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中口径舰炮的技术特点  

2007-04-16 14:09:36|  分类: 装备科技D |  标签: |举报 |字号 订阅

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中口径舰炮是当今大中型水面战斗舰艇的主炮,在舰载导弹广泛应用的情况下,在现代战争中,它仍然发 挥着重要的作用。由于中口径舰炮的技术特点,在新原理中口径舰炮尚未投入使用之前,还是对岸火力支援与 打击海上低威胁度目标的有效武器,并随着舰炮与弹药技术的发展,赋予了它新的活力,还将成为防空反导能 手。

舰炮口径序列的划分,目前,各国海军尚无统一的标准,就中口径舰炮而言,上限有的划到120毫米,而下限划到76.2毫米或 57毫米。本文则从技术角度,把76.2(3英寸)~130毫米作为中口径舰炮的口径系列范 围,进行技术特点分析。

二战之后没有新的大口径舰炮装舰,而中口径舰炮与其弹药,却得到了较快的发展,成为大中型水面作战舰艇的主炮选型,其中典型的中口径舰炮有:俄罗斯(前苏联)的双联装130毫米舰炮,美国与意大利的单管127毫米舰炮,法国的单管100毫米舰炮,意大利与俄罗斯(前苏联)的单管76.2 毫米舰炮,以及英国的单管114毫 米舰炮,其主要技术特点如下。

1.多功能、多用途

由于舰炮在现代海战中地位作用的变化,与二战前相比,舰炮装舰口径与数量大幅度减少,每艘主力战舰仅有1~2种口径,数量也从几座、十几座、甚至几十座减少到仅装1~2座,承担对海对岸对空等多种任务,因此中口径舰炮一般均设计成多功能、多用途、高平两用、射速高且可变,持续射击能力强

俄罗斯的AK176型单管76.2毫米舰炮,最高射速可达到120~130发/分,亦可按30发/分、60发/分低速射 击,具有在2~3秒钟完成弹种更换能力,可自动、连续射完炮位上的152发储备弹药。而该国的AK130型双联装 130毫米舰炮的最高射速为每管35~40发/分,它是中口径舰炮中,口径最大者。意大利的奥托超快速型单管 76.2毫米舰炮射速为1~120发/分可调,调幅范围最大,并可持续射击完弹鼓中的80发炮弹。而该国的奥托单 管127毫米舰炮的最高射速为40发/分,可分四档调速射击,最大持续射击能力为44发。法国紧凑型单管100毫 米舰炮射速最大为90发/分,可分三档射速射击,可连续射完弹鼓内的114发炮弹(包括24发特种弹),还可以用 微处理机控制特种弹进行1、2、3、6发的点射。在中口径舰炮中,美国的MK45―0/1/2型单管127毫米舰炮的射 速较低,只有20发/分,所以提高射速是其改进型(MK45?3型)的主要改进内容之一。

为了实现中口径舰炮的高射速,除全面实现自动化操作外,舰炮发射系统较普遍地采用立式楔型炮闩,如奥托127毫米舰炮与奥托76.2毫米舰炮,AK176型76.2毫米舰炮,法国的100毫米舰炮,MK8型114毫米舰炮,MK45型127毫米舰炮等。另外,采用短后座,发射系统与供弹系统工作机构的动作时间尽可能重合,缩短每一 发射弹的循环时间,都是提高射速的重要措施。而解决高射速的技术关键还有运动部件的撞击问题。

为了延长高射速时的射击持续能力与缩短两次持续射击间隔时间,提高炮管使用寿命,必须降低每发射弹的温升梯度和采取快速降温措施,中口径舰炮通常都装有水内冷系统与吹气装置,降低炮膛起始部的膛温(外冷达不到)外,水外冷系统已从小口径速射型舰炮扩展到了中口径舰炮上使用,中口径舰炮从装舰这一特有情况出发,较普遍采用炮管外壁套筒式水外冷系统,如俄罗斯的AK130 型双联装130毫米舰炮与AK176型76.2 毫米舰炮,法国100毫米舰炮,奥托127毫米舰炮,俄罗斯的AK100型毫米舰炮均为闭式水冷系统,而奥托76.2 毫米舰炮则采用的是开放式水外冷系统,将冷却身管后的水,直接排放到甲板上。

3.扬供弹自动化 为了提高射速,现代化的中口径舰炮都配有完善的扬供输弹系统。一般地说,有多高的发射速度,就应该 有多高的供弹速度与之相匹配,且扬供弹速度还应略高于发射速度,才能满足中口径舰炮最高射速的实现。其 技术关键是要解决好弹药运输过程中的接口技术。为了减少中间环节,在炮位与弹药库之间通常设有弹鼓这一 过渡环节。弹鼓中储存一定数量的弹药,供射击时使用,而弹鼓中的弹药补充,由扬弹机完成。从弹鼓到俯仰 部分又多用摆臂式交接方式,为了提高扬弹能力,有的中口径舰炮采用双臂,交替摆动,这样,不仅扬弹速度 可提高近一倍,满足射速要求,又可降低摆动速度和往复动作频率,减小撞击,提高了可靠性与使用寿命。如 奥托127毫米舰炮,奥托76.2毫米舰炮,AK176型76.2毫米舰炮均为双臂供弹结构。从弹鼓到摆臂的提升方式 多为链条式弹托扬弹。另外,法国的100毫米舰炮,在炮塔内通过二次扇形供弹,完成向俯仰部分供弹的交接,使弹药运动速度大大缩小,两弹距离只有大于一个弹药直径和考虑扇形形成弧度即可,因此,在扇形导引上的 弹药较多,能较好地保证射速要求。但是,此种结构,增加了炮塔的横向尺寸,而更换弹种困难。

4.射击精度高

舰炮使用常规非制导式动能弹药时,其射击精度与射击距离有关,射距越近,弹丸实际散布域就越小,射击效果就越高,这就是中口径舰炮能够弥补导弹的近限死区的关键所在。比如,奥托127毫米舰炮,在随动系

统带炮定点射击时,弹丸散布≤0.5毫弧度,法国紧凑型100毫米舰炮,1400米立靶密集度≤0.6毫弧度,奥托76.2毫米舰炮,1000米的连发立靶密集度≤0.5毫弧度,而奥托超快速型76.2毫米舰炮的1000米立靶密集度减 小到≤0.3毫弧度。制导炮弹、弹道修正弹,以及智能弹,使舰炮射击命中目标的精度大幅度提高,配以增程 技术,极大地增加命中距离,提高了打击效果,大量节约弹药,不仅成为火力支援的有效武器,而且使中口径 舰炮具备防空反导能力。

5.反应能力强

中口径舰炮的反应能力,是指在接受射击指令后到首发射击全过程所用的时间,越短越好。更换弹种能力也反应出中口径舰炮的反应能力,当打击对空对海对岸目标发生改变时,需要更换弹种,为了不失战机,越快越好。另外,在射击过程中,在供弹线上有很多弹药,更换要用很长时间,因此,在紧急情况下只好将其打出去,因此很有必要发展多功能通用型弹药。转火射击也是中口径舰炮的反应能力标志之一,它直接与瞄准速度、加速度,调舷范围与时间,射击持续时间与射击规范等因素有关,它反应对付多目标饱和攻击能力。

6.采用全自动、遥控、封闭式炮塔和强制排壳技术

由于中口径舰炮自动化遥控技术的实现与“三防”的需要,多采用全封式炮塔,和与之相应地排壳方式,除俄罗斯的中口径舰炮多采用惯性向炮内舱室排壳,以利降低火线高外,西方国家中口径舰炮多采用强制性向炮塔外排壳,一般从炮管的上方或下方将药筒排到炮塔外部的甲板上。

自动遥控技术与中口径舰炮工作方式有关。西方国家的中口径舰炮一般只设一种全自动遥控操作的工作方式,炮塔内无操作人员,仅设有维修通道,所以总体结构简单、紧凑,舰炮回转部分重量轻,但系统任何一个环节出现故障,就会影响射击的实施。而俄罗斯仍然按他们的传统设计思想进行中口径舰炮设计工作,AK130

型双联装130毫米与AK176型单管 76.2毫米两型舰炮虽然电子元器件不如西方,但总体水平略高一畴,特别是 可靠性方面。即使这样,还是把炮设计成多种工作方式,与火控系统进行组合,分为炮塔内与炮塔外控制,除 自动遥控的主工作方式外,还有半自动工作、人工方式,更加提高了可靠性,但是与只有自动遥控工作方式相

比,总体设计难度更大。

7.中口径舰炮重量轻

过去通常是设法减小后座阻力(采用炮口制退装置),降低火线高,简化总体设计结构(西方国家只设自动遥控工作方式)来降低舰炮重量,如今则在制造材料上尽量采用铝合金与非金属结构件。中口径舰炮较广泛采用非金属玻璃成形炮塔,如奥托127米舰炮,奥托76.2毫米舰炮,MK45型127毫米舰炮,MK8型114毫米舰炮,法国 紧凑型100毫米舰炮等。有的中口径舰炮,如法国紧凑型100毫米舰炮与奥托76.2毫米舰炮的起落部分,采用了 弹簧式平衡机,减轻了重量,降低火线高,甚至象法国紧凑型 100毫米舰炮还采用了带状钟表式螺旋弹簧,大 大减小了体积。因此,中口径舰炮重量大幅度减轻,每吨炮重在1分钟内可发射的弹丸质量(千克),即舰炮材料利用系数在 不断提高。

8.使用多种弹药

中口径舰炮根据使命任务,打击对象,即能发射普通炮弹,又可发射特种炮弹。为了减少更换弹种的麻烦,有必要发展一弹多用,即能对海对岸,又能对空反导,从而将弹种减少到最低限度。能化、制导与增程等技术为中口径舰炮注入了新的活力,由于增大了射程,提高了命中精度与弹丸打击威 使中口径舰炮在防空反导方面出现了转机,甚至在舰艇武器选型方面也发生变化。比如,意大利在建造两艘 胆”级驱逐舰时,就用奥托超快速型76.2毫米舰炮取代了“达多”双40毫米舰炮近程小口径舰炮末段反导武器,装两种中口径舰炮。中口径舰炮的弹丸初速比较低,甚至比新一代舰载攻击型导弹还要低,因此飞行时间长,对付高速机动性强的空中目标。俄罗斯的中口径舰炮初速略高于西方国家的中口径舰炮,一般在900~1000 秒,而西方国家的中口径舰炮初速没有超过900米/秒的,所以普通弹药的有效射程也低于俄罗斯的中口径舰炮。

小口径舰炮初速情况正好相反,西方国家用于末段反导的小口径舰炮初速要高于俄罗斯的近程反导武器系统的 径舰炮,且俄罗斯的中、小口径舰炮初速基本相当。

目前,制导炮弹方面,除已正式装备的用于对陆上目标打击的美国127毫米半主动激光制导炮弹外,还有在研制的用于防空反导的意大利76.2毫米弹道修正弹,法国的100毫米红外制导炮弹。由于制导弹对火控系统精 度依赖性较小,命中精度高,在20000米距离上对目标的单发命中概率可达0.7~0.8。

9.中口径舰炮已不存在舰炮设计上的技术“禁区”

在过去传统的舰炮设计中,炮口制退器、炮管中部的抽气装置,以及弹簧式平衡机等都被认为是中口径舰炮设计中的技术“禁区”,而在现代中口径舰炮设计中都被打破。中口径舰炮较普遍地采用了炮口制退器,而炮管中部的抽气装置也已不是坦克炮“专利”。平衡机在中口径舰炮上使用情况良好。中口径舰炮在技术上没有新的突破的情况下,近期重点仍以几种典型中口径舰炮的改进提高为主,走不断 改进之路,主要包括以下几点:

1.中口径舰炮向多功能、智能化、全天候型发展 由于大中型水面战斗舰艇上,中口径舰炮装备数量的减少,一般仅为1~2座,且多为单管,因此,必须要 求中口径舰炮能够在各种作战环境下,都能完成对海、对岸、对空作战任务。可控大威力(或干扰)增程弹将成

为中口径舰炮拦击反舰导弹攻击的有效弹种,在研制的有76.2毫米弹道修正弹与100 毫米红外制导炮弹。

2.中口径舰炮的隐身技术 为了实现全舰的隐身,就必须作到甲板上的武器装备的隐身设计,对舰炮而言主要从以下几方面考虑。

·外形设计:除常规缩小体积,减小外形尺寸设计外,考虑到空中与水平方向的侦察,多将外形设计成倒多棱锥形反射体,使各方向反射波不会被原发射地所接收。

·炮塔吸透波设计:主要是首先选用吸透波材料制作炮塔。另外,在炮塔外表面涂以如聚酯氨等为主要原

料的宽频带吸波材料,能有效地对抗变频雷达的侦察,可降低反射信号能量达20分贝(约10%)。

·降低射击中的热辐射:使用低温发射药,消焰,炮管冷却降温。

3.提高中口径舰炮炮身寿命与持续射击能力 炮管的快速磨损与过快升温,是影响炮身寿命与持射能力的关键。当今常使用自紧技术、镀铬、抗蚀剂等。而研制过程中发现,在发射药加缓蚀剂,内层镀金刚石、钽、钨等,以及采用陶瓷衬管、Ta-10W/钢梯度功能 涂层效果明显。

 

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