歐瑞康GDF雙管高射炮

概要

GDF是一款拖拽式雙管防空機炮，主要用於戰略要地的低空防禦，這款防空炮在剛推出時曾稱為2-ZLA/353MK，後來被命名為GDF-001，成為GDF系列的首個版本，於1960年代初獲瑞士軍隊採用作為制式防空武器。此款拖拽式防空炮的基座裝有四個車輪，令防空炮可由車輛拖運，通常使用一輛載重量5公噸的6輪傳動卡車拖拽，當抵達目的地後與卡車分離，然後把基座兩側的支撐腳架展開，四個支撐腳分別位於基座的前後方及兩側的支撐腳架，將四個支撐腳降到地面及調校後，便成為一個防空炮台。在基座上設有一個可360度迴轉的旋轉平台，其上裝有兩門以並排方式配置的35毫米口徑KD機炮，炮身俯仰角度範圍由-5至+92度，並配有彈藥箱和瞄準具，而炮座裝有控制和驅動機炮迴旋及俯仰的機電設備，一台GDF-001防空炮由三名人員操作。
為使GDF系列防空炮可全天候運作，使其在晚間或天氣不良時都可精確射擊，康特拉韋斯公司便研發出可供GDF防空炮配合使用的超級蝙蝠（Super Fledermaus）火控雷達系統，可導引兩台GDF機炮瞄準射擊。瑞士軍隊於1965年開始使用超級蝙蝠系統，直至1970年代後期被天兵系統（Skyguard）所取代，而研發火控雷達的康特拉韋斯（Contraves）也與開發GDF防空炮的奧瑞岡（Oerlikon）合併成為奧瑞岡康特拉韋斯公司（Oerlikon Contraves）。
GDF防空炮提供三種瞄準模式可供選用，分別是直接瞄準、使用先進瞄準系統進行瞄準，以及通過雷達鎖定目標的自動化瞄準模式，其中後者需要配合火控雷達系統使用。早期型號的GDF防空炮可攜帶112發備射彈藥，並且在底盤存儲另外126發供重新裝填之用。較後期的版本具有自動裝彈功能，可攜帶280發彈藥。典型的接戰模式會連射28發炮彈。
GDF-002是1980年開始生產的升級型，配備有經改進的GSR瞄準具，而且可藉由外置的數字化火控系統直接引導。GDF-003雖然大致上和之前的GDF-002相同，但作了一些改進，包括採用自我潤滑組件和整合式護罩。
GDF-005於1985年推出，除了既有的雷達和光學複合式射控系統之外，還整合了鐳射測距儀，並且可由名為「炮王」（Gunking）的數字化控制系統，進行三維空間的電腦控制瞄準導引。GDF-005還具有自動化的彈藥處理系統，將原本三具裝彈機減少至只需一具，而操作人員由GDF-001/002/003的三名減少至只需一名。

KD系列機炮

奧瑞岡KD系列35毫米口徑機炮是安裝在GDF防空系統的武器，這款機炮的發展可追溯至1950年代初期瑞士奧瑞岡公司對新型防空炮的研究。二次大戰後飛機的發展邁進噴射機時代，飛行速度和高度都大幅增加，傳統的大口徑防空炮在射速和射高已不敷使用，與此同時地對空飛彈亦走向實用化，地對空飛彈已取代傳統大口徑防空炮在中高空防衛的角色，但在低空仍需依靠防空炮填補地對空飛彈的防禦死角，而且當時的地對空飛彈反應時間偏長，難以即時反應對抗在近距離逼近的敵機，所以需要開發一款在射程、射高和射速上都能達致平衡的新型防空炮。20毫米機炮雖然射速較高，但射程和射高都無法滿足對付噴射機的要求，如果採用40毫米或以上的彈藥，即使射程和射高達到需要，但射速偏低難以形成足夠的彈藥分布將目標擊落。奧瑞岡經評估後認為35毫米是防空機炮的最佳口徑，於是開發此口徑的彈藥及使用這款彈藥的機炮，並使用二次大戰後經改良的奧瑞岡20毫米機炮（KAA 204 Gk）為基礎擴大口徑發展而成。在開發過程中曾發展出多種設計，包括採用水冷式設計的Mk 352，而付諸生產的設計是Mk 323，並成為現在的KD系列35毫米口徑機炮。這款機炮在應用上多採取兩門機炮以雙聯裝方式安裝，於1959年推出的新型防空炮系統的原型1-ZLA/353MK便安裝了此款機炮，而經新一步改良後成為2-ZLA/353MK，正式量產後被改稱為GDF-001雙管防空炮。
KD系列機炮使用長達90倍徑的炮管，發射35×228毫米規格的彈藥，這款35毫米口徑彈藥後來成為北約的標準彈藥。機炮採用氣動原理操作並配有支撐式閉鎖系統，最大有效射程達5000公尺，最大有效射高為4000公尺，但實際上的有效射程和射高仍需視炮種而定。機炮的射速為每分鐘550發，由於此款機炮多以兩門並排安裝使用，在兩門齊射下可達到每分鐘1100發。炮管的橫截面外圍帶有凹槽，用以增加炮管的表面面積加強散熱效能，炮口裝有初速感應器，當射擊時可將炮彈離開炮口的訊號傳送給火控系統，用以計算炮彈的飛行速度及作為修正射擊的數據。
KD系列機炮以供彈方式主要分為兩種型號，分別是彈鏈供彈的KDA和使用7發彈夾供彈的KDC。其中KDA已被數款自行防空炮所採用，包括西德獵豹式防空戰車、日本87式自走高射炮、波蘭的PZA羅亞爾河自走高射炮，以及芬蘭和英國合作發展的神射手自走式高射砲。另有供步兵戰鬥車使用的KDE，炮身仍為90倍徑，沒有安裝炮口初速感應器，整體長度較短，而後座行程較長，後坐力較低，射速則降低至每分鐘200發，此款機炮已被日本89式裝甲戰鬥車配備為主要武裝。

超級蝙蝠火控雷達系統

超級蝙蝠火控雷達系統於1965年供應予瑞士空軍使用，由當時仍是獨立經營的康特拉韋斯（Contraves）所設計和生產，為一款安裝在四輪牽引式拖車以上的雷達系統，系統採用E/F頻段的脈衝都卜勒搜索雷達，有效距離15公里，並配有使用J頻段的脈衝都卜勒追蹤雷達，有效距離15公里。操作員可經由無線電通話或電話聯繫將目標的資料輸入系統，利用追蹤雷達及使用系統內的類別式計算機進行解算，再通過電纜遙控GDF防空炮進行角度調整和射擊。GDF防空炮在超級蝙蝠雷達系統的引導下，即使在天氣狀況不佳都可以進行防空作戰。西德獵豹式防空戰車的原型車以上亦曾經安裝該系統用於測試。

天兵火控雷達系統

天兵雷達系統由奧瑞岡-伯爾利所設計和生產，為一款安裝在牽引式拖車上的雷達及火控系統，可用於空域監察、目標捕獲、目標追蹤和遙控武器射擊。在車頂上裝有脈衝都卜勒搜索雷達、脈衝都卜勒追蹤雷達和同軸式光學攝影機。拖車以上內藏一台可為系統的裝置提供所需電力的小型汽油發電機，拖車上的控制室可容納兩名操作人員，系統內部整合有射控電腦，並能夠遙控兩台GDF防空炮進行射擊。天兵系統可以全天候操作，使用範圍由低空至高達3,000公尺，其最大有效距離為4,000公尺。該系統可進行空中監視，目標獲取，進一步動作值的計算以及兩台奧瑞岡35毫米高射炮的控制。天兵雷達系統需要四人控制。
1960年代，瑞士陸軍採用了天兵系統，並曾於1975年、1995年和2010年進行系統升級，至今仍在使用；天兵系統也取代了瑞士空軍所使用的超級蝙蝠系統。該火控系統亦被德國空軍用於監控低空空域。系統所設有的液壓系統可迅速展開其雷達天線。一個天兵系統的基本作戰單位，包括一台用於搜索和追蹤目標的天兵火控雷達系統，以及兩台由該火控雷達所遙控的GDF防空炮。在1970年代後期，麻雀飛彈亦被整合到天兵系統，每台發射器裝有四個麻雀飛彈發射箱，一台天兵系統可同時操縱三台麻雀飛彈發射器，使天兵系統成為彈炮結合系統，利用接戰距離較遠的麻雀飛彈與提供近程密集火力的GDF防空炮形成互補。

福島戰爭

在1982年英國和阿根廷爆發的福克蘭群島戰爭中，阿根廷軍將多台GDF防空炮部署在又稱為馬爾維納斯群島的福克蘭群島，同時在島上架設配合GDF防空炮的雷達系統，阿根廷陸軍的601防空炮兵集團採用天兵防空系統，阿根廷空軍的第一集團軍則採用超級蝙蝠火控雷達系統。
1982年5月4日，部署在鵝綠的天兵系統成功擊落一架英國皇家海軍的海鷂式戰鬥機（XZ450），英軍因此改變戰術，英軍飛機在投彈時都盡可能在GDF防空炮的射程之外。其後英國皇家空軍的鷂式戰鬥機（XZ988）於5月27日亦在綠鵝上空被GDF防空炮擊落，而在鵝綠戰役，在該處的GDF防空炮還曾經以直接射擊模式對抗企圖空降在島上的英國傘兵，擊殺兩人和擊傷11人，並曾經阻止英軍兩個連的推進，但是GDF防空炮在戰役期間亦涉及兩宗致命的友軍誤擊事件。第一宗友軍誤擊事件發生於1982年5月1日，當時有一架阿根廷空軍的幻象3型戰鬥機試圖在斯坦利的機場進行緊急降落，但被阿根廷陸軍派駐島上的GADA 601屬下炮兵連錯誤發射了三發35毫米炮彈，這架幻象3型在機場以北墜毀，飛行員當場喪生。另一宗友軍誤擊事件則在鵝綠發生，當時有一架A-4天鷹式攻擊機誤飛到阿根廷軍預設的禁航區，因而被擊落並導致飛行員喪生，阿根廷空軍也承認事故是由於飛行員導航錯誤所導致。
英軍發動黑公鹿作戰期間，部署在島上的天兵雷達系統曾於5月31日和6月3日受到英國皇家空軍的針對性攻擊，其中一台天兵雷達被一枚AGM-45百舌鳥式反輻射飛彈擊毀，造成四名操作員喪生。阿根廷軍在島上部署的防空系統一直作戰至戰爭將近結束，據推測另有一架英國海軍的海鷂戰鬥機（XW919）於6月12日在工兵山被GDF防空炮擊中而嚴重受損，這架飛機因此須要報廢，而派駐在島上的阿根廷軍於投降前數小時，仍然在無線嶺上使用GDF防空炮對登島的英國部隊直接瞄準開火射擊。
阿根廷軍在島上的武器裝備於投降後被英軍虜獲，包括15門GDF防空炮和5台天兵系統，後來運到英國並交由英國生產及研究公司（英語：The British Manufacture and Research Company，簡稱：BMARC）進行維修和翻新。當中有12門防空炮和4台天兵雷達在英軍服役，並且提供給於英國皇家空軍沃丁頓基地駐紮的英國皇家輔助空軍（簡稱：RAuxAF）第1339中隊、第2729中隊和第2890中隊操作。皇家輔助空軍操作這些防空炮及雷達系統約10年後，因為國防開支被削減，導致操作單位需要解散。

南非國防軍訓練事故

南非國防軍（英語：South African National Defence Force，簡稱：SANDF）於2007年10月12日在北開普省羅哈特拉的南非國防軍戰鬥學校操作GDF防空炮訓練期間發生事故，造成9名士兵死亡和14名士兵受傷。據南非國防軍發言人所指，當時有八台以一線排開的GDF防空炮，正以手動操作方式射擊前方被廢棄的戰車，機炮正處於低角度的對地射擊狀態，而炮台的最大迴旋角度是受到保險極點和系鏈所固定，可防止機炮轉向到有人員聚集的區域而造成危險。在射擊訓練期間，位處最右側的一台防空炮在發射時發生卡殼故障，當操炮人員正在排除故障時，這台防空炮卻突然走火，炮台發生旋轉並超越了原先由保險機構設定的最大迴旋角度限制，一邊旋轉一邊掃射造成在場人員嚴重傷亡。
在事故發生後的初步報告認為，故障是由於機炮的供彈機具內的35毫米彈藥遭受了原因不明的遲發所引起，令炮台出現失控及發生360度旋轉的瘋狂射擊，直到所裝填的彈藥耗盡為止。然而，南非國防部長莫司奧·萊科塔卻發表聲明，指該台機炮是莫名其妙地突破保險機構的限制向左側迴旋了90度，並發生只維持了¹⁄₈秒的一次連射，擊中了位處於機炮右手邊的多名士兵。南非國防軍於2008年1月發表的事故報告中指責「防空炮未能自我檢測到機械故障，但防空炮的生產商卻秘而不宣」，報告又指出機炮發生故障的原因是一根彈簧銷被削短至只有一根火柴桿的大小。另有報導指責南非國防軍在訓練和安全程序的執行都十分差劣。

可程式化彈藥

AHEAD彈藥的全名是（Advanced Hit Efficiency and Destruction），即是「先進撞擊效率與摧毀炮彈」。AHEAD炮彈具有可程式化的定時引信，需要配合在炮口增設的測速與引信設定裝置使用。防空炮的射控系統可將最新的引信資料傳送到在炮口的引信設定裝置，在AHEAD炮彈離開炮口的瞬間將引信資料輸入彈丸內的定時引爆裝置，可大幅提升定時引信的精確度。炮彈的殺傷段裝有152枚鎢合金次彈頭，在預定目標將會通過的位置引爆並形成彈幕，不但令炮彈的殺傷範圍大幅增加，大量高硬度的次彈頭穿入目標內部亦會造成嚴重損傷。雖然GDF防空炮發射AHEAD炮彈的射程仍是4000公尺，但整體擊殺效率遠優於傳統炮彈。較早期的GDF系列防空炮需要升級到GDF-006/007後才可使用AHEAD炮彈，當中GDF-001/002/003可升級為GDF-006，而GDF-005可升級為GDF-007。AHEAD炮彈已被多個國家，包括加拿大、巴基斯坦、希臘、阿曼、西班牙、臺灣和智利（未經證實）所引入使用。