M109 A6

為何新購M109A6 對比 A5自走砲 戰場生存性高300%? 配合新型精確導引砲彈如虎添翼!

中華民國陸軍已經擁有大量M109A5自走砲,即將引進M109A6型,型號只差一個數字,初期採購金額就超過170億新台幣,許多人會問,究竟M109A6比A5強在哪裡,值得花錢嗎?這筆採購案中的「精確導引砲彈」又是什麼?

M109A6採購案簡介

根據《聯合報》獨家資訊,A6自走砲採購案,有望成為美國拜登政府對台首批軍售。

我國採購M106A6自走砲以「銳霆專案」為代號,自2020年起編列約173.85億元新台幣預算,首批採購40輛A6自走砲與相關附屬、訓練設備。(原傳出預算新台幣300億採購約100輛。)預計2023~2025年完成接裝。

因為國軍近年軟硬體裝備大批升級、汰換,預算排擠,故根據台海作戰需求,以長程飛彈、海空武器列為優先執行,但經過權衡優先順序,A6自走砲仍然列為優先採購,顯見其性能對我軍作戰有所助益!

除了砲車,相關採購案中,還有 「新型一五五公厘火砲精準彈藥」,應為M982「神劍」(Excalibur)精準導引砲彈。

究竟A6型自走砲車與神劍精確導引砲彈有什麼特色與威力,讓國軍還是列為優先採購案之一?分述如後。

M109A6
▲射擊中的美軍M109A6自走砲陣地,可清晰見到剛射出的砲彈彈頭。

M109A5 與A6跨世代差異

M109A5

M109A5是「機械化*」M109系列自走砲的終極改良版,換更耐用耐磨的M284型砲管,雖然仍是39倍徑(砲管長6.04m),但此砲管能發射彈底噴氣增程彈*(原理見文章末尾註解)射程可達30 km。

*相較摩托化以車輛提供砲兵機動力,機械化指除了機動力外,還擁有裝甲防禦力。

M109A5還強化了核生化防護能力,砲管旋轉與仰俯改用液壓系統,並換用一個有電子裝置偵測哪裡故障的440匹馬力引擎及變速箱。但這些都是1980年代戰鬥觀念的改良,因此早期型的A1~A4也可以改良至M109A5,因整體接戰模式與越戰時代幾乎相差無幾。

不過進入1990年代後,電子科技突飛猛進,在現代化的「反砲擊」偵測技術下,敵方藉由反砲擊雷達與電腦連線,很快就能由偵測砲彈飛行軌跡,計算出發砲的砲車位置,除了敵方目標很快就會疏散掩蔽,敵方也會立刻通知砲兵或戰轟機,進行反砲擊接戰,再加上只有39倍徑造成射程較短,M109A5必須更接近前線,生存性遭受質疑!

M109 A5
▲圖為中華民國國軍現役的M109 A5自走砲接受檢閱。台灣的M109A2及A5型自走砲共225輛。

M109A6

M109A6特別強調從機械化到「資訊化」世代作戰的改良,具有其他構型均未配備的自動射擊管制系統(Automatic Fire Control System,AFCS)、全球定位/導航系統系統(Global Position/Navigation System)、單頻地空無線電系統(SINCGARS)、炮口測速雷達、火砲自動射擊管制系統等。

這些配備讓每一輛M109 A6都可以獨立作戰,等於將自走砲車與射擊指揮車(Fire Direction Center Vehicle,FDCV)合而為一!即M109 A6可直接由單頻地空無線電系統獲得射擊命令,射擊管制系統據此計算各項射擊參數,再自動調整火砲俯仰角和射擊方位,開始射擊任務。

M106 A6增設半自動化彈藥裝填系統,遙控火炮固定架以及駐鋤,且因為M109 A6砲車的戰鬥重量達29噸左右,加上射控電腦計算彈道,必要時也能不放駐鋤就射擊。砲班從6人減少到4人,且人員不用下車即可接戰,從接獲射擊命令、完成射擊準備到第一發砲彈發射僅需30~60秒。連續射擊速度也加快,最大射速從6發/分提高到8發/分。

簡單說:在現代化要求快打快撤的砲戰中,「一輛」A6砲車,就能打出一個「砲連」A5砲車的威力!

M106 A6也能快速進行直瞄射擊(Direct Fire),擊毀接近砲車的目標,參閱:M109 A6 「直瞄射擊」又快又準 坦克衝來也未必打的過!

A6構型的砲塔內部還加裝凱夫勒(Kevlar)防彈內襯,假設反砲擊的砲彈在砲車附近爆炸,能夠強化對成員的防護。在以上的種種改良後,M109A6的火力實質上大幅強化,整個砲車在現代化作戰的生存性,更較A5型提高了300%!

由於改良甚多,M109 A6甚至有自己單獨的型號帕拉丁(Paladin)或按照意思翻譯為聖騎士。

M109 A6
▲M109 A6與A5型號只差一個字,戰術運用觀念卻差了一個世代!

▲M109 A6砲車演習實況,影片作者說最快30秒即可從行進狀態急停並開火射擊!

世界特種部隊與軍武資料庫粉絲專頁的網友提供A5與A6差異的懶人包說明:

網友
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A2、A5、A6本體都是一樣,差別再於A6有防彈內襯、射擊管制系統、全球定位/導航系統系統、單頻地空無線電系統、火砲自動射擊管制系統等。

簡單的說給它射程內的目標座標電腦就可以把射角跟仰角都算出來,現行國軍的”射測觀通砲’五個體系,變成只需砲班就可以運作了。

A6型缺點在台海戰場尚可接受

在探討M106 A6的缺點前,要先看一看美軍當年原本預計取代M109系列自走砲的系統。

美軍由於有強大的空中武力支援地面部隊,因此對於砲兵火力並沒有特別重視,但是M109自走砲是1960年代的設計(1963年服役),到了1990年代時,整體發展已經到了瓶頸,故美國當時開發十字軍(Crusader)自走砲系統想要取代M109系列。

XM-2001自走砲車是十字軍自走砲系統的核心,馬力為M1戰車同級的1500匹,採用線控駕駛(Drive by Wire),與戰鬥機的線傳飛控(Fly by Wire)相同,透過電腦以數位訊號來駕駛砲車!比M1戰車還先進…

火力為155mm 56倍徑加農榴彈砲,有液冷循環系統,採用彈底噴氣彈時,射程輕鬆超過40km。整個接戰程序完全自動化,30秒內能從運動狀態到開火!因砲車能自動接收射擊指令,並自動導航、定位與監控目標位置,自動解算射擊參數,自動選取砲彈、藥包和引信設定,自動裝填砲彈,自動瞄準與射擊…

XM-2001最高連續射速達12發/分,打了就跑的爆發射速達4發/15秒,而且此時的CEP在35km外,僅有140m。這樣的性能別說同時期的M109A5,連改良後的A6都望塵莫及,車尾燈都看不到!

但整套十字軍系統因為過於昂貴(研發+第一批小量生產的成本預計達1990年代的110億美金,約今日的200億以上),當時一組砲車超過1000萬美金,美軍認為優先性不高又太燒錢,最後整個計畫於2002年取消,但部分電子技術轉移到M109 A6上。

由十字軍計畫,可以看出M109 A6的射程是最大的問題「射程不足」,39倍徑砲管就算裝上彈底噴氣彈,射程也只有30km,這是現在已經普及的標準型52倍徑155mm自走砲的標準射程,如使用彈底噴氣增程彈,52倍徑155mm砲可以打到40~45km,M109 A6的射程完全居於劣勢,在平原作戰相當不利!美軍後來研發M109 A8,以58倍徑砲管彌補此劣勢,但目前還未完全成功。

xm2001crusader
▲擁有155mm 56倍徑火砲的XM2001砲車。但整個計畫因成本過於昂貴而被取消。
99式自走砲
▲52倍徑基本上已是目前155mm砲的標準,圖為日本99式自走砲。

但射程這個缺點,在台海戰場則可能不太明顯…因為未來的台海作戰中,我軍是守勢作戰的一方,在前幾波解放軍以長程武器攻擊我軍據點時,自走砲車應該會隱蔽起來,在解放軍船團接近時,也不可能開到相對暴露的灘頭附近,企圖射擊敵軍船團,因這種打法砲車會被敵迅速擊毀。

自走砲隱蔽在中央山脈附近的廣闊空間,即可以利用地形掩護,躲過解放軍炸射。解放軍登陸後建立灘頭陣地時,砲車可以在中央山脈靠近平原一側機動,並以快打快跑射擊模式,攻擊解放軍灘頭陣地,支援我軍反攻。而看看地圖就知道,由中央山脈邊緣到灘頭的距離幾乎都不到30km,M109A6的射程已足夠戰場縱深。相對的,其快速射擊與撤離的能力,會比其他國軍各型火砲,都有強的多之戰場生存能力!

而且為了針對射程這個缺點加以改善,國軍也引進了「精確導引砲彈」,對於30~50km這段射程內,如果有非打不可的高價值目標出現,國軍M109A6砲車也有砲彈能招呼

如虎添翼的「導引砲彈」

下方影片是幾幕155mm M982神劍導引炮彈(M982 Excalibur)以不同距離射擊目標,發發精準!M982使用軍規GPS導引,美軍在伊拉克實戰使用,圓周誤差率半徑(CEP)僅5m左右,簡直如同飛彈般的精確,對於車輛大小的目標,完全籠罩在最大殺傷範圍內,裝甲車甚至盤旋的直升機都能一發摧毀,改良後甚至可攻擊低速移動目標!

▲砲彈不長眼早成歷史 精準如狙擊槍的「M982神劍導向砲彈」試射實拍。

M982除了精確,由於使用折疊彈翼,能夠改變砲彈彈道,因此射程也比傳統砲彈遠的多,40~50km的射程超越大部分傳統155mm火砲的標準砲彈。

但須注意精確導引砲彈不只有GPS導引一種方式,其他導引模式例如終端雷射導引、雷達導引等,也有許多國家開發類似的產品,但無論射程與精確度,都不如M982。例如國軍曾經引進採用的M712銅斑蛇導引砲彈,需有人員或直升機在前線(靠近目標3~5km內)以雷射導引、最大射程也僅20km。

攻擊移動目標能力

M982採用GPS全球衛星定位導引方式,原理是裝在砲彈頂部的增強型可攜式砲兵感應引信設定器(Enhanced Portable Inductive Artillery Fuse Setter,EPIAFS)輸入目標方位,射擊後主動搜尋並摧毀目標。

但眾所周知GPS導引很難擊中移動中的目標,研發單位為M982加裝一個具有雷射半主動終端導引功能的新製導航組件(GNU),使之成為一種複合式導引砲彈。

光是採用GPS導引的標準型M982砲彈已具有很高的精準度,命中距離目標4公尺範圍內的機率高達90%,在此基礎上加裝雷射半主動導引尋標段後,砲彈將可以在飛行中重新瞄準目標,即在飛行路徑中隨時更改飛行路線與彈著點,因此具備攻擊低速移動目標的能力

物美價廉的其他導引方式

但是,M982精確導引砲彈最大的問題是「因為太準確如狙擊槍,所以價格昂貴!」,2015年,美國軍方花費19.34億美元,採購7474枚,一枚25.88萬美元(約777萬台幣),是傳統155mm砲彈(例如M549A1增程155mm彈)的100多倍價格,而且需要良好的儲存環境,此類附加成本還沒算入!

100多倍實在太誇張,美軍也覺得太貴,無法大規模消耗(美軍是真的在打仗,不是堆倉庫),於是研發出讓傳統砲彈變聰明的「M1156 精確導引套件」(Precision Guidance Kit)。

M1156PGK套件將傳統155mm砲彈裝上導引頭與彈翼,約可將射到30km外,CEP達267m的M549A1砲彈降到CEP 50m,這種精確度雖然相比M982還是差很多,也無法延伸射程,但拿來反步兵集群以及反砲擊這類任務,已經夠準了。

此套件價格僅1萬美元,雖然還是比無導引砲彈貴,但已經進入可以接受的範圍,且能讓美軍在精確導引以及無導引這麼大的鴻溝間,擁有適中的選擇。

此外,由於M982砲彈是美國與瑞典合力研發,都擁有部分智慧財產權,也許瑞典會受迫於中國的壓力,拒絕或延遲出售給國軍此型砲彈,因此M1156PGK套件亦是國軍可以參考的解決方案

M982 砲彈
▲M982 的彈頭外型
M1156 PGK
▲右方兩枚為裝上M1156 PGK套件的傳統155mm砲彈。
CEP PGK
▲隨射擊距離增加,傳統”笨”砲彈的CEP會大幅劣化,但加裝PGK套件後,30km也有良好CEP,雖不能跟神劍導引砲彈比,但價格便宜。

*附註:彈底噴氣彈為什麼能增程?

砲彈頭通常是尖型,能夠最大的減低空氣阻力,而彈尾卻必須做成平的,才能讓發射藥的推力儘可能的作用在砲彈上。

飛行中的砲彈,其頭部衝開的空氣波,卻會在砲彈尾部形成窩流,窩流會帶來負壓區,造成砲彈前方的空氣壓力更大,變成對砲彈整體的阻力,影響射程。

砲彈若做成橄欖狀,兩頭都是尖的,就能減少前述的空氣阻力,但尖銳的砲彈尾部會大幅度削弱推進藥作用到砲彈上的效能。

最後工程師很有創意的在彈底增加噴氣裝置,利用噴氣的壓力,填充砲彈尾部的負壓區,變成正壓之後,彈頭部分的空氣阻力也會變小,進而可以提高射程30%。

彈底噴氣增程彈
▲彈底噴氣增程彈
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