作為“戰(zhàn)爭之神”，火炮已經(jīng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可或缺的一型重要裝備，而火炮射程，則是衡量現(xiàn)代火炮性能的重要因素之一，如何進一步提升現(xiàn)代火炮的射程，也就成為了世界各國軍工部門研究的重點方向之一。此前，要想進一步提升現(xiàn)代火炮的射程，要么是加長火炮的身管長度，要么是增加火炮的藥室容積，北約三次155毫米火炮改革，正是基于以上兩個方向進行的。
M198榴彈炮就是155毫米火炮改革的產物
但是受到材料、加工工藝等因素的影響，無論是火炮身管還是火炮的藥室容積，其對火炮射程的增幅均有上限，并未能夠將現(xiàn)代火炮的射程提升到令人滿意的地步。在這種情況下，人們開始將目光轉到了火炮炮彈身上，希望能夠通過優(yōu)化炮彈設計，來進一步提升現(xiàn)代火炮的射程。
幾款國產155毫米增程炮彈
這些為了增加火炮射程而特地設計的炮彈，就是我們現(xiàn)在俗稱的“增程炮彈”。為了方便讀者朋友們的閱讀和理解，本文將針對目前國際上主流的幾款增程炮彈分別進行介紹，以便讀者朋友對這些特殊的增程炮彈有更深的理解。
棗核彈——通過優(yōu)化炮彈外形設計的增程炮彈
早前，世界各國陸軍使用的炮彈大多數(shù)是常規(guī)的圓柱形炮彈。傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在大氣中飛行時會因為大氣層的摩擦阻力而導致實際射程遠遠小于理論射程。在冷戰(zhàn)初期，美國和比利時進行了測算，一枚85毫米的圓柱形炮彈實際射程僅有理論射程的30%左右。因此，美國和比利時決定通過優(yōu)化炮彈外形來提升火炮的射程。
傳統(tǒng)的圓柱形炮彈
美國和比利時聯(lián)合研制成功的新型炮彈就是棗核彈，棗核彈屬于低阻外形增程炮彈，炮彈外形較之圓柱形炮彈更加圓滑，同時長徑比較大，由普通炮彈的4倍長徑比提升到5.5倍-6倍水平。
因為棗核彈外形更為圓滑，為了讓棗核彈能夠在火炮炮管內部仍然能像圓柱形炮彈那樣保持穩(wěn)定的旋轉狀態(tài)，棗核彈除了設計有傳統(tǒng)的彈帶之外，還在彈體上設計有定心塊，讓棗核彈盡量沿著炮管軸心旋轉飛行。
棗核彈的結構圖
雖然棗核彈在射程方面較之傳統(tǒng)的圓柱形炮彈有了較大的進步，但是因為其彈體外形設計的原因，導致棗核彈在精度方面較之傳統(tǒng)的圓柱形炮彈稍有下降，射程越遠，精度下降得越明顯。
底凹彈——降低炮彈底部阻力的增程炮彈
傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在飛行時，受到的阻力分別為頭部阻力、摩擦阻力、尾部阻力、底部阻力等阻力。傳統(tǒng)的圓柱形炮彈在飛行時底部會形成一個低壓區(qū)，形成底部阻力。而底凹彈的彈體底部是凹陷進去的，可以減少這部分底部阻力。
底凹彈結構圖
當然，并不是在傳統(tǒng)的圓柱形炮彈底部采用凹陷設計就是底凹彈。除了彈體底部采用凹陷設計之外，底凹彈的彈體外形更為細長、炮彈的整體重心相較于傳統(tǒng)圓柱形炮彈更為靠前，彈頭弧形部也更加的細長。
底凹彈根據(jù)凹陷程度的不同，射程增幅也各不相同，主流的底凹彈彈體底部的凹陷程度在0.5倍彈徑左右，也有凹陷深度更大的底凹彈存在。
火箭增程彈——使用火箭發(fā)動機推動的增程炮彈
火箭增程彈顧名思義，就是通過在炮彈底部安裝火箭發(fā)動機增加炮彈射程的一種炮彈。火箭增程彈相比常規(guī)圓柱形炮彈，主要增加了火箭發(fā)動機、發(fā)射藥和炮彈穩(wěn)定裝置。火箭發(fā)動機在炮彈出膛前不工作，在炮彈出膛后一段時間才開機工作，推動炮彈飛行。
火箭增程彈的結構示意圖
根據(jù)穩(wěn)定方式的不同，火箭增程彈還可以分為旋轉式火箭增程彈和尾翼式火箭增程彈。旋轉式火箭增程彈主要依靠炮彈自旋效應來穩(wěn)定飛行狀態(tài)，而尾翼式火箭增程彈則依靠尾翼來穩(wěn)定飛行狀態(tài)。前者的火箭發(fā)動機較短，所以在射程方面不如后者。
國產火箭增程彈
無論是旋轉式火箭增程彈還是尾翼式火箭增程彈，因為彈體本身有一部分被火箭發(fā)動機、發(fā)射藥和穩(wěn)定裝置所占據(jù)，導致主裝藥量相比常規(guī)圓柱形炮彈小，威力也比較低。再加上火箭發(fā)動機是在炮彈出膛后二次點火的，推力偏心會讓炮彈的自旋軸心和火箭發(fā)動機開機前相比出現(xiàn)一定的偏差，最終導致火箭增程炮彈的實際精度降低。
底排彈——通過底部排氣減阻的增程炮彈
底排彈就是常說的底部排氣彈，和底凹彈相比，底排彈在炮彈尾部增加了底部排氣裝置，進一步降低了炮彈飛行中的底部阻力，其射程比底凹彈更遠，一般能夠讓常規(guī)傳統(tǒng)炮彈增加25%-30%的射程。在此需要特別說明的是，雖然都是底部排氣，但是底排彈和火箭增程彈在基本原理上并不相同。火箭增程彈是為炮彈增加推力，而底排彈是讓炮彈底部形成高壓區(qū)，降低炮彈的底部渦流，進而降低炮彈底部阻力，最終達到增加炮彈射程的目的。
底排彈結構圖
底排彈在精度方面同樣存在一些問題，因為加工精度的原因，底排彈的底部排氣裝置工作時間長度和排氣量各不相同，距離散布比較大。不過和火箭增程彈相比，底排彈不會出現(xiàn)推力偏心的情況，對炮彈精度的影響比其他增程手段要小一些，經(jīng)常和其他增程手段搭配使用，發(fā)展前景良好。
沖壓噴氣增程彈——使用沖壓噴氣發(fā)動機的炮彈
沖壓噴氣增程彈和火箭增程彈一樣，都是通過在炮彈上安裝推進裝置來提升炮彈的飛行速度，最終增加炮彈的射程，只不過沖壓噴氣增程彈使用的是沖壓噴氣發(fā)動機，而不是火箭增程彈上的火箭發(fā)動機。
沖壓噴氣發(fā)動機工作原理
沖壓噴氣增程彈的彈體上布置有進氣口，用于壓縮空氣。沖壓噴氣增程彈在發(fā)射之后，空氣會以高音速狀態(tài)由進氣口先進入噴射器，然后在減速進入燃料室，與炮彈本身攜帶的燃料混合燃燒之后形成噴射推力，推動炮彈進行高速飛行。
挪威研制的一款沖壓噴氣增程彈
沖壓噴氣增程彈因為將空氣進行壓縮，提升了燃料的燃燒效率，所以綜合推進效率很高。不過因為沖壓噴氣增程彈結構復雜且推進設備占用了較大的彈體空間，導致炮彈的主裝藥量降低，威力不如常規(guī)的圓柱形炮彈大。而且沖壓噴氣增程彈的造價昂貴，也不便于大規(guī)模推廣使用。
滑翔增程彈——帶有滑翔翼面的增程炮彈
滑翔增程炮彈的設計思路來源于滑翔飛機，滑翔增程炮彈的基本思想就是炮彈以一定攻角、一定速度進行飛行時依靠炮彈上的彈翼產生的升力，讓炮彈像滑翔機那樣在空中繼續(xù)滑行，增加炮彈的射程。因為炮彈在不同飛行速度、不同攻角的情況下所獲得的升力不同，為了讓滑翔增程炮彈具備一定的精度，都會為其加裝制導模塊。
美國的滑翔增程制導迫擊炮彈
滑翔增程炮彈因為不需要在彈體中加入額外的推進燃料，加上滑翔增程效果明顯，因此目前也是各國增程彈藥的主要研究方向之一。但是因為滑翔增程炮彈需要與制導技術相結合才能夠獲得較好的打擊效果，導致整體結構復雜、生產難度高、造價也偏昂貴，在大規(guī)模推廣使用方面存在一定的障礙。
復合增程炮彈——采用兩種以上增程技術的增程炮彈
復合增程炮彈并不是特制某一種增程炮彈，而是指采用了兩種以上增程技術的增程炮彈。比如上文提到的國產火箭助推滑翔增程制導炮彈，就采用了火箭助推增程和滑翔增程兩種增程技術，這類增程炮彈就屬于復合增程炮彈。
火箭滑翔增程制導炮彈的結構圖
目前世界各國主流的復合增程炮彈主要為底排增程與火箭助推增程組合模式，底排增程和火箭助推增程都屬于提升炮彈初速的增程思路。當然，即使是底排增程與火箭助推組合模式，根據(jù)具體設計的不同，也還能夠再細分出三種方案。
第一種是火箭發(fā)動機本身就是底排裝置的一部分，炮彈出膛后火箭發(fā)動機先低速燃燒，降低炮彈底部阻力，等到炮彈飛行到一定高度后再開啟火箭發(fā)動機進行助推飛行。第二種則是底排裝置和火箭助推裝置串聯(lián)布置，底排裝置工作完之后，火箭發(fā)動機再進行工作。第三種則是火箭發(fā)動機部署在炮彈彈體頂部，底排裝置部署在炮彈彈體底部，兩者之間相互獨立，工作時互相之間不會有太大的影響。
底排裝置與火箭發(fā)動機串聯(lián)布置方案
一般來說，因為復合增程炮彈的射程都比較遠，為了保證精度，無論是采用哪種復合增程方案，最終都會與制導技術相結合。這也是為什么目前世界上主流的大口徑超遠型增程炮彈，基本上都是制導型炮彈的原因。
結語——發(fā)展前景廣闊的增程炮彈
高倍徑的火炮身管和大容積藥室的制造技術，即使是現(xiàn)在也僅有少數(shù)幾個國家掌握。但是提升火炮打擊距離，卻是各國陸軍都切切實實存在的現(xiàn)實需求。在這種情況下，增程炮彈就成為一種技術手段較低的提升火炮打擊距離的方法。
發(fā)展前景廣闊的增程炮彈
因為各種增程手段或多或少都會對炮彈的精度造成一定的影響，在這種情況下，要想讓增程炮彈發(fā)揮出更大的戰(zhàn)斗力，就需要依賴慣性制導、GPS制導和北斗制導等制導手段。隨著軍用制導手段的逐漸發(fā)展，增程炮彈在未來還將獲得更為廣闊的發(fā)展前景。（作者署名：軍武雜談）
