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战斗机永远的朋友——机炮

发布时间:2014-09-14  原作者:魏楞杰   点击数:

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   自1920年代战斗机问世后,机炮就一直是战斗机不可或缺的左右手,二次大战时期由于机炮是战斗机唯一具备作战效益的武器,其重要性更到达极至。不过到了20世纪50年代中期 导弹问世后,却有人忘了机炮的存在。当时一些战斗机的武器就只装备导弹,最著名的是F-4鬼怪式(Phantom)。越战(1964年8月2日~1973年1月7日)初期的 鬼怪虽然可挂载8枚空空导弹,但当时导弹的猎杀率(kill probability)奇差无比,AIM-9B/E响尾蛇导弹平均为16%,AIM-7E1/E2改进型麻雀导弹约10.6%,换言之机上8枚导弹全数发射完毕后,敌机很有可能仍然毫发无损 。而越战后期完成空战性能提升的F-4E,其所配备的固定式机炮猎杀率则高达50%,可惜直到1969年才开始服役,否则一定改写越战的空战历史。


F-4E机鼻安装的M61机炮

   经过越战的教训后,美军飞行员认定战斗机上一定要有机炮。因此在20世纪70年代的战斗机上,机炮的地位稳如泰山,让人惊异的是在20世纪80年代开始研制的F-22,以及90年代研制的联合打击战斗机(Joint Strike Fighter)上,情况依旧如此。

  有人怀疑一架超音速隐身战斗机有必要装上机炮吗?现今的空空导弹性能已非昔日吴下阿蒙,早期的导弹要发射时,非追着敌机的尾巴不可,而最新的第五代空空导弹,如美国的AIM-9X、欧洲多国合作 研制的IRST…,几乎已无发射角度、距离的限制,若再搭配上头盔显示器(helmet-mounted display),导弹发射区几乎涵盖了载机前方整个半球面,加上射程远,机炮似乎已无用武之地。但事实上,在后来演变成为F-22的先进战术战斗机(Advance Tactical Fighter)项目里,机炮就一直牢牢地列在该项目的基本需求项目之下,这说明了即使在导弹当道的今日,机炮仍然拥有其一席之地。

机炮的研制

   现代意义上的战斗机机炮最早出现在20世纪30年代末到40年代初期的二战期间。第一种可靠、高速发射、皮带进弹的机枪于1930年服役,具有7.62毫米和12.7毫米两种口径;之后出现的是20至30毫米的中口径机炮,可发射高爆 弹头,适合对付大型目标,但射速较慢,因此对付目标小且动作灵活的战斗机时命中率较差。

  1942年德国空军为了全世界第一架喷气式战斗机Me 262,要求毛瑟(Mauser)公司研制一门射速每分钟1,000发、炮口初速1,000米/秒的 新型机炮。毛瑟公司根据左轮手枪的原理,在1943年推出了20毫米的MG213转膛式加农炮,只有一根炮管,但有五个炮膛,因此同一时间内可完成进弹、击发、退弹的动作,可以在小空间低重量的限制下提高炮弹的 射速。二次大战后许多国家的机炮,如:美国的M39、英国的阿登(Aden)、法国的DEFA、瑞士的206RK,都是MG213的仿制品。


五个炮膛同一时间内可完成进弹、击发、退弹的动作

  1946年美国通用电气公司(General Electric)获得国防部火神项目(Project Vulcan)的一纸合约,负责 研制一种射速破纪录的机炮,项目的成果就是根据南北战争期间加特林(Gatling)机枪原理所研制的20毫米六炮管M61机炮。M61首先装备了1954年首飞的F-104星式战斗机(Starfighter), 射速每分钟4,000发,炮口初速1,030米/秒。改进型M61A1机炮目前装在F-15、F-16、F/A-18、F-22等战斗机上,射速提高到每分钟6,000发。M61系列是全世界最多 战斗机使用的机炮。


不带供弹系统的M61机炮

  此后,机炮技术的研制就停滞不前,只有美国因为M61的进弹系统屡次发生问题,研制了较佳的无弹链进弹系统(linkless feed system),从此机炮的设计就没有根本性的改变。美国曾于1984年开展先进机炮技术(Advanced Gun Technology)项目,曾试图为F-22研制新型的加特林机炮,具备伸缩式炮膛、射速每分钟6,000发、炮口初速1,500米/秒,但因为价格昂贵可靠性欠佳,很快就从F-22项目的需求项目中消失了。


早期型M61采用弹链供弹方式,在高射速下容易卡弹


最后改用线性无弹链炮弹输送系统

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