歐瑞康GDF雙管高射炮

概要

GDF是一款拖拽式双管防空机炮，主要用于战略要地的低空防御，这款防空炮在刚推出时曾称为2-ZLA/353MK，后来被命名为GDF-001，成为GDF系列的首个版本，于1960年代初获瑞士军队采用作为制式防空武器。此款拖拽式防空炮的基座装有四个车轮，令防空炮可由车辆拖运，通常使用一辆载重量5公吨的6轮传动卡车拖拽，当抵达目的地后与卡车分离，然后把基座两侧的支撑脚架展开，四个支撑脚分别位于基座的前后方及两侧的支撑脚架，将四个支撑脚降到地面及调校后，便成为一个防空炮台。在基座上设有一个可360度回转的旋转平台，其上装有两门以并排方式配置的35毫米口径KD机炮，炮身俯仰角度范围由-5至+92度，并配有弹药箱和瞄准具，而炮座装有控制和驱动机炮回旋及俯仰的机电设备，一台GDF-001防空炮由三名人员操作。
为使GDF系列防空炮可全天候运作，使其在晚间或天气不良时都可精确射击，康特拉韦斯公司便研发出可供GDF防空炮配合使用的超级蝙蝠（Super Fledermaus）火控雷达系统，可制导两台GDF机炮瞄准射击。瑞士军队于1965年开始使用超级蝙蝠系统，直至1970年代后期被天兵系统（Skyguard）所取代，而研发火控雷达的康特拉韦斯（Contraves）也与开发GDF防空炮的厄利孔（Oerlikon）合并成为厄利孔康特拉韦斯公司（Oerlikon Contraves）。
GDF防空炮提供三种瞄准模式可供选用，分别是直接瞄准、使用先进瞄准系统进行瞄准，以及通过雷达锁定目标的自动化瞄准模式，其中后者需要配合火控雷达系统使用。早期型号的GDF防空炮可携带112发备射弹药，并且在底盘存储另外126发供重新装填之用。较后期的版本具有自动装弹功能，可携带280发弹药。典型的接战模式会连射28发炮弹。
GDF-002是1980年开始生产的升级型，配备有经改进的GSR瞄准具，而且可借由外置的数字化火控系统直接引导。GDF-003虽然大致上和之前的GDF-002相同，但作了一些改进，包括采用自我润滑组件和整合式护罩。
GDF-005于1985年推出，除了既有的雷达和光学复合式射控系统之外，还整合了激光测距仪，并且可由名为“炮王”（Gunking）的数字化控制系统，进行三维空间的计算机控制瞄准制导。GDF-005还具有自动化的弹药处理系统，将原本三具装弹机减少至只需一具，而操作人员由GDF-001/002/003的三名减少至只需一名。

KD系列机炮

厄利孔KD系列35毫米口径机炮是安装在GDF防空系统的武器，这款机炮的发展可追溯至1950年代初期瑞士厄利孔公司对新型防空炮的研究。二次大战后飞机的发展迈进喷气机时代，飞行速度和高度都大幅增加，传统的大口径防空炮在射速和射高已不敷使用，与此同时地对空导弹亦走向实用化，地对空导弹已取代传统大口径防空炮在中高空防卫的角色，但在低空仍需依靠防空炮填补地对空导弹的防御死角，而且当时的地对空导弹反应时间偏长，难以即时反应对抗在近距离逼近的敌机，所以需要开发一款在射程、射高和射速上都能达致平衡的新型防空炮。20毫米机炮虽然射速较高，但射程和射高都无法满足对付喷气机的要求，如果采用40毫米或以上的弹药，即使射程和射高达到需要，但射速偏低难以形成足够的弹药分布将目标击落。厄利孔经评估后认为35毫米是防空机炮的最佳口径，于是开发此口径的弹药及使用这款弹药的机炮，并使用二次大战后经改良的厄利孔20毫米机炮（KAA 204 Gk）为基础扩大口径发展而成。在开发过程中曾发展出多种设计，包括采用水冷式设计的Mk 352，而付诸生产的设计是Mk 323，并成为现在的KD系列35毫米口径机炮。这款机炮在应用上多采取两门机炮以双联装方式安装，于1959年推出的新型防空炮系统的原型1-ZLA/353MK便安装了此款机炮，而经新一步改良后成为2-ZLA/353MK，正式量产后被改称为GDF-001双管防空炮。
KD系列机炮使用长达90倍径的炮管，发射35×228毫米规格的弹药，这款35毫米口径弹药后来成为北约的标准弹药。机炮采用气动原理操作并配有支撑式闭锁系统，最大有效射程达5000米，最大有效射高为4000米，但实际上的有效射程和射高仍需视炮种而定。机炮的射速为每分钟550发，由于此款机炮多以两门并排安装使用，在两门齐射下可达到每分钟1100发。炮管的横截面外围带有凹槽，用以增加炮管的表面面积加强散热效能，炮口装有初速感应器，当射击时可将炮弹离开炮口的讯号传送给火控系统，用以计算炮弹的飞行速度及作为修正射击的数据。
KD系列机炮以供弹方式主要分为两种型号，分别是弹链供弹的KDA和使用7发弹夹供弹的KDC。其中KDA已被数款自行防空炮所采用，包括西德猎豹式防空坦克、日本87式自走高射炮、波兰的PZA卢瓦尔河自走高射炮，以及芬兰和英国合作发展的神射手自走式高射炮。另有供步兵战斗车使用的KDE，炮身仍为90倍径，没有安装炮口初速感应器，整体长度较短，而后座行程较长，后坐力较低，射速则降低至每分钟200发，此款机炮已被日本89式装甲战斗车配备为主要武装。

超级蝙蝠火控雷达系统

超级蝙蝠火控雷达系统于1965年供应予瑞士空军使用，由当时仍是独立经营的康特拉韦斯（Contraves）所设计和生产，为一款安装在四轮牵引式拖车以上的雷达系统，系统采用E/F频段的脉冲多普勒搜索雷达，有效距离15千米，并配有使用J频段的脉冲多普勒追踪雷达，有效距离15千米。操作员可经由无线电通话或电话联系将目标的资料输入系统，利用追踪雷达及使用系统内的类别式计算机进行解算，再通过电缆遥控GDF防空炮进行角度调整和射击。GDF防空炮在超级蝙蝠雷达系统的引导下，即使在天气状况不佳都可以进行防空作战。西德猎豹式防空坦克的原型车以上亦曾经安装该系统用于测试。

天兵火控雷达系统

天兵雷达系统由厄利孔-伯尔利所设计和生产，为一款安装在牵引式拖车上的雷达及火控系统，可用于空域监察、目标捕获、目标追踪和遥控武器射击。在车顶上装有脉冲多普勒搜索雷达、脉冲多普勒追踪雷达和同轴式光学摄影机。拖车以上内藏一台可为系统的装置提供所需电力的小型汽油发电机，拖车上的控制室可容纳两名操作人员，系统内部整合有射控计算机，并能够遥控两台GDF防空炮进行射击。天兵系统可以全天候操作，使用范围由低空至高达3,000米，其最大有效距离为4,000米。该系统可进行空中监视，目标获取，进一步动作值的计算以及两台厄利孔35毫米高射炮的控制。天兵雷达系统需要四人控制。
1960年代，瑞士陆军采用了天兵系统，并曾于1975年、1995年和2010年进行系统升级，至今仍在使用；天兵系统也取代了瑞士空军所使用的超级蝙蝠系统。该火控系统亦被德国空军用于监控低空空域。系统所设有的液压系统可迅速展开其雷达天线。一个天兵系统的基本作战单位，包括一台用于搜索和追踪目标的天兵火控雷达系统，以及两台由该火控雷达所遥控的GDF防空炮。在1970年代后期，麻雀导弹亦被整合到天兵系统，每台发射器装有四个麻雀导弹发射箱，一台天兵系统可同时操纵三台麻雀导弹发射器，使天兵系统成为弹炮结合系统，利用接战距离较远的麻雀导弹与提供近程密集火力的GDF防空炮形成互补。

福岛战争

在1982年英国和阿根廷爆发的马岛战争中，阿根廷军将多台GDF防空炮部署在又称为马尔维纳斯群岛的福克兰群岛，同时在岛上架设配合GDF防空炮的雷达系统，阿根廷陆军的601防空炮兵集团采用天兵防空系统，阿根廷空军的第一集团军群则采用超级蝙蝠火控雷达系统。
1982年5月4日，部署在鹅绿的天兵系统成功击落一架英国皇家海军的海鹞式战斗机（XZ450），英军因此改变战术，英军飞机在投弹时都尽可能在GDF防空炮的射程之外。其后英国皇家空军的鹞式战斗机（XZ988）于5月27日亦在绿鹅上空被GDF防空炮击落，而在鹅绿战役，在该处的GDF防空炮还曾经以直接射击模式对抗企图空降在岛上的英国伞兵，击杀两人和击伤11人，并曾经阻止英军两个连的推进，但是GDF防空炮在战役期间亦涉及两宗致命的友军误击事件。第一宗友军误击事件发生于1982年5月1日，当时有一架阿根廷空军的幻影3型战斗机试图在斯坦利的机场进行紧急降落，但被阿根廷陆军派驻岛上的GADA 601属下炮兵连错误发射了三发35毫米炮弹，这架幻影3型在机场以北坠毁，飞行员当场丧生。另一宗友军误击事件则在鹅绿发生，当时有一架A-4天鹰式攻击机误飞到阿根廷军预设的禁航区，因而被击落并导致飞行员丧生，阿根廷空军也承认事故是由于飞行员导航错误所导致。
英军发动黑公鹿作战期间，部署在岛上的天兵雷达系统曾于5月31日和6月3日受到英国皇家空军的针对性攻击，其中一台天兵雷达被一枚AGM-45百舌鸟式反辐射导弹击毁，造成四名操作员丧生。阿根廷军在岛上部署的防空系统一直作战至战争将近结束，据推测另有一架英国海军的海鹞战斗机（XW919）于6月12日在工兵山被GDF防空炮击中而严重受损，这架飞机因此须要报废，而派驻在岛上的阿根廷军于投降前数小时，仍然在无线岭上使用GDF防空炮对登岛的英国部队直接瞄准开火射击。
阿根廷军在岛上的武器装备于投降后被英军虏获，包括15门GDF防空炮和5台天兵系统，后来运到英国并交由英国生产及研究公司（英语：The British Manufacture and Research Company，简称：BMARC）进行维修和翻新。当中有12门防空炮和4台天兵雷达在英军服役，并且提供给于英国皇家空军沃丁顿基地驻扎的英国皇家辅助空军（简称：RAuxAF）第1339中队、第2729中队和第2890中队操作。皇家辅助空军操作这些防空炮及雷达系统约10年后，因为国防开支被削减，导致操作单位需要解散。

南非国防军训练事故

南非国防军（英语：South African National Defence Force，简称：SANDF）于2007年10月12日在北开普省罗哈特拉的南非国防军战斗学校操作GDF防空炮训练期间发生事故，造成9名士兵死亡和14名士兵受伤。据南非国防军发言人所指，当时有八台以一线排开的GDF防空炮，正以手动操作方式射击前方被废弃的坦克，机炮正处于低角度的对地射击状态，而炮台的最大回旋角度是受到保险极点和系链所固定，可防止机炮转向到有人员聚集的区域而造成危险。在射击训练期间，位处最右侧的一台防空炮在发射时发生卡壳故障，当操炮人员正在排除故障时，这台防空炮却突然走火，炮台发生旋转并超越了原先由保险机构设定的最大回旋角度限制，一边旋转一边扫射造成在场人员严重伤亡。
在事故发生后的初步报告认为，故障是由于机炮的供弹机具内的35毫米弹药遭受了原因不明的迟发所引起，令炮台出现失控及发生360度旋转的疯狂射击，直到所装填的弹药耗尽为止。然而，南非国防部长莫司奥·莱科塔却发表声明，指该台机炮是莫名其妙地突破保险机构的限制向左侧回旋了90度，并发生只维持了¹⁄₈秒的一次连射，击中了位处于机炮右手边的多名士兵。南非国防军于2008年1月发表的事故报告中指责“防空炮未能自我检测到机械故障，但防空炮的生产商却秘而不宣”，报告又指出机炮发生故障的原因是一根弹簧销被削短至只有一根火柴杆的大小。另有报导指责南非国防军在训练和安全程序的执行都十分差劣。

可编程化弹药

AHEAD弹药的全名是（Advanced Hit Efficiency and Destruction），即是“先进撞击效率与摧毁炮弹”。AHEAD炮弹具有可编程化的定时引信，需要配合在炮口增设的测速与引信设定装置使用。防空炮的射控系统可将最新的引信资料传送到在炮口的引信设定装置，在AHEAD炮弹离开炮口的瞬间将引信资料输入弹丸内的定时引爆装置，可大幅提升定时引信的精确度。炮弹的杀伤段装有152枚钨合金次弹头，在预定目标将会通过的位置引爆并形成弹幕，不但令炮弹的杀伤范围大幅增加，大量高硬度的次弹头穿入目标内部亦会造成严重损伤。虽然GDF防空炮发射AHEAD炮弹的射程仍是4000米，但整体击杀效率远优于传统炮弹。较早期的GDF系列防空炮需要升级到GDF-006/007后才可使用AHEAD炮弹，当中GDF-001/002/003可升级为GDF-006，而GDF-005可升级为GDF-007。AHEAD炮弹已被多个国家，包括加拿大、巴基斯坦、希腊、阿曼、西班牙、台湾和智利（未经证实）所引入使用。