在水面舰艇的各种舰载武器中,历史最悠久的当数舰炮。自它成为主要舰载武器以来已有400余年的历史,其性能一直在与时俱进。随着舰载导弹性能的不断进展,如今舰炮的作用和地位已大不如前。然而,哪怕是在各种舰载导弹大行其道的当下,舰炮仍是水面舰艇最基本的攻防武器。
盛衰起伏
现代舰炮的始祖出现在14世纪。早年的舰炮因身管倍径小,射程近且瞄准装置原始,故多安装在风帆战舰的两舷,作为接舷战的辅助武器。随着舰炮技术的进展,舷炮战逐步成为海战的主要作战样式。为增强火力,当时的风帆战舰两舷设置了多层连续火炮甲板,大型战舰最多可配备上百门舷炮。舷炮数量的多寡,成为特定历史时期衡量战舰作战能力的重要标尺。1677年,英国海军部出台标准,将风帆战舰划分为六个等级:一至四级为战列舰,五至六级为巡航舰。安装了90至100门舷炮的才能算作一级战列舰,二级战列舰舷炮数量为80至90门,而等级最低的六级巡航舰,只装有4至18门舷炮。
日本“大和”号战列舰
19 世纪中叶,出现了安装有原始炮塔并能旋转的甲板炮,进而引发了舰炮技术的革命。可旋转甲板炮令舰炮的火力攻击范畴大增,对海战战术的进展产生深远影响。随后,无烟火药和高能炸药的成功应用令舰炮射程、精度及威力大增。进入铁甲舰时代,出现了炮位与供弹系统连成一体且有装甲防护的大口径炮塔炮。为追求火力、炮塔炮的口径不仅越来越大,且进展出双联装、三联装甚至四联装的型号。
由于舰炮属于加农炮范畴,其弹道较平直,而炮塔炮不可能拥有较大的射击俯角,因此其射击近界较大。为填补火力盲区,也为更好地根据目标性质挑选打击火力,水面舰艇在尽可能增大舰炮口径的同时,也会配置一定数量口径明显降低一个档次的舰炮,由此形成了主、副炮之分。当然,这一区分是相对的,大型舰艇的副炮足以充作次一级舰艇的主炮。
这一时期,人们改以舰炮口径作为水面舰艇等级划分标准。比如,1922年各主要海军强国签署的《华盛顿海军条约》规定,所有巡洋舰主炮口径不得超过8英寸(203毫米)。而1930年签订的《伦敦海军条约》则明确规定轻、重巡洋舰的划分标准:主炮口径在127至155毫米之间的为轻型巡洋舰,主炮口径在155至203毫米之间的为重型巡洋舰,主炮口径在127毫米以下的是驱赶舰。
美国“衣阿华”号战列舰
一战时,飞机初登战争舞台,其性能虽不完善,但已显露出机动打击的巨大潜力。面对越来越严峻的空中威胁,舰炮在一战后迅速向高平两用进展。
二战爆发后,传统舰炮进展到巅峰。满载排水量超7.2万吨的大和级战列舰,装有3座三联装94式460毫米舰炮、4座三联装 155毫米副炮、12 座双联装89式127毫米高炮(战争后期又增装了6座)、45座三联装 96 式25毫米高炮、21 座单管96式 25毫米高炮。放眼望去,舰面上大大小小的炮管林立犹如钢铁刺战猬。其中,94式460毫米舰炮是人类历史上参加过实战的最大口径舰炮,其三联装炮塔回旋部分总重达 2774 吨。该舰炮发射速度为1.8发/分,炮弹基数每门炮100发,弹种包括 91式 460 毫米穿甲弹、三式对空弹和高爆弹,分别担负打击敌主力舰艇、防空、对岸轰击或打击敌中小型舰艇的任务。其中,91式穿甲弹弹丸重1.46 吨,内装33.85千克炸药,可在20至30千米距离击穿任何型号战列舰的主装甲带。
二战后,动辄三四百毫米的大口径舰炮随着战列舰这个舰种被剔除。相伴反舰导弹的兴起,中口径舰炮的地位也大不如前。不过,小口径舰炮因舰艇近防压力剧增而得到长足进展。然而,此时舰炮口径的划分标准已与二战前大相径庭。一般将20至40毫米舰炮归于小口径,40至130毫米为中口径,超过130毫米就算是大口径舰炮。
“衣阿华”号舰炮齐射
当代舰炮从外观看,可分为封闭炮塔结构、半炮塔结构和无炮塔结构。由于在反舰导弹大威力战争部面前,再厚实的装甲也形同虚设。因此,对现代舰炮而言,炮塔的主要作用是为配套的观瞄系统提供优良的工作环境,并降低炮口风暴及舰载导弹发射时冲击波的影响,其实际防弹能力很弱。正因如此,越来越多的舰炮采纳更耐腐蚀的轻质合金或玻璃纤维增强塑料制造封闭炮塔。
特点突出
舰炮与陆用火炮的结构大同小异,但其最突出的特色是高射速。例如,美国20世纪 70年代研发的 MK71 型203毫米单管舰炮(最终未列装)能在相当长时间内维持12发/分的高射速,而陆用的M110型203毫米自行榴弹炮最大射速仅为2发/分,连续射速更低至0.5发/分。个中神秘,是舰炮身管加装了水冷套管,以及拥有容量可观的备弹库。
由于大中口径的舰炮一般在身管外加装了水冷套筒,因而其热容量远超同级别陆炮。在水冷套筒里循环的一般是经过淡化的海水。之所以不用真正意义的淡水,是因为即使大型水面战舰,其舰上淡水储存量也相对有限,而海水若直接用于冷却身管极易引发身管外壁的电化学腐蚀,会降低身管使用寿命。淡化海水虽达不到健康饮用水的标准,但用于冷却舰炮身管已足够。
MK45型127毫米舰炮
MK7 型舰炮毕竟是二战爆发前设计的,采纳半自动装填方式,需要77人协同方能操纵。当代美军广泛装备的MK45型127毫米舰炮,更倾向于提高适装性和可靠性,为此大幅简化了机械结构,因此仅需炮长1人、操纵台操作手1人及4名弹药手即可操纵。该型火炮以甲板为界,分成上、下两部分。上部由起落部分、托架、炮塔、底盘、瞄准系统等组成,下部结构由装弹台、扬弹机、弹鼓、火炮操纵系统、引信测合机等组成。为适应不同吨位舰艇要求,该炮配用不同结构高度的扬弹机。扬弹机分为上、下两部分。上扬弹机负责将弹鼓中的弹药扬起并输送到火炮摇架处,下扬弹机由一对送弹管道、扬弹链和链爪组成。下扬弹机设有出入口。供人工装填弹药或清除瞎火弹药时使用。为了减重,MK45型舰炮只有1个弹鼓,可容纳20枚一般炮弹或10枚制导炮弹,也可混装两种弹药。弹鼓上方装有引信测合机,能在弹鼓内的弹药传输到上扬弹机前,根据射击指挥系统的遥控指令,为炮弹装定电子或机械引信。
意大利奥托127/54型舰炮
MK45 型舰炮战争全重不到22吨(MK45 Mod2),适装性和可靠性俱佳,但代价是射速仅为20发/分。作为对比,大口径陆炮中自动化程度最高的FH-77BW“弓箭手”自行榴弹炮,战争全重26吨,最高射速12 发/分。当然,MK45 型舰炮射速在一些战争场合仍不够用,因而追求高射速的意大利奥托-梅莱拉 127/54 型舰炮成为当代西方海军另一款主力舰炮。该炮的结构与MK45的主要区别是拥有3个弹鼓、每个弹鼓容弹22枚,为连续保证45发/分的最高射速,该炮在正常情况下由4名装弹手将分装的药筒和弹丸装入下扬弹机,必要时装弹手可增至8人。
与陆炮不同,大中口径舰炮在保持高射速的情况下,仍能将射击精准度操纵在相当高的水平上。这一方面是因为大中口径舰炮通常要穿透甲板安装,与军舰结合成一体,射击时产生的后坐力与振动会由舰体传导给海水,因而射击稳定性比陆炮好得多。另一方面,舰炮的火控系统更周密复杂。仍以MK45 型舰炮为例,其配用的MK86 型数字化火控系统由1部AN/SPO-9型X波段雷达、1 部 AN/APG-60单脉冲多普勒雷达、EOSS 型光电探测、MK1 闭路电视系统及1台MK152 型通用计算机(后期改用AN/UYK-7 型计算机)及操作操纵台组成。其中,AN/SPO-9型X波段雷达采纳脉冲频率捷变、动目标显示和光脉冲压缩技术,用于对海上多个目标实施搜索和跟踪,最大作用距离36.56千米。AN/APG-60单脉冲多普勒雷达用于探测空中目标,最大作用距离182.8千米。EOSS型光电探测系统包括红外热成像仪、光导摄像管、电视摄像机和激光测距仪。MK1闭路电视系统配有2至3台电视摄像机、主要用于区域戒备及对目标实施目视跟踪。计算机系统主要承担对海搜索雷达边跟踪边扫描的计算,以及对空雷达的跟踪数据处理和操纵,还为整个火控系统提供逻辑操纵,计算弹道和引信数据等。
未来进展
在冷战后的历次局部冲突中,舰炮在很多场合对岸轰击的时效性明显高于召唤战机实施近距火力支援。此外,在使用精确制导弹药时,舰炮命中精度并不比导弹逊色多少,但却比导弹价格低廉,火力连续性更是远优于导弹。美中不足的是,目前各国海军现役主力舰炮的口径还不够大,导致攻击效果不尽如人意,而且其最大射程与舰载对陆攻击导弹之间存在较大空当,因此一些国家正着手研发口径更大的舰炮,并大量采纳新技术,从而给予其一些前所未有的性能。以美国为朱姆沃尔特级驱赶舰配套研发的AGS型155毫米先进舰炮系统为例,其采纳62倍径身管,发射一般炮弹时最大射程40千米,发射远程对陆攻击弹药(LRLAP)时最大射程185千米,能为远在内陆的海军远征机动部队提供远程精确火力支援。该型舰炮连续射速12发/分,具备6发炮弹同时命中能力,每座AGS的投射能力相当于陆军1个155毫米炮兵连。
AGS先进舰炮示意图
未来舰炮除口径增大外,还将配套进展各种新技术弹药。仍以AGS 型舰炮系统为例,其配用的LRLAP弹药采纳分体式设计,结合成完整的弹药后全长2.23米,总重113千克。其中,弹丸由弹体、战争部、GPS/INS制导段、火箭助推发动机与操纵翼面等5部分组成。弹丸前部设有4面可折叠精翔要面,尾部袋有8片可折叠操纵舵面。发射前舰炮操纵系统将目标坐标输入弹载计算机。以大仰角将炮弹射至3万米高空,随后展开滑翔翼面,并启动CPS导航模块接收卫星定位信号。借助INS惯性导航系统产生弹翼的操纵信号,实施弹道修正,待接近目标后操纵弹丸实施俯冲攻击。采纳这些先进技术后,该弹在185千米最大射程上的圆概率误差为20至50米。不仅如此,该炮还配有应对水面目标的毫米波雷达制导火箭增程弹,最大射程约56千米。
目前,各主要海军强国在努力挖掘现役舰炮潜能的同时,已开始对全新原理、全新结构的舰炮进行前瞻性研究。诸如,液体发射药舰炮、电热化学炮、电磁炮,乃至激光炮都不排除未来上舰的可能性。只不过其技术过于前卫,现阶段仍有瓶颈难以突破。例如,液体发射药火炮有用化进程主要卡在发射药的储备腐蚀,连续发射时液体发射药如何防止自燃并保持液体发射药燃烧速率不变等方面。
至于电热化学炮,其通过人为制造高压大电流的强脉冲,用于轰击固体或液体发射药,令其瞬间达到超高温、超高压的等离子状态,引发爆轰反应以此推动弹丸突破传统设计的炮口初速极限。然而,电热化学炮所能达到的理论性能天花板明显低于电磁炮,且结构过于复杂,因此目前的进展瓶颈仍未突破。
国产054B装备的100毫米舰炮
备受关注的电磁炮,其耗电量相当可观 如载舰供电功率不足,就要为电磁炮单独配备发电、变电设备,这将导致其系统体积居高不下。此外,电磁炮无论是采纳直线轨道加速技术路径,还是采纳四能加速技不路伦,共广生的巨大磁功会令引信及现有的精确制导组件变得很不可靠。目前,成熟度较高的直线轨道加速技术路径,还存在极为严峻的轨道磨损难题。
相形之下,靠激光束所含能量对目标实施硬摧毁的激光炮,被专家认为可能领先上舰服役,其从结构到毁伤机理虽与传统舰炮并无多少相通之处,但其发射时不产生后坐力,而且照耀快速移动目标时既无须考虑提前量,也不必考虑弹道弯曲的问题,这些优势令其具备取代现役近防速射炮的巨大潜力。
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