DOI:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2024.07.002
龙年春节前夕，中国北方工业公司发布了一段新春宣传片。眼尖的军迷发现片中出现了一款此前从未披露过的轮式自行榴弹炮，从身管与底盘的比例来看，该炮应该采用了52倍径的155毫米口径身管。有传言称此炮的外贸型号编号为SH16。那么，该炮有何独特之处呢？
独特之处
SH是国产外贸版轮式自行火炮的型号编号。该宣传片的背景是向外国军贸代表团集中展示北方工业公司近年来推出的外贸新品。而此前披露的外贸版轮式自行火炮的型号从SH-1排到了SH-15，因此坊间称这款最新型轮式自行榴弹炮为SH-16，具有很大的合理性，只是尚未得到北方工业公司官方证实罢了。
历经多年发展，SH系列已经形成了一个涵盖多种口径，技术水准覆盖高、中、低档，配套装备齐全，能适应不同客户个性化需求的轮式自行火炮系列。SH-16和此前型号最大的区别，是其在6×6重型越野卡车底盘上集成了一个采用模块化设计的无人炮塔，从而将炮班成员降至2人。作为对比，2018年珠海航展上公开亮相的SH-11轮式自行榴弹炮采用有人炮塔设计，炮班成员为4人，且采用了39倍径身管。
实际上，此前北方工业公司曾在书面宣传资料里披露过，该公司已开发出一款全重小于14吨的52倍径155毫米无人炮塔火力系统。只不过，其在这份书面宣传资料里，是集成在一个通用履带式底盘上。如今，这种体积可观的无人炮塔火力系统集成在6×6重型越野卡车底盘上，不仅说明该火力系统采用了模块化设计，可以较为方便地集成在各种底盘上，而且也证明了其没有采用炮塔吊篮设计，弹丸和发射药应该都存储在无人炮塔尾舱中，并采用尾舱式自动装填机构。
从理论上说，将采用52倍径身管的155毫米榴弹炮集成在无人炮塔中，能极大缓解炮塔内空间可能不足以提供火炮最大后坐长度的矛盾，或者说可以在协调这一对矛盾时少付出点代价，并且能在满足相应技战术指标的前提下，尽可能缩小无人炮塔的体积，降低其全重，从而进一步提高其适配各种底盘的能力。
采用无人炮塔后，SH-16轮式自行榴弹炮炮班人员减至2人，即驾驶员和车长兼炮长。从SH-15所展示的“一键撤收”能力来看，SH-16在SH-15基础上让系统自动化程度“百尺竿头，再进一步”，很可能是为了满足一些不缺资金，但人力资源相当紧张的海外客户的个性化需求。不过，如此设计，对SH-16底盘的无故障间隔，以及无人炮塔火力系统的可靠性提出了极高的要求。毕竟战场上一旦出现故障，仅凭2个炮班人员很难在短时间内排除故障。
对于无人炮塔火力系统而言，可靠性主要取决于当火炮处于不同仰角，尤其是高仰角时，弹药自动装填系统的表现。如果像苏/俄系主战坦克那样，火炮自动装弹机采用定角装填，无疑会极大降低其故障率，但对提高自行火炮射速，尤其是爆发射速极为不利。随着战场反炮兵火力技术的飞速发展，自行火炮只能在战场机动过程中实施短停射击，以爆发射速打出数枚炮弹后，赶在敌方反炮兵火力来袭前迅速撤离发射阵地。在这种战场环境下，自行火炮采用定角装填是不可取的。而要实现任意角度可靠装填，这对火炮自动装填系统提出了极高要求。
不过，在笔者看来，以中国当下的整体工业水平，解决弹药自动装填系统任意角装填可靠性问题并没有不可逾越的阻碍。只要肯投入资源，系统成熟只是时间早晚问题。真正制约SH-16无人炮塔火力系统成功与否的关键，是其发射药必须适应自动装填系统，并尽可能降低自动装填系统的复杂程度。
药包局限
大口径支援火炮的弹丸和装药重量均十分可观，如果弹药采用定装式结构，则长度、重量均超过了人力持续装填的生理极限。哪怕是采用自动装填系统，定装式弹药的长度也会令装填空间大到无法适配炮塔的程度，因此只能采用分装式结构。
采用分装式结构后，人们将一定分量的发射药用丝、麻、布等易于燃烧且残留物较少的编织物包裹起来，做成药包。药包的出现，使弹丸的炮口初速能在一个相当大的范围内进行调整，火炮射击近界大为降低，火力覆盖范围大增，弹道选择更加灵活。药包出现后，其在大口径身管火炮弹药上的具体应用，有纯药包和药筒盛装药包两种类型。
纯药包是指直接将数个药包塞入药室，因为炮尾结构闭气要求极高，因此一般采用闭气效果好的螺式炮闩。不过，螺式炮闩的开闩方向与弹丸、药包装填方向不一致，对提高射速不利。且连续发射数枚弹丸后，药室温度急剧升高，且有发射药燃烧残存物留膛，存在自然引燃药包的可能性。因此需要炮手用带有湿抹布的擦炮棍先行清洁药室并给予降温处理，方能继续塞入药包。纯药包的这些使用特点并不适宜自动装填，而且其采用的编织物包装结构，恐怕也很难经受得起自动装填机构粗暴的动作而保持不破不散。
用药筒盛装药包这种结构类型，因为有药筒起到闭气隔热作用，因此火炮连续射击时引起发射药自燃的可能性大为降低，而且可以采用闭气性稍差，但开闩后闩体自然成为导弹槽，开闭闩体迅速，有利于提高射速的楔式炮闩。
大口径身管火炮弹药的分装药筒最初由延展性好、易于加工的黄铜制造。不过，铜是地球上蕴藏量较小的战略资源，战时需求量大，因此一些国家发展出了卷钢焊接药筒，在满足技战术性能要求的同时，极大降低了造价。但药筒的存在，毕竟增大了弹药自重及成本。一些看重药筒结构强度好的国家最初发展出半可燃药筒。这种药筒的主体可视作发射药的一部分，能在火炮击发后在药室内燃烧殆尽，只是在尾部保留了金属筒底，用以密封发射药燃气及安装底火。半可燃药筒将弹药的重量利用率提高了一截，射击完毕后仅需抽出一个短小的金属筒底，使得抛壳机构得以简化，为提高射速创造了条件。此后发展出的全可燃药筒在这些方面更上一层楼，但却无法密闭发射药燃气，所以需要在炮闩上增加专用的密封紧塞具。
不过，即便是半可燃药筒和全可燃药筒，其本质上都是一种盛装药包的容器。出厂前，每个药筒内都盛满了药包，即处于全装药状态。鉴于身管支援火炮使用全装药的机会并不多，因此在大部分情况下，炮手要根据实际情况，从药筒中取出相应数量的药包。这个射击准备步骤若是交给自动装填机构完成，会变得很麻烦。降低自动装填机构可靠性不说，由机械强行从药筒中取的药包不仅同样面临如何保证不破损的难题，还要解决如何妥善存放，存放在哪里的诸多问题。
有鉴于此，大口径身管火炮若要实现全自动装填，就必须采用模块化发射药。
装药进步
所谓模块化发射药，又被称作模块化装药。它是一种由可燃的、便于组合的圆柱形容器内融装发射药以及装药元件，从而形成一种具有刚性的、便于组合的分装发射药。设计良好的模块化发射药两端均具有类似于中国传统建筑常见的榫接结构，且无首尾之分，因而让自动装填机构得以简化设计。数块模块化发射药被推入药室后，通过端面的榫接结构能联结成一个整体，并令各模块的中心传火管也彼此相通。
模块化发射药的研制，涉及发射药选择，可燃容器组成成分及结构，易损性等级，模块机械承载，弹道试验，湿度系数，中间射程试验，点火装置，压力波与作用时间，点火药组成成分及性能，炮口压力及炮口焰，点火延迟，烧蚀性能和弹道性能等方方面面。
和被包裹在药包中的散装发射药相比，模块化发射药的形态虽与之不同，但成分是差不多一致的，而且也有单基、双基和三基发射药之分。所谓单基发射药，其主要成分是硝化棉火药，又称无烟火药。它是将棉纤维浸入浓硫酸和硝酸进行硝化，再将其溶解在乙醇或者乙醚中，加入稳定剂后进行干燥硬化处理而成。这种单基发射药在爆燃过程中几乎不产生烟尘，很少有残渣生成，故而在一段时间内曾一统发射药的“江湖”。
随着人们对火炮技战术指标的要求越来越高，硝化棉火药惭惭又不能满足火炮的“胃口”了，于是人们又想到了硝化甘油。和硝化棉火药相比，硝化甘油的药力大约要高50%左右，但爆燃温度和膛压也均会明显提高，生成的燃气量却会有所减少。如果直接用硝化甘油当发射药，那么药室、炮闩与身管均要付出相当大的代价才能承受得起急剧增高的膛压及温升。况且硝化甘油常温下是液体。液体发射药的日常存贮、战时加注及药室密封、防自燃等一系列问题时至今日仍未得到较好的解决。所以，人们退而求其次，利用硝化甘油可被硝化棉吸附这一特性，制造出二者混合在一起、相互取长补短的新型发射药。这种新型发射药因为含有两种主要成分，故而又称为双基发射药。
各国双基发射药配比各不相同。但一般而言，其中的硝化甘油含量一般不会高于20%～30%这个比例。再高的话，药力固然猛烈，但由此带来的烧蚀问题也会变得很严重，综合算下来得不偿失。随着技术的进步，双基发射药虽然主要成分仍是硝化棉火药，但次要成分已经从硝化甘油拓展到了其他硝酸酯。不过，其遵循的配比原则还是一样的。
战争需求促进了高膛压火炮的迅猛发展，这对发射药的药力提出了更高要求。于是人们在双基发射药基础上，加入了比例不等的烈性硝基胍原料，促使硝化棉发射药的爆燃更加充分快速，从而制成了三基发射药。目前，性能先进的三基发射药在药力明显高于双基发射药的前提下，将爆燃温度和膛压控制得不高于后者，性能上较为理想。但是，三基发射药因为掺入了硝基胍，故而在生产过程中难以控制发射药的晶形和粒度，机械强度很难控制得均匀一致，生产成本也居高不下。
模块化发射药在提升药力的同时，为降低自身的机械感度，提高其贮运安全性，必须添加一定的钝感剂；为使发射药长期贮存不变质，需要添加安定剂；弹丸上的紫铜弹带与膛线摩擦，会在膛线上“挂铜”。残铜在膛线上积攒过多，会对弹丸产生额外阻力，导致火炮初速下降，膛线磨损加剧，因此要在发射药中添加除铜剂；发射药燃气在炮口和炮尾与空气中的氧气发生二次燃烧，产生的强烈炮口（炮尾）火焰不但会暴露火炮发射阵地，而且会对炮手造成伤害，所以要在发射药中添加以硫酸钾为主要成分的消焰剂；“双基发射药”爆温高、烧蚀大，因此要在发射药中添加适量的阻燃剂，以控制其爆燃性能。
模块难题
往身管火炮药室内装填不同数量的装药模块，会获得不同的炮口初速。其战术使用要求相邻两个装药级别间的射程不能出现空档，必须有所重叠，但重叠量还不能太大，必须在相应射程的8%以下。而且在不同外界温度的情况下要求保证其实际性能基本稳定，这就给模块化发射药研制增加了难度。
人们在攻关过程中发现，实际上最难解决的麻烦还并不是以上这些，而是火炮的膛压和初速与发射药量并不呈非线性关系。往往会出现使用全号装药能满足火炮的内弹道指标，但使用小号装药时发射药在膛内燃烧不完全，导致弹丸初速达不到理论值、炮口焰及炮口噪声严重超标，继而影响射击精度。如果优先保证最小号装药满足内弹道指标，又往往会出现使用全号装药时膛压超标的现象。于是，上世纪90年代，不少西方国家退而求其次，研发双模块装药技术来解决这个矛盾。
例如，美国为155毫米榴弹炮研发的M231/M232模块化装药由两种模块组成。前者为绿色，外表光滑，上下方各有一条黑带圈。后者为浅棕色，无黑带圈，但两端各有4个挡板。这些模块平时装在塑料套筒内。其都由放置在中心部位的芯体点火装置和密封在坚固可燃容器内的主装药粒状火药组成。使用1个M231模块为1号装药，使用2个M231模块即为2号装药，用于打击3～12千米距离上的目标。若使用3个、4个、5个、6个M232模块，则分别称作3号、4号、5号、6号装药，用于打击远距离目标。
德制DM72/82/92系列模块化装药，也区分基准模块和标准模块，也属于双模块发射药。法国“凯撒”系列卡车炮用的模块化装药由2千克的小号装药模块和2.6千克的大号装药模块组成。南非M90系列双模块发射药，由绿色的M91和白色的M92两种模块组成。前者端面边缘有4个对称凹陷，而后者表面光滑，以便装填手在光照不足的情况下迅速加以区分。
这种双模块发射药可以适用于自动装填系统，但会极大增加自动装填机构的复杂程度，降低其可靠性，并给后勤供应和战术选择带来麻烦。简单地说，自行火炮驶上战场前，得根据预测往炮塔内混装两种发射药模块。自动装填机构在装填这些发射药模块前，还多了一道识别工序。相应的装填机械动作和位移均有可能大大增加。而战场形势瞬息万变，发生与战前预估不一致的情况可谓再正常不过。因此在持续战斗中，可能会出现某种装药模块不够用，而另一种装药模块根本派不上用场的尴尬局面。
所以，无论是从简化后勤的角度，还是从提高自动装填系统可靠性的角度，亦或是提高战场使用灵活性的角度，最根本的解决之道还是研发全等发射药模块。即一种规格的发射药模块“包打天下”。
令人欣慰的是，经过多年艰苦努力，研发团队成功攻克了这一世界性难题。当然，研究成果属于国家核心机密，外界只能通过公开论文大致了解到其解决问题的技术路径：在不改变火炮总体结构的基础上，在不增加膛压的前提下，通过装药的巧妙设计，来调节发射药在药室中的爆燃速率，从而获得不同的炮口初速。这项技术还能通过有效提高发射药能量的利用效率，达到明显提升火炮射程的效果。
前景看好
鉴于早在几年前，相关团队就得到了相应的表彰，因而完全有理由相信，最新披露的SH-16轮式自行榴弹炮的无人炮塔火力系统应用了该团队的科研成果，使用了全等模块化发射药。
如果这个猜测没错的话，那么SH-16火炮的最大持续射速达到12发/分以上是完全有可能的。因为根据2018年珠海航展上的公开资料，采用有人炮塔、半自动装填机构的SH-11最大持续射速就已经达到了10发/分。SH-16轮式自行榴弹炮的该项指标“更上一层楼”，是完全合理的。
非但如此，使用了全等模块化发射药后，SH-16自动装填系统的可靠性应该达到了一个相当高的水平。至于作为一个火力支援系统必备的营/连指挥车、前观侦察车、弹药输送车、侦校雷达车、气象雷达车、装甲抢救车等配套车辆，在早些年推出的SH轮式自行火炮家族其他型号上均已配套，相信SH-16轮式自行榴弹炮也不会例外。这对增强其在国际军贸市场上的竞争力，无疑是大有益处的。
当然，自动化及技术先进程度如此之高的SH-16，其市场售价也必然水涨船高。从宣传片披露的SH-16轮式自行榴弹炮样品采用沙漠色涂装来看，其明显针对的是中东北非地区“不差钱”的客户。至于SH-16会不会有相对应的内装型号，这就得看军方如何衡量其性价比了。
