主题:【旧文新贴】从“阿琼”到LCA:浅析印度国防科技发展(上) -- 晨枫
共:💬43 🌺225 新:
全看 分页 树展 · 主题
家园 【旧文新贴】从“阿琼”到LCA:浅析印度国防科技发展(上)

印度这两天又上新闻了,还是那个LCA,总算打出一枚导弹了。想起来这里也有旧货,以前在西西河没有贴过,挖出来继续赚点击数,哈哈。

===================================

  从拉·甘地政府时代开始,印度一直力图以国防科技带动一般科技和工业的发展。从七八十年代开始,印度启动了多个大规模的先进武器系统研制工程,计划在九十年代中开始服役。其中“阿琼”为印度新研制的主战坦克,LCA为印度正在研制的轻型战斗机(LCA原文为Light Combat Aircraft,意即轻型战斗机)。九十年代快要过去了,这些雄心勃勃的计划现在怎么样了呢?

        “不适宜上战场”的“阿琼”主战坦克

  长期以来,印度陆军崇尚大纵深机械化作战理论,大力发展装甲部队。自六十年代以来,印度以仿制的英国维克斯Mk3坦克为装甲部队的主力。这种坦克本来就是英国专为出口设计的,英国陆军自己不用,除印度以外也没有别的用户。到七十年代,印度陆军已经意识到需要一种更先进的主战坦克。从74年开始,印度开始研制代号“阿琼”的新一代主战坦克。印度自称“阿琼”坦克是世界上最先进的三种坦克之一,另外两种是美国的M1A1和法国的勒克莱克坦克。

  “阿琼”坦克的设计得到以制造“豹1”和“豹2”坦克而闻名的德国克劳斯·马菲公司的帮助。炮塔设计接近“豹2”坦克,形状方正,采用平直装甲,而不是更常见的倾斜或圆弧形。平直装甲最初是为了便于焊接间隙装甲或复合装甲,但倾斜装甲诱使入射弹头跳飞并增加有效装甲厚度。最新的“豹2A5”也采用锲形正面,以提高防弹能力。印度为“阿琼”坦克专门研制了一种“坎昌”装甲,号称性能直逼英国的“乔巴姆”装甲。然而,负责研制“坎昌”装甲的国防研究开发组织以保密为名,连印度陆军特派的准将级“阿琼”项目负责人和印度陆军总参谋长都不让知道“坎昌”装甲的确切防弹性能,其中奥妙外人只能猜测。“阿琼”坦克不具备爆炸反应式附加装甲或更先进的模块装甲(如法国的勒克莱克和中国的90II式坦克)。

  由于炮塔方正宽大,一部份待用炮弹可以放在炮塔尾部,便于快速装弹和增大允许的炮口仰角。如果有适当的隔板保护,炮弹置于炮塔尾部可减小二次爆炸的损害;外挑的炮塔尾部和其中的炮弹也有利于平衡炮管的重量。但这种布局体积大,重心高。坦克设计相对来说不怕部件的重量重一点,就怕体积大。表面积比体积增加快得多,装甲则必须覆盖这些多出来的表面积,这样总重量急剧增加。T-64和后来的苏制坦克采用自动装弹机并不全是为了加快发射速度(事实上,T-64和T-72的发射速度低于人工装弹的M1A1坦克),而是主要为了降低炮塔高度和减小炮塔体积,缩小目标和减轻整车重量。最新的法国勒克莱克、日本90式、中国85III式和90II式坦克以及美国的M8轻型坦克和正在研制中的M1A2的后继型也采用自动装弹机。说到重量,“阿琼”坦克全重58吨,除几条国家公路外,超过大部份公路和桥梁的40吨等级;宽度也超过了印度铁路货物宽度的限制。

  “阿琼”坦克的主炮为120毫米线膛炮,采用人工装弹。120毫米是北约标准坦克炮口径,但北约标准是滑膛炮而不是线膛炮。线膛炮精度较高,但初速较低,炮管磨损较大,重量较重,制造工艺也较复杂。精度高固然是优点,但初速低就是缺点了。初速低使弹道弯曲,飞行时间也长,不利于提高对运动目标的命中率。初速低也使弹头动能大为降低(动能和速度的平方成正比)。在爆炸反应式装甲广泛使用的今天,单靠弹头爆炸的化学能常常不够,而除加厚装甲外,对动能穿甲的防御还没有什么妙招。线膛炮还使采用制导炮弹和反坦克最有效的尾翼稳定长杆脱壳穿甲弹比较困难。世界上只有英国采用120毫米的线膛炮。印度按许可证生产的T-72坦克炮曾发生大范围炮管开裂和炸膛现象(但原装进口的俄制T-72坦克炮则无此现象),希望“阿琼”的坦克炮的质量要好些。

  “阿琼”坦克为柴油机驱动。原计划要配备自行研制的1500马力燃气轮机,后来改为自行研制的1500马力柴油机,德国MTU的1400马力柴油机只是用于样车研制。但第一批国产柴油机只达到500马力,几经折腾,并加装了涡轮增压器,功率也只达到950-1000马力。无奈之下,MTU柴油机变成“阿琼”坦克上的“常驻户口”。但是,在40-50度的高温下,动力系统还是损失功率高达20-25%。“阿琼”的其它德国部件包括伦克自动变速器和迪尔挂胶履带。“阿琼”坦克的火控系统充满了第三代这个,第四代那个,但在印度陆军试验期间,命中率是惨不忍睹而又极不稳定的20-80%。

  74年“阿琼”计划开始时,计划研制经费是1亿5千5百万卢比。到80年时,经费已经涨 到5亿6千5百5十万卢比,条件是83年12月完成首辆样车,84年内制成12辆样车。然而,到87年经费追加到28亿卢比时,样车影子也没有。“阿琼”的技术验证车到88年才面世,6年后,首批6辆样车才交付试验,但是这6辆都是无装甲的,炮塔和车体均为软钢制造。到91年底,印度陆军参谋长对“阿琼”大为失望,要求中止整个计划。然而印度已经骑虎难下,印度陆军只好重新颁发降低了的技术要求。但95年的试验表明,“阿琼”连降低了的要求也难以满足。印度陆军称“阿琼”为“不适宜上战场”,并拒绝签发定型证书。印度舆论则根据主战坦克的英文简称MBT,戏称“阿琼”为Mainly Battered Tank(可粗略译为主败坦克)。尽管如此,在96年印度国庆检阅时,印度总理拉奥乘上一辆“阿琼”坦克,宣布研制成功,并在陆军的反对下,开始试生产第一批15辆坦克。但令人丧气的事实是,至今“阿琼”仍未能大批装备部队。

  由于“阿琼”服役日期一拖再拖,印度只好先向苏联订购了一批T-72M1以救燃眉之急,然后索性引进了T-72M1的生产线,从88年起向印度陆军交付。第一批70辆由进口散件组装,以后逐步扩大国产化比例,目标是95%,但从未达到。到94年底停产时,一共向印度陆军交付了1100辆T-72M1。印度国内有人要求继续生产T-72改进型或更新的T-80或T-90,这样实际上比投产“阿琼”成本要低不少。

       突不出官僚主义重围的INSAS突击步枪

  印度陆军的制式步枪为仿制的英国的L1A1(仿自比利时FNFAL)7.62毫米半自动步枪,远射威力有余,近战能力不足。第二次世界大战的经验表 明,轻武器射程400米就足够了,但连发火力则是绝对必要的。战后各国军界早已知晓7.62x51(口径x弹长)毫米枪弹威力和后坐过大,不利于控制连发精度,单兵携弹量不足,更适合于机枪和狙击步枪。但慑于美国的淫威,北约在五十年代被迫接受7.62x51毫米枪弹为北约标准枪弹。此为轻武器历史上着名的“第一次步枪大论战”。与此同时,苏联在吃够了纳粹德军7.92毫米短弹和Stg44突击步枪的苦头后,采用了7.62x39毫米短弹,和由此而来的驰名枪坛五十年而不衰的AK47突击步枪。美军在越南战场上吃够了AK47的苦头后,突然大彻大悟,转而采用5.56毫米M193枪弹和M16突击步枪,开小口径步枪先河。但M193枪弹杀伤力不错,穿甲力不足,对有钢盔、防弹背心和轻装甲防护的目标作用有限。此后,英国研制了4.85毫米枪弹,德国研制了4.7毫米无壳枪弹,比利时则把M193枪弹改进成SS109枪弹,增强了穿甲力和弹道性能。虽然英国4.85毫米弹具有一系列优点,但在美国的强力反对下,北约最终采用了SS109为新的北约标准。此为“第二次步枪大论战”。与此同时,苏联采用了5.45毫米新枪弹。除了口径上略为不同外(卡拉什尼科夫多年后承认,口径上的差别部份出于政治需要),苏联新弹弹头内有一空穴,一使弹头重心后移,有利于飞行稳定;二使弹头在击中目标后形成翻滚,扩大杀伤效果。直到现在,国际上仍在争论这种翻滚是否违反禁止达姆弹的公约。但是,无论是SS109还是5.45毫米枪弹,穿甲力和远射力均不足以供机枪和狙击步枪使用。美俄 和各国陆军都保持“两枪两弹”的体制,即小口径的枪和弹供班用枪族使用,中口径(对俄罗斯来说是7.62x54毫米有缘弹,不是前述7.62x39毫米短弹)供连用机枪和狙击步枪使用。近年来的趋势是增大小口径枪弹的口径和威力,取代中口径弹,实现“一枪一弹”。俄罗斯正在试验6毫米的”统一枪族”,中国的5.8毫米新枪族则是世界上第一个实现“一枪一弹”的。

  除枪弹外,步枪的结构也在变革。常规步枪为有托的,枪托为死重,如不可折迭则还增加全枪长度。弹匣在扳机前的设计,也使弹匣后的枪机不能成为有效枪管长度的一部份。由于握把在枪机后端,离重心较远,因此平衡不好。从奥地利的AUG和法国的FAMAS开始,无托设计领导步枪的新潮流。无托步枪的最大特点是枪管一直延伸到枪托内,弹匣在扳机之后,握把恰于重心处。这样枪管可以较长(所以精度和射程较好),但全枪长仍然短于一般有托步枪,全枪平衡也大大改善。澳大利亚陆军在配发引进的AUG步枪后,不得不重新修订神枪手标准,否则人人都成了神枪手。中国的5.8毫米新枪族也是无托设计。无托步枪的最大阻力来自于各国军内的传统力量(“不像步枪”,“看着别扭”),需要在设计上对左撇子射手特别考虑,对拼刺刀和队列操枪也不利。

  在这样的背景下,印度在84年开始,着手设计INSAS小口径枪族(INSAS为Indian Small Arms System,意为印度轻武器系统),来更换久已过时的L1A1步枪。原计划94年向印度陆军交付第一批7000支步枪。INSAS仍采用传统有托布局。口径定为5.56毫米,以向北约标准靠拢。但印度对SS109弹作了一些改进,以提高穿甲力和远射性能,所以和SS109不完全一样。步枪则是“天下名枪一大抄”:枪口消焰帽和气体调节器来自比利时的FNFAL,枪机和握把来自AK47,弹匣和前护木来自M16,快慢机来自德国H&KG3。有趣的是枪托:本来采用比利时FNFAL的管式折迭枪托,虽然老式,倒也实用。但不知是哪一位天才的心血来潮,改用李·恩菲尔德Mk3老爷步枪的木质枪托。这李·恩菲尔德步枪可是英国陆军第一次世界大战时的制式步枪,用它的枪托,除了可免专利费外,好处实在不多。而且硬木的来源和加工都困难,各国早已用工程塑料代替。所以到最后,INSAS非但没有能利用换型的大好时机,像中国一样完成“一枪一弹”化和无托化,跨越通常的小囗径化进程,而且成了什么都像,又什么都不像,在技术上毫无新意的东西,还不如索性仿制一枝现成的,如俄罗斯的AK74(或其改进型)、比利时的FNC、以色列的“加利尔”、英国的L84(也是无托设计)或前述欧洲无托步枪。

  如果印度把这样一件“四不像”爽爽气气交付部队使用倒也罢了。但是到95年时,虽然已经落后原计划四年,INSAS还是一个捧不起的刘阿斗,印度只得急急忙忙向罗马尼亚订购十万支AKM(AK47的改进型,大量采用冲压件以简化制造工艺,性能和外形与AK47基本相同),以替换一些老得不堪使用的L1A1。到97年时,在六次推迟投产之后,印度再次惊讶地发现,原来印度没有制造5.56毫米枪弹的设施,于是再急急忙忙耗资近一千四百万美元,向以色列军工公司订购五千万发子弹,并保留追购五千万发的权利。准备列装国产新口径的步枪,但忘了建制造新囗径子弹的工厂,这大概是世界上第一家。不过,和“阿琼”坦克相比,INSAS还算幸运的,INSAS毕竟通过了印度陆军的定型(但印度陆军要求在大批交付使用时,对瞄准具和连发机构作一些改进),只是不知道什么时候才能正式列装。

  一个国家如果在大费周折后,竟然不能把一支新式步枪的科研和生产理清楚,那这个国家没有资格谈更先进的国防科技。不过,这只是旁观者的自说自话而已,当局者是断然听不进去的。

            轻于鸿毛的LCA战斗机

  与“阿琼”坦克和INSAS步枪相比,LCA的命运不见得好多少。印度空军的空战主力是誉为“世界上最好的保卫空军基地围墙的战斗机”--米格-29,这是因为米格-29的空战性能虽然不错,但航程实在令人不敢恭维(新购进的苏-30以纵深攻击和战场遮断攻击为主)。然而,印度空军还是嫌米格-29太大太重,因此需要一种更轻更小的战斗机,于是有了LCA。

  LCA是作为米格-21的后继机设计的。LCA为单发单座无尾三角翼轻型战斗机,空重5500公斤,正常起飞重8500公斤,最大外挂重号称4000公斤,实际上装上必要的燃油后根本达不到。LCA的 最大平飞速度只有1.8倍音速,空战推重比约0.95,在现代战斗机里是比较低的。LCA的技术验证机用美国通用电气F404涡轮风扇发动机推动,原型机和生产型机准备用国产的“卡维利”涡轮风扇发动机。F404重1035公斤,加力推力为80.5kN;“卡维利”加力推力为83.4kN。假定“卡维利”和F404有类似的推重比,则生产型LCA的发动机重大约1100公斤。一般机体结构重量占正常起飞重量的30%强,因此大约2600公斤。美国早期的F-80战斗机的机载设备(包括航电和辅助系统)重约1000公斤,F-16涨到2000公斤。一般要求人、机载设备和基本武器(如LCA的23毫米航炮和炮弹)不少于3000公斤。这样,LCA只剩下1800公斤机内燃油重量,载油系数(机内载油和正常起飞重之比)只有21%,低于一般的最低要求30%,远远低于苏-27的40%。既使把人、机载设备和基本武器的重量降到2500公斤,载油系数也只有27%。这意味着LCA必须依赖外挂副油箱,航程和外挂能力好不到哪里去。一般来说,按30%机体,15%发动机,30%载油系数和3000公斤人、设备和武器来计算,正常起飞重量最少也要12000公斤,更现实一点,则要16000公斤以上。这也是各国为何对LCA这一重量级的战斗机不感冒的基本原因。顺便说一句,以色列的夭折的“幼狮”(Lavi)战斗机最初也打算采用一台F404,整机重量级和LCA相似,但机体太轻太小,没有发展前途,最终放弃, 改而采用推力更大的PW1120发动机,机体也相应增大。

  与“阿琼”坦克和INSAS步枪相比,LCA在设计上颇有一点特色。LCA的无尾三角翼和经 典的直前缘三角翼(如幻影III)有所不同。LCA的三角翼是双三角翼,外翼段前缘后掠较大,内翼段前缘后掠较小,在前缘形成一个凸角,翼根处前缘还略向上翻。机翼前缘的凸角有利于在机翼上方形成涡流,增加升力;翼根上翻的作用有点像一个小小的固定式前翼,有利于起飞时及早抬头,缩短起飞距离。但是,在幻影2000之后,各国已经放弃纯无尾三角翼布局,改用无尾三角翼加全动鸭式前翼的布局,来改善前者持续大迎角机动性能差和配平阻力大的缺点。全动鸭翼对缩短起飞滑跑距离的作用也比简单的翼根上翻要明显得多;瑞典“鹰狮”式(Gripen)战斗机在着陆滑跑时,将鸭翼翻成近乎垂直,充当气动刹车,缩短着陆滑跑距离。配平阻力是前飞阻力的一个重要组成部份。随着飞行速度增加,升力中心后移,重心相对来说就处于升力中心之前,使飞机有一个机头下垂的自然趋势。对此,常规的机翼-尾翼布局和无尾三角翼飞机要用机尾升降舵上翘来“压尾”,以保持飞机平衡,此为配平。这样既“吃掉”主翼的一部份升力,又增加前进阻力。对于鸭式布局来说,前翼的升力正好可用来平衡机头的自然下垂,大大降低配平阻力,增加航程或载重。中国的歼-10和欧洲新一代战斗机均采用鸭式布局。LCA的双三角翼对简单三角翼是一个改进,但对中低空空战格斗至关重要的持续大迎角机动性能帮助不大,对降低配平阻力无助,比起鸭式布局来差距还是较大。LCA是世界上仅有的新设计的不用鸭式前翼的无尾三角翼战斗机。

  LCA计划的一个特色是飞机、发动机和机载火控系统同时研制。印度在缺乏经验和技术储备的情况下,这样做雄心有余,稳健不足,有点中国大跃进的味道。虽然美国的F-22也采用全新的飞机、发动机和火控系统,但其中的关键技术在多年以前已经就绪。美国对大型先进武器系统的研制和计划管理经验,及其强大而平衡的工业和科技基础,也使美国对技术风险有较强的承受能力。中国曾迫于国际政治环境,不顾缺乏工业和科技基础,在不经过关键技术充份预研时,“有条件要上,没有条件创造条件也要上”,走过不少弯路。但在大跃进和文革的狂热之后,中国潜心基础科研和工业基础建设,这时再得到外国先进技术的锦上添花,终于结出了中国航空工业之花歼-10。也许印度的修炼还不够,需要一点大跃进-大碰壁的体验。

  LCA计划在83年得到批准,计划细节于88年完成,90年冻结基本设计,91年中开始制造一号技术验证机。在落后于计划九个月后,一号技术验证机于95年11月17日公开亮相。原计划96年6月首飞,但至今没有消息。可以预料,中国歼-10首飞成功的消息肯定对印度是一个刺激,如果LCA还飞得起来的话,这回真的要首飞了。但印度核爆后,美国对印度禁运军事技术,可能会对LCA首飞带来很大影响。到96年底时,二号技术验证机正在最后组装。按照原计划,在一、二号技术验证机飞起来后,印度将组装3架单座原型机,1架双座原型机和1架海军型原型机,全部采用国产“卡维利”发动机。由于缺乏国内试验设施,“卡维利”发动机计划于97年底用俄罗斯的图-16空中试车台试验,然后用于5架LCA原型机。但如果“卡维利”最终像“阿琼”坦克的柴油机一样半途而废的话,人们也不必太惊讶。不过这会给LCA计划带来极大的麻烦, 因为美国由于印度核爆,必定禁运F404。英国的RB199和法国的M88推力嫌小,LCA要成为“空中软脚蟹”;俄罗斯的RD33推力有余,但体积和重量嫌大,必须对LCA的机体作伤筋动骨的大手术,工程浩大。机载火控系统的开发情况外界不得而知。

  有趣的是,印度虽然和俄罗斯关系密切,主力武器系统也多为俄制,但在设计开发国产先进武器系统时,印度差不多总是以西方技术为蓝本。这是题外话。

关键词(Tags): #舞枪弄炮#纸上谈兵元宝推荐:MacArthur,
主题:1305048
全看 分页 树展 · 主题