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【Mono讲坦克】AMX 13发展史(二)改进篇

2022-05-16 14:10 作者:耶格卡在豹2舱门上  | 我要投稿

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战后法国装甲车辆研制的领军人物,约瑟夫·莫里涅(Joseph Molinié)曾有过一句著名的论断:“弹药的研究是装甲装备研究的基础。”这句话出自1944年底的一次工作会议,当时他只不过是DEFA的一个主任工程师。而法国战后的装甲车辆弹药研究大致可以划分为三个阶段:
1. 全口径穿甲弹
2. 成型装药弹,即破甲弹
3. 尾翼稳定脱壳穿甲弹
全口径穿甲弹这种经典弹种到战后已渐日薄西山,法国错过了其蓬勃发展的时代。战后早期的1945-48年,正值过渡坦克研制时期,法国以战前火炮技术为基础,参考德国高初速坦克炮的一些参数,提出了一系列“千米初速火炮”,并据此设计了75mm、90mm、100mm、120mm等各种口径、性能指标较为先进的坦克炮。而在50年代,又有多种性能先进的破甲弹火炮紧跟时代潮流研发出来。AMX 13的火力系统演变,恰好横跨这两个时期,有着自己鲜明的特色。
法国战后坦克炮的发展,最早要从潘哈德178B的火力升级说起。虽然战后的潘哈德178B配备了法孚-利勒研制生产的FL-1炮塔,火力升级为47mm炮,但当时显然已经不够用了。在占领时期,法国仍在暗中进行着75mm炮的研究,带头人就是后来DEFA火炮技术部门的总工程师拉法格(Lafargue)。法国解放后,拉法格顺理成章地继续开发一种用于轻装甲车的火炮,他以著名的“法国小姐”M1897野战炮为基础,修改炮管和炮尾设计,得到一种适用于轻装甲车、可发射穿甲弹和高爆弹的火炮。这种初速550m/s的火炮于1945年3月制造出原型,很快就决定将为潘哈德178生产150门炮和相应的炮塔(可能就是FL-2炮塔),于当年6月定名为75 SA45型火炮。不过后来在1945年底,该项目被取消,潘哈德178到最后也只配备了47mm炮。
与此同期,为ARL-44项目准备的另一门75mm炮也遭遇挫折:根据战前的75mm高射炮设计的75 SA44坦克炮,初速715m/s,虽然得以安装在ACL-1炮塔内,但由于ARL-44性能指标的提升,中等初速的75mm炮最终未被采用,法军只保留了配备KwK 42 75mm高初速坦克炮的黑豹坦克作为ARL-44的补充。
除去ARL-44等少数例外,战后的法国坦克装甲车辆多以“小车大炮”的特色闻名。例如重量12吨的EBR装甲侦察车,要求配备与36吨的谢尔曼坦克相当的火炮;而12吨空运轻型坦克(即AMX 13)则需要配备与45吨的黑豹坦克相当的火炮。

美、法、德几种坦克装甲车辆重量及其穿甲弹动能对比,红圈处为黑豹和AMX 13

对于EBR来说,配备类似谢尔曼坦克的M3坦克炮并不难:谢尔曼的M3 75mm炮从弹药规格和外弹道性能方面看,与M1897野战炮是基本相同的,基于75 SA44和75 SA45的成果,研制工作基本上是一帆风顺,其成果也就是75 SA49。真正的重头戏,还是后面这门为轻型坦克设计的高速75mm炮。

75SA49坦克炮,药室规格源自50年前的M1897野战炮,能完全通用美制75mm坦克炮弹
并排停放展示的潘哈德装甲侦察车1号原型车与AMX轻型坦克1号原型车

要研制一门初速达到1000m/s的75mm高速坦克炮,不外乎采用这两种手段:1. 使用更长的炮管;2. 使用更大的药室。拉法格选择了一个临时解决办法,就是将75mm炮的炮管设计与修改过的90mm炮的药室设计结合起来。75 SA44炮的最大膛压只有2400kg/cm²水平,根据计算,要将同样质量的弹头打到1000m/s至少要将最大膛压提升25%,达到3000kg/cm²水平。这就要求工厂在使用90 CA39高射炮的炮管毛坯加工时,额外增加一道内膛自紧工艺以提升性能。最终研制出来的新式75mm坦克炮以相较KwK 42更为紧凑的尺寸和重量,达到了相当乃至更高的性能,这也就是75 SA50坦克炮。

75SA50坦克炮,初速和威力指标上与黑豹的KwK 42看齐,但尺寸更小、重量更轻

在克服了早期的弹药质量问题后,75 SA50表现出了良好的精度和威力性能,较高的初速保证了约1100米的直射距离。该火炮常用的反装甲弹种主要有POT-51A曳光风帽穿甲弹(POT=Perforant Ogive Traceur),以及PCOT-51P曳光风帽被帽穿甲弹(PCOT=Perforant Coiffé Ogive Traceur),PCOT-51P有更高的垂直穿深,而对60°倾斜装甲的穿透力则是POT-51A占优势。

AMX 13使用的两种75mm穿甲弹

早期赴美测试时,还临时生产了少量高速穿甲弹,实际上是在美制76mm M93 HVAP的基础上修改而成,有着更高的初速和更远的直射距离。鉴于75 SA50的优秀性能,法国一度计划为自用的谢尔曼坦克换装这种火炮延寿升级,不过由于美国提供了足够的M26、M47和M46消除了法军谢尔曼的换炮需求,最终这种升级改造是在以色列的谢尔曼M50上实现的。
自从研制之初,AMX 13就预定要配备高初速的75 SA50炮,但随着近年坦克题材射击游戏的火爆,在2014年2月有一辆名为“AMX 13 57”的车型被“挖掘”出来。根据描述,该车研制于1957年,配备100倍径57mm坦克炮,但作为佐证的模型照片却与描述有不少矛盾之处。

所谓的57mm炮AMX 13只有一张可疑的“资料照片”

首先,模型照清楚呈现出早期12吨原型车的底盘特征:这种第五负重轮兼作诱导轮的设计,只在最早的1946年设计上出现。后来由于空运装载平台的变化,重量放宽,增加了专门的诱导轮。

1950年初的设计图,在原有5对负重轮后新增了专门的诱导轮

根据1946年设计而来的1号原型车就具备早期原型特征,但送往美国、瑞士测试的2号原型车,就采用了放宽重量后的设计。1950年的1号原型车,重量写得很清楚是12.5吨,但这个1957年给相同底盘换装57炮的车,却达到了放宽重量限制后的14.7吨,很难想象这2.2吨是怎么多出来的。
第二个矛盾在于炮塔。根据1950年阿伯丁测试报告,当时2号原型车采用的是FL-4/FL-5摇摆炮塔,特征在于摇摆炮塔的下半部分倾角较小,炮塔正面明显呈两段不连续倾斜曲面。阿伯丁方面指出这一设计会构成弹道弱点,因此后续设计将下半部分倾角增加到45度,与上半部分正面构成连续倾斜的防弹外形。作为一种1957年设计的车型,不应该出现这种1950年的外观特征。
第三个矛盾在于车长指挥塔。从模型的阴影可看出,车长指挥塔凸出于炮塔右侧,这是另一个只在1号原型车上可见的特征,因为1号原型车将指挥塔设在右侧,车长兼任炮手,而左侧布置装填手,尾舱内没有辅助装填设备,炮塔顶部也没有补弹舱口。
根据笔者推测,图片本身是真实存在的模型照,但实际上展示的是根据1946年设计,在1946-48年间制造出来的概念模型,用来演示AMX的12吨轻型坦克完成时的状态。至于下面的文字,全是为了在游戏里填线、加金币车而编造的。炮管为何那么长?可能是当时75mm高初速坦克炮还在研制中,制作模型时比照黑豹坦克做了一根长度达到70倍径的炮管,视觉上比后来的实车长很多。至于游戏中AMX 13 57具备“8连发大弹夹”的设定,也不过是强行圆谎,毕竟75×6÷57≈7.9,属于小学生水平的瞎编了。
那么,在现实中的1957年,AMX 13的火力又是怎样一个情况呢?
实际上早在二战早期的1940年,法国就已开始进行75mm脱壳穿甲弹(APDS)的研究,后来相关人员和研究资料辗转来到英国,为英国6磅炮与17磅炮脱穿的研制提供了重要帮助。在AMX 13研制成功后,DEFA也考虑研制配套的75mm脱穿提升火炮性能,相比于全口径穿甲弹,其弹头主要由75mm直径弹托、54mm飞行体外壳和其中包裹的40mm弹芯构成。

用于AMX 13的75mm脱壳穿甲弹

根据1956年试射结果,这种穿甲弹初速1310m/s,在1000米距离上可击穿80mm/60°装甲,或是300mm垂直装甲。尽管性能有显著提升,但75mm脱穿想要在中远距离击穿苏联中型坦克乃至重型坦克的装甲仍是一个难题。总之,这种脱穿并没有被列入AMX 13火力升级的可选方案。

 

(说句题外话,1980年代新加坡国防军通过“蜘蛛计划”为AMX 13配备了先进的APFSDS,后来进一步发展为AMX 13 SM1)

980年代初,新加坡AMX 13配备的75mm“蜘蛛”APFSDS

而法军在1945年注意到,火炮发射的自旋稳定破甲弹在效能上要劣于步兵反坦克武器发射的破甲弹。此前德国的休伯特·沙尔丁教授(Hubert Schardin,指向性地雷、自锻破片弹的发明者)已开始关注此现象,在战后他携实验资料和实验仪器来到法国继续研究。这一时期,法国和德国在圣路易斯组建了ISL联合研究所,后来改名为圣路易斯联合研究实验室LRSL,吸纳了许多德国科学家进行化学能战斗部武器的研究。得益于沙尔丁教授发明的X射线高速摄影方法,终于发现炮射破甲弹的高速自旋会产生离心作用,使破甲射流失焦而降低效能,这一结论时至今日已经广为人知。为了将自旋的影响降低到不影响破甲射流的水平,需要炮弹转速下降到每秒20-25转;但想要维持炮弹的陀螺稳定效应,炮弹转速至少需要数百转每秒。
显然,为了使炮射破甲弹能有足够效能,需要将弹体的高速自旋与破甲战斗部隔离开来,率先为这个问题提出一个工程可行解决方法的,是在圣路易斯研究所工作的德国工程师盖斯纳(Gessner)。这一方法简单说来,就是用滚珠轴承把含破甲战斗部的内弹体和高速自旋的外弹体隔开,但实际做起来有很大难度。即使内外弹体之间只有轴承的滚动摩擦,外弹体的高速运动仍会带动内弹体自旋,距离越远这种自旋越明显。后来圣路易斯的研究人员在内弹体头部增加了一个气动涡轮,发射后涡轮迎风产生一个与弹体自旋方向相反的力矩,能够显著减弱由机械摩擦带来的内弹体自旋。在1953年,盖斯纳破甲弹(下文简称为Obus G或G型破甲弹)进行了可行性试验,结论是这种破甲弹能够实现4倍于药罩直径的破甲深度。

典型的盖斯纳破甲弹剖面模型

此后在DEFA主导下,布尔日的中央烟火技术学院(ECP)与圣路易斯研究所紧密合作,研制出了105mmD1504坦克炮,后来定名为CN 105-57。这种坦克炮可以发射800m/s初速的G型破甲弹,炮管为44倍径,长度与AMX 13的75 SA50坦克炮相近(均为4.6米左右)。这种火炮于1955年3月3日成功进行了试射,足以击穿180mm/60°装甲,标志着AMX 13这样的轻型坦克也具备了足以对抗重型坦克的火力。

105mm坦克炮与G型破甲弹的组合最早应用于轻型坦克,后来也根据L7系列坦克炮的药室尺寸,开发了用于中型坦克/主战坦克的型号(51倍径型D1508用于以色列谢尔曼M51,56倍径型D1507/1512用于AMX 30,初速略有差别)。此外也有90mm、120mm口径的同类弹种,可以说覆盖了7吨到60吨的各种车型。

法国提供给美国评估的120mm盖斯纳破甲弹

G型破甲弹的特点在于可以兼顾破甲弹的威力和精度,但由于初速仅800-1000m/s,直射距离很有限,要保证远距离的命中率,必须采用光学测距仪。法国此前为重型坦克研制过基线长度1米的车长指挥塔测距仪,也有早期无炮塔突击炮的1.7米测距仪、AMX 50B的2.1米炮塔测距仪,最终AMX 30采用的是2米炮塔测距仪。鉴于AMX 13尺寸较小,法国曾经考虑为AMX 13配备0.7米测距仪或测距机枪,但是这些设计挤占车内空间的同时,并不能提供足够测距精度。
这样一来,费了大工夫研制的G型破甲弹和105mm CN 105-57火炮,法国军方却不想用在AMX 13上:首先直射距离太短,比75 SA50的AMX 13还要少了200米;其次与现有炮塔不兼容,已经生产的两千个FL-10炮塔不能直接换装,必须改造为FL-12炮塔。配备CN 105-57的AMX 13定名为AMX 13 Mle. 58,但第一个用户反而是荷兰陆军。在1962年进口AMX 13 Mle. 58之后,第二年荷兰人就发现105mm炮强大的后坐力会导致炮塔开裂,引发了一波退货差评,直到法国人派出专家团队,修改了炮塔和制退器的设计细节,才将此事平息下来。

荷兰陆军的AMX 13 Mle.58

话说回来,不难看出法国对于AMX 13的火力升级思路:在应用破甲战斗部提升反装甲火力的同时,又不想过多改动炮塔设计,最好能够直接沿用旧有的FL-10炮塔。1960年代初,美国提供的M26、M46、M47逐步退出法军现役,而AMX 30尚未正式投产,有必要对AMX 13的火力实施升级。考虑到种种条件限制,法军的AMX 13火力升级最终采用了90mm火炮和外部架设反坦克导弹的方案。

 

90mm炮发展情况
AMX 13所使用的90mm炮技术与早先ARL-44的90-1000 SA45炮、Bat-Chât 25t的90-930美制弹药90炮并没有什么关系,而是源自ELC项目。法国军方战后提出一种步兵机械化载具概念,最初设想中该车并不包含装甲,只是用来运输迫击炮、无后坐力炮、高射炮等支援武器,定位类似于武器运输车或通用运输车。经过一段时间的发展演变,在1955年概念进一步完善为轻型战斗车ELC。ELC最初计划发展多联装无后坐力炮或多联装火箭筒,但随后出于对精度和隐蔽性的要求,改用了常规的后膛身管火炮。

最初的四联装无后坐力炮ELC

在ELC的众多原型车中,使用90mm炮的主要有ELC AMX和ELC EVEN 90两种车型,不过具体的火炮细节又有很多变化。在早期的ELC上采用了引进自瑞士的90mm Energa 反坦克炮,其实就是瑞士军队自用的Pak 50反坦克炮,法国的仿制型号有D914、D919两系列,分别适配AMX型的TC系列暗炮塔(Tourelle casemate)和EVEN型的TO系列摇摆炮塔(Tourelle oscillante)。这两系列火炮最初都为滑膛结构,发射初速600m/s的尾翼稳定破甲弹,超口径尾翼以折叠方式收纳在药筒中,出膛时张开尾翼。为了避免折叠尾翼与制退器冲突,这种滑膛反坦克炮是不配备炮口制退器的。

瑞士的90mm滑膛炮射破甲弹,右图展示其尾翼折叠与展开后状态
一辆早期的ELC EVEN 90,使用滑膛90mm炮

试射结果显示,D914、D919发射的尾翼稳定破甲弹可以达到300mm破甲深度,但因初速、尾翼结构等原因,有效射程仅有700m左右,也难以满足精度需求。DEFA希望在后续研制的火炮上既要保证威力,又要有足够有效射程,因此提出两个方案:
1. 使用刚性尾翼破甲弹;
2. 使用G型破甲弹。
这两个方案都是在提升火炮有效射程的大前提下展开的,不过由于两种炮弹的稳定原理不同,这里简要说明一下。
所谓刚性尾翼就是字面意思,尾翼不再做成发射后变形张开的折叠式,而是发射后形状不变的刚性结构。这种刚性尾翼由罗昂火炮工厂(ARE)研制,可以消除尾翼张开不均匀导致的阻力不均匀,精度上更有利,同时这种刚性尾翼可以避免与炮口制退器的冲突。

90mm刚性尾翼破甲弹

为了防止弹体加工、组装中产生的重心细微差异导致炮弹偏航,即使是尾翼稳定弹也会使弹体在飞行中保持轻微自旋,但由于刚性尾翼迎风面积小,赋旋能力有限,就需要借助身管内的微旋膛线。所谓微旋膛线,是指缠度极为缓慢的膛线,从炮口看去如同“直膛线”一般,从这种炮管中发射的炮弹,即使达到数百米每秒的飞行速度,弹体自旋却只有每秒几转或十几转。这样低的自旋有助于减轻破甲射流的失焦分散,对于保证炮射破甲弹的效能是有利的,但与G型破甲弹却不相容:G型破甲弹需要常规膛线为外弹体赋旋,以保证飞行过程中有足够的转速,以获得陀螺稳定力矩。这样一来,在轻型车辆90mm炮的设计和发展过程中,又进一步出现微旋膛线与常规膛线、刚性尾翼破甲弹与G型破甲弹的对立:两种滑膛炮D914和D919的后续改进都换用了微旋膛线结构,而在D914基础上发展的D915系列采用常规膛线,用于发射G型破甲弹。

后期的ELC EVEN 90,炮口有微旋膛线的浅沟槽
ELC AMX Bis,炮口可见缠度较明显的常规膛线

刚性尾翼破甲弹与G型破甲弹在初速、精度等外弹道性能上各有千秋,但两个关键因素使得刚性尾翼破甲弹占据优势:刚性尾翼破甲弹结构简单坚固,在制造成本和可靠性上优于G型破甲弹;刚性尾翼破甲弹不需要内外两层弹体结构,可以容纳直径更大、装药更多的破甲战斗部。
ELC项目停止发展后,其他安装90mm炮的装甲车辆继承了相关成果。首先是潘哈德AML装甲侦察车,该车主要有AML 60和AML 90两个车型,AML 90在双人炮塔内配备了一门D921A 90mm炮。D921A是法国第一种大量生产的90mm反坦克炮,使用微旋膛线发射刚性尾翼破甲弹,初速750m/s,略低于ELC的800m/s。D921A在1000m内都能有效打击诸如T-34、T-54等,使得AML 90这种5.5吨的轻型车辆也有机会与中型坦克对抗。

AML 90与D921A反坦克炮

此前的75mm炮塔潘哈德EBR装甲车也升级了D924炮,与D921A的区别主要在于炮架部分,按照能够装入FL-11摇摆炮塔的炮架进行设计。在命名上,AML与EBR的两种90mm炮都称作90 Mle. 62,不过D921A称为CN90 F1,D924称为CN90 F2。这两种火炮能够互通弹药,但EBR的F2炮初速略低,为640m/s。

配备D924炮的潘哈德EBR 90

D924炮的微旋膛线

在75mm炮升级为90mm炮的过程中,尤其注重火炮系统的适装性能,尽量使炮尾尺寸与原有火炮相近,同时避免弹药尺寸增大,以免影响载弹量。例如将EBR的75 SA49升级为CN 90F2时,药筒的口径和底缘直径同步增加(口径:75→90,底缘:87→102),而药筒长度几乎不变。

AMX 13的火力升级也遵循类似的原则,新的火炮在不改变药筒锥度和长度的前提下,保持底缘直径不变,将75mm药筒的瓶颈部增大至90mm,这种火炮称为D960,也就是CN90 F3。这样的改造使火炮的抽壳特性基本保持一致,对于AMX 13这样带有自动抛壳装置的车辆来说尤为重要。无论是75mm炮还是90mm炮,AMX 13的药室深度和内径都显著大于EBR,所以不难理解AMX 13的90mm炮具备950m/s的更高初速。这样一来,90mm炮AMX 13相比75mm炮AMX 13的直射距离并不会显著下降,同时反装甲能力有了显著提升(320mm/0°,120mm/65°),基本满足了法国军方的要求。而由于弹药尺寸与75mm相近的特点,改装工作仅需更换火炮,对瞄准具、弹药架和转轮略作调整即可,这种新的炮塔称为FL-10F1,升级后的AMX 13也就相应改名为称为“13吨90炮轻型坦克F1”,部队则一般简称为AMX 13 C90。升级后的AMX 13最大外观特征在于炮管外增加了热护套,能够减轻由于烈日暴晒等因素造成的身管弯曲和变形,保证火炮精度。虽然AMX 13车体不需制退器也足以承受新式90炮的后坐力,但法军认为制退器的炮口风有助于吹除炮口烟尘,保持视野清晰,因此仍予以保留。这种制退器沿用自原本的75mm炮,仅将开孔增大以适应口径变化。AMX 13 C90在法军中继续服役到80年代。

AMX 13 C90的炮口,可见到炮膛内的微旋膛线

法国的微旋膛线90炮不仅应用于自己的装甲车辆,还广泛出口到其他国家。例如,D921A和D924就参与了西德的侦察战车项目(SP.I.C,有霍奇基斯炮塔和莱茵金属炮塔两种,后者配备装弹机),挪威在将M24升级为NM-116时采用的也是同系列的D925火炮,还有一种将炮管截短至33.4倍径的D960炮参与了西德的坦歼项目(JPz 1-3)。

欧洲一些国家采用的微旋膛线90mm反坦克炮

以色列不仅采购了一批AML 90装甲车,还将D921A炮身装在6磅炮和17磅炮的炮架上,改装成牵引式反坦克炮,或是机械化步兵使用的半履带自行反坦克炮。

以色列的半履带90mm自行反坦克炮

外装反坦克导弹的发展情况
虽说通过90mm火炮的换装,AMX 13实现了反装甲火力的提升,但在射程上仍不理想:破甲弹散布精度大约在高低-方向2密位以内,能打中坦克的距离最远也就是1千米多一些。如果想要从更远距离上先发制人,那么将反坦克导弹装备在坦克上自然就成了一种现实手段。

SS.11导弹的前身,Nord 5201,总体布局形似一架小飞机,梯形主翼提供升力,主翼后端有升降舵,弹体前部下方有方向舵

战后法国在吸收德国技术的基础上开展反坦克导弹的研制,从40年代末圣路易斯研究所就开始了相关工作。1950年,法国北方航空公司研制出SS.10反坦克导弹,这是世界第一种达到实用化水平的反坦克导弹,并由法国率先在1956年的阿尔及利亚独立战争中实战使用。这种导弹采用圆柱形弹体加十字形尾翼的经典布局,可由步兵携带发射,在远达1500米距离上也能以较高精度打击坦克和固定火力点。

SS.10可以从越野车上发射,也可以从地面上发射

在SS.10服役同时,根据其性能上的不足,法国军方又提出了新式反坦克导弹的研制计划:根据西欧的地形特点,将射程指标增加到3000米,希望新型号在射程、航速、威力、可靠性等方面取得全面提升。新的导弹定名为SS.11,在SS.10的布局基础上,应用了半导体电子元件、二级式火箭发动机、推力矢量折流板等新技术,最大射程、平均飞行速度都达到SS.10的两倍以上。1954年,SS.11原型试飞成功,并于1956年投产。

SS.11结构剖面图

作为一种重达30kg,全长1米以上的反坦克导弹,SS.11可携带8kg重的破甲战斗部,破甲深度达到400mm(早期的STRIM 125AC战斗部),足以击穿当时防护最好的坦克。法军最初计划是为M24和AMX 13安装一种六联装发射架,但装甲车辆射击中心(Centre de Tir des Engins Blindés,CTEB)的军官们拿出了另一个更简单的设计:直接将导弹发射滑轨固定在AMX 13炮塔的顶部。他们据此改造了5辆原型车,于1957年9月成功进行了试射。

CTEB改造的AMX 13 SS.11发射车

最初的这批AMX 13导弹坦克配备的导弹属于手动控制型,称为SS.11 TCM,发射导弹时需要由手动操作导弹的控制摇杆。该设计于1960年正式获得采用,但第一批AMX 13 TCM直到1963年1月才开始交付,到次年年中才完成部队测试正式开始换装。这样的换装延迟实际上有一定道理,因为在SS.11 TCM正式上车的1964年,更先进的SS.11 TCA也就是半自动控制型,已经开始投入使用了。

SS.11 TCA半自动控制型的数据与原理介绍

法国早在1953年就开始进行基于红外测角仪的导弹自动控制研究,其实就属于一种半自动瞄准线制导方式(SACLOS)。根据早期在SS.10反坦克导弹上进行的试验来看,在导弹射手的瞄准镜上同轴安装红外测角仪,导弹发射后,射手只需保证瞄准镜分划对准目标,红外测角仪能够探测到导弹尾部曳光管燃烧产生的红外信号,并测量导弹偏离瞄准线的角度。不过SS.10的红外信号较弱,距离稍远就不足以被设备探测到,因此后续研究都以增强了后向红外信号的SS.11为基础进行。
1959年开始进行SS.11自动控制研究,但由于SS.11的重量和起飞速度都远大于SS.10,在火箭发动机点火的瞬间,发射架的形变程度更大,导弹在起飞阶段就容易飞出红外测角仪的视场,导致信号丢失。而在红外元件分辨率有限的情况下,为了保证远距离的测角精度,又不能简单地增大视场。既然一台解决不了问题,最简单的办法就是装两台视场不同的测角仪:在导弹起飞阶段,采用宽视场测角仪捕捉导弹,控制其飞向瞄准线;在导弹飞近瞄准线后改由窄视场测角仪接管导弹的跟踪,以保证测量和控制的精度。

基于红外测角仪的半自动控制原理示意图

1960年开始,技术人员建造了一台用于导弹发射测试的拖车,安装有一座携带导弹、红外测角仪、电子设备的旋转发射塔,发射和制导由坐在塔内的射手进行控制。这个转塔采用了AMX 13的炮塔吊篮,以便模拟人员在炮塔内发射导弹并进行自动控制的整个过程。早期的测试主要在夜间进行,意在避免阳光照射产生的干扰,最初红外测角仪仅用于给出偏向指示,由经验丰富的导弹射手根据指示操作摇杆实施控制。而随着试验深入进行,红外测角仪、导弹曳光管等元件逐步改进,得以克服天气、火箭发动机尾烟的干扰,成功实现了导弹的自动控制。

安装了半自动控制设备的发射测试拖车,右图为夜间发射照片

随后这套系统实际安装到AMX 13上进行了测试,新的制导方式下,射手的操作获得了极大简化,制导全程只需将瞄准镜内的分划压在目标上。半自动控制相比手动控制的响应速度、操作精度有了飞跃提升,仅举一例简单说明。在手动控制的SS.11上,因为射手需要花一些时间控制导弹飞向瞄准线,并修正导弹航路,存在一个约为800米的最小射程。如果目标距离小于800米,就来不及实施有效控制。而在半自动控制的SS.11上,上述最小射程可以缩短到400米,这样迅速准确的控制是再有经验的射手也无法匹敌的。

1961-1962年间进行测试的AMX 13 TCA

SS.11于1956年投产时自然还是手动控制型,后来称为SS.11A1,而1962年投产的改进型号SS.11B1属于一种MCLOS/SACLOS两用型反坦克导弹,可以兼容手动控制和半自动控制,两种制导系统可以使用同一种导弹。在这个改进型号上还应用了一些新技术,例如弹载电源升级为低温性能和耐储存性能更好的热电池、换用600mm破甲深度的140AC战斗部等。在外贸销售上,为了与旧式的手动制导SS.11区分开来,半自动制导的SS.11获得了“鱼叉”(Harpon)的别名。在1964年,法军批准采购100套以上的半自动控制设备用于AMX 13,到1967年随着制导系统零配件、维护测试设备的到位,采用半自动控制的AMX 13 TCA也就正式进入部队服役。

当时北方航空公司在杂志上刊登的广告

AMX 13 TCM型与TCA型都保留火炮用作近距离自卫,主武器改为4枚导弹,发射架安装在炮塔正面。发射架两侧装有防护网,在防止植被勾挂导致导弹损坏的同时,导弹发射时的尾焰可以通过防护网向侧面排出。手动制导的TCM型炮塔称为FL-10D,半自动制导的TCA型炮塔称为FL-10E,主要的区别在于炮塔后部:TCA型在炮塔尾仓上方装有导弹跟踪用的红外设备舱。由于摇摆炮塔所独有的特性,整个上炮塔可以与火炮和瞄准器同步俯仰,因此只需将红外测角仪与炮手瞄准镜一同归零,就可以将炮手瞄准镜作为导弹的瞄准设备使用。具体操纵方面,TCM型的导弹控制全部由车长进行,导弹控制盒放在车内,车长通过指挥塔潜望镜观察导弹飞行轨迹。也可以在舱口架设观察镜,但要防止发射时导弹尾焰伤人,需在车长舱口加装挡焰板。

AMX 13 TCM,注意车长舱口安装的弧形挡焰板和观察镜

TCA型的导弹控制主要由炮手进行,需要旋转和俯仰整个炮塔来进行瞄准,但这样就带来了一个额外的麻烦。在冬季的寒冷环境下,炮塔驱动机构的液压油和座圈的润滑油流动性会显著降低,甚至凝结成蜡状,这时在炮塔旋转和俯仰过程中,就可能出现突然的卡顿,引起红外测角仪视场颠簸,严重的情况下会导致信号丢失。所以在TCA型的升级改造过程中,专门对炮塔驱动和润滑系统的油料进行了更换,保证低温下工作的可靠性。
有一些说法认为,AMX 13导弹坦克在发射导弹时,需要保持观察和控制直到导弹命中,因此可能在敌方火力下暴露较长时间,影响车辆的生存性。这里首先要明确,无论是手动型还是半自动型,制导过程中都只需露出炮塔顶部的观察和跟踪设备对准目标,实际暴露面积远小于使用常规火炮射击的情况;其次,AMX 13导弹坦克保留了车外制导的选项,在火炮上方的导弹挂架基座设有车外缆线盘,可以拉出缆线外接控制盒,乘员下车前出观察制导。采用这种方式发射时,车辆完全隐藏在地形地物后方,调节炮塔大致对准目标,并赋予导弹合适的起飞角度,以便发射后越过障碍物。接下来射手实施手动控制,将导弹转为平飞并降低高度,进一步将其导向目标。

炮身上方的圆盘状物体就是车外缆线盘

SS.11 TCA固然是比手动的TCM更为先进,不过从内核上来说仍然只是一种性能提升有限的第一代反坦克导弹改进型,可以称为一代半或者准二代反坦克导弹。而从50年代末开始,基于红外测角仪的导弹半自动控制技术获得了充分发展和实践,法国和西德于60年代组建了欧洲导弹公司,开始共同开发一系列第二代反坦克导弹,也就是著名的米兰和霍特。
MILAN是“北约轻型反坦克导弹(Missile Léger Antichar NATO)”的缩写,而HOT则是“高亚音速-光学遥控-管射(Haut subsonique, Optiquement téléguidé, tiré d'un Tube)”的缩写,分别呈现出项目的研制定位和技术要点。米兰作为一种轻型反坦克导弹,主要由步兵携带操作,在发射架上射击,射程约2km。而霍特作为一种重型反坦克导弹,更偏向于从地面载具或是直升机上发射,射程约4km。在研制过程中,考虑到法国和西德对于重型反坦克导弹的使用需求,设计了三种制导系统:
1. 分散式制导系统,这主要是根据法国的使用需求,将导弹安装在各种旋转炮塔上发射。可以将观瞄设备、红外测角仪与半自动指令系统分散布置,以适应不同发射平台的构造差异。

AMX 13 HOT导弹坦克,右图为导弹发射瞬间

2. 潜望式制导系统,这主要是根据西德的使用需求,将导弹安装在无炮塔的导弹坦克歼击车上发射。观瞄设备、红外测角仪与半自动指令系统集成为一台潜望镜,射手在车内通过潜望镜瞄准开火。

西德为无炮塔的导弹坦克歼击车研制的K3S导弹装填发射系统和潜望式制导系统

3. 稳定式制导系统,这主要是根据直升机上发射的需求,为观瞄设备和红外测角仪配有陀螺稳定器,保持制导过程中瞄准线的稳定,也有利于将载具自身的振动与光电设备隔离开来。
(后来还有研制第四种制导系统,称作便携式制导系统,与陶式导弹的地面架设系统相似,设计为可以拆分后由步兵携带。但由于全套系统重量达到150kg,即使拆分后单件重量也达到了30kg,根本算不上便携。目前仅有摩洛哥陆军将这种系统装在越野车上使用)
最初,分散式制导系统是为了改进升级AMX 13导弹坦克而设计的,该系统仍采用类似AMX 13 TCA的布置方式,将炮手瞄准镜作为导弹系统的观瞄设备,红外测角仪架设在炮塔尾仓顶部,半自动指令系统装在车内。导弹发射架仍固定在炮塔上,随上炮塔一同俯仰,指向与瞄准线保持一致。得益于管射方式,导弹的尾翼采用折叠方式收纳在发射筒中,因此横向尺寸较小,导弹的安装位置从炮塔正面改到炮塔侧面。为了保证在远距离上的精确瞄准,炮手瞄准镜的倍率增加到10倍。

1972年AMX 13 HOT与RJPz 2 HOT进行测试
1970-71年AMX 13 HOT试射结果,左图为3500米固定靶5发,右图为1000米36km/h运动靶4发

1970年代初,安装分散式制导设备的AMX 13进行了大量试射,验证了设计本身的可行性。虽然在试射中,从AMX 13上发射的HOT取得了良好的命中率和命中精度,但是AMX 13平台本身已经很落后了。由于HOT导弹的最小射程缩短至75米,作为反坦克导弹发射车事实上已经没有必要保留火炮武器用于近距离自卫,而AMX 13的车内空间仍被火炮和弹药挤占,只能把备弹挂在车外。再者,通过合理安排制导所需设备,完全可以在更小、更灵活的平台上安装HOT导弹系统。法军自己就在VAB 4×4装甲车上安装了Mephisto升降导弹塔,这种重量13.8吨的反坦克导弹车能达到4+8的载弹量。为AMX 13安装HOT的计划也就如此不了了之。

(技术史续完,战史待续)


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