无畏舰时代舰炮的供弹和装填系统Part8——美国早期无畏舰和标准战列舰的主炮塔

“怀俄明”级的双联装12英寸炮塔
“怀俄明”级战列舰的双联装12英寸炮塔相对原始,安装有2台上层扬弹机、2台下层扬弹机以及1台扬药机。其炮弹库和发射药库位于同一层,炮弹水平存储,炮塔换装室内设置有待发弹药储架。
它的扬弹机没有使用同时期其它国家常用的英式水平扬升模式,而是使用绞盘和吊篮竖直提升炮弹,竖直提升机构占用的空间比水平提升更小,炮塔能够设计得更为紧凑,内部空间也会更充裕。“怀俄明”级的上层和下层扬弹机似乎使用同一套绞盘驱动,也就是说需要上下层都完成装填才能启动扬弹机。扬药机采用了endless-chain式设计,链条上设有多个托盘,可源源不断地向换装室运送发射药包,但一个托盘一次只能装一个药包,因此扬升速度并不高。
炮弹被提升至射击室后将在接收托盘处倾转至水平,然后横滚至装填导轨上,由定角链式推弹机推入炮膛。换装室至射击室之间没有扬药机,发射药包需要由船员人力搬运并通过换装室顶部的一个防火传递盒传递至炮井中,再由站在炮井中的船员传递至射击室装填平台上,最后由另一组船员使用推送杆人工推入炮膛。
“怀俄明”级的炮塔设计存在非常明显的缺陷,首先是炮弹在装入扬弹机前都需要完成姿态转换,非常耗时,而发射药包则高度依赖人工作业,自动化程度不高,另外,弹药传递室和换装室内需要同时完成全炮塔的炮弹和发射药包转运作业,而且对应的扬弹机和扬药机不同,作业空间狭小拥挤而容易发生干扰。

“纽约”级的双联装14英寸炮塔
既然炮弹是竖直扬升的,为什么不干脆也竖直存储减少额外作业呢? 于是在下一型“纽约”级战列舰的双联装14英寸炮塔上,美国海军就将炮弹改为了竖直存储,但为了便于水平运输炮弹,扬弹机的提升模式和炮弹的存储模式都改成了倒立形式,以利用吊钩和弹底的吊运用钻孔来水平吊运炮弹。
“纽约”级的炮塔设备和“怀俄明”级相似,不过4台扬弹机都设置了独立的驱动绞盘,扬药机顶端也升高了一层甲板连接一个独立的发射药换装室,从而改善了炮弹和发射药换装室的作业,但“纽约”级仍没有上层扬药机,发射药包的转运和装填还是依靠人力完成,底部弹药传递室作业依然存在空间拥挤相互干扰的问题,而倒立存储和运输炮弹也存在诸多不便。
“纽约”级的具体炮塔构造和作业流程可以参考以下视频和网站:[T.Scott/中字]得克萨斯战列舰的14英寸炮塔装填流程、[T.Scott/中字]得克萨斯战列舰的弹头和发射药转运流程、https://battleshiptexas.info/images/Weapons/Type/14inch/Tour.html


早期标准战列舰的双联装/三联装炮塔
虽然“纽约”级竖直储弹的方式简化了一部分作业,但倒立存储本身也存在诸多作业上的不便,到了美国海军第一代标准战列舰“内华达”级上,炮弹终于改成了朝上直立存储和运输,而发射药包的扬升也得到了进一步改进。
“内华达”级战列舰首次将炮弹存储到了炮座旋转结构外侧的空余空间中,使用一套绞盘和套索设备以及涂抹了润滑油的甲板来实现炮弹的水平运输,炮弹转移到旋转结构平台上后由pusher式扬弹机扬升至射击室。这种储弹结构实现了对炮座空间的充分利用,也实现了炮弹和发射药搬运作业的空间分离,避免了相互干扰。
早期标准战列舰的双联装炮塔和三联装炮塔均只配有2台扬弹机,三联装炮塔的中炮需要和左炮共用一台扬弹机。
“内华达”级的双联装炮塔也首次引入了2台endless-chain式上层扬药机以便于将发射药运输至射击室,然后再人工转运至炮尾装填,而三联装炮塔的3台endless-chain式扬药机则是直连射击室,简化了作业。“宾夕法尼亚”级战列舰的炮塔使用了相同的结构。
虽然结构上有很大改进,但这些炮塔仍有许多缺陷:固定的炮座储弹结构不便于在炮塔旋转时为扬弹机补充炮弹,射击室仍需要较多船员负责发射药包的搬运。


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后期标准战列舰的双联装/三联装炮塔
在“新墨西哥”级和“田纳西”级战列舰上,美国海军进一步改进了主炮塔的结构。
两级舰使用的三联装主炮塔扩大了旋转结构底部的炮弹传递室,使炮塔旋转结构又能用来储存大量炮弹,这部分炮弹随旋转结构一起转动,因而能简化向扬弹机供弹的作业。
“田纳西”级还将炮塔的上层扬药机换成了和同时期其它国家战列舰相同的轿厢吊舱构造,可一次性将一轮发射所需的4个药包直接提升至炮尾侧方,从而简化了药包的装填作业。
“新墨西哥”级和“田纳西”级的三联装主炮塔依然是双扬弹机设计,中炮必须和左炮或右炮共用一台扬弹机,而下层扬药机也只有两台,3门舰炮的装填作业必然存在相互干扰。
实际建成的最后一型标准战列舰“科罗拉多”级的主炮塔并无更多改进,它只不过是将“田纳西”级的三联装炮塔设计改成了双联装结构,从而避免了先前美国战列舰三联装炮塔存在的扬弹机/扬药机数量不足和各炮供弹供药冲突的问题。
美国战列舰三联装炮塔扬弹机布置不便数量不足的问题仍然存在,如果无法解决这一问题,三联装炮塔设计就很难在美国战列舰上继续得到应用。



“新墨西哥”级战列舰的主炮塔改造
20世纪30年代初,美国海军对“新墨西哥”级战列舰进行了现代化改造,其炮塔供弹设备进行了彻底升级。
在此之前,美国战列舰的竖直提升式扬弹机都需要将炮弹提升至炮管侧后完成倾转,然后才能水平横滚至火炮轴线完成装填,这种结构导致炮管排列紧密的三联装炮塔结构无法为中炮设置扬弹机。
在“新墨西哥”改造时,美国海军引入了新式的扬弹机设计,这种扬弹机在其顶端直接集成了倾转设备以及装填导轨,炮弹提升至射击室后可直接倾转对齐炮膛并完成装填,因此扬弹机能够直接设置在舰炮正后方,至此美国战列舰的三联装炮塔首次实现了为每一门舰炮都配置扬弹机。
这种新式扬弹机结构为后来的美国快速战列舰主炮塔设计奠定了基础。
