過去年代,部隊不同崗位之間經常有相互嘲諷的情況,譬如炮兵奚落炊事兵為“背黑鍋、戴綠帽、看別人打-炮”,而炊事兵則反擊:“迫擊炮瞎胡鬧,打不響,往外倒”。這句話是如何來的呢?原來,迫擊炮在射擊時經常會出現瞎火、卡彈和延遲發射現象,出現這種情況就要卸開炮尾,端著炮管往外倒炮彈。但也有另外一種可怕情況,由於戰鬥激烈,炮手疲勞緊張,一些缺乏戰場鍛鍊的士兵就會緊張出錯,第一發瞎火,接著又把第二發裝進去了。重複裝彈極其危險,炸膛隨時會發生,兩發迫擊炮彈的殉爆足以直接消滅整個炮兵班。迫擊炮兵需要一種裝置來防止此類悲劇發生,這就是本文要說的迫擊炮防重灌保險器,也叫防重複裝填裝置。
迫擊炮為何會出現重複裝填
迫擊炮,顧名思義,就是從炮口裝填,強迫擊發的火炮。迫擊炮彈採用特殊的裝藥結構和點火方式,即將迫擊炮彈的發射裝藥分為兩部分,一部分稱為基本裝藥,放在由紙筒做成的基本藥管內,基本藥管則放在尾管內,基本藥管的底部裝有底火。另一部分稱為輔助裝藥,它是由幾個附加藥包組成。發射時,迫擊炮彈沿膛壁下滑,基本藥管下端的底火撞擊迫擊炮上的固定擊針而首先點燃尾管內的基本裝藥,高溫高壓的火藥氣體通過尾管上均勻分佈的傳火孔衝出,直接噴射在附加裝藥各處,點燃尾管外面的附加藥包。迫擊炮彈的基本裝藥一般採用整體式結構,稱基本藥管,實際結構與霰彈槍的12號霰彈很相似。
迫擊炮在實彈射擊中,由於由於底火失效、基本藥管受潮炮膛汙濁導致彈丸下落速度不足而造成炮膛卡彈等原因,會出現炮彈無法正常發射而滯留在炮膛內的情況。對此,部隊的常規做法是一名炮手低姿將手扶於炮架,感受炮彈射出後帶給炮身的震動,以此來提示裝填手。但在激烈的戰鬥中常無法感覺到炮的後坐力而導致誤判,以為膛內炮彈已經發射出去。另外,在實戰中,炮口焰閃光炫目,火炮衝擊波強烈,且聲響巨大,戰士疲勞緊張和迫擊炮發射速度較高,裝填手在連續裝彈射擊過程中,易造成生理和心理的極度疲勞,自身判斷力的明顯下降。當出現炮彈滯留而又沒有收到其他炮手的警示時,常會誤認為前炮彈已經出膛,立即裝入後一發炮彈,這就是迫擊炮射擊特有的所謂“重灌彈”現象(重複裝填現象是迫擊炮特有的,其他常規火炮均無此類現象)。當出現此種情況時,必須將炮彈倒出炮膛,方能再度裝彈發射。在倒彈過程中,如果所倒之彈中有遲發火彈,易造成人炮俱毀的重大事故。
二次裝彈(重灌彈)一旦發生,輕則影響正常的射速,貽誤戰機,重則會發生膛炸,炮毀人亡。我軍在對越作戰期間,曾有傳說,夜間炮戰時,出現過炮手因為緊張把67式82毫米迫擊炮整個裝滿,最後裝填不進去了才被發現的笑話。在20世紀90年代,我軍也發生過數起迫擊炮膛炸事故,其中就有炮彈重灌原因造成的嚴重事故。
迫擊炮防重灌保險器就是為了保護人員和裝備的安全,通過光電、電磁、機械等方式判斷已裝填的炮彈是否發射出去,或檢測迫擊炮身管是否有炮彈殘留,從而防止下一發炮彈再次誤裝填的裝置。
目前國內外研究發展的迫擊炮防重灌裝置主要有3種技術,即機械式、光電式和電磁式。蘇聯俄國主要應用機械式,歐美國家嘗試過光電式,而中國比較青睞電磁式。
經典的蘇聯機械式迫擊炮防重灌保險器
機械式防重灌保險器是利用發射炮彈的火藥燃氣氣流壓力、運動彈丸壓力或炮身加速後坐產生的慣性力來驅動保險機構工作,以實施允許或阻止下一發炮彈的裝填。在迫擊炮部隊廣泛應用機械式防重複裝填技術,最早是蘇聯。但這種技術是如何誕生髮展的呢,這個問題困擾了筆者很久,原蘇聯出版的《蘇維埃火箭-炮兵百科全書》,以及比較權威的《蘇聯火箭炮兵和迫擊炮》一書裡,對於防重灌填只有一條簡單的定義,而且是針對比較現代的120毫米2B11迫擊炮,至於歷史演變並未詳細論述。筆者通過翻閱蘇聯時期的資料,確認蘇聯的迫擊炮防重灌保險器,誕生於衛國戰爭後期。1941年至1942年期間,紅軍緊急應徵,士兵缺乏訓練,致使紅軍的炮手普遍素質低下。蘇軍輕便炮兵配屬的迫擊炮,在作戰時,由於炮手緊張,火炮勤務狀態不佳等原因,經常發生重複裝填,時有炸膛慘劇發生,整個班整個班的炮手被自己的炮彈乾淨利索的消滅,轟成渣。根據《紅軍的武器》一書描述,這種情況一開始並未引起紅軍高層警覺,因為大多數此類傷亡都被認為是德國人的炮彈直接命中了紅軍迫擊炮陣地上的炮位,並引起待發炮彈的殉爆。但後來有越來越多幸存炮手報告真正的事故原因是炮彈的重複裝填,才得以重視。
1943年開始,蘇聯國防工業委員會命令年輕的武器設計師尼古拉·米哈伊爾·阿凡納西耶夫(Николай Михайлович Афанасьев)著手研製一種能夠防止迫擊炮重複誤裝填的裝置或辦法。
阿凡納西耶夫1916年生於聖彼得堡,雖然在大學裡攻讀的農業機械專業,但事業歷程卻與卡拉什尼科夫相似,大學畢業後阿凡納西耶夫應徵入伍,在業餘時間設計了幾種輕武器,獲得上級好評,於是被有關部門送往圖拉進行深造,進入儀器儀表設計局工作。計劃經濟能集中力量辦大事,(當然,計劃經濟也能成為吃人魔鬼辦壞事,譬如蘇聯的剪刀差工業化和中國的大躍進),蘇聯軍工企業基本按地區統一規劃,集中分佈,往往在某地區集中了大量的軍工企業,並形成上下鏈吃配關係,興起很多專業軍工城市。圖拉就是這樣一個聚集著眾多從事武器研究和製造的國防工業單位的地區。儀器儀表設計局(KBP)是圖拉地區的最大著名國防工業聯合體之一。1921年成立至今,主要從事小口徑自動炮和槍械的研製和生產,主要產品涵蓋各式手槍(著名的7.62毫米TT手槍,也就是我們的54式手槍)、步槍、12.7毫米機槍族、榴彈發射器、23毫米機炮、反坦克導彈、防空武器等等。二戰時期聞名世界的,曾經裝備衛國戰爭時期80%以上蘇聯空軍戰機的VYA-23機炮,以及著名的ZSU-23-4自行高炮,就是由阿凡納西耶夫大師一手設計的。
走題了,言歸正傳。蘇聯研製迫擊炮重複裝填保險器,還要感謝德國人的發明,蘇聯在繳獲的德制34式8釐米迫擊炮以及10釐米迫擊炮上,發現了一種奇怪的炮口裝置,其原理很簡單,就是一個用繩子控制的開關式擋彈鈑,裝彈前用手開啟擋彈鈑,用擋彈鈑卡住迫擊炮彈的閉氣環溝槽【,使炮彈卡在炮口,阻止其下落,然後用拉火繩在火炮後面較遠遠離拉發射擊,拉火繩拉開擋彈鈑,迫擊炮彈自由下落,觸及撞針後發射出去。這種裝置通常在平時用於迫擊炮手的訓練,在戰時用於保持全連齊射時的一致性,以及冷炮射擊時進行首次拉發試射和穩炮。
為解決迫擊炮重複裝填問題,具有戰場經驗的阿凡納西耶夫受到德軍Gr.W.1934年式80毫米迫擊炮和120毫米化學迫擊炮的拉發訓練裝置啟發,研製出了用於82毫米和120毫米迫擊炮的兩種炮口防止重複裝填保險器—МПДЗ,俄文全稱為:Минометный предохранитель от двойногозаряжания,翻譯過來就是“迫擊炮防止二次裝填保險器”。1944年中,該裝置在圖拉機械廠投入大規模生產,裝備於M1937/1941/1943式82毫米迫擊炮和M1938/1943式120毫米迫擊炮上。
這時蘇軍已經被迫擊炮炸膛問題弄的有點抓狂了,根據前線呈報給副人民委員、國防部長朱可夫元帥的調查報告,僅1944年1至9月統計,就發生120毫米迫擊炮爆炸事故一百餘次,其中列寧格勒方面軍64例,烏克蘭第四方面軍25例,紅海軍步兵17例,卡雷利阿方面軍6例,第三白俄羅斯方面軍5例。這還只是120毫米一種口徑迫擊炮所發生的事故,而前線還有數萬門82毫米迫擊炮。
根據調查,這些傷亡事故的85%,是由於重複裝填導致炸膛造成的,主要原因可歸結為部隊過於強調高射速,以及炮手專業技術培訓不足。據統計紅軍迫擊炮手在上前線之前平均受訓時間只有112小時,每天訓練9個小時,大約12天,然後就上前線了,(跟電影《兵臨城下》狙擊手瓦西里剛上戰場時的混亂情景差不多)。鑑於如此頻發而且嚴重的火炮事故,理應引起紅軍高層的重視,於是社會主義集中力量辦大事的優秀體制又一次得以發揮,到了1944年末,許多蘇軍迫擊炮已經配備阿凡納西耶夫發明的這種裝置。蘇聯人自豪的宣佈,在二戰期間,只有蘇聯一家圓滿的解決了迫擊炮誤裝填的嚴重問題。因為設計巧妙、結構簡單而深受前線戰士歡迎,其總體設計結構在戰後一直延續,沒有太大變化,成為蘇軍各型號迫擊炮的標準備件,使用到現在。當然,跟中國軍工一樣,蘇聯人刻意地選擇性忘記了德國人的貢獻,把這個小零件鑑定為“世界首創、國內領先”,年輕的阿凡納西耶夫總師因此獲得了列寧勳章。1944年下半年,當時蘇聯的盟友—美國人獲悉後,曾通過蘇聯外交事務委員會表示願意購買此裝置,並申請許可證生產。後來不知為何,似乎是被蘇聯拒絕了。阿凡納西耶夫總設計師的回憶文章裡說他曾明確表示,反對把迫擊炮防重灌保險器的專利出售給美國佬,甚至上書斯大林後才得到制止,筆者對此表示懷疑,日理萬機的偉大的睿智的全體蘇聯人民的父親和領袖,(空兩格以示尊敬) 斯大林同志,怎麼會惦記這點小事情。
阿凡納西耶夫的發明是一種機械式防重灌保險器,其原理是利用火藥燃氣壓力和運動彈丸壓力來驅動保險機構工作,以實施允許或阻止下一發炮彈的裝填。
這種原理的炮口保險裝置曾被應用在蘇聯幾乎所有型號的中大口徑迫擊炮上,波蘭最新研製的M-98式98毫米迫擊炮也採用了類似的設計。炮口重灌保險器由本體、螺環、半圓環、擋彈鈑、擋彈鈑軸、槓桿、扭壓彈簧和護罩組成。擋彈鈑、擋彈鈑軸和槓桿連成一體,安裝在本體的橫向孔中。扭壓彈簧兩端連線擋彈鈑軸和本體,彈簧扭力使擋彈鈑向本體孔內突出,遮擋住炮口,可阻止裝填炮彈,成為保險狀態。當炮彈發射,彈丸通過炮口時,利用其伸張力,頂擋彈鈑軸向右,使槓桿向本體孔外突出,而使擋彈鈑成開啟狀態。重灌保險器時的具體動作是:裝填前,槓桿向本體孔外突出,擋彈鈑呈開啟狀態。裝填時,彈體壓槓桿左移,使扭壓彈簧壓縮,同時槓桿平面與本體平面脫離。當炮彈通過後,在彈簧扭力作用下,擋彈鈑轉向本體孔內呈保險狀態,即可防止重複裝填。發射時,由於氣流和彈體的衝擊作用,使擋彈鈑向本體外轉動,同時使扭壓彈簧扭緊,當轉動到槓桿平面與本體平面相抵時,由於扭壓簧的伸張力使擋彈鈑軸右移,而成開啟狀態。蘇聯的120毫米迫擊炮防重灌保險器設有2個彈簧裝填卡鎖,而82毫米迫擊炮只設置1個卡鎖。
機械式防重灌保險器除了炮口安置以及利用炮身慣性力來驅動保險機構形式外,還有一種利用彈丸發射時火藥燃氣壓力通過導氣管開啟保險裝置的型別,類似於輕武器的導氣槍機原理。
除了有個性的炮口裝置,總體來看,蘇聯軍隊在傳統迫擊炮領域的技術水平大大低於歐美國家,甚至不如中國。過去吹噓所謂蘇軍極度迷戀迫擊炮等等《蘇軍內幕》式的論斷,筆者認為可能是謠言或臆斷。
歐美的光電式重灌保險器
光電式重灌保險顯示器在歐美國家有少量應用,是利用光電訊號來顯示膛內有無彈丸的一種重灌彈顯示裝置。分為兩類:一類由光電裝換裝置和顯示器組成,在炮口上安裝多個光電開關,用導線與指示器連線,當炮彈通過炮口,遮擋光線,;另一類是由觸發電源開光和顯示器組成,觸發電源開光安放在炮身上,該重灌保險器的優點是對迫擊炮結構不進行改動,不影響迫擊炮原主要效能(射程、精度等)。不足之處是需要隨時觀察顯示器再來控制裝填,在激烈的戰鬥中很難保證不出現失誤。因此,其可靠性仍難以保證。此外,電子器件在高溫、高壓、衝擊震動的環境下工作,壽命和可靠性會受到一定影響。
歐美迫擊炮上普遍應用的這種膛口裝置,並非重複裝填保險器,而是用來減弱膛口焰和衝擊波的
中國的電磁式重灌保險器
我軍炮兵比較傾向於採用電磁感應原理,曾先後研製出三代電磁式重灌報警顯示器。第一代是應用感測器檢測,採用發光二極體顯示報警的重灌顯示器,由於該方案改變了擊針結構,因此難以實現。第二代顯示器以87-82PPX型防重灌彈報警顯示器為代表,優點是在炮身外設定、不改變火炮效能、不影響火炮射擊精度、不影響火炮操作。缺點是不能實現炮彈卡在炮膛任意位置上均能報警。該報警顯示器由加速度復位感測器、自感型變磁阻式訊號感測器、訊號處理器和聲光報警器組成。使用電磁感應原理,用燈光和蜂鳴報警表示膛內有無炮彈。第三代重灌報警顯示器可解決炮彈滯留在膛內任意位置上的報警。當迫擊炮彈成功發射出去時,炮管會受到一股強烈的衝擊振動,此時,報警器內的復位感測器也受到此股強烈的衝擊振動,該感測器立即發出一復位訊號,送至訊號處理器,使報警器復位,從而解除報警。而當炮彈為啞彈或滯留卡彈,報警器內的復位感測器只接收到輕微振動,因而不會發出復位訊號,此時報警器開始報警,示意炮手檢查啞火問題。
迄今為止只找到一張我軍裝備電磁式重灌保險器的實物圖片
蘇式機械式防重灌保險器優點是簡單實用,造價低廉。但需要專門改動炮管結構,阻彈板會影響彈道一致性和射擊精度,而且機構工作可靠性差,炮手裝填不方便。西方國家和我軍一直認為機械式防重灌保險器有很多缺陷,影響迫炮效能,因此應用並不普遍。另一方面可能跟認識有關,依靠良好的火炮勤務保養,依靠長時間訓練的熟練炮手,依靠設計精巧、動作可靠的高效能引信,同樣可以大幅度降低重複裝填導致炸膛悲劇的發生。