解放军05新型155毫米自行榴弹炮的改进

DOI:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2021.07.004

时代产物

上世纪90年代中后期，为改变我陆军大口径远程压制火炮口径繁杂、性能落伍的局面，有关方面决定在外贸155毫米牵引加榴炮和PLZ-45型155毫米自行加榴炮基础上，研发适合于我军装备的新一代155毫米自行加榴炮，作为取代老式130毫米、152毫米炮的统型火炮。其成果就是2005年实现技术定型的PLZ-05型155毫米自行加榴炮。

PLZ-05和PLZ-45一样，是作为一个完整的火力打击系统来设计的。这个系统以营为建制单位，连为基本火力单元。当然，必要时单炮也可在体系支持下独立作战。体系内有营指挥车、连指挥车、侦察车、火炮定位与射击修正雷达、气象雷达站、抢修车及弹药补给车等诸多支援保证车辆。

PLZ-05型155毫米自行加榴炮长11米（含火炮），车体宽3.23米，车体高2.5米，车底离地高0.45米，战争全重约45吨，公路最大行驶速度55千米/小时，越野最高行驶速度为40千米/小时，最大行程550千米。

几经权衡，PLZ-05型155毫米自行加榴炮最终还是采纳了52倍径身管配套23升药室的设计方案。自动化的装输弹系统可实现自动选弹、自动装弹、人工半自动装药，爆发射速为3发/15秒，连续射速为7发/分，最大射程达到50千米以上。配套弹药不仅有一般弹，还进展了GPS/INS制导炮弹、激光半主动制导炮弹。

相关文献显示，有关方面还研发了热成像制导、毫米波制导炮弹，强化了这款自行榴弹炮反坦克和对活动目标的打击能力。诸如电子干扰弹、电子侦察弹、反辐射弹和电视侦察弹等特种炮弹，也均列入了研制计划。PLZ-05型155毫米自行加榴炮不仅射程远，配套弹种品类齐全，而且据悉在最大射程上的射弹密集度不输德国PzH2000自行榴弹炮。后者的综合性能在西方世界无出其右者，长期以来是各国军工奋起直追的标杆产品。

PLZ-05型155毫米自行加榴炮炮塔内部可利用空间明显大于PLZ-45。炮塔正面两侧各装有4具烟幕弹发射器，正面左侧还安装有炮长直接瞄准镜，紧急情况下可以操纵火炮进行直瞄射击。炮塔顶部装有数字式火炮周视瞄准镜和车长昼夜稳像周视观察镜，有效地提升了车长的指挥观察能力和战场环境掌控能力。炮塔左右两侧开有乘员出入用的大型舱门和防弹观察窗，对于通常在已方浅近纵深内占据发射阵地的PLZ-05来说，这些设计不仅不会过于削弱火炮的防护性能，还对提高其连续作战能力非常有利。

PLZ-05在底盘前部，设计了一个可全自动操作的火炮行军固定器。乘员只需要在车内按动电钮，它就可以自动完成火炮固定/释放动作。

以上这些，充分证明PLZ-05基本达到了赶上世界同类产品先进水平的设计目标。但需要指出的是，由于该项目立项时，外部安全环境并不乐观，用户需求甚急，因此PLZ-05在2005年设计定型时的状态，还仅仅是基本达成了设计目标。不久后出现的PLZ-05A，才是这款自行加榴炮真正意义上的完整状态。

PLZ-05A相较PLZ-05，主要是在信息化/数字化水平上有了明显提高。它基于那个年代的战场信息化系统，各火力以及支援保证机动平台采纳CAN总线技术、卫星定位导航系统、火控计算机、乘员终端、综合电子系统等，提高了信息化能力，实现了指挥系统、火力打击、侦察校射、气象保证、后勤保证等各信息节点的互联、互通。

PLZ-05A的数字化指挥系统，采纳通用化指挥软件、硬件配置，利用战场实时态势图进行实时指挥操纵，营指挥车和连指挥车可互为备份。气象雷达不仅可提供计算机气象预报，而且还可实现弹道气象通报。数字化侦察车通过三合一侦察系统（红外热像仪、光电侦察仪、激光测距机）进行数据处理，定向系统、卫星定位系统等，为炮群提供目标坐标和我方射弹炸点坐标。相控阵侦校雷达主要用于发觉并探测敌射击火炮的坐标，测量我方射弹炸点坐标，具有多目标处理能力，探测距离远，反应迅速。每辆炮车都装有自动火控系统、自动导航定位定向系统和车辆运动传感器，系统有备份，抗损能力强。

这些“力量倍增器”的技术进步，让PLZ-05A得以跻身世界最先进自行火炮之列。

底盘飞跃

世上从来没有完美的事物，PLZ-05/05A也不例外。它的整体技术框架，是基于上世纪90年代中期国内所能掌握的技术。

受时代局限，以及用户尽早入役的急迫需求，PLZ-05/05A采纳经过改进的国产第二代履带式自行火炮通用底盘，底盘两侧各有6对负重轮和3对托带轮，配备独立扭杆悬挂。第1和第6对负重轮还增加了独立式液压减震器。这套机构可以在火炮射击时锁定负重轮扭臂，在大量汲取火炮后坐能量的同时保持车体稳定，实际上起到了火炮驻锄的效果，因此PLZ-05/05A没有设计大型液压驻锄，不仅减轻了底盘重量，同时也大幅缩短了火炮的战争准备时间。

受底盘局限，PLZ-05/05A安装的是540千瓦级的8V150系列水冷柴油机和CH700系列履带式综合传动装置。其单位功率仅有12千瓦/吨左右，且动力包未能实现一体化设计，维护多有不便。相对孱弱的动力系统，不仅让PLZ-05/05A的最高行驶速度较ZTZ-99系列坦克有明显差距，在协同后者作战时较为吃力，而且也让自行火炮吨位严峻受限，导致携弹量仅为30发左右，在连续作战能力这个指标上偏弱，得靠弹药补给车随行才能部分补偿这个缺陷。

在日前曝光的05B照片上，以炮管为参照物，可以推断出其底盘较PLZ-05/05A明显拉长，而且采纳了不同以往的7对负重轮和4对托带轮设计，底盘正面的发动机散热窗也由原先的正中位置移到了右侧。由于照片的数量和拍照角度均极为有限，目前尚无法全面比较这种拉长底盘和第二代改进型履带式通用底盘的细节差异，因此无法推断这仅仅是在原先基础上简单拉长，增加1对负重轮和1对托带轮而成，还是另起灶炉的第三代履带式通用底盘。

从第一代、第二代履带式通用底盘的研发年代及服役情况推断，第三代履带式通用底盘的研发工作应该至少已临近尾声了。在中国兵工集团2019年年末公布的一段宣传片中，就曾有疑似第三代履带式通用底盘留下的“惊鸿一瞥”。如果说05B是新型通用底盘的首个应用型号，并不会令人意外。

底盘拉长，负重轮增大，意味着底盘的承载能力水涨船高。参考国际同类装备，尤其是至今仍属世界顶尖水平的PzH2000，05B的战争全重有可能达到55吨，较PLZ-05/05A的战争全重提高10吨以上。底盘承载能力的提高，有利于自行火炮增加携弹量，提高连续作战能力，并酌情进一步改善防护性能，但这需要强大的动力系统和先进的传动装置作支撑。

曾困扰国产坦克装甲车辆的“心脏病”，经兵工科研战线多年努力，如今已基本得到解决。以VT-4坦克上采纳国产横置2V150ZAL水冷柴油发动机为例，其实际功率可达1103千瓦。如果限制功率输出，则可大大提高使用寿命及可靠性。和这套发动机配套的综合液力机械传动变速箱实现了双流传动，给予了底盘原地转向功能。新的传动系统实现了自动变速，驾驶员使用方向盘操纵坦克，驾驶坦克就像开汽车一样容易。一体化设计的动力包，让这款动力配置的可维修性较以往大为改善。对于05B来说，这是现成的货架产品。

除此之外，国产新型锻造履带已批量服役并出口。这种履带在大大减轻自身重量的同时，极大提高了履带使用寿命和恶劣工况下的可靠性。相信它也会成为05B的“铁脚板”。

布局改进

由于研发时为了赶进度，PLZ-05储弹布局和装弹机是在借鉴俄罗斯2S19自行榴弹炮基础上，加以改进设计而成。

PLZ-05的自动装弹机采纳炮塔尾舱式结构。弹丸和发射药分两层存放在炮塔尾部的滚动循环弹舱里。摆臂式气动输弹机能够在火炮高低射界范畴内的任意角度装填弹药。炮塔尾部中央是一个可拆卸的梯子，通过后面方型小门向弹舱内补充弹丸，从炮塔侧面小门向弹舱内补充药筒。

在做发射准备时，先由人工挑选合适的弹丸种类，循环弹舱开始转动，让储有相应种类弹丸的储弹巢转到指定位置，安装在炮尾右后方的摆臂式气动输弹机抬起并与弹舱平台对齐，柔性推杆将弹丸推入气动输弹机内后自行收回。气动输弹机带着弹丸向左侧倾斜到正对炮膛，然后由后部的柔性推杆推动炮弹进入炮膛。柔性推杆其实就是一种链式装弹机，推弹进膛时这个2米长的推杆就是刚性的，能在不到1秒的时间内将重达45千克左右的弹丸推入炮膛就位，同时还能将用完的药筒从位于炮塔前部、火炮根部正下方的抛壳窗排出车外。推杆收回时复原柔性状态并储存在链盒里。柔性推杆收回后，气动输弹机向右摆动收回。此后，由人工将药筒放到位于炮尾左侧药筒输弹机上。药筒输弹机向右摆动对准炮膛，依靠柔性推杆推动药筒进入炮膛，随后气动药筒输弹机向左摆动回到原位。

实践表明，这种布局在PLZ-05定型的年代是能满足我军需求的。但随着时代的进展，尾舱储弹量最多仅有30发这个缺点显得越来越突出，但现有布局已很难榨出尾舱储弹空间了，如欲大幅提高05B的携弹量，就必须另起炉灶，对储弹布局重新设计。

以PzH2000自行榴弹炮为例，其所携弹丸储存在车体直立式弹舱内，炮塔尾部主要用于储备发射药。车体直立式弹舱的优点是相关设备、设施的受力条件更好，弹链转动速度和机械结构可靠性都明显提高。而且弹丸和发射药分开储备，空间利用率更高，携弹量大增。

PLZ-05/05A之所以未采纳这种储弹布局，除了为赶时间直接在参考原型基础上改进设计外，还有一个重要原因是其炮塔高度较高，可以容纳乘员大部分身体，因此其炮塔吊篮的深度较浅，很可能不足以容纳直立的弹丸。或是牵强容纳直立弹丸后，留给取弹、输弹机构的操作空间严峻不足。因此在PLZ05/05A上，炮塔吊篮之后的车体空间，主要用来布置辅助动力系统，空间利用率不高。

如果05B要采纳类似于PzH2000的储弹布局，完全有可能将携弹量大幅度提高到60发左右，但前提要对整体设计进行较大调整。改动量之大，足以给予其新的型号编号。从05B曝光的照片看，其炮塔尾部明显超出底盘尾部相当长一段距离，而PLZ-05/05A炮塔尾部基本与底盘尾部平齐。鉴于炮塔尾弹舱基本不可能采纳纵列双弹舱结构，那么05B大概率改用了与PzH2000一样的储弹布局，并为此将原先设置在底盘尾部的辅助动力系统移到了炮塔发射药尾舱后面，从而造成了这种炮塔尾部明显超出底盘尾部的现象。

与时俱进

除了底盘和储弹布局，05B能确定一定会进行的改进，是进一步提高信息化水平。当代电子信息技术进展极快，早几年的国际先进水平，没准转眼之间便落伍了。PLZ-05/05A定型的年代，国产“北斗”卫星导航系统尚处在起步阶段，因此还得依靠GPS/INS卫星导航系统。2020年，覆盖全球并有自己独特优势的国产“北斗三号”卫星导航系统宣告如期建成，国产装备从此可以摆脱对外国同类产品的依靠，不必再担心受制于人。除了更新卫星导航系统，05B还大概率会将PLZ-05/05A上的平台式惯导系统升级为捷联惯导定位定向导航系统。

05B的信息化水平应该至少不低于新锐的PLC-181车载155毫米加榴炮和15式轻型坦克，应该能通过车载数传电台与战场数据链系统完美融合，能接收上级射击指挥系统的作战指挥信息，并具备与侦察及其它保证装备（如气象通报、弹药保证等）自动数传作战信息、自动定位定向和自动测量火炮初速和药温的能力。车载火控计算机能够自主解算射击诸元，炮长只需用手指轻点显控终端屏幕，在电控液压炮控系统（方向机和高平两用机）的驱动下即可完成自动瞄准和复瞄。

05B可能会和PLC-181一样，将惯导组合元件直接固定在炮尾右侧的架体上，可直接猎取炮架的横倾、纵倾姿势和火炮身管的高低、方向角姿势变化，简化了火控系统的结构，而且调炮速度更快，精度更高，缩短了火控系统的反应时间，并由此具备了“不经校射、首群覆盖”的火力打击能力。

经过上述改进，05B的信息化水平将达到一个全新的高度。

性价权衡

05B的性能改进方面，最不确定的，恐怕得数是否改用模块化发射药了。

模块化发射药是为了解决大口径分装式炮弹所用的软质药包无法满足自动装填需要应运而生的。以往，模块化发射药的弱点在于药力难以兼顾最大射程和最小射程。即如果用模块化发射药组合而成的最大号发射药能推动弹丸达到最大射程，那么用1个模块的最小号装药时，则可能出现难以推动弹丸出膛，或是弹丸虽能出膛，但发射药给予其的加速度不足以解脱引信保险的情况。或者1个模块的最小号装药能让弹丸达到最小射程，但最大号发射药却没法让弹丸达到最大射程的情况。

在技术水平不够的情况下，人们只能用双模块发射药来兼顾火炮的远射和近射性能。但如此一来，不仅让后勤供应复杂化了，也给全自动装弹机的设计提高了难度。此外，模块化发射药的外壳必须要有一定的强度，但其材质如果不能完全燃烧尽，会在炮膛和药室内产生药渣残留的新问题。这些药渣如不及时清理，任其堆积，轻则影响火炮正常使用，重则有炸膛的危险。加之火炮连续发射后，药室温升迅速，为幸免模块化发射药自燃，采纳这种发射药的火炮，对最高射速有着严格的限制。

模块化发射药的问题还不仅限于此。因为它必须有一定的机械强度，以免在储存搬运途中破碎，所以比一般药包更结实更难点火。现在的进展趋势就是用激光点火。激光点火系统通过光纤将激光产生的光能引入火药床点燃含能材料，由于光纤具有极好的绝缘性，保证了激光点火系统具有优良的电磁兼容性，从而有效地排除了由静电放电、射频以及感应放电效应引起的意外点火可能。此外，模块化装药外壳材料的耐高温性能如果不好，还容易引发模块化发射药自燃。

正因为PLZ-05定型的年代，模块化发射药还存在这些问题，因此PLZ-05采纳了钢质焊接药筒里装药包，配用楔型炮闩的技术方案。楔型炮闩可节省有限的车内空间，开闭速度快，便于提高射速，但其闭气性能不如螺式炮闩。钢质药筒不仅可以为采纳楔型炮闩的火炮提供额外的闭气能力，而且由于底火事先就装在药筒底部，无需像采纳螺式炮闩的火炮那样，在装填完药包或模块化发射药后，还要有一个人工或半自动装填底火的步骤，因此又进一步提高了采纳楔型炮闩的火炮射速。非但如此，在火炮发射后，钢质药筒能将大部分发射药残渣和相当一部分热量带走，非常有利于提高火炮的连续射击能力和射击安全性。

国外大口径火炮的药筒，全都由黄铜经过多道拉伸、挤压工序而成。黄铜的延展性好，加工方便，成品率高；由于弹性好，炮弹发射出膛后，铜药筒能迅速复原原尺寸，方便抽壳。黄铜比较耐腐蚀，有利于长期储存。但黄铜药筒的制造，主要通过大型压力机多次深拉伸工艺，将铜饼逐步拉伸成符合要求的形状。每拉伸一次，半成品药筒就必须先退火，再用弱酸酸洗一次。退火和酸洗工序，都耗时较长，劳动生产率很低。而且炮弹的口径越大，药筒越长，所需的深拉伸工序就越多，需要的工装设备就越多，生产效率就越低。此外，制造药筒用的大型压力机，不仅造价不菲，而且耗能非常可观。一般大型弹药厂，都必须自建动力车间。现代战争中弹药消耗量巨大。因为深拉伸工艺的这些局限，若想大幅提高大口径炮弹药筒产量，只能靠多建生产线。其消耗的资源不是小国能承受得起的。

缺铜的我国经过长期攻关，早在上世纪60年代就攻克了大口径钢质焊接药筒技术，实现了以钢代铜，以焊代冲。这种工艺无需贵重而又耗能巨大的压力机，只需要用卷板机、矫直机、直缝焊机、环缝焊机、中频退火设备、焊缝碾压设备，就能将中低碳钢薄板卷制成药筒。不仅节省了宝贵的铜材，能耗只有冲压药筒的几十分之一，而且投资大大降低，建设周期大大缩短，战时动员相当方便。

钢质焊接药筒的技术关键，在于通过碾压工艺，使得焊缝的铸造组织转变成锻造组织，大幅度提高焊缝强度，达到与母材趋于一致。经过碾压和中频退火，低碳钢药筒焊缝的抗拉强度可达到1400兆帕，延伸率达到8%，属于典型的冷作硬化效应。曾有一批用焊接工艺制造的85高炮榴弹钢药筒，在洞库中储存15年后抽检，发火率仍达100%。

作为全世界迄今为止唯一能生产大口径钢制焊接药筒的国家，我国从上世纪80年代开始，就大批量出口这类药筒到国外，并在实战考验中证明其性能完全符合要求。

不过，随着时代的进展，我国通过运用调节小号装药的燃气发生速率和大号装药的最大压强等技术水平，成功设计出能较好地兼顾最小和最大射程的全等模块发射药，并通过了技术鉴定。如有需要，可立刻投入生产和型号运用。

从理论上说，PLZ-05/05A本近年来，我国推出了诸多新型155毫米弹药就不高的携弹量，还要分别配备“全变装药”和“减变装药”两种药筒，由装填手根据实际需要，通过手工调整钢制药筒内的附加药包数量，来满足射程要求。在这一点上，确实不如采纳全等模块发射药更有利于提高射速。不过，模块化发射药全自动装填系统因为有个自动分药的过程，因此结构比较复杂，加之连续射击后药室温度升高可能引发模块化发射药自燃，因此实际运用时会对最高射速有严格的限制，不一定会比采纳半自动装药、甚至手工装药的155毫米火炮射速更高。例如，采纳人工装药的PzH2000自行榴弹炮最高射速超过10发/分，而采纳人工半自动装药的K9自行榴弹炮，最高射速仅为8发/分。此外，全等模块化发射药的造价目前明显高于钢质焊接药筒与药包的组合。作为大口径统型火炮，155毫米炮弹的战时消耗量极为可观，相关费用是任何决策者都会认真加以考虑的问题。

综上所述，昂贵复杂的模块化发射药全自动装填系统可靠性究竟如何，性价比是否足以打动用户放弃长久以来的技术路线和操作习惯，还得具体情况具体分析。