海軍小口徑機關炮小史(中) 作者 霹靂貝貝  超大

本帖最後由 YAK-28臨時 於 2012-10-15 16:04 編輯 四.第二次世界大戰後的艦載自動火炮(1945-2000) 要深入的研究艦載自動武器在戰後的發展歷程是一件非常困難的事,因為牽涉到不同國家的各型火炮、它們具有不同的口徑、聯裝方式、控制等特徵,更令人困擾的是,同一種炮座甚至還可能適用不同的火炮。戰後艦載自動火炮的發展分為三個方向,第一個方向是40毫米口徑以下人力(人工)操縱和瞄準的小口火炮。這些火炮的發展途徑主要是通過對火炮本身和彈藥性的改進以及操控性能的提升,以提升作戰效能。不過人工操縱的小口徑火炮性能提升終歸有限,它們只能對應那些低烈度衝突或執行治安任務。在迫不得已的情況下它們也可以承擔有限的防空任務,但這還要取決於火炮採用的觀瞄設備以及安裝載具的性能。 艦載小口徑自動火炮發展的第二個方向是為火炮配備遙控炮塔以及雷達炮瞄或光電炮瞄指揮儀,這類火炮主要用於承擔艦艇的防空重任。在導彈出現後,由於其體積小,速度快,飛行高度低,對艦艇造成極大威脅,因此此類火炮還被賦予新的反導任務。 目前海軍幾乎所有大中口徑艦炮實現了自動射擊,3英寸艦炮已可擔當艦艇防空甚至是反導的重任,甚至連4-5英寸炮也具備了高平兩用的能力,本文最後將對它們進行簡要討論。 1. 人工操縱的輕型機關炮 儘管重機槍仍然在一些小型艦艇上使用,但是自從二戰以來它們的結構和技術就基本上沒有發生什麼變化。與之相反的是,很多新型的20毫米、25毫米、30毫米甚至是40毫米口徑被研製出來並採用人工操縱方式安裝上艦。 這些火炮在口徑、安裝方式上差異很大,但是它們共同的特徵是採用空冷炮管。小口徑機關炮一般採用搖擺式炮架安裝,炮手站在炮尾操縱火炮,這些火炮的迴旋和俯仰可完全依靠人工,一些還採用了機械輔助動力,以降低炮手工作強度。大一些口徑的機關炮則讓炮手者坐於炮架的迴轉平台上操炮,採用機械動力的比較多,平台也多帶穩定功能。 觀瞄系統非常重要,此類火炮的瞄準具從簡單的目視到採用複雜的光學瞄準系統都有。一些人工操縱的艦炮甚至還帶有高精度的激光測距儀和彈道計算機,炮手只要用肉眼對準目標,瞄準系統就能自動計算目標高度和速度等參數,並控制火炮自動給出射擊提前量。 小口徑機關炮一般並不一定專門為海軍專門研製。大多數機關炮可以做到陸海空三軍通用,它們往往也被安裝於裝甲車、直升機甚至是戰鬥機上。海軍小口徑機關炮的生命周期很長,一些二戰時期研製的火炮可能仍在使用。當代20毫米機關炮的彈重一般在120-130克左右,通常使用彈鏈供彈,彈丸初速在1000-1100米/秒之間。一些高射速火炮的彈藥會輕一些,重量在80-100克之間。GIAT(法國地面武器工業集團公司)的M621火炮重量僅45公斤,採用的就是10×102彈,重100克。 20毫米機關炮在艦艇上通常使用搖擺式炮架,重量在400-500公斤左右,轉動和俯仰均十分靈活。其代表有厄利空GAM-BO1型炮架和KAA機關炮的組合,皇家海軍在馬島戰爭後大量裝備了這種火炮,它的對空有效射程為1.5公里,對海射程2公里。

GAM-BO1型20毫米火炮 雖然蘇聯海軍不用23毫米口徑,但是23毫米ZU火炮卻行銷很多國家,雙聯ZU-23-2和4聯ZU-23-4在芬蘭以及其它不少國家海軍中均有使用。ZU-23-2帶彈時重980公斤。波蘭海軍也自行開過一種名為Wrobel(波蘭語燕子)的ZSU-23-2MR型23毫米炮,上面甚至還能裝2枚Strela-2M型導彈。

ZU-23-2型23毫米艦炮 25毫米口徑高炮的發展走的卻是兩條截然不同的道路。首先,蘇聯人將M1940式25毫米或火炮改進為2個新的版本,即使M-110和M-110M型,發射25×218彈,採用2聯裝形式組合成2M3和2M3M以及2M8式雙聯25毫米炮,該炮重量1400公斤,射速450發/分。中國的61式25毫米艦炮即仿自該炮,射程達2300米。不過在蘇聯這類高炮很快就被用採用雷達指揮儀的30毫米炮所取代。

61式雙25毫米機關炮 北約方面,有2種發射北約制式25×137彈的火炮投入使用,一種為厄利空的KBA,射速600發/分,而另一種則為休斯M242大毒蛇鏈式炮,射速為100-500發/分可調。這兩種火炮均採用單聯人操方式在艦上部署,25毫米口徑已經被認為是依靠完全人力能操作的自動火炮口徑上限了。

KBA型25毫米炮 美國的M38使用的是大毒蛇機關炮,全重為560公斤。這種火炮一般只適合治安環境下使用。義大利OTO布雷達炮架則搭載KBA火炮,此炮架提供了液壓輔助動力以減輕人的體力負擔,因此還可以承擔部分防空任務。

M242大毒蛇機關炮 西方國家的30毫米炮主要採用厄利空KCB和毛瑟MK30,前者發射30×170彈,後者則發射30×173彈,有效射程都為2.5公里,具有很強大的威力。 皇家海軍主要採用單聯和雙聯方式部署KCB。其中雙聯炮架GCM-AO3為全穩定式,自身帶有供電裝置,重量僅為2500公斤,該炮已經銷售到14個國家。單裝型號為DS30B,這種炮架可以兼容MK30火炮,該炮也有簡易穩定裝置,重量僅1200公斤,英國的護衛艦和掃雷艇都大量裝備此種火炮。

GCM-AO3型25毫米火炮 美國將KCB裝在帶穩定裝置器的Emerlec雙聯炮塔中,為炮手提供了一個全封閉結構,重量3450公斤,此炮也有很多國家採用,一般安裝於小型戰艦。 波音公司的大毒蛇II型鏈式火炮GAU-8/A和毛瑟MK30一樣,都發射30×173彈。搭載這種火炮的平台裝有光電火控系統,可以執行近距離反水面艦艇和直升機的任務。這種火炮已經被美國海軍選中,裝備兩棲作戰艦艇。 二戰中成名的博福斯40毫米炮仍然使用非常廣泛,它們被用各種形式安裝在艦艇上,其中不少安裝在那些採用人工操縱和手工瞄準的平台上。目前大多數40毫米炮已經實現自動供彈,安裝在帶穩定器的火炮平台上,可實施遙控射擊。2.採用雷達指揮的防空和反導火炮 現在,人工控制的高炮已經很難對付快速飛行的目標,它們已經讓位於防空導彈或由雷達控制、可自動射擊的高射炮,而炮手的工作僅僅是指定所要攻擊的目標,並下達開火命令。這種系統通常稱為近程防禦系統(CIWS,Close-in weapon systems),此外它們還帶有光電火控設備。 掠海飛行的反艦導彈相對飛機而言留給艦艇的反應時間更少。CIWS系統往往與艦上的火控裝置配合,可自動偵測來襲目標,自動實施接戰而無需人工參與,炮手所需要做的就是確認開關是否已經打開。 艦載反導火炮系統設計分兩個流派。一派認為採用較大口徑的自動炮(如35毫米以上),可講爆炸彈藥發射到目標附近引爆(如採用近炸引信或時間引信,後者如厄利空的AHEAD系統)。另一派則採用較小口徑的火炮(20-30毫米),以高速向目標發射實心彈丸,直接命中目標體制,摧毀目標的戰鬥部。 兩種流派之間存在激烈的爭論。較大口徑的火炮的射程較遠,彈藥的種類也比較豐富,可兼顧防空和反艦任務。另一方面,一些先進的小口徑系統如密集陣和守門員則具有極高的精度,它們採用炮載搜索,跟蹤和火控指示系統,火炮轉動時,雷達也跟著轉動,因此對目標的瞄準和跟隨能力大大增強強,提高了命中概率。 在防空火炮和反導火炮的火力之間往往存在很大範圍的重疊。很多防空火炮,甚至是那些100毫米的防空火炮都宣稱自己可以擔當其反導任務,當然也完全可以在近距離上對付飛機。 對大口徑火炮而言,射擊指揮儀往往與火炮分開設置,它們之間有一定的距離或者是視差,在浪潮洶湧的海面上,船體可能會發生輕微的變型,從而影響射擊精度。大口徑火炮一般採用近炸引信,因為它們的彈丸重,殺傷範圍大。但是現代反艦導彈的飛行高度極低,因此炮彈可能受到海平面的影響而提前引爆,不過更為先進的引信已可克服以上問題。 美國的密集陣系統是第一種實用的CIWS系統,自從1970年代末投入使用以來已經裝備了許多國家的軍艦。密集陣系統使用6管20毫米火神M61機關炮,採用加特林原理,外部動力源,彈藥為20×102。這種火炮最早是為戰鬥機而研製的,最大射速可達6000發/分,在密集陣上發射速度有所降低,為3000發/分。

密集陣系統 與大多數其他CIWS系統相似的是,密集陣系統發射的彈藥不是全膛穿甲爆破彈,而是使用APDS:一種實心、高速的貧鈾次口徑穿甲彈,彈芯直徑為12.5毫米,而彈托則在出膛後自行脫落。 次口徑實心彈防空反飛機的效果不如高爆穿甲彈,大口徑的防空火炮一般採用近炸引信摧毀飛機的機身、機翼和控制系統。密集陣系統彈頭的主要用來貫穿和引爆彈道的戰鬥部。經過測算表明,如果能在150米以外引爆來襲彈道的戰鬥部就可以防止其對戰艦的破壞,但如果只能部分摧毀來襲導彈,其巨大的慣性仍然會使之沖向軍艦。 密集陣系統的總重為6000公斤,包含了可以進行20秒射擊所使用的彈藥,這足以在短時間內接戰多批來襲目標。密集陣的最大射程是1.5公里,該系統的最大特點是不需要在甲板上開口,只要承重許可,火炮可固定在任何方便安裝的位置。 另一種近防炮是20毫米海火神轉管炮系統,它並沒有使用密集陣那樣的閉環引導技術。該系統使用3管M197炮,使用彈藥與密集陣相同,射速為1500發/分,重量僅318公斤,主要用於小型艦艇。 西班牙的梅羅卡近防系統採用了12根炮管,炮管分2排,每排6根,火炮採用外部動力驅動,可以獲得很高的發射速率。該炮的彈藥為20×128,全炮重4500公斤(包括一座火控雷達),但並未沒有包含搜索雷達。

梅羅卡12管20毫米炮 另一種近防系統海天頂已在土耳其海軍使用。系統3500公斤,使用4門厄利空KBB火炮,KBB為KBA的改進型,發射加長的25×184彈,從接到艦載雷達的目標信息到系統射擊的反應時間為4秒。

海天頂4管25毫米近防炮 25×184彈同樣用於厄利空KBD 7管轉炮,KBD的射速為5000發/分。米利亞德(Myriad) CIWS採用2門KBD,重9000公斤之所以要有如此快的射速是為了對付下一代反艦導彈的威脅,具有超音速和高機動性能的反艦導彈留給近防系統的時間更短,不過這種系統未見正式使用的報道。根據厄利空的宣傳資料,KBD也可以使用於密集陣系統。

米利亞德系統GAU-12/U轉膛炮使用北約標準 25×137彈。這種火炮已經被多種CIWS系統選中,包括海火神20系統的升級版海火神25,在裝彈後,炮重1270公斤射速2000發/分。毛瑟的Drakon(原MIDAS)則使用4門毛瑟BK27轉管火炮,最大射速6800發/分,採用27×145B專用彈,帶彈藥全重4600公斤。該系統也未見使用,倒是採用遙控炮座的BK27火炮倒是軍艦上很常見。 荷蘭的守門員系統具有更強的威力,英國皇家海軍早在1984年就已經訂購,並部分取代密集陣裝備其航空母艦和護衛艦。守門員採用的是30毫米口徑的GAU-8/A轉管炮,次種火炮也在A-10攻擊機上採用,發射30×173彈,射速4200發/分,最大射程3公里,但是實際使用時為提高命中率,需要在更近的距離才能開火,火炮的帶彈數量夠發射15秒之需。守門員結構比密集陣更為緊湊,不過它安裝時需貫穿兩層甲板,因此不便於安裝在小型艦艇上。帶彈後全炮重量6350公斤,而不帶時則只有3500公斤。

荷蘭守門員 蘇聯和義大利也分別推出了自己的30毫米雷達控制速射炮。蘇聯的NN-30轉膛火炮發射30×210B彈,AK-230火炮就將2門NN-30安裝與於頭盔半圓型遙控炮塔中,採用雷達火控,重1800公斤。中國的仿製型號為69式,而在蘇聯AK-230已經被大名鼎鼎的AK-630取代,後者使用6管轉膛炮,發射30×165彈。

AK-230雖然統稱AK-630,但其還是略有差異。初期的AK-630使用GSh-6-30K火炮,改炮從航空火炮衍生而來,比密集陣服役還要早。它採用更長的炮管和水冷裝置,採用火藥氣體直接驅動炮管旋轉,射速達4000-6000發/分。6K30-GSh火炮則在GSh-6-30K的基礎上輕量化,提高穩定性,炮管採用蒸發冷卻。第三種AO18L,也一種輕量化版本,它採用外部能源驅動而非火藥氣體的能量驅動,射速有所降低在1000-3000之間,同時還簡化了火控,用光學瞄準儀代替了雷達火控系統,這種改型火炮也被稱為AK306。AK306和AK630還可以在炮塔外加裝4枚Vikhr導彈,構成了彈炮合一系統,俄羅斯還將2門GSh-6-30K聯裝推出了AK630M1-2系統。

AK-630

AK-630M2俄羅斯最新和最強大的CIWS系統當屬於卡什坦系統。採用2門6K30-GSh,8枚SA-N-11防空導彈,系統獨立配置有雷達和光電火控系統,目標跟蹤系統,據稱可將導彈引導到目標的1米範圍之內。目前俄羅斯彼得大帝號巡洋艦和庫茲涅佐夫號航母都裝有卡什旦系統。

卡什坦彈炮合一系統火炮和導彈的組合可以起到互補的作用,導彈在遠距離實施攔截,火炮則在近距離發揮作用,而兩者的搜索和控制系統則可通用,這節約了雷達、光電系統、電子設備的開銷。據稱卡什坦可在8公里內使用導彈,在4公里內使用火炮攻擊目標,同時對付的目標數量為4個。 義大利的奧托布雷達公司則使用別家的火炮和自家的炮架組合推出了一系列深受歡迎的小口徑艦載火炮。他們武器系統可安裝30毫米或25毫米的火炮,可既有單聯也有雙聯方式。如配置毛瑟MK30火炮後,重4400公斤(帶彈藥)。 在二戰後一段時間內,博福斯公司幾乎主導了30-40毫米口徑的高射炮。厄利空公司原來主攻的是20毫米高炮,但他們在1960年代成功研製了出性能優越的35毫米KD系列高炮,既可用於陸軍也可用于海軍,如德國獵豹式自行高炮就採用該炮。海軍買家則可選擇厄利空自家的的雙聯GDM-A版本,也可選擇義大利OTO生產的雙聯型。

OTO生產的採用厄利空雙35毫米艦載高炮 厄利空公司與英國皇家兵工廠聯合開發了千發系統。該系統採用厄利空公司開發的35/1000轉膛炮,採用彈無鏈供彈方式,射速1000發/分。與之配套的AHEAD(Advanced Hit Efficiency And Destruction)彈藥系統在射程較遠,不僅可以用於防空,反導的效能也優於高傳統CIWS系統。千禧系統採用單管,重量為2600公斤,旋迴速度高達120度/秒,俯仰速度為60度/秒。 千發系統可在1650米距離上對目標進行攔截,一次發射18發炮彈(1.5秒時間內),這些炮彈將以15度的喇叭狀向目標途徑的航路上投射2736枚(每枚炮彈152枚)集束定向高速子彈丸。如果接戰距離在2100米時,則需要發射36發炮彈才能確保摧毀目標。這套系統體現了極佳的反導性能,這對防禦超音速反艦導彈具有很重要的意義。AHEAD系統已經被以雙聯方式(Denel 35mm)安裝在南非海軍的4艘MEKO A200型護衛艦上。

Denel 雙35高炮,採用厄利空火炮和AHEAD彈藥中國北方工業公司研製的76A型雙37毫米高炮使這種老式高炮煥發了新的生機,它採用37×240彈,比老式的37×250R彈威力更大,初速更快,射程達3.5公里。據稱這種火炮採用了義大利達多系統的技術,射速達380分/管/分,目前裝備旅大III和旅滬級驅逐艦。

雙聯76A式高炮 最後不得不提一下博福斯40毫米炮。戰後,皇家海軍研製了MK VI型防空高射炮平台,其重量達22噸。安裝6門博福斯40毫米L60高炮,具有自動供彈系統和穩定器,每門炮備彈36發,Hazemeyer系統的改進型STAAG系統重15噸,裝2門博福斯,還裝有自己的雷達系統,該系統裝備了一些驅逐艦和護衛艦。由於該系統太重,優勢並不明顯,最終還是簡單的MK V型服役時間更長。 為了替換博福斯L60型,英國人在1950年代傾向於是用性能更好的L70型博福斯40毫米炮,不過最終只有英國陸軍最終採用。由於二戰後剩下了大量L60火炮和彈藥,加上當時英國的財政吃緊,因此海軍決定發展海貓式艦空作為艦艇近程防空主力。直到馬島戰爭後,皇家海軍才開始研究新的防空機關炮,老式的厄利空和博福斯仍在海軍中服役到90年代。 博福斯40毫米高炮仍在不斷發展中,L70型的射速提高到300-330發/分,超過L60一倍多,射程更遠。博福斯開發了基於L70的Trinity系統,配用彈藥的威力大為提高、可發射品種更為豐富,高爆近炸彈藥通過拋灑大量預製破片的方式,對目標進行有效殺傷。 奧托布雷達公司通過授權生產博福斯40毫米高炮,該公司將兩門高炮安裝在緊湊型炮塔內,構成了達多防空系統,該系統也具有反導功能。達多「快40」炮每管射速可達450發/分,整炮重量(不帶彈)為5500公斤。

布雷達雙40毫米炮3.中口徑自動艦炮 本文主要講小口徑自動艦炮的發展,但是越來越多的中口徑甚至是大口徑艦炮已經實現了自動方式,雖然它們使用的是外部動力而不是火藥氣體的作為動力來源。 在L70高炮取得巨大成功後,博福斯公司研製了57毫米炮。它是40毫米跑的放大版,在二戰期間就開始研發。最早的型號是SAK57 L/60,多採用單管和雙聯方式安裝,很多國家都使用過。這種炮發射57×438R彈,射速130發/分,最大射程15公里。SAK57 L/70為改進型,在70年代研製成功,並最早裝備瑞典海軍,單聯裝重量為6400公斤,射速200發/分。 MK2是SAK57 L/70的新型號,於80年底初研製,80年代中期裝備。發射速度為220發/分,炮重6800公斤。雖然該炮射速很高,但是其採用的改進型高強度炮鋼使其不需要再使用水冷管能承擔反艦任務,最遠達17公里。這種火炮不僅裝備小型艦艇,甚至加拿大的城級護衛艦也用其作為主炮。MK3型採用隱身炮塔設計,可發射新型3P彈藥(一種可編程的近炸引信預製破片高速彈),這種火炮裝備瑞典最新型的維斯比輕型護衛艦。

博福斯L70 57毫米艦炮 蘇聯海軍在戰後裝備了45毫米高射炮,發射專用的45×386SR彈,射程4公里,採用單聯或4聯方式布置,其中4聯裝重11噸。隨後從它被57毫米高炮取代,這種高炮源自蘇聯陸軍,有單、雙和四聯等不同形式。早期的ZIF-31 57毫米炮使用空冷。後期的ZIF-72(AK-725)雙連型採用水冷,重達25噸,甚至充當克列斯塔I級巡洋艦的主炮。中國的66式57毫米高射炮即源於ZIF-31,後來66試經過改進成為水冷的77式。

ZIF72 57毫米艦炮 二戰後,美國曾經一度忽視雷達指揮輕型小口徑高炮的發展。1950年代,美國花費大量人力物力研究高射速,高自動化程度的口徑高射速艦炮。這些艦炮均為高平兩用,同時美國人繼續研究新型近炸引信以期發揮大口徑火炮的防空威力,他們同時認為由於近炸引信太大,無法安裝在40毫米彈藥上。 戰後美國大量裝備的3英寸雙聯裝L50高炮(MK33)採用76×585R彈。L70型3英寸為其加強版,採用76×669R彈。不過美國自己卻沒有用這種火炮。倒是英國的三艘虎級巡洋艦上和一些加拿大護衛艦上有所配備,原因是美國版的射速高達90發/分(英國版僅60發/分),可靠性存在問題,倒是加拿大人持之以恆對該炮進行改進,最終將射速提高到120發/管/分。

美國3英寸L50火炮

虎級巡洋艦上的3英寸L70火炮 蘇聯也發展了多型76毫米艦炮,雙管AK726大多數L60身管長度,發射76×545彈,射速120發/管/分。AK176則為最新的單管型號。

AK-726雙聯76毫米炮

AK-176 76毫米炮 最為著名的76毫米艦炮當屬於奧托布雷達公司研製的76毫米L62,該炮誕生於1960年代,發射76×636R彈,炮重僅7500公斤。這種火炮迅速普及開來,初期它的射速為60發/分,緊湊型增加到85發/分,超速射型達120發/分。為了適應反導需求。奧托布雷達公司開發了輕型(5.25公斤,傳統型為6.3公斤)高速彈藥(初速1250米/秒,傳統型為915米/秒),使用AMARTOF型近炸引信,可對付3公里以內的目標。

OTO 76 火炮
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