制造，本质上还是得益于当代半导体集成电路的多样化和规模化，在过去，机械陀螺仪加工费时费力，而且尺寸还很大；但如今的微机电陀螺仪，能够把陀螺仪集成在1块手指甲大小的芯片上；过去的地形匹配，需要用侦察机和卫星系统反复对目标区域拍摄，并数字化为（80-90年代）计算机能够识别的图形，而如今得益于算力提升和算法优化，以及固态储存器的普及，如今的飞机地形匹配已经大幅简化。最后，无人机的制导飞控，也从V1导弹时期的计时器，进化成了如今整合在飞控计算机的软件程序，这一切的背后，都是源自于半导体系统的工业化的成果和软件工业的成果，想要赢得战争，降低战争成本，那就必须要搞好本国的半导体工业和软件产业。