台灣155mm輪型自走砲

在2007年8月底台北世貿航太展中首度公開的國造155mm 45倍徑卡車自走砲車。

155mm卡車自走砲的尾部,其砲架結構仍沿襲過去研發的XT-69,助鋤為液壓式。

──by  Captian Picard


 

前身:XT-69 155mm 45倍徑拖曳式榴彈砲

聯勤202廠在1979年模仿南非G-5而製成的XT-69 155mm 45倍徑原型砲。

在1970年代末期,南非Dinel LIW開發出新型G-5 155 45mm榴彈砲,是當時全球倍徑數最大的155mm火砲(當時北約最新型的FH-70 155mm榴彈砲為39倍徑砲管),使用增程砲彈的最大射程將近40km,且具有輔助動力系統,自動化程度高 ,砲架放列與收架全都由液壓系統進行(各只需要3分鐘),不需仰賴人力挖駐鏟坑,不需要車輛牽引便能自行轉換陣地,整體設計十分先進。當時仍為南非邦交國的中華民國對G-5頗為心動,不過由於報價過於昂貴,難以直接購入,遂興起仿製的念頭。在1979年3月27日,國軍派出一批聯勤202廠的專家前往南非,表面上是實地考察並決定是否購買G-5,實際上則是試圖瞭解G-5的各種設計,以便在沒有原廠技術轉移並提供設計圖的情況下逕自仿造。

考察團中最重要的人物無疑是202廠的陳笏上校, 所有參與考察的人員中,只有他認為聯勤有能力仿造G-5,其他人都認為沒辦法。先前陳笏上校主導聯勤202廠研發過63甲式、T-65、M-68等三門原型砲,累積了若干工程經驗此外,當時202廠打算建立生產線來製造火砲,包括105mm、155mm甚至240mm等口徑,因而購入不少機台與儀器,生產製造能量不虞匱乏,因此陳笏上校遂大膽的答應接下這件工作。當聯勤專家赴南非考察時,南非 廠方也做了嚴格的保密措施,參訪團抵達時工廠停工迎接,並且不准拍照,對各種數據的回答也是相當模糊而保留。 當然,對於擅長逆向工程的聯勤而言,早就料到南非這著,而他們也是有備而來,陳笏本身就帶了一些小道具偷偷測量,無法測量時就是以步伐、掌幅等克難方式, 如此便將G-5大致的外部參數帶回台灣。

由於當時台灣的鋼鐵製造技術有限,無法直接製造長達7m的155mm 45倍徑砲身,陳笏遂改以兩根T-65的砲管料以熱套接合的方式結合成一根長砲管, 並進一步改良了G-5的砲閂,又加上G-5所沒有的砲膛排煙器;而G-5的砲口制退器 由於無法直接仿製,因此202廠直接以手頭上M-109自走砲的制退器加以取代。就利用這種克難的方式,第一門仿製的新砲只花了五個月,就在1979年(民國68年)9月17日 完工,根據年份而賦予XT-69的型號。第二門原型砲在1981年(民國70年)3月27日完成,之後202廠又陸續製造了四門原型砲。除了使用熱套接合技術完成45倍徑砲身外,由於先前202廠透過新加坡向德國購買一批155mm 45倍徑的砲管料(一體成型)共40根,因此也一併用在XT-69上進行測試。當XT-69的原型砲成功後,陳笏上校開始進行妥善化的作業。首先,G-5的承載系統設計有著容易過熱的問題,實際的牽引速率必須限制在40km/hr以下;因此,XT-69的設計由G-5的兩軸4輪改為單軸兩輪(仍維持輔助動力系統),牽引速率遂提高到90km/hr;此外,XT-69也修改了砲架的液壓驅動裝置並收容於大架內,可防止碰撞受損。

不過XT-69的試射的結果並不理想,首度試射的最大射程僅有25公里 ,與原訂的30km目標有所差距,這是因為聯勤的增程彈藥相關技術並不完善。全口徑增程彈與標準砲彈有相當的不同,不僅砲彈本身的外型更流線、更細長,且彈體必須裝設穩定翼與密封膠圈,而增程彈藥所需的三基發射藥也是標準彈藥所無的。聯勤專家赴南非考察時,砲彈室主任譚廷峨上校 不僅偷偷測量增程砲彈尺寸構型,又偷撿許多砲彈碎片回台,最後硬是靠逆向工程研發出增程彈藥;然而三基發射藥 就沒辦法光憑外觀就進行仿製,原本聯勤打算另外派團前往加拿大考察增程彈,後來因故取消,最後只能靠聯勤203廠自行摸索研發 。因此,聯勤203廠研發的增程彈與發射藥不僅性能無法達到要求,測試初期也發生不穩定的問題,而火砲本身的液壓管路在發射時也容易爆裂。XT-69的砲身長7m,砲膛內有48條右旋膛線,最大膛壓50000psi,射擊北約標準M-107 155mm榴彈時砲口初速達770m/s,射程22km,射擊ERFB/HB彈底凹陷全口徑增程彈藥時砲口初速895m/s,最大射程可達29km,這就是XT-69的極限性能表現,無法達到原訂的目標。

隨後,聯勤202廠將XT-69砲身安裝在國軍現有M-108自走砲的履帶底盤上(採用開放式砲塔,砲身直接固定於底盤之上),並在1981年的國慶閱兵上 展出。當時出席國慶的南非人員見到此種酷似G-5的火砲時十分驚訝, 並隨即表達抗議;不過由於XT-69的設計根據台灣的國情與技術水平而有諸多修改,南非方面始終無法找出仿冒G-5的直接證據。隨後陳笏負責接見包括南非 相關兵工廠廠長等5人,解釋了XT-69與G-5的不同之處, 爾後此事便不了了之。將XT-69砲身架設在M-108的底盤上並不成功,射擊穩定性不佳,而這個發展隨後也無疾而終。

爾後到了1990年左右,聯勤202廠再度把XT- 69搬出來充作「新型國產火砲」;同時期聯勤也有搞另一型XT-86 155mm榴彈砲,砲管為台灣自產,不過只有39倍徑。XT-86的火砲同樣發展不順,性能品質不及格,從來沒有進入服役階段。 在1994年(民國83年),聯勤又把XT-69搬出來參加漢光11號演習,以「新型自製火砲」的名義亮相登場,之後又沒了下文。

輪型底盤自走砲

在2000年代初期,聯勤202廠開始自費研發以卡車作為底盤的自走砲。相較於正規的履帶底盤、封閉砲塔式自走砲,卡車底盤自走砲結構簡單、重量較輕 、油耗較低,無論購置與日常操作維護的成本都大大降低,而輪型卡車在一般道路操作的適應性與經濟性也遠優於履帶底盤;此外,輪型卡車自走砲由於重量輕,也比較利於戰術空運,由C-130這樣的運輸機裝載不成問題。雖然就性能上,傳統履帶底盤自走砲的越野能力高,選擇砲陣地的彈性更大,射擊穩定性更高,裝甲防護效益較佳,砲塔可360度自由旋轉(卡車自走砲的砲身多半只能左右各轉十幾度)使得射擊操作更方便,也允許較大的自動化程度(砲塔內可輕易裝設全自動供彈系統,而絕大多數的卡車自走砲需要將砲彈以人力從駕駛艙後方的彈艙提至車尾);但是經通盤考量之後,新型卡車自走砲搭配155mm 52倍徑砲身、半自動裝填系統、自動放列的穩定助鋤、先進資訊傳輸/射擊控制與全自動瞄砲等裝置後,整體戰力已經相當強大,足以滿足大部分的現代化砲兵需求,而其低廉的價格與優異的成本效益則更加令人稱道。因此在2000年代,幾個國家競相研發以卡車為底盤的自走砲,其中又以法國凱薩(Caesar)的設計最典型,在外銷市場上也最有斬獲。

俯瞰155mm卡車自走砲的砲身結構,上方是砲口測速雷達以及GPS/INS導航定位單元。

在2007年中,此種新型卡車自走砲首度見報曝光,並於同年8月底的2007年度台北世貿航太展中公開亮相。根據現場展示的實車,其砲架與火砲部分仍大致沿襲當年XT-69的架構,155mm 45倍徑的砲身仍由兩截砲管料熱套接合而成,比較明顯的區別是換裝新的砲口制退器。聯勤宣稱此種卡車自走砲的砲身使用比當年XT-69更進步的製造技術,包括液壓自緊等。底盤部分,早年的測試照片顯示此自走砲採用先前國內成造的華同載重車作為底盤,然而2007年公開的原型車則採用台灣 陸軍近年新購的「中型戰術輪車」的同系列產品。「中型戰術輪車」是美國國際卡車&發動機公司(ITEC)的International 7400的衍生型,並授權台灣三陽工業組裝,採用直六引擎,底盤構型則為4X6;為了抵抗火砲發射時的震動與砲口暴風,駕駛艙頂端設置了防護板,正面風擋也加裝百葉窗,在發射時能予以關閉來保護擋風玻璃。國軍總共購買4788輛中型戰術輪車, 總共分為五批,分五年運交,五批的數量分別是643、1104、1104、1104、883輛。而155mm輪型自走砲則是ITEC的同系列產品,不過改用6X10構型 的底盤,以肆應較大的車重;雖然如此,由於此型底盤跟中型戰術輪車一樣同屬民規,只有一對尾輪,無全輪驅動設計,底盤高度也比較高 ,傳動軸與車體間的距離也太大(易受損),越野操作性能並不理想。幸而台灣產業道路發達,戰場縱深淺短,對於越野能力的要求並非特別高,因此這型底盤的行駛能力應仍然足敷使用。此種新型自走砲全重約18ton。

155mm自走砲的車尾操作介面,上為射控電腦,左為語音喊話器,下方則是各種

液壓部件的操作裝置,包括車側助鋤、砲尾裝彈機、火砲迴旋俯仰機構等等。

在2009年世貿航太展中再度展出的155mm自走砲,砲座旁新增電力伺服驅動裝置。

此型155mm自走砲擁有先進的資訊傳輸、射控以及砲控系統,自動化程度極高,能滿足快速反應的需求。此型自走砲擁有數位及語音傳輸系統,在一般情況下,砲兵前進指揮所 直接以數位資料鏈將相關資訊傳輸給砲兵連,再由砲兵連部單位傳輸給各砲,這些資訊包括目標的位置、接戰時序順序等,每次能傳輸對多個目標的攻擊計畫;砲車 上的彈道計算獲得這些資訊後,電腦透過砲管上的GPS/INS取得本身方位資訊,與指揮所傳來的目標方位比對,隨即計算出射擊所需的砲管方位/俯仰角度、裝藥等 射擊參數;接著,砲組人員只需要透過電腦介面選取攻擊目標,電腦砲控系統就會依照射擊解算,自動將火砲帶至定位(包括方位/俯仰調整)。 在2007年公開展出的155mm自走砲僅有液壓式的砲身伺服驅動裝置,且尚未與射控電腦整合,射擊解算後仍須以人力控制液壓裝置操作;而在2009年世貿航展再度展出時,砲身伺服裝置已經更改為電力驅動,並且與射控電腦整合,解算射擊諸元後,便可自動調整火砲方為/俯仰角完成瞄準。 如果數位資料鏈中斷, 則砲車能透過語音傳輸獲得參數,由砲組人員手動輸入電腦介面,射控系統仍可順利完成射擊解算以及目標瞄準;如果射控電腦失效 ,砲組人員能直接控制液壓系統進行火砲瞄準作業;萬一連液壓砲控都失效,則砲組人員能以傳統搖砲方式調整砲身俯仰與方位,而砲身側面還有備用 的光學直接瞄準儀 。

除了先進的射控裝置外,車上的GPS/INS模組也負責砲車本身的導航行駛功能,能根據上級單位傳輸的砲陣地資訊,迅速引導砲車進入射擊位置。此型火砲具備封閉迴路修正能力,砲身上部裝有都卜勒砲口測速雷達,砲彈射出砲口時,測速器立刻追蹤砲彈的方向與速度,計算出偏差,隨即自動回饋至彈道計算電腦,作為下一發砲彈的修正依據。除了砲口測速雷達之外,裝在一起的還包括衛星定位/慣性導航(GPS/INS)模組,負責提供方位角、仰角、位置、高度等火砲參數,此種配置的優點是不必在各軸向安裝傾斜感應器,可簡化控制系統的迴授設計;不過安裝在砲身的導航/感測器模組比較容易因射擊的震動而損壞。砲車上總共備有兩套電腦操作介面,一套位於駕駛艙,另一套則位於砲車左後方砲尾附近;位於駕駛艙的電腦介面兼作射擊控制以及車載導航系統的介面,車尾的系統則專司火砲控制。車上的射控電腦以及顯示器等都採用民規組件,使用Window XP作業系統以便於程式開發,未來則會換用更穩定簡潔、開機更快速的ARM作業系統作為平台。 射擊穩定方面,車體兩側各設有一個液壓千斤頂,車尾兩側也各有一個液壓千斤頂,在火砲射擊時構成四點支撐;相較於法國凱薩自走砲以一個車尾大型駐鋤將車身撐起的設計,國造155mm輪型自走砲的四支撐點設計擁有較佳的射擊穩定度,亦比較容許調整水平方位,然而構造比凱薩複雜,列放部署速度較慢。

除了先進的射控系統之外,此型自走砲車本身的操作也有很高的自動化程度:車體側面與砲尾駐鋤都由液壓系統自動收放,砲管行軍鎖也是液壓控制,因此從 駛入砲陣地停車、列放到瞄準開火只需一分鐘(其間過程完全自動化),收架、撤出砲陣地亦只需一分鐘,能進行打帶跑戰術 ,大幅增加了敵方反砲兵作業的困難度。由於底盤高度度較高,為了便於乘員操砲,砲車尾部設有液壓升降板, 使得車上乘員能站在板上進行裝填作業。車上的砲彈儲存在駕駛艙後方的兩個快拆式彈箱內,左側彈箱存放17發砲彈,右邊彈箱則存放18個裝藥,而此種彈箱能在3分鐘內完成補給吊換。火砲的 砲閂為間同心間斷螺牙式,彈藥裝填為半自動作業,彈藥手將砲彈與裝藥從彈箱取至車尾,砲尾環左下方設有一具液壓裝彈機,乘員 首先將砲彈送上砲尾,然後將裝填機轉至砲尾,裝填機的推杆便將砲彈推入砲膛的正確位置,完成後將裝填機再從砲尾轉開,裝填手以人工放入裝藥並關上砲閂 ,砲閂隨後自動完成閉鎖,接著便可擊發。此砲車的砲身可左右各迴旋15度,最大仰角60度,具備多發同時彈著(TOT)能力(預設於電腦程式,有幾種落彈數模式可供選擇) 。熟練的砲班能在發射的頭一分鐘展現六發/分的最大設速(一般水平的砲班則約4發/分),長時間的持續射速則為3發/分。此種砲車在研發階段使用國軍現有的155mm彈種及裝藥,將來則視需求決定是否研發新彈種 ;至於裝藥則採用聯勤開發的TC-92與TC-95模組化拋射藥,已經用於國軍現有的M-109A2/A5自走砲上,此種裝藥擁有規格化的尺寸,藉由調整藥包數量來適應不同彈種或射程(最多應使用5個),免除以往需要攜帶四、五種不同規格藥包的困擾,不僅便於後勤管理,未來也利於配合自動裝彈機的開發。聯勤202廠宣稱使用彈底增程彈時,此砲的最大射程39km,使用標準彈藥的射程約20km。根據公開的測試影片,此型自走砲射擊時底盤幾乎一動也不動,穩定性十分良好,砲身還能以水平角度實施直射(聯勤宣稱直射的最小射程約3km),即便將砲管壓低至車頂附近發射時,駕駛室也承受得住風暴。由於自動化程度高,整輛砲車僅編制四 名人員,包括砲長、砲手、駕駛兼彈藥手、彈藥手。

此種原型砲車的各種主要機能大致都已經完備,並趕得上世界潮流,唯一的明顯缺憾就是車頭駕駛艙並更動與擴充,難以容納整個砲班的四名人員,而這也是將來此砲車如獲得陸軍青睞並付諸量產時,必須進行的妥善化工程 。由於陸軍希望能將水平迴旋範圍提高到左右各20度,如果必須實行,除了需增大助鋤之外,恐怕勢必要更換更大更穩的底盤載具;然而依照雷霆2000的經驗,陸軍恐怕捨不得採用性能更好但是價格更昂貴的軍規輪型載重底盤。 此外,此種155mm卡車自走砲如要成軍,還得與砲兵指揮觀測系統等相關建設配合,然而據聞155mm卡車自走砲原型砲尚未與在2008年開始換裝砲兵部隊的「戰術射擊指揮儀」完成整合,加上此階段砲兵單位首要建軍目標仍是採購美製M-109A6自走砲,因此此型砲車能否在短期內實質建案採購,仍存在相當多的變數。此外,聯勤202廠也曾與砲兵單位研究,將此型砲車的各項技術(包含定位、資料傳輸、射控計算、電力伺服驅動乃至於增程型砲身)用來改良陸軍現役的M-109A2自走砲。

此砲車的研發過程仍反映出近十年國造武器一貫的老毛病,沒有一個層級夠高的平台為國內有限的軍工單位進行整體的決策與整合,各團隊研發作業往往是八仙過海甚至多頭馬車,相關的橫向單位也未能積極地參與協助與交流,例如砲校並未將相關研發意見提交給軍備局,而砲校也批評聯勤202廠提交的155mm原型砲車試射數據不完整,甚至沒有提供完整的射擊表尺作為解算射擊諸元的依據,僅仰賴自動化的射控電腦解算( 此舉反而顯示軍方實戰單位的思想僵硬與食古不化)。更有甚者,砲兵單位規劃未來建軍的心思根本不在此型國造155mm卡車自走砲上,使用單位(部隊) 往往將武器研發單位視為爭食預算以求團隊存活的「金光黨」,強迫推銷一堆不好用也不管用的「垃圾」,更遑論釋商生產之後各廠商與背後政黨勢力你爭我奪衍生的弊端以及削價競爭後大幅縮水的品質;研發單位則大嘆部隊崇洋媚外,以有限的資源人力時間好不容易研發拼湊出一定成果,上級卻只青睞美國武器,對自家產品不聞不問,甚至缺乏體制內的管道來向軍方高層推銷。台灣的軍工體系已經夠小,還不好好整合統一,各單位各搞告的, 國家又始終只供應「半弔子」的預算規模,軍方研發單位在此環境下無法從頭到尾完整落實一個研發工作,實在是不讓人意外。