2000/06/25

美國目標單兵戰鬥武器系統(OICW)發展現況

前言

從第一次大戰以來,步兵的作戰型態沒有太大改變。當年步兵班中配備的武器,大致上和現代類似:每個士兵有一支步槍、一把刺刀、幾百發子彈、幾顆手榴 彈、一兩顆槍榴彈,班裡還有一兩挺輕機槍。稍稍不同的或許是武器比較現代化一點,步槍的射速比較高一些,但是八十多年來幾乎沒什麼太大變化。步兵要擔負最 多的任務,但卻是最被忽視的兵種,軍事科技的進步似乎跟步兵搭不上什麼關係。

這個現象的主要原因可能還是步兵個人負載能力的限制。一個現代步兵的負載能力和五千年前在中亞草原上游獵的原始獵人比較起來可以說沒有太大差別,在 配備了基本武器和簡單生活工具後,已經沒有餘力再攜帶過量額外裝備了。當然也有人想要超越這個極限,但是他們首先要面對的就是數百萬年來大自然進化過程在 人類基因中豎起的藩籬。既然不可能在短期間內改變士兵體力的限制,那麼就只能從輕量化和微型化方面著手,讓科技來配合人類,以便能在體能負重極限內,攜帶 必須的設備。

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陸上戰士(Land Worrior, LW)

(from U.S. Army)

為了因應 21 世紀戰場對步兵的要求,美國陸軍從 91 年開始發展「陸上戰士」(Land Warrior)系統。這個系統將士兵視為一個整體的戰鬥系統,整合了各種先進科技,以輕量化的系統加強單兵的指揮管制、致命性、存活性、持續性、以及機 動性。這個計畫將會耗費 20 億美元,總數 45,000 套裝備將在 21 世紀初期配備到陸軍部隊中。主要的次系統如下:

指揮管制(Command and Control, C2)─增加士兵對周遭環境的警覺性

以最小的重量結合士兵個人無線電、電腦、頭盔數位顯示幕、手持地圖顯示器、戰鬥識別裝置、數位羅盤、全球定位系統(GPS)、資訊整合管理、視聽增強、影像攝取與傳輸、狀況增強、核生化偵測儀、聲控輸入等功能,提高士兵個人及各級單位對狀況掌控的能力。

致命性(Lethality)─增加士兵偵測、辨識、及摧毀敵人的能力。

模組化武器系統(Modular Weapon System, MWS)改裝現役的 M16A2 步槍與 M4 卡賓槍成具模組化能力,可依任務需求加裝近接戰鬥瞄準鏡(Close Combat Optics, CCO)、熱感應瞄準器(Thermal Weapon Sight, TWS)、雷射測距儀、不可見光雷射標定器、電視鏡頭等等。

目標單兵戰鬥武器(Objective Individual Combat Weapon, OICW)將取代現有各伍中 M16 步槍或 M4 卡賓槍加裝 M203 40 mm 槍榴彈發射器的組合,使用 20mm 榴彈與 5.56x45 mm NATO 子彈,延伸榴彈射程至 1000 公尺,提供整合的光學電子瞄準鏡、熱影像瞄準器、即時電視追蹤、數位羅盤等功能,並且有空炸(air-burst)模式,可以攻擊在掩蔽物後的目標,加強 殺傷機率(Probability of Incapcitation, PI)。

OICW (from U.S. Army)

目標多人武器(Objective Crew Served Weapon, OCSW)將取代取代現有的 Mk19 40 mm 榴彈機槍及部份排用機槍,使用 25 mm 榴彈,有效射程 2000 公尺,重量是 Mk19 的一半,操作員兩人,將借用 OICW 的火力控制系統,同樣具高殺傷率。

OCSW (from U.S. Army)

目標狙擊武器(Objective Sniper Weapon, OSW)目前的性能規格還不清楚,據信應該能夠以同一個武器系統取代陸軍現有的 M24 狙擊武器系統以及 M82A1 .50 口徑狙擊槍。

目標個人武器 (Objective Personal Weapon, OPW)還在概念發展階段,目標應該是提供經濟有效的個人防衛武器(Personal Defense Weapon, PDW)。

這些步兵武器系統必須能夠跟「陸上戰士」其他系統連接傳遞資訊,目標武器系列應該也都具有攻擊在掩蔽物後方目標的能力。在未來,「陸上戰士」系統在將會有把這些資訊快速、直接地傳遞到如砲兵等間接火力支援單位的能力,可以準確地攻擊目標,提昇整個單位的殺傷力。

OICW 和「陸上戰士」系統

存活性(Survivability)─保護士兵對抗武器攻擊及環境危險的能力。

前述的步兵武器系統都必須能跟「陸上戰士」系統連結,所以士兵可以從掩蔽物後方射擊敵人而不暴露自身。另外「陸上戰士」系統還需要能夠提供士兵對抗動能武器、火焰、生化、能源武器、偵測裝置、以及環境危險的等威脅的能力。另外很重要的是提供敵我識別能力以減少誤擊率。

持續性(Sustainability)─保持士兵進行持續戰鬥的能力。

在人員方面,高品質戰鬥餐點,營養配方以增進體能與心理能力,行進中進食、個人淨水能力、以及改進野戰膳食供應能力。在裝備方面,各種電子裝備必須以低耗電率為主要設計規格之一,在不久未來,新設計的電池將可以維持所有系統以全負載操作達 30 小時之久,加上自動電能管理能力,電池壽命應該可以達到 100 小時以上。

機動性(Mobility) ─增強士兵攜行戰鬥負載遂行戰鬥的能力

未來士兵將會有一些特別設計的裝置以減輕戰鬥負載(Combat Load)的負擔,另外將可以精確快速地使用空中機動的方式進入行動區,在雪地及夜間行動能力也會加強。

計畫時程表 (from U.S. Army)

這些系統都要經過長期的發展,預計在 2010 年完成整個系統。從下列的時程表可以看出「陸上戰士」在今年即將完成「工程/生產發展」(Engineering/Manufacturing Development)階段,很快就將進入限量生展,並且配發給少數部隊試用。

在這些系統中,OICW 是最重要的計畫,因為它將是提高士兵殺傷能力的最主要工具,也是進一步發展其他武器系統的基礎。

槍榴彈的發展

早在一次大戰時,各國就已經發現對於掘壕固守、掩蔽良好的敵人非常難以攻擊。直射武器幾乎沒有什麼效果,曲射武器如迫擊砲等稍微好一些,而理論上最 為有效的應該是空炸彈頭。但在實戰上,空炸彈頭定時信管精度不夠,也不容易正確設定,大部份爆炸高度不是太高就是太低,而迫擊砲等曲射武器也不可能無處不 在;所以,為了提供步兵某種程度的壓制火力,就開始使用步槍發射手榴彈,以延伸手榴彈的距離。

這時要發射手榴彈,必須要在槍口加裝特殊形狀(一般是杯狀)的裝置,把圓筒狀或棍狀的手榴彈塞入,然後使用特製的空包彈發射出去。這種情形下自然談不上什麼瞄準,手榴彈的彈道也是搖搖晃晃極不穩定,能命中目標都是運氣太好了。

到了後來,開始出現特製的槍榴彈,除了不需要特殊裝置可以直接裝在槍口外,尾端更有穩定翼,可以在飛行途中保持比較穩定的彈道,以增加命中率。這種 槍榴彈一直沿用到二次大戰後,除了攻擊人員目標外,還發展了成型炸藥彈頭,讓步兵也有對付輕型裝甲車輛的能力。但是它的缺點跟手榴彈發射器類似,士兵除了 必須要把槍榴彈裝在槍口外,還得換裝特殊的空包彈才能發射。在這期間如果有敵人出現在近處的話,槍榴彈兵幾乎完全沒有自衛能力,必須依賴鄰兵守護。

近年來,槍榴彈的發展大致上有兩個不同的取向。一是彈頭貫穿(bullet through)系統,另一是獨立的槍榴彈發射系統。前者以一些歐洲軍火廠商為代表,後者則是以美軍的 M203 40mm 槍榴彈發射器為先驅。

彈頭貫穿(bullet through)系統的好處是可以使用普通子彈發射槍榴彈,而且和舊式槍榴彈一樣直接套在槍口發射,不需要額外的發射系統,整體重量較輕。缺點是使用的槍榴彈長度體積都不小,攜彈量受到很大限制。

獨立槍榴彈發射系統的好處是步槍仍然可以使用,緊急自衛不成問題;而且發射系統通常可以使用膛線,造成槍榴彈頭旋轉,不需要佔了許多空間的尾翼及套筒,攜彈量較大。缺點是它造成了額外的重量負擔,攜行較為不便。

M79 40 mm 榴彈槍和配備了 M203 40 mm 槍榴彈發射器的 M16 步槍(from U.S. Army)

美軍現役的 M203 40 mm 槍榴彈發射器也是加裝在 M16 系列步槍上的獨立發射系統,它的前身是美軍在越戰中開始使用的 M79 40 mm 榴彈槍,由於效果不錯,後來就有了 M203 槍榴彈發射器的產生,大大提昇了步兵班的火力。M203 使用的是「高/低壓」的推進裝藥系統,最遠能將 40 mm 槍榴彈射到約 400 公尺處,有效殺傷半徑 5 公尺。但是它還是有一些缺點:

  1. 發射機構和瞄準裝置和 M16 步槍各自獨立,戰鬥中士兵容易混淆。
  2. 瞄準裝置為簡單照門式,無法精確瞄準,必需靠經驗。
  3. 初速過低,有效射程在 250 公尺左右,超過這段距離命中率大減。射程也過短,無法涵蓋從 300 公尺到 1,000 公尺這段最需步兵支援武器的空檔。

OICW 的發展基本上也就是為了改善這些缺點,並且更進一步提高士兵的殺傷能力。

M203 槍榴彈發射器用的 40 mm 高爆槍榴彈

OICW 發展

當 M16 在越戰期間以黑馬的姿態異軍突起後,美軍發現自己心不甘情不願地被民間的槍械設計家牽著鼻子走。春田兵工廠使出吃奶之力,花了十多年時間好不容易設計出來 的M14 步槍在一夜之間就被取代掉了,這對於美軍武器發展人員來說是一大打擊。後來為了將 M16 這個孤兒幹掉,美軍曾經進行過所謂的先進戰鬥步槍(Advanced Combat Rifle,ACR)的計畫,但是在花了七百萬美元的研究經費後,發現步槍殺傷力能夠增加的程度有限。美軍在歷次戰爭中子彈平均消耗量的遞增,也驗證了自 動武器的引進並不能真正增加殺傷力,大部份的士兵還是在盲目地發射子彈。由於再發展一套新步槍系統並不符合經濟效益,整個計畫最後不了了之。

步槍本身的殺傷能力雖然無法增加,士兵使用步槍的效率卻有很大改進的空間。這就促成了「陸上戰士」系統下「模組武器系統」的發展,基本上這個計畫將 M16A2 步槍和 M4 卡賓槍的前護手部份改成能加裝模組的設計,配合 A3 可移除提把及 NATO-STANAG 2324 導軌的設計,可以很容易地加裝各種瞄準裝置。

但是這種改裝的方式到了加裝 M203 槍榴彈發射器時就成了問題。除了整體重量過重外,要以這些為步槍設計的裝置來兼顧兩種不同特性的武器實在有困難。因此,美國陸軍想出的折衷辦法是發展另一 套新的整合式槍榴彈發射系統,性能上跟模組化武器系統提供的各種瞄準、偵測裝置類似,但是由於整合在一起,重量及成本應該比個別模組的總和要低一些。當然 了,這是表面上的理由,幕後利益團體的運作與政治上的考量自然不會公開的。

於是,美國陸軍武器研發工程指揮部(Armaments Research, Development and Engineering Command,ARDEC)下屬的聯合勤務輕武器計畫室(Joint Service Small Arms Program,JSSAP)在 1994 年開始了名為「目標單兵戰鬥武器」(Objective Individual Combat Weapon,OICW)的先導科技研究計畫(Advanced Technology Demonstration),除了理論上的研究之外,更汲取了 80 年代美軍對外行動及 91 年波灣戰爭時的經驗,以發展出新一代的槍榴彈發射器,提高殺傷機率。

競爭這個系統的主要有兩個集團,一是由 AAI 公司領頭,另一由 Alliant TechSystem 公司領頭,雙方都有多家國際合作伙伴。在 1998 年,ARDEC 終於選定由 Alliant Techsystem 集團的 OICW 進行進一步發展測試。這個系統使用的 20 mm 彈藥由 Alliant Techsystem 發展,德國的 Heckler & Koch 提供槍體部份,德國的 Dynamit Nobel 公司提供裝藥,最後由英國的 Contraves Brashear 設計火力控制系統。

AAI 公司和 Alliants 公司的 OICW 原型槍

OICW 系統規格

OICW 基本的概念跟 M16/M203 的組合一樣,採用上下雙槍管的設計;士兵在使用 OICW 的槍榴彈發射器時,仍然可以很容易地切換使用步槍,不會有換裝彈藥的問題。但是它的準確度、殺傷力都必須超出 M16/M203 許多。它的基本性能要求是:

整體要求

  • 殺傷率為 M16/M203 組合的 5 倍。
  • 模組化設計,卡賓槍與槍榴彈部份可分離。
  • 左右手皆可使用。

槍榴彈發射系統

  • 有效射程:1,000 公尺。
  • 射擊模式:半自動單發。
  • 射速:超過每分 10 發。
  • 爆炸模式:空炸、觸發、延遲觸發、自毀。
  • 後座感:M14 的 1/3
  • 彈藥:20 mm 智慧型高爆榴彈。
  • 殺傷力:破片可貫穿 PASGT 防彈夾克

卡賓槍系統

  • 有效射程:和 M4 卡賓槍相同。
  • 射速:和 M4 卡賓槍相同。
  • 射擊模式:半自動單發、兩發點放。
  • 彈藥:5.56x45 mm NATO 標準子彈(SS109/M855)

火力控制系統

  • 有攻擊掩蔽目標的能力。
  • 精確測量目標距離,自動傳輸給 20 mm 高爆槍榴彈。
  • 全天候火力控制系統,夜間使用紅外線影像,備用傳統瞄準器。
  • 雷射測距準確度:500 公尺內誤差不超過 0.2 公尺,1000 公尺內不超過 1 公尺。
  • 可追蹤移動目標。
  • 可跟「陸上戰士」系統相容。

由於是模組化設計,在戰場上要互換零件非常容易。在必要的時候,只要拔出一根插銷就可以讓槍榴彈發射系統和卡賓槍系統分離。由於扳機組就在卡賓槍系統上,因此卡賓槍仍能射擊。

(from U.S. Army)

槍榴彈發射系統(High Explosive Weapon)

槍榴彈發射系統是 OICW 的主要武器。在結構上使用犢牛犬式設計,以縮小尺寸。為了減輕重量,18 吋長的槍管以鈦製成,有膛線以便穩定彈道。它一改美軍慣用的 40 mm 槍榴彈,使用新世代的 20 mm 智慧型槍榴彈,彈道平直,有效射程 1,000 公尺。

它使用旋轉式槍機,後座作用(recoil operated)原理,發射時槍管和槍機維持閉鎖並且後退,跟一套緩衝避震裝置互動作用,慢慢釋放後座能量,然後槍管停止後退,槍機則繼續完成退殼上膛的行程。由於這個特別設計的槍機緩衝裝置,後座衝擊感很小,大約是 M14 步槍的 1/3,只比 M16 步槍大一點點。目前預定彈匣容量 6 發,未來可能增加。

另外在設計上也考慮到人體工學,槍機拉柄在左側稍前,是最自然的位置,當然也可改為右側稍前給左撇子使用,兩側也都有拋殼口。更重要的是要變換左右手使用時,只要把槍機取出旋轉 180 度,重新組合即可。整個過程不到一分鐘就可完成,對在戰場上更換人員非常有效。

它的扳機組和卡賓槍部份共用,使用特殊設計的連鉤來選擇發射那個武器。

OICW 使用的 20 mm 槍榴彈比較像機砲砲彈而不是傳統的槍榴彈。它的全長 98 mm,重 92 克,有效殺傷半徑 3 公尺。

20 mm 高爆彈(HE)、20 mm 練習彈、5.56x45 mm NATO (from Alliant)

它的最大特點在於引信裝有一個微控制器晶片,在發射前由火力控制系統利用一個繞在膛室周圍的低電壓線圈設定爆炸模式和參數。由於火力控制系統在計算 彈道時可以精確算出彈道上各點和彈體旋轉圈數的相對關係,因此可以設定在特定旋轉圈數時爆炸。在發射後,彈體由於膛線的緣故開始旋轉,這個引信上的微晶片 可以感知彈體旋轉的圈數,進而在預設的距離時引爆彈藥造成空炸,達到精確殺傷的效果。

另外為了以最小體積及重量達到最大殺傷效果,這個彈頭的引信被從前端移到炸藥的中間,彈殼也經過特別設計,各處厚薄不一,以求在爆炸時不同尺寸的破片能夠比較均勻地涵蓋整個爆炸區域。

雖然 20 mm 槍榴彈的殺傷半徑不及 40 mm 槍榴彈,但是它的有效射程是 3 倍以上,再加上能夠在設定的距離精確引爆,實際上的殺傷機率要大大超過 40 mm 槍榴彈。這個長射程更是重要,因為以一個步兵班來說,並沒有真正有效的武器可以對付在 350 公尺外的敵兵,尤其是敵方機槍。OICW 的槍榴彈將可以彌補這個缺陷。

對於槍榴彈在近接戰鬥(Close Combat)時的缺陷,OICW 也提供了一個解決之道。像 M203 使用的 M406 HE 和 M433 HEDP 榴彈的安全距離在 14 公尺到 27 公尺之間,短於安全距離時信管不會作用,以避免在極近距離發射時傷及自身。這個 14 到 27 公尺的不確定性是由於機械引信的誤差而來的,讓近接戰鬥中的使用非常困難,因為 27 公尺幾乎就在一般近接戰鬥距離的邊緣了。OICW 使用的榴彈由於是電子引信,可以精確地設定安全距離,應該可以讓在近接戰鬥中的適用性大大提昇。

HK 在發展槍榴彈發射器系統時,其實是借用了當年發展「近戰突擊武器」(Close Assault Weapon System,CAWS)的經驗。CAWS 是 HK 和 Olin/Winchester 公司在 1979 年為了參與美國陸軍的多用途單兵武器系統(Multiplurpose Individual Weapon System)競標,共同發展的新一代全自動散彈槍,射程和威力都超過傳統散彈槍。它是犢牛犬式設計,槍管長度 457 mm(18 英吋),全重 4.3 kg(9.5 磅),使用的是 18.5x76 mm 的特製散彈彈藥,彈匣容量 10 發,全自動連發射速每分鐘 240 發。雖然它從未進入正式生產,HK卻能把研發的經驗轉用在 OICW 上,省下不少研發經費和時間。

HK/Olin 近戰突擊武器系統(CAWS)(from HK)

CAWS 內部結構圖 (form HK)

卡賓槍系統(Kinetic Energy Weapon)

OICW 的卡賓槍部份,仍然是借用 HK其他步槍系統的成果。基本上 OICW 的卡賓槍部份是根據 HK G36 稍加修改而來,它的槍機系統跟 G36 如出一轍,都是從 AR18 步槍衍生出來的短行程活塞系統,槍機座也都是在兩根導桿上滑動,不跟機匣直接接觸,因此可以使用碳纖維補強的塑膠機匣,以減輕整體重量。轉動式的槍機頭有六個突耳。

為了減輕重量,它的槍管為鈦製,內有不銹鋼襯套,長度 25.4 cm(10 吋),纏繞距 178 mm(1:7)。雖然槍管長度較短,由於是浮動槍管設計,精度不輸於 M4 卡賓槍。它使用 5.56x45 mm NATO 子彈(SS109/M855)以及 M16 標準的 30 發彈匣。

HK G36 突擊步槍及其槍機 (from HK)

它的射擊模式有兩種,一是單發半自動,一是兩發點放;跟目前習用的三發點放不太一樣,可能是因為使用的火力控制系統可以更精確地瞄準目標的緣故,不必多耗費子彈。它的循環射速為每分 700 發。

人體工學方面,槍機拉柄位於左側稍前,也是一樣可以左右互換使用,拋殼口也是左右都有。

瞄準系統和槍榴彈發射系統一樣由火力控制系統提供,但目前的設計缺少了一個緊急用的傳統準星和照門瞄準系統,當火力控制系統損壞或是卡賓槍系統獨立使用時無法有效瞄準。

OICW 的扳機組

OICW 的扳機組和 M16 步槍沒有太大差別,只是多了幾個鈕,而彈匣卡榫鈕位於右側而已。

握把及位於握把上方的保險/射擊模式選擇鈕和 M16A2 極為類似。扳機上方的鈕用來選擇使用何種武器,HE 是槍榴彈,KE 是卡賓槍。

扳機前下方的三個白色按鈕用於控制雷射測距系統。在瞄準鏡中,將代表雷射的紅點對準目標或目標附近,然後按下最上面一個白鈕,雷射測距儀就會測定距離並且將數值顯示在瞄準鏡中。下面的兩個白鈕用來微調距離,每按一下可以增或減 1 公尺。

火力控制系統(Fire Control System)

火力控制系統

火力控制系統其實是 OICW 的靈魂所在,結合了現代電子科技,裝在一個重量約 5 磅(2.25 公斤)的盒子裡。主要分下面幾個模組:

雷射測距模組(Steerable Laser Rangefinder)

雷射測距系統運用的是不傷眼睛的雷射光,使用集中的光束和短脈衝照射目標,以減少誤差。它的誤差範圍在 1,000 公尺內不超過 1 公尺。

這個雷射測距系統並不是固定式的。當火力控制系統選擇在電視追蹤模式下時,其中的微處理器會取得雷射測距系統的控制權,自動掃瞄各個已經標示的目標,並顯示距離。

可調式內紅點光學瞄準模組(Adjustable Red Dot Electro-Optical System)

平常日間預設模式使用的瞄準器是 3 倍倍率加上內紅點標示的光電瞄準系統,耗電程度最低。

內紅點瞄準鏡在近戰時的優點自不待言,以一般交戰距離在 100 公尺以下的戰鬥狀況來說,內紅點沒有視差的問題,能夠快速攫取目標,更可以張雙眼使用,讓士兵對周遭環境的警覺提高很多。另外內紅點不會引起敵人警覺,更 不會像雷射指標器一樣幾個人的雷射光亂照一通,造成目標混亂。

OICW 的內紅點可以依照距離遠近,配合彈道調整。當士兵使用雷射測距後,彈道電腦會即時調整內紅點位置,以反映出在這距離時所需的瞄準點修正。士兵只要將內紅點對正目標,就能準確命中目標,不必再像從前一般調整照門或是提高或降低瞄準點。

上方紅點是槍口指向,下方紅點是雷射測距位置,
右上方為目標距離 (from U.S. Army)

即時電視追蹤模組(Real Time Video Tracker)

這個系統利用現代先進的影像處理技術,用一個 CCD 攫取黑白影像,再經過一支德州儀器公司的 TMS320C80 多媒體影像微處理器作快速影像處理,利用前後影像間的差異,自動用方框標示影像中移動的物體,並且控制雷射測距系統自動測距。這個系統除了能夠將影像放大 兩倍,讓整個瞄準系統的放大倍率變成 6 倍外(原來光學瞄準系統放大倍率是 3 倍),還能利用運算法消除士兵持握時自然不穩的晃動效果。

這個系統自然以偵測移動目標為主,讓士兵對敵人運動有所警覺;除此之外,它應該也可用來偵測敵人槍口焰火,以標定敵人位置。在這個模式下,它還會控制雷射測距系統,自動掃瞄各目標,隨時測定距離。

更重要的是,這個電視系統還有一個夜間模式,使用熱影像(thermal image)技術,在夜間仍然可以使用。

電視目標自動追蹤系統原型(This is from a private page on Internet.)

數位羅盤模組(Digital Compass)

可以測定武器指向的方位角。

彈道電腦系統

彈道電腦是整個火力控制系統的核心,除了控制上述幾個次系統外,更有一個內建感應器模組,能夠測量氣溫以及武器的仰角(可供計算目標與士兵間的高度 差)。它能把各次系統的資料及參數整合起來,再根據目前武器選擇的模式(槍榴彈或卡賓槍)、彈藥引信模式、甚至於歸零誤差,精確地計算出彈道,移動內紅點 到適當位置,並且馬上將引信模式和轉動數下載到已上膛槍榴彈中的微處理機裡。

人機介面

在火力控制系統的左側是一組控制旋鈕,可以調整內紅點光度、切換瞄準器/電視鏡頭日夜間模式、選擇槍榴彈引信模式、放大倍率等。在目鏡下方的鏡座上還有另一組按鍵可以使用螢幕選項來設定額外功能。

目前已知的槍榴彈引信模式有:

觸發(Detonation)
跟一般高爆彈頭一樣,當彈頭撞及物體時就引爆。
延遲觸發(Delayed Detonation)
在觸發模式中再延遲一小段時間,讓彈頭有時間穿過薄木板或鐵片再爆炸。
空炸(Air Burst)
空炸模式讓榴彈在測定位置上空 2.5 公尺處引爆,獲得最大殺傷效果。
門窗(Window)
門窗模式設定榴彈在雷射測得距離之後再加一小段距離才引爆,用於攻擊牆後或屋內的目標最為有效。

20 mm 榴彈空炸情形 (form U.S. Army)

所謂的延遲觸發模式其實並不具穿甲能力,只是能夠透穿一些半堅硬的材料後再爆炸。空炸模式則用來對付在障礙物後採取掩蔽的目標,或是趴伏在地面上的目標。

當碰到有頂蓋的掩體時,傳統的槍榴彈並無法發揮作用;如果是鋼筋水泥加固的話,恐怕連迫砲都拿它們沒辦法。這時門窗模就可派上用場,士兵可以瞄準掩體射口射擊,平直的彈道有助於命中機率;而在進入射口後才爆炸的方式更能掃清目標。

OICW 現況

按照計畫,Alliant Techsystem 在 1999 年應該完成 6 支原型槍,並在當年完成功能展示,展示目標是在 300 公尺距離對點目標的殺傷機率過 50%,在 300 公尺距離時對有掩護目標的殺傷機率達到 20% 以上。這也是由 JSSAP 所主導的 ATD 階段的最後目標。

OICW 原型槍 (from Popular Mechanics)

這個階段的結果似乎十分成功,讓美軍高層對它的未來滿懷信心。據報導在電腦模擬戰鬥中,使用 M16 系統的模擬單位傷亡高達 70 名,使用 OICW 的只有 1 名。

從 2000 年開始,OICW 將進入 PDRR/EMD 階段,改由 PM Small Arms 管轄,並且會開始少量生產配發第 82 空降師和陸戰隊特定單位試用。

OICW 原型槍 (from U.S. Army)

如果效果良好的話,預計在 2007 年可以開始量產配發部隊,初期預計生產 45,000 支,每支單價 10,000 到 12,000 美元之間。這個價格似乎有點高,但是如果將現役 M16A2 配上 MWS 並加上所有的瞄準裝置,要達到跟 OICW 同樣功能的話,總價碼將會高達 35,000 美元(其中單單 TWS 就要 6,000 美元);所以以單價來看還是便宜。另外還有一個好處是總重量較輕,使用 MWS 時,總重可能達到 20 磅之多,而 OICW 的目標重量是 14 磅。

OICW 性能目標


M16/M203/TWS/MWS OICW ATD 目標 生產型目標
殺傷率(PI) <> 50% @ 300 M

> 50% @ 500M
30-50% @ 1000M

空炸時間設定 單發 半自動
系統重量(含彈藥) > 16.5 磅 <> <>
價格 $ 28K+ $ 15K $10-11 K
彈藥價格 $14 (M433) $ 30

$19 - $25

問題

任何武器系統都會面臨一些問題,尤其新世代的精密武器更面臨是否能夠實用的考驗。OICW 也不例外,下面就它可能要克服的問題稍作討論。

維修

OICW 採用模組化設計,各部零件很容易就可互換,在戰場維修上應該不成問題。但是它的步槍部份採用和 HK G36 類似的設計,在零件上跟美軍現役的 M16A2 步槍和 M4 卡賓槍並不能互換,維修單位也需要特別訓練,這是額外的成本支出。

另外一個隱憂是現代電子元件發展快速,幾年後就可能落伍,甚至沒有零件供應。以一般武器生命週期達數十年的情形來看,到後來要找到同一電子元件可能 都有問題。所以,這可能會導致兩種結果,一是軍方必需付高價讓廠商維持生產線,另一是必需持續地進行頻繁的期中性能提昇計畫。無論是哪一種情形,都會讓持 有成本(Cost of Ownership)大大上升。

其實這個情形已經在「陸上戰士」計畫中發生了。1991 年開始構想的「陸上戰士」所使用的一些技術在進入生產前就已經落伍,所以美國軍方不得不進行「期前」性能提昇計畫,以追上日新月異的新科技,所謂的「武力 21 陸上戰士」(Force 21 Land Warrior)計畫正是為此而設。這種情形在未來只會更嚴重。

訓練

由於所使用的 20mm 槍榴彈成本昂貴(估計大量生產成本每顆要 25 美元),要進行訓練就必需使用模擬器。現行的模擬器只適合單兵使用,要能達到模擬班戰鬥,並且跟其他班兵的武器系統相互配合使用,恐怕還需要一些努力。

OICW 模擬訓練系統 (from U.S. Army)

另外,現行美軍的槍榴彈發射器 M203 是加裝在 M16A2 步槍和 M4 卡賓槍上,其他班兵和槍榴彈手間的交互訓練(cross training)比較容易。OICW 就不一樣了,不但步槍部份機件不同,它的火力控制系統部份如果不經過足夠的模擬器訓練恐怕無法充分掌握其性能。這等於在一個班裡引進了特殊專業的兵士,一但他們傷亡無法遂行戰鬥任務,其他班兵很難換用他們的武器繼續維持火力。

實戰使用

在實戰使用上,這麼多不同的模式和選擇,對處於戰場壓力下的士兵來說會是很大的挑戰。雖然微處理器已經把所有繁複的計算都代勞了,OICW 的多種模式仍然可能造成士兵的混淆,無法充分發揮效用。即使經過模擬器的充分訓練,面對生死關頭的心理壓力影響仍然不可忽視。

另外就是,電子設備能否忍受戰場上嚴酷環境與不當使用的考驗,仍然有待觀察。

對雷射測距的依賴

由於 OICW 依賴雷射測距系統來準確標定目標距離以算出精確彈道資料,如果士兵不能準確地將雷射對準目標本身或是目標位置附近,所得的距離資料將會會無效。所以對於士兵雷射標定技術的訓練會是很重要的一環。如何克服煙霧和目標表面材質反射能力不同等問題也是一個挑戰。

另外,隨著雷射測距儀在軍事上的大量使用,相對地各國對於雷射的干擾方法也會加緊研發,可想而知的是在不久的將來,雷射的使用將會受到限制。要克服這個問題,可以在電子瞄準系統上增加一個被動測距模式,使用類似現今狙擊鏡的 mil-dot 系統,根據目標大小來估算距離,以輔助克服可能的干擾。當然了,這種被動測距系統的精確度不會很好,PI 值無可避免地會大大降低,

EMP 的防禦

在未來,大量的電子裝備被直接使用在武器上是個明顯的趨勢,但是這麼一來,這些電子裝備對於 EMP 攻擊的敏感度也會是一個隱憂。以 OICW 來說,即使它未來加裝了傳統的準星和照門,在火力控制系統失靈時仍可使用,而槍榴彈則會按照預設的觸擊模式爆炸。但是在 EMP 攻擊之下,除了火力控制系統之外,槍榴彈彈頭內的微處理器也會失效,雖仍可發射但無法引爆彈頭,它會變成每顆成本 25-30 美元的昂貴步槍子彈!

結語

OICW 以其 1,000 公尺的射程和精確空炸的能力,的確可以傲視群倫,但是這並不表示它一定有最高的成本效益。更何況以 OICW 目前的發展狀況和部署計畫,在未來 10 年內恐怕都很難會開始對外國軍售。

以台灣來說,近年來才開始配置和美軍 M203 槍榴彈發射器類似的 T85 式槍榴彈發射器,對於槍榴彈在小單位戰鬥中的戰術運用還不純熟,當然更沒有購用 OICW 的條件了。如果要再進一步加強步兵火力的話,最具經濟效益的應當是發展手榴彈/槍榴彈兩用的彈藥。

這種榴彈可以設計成有伸縮套筒及折疊式尾翼,以彈頭貫穿方式來推進。當成手榴彈使用時拔出插銷用手擲出即可;當成槍榴彈使用時,把套筒拉長,尾翼自 動彈開,套在槍口使用普通子彈就可發射。如此一彈兩用,單兵的手榴彈攜行量也就是槍榴彈攜行量,不會增加士兵及補給系統的負擔。況且這種手榴彈/槍榴彈雙 用彈藥系統在技術層面上並不困難,發展時程不會太長,短期內就可大量配置。到時候每個士兵都具有攻擊 350 公尺內區域目標的能力,步兵班的火力將更上一層樓。

參考資料

  1. Robert Bruce, "Arming the 21st Century Soldier," American Rifleman, NRA, January 2000.
  2. Sandra Erwin, "Wonder Weapon," Popular Mechanics, September 1998.
  3. 1999 U.S. Army Weapons System Handbook, U.S. Army, 1999.
  4. 1998 Army Science and Technology Master Plan (ASTMP), U.S. Army, 1998.
  5. Various sources from Internet and press release.

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