首發命中與多發同着——現代炮兵技術解析

（本帖為盡量壓縮篇幅，不免有些繞口，但一定能看懂。）

　　 火炮按彈道大緻分為加農炮（彈道比較平直，也可稱為直射炮，大多為視距内的直（接）瞄（準）火炮 ）、榴彈炮（彈道比較彎曲，也可成為曲射炮，大多為超視距的間（接）瞄（準）火炮） 和迫擊炮（彈道非常彎曲，幾乎垂直砸向目标）。

　　

　　

　　

　　

　　從外形上看， 加農炮炮管較長（嚴格叫做身（管長度和口）徑比較大），炮彈初速（離開炮管時的速度）較高， 用于前線攻擊和支援，多用作坦克炮、反坦克炮、艦炮等； 榴彈炮的炮管較短（與上述相反），多用于 遠程支援；迫擊炮就不用說了，射程雖然較近，但因為彈道非常彎曲，适合攻擊塹壕内的敵人和山地戰、城市巷戰。

　　随着火炮技術的發展，出現了“加（農）榴（彈）炮”和“迫（擊）榴（彈）炮”，甚至，一些迫擊炮還能平射使用， 僅從身管長度（長徑比）上區别火炮種類已很困難。不過，由于彈種、内趟、重量、攻擊性能等等的區别，這些“中間型火炮”必然有其較為突出的單項性能，并非可以樣樣精通。（比如蘇系著名的車載、後裝填、有膛線的迫擊炮雖然可以應急平射，但限于膛壓、彈藥、精度，打在對方坦克上隻算“搔癢”~~）

　　

　　 炮彈分為定裝和分裝兩種，前者裝藥量固定，因為密封好，膛壓高，比同樣裝藥的分裝炮彈威力更大，也更便于采用多種特殊結構的彈頭， 雖然分裝彈也能采用空心聚能、長杆穿甲等彈頭，但其可利用長度受到了彈頭長度的局限（蘇系125滑穿甲彈性能較差的主要原因之一），但它卻可以通過增加裝藥量的方式大幅度調節射程。

　　

　　

　　 常見的加農炮往往使用“定裝彈藥”（彈頭和發射藥合為一個單筒内）， 以便快速的攻擊視距射程内的目标，它強調的是視距射程（比如2～4km）内的有效攻擊力，除了坦克炮和艦炮，歐美國家已不再裝備太大口徑的加農炮了； 榴彈炮往往采用“分裝彈藥”（彈頭和發射藥分裝），先天結構具有射程上的較大靈活性，它 首先要保證射程上的遠程支援能力，以先敵攔阻而後覆蓋，在沒有前出傳感和精确制導炮彈的時候，榴彈炮并不過于追求精度指标，而是靠過程校正和火力覆蓋彌補本身精度的不足。

　　當然，蘇系125坦克炮和大口徑遠程艦炮是兩個“異類”，雖然屬于加農炮的範疇，但都采用了分裝彈藥。值得注意的是，它們都對射速要求不是很高，裝甲厚重造成内部空間有限的火炮，那麼就可以為了威力而妥協掉裝填速度。同時，也需達到更高的裝藥量，才能與同外形尺寸的定裝彈相當。實際上，蘇系125坦克炮裝彈機初期可靠性不高，因為複雜地形造成“剛性颠簸”對裝彈機構的幹擾遠大于在海面上“柔性颠簸”的艦炮，除非采用“浮閥”原理或者完全“定軌”的“高壓”的運作，才能保證125分裝炮彈的裝填可靠性。

　　

　　好了，介紹完基礎，進入正題。

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　　 “首發命中”和“多發同着”（單炮發射的多發炮彈同時命中目标）是現代炮兵追求的兩個理想。

　　 加農炮大多是“視距内”射擊，即使超過了人目測距離，也有輔助儀器進行直瞄距離的觀測，受自身高度、地形起伏、植被、建築、近地氣候和地球曲率影響，過遠的觀測和射擊距離是無用的，不如加強精度和威力。

　　實際上，傳統的“靜對靜”射擊的精度是比較容易達到的，隻要求得 自身和目标的“相對坐标”（不需知道目标的經緯度和高度，隻需知道它相對于你的三維距離/角度），熟悉火炮的彈道性能，加入環境幹涉量，就可以非常準确的命中目标。但 在實際應用中，現代加農炮要對付的往往是同樣為“前線突擊力量”的移動目标，對方顯然不會一屁股坐下來等着你來打，所以 為了保證攻擊效力，至少就要具備“靜對動”射擊能力，而為了保存自己，則需具備“動對動”性能。

　　

　　 “靜對動”的精度建立在對目标的行動路線的精确預測上，而“動對動”則需預測自身和目标的雙重位移。貌似很難，但地面車輛的位移速度還是比較有限的（除非自身或目标突然栽進坑裡，以重力加速度來位移，哈哈~~），對方如果不作出“突然的”“很高的”“加速度”/“變速率”位移的話。（比如突然由20km/h提速到50km/h，并做瞄準線徑向的轉向（即垂直與瞄準線方向，順瞄準線方向就是軸向，相對于炮彈速度，那就沒啥意義）

　　

　　所以西方坦克發動機和傳動系統的重要指标就是總功率、加速度、轉向靈活性），兩次激光定位就能基本預測其三維軌迹了，隻要再及時（對方未改變運動軌迹之前）的把速度很高的炮彈發射出去，就能保證很高的命中精度了。（現代先進坦克火控還能存貯目标位移數據并加以預測計算，即使目标運動到遮蔽物之後，也能大緻的指向目标。）

　　

　　實際上，對于2km交戰距離而言，目标在“瞄準——發射——命中”過程中的“機動角度”（注意，不是距離）有限，但 己方坦克炮本身始終在經曆着地面颠簸的嚴重幹擾，自身颠偏幾度，到達目标就可能差了n米遠，這“二點（自身、目标）一線（彈道）”的第一個點最難把握，所以各國基本能達到“靜對動”的精度，達到很高的動對動精度的卻并不多。

　　要達到對自身坐标得精确把握 ，“懶辦法”就是“短停”，給火控系統精确測算的時間，然後穩定的發射出去（實際上，“突然短停”還有利于自身“避彈”，但面對火控性能好的對手，在若幹秒内就成了死靶子，并且對于老式坦克而言，重新啟動加速又需要時間）； “苯辦法”就是始終精确的保持火炮的雙向穩定（不論坦克如何動作，隻要不超出火炮轉動角度和速率限制，火炮始終穩定的指向目标），顯然，這需要極高的控制精度和速度，而往往也要限制坦克自身的位移速度和角度，即不能速度太快，不能變太高的加/減速，不能作太突然機動（先進火控會受限于複雜地形，但坦克本身也不“應該”去那些地方，先進觀瞄火控在平坦和微起伏地形上具有最大優勢 ）；“取巧的辦法”就是選擇“合适的時機”發射炮彈，即火控系統先行調炮，在車體比較穩定（仍在位移，但運動趨勢穩定）的瞬間把炮彈發射出去（注意坦克“淩空”躍下時比正高速行駛在颠簸路面上還要穩定），雖然這種時機也比較多，但顯然不如苯辦法更迅速及時。

　　在過去沒有自動化控制系統的時候，坦克能否準确命中，就要看車組的“個人熟練”和“小組配合”程度，車長、炮長的“冷靜”和“靈感”，就好比在CS裡“甩狙”一樣，而CS是個人控制，坦克車長還需控制車組，比CS還要難（俺當年可以在奔跑跳躍時甩AK暴頭，哈哈~~），所以某些德軍坦克的神話般的戰績确實讓人佩服。 現代火控系統的關鍵，在于通過精确的傳感器信号，根據不同的自身位移速度精确調整火炮的位移速率，并達到很高的配合精度，其考核指标實際在于對車體位移加速率的限制（加速度、加角速度 ）、反應時間的快慢（ 不僅是先敵開火，而且能大大提高命中率，變“絕對的動”為“相對的靜 ”），同時火炮旋轉和高低速率等基本機械性能也成為主要上限。Ok，就是這樣， 一套先進的火控系統就好比CS“甩狙作弊器”一樣，你隻需标識目标（先進火控還能根據各目标位置和運動趨勢篩選最具威脅的加以攻擊，并同時進行躲避其他點攻擊的位移），就槍槍自動甩狙了~~（俺常這麼給客戶解釋，自動化系統并不神秘，其實就是彙集了全套作業指導書和設計師、工藝員、熟練操作工的經驗彙編，也因此，即使同樣的自動化硬件，程序的優劣也會産生很大區别。）

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　　 榴彈炮追求的多發同時彈着，就是以極短的時間，以不同的裝藥量、發射角度/彈道發射出多發炮彈，利用炮彈飛行時間的長短差，達到多發同時命中的目的。（當然，這是射程較近的時候，因為隻有一條最遠射程彈道。如果可以隐蔽接敵并在極短時間内準确集火攻擊，效果遠比空有射程優勢的火炮系統強大）這其實是現代戰場環境“逼”出來的。

　　

　　由于技術的發展，傳統的戰線已經被打破，雙方的火炮射程也不再有太大差距。在遠程支援射擊時，由于炮彈飛行時間較長，軌迹可以預測，當第一發炮彈出口後幾秒鐘内，對方的炮兵雷達就能倒推出你的位置坐标，迅速用他的榴彈炮甚至戰術導彈加以反擊。也就是說， 在高技術炮戰中，榴彈炮的生存時間很短，除非能在這個時間内打完就跑。各國紛紛發展機動火炮的目的就在于此，但總不能打一發炮彈就撤，那攻擊效力未免太低了，所以各國紛紛 發展“急促射”和“多發彈着”技術并加以綜合運用，以求在最短的時間完成攻擊，并及時撤離。所以 自行火炮自身的載彈量無需太高，減輕的重量可以提高機動性能。要知道，自行的意義就在于打完就跑，跑到位再打，補彈可以在運動到安全位置時再從容進行。那種拼勇氣拼耐力的傳統炮戰方式，是屬于拿破侖時代的了，在高科技戰争中和自殺無異。

　　也是為了更好的保護自己，同時還發展出了 分散（位置）射擊（單炮或一個戰鬥單位為一個炮位）集中命中的技術，讓對方難以在短時間分别對多目标展開反擊，分散的程度以對方一個炮兵單位的一次攻擊面積為界。

　　

　　在現代高技術戰争中， 密集的固定陣位射擊＝自殺，退一步說，可能也隻有一次攻擊的機會。雖然美國仍裝備了輕型固定火炮，但主要配屬輕型部隊便于空中機動的，并且裝備了很高水平的輔助火控裝置。

　　其實，不論多發同着還是分射集擊，背後的支撐是“ 榴彈炮的首發命中”技術，否則，鬼知道“多發同時彈着”會着到哪裡去了~~一門炮尚且不準，多門炮也不會準，除非隻求火力覆蓋。（命中的彈藥才是有效彈藥。——蜂帶刀）

　　相較加農炮而言，榴彈炮調炮時間較為充裕，還可以預定陣地發射，但它要打的往往是超視距目标，所謂“隔山打牛”， 榴彈炮需要得知自身和目标的“絕對坐标”，然後求出敵我相對坐标，配合已知的彈道參數和環境幹涉，才能精确命中。

　　

　　由于過去絕對定位精度有限（在地圖中标注測算，就算高精度軍用地圖，誤差1毫米，實際也會差很多的），炮彈飛行過程中的幹擾測算精度有限（榴彈炮彈飛行時間長，彈道高，受橫風影響比加農炮更大），所以俺們常可以在影視片中看到前出的炮兵觀察組，在第一發/輪炮彈彈着後，進行二次修正射擊。這時就可以“将絕對坐标和環境幹擾作為已知的系統誤差”，隻需求得一次射擊和二次射擊的“相對差”。但因為往往仍是按“理想彈道”修正了彈着點，所以仍會受到環境幹擾，所以要在第三輪射擊前再加入第二輪實際和理論命中的差值，也即計入具體環境幹擾量，才能可靠的保證命中精度。這在遠程複雜環境條件下尤其明顯。彌補的辦法就是預先設定我方陣位并加以精确标定，先期标定對方可能的陣位或附近明顯标志物，但這也很難保證首發命中，那麼急促射和多發同着就都失去了意義。

　　

　　這就意味着， 即使是有經驗的射擊指揮員，采用傳統射擊方式，也需2～3輪間歇式（等一輪着地再射一輪）射擊才能準确命中目标，而對方如果有足夠的精度，恐怕已經被對方的反擊炮火覆蓋了。

　　 在傳統方式中想提高精度，需采取密集炮陣，多炮短間隔單發試射的方式，并用前出的炮兵雷達對試射炮彈進行彈道跟蹤和彈着預測。因為火炮距離近，可以認為都出于同一坐标點，同型号火炮的彈道性能也一緻，就可以不等A炮的試射彈落地，基本已知實際軌迹時，就用B、C炮發出試射炮彈，在後者落地時就能求得絕對坐标和環境幹涉誤差。但問題在于需要前出炮兵雷達（與彈道呈較大角度才能提高探測精度），發射時間仍較長，可能不得不在正式射擊1～2輪後就必須高速撤退了。

　　俺們注意到， 解決問題的關鍵就在于敵我雙方的精确絕對坐标和環境幹擾量的确定，這就要通過衛星技術和無人低空偵察機技術來實現了，即高精度的GPS定位和氣象感知能力。這才能做到在第一輪射擊中就準确的多發同着，而解決了一門炮的問題，多門炮就隻剩一個管理協調問題了。

　　這就是說，美國雖然仍裝備着貌似“原始”的輕型火炮，但隻要有了精确傳感和高速網絡的支持（這恰恰是美國的強項），它的火炮就可以做到多門多發同時精确命中。美國的固定炮架火炮都是輕型快速反應部隊的，因為戰略運輸的需要而沒有使用機動炮車，它可以利用中型車輛和直升機迅速進出陣地，也千萬不要以為它就是簡單的傳統火炮。（給美國的“網絡中心戰”打一個比方，就是可以讓多個不同位置的步兵同時向一個也許根本看不見地方扔手榴彈，這就是其“力量倍增器”的作用。）

　　 對于現代自行火炮而言，由于有發動機的動力可用，通過電子自動化控制各種機械裝置的動作，就能實現“全自動調炮”。即随車炮兵隻起到駕駛、維護、确認、應急的作用，這就又消除了人工調炮的誤差。

　　要知道，人工調炮即使排除人為誤差，因為需要轉動齒輪，而人力非常有限，齒輪的傳動比需非常大，雖然精度有所提高，但回轉速度很慢，且齒輪的齒距就決定了其火炮轉動精度的區間範圍，這就決定了 完全人工操作的火炮難以同時實現“急促射和多發同時彈着”。 如果使用自動液電傳動系統，那麼火炮身管回轉速度和精度将隻與控制和傳動系統的動能和精度有關了。所以不要把所有帶機動底盤的火炮就視為一個水平吧~~

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　　精确制導炮彈貌似可以不太理會“初始精度”，隻要“大緻”飛向目标範圍就可以了，它實際分為發射後不管的自尋的型和需額外抵近制導兩種形式。前者需要目标具有突出于環境的特征，比如電磁、紅外、高速位移等信号，再根據信号強度進行篩選攻擊；後者就是所謂的激光（或其他形式的）制導炮彈。無疑，後者的打擊範圍更廣，精度也更高，但衛星還難以滿足精度，也難以達到時效性，易受氣候幹擾，往往需要戰鬥小組前出照射/指示目标，如果對方裝備了告警裝置或前出搜索部隊，指示小組可能被先行殲滅，制導炮彈就和普通炮彈無異了~~

　　

　　

　　解決的辦法就是先行發射無人機或其他機動型指示傳感器， 隐蔽高速接敵，被動探測，近繼主動指示，在對方發現之時，它們已受滅頂之災。這些實現在理論上實現并不困難，關鍵是信号傳遞的抗幹擾、速度、分配和可靠性的問題，即，仍是“ 網絡中心戰”的範疇。

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　　通過這個帖子，大家應該對所謂的“網絡中心戰”也有了些觀念上的認識吧。

　　俺多次強調，計算機的發明是用來計算彈道和破解密碼的，而不是無紙辦公；網絡的發明是為了應付核攻擊下的多點同級指揮的，而不是為了網遊！

　　至于“數字化”，不過是提高了速度、可靠性、精确變量調節（俺可以用繼電器搞出和PLC相似的控制程度，但體積會非常大，内部會非常複雜，可靠性較低，應變能力較差），難道喝着茶水看着大屏幕就YY成網絡指揮了？那不過是實現了前出電視信号的數字回傳而已，就汶川來看，連及時數字地圖的生成還很成問題呢。

　　 任一基層作戰單位沒有實用的終端，上層指揮部門也不能超越操作作戰平台，就仍不過是“傳統指揮模式的高速化”，而并非“網絡中心戰”，就更無法跟上美軍無人化攻擊平台的步伐，這是一種模式、一種觀念上的差距。

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