双管联动自动机技术的现状与展望

赵建中，刘建斌，郭竞尧，史阳东

(西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099)

1 2A38型双管联动自动机的特点分析

1.1 工作原理

一般的双管火炮，两门自动机相互分离，供弹机构、浮动机构等各自独立，共用摇架。而双管联动自动机采取双管联装、两套闩体彼此联动和交替射击[1]的方式工作。在一个射击工作循环内，一个滑板进行后坐运动，而另一个滑板作复进运动，膛内的火药气体分别导入活塞气室，驱动滑板前后运动。两套闭锁、输弹、抛壳机构靠联动机构保证彼此协调动作，在一个滑板动作循环中射出两发炮弹。因此,双管联动自动机射速都很高，常常用以配装高射速火炮。

1.2 结构组成

双管联动自动机主要由炮身、滑板机构、联动机构、炮闩、加速机构、供弹机构、再装填机构及缓冲器等组成。

1.2.1 炮身

双管联动自动机的两根身管水平平行布置，一般中心距为两个弹链节距(或小于两个弹链节距)。身管上有火药气体导气孔，导出的火药气体推动自动机主动构件—滑板运动，进而带动自动机其他运动构件动作。

当自动机左侧身管射击时，火药气体的作用如图1所示。火药气体推动左侧活塞向后运动，左侧滑板带动自动机其他机构运动，右侧滑板和活塞通过联动机构作用向前运动。

1.2.2 滑板联动机构

左、右两个滑板是自动机的主动构件，每一个滑板带动一套闭锁机构(炮闩)、加速机构、压弹机构，共同带动供弹机构、击发机构，彼此通过联动机构交替后坐、复进。两滑板联动结构如图2所示。滑板每后坐、复进一次，就完成一个运动循环，两套机构交替运动，左右两身管交替射击。

1.2.3 炮闩加速机构

对于滑动式炮闩自动武器，为了缩短基础构件的工作行程[2]，且实现输弹入膛和抽壳的速度要求，双管联动自动机设计了加速机构，如图3所示。在滑板前后水平运动过程中，炮闩沿下方的水平导轨运动，炮闩通过与滑板铰接的加速臂实现前后运动，加速臂上的滚轮在炮箱上的固定凸轮曲线中运动，通过对该凸轮曲线的设计，实现要求的炮闩运动速度。在滑板行程约170 mm时，炮闩行程可达约290 mm，滑板行程与炮闩行程之比为1∶1.7。滑板与闩体之间的最大传速比为3.65，而在炮闩后坐到位和复进到位时的传速比几乎为0，减小了闩体输弹到位时的冲击。该加速机构的加速行程大，被加速件(闩体)的加速度较小，运动平稳，且零部件受力小、使用寿命较长。

1.2.4 供弹机构

供弹机构如图4所示。供弹机构主要由齿轮和齿条传动机构组成，它将滑板的前后往复直线运动变成拨弹轮的单向旋转运动，从而拨动带链的炮弹向一个方向运动，将弹送至输弹线上方，再由滑板控制的压弹机构将弹脱链并压至输弹线上的炮闩抓钩内。

1.2.5 再装填机构

双管联动自动机设计有再装填机构。再装填机构主要部件为火药弹室，如图5所示。火药弹室有3个火药弹弹膛，可装填3发火药弹。火药弹由电击发器控制击发，击发后产生的火药气体推开气阀进入位于后端的活塞筒内，推动自动机活塞杆向前运动，从而强制推动滑板及关联机构运动，实现自动机首发装填和排除瞎火弹故障，使自动机重新装填。

1.3 2A38型自动机结构特点

该自动机双管联装、彼此联动，双闭锁机构交替工作进行发射，结构独特，其结构设计上有如下特点：

1) 自动机很容易改变供弹方向。双管联动自动机只需更换供弹凸轮等个别零件，就可改变供弹方向。这样的结构特点使得双管联动自动机非常适合边炮布置，一门自动机为左供弹、另一门自动机为右供弹，总体布局协调合理。

2) 自动机首发射击反应快、精度高。双管联动自动机始终有一发炮弹处于膛内闭锁状态，只要按下击发按钮，自动机即开始射击，没有闩体后挂机式自动机的闩体运动过程和复进到位时的撞击。并且首发弹射击时，自动机的绝大多数运动机构还处于静止状态，自动机撞击振动对首发弹的影响很小，因此,首发炮弹的射击精度很高。

3) 自动机主动构件后坐时间与复进时间相等。一般自动机主动构件复进时间要远比后坐时间长。双管联动自动机大大缩短了主动构件的复进运动时间，这是提高射速的重要因素之一。

4) 自动机省去了一般自动机单独的输弹机、主动构件后坐缓冲器这些不可缺少的结构。结构大大简化，质量大幅度减轻。自动机结构紧凑，质量轻，还有一个重要原因就是不少零件具有一件多用的功能。

5) 自动机能量利用效率高。双管联动自动机自动循环中不需要先储存能量再释放能量的转换过程，而是直接利用火药气体能量，同时完成后坐、复进的运动，能量损耗小。

7) 双管联动自动机还有一个非常显著的特点，就是它对武器平台的能源依赖性很小。用于控制击发机构的电扣机和控制再装填机构的火药弹击发器仅需要最高27V的低电压直流电，其对系统的适装性很高。

8) 当双个滑板左右对齐时，自动机的供弹机体才能打开。一旦出现故障，两滑板大多不处在对齐位置，用火药弹排故和人工排故都比较麻烦。因此，该自动机以其高的可靠性弥补了可维修性的欠缺。

9) 一般情况下每次射击结束，膛内留有一发炮弹。连续射弹时间6 s之内，留膛弹是安全的，不会出现自爆自燃现象；但连续射弹时间超过6 s后，膛内温度升高。在这种情况下继续射击或停射，膛内的炮弹有可能出现自燃。使用时，应严格遵守射击操作规范。

2 双管联动自动机技术发展概况

双管联动自动机的Gast原理产生于德国，但该原理自动机技术在俄罗斯、美国和南非等多个国家得到了较大发展。各国研制的双管联动自动机的性能参数见表1。双管联动自动机由其原理决定了它的射速很高，各种口径的双管联动自动机最高射速可达3 500发/分。该原理自动机已经发展了几代、多种口径和多种型号的产品。

表1 各国研制的双管联动自动机的性能参数

如早期的ГШ-23[3]型23 mm航炮自动机，20世纪60年代开始研制，后装备在多款飞机上。

20世纪80年代，原苏联又研制成功了30 mm口径的双管联动自动机，可配装在飞机和装甲战车上。其中，最为著名的当属配装于弹炮一体武器系统 “通古斯卡2C6”、 以及铠甲-S1上的2A38型自动机。后来对其进行了技术升级，型号为2A38M。

2A38自动机与早期的ГШ-23等双管联动自动机相比，将连杆式联动机构改进为齿轮、齿条联动机构，对反跳锁、供弹机构、压弹机构、电扣机以及导气结构进行了相应的改进，自动机结构更加紧凑、维修性更高，运动机构的传动效率获得了较大提高，自动机的综合性能获得了很大提升。

2A38自动机有多个变型产品，分别装备在武装直升机、固定翼飞机和装甲战车等武器平台上。装备于装甲战车和武装直升机上的自动机出于身管冷却方面的考虑，都设计了无源自循环身管冷却装置。高炮武器系统上的2A38自动机还增加了炮口测速装置，主要用来检测炮口初速，该数据反馈给火控计算机，以实时调整射击诸元参数，从而大大提高火炮的命中概率。

前文已指出天地的运作直接产生了万物，说明天地和万物是有区别的。“天地”在大多数情况下是特指，不能和“万物”混淆。所谓“天地不仁，以万物为刍狗”，这里也能看出两者的不同。不过，由于它们都属于天然现象之“物”，处于直接生成与被生成的关系中，两者的联系也就更加紧密。在一定的语境中，说“天地”如何存在，某种程度上便预设着“万物”如何或应如何存在；一些章节直接讨论“道”与“万物”之间的关系而未提及“天地”，在一定意义下我们应将“天地”补充进来。

为了适应战车炮高平两用自动机的角色，在2A38自动机的基础上，俄罗斯的设计人员对其进行了有效的技术改进，成功设计出了可变射速双管联动自动机——ГШ30К，高速达2000～2600发/分，低速为300～400发/分[4]。

20世纪80年代，美国也研制了GE225式25mm双管联动航空自动炮，射速2000发/min[5]。该炮于上世纪80年代完成射击试验、飞行试验等研制工作，并成为一种陆、海、空三军通用的小口径自动炮。

南非LIW公司根据Gast原理，也研制出了一种35mm高射速自动炮，该项设计通过火炮紧凑的结构、高的射速与质量比而获得了极好的结果。

3 双管联动自动机技术发展展望

二十世纪末以来，双管联动自动机技术得到更为迅速和深入的发展，许多双管联动自动机关键技术得到优化和改进，其高射速、高可靠性得到充分展现。但同时，科技人员对双管联动自动机先天的不足也有了更深入的理解和把握。需要解决如下问题，以进一步提升该类自动机的综合性能，提高其适装性、安全性和勤务性。

1) 两根身管存在射速差，影响射击密集度

从原理上讲，双管联动自动机的主动构件为两套，导气装置也为两套，机构加工误差、装调误差难以达到完全一致，虽然通过联动机构将两套机构连接在一起进行联动，但射击时间间隔之差客观存在；加之两根身管中心距较大，火药气体和滑板复进到位、后坐到位撞击引起的动力矩较大，直接影响射击密集度。这就要求：①两套机构的加工状态、装调状态尽可能保持一致；②前后导气装置的气量方便可调，且稳定。这样才能达到射速稳定、浮动稳定，立靶密集度稳定。

2) 膛内留弹的安全问题

射后膛内留弹问题，一直是双管联动自动机最受置疑的地方，许多人担心其存在的安全问题。俄罗斯技术人员用冷却自动机身管，同时结合控制一次射击炮弹数量和规定两次连发射击时间间隔的办法，解决膛内留弹的安全问题。有的技术人员设计出了原理方案，使每次连发射击的最后一发弹击发时，其火药气体对自动机运动机构的作用力被屏蔽掉，运动机构保持不动，膛内留下一发弹壳，下一次的连发射击靠再装填机构重新启动。由此使得膛内不出现待击发炮弹的情况，解除了膛内留弹存在的安全问题[6]。

3) 提高使用勤务性问题

只有当左右滑板处在唯一确定的位置时，供弹机体才能打开。一旦出现故障，若滑板不在确定位置，用火药弹排故和人工排故都较麻烦。需通过提高自动机工作的可靠性，改进供弹机构设计、增加排故工辅具，以提高使用的勤务性。

双管联动自动机射速高、可靠性好和火炮反应时间短，非常适合配装高射速防空武器系统。自动机零部件对称分布，更换少量零件后可改变供弹方向，适于采用两门炮边炮布置，可使武器系统射速最高可达4 000～6 000发/分,与防空导弹结合组成弹炮结合型防空武器系统，将充分发挥该自动机的性能特点。

4 结束语

双管联动自动机是世界上较为先进的自动机，其以结构紧凑、射速高、炮口动能与质量之比大而获得各国的争相研制，尤其在俄罗斯获得了非常大的发展和广泛的应用。为获得更加完善的使用功能和更高的战斗性能，需要对该原理自动机进行更加深入的工程化研究，进一步提高该原理自动机的安全性、勤务性，获得多种口径、多种射速、适合多种武器平台的双管联动自动机产品，充分发挥该原理自动机的良好性能。

[1] 梁世瑞.现代火炮自动机技术[M].北京：国防工业出版社，1993:23-26.

LIANG Shi-rui.The contemporaneity technology of automatic gun[M].Beijing:National Defense Industry Press,1993:23-26.(in Chinese)

[2] 戴成勋，靳天佑，朵英贤.自动武器设计新编[M].北京：国防工业出版社，1991:256-257.

DAI Chen-xun,JIN Tian-you,DUO Ying-xian. Design of automatic weapon in new edition[M].Beijing:National Defense Industry Press,1991:256-257.(in Chinese)

[3] 《世界火炮手册》编辑部.世界火炮手册[M].北京：兵器工业出版社，1991:1128-1130,1106-1107.

GunhandbookofworldEditorial department.Gun handbook of world[M].Beijing:The Publishing House of Ordnance Industry, 1991:1128-1130,1106-1107.(in Chinese)

[4] 阿纳托里·谢尔夫利亚卡瓦.2004俄罗斯武器大全[M].俄罗斯：俄罗斯军事博览出版社，2004：441，613.

ANATOLI·SHEVLIAKEV.2004 Russia weapon confluence[M]. Russia：Russia Military Affairs Exposition Press，2004：441，613. (in Chinese)

[5] 粱世瑞.自动机创新学[M].北京：国防工业出版社，2007:106.

LIANG Shi-rui. The contemporaneity technology of automatic gun[M].Beijing:National Defense Industry Press,2007:106.(in Chinese)

[6] 刘建斌,郭竞尧.双管联动自动机留膛弹问题解决方法浅析[J]. 火炮发射与控制学报，2011(3):45-47

LIU Jian-bin,GUO Jing-yao.Analysis on projectile in bore problem solution of twin-barreled linked automatic mechanism[J].Journal of Gun Launch & Control,2011(3):45-47.(in Chinese)