GAU-8

GAU-8

GAU-8/A復仇者機炮是由通用電器製造的30毫米口徑加特林式機炮,主要裝備在美國空軍A-10雷霆二式攻擊機上。該機炮是美國軍隊所使用過的最大,最重,以及威力最強的武器之一。GAU-8專為反坦克而設計,以極高的射速發射高威力炮彈。

發展歷程


GAU-8
GAU-8
GAU-8最初是為A-10雷霆二式攻擊機定型的 A-X(Attack Experimental,進攻實驗)計劃的平行項目。該機炮的性能要求於1970年公布,具體方案由通用電力和飛歌福特兩者競爭設計。A-X計劃的兩架原型機YA-10和諾斯洛普YA-9原先都準備安裝該武器,但原型機研發開始時GAU-8尚未完成,因此採用M61火神式機炮暫時替代。在完成後,GAU-8全系統(準確的名稱是A/A 49E-6火炮系統)佔A-10凈重的16%左右。
A-10攻擊機的構造比較特別:復仇者機炮安裝在機身中軸線略微偏左的位置,同時其起落架略微偏右,這樣就保證了機炮運作時實際開火的炮管處於飛機的中軸線上。蘇聯製造的GSh-6-30加特林機炮是與復仇者同級的武器,其重量更輕且射速更高,但炮口初速較低而且炮管容易過熱。
A-10攻擊機和GAU-8復仇者機炮在1977年同時開始服役。其主要生產商是通用電氣,但自1997年洛克希德·馬丁將旗下分部賣給通用動力后,通用動力武器與技術產品公司也參與了生產與支援服務。

設計


GAU-8特寫
GAU-8特寫
GAU-8全重620磅(280千克),算上填彈系統及彈鼓后的重量達4,029磅(1,828千克)。從炮口到彈藥系統尾端的距離是5.931米,彈鼓直徑34.5英寸(88厘米),全長71.5英寸(1.82米)。彈藥匣一次可填裝1,174發炮彈,但通常情況下只填裝1,150發。發射燃燒穿甲彈時的膛口初速可達990米/秒,幾乎與重量更輕的M61火神式機炮20毫米口徑炮彈相同。
為獲得最好的穿甲效果,GAU-8的標準彈藥排列是按照4:1的比例將彈頭重約425克的PGU-14/B燃燒穿甲彈與彈頭重約360克的PGU-13/B高爆燃燒彈(HEI)混合而成。PGU-14/B的彈頭嵌在輕質鋁合金彈殼內,內部包裹著一塊口徑較小的貧鈾核心。復仇者機炮對付坦克及任何裝甲車輛都極為有效。
GAU-8/A在彈藥設計上有一個非常重要的創新,就是使用鋁合金代替了傳統的鋼與黃銅。這使得飛機在總負載不變的情況下可多攜帶30%的彈藥。彈殼上還有為延長槍管壽命設計的塑料制彈殼箍。彈藥長約11.4英寸(290毫米),重約1.53磅(0.69千克)。
復仇者的發射速率最初是可控的,低速檔為2,100發/分(RPM),高速檔為4,200發/分。但後期型的射速被固定在3,900發/分。在實戰中為節省彈藥及避免槍管過熱,機炮通常只能限制進行一到二秒的快速射擊;炮管壽命同樣是重要的考量因素,因為USAF規定最短炮管壽命為20,000發。機炮的連續射擊在技術上沒有問題,機師可以在一次射擊中消耗掉所有的彈藥而不對武器系統造成損傷。不過這樣的連續射擊會大幅縮短炮管壽命,增加檢查密度及縮短炮管更換的間隔。
復仇者的炮管採用的是簡單的非自動發射設計,每根炮管都有自己的後膛與槍機。和其他的加特林機槍一樣,整個發射循環是由凸輪帶動並由炮管旋轉提供動力。炮管本身的旋轉則是由飛機攜帶的雙液壓系統驅動。
GAU-8/A採用了無鏈填彈系統,這樣不僅減輕了總重量,而且降低了炮彈卡殼的風險。填彈系統使用雙尾端設計,用過的彈罩可以回收進彈鼓而無需彈出機外,有效的避免了可能因此造成的機身損傷。填彈系統的設計基於後期的M61系統,但採用了更先進的技術與材料以減輕重量。

性能數據


總重281千克
全長6.06米
寬度0.437米
彈藥30x173毫米
槍機種類電動機與液壓驅動
發射速率4,200發/分
槍口初速1,070米/秒
有效射程1220米
最大射程2,440米
供彈方式無鏈填彈系統

服役情況


1973年1月在埃格林空軍基地進行了首次發射試驗,同年4月美國空軍與通用電氣公司簽定2375.4萬美元的合同,提供3門預產生型機炮用於鑒定試驗,提供8門預生產型機炮裝備飛機,同年末該炮裝備費爾柴爾德公司的第一架A-10原型機。
1974年2月在A-10上首次進行發射試驗,1975年開始投入批生產並進入現役,空軍採購總數800門。
在1991年的海灣戰爭中曾廣泛使用,發射的炮彈中有許多貧鈾穿甲彈

設計結構


手冊 P157 原圖
GAU-8/A質量為281千克,加上裝填系統和彈藥后質量高達1828千克,總質量佔A-10凈重的16%。該炮從炮口到彈藥系統尾端距離為5.93m,彈藥箱直徑為880mm,全長為2m。彈藥箱一次可以裝填1174發炮彈,但是通常只裝填1150發炮彈。
該機炮的結構和工作原理,與“火神”M61A1機炮相同,但個別部件和原理有所不同。
M61Al採用下壓閉鎖式機心,而GAU-8/A則採用旋轉閉鎖式機心。隨動凸輪和閉鎖/開鎖滾輪裝在機心體尾部,機心組件向前運動到閉鎖區內,凸輪作用滾輪,滾輪依次旋轉,機心頭進入閉鎖位置。機心組件裝有撞針、撞針簧和板機簧,板機簧受固定機匣上的發射凸輪控制。在機心組件向前運動並旋轉進入發射位置的過程中,板機簧受到壓縮然後被釋放;
GAU-8/A採用一種轉子反轉退彈原理。液壓傳動裝置控制這種退彈動作,確保第一發炮彈處在進彈口上的相應位置。釋放板機后在一次 射擊循環中機炮內 尚未發射的炮彈,通過 轉子反轉運動在1s鍾內 返回到進彈口,準備下次發射。
該炮供彈系統由圓柱形彈箱、出口裝置、輸彈系統、轉換裝置和入口裝置組成,工作原理與M61Al相似。
彈箱儲存炮彈和彈殼,出口裝置將炮彈從彈箱取出並置入輸彈系統。輸彈系統由閉合輸送帶和滑行導槽組成,傳輸炮彈和彈殼。轉換裝置從輸送帶上取下炮彈,供給機炮,將彈殼送進輸送帶,傳到入口裝置。入口裝置將彈殼從輸送帶取下,送入彈箱。
該系統的液壓傳動裝置與飛機液壓系統隔離,單獨工作,採用2個馬達,以半射速發射時只起動1個馬達,除控制機炮2種射速外,還控制機炮反轉退彈和供彈系統工作,使機炮與供彈系統工作協調一致。
該機炮系統裝在1個托架上,通過前機身底部的艙門安裝在飛機機頭和座艙下部。炮管組的旋轉軸稍微偏向飛機中心線的左邊。由於機炮是在9點鐘位置發射(從前面看),此發射位置正好在飛機的對稱軸線上,因此機炮發射時對飛機不會產生偏航力矩。

射擊與彈藥


彈藥是在競爭中,分別由霍尼韋爾公司和航空噴氣軍械製造公司研製的,採用較輕的鋁合金彈殼和塑料旋轉彈帶,從而減輕了重量(對整個系統估計減輕272kg),提高了炮管的壽命。
彈藥類型如下:
1)爆破燃燒彈(TP/HEI),炮彈、彈丸和彈殼裝葯重量分別為694/370/56g,長度分別為290/140/173mm,採用標準的M505引信、混合炸藥和自然碎裂的彈體,適宜於攻擊輕型車輛和器材等目標。
2)穿甲燃燒彈(API),為新型貧鈾彈藥,約佔總炮彈數的47%。
有兩種型號,其炮彈、彈丸的重量分別為717/392g和948/430g,其長度均為290/140/173mm。
彈 丸殼體較輕,內裝1個直徑較小的、比重較大的貧鈾 穿甲芯,貧鈾穿甲芯除了有很 強的穿透力以外,還是一種自然的引火材料,可增強穿甲燃燒效應。這種炮彈的彈道最佳,在較遠的距離上具有很大的動能,對坦克及裝甲車等目標有很強的穿透力。
實驗表 明:這種30mm口徑的彈藥比大多數20mm口徑的彈藥,在1800m距離上飛行時間減少了30%,相應地 減小瞄準誤差;
在1220m斜射程上其在彈著點的動能為20mm口徑彈藥的14倍,在兩倍射程上為4倍。
加速時間0.55s(從零到額定射速時間),連射長度為135發(2秒鐘),兩次連射間隔l分鐘,散布5密位(80%的命中數)。
可靠性為150000發(MRBF),預檢修期25000發,壽命140000發(最小)。