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无畏舰时代舰炮的供弹和装填系统Part7——意大利和德国战列舰的主炮塔

2022-10-02 21:10 作者:Jean_Bart_1955  | 我要投稿

意大利战列舰的主炮塔

        一战前后意大利海军的大口径舰炮均采用了英式供弹和装填系统,结构上和先前文章中介绍的英国15英寸舰炮相同。受《华盛顿海军条约》的影响,意大利一直到30年代初现代化改造“加富尔伯爵”级战列舰时才有机会应用新式炮塔结构设计。

“尤里乌斯·凯撒”号战列舰的305毫米炮塔结构,这是典型的一战英式炮塔设计

        “加富尔伯爵”级战列舰在现代化改造时将旧型305毫米舰炮扩膛至320毫米提升火力,它们的主炮塔在改造期间也对供弹和装填系统进行了修改以适应更长更重的炮弹和作战需要。

        意大利320毫米炮塔保留了英式下层扬弹机和换装室设计,不过因射击室取消了随动装填改定角装填,上层扬弹机也因此进行了修改,构型类似先前文章所述的“乔治五世国王”级战列舰上层扬弹机。

意大利320毫米炮塔部分结构设计图,可以看出原本的随动式推弹机已经被替换成了固定在扬弹机后方的定角装填链式推弹机

        相似构型的供弹系统很快就应用在了“利托里奥”级战列舰的三联装381毫米主炮塔上并且得到了改进。

        “利托里奥”级的弹药库延续了先前的英式设计,将发射药库设置在上层而炮弹库设置在下层以适应扬弹机本身的构型,前2座炮塔的弹药库设置在弹药传递室后方而后面那座炮塔的弹药库设置在弹药传递室前方。

        意大利381毫米炮弹采用了和英国舰船相同的水平堆放模式,利用顶置吊爪抓驱并移动至弹药库内的3条导轨上。为了提高炮弹的输送效率,炮弹运输导轨设置成了倾斜的坡道状,炮弹本身的自重能协助导轨底部的传送带推动炮弹在导轨上向前滑行并穿过舱壁防火门进入炮弹传递室。炮弹进入传递室后将滑动至一个装有3个炮弹转运台架的旋转环台上,在3个转运台全部装入炮弹后环台旋转至和下层扬弹机待装填托盘对齐,炮弹再倾斜滑动至这3个待装填托盘上,然后横向滚动进入扬弹机。

        发射药库安装有和炮弹库相同的3条导轨,发射药传递室内也设置有和炮弹传递室相同的转运结构,发射药包被转运至下层扬弹机侧面的待装填区域后滚动进入下层扬弹机并被提升。

“利托里奥”级战列舰的弹药库结构

        下层扬弹机将弹药提升至换装室后,弹药横向滚入3个固定的倾转舱中,倾转舱随后倾斜至+14度和上层扬弹机对齐,并将炮弹和发射药推入上层扬弹机的装填吊舱中。

        381毫米舰炮的上层扬弹机采用了封闭构造,弹药吊舱在这一封闭舱室内提升而非英式和法式设计中在开放式导轨上移动,链式推弹机被集成在上层扬弹机后方。封闭式上层扬弹机内部设置了一套往复运动的dredger式扬弹药机,配有两个弹药吊舱,一个吊舱位于顶部卸载位置时另一吊舱正好下行至底部装填。

        当弹药吊舱抵达扬弹机顶部后,扬弹机前方的铰接门降下并作为装填导轨连接抬升至+15度仰角的舰炮炮膛——扬弹机和舰炮之间1度的仰角差异可以确保半柔性推弹链在推送过程中保持刚性。弹药吊舱分为内外两个部分,外部吊舱抵达装填位置后保持固定,装填炮弹后两次降下内部吊舱使上层发射药对齐炮膛并完成装填。

“利托里奥”级战列舰的381毫米主炮塔纵剖面图

        根据意大利海军的实际使用经验,当舰炮射击仰角在+15度附近时,训练有素的炮组操作下381毫米舰炮最短装填时间为45秒,和未改进驱动设备的法国380毫米舰炮相同,射速显著低于意大利原本采用的英国设计。

        从结构来看,意大利三联装381毫米炮塔的弹药传递室结构和先前文章所介绍的“纳尔逊”级战列舰存在相同的问题,即炮弹转运结构同时控制了3门舰炮的转运托盘,因此必须同时完成3门舰炮的装填,如果使用分齐射的射击方式就必然会延长装填时间。此外,381毫米炮塔换装室内的倾转托盘结构也引入了额外的作业过程,一定程度上也延长了装填作业的时间。意大利新式设计上唯一的亮点应当是封闭式的上层提弹井结构,这一结构有效实现了对换装室和射击室的防火分隔和保护,双吊舱构型也有利于提高作业效率。

“利托里奥”级战列舰的3号主炮塔立体剖视图

德国战列舰的主炮塔

        一战后德国大口径舰炮的装填和供弹系统主要继承自“巴伐利亚”级的双联装38厘米炮塔,不过结构上做了不少改动,这种炮塔虽然结构上和先前的其它德国舰船有所区别,但总体工作模式差异不太大,关于一战德国主力舰炮塔设计具体可参见【轻科普】1888至1914年德意志帝国海军战列舰和战列巡洋舰的主炮炮塔结构变迁一文。

        鉴于“德意志”级和“沙恩霍斯特”级三联装28厘米炮塔的装填和供弹系统相当于是“俾斯麦”级设计的三联装版本,这里只对“俾斯麦”级的双联装38厘米炮塔作简要介绍,炮塔设计之间的细微差异读者可以自行参考资料比对。

        “俾斯麦”级的主炮塔供弹结构相当简单,就是依靠两台elevator式扬弹机直接连通射击室和弹药传递室来提升弹药,并使用定角链式推弹机装填。如果是采用英式装填设计,这种供弹系统的效率显然是不高的,不过德国海军并不是将扬弹机直接引向炮尾用作装填吊舱,而是单独在炮塔内设置了专门的待装填储架,实际上类似于先前文章中所说的法国前无畏舰供弹设计。这种构造让扬弹机无需在射击室停留等待,从而提高了效率。

“俾斯麦”号战列舰的主炮塔结构3D建模

        “俾斯麦”级的弹药库延续了配套扬弹机的发射药库在上、炮弹库在下的结构,炮弹沿用了和英国相同的水平堆放式存储,使用顶置吊爪抓驱并放置到炮弹库中的导轨上,发射药则由专门的升降台取运并移动至导轨上。

        炮弹穿过防火门进入炮弹传递室后直接来到2个转运台上,这2个转运台被固定在一个环台上,环台旋转使转运台对准扬弹机前方,随后一套电磁铁移动设备将炮弹沿导轨向后移动至扬弹机内。裸露的前发射药包和金属药筒封装的主发射药筒分别从前后两个方向经由防火门来到发射药传递室的4个转运台上,这4个转运台也是固定在一个旋转环台上的,环台旋转对齐扬弹机后,前发射药和主发射药将分别从前后被推入扬弹机中。

“俾斯麦”号战列舰的主炮炮弹库和炮弹传递室结构3D建模
“俾斯麦”号战列舰的主炮发射药库和发射药传递室结构3D建模

        扬弹机提升至射击室后,炮弹和发射药将被一套推弹设备向后推到射击室中的待装填储架上,扬弹机随即降下装填下一轮弹药。

        装填时,舰炮俯仰至+2.5°装填角,待装填储架的炮弹托盘是安装在一套摆臂结构上的,这一托盘兼作装填托盘,装填时托盘带着炮弹直接摆动至炮尾和炮膛对齐,安装在射击室后方的链式推弹机推送炮弹进入炮膛。炮弹装填完成后,发射药待装填托盘降下,前发射药和主发射药筒经由坡道结构滚动至装填托盘上,推弹机第二次推送将发射药装入,楔式炮闩关闭,装填托盘摆动归位,装填过程结束。在射击后,一个摆动式抛壳托盘将对齐炮尾接收退出的药筒,然后摆动至射击室另一侧的抛壳口处将药筒抛出射击室。

        “俾斯麦”级还在炮井正后方设置了一套竖直提升炮弹和发射药的elevator式辅助扬弹机,仅在主扬弹机故障的情况下作为备份设备使用,这一套设备的供弹效率极低,但作为应急设备也无伤大雅。

“俾斯麦”号战列舰的主炮塔射击室结构3D建模

        按照克虏伯的数据,“俾斯麦”级的38厘米舰炮在+4度仰角下装填时间为26秒,不过扬弹机倒是可以每分钟提升3轮弹药。在装填角度下,训练有素的炮组或许有可能将装填时间进一步压缩至20秒——不过2.5度仰角实际上根本没有多少射程,如果考虑舰炮俯仰时间,“俾斯麦”级主炮塔的射速实际上并不会比英国15英寸炮塔快多少。

        从结构上不难看出“俾斯麦”级的主炮塔具备以下几个重要特征:

        由于弹药传递室的转运结构和“纳尔逊”级一样是固定在同一转台上的,“俾斯麦”级如果采用左右炮交替射击的半齐射方式,射速就会大幅下降。不过德国人自一战开始就习惯于让前后炮塔分别齐射的方式进行半齐射,“俾斯麦”号在丹麦海峡也采用了AB炮塔和CD炮塔分别齐射的半齐射方式作战,因此这点并不是什么问题。

“俾斯麦”号主炮塔射击室结构3D建模俯视图

        和英、法、意的供弹设计相比,“俾斯麦”级的这套供弹系统在装填时只需要推送两次就能完成装填,而英、法、意均需要推送三次,此外,在射击室内设置待装填储架的设计也让德国舰炮进行射击室装填准备的用时要短于需要将装填吊舱从换装室提升至射击室的英、法、意设计。

        不过,这种在射击室内设置裸露待装填储架的设计存在一个极大的弊端,即发射药将在射击室暴露较长的时间,存在很大的殉爆风险,和注重严密防火安全的一战后英国炮塔设计可谓是走向了两个极端。在“俾斯麦”号的最后一战中,它的B炮塔出现了严重的内部爆炸,很可能就和炮塔不良的防火设计以及这种发射药裸露等待装填的设计有关。

        另外显而易见的是,德国主力舰自“巴伐利亚”级开始的这种供弹设计将扬弹机放在了舰炮炮架之间,为了给扬弹机预留出充足空间两门舰炮就必须增大间距,这才是导致末代德国主力舰炮塔宽度较大的原因,而不是此前广为流传的“采用了楔式炮闩才增大了舰炮间距”——事实上采用双联装炮塔的这些德国楔闩舰炮炮闩反而是朝外打开的,因为朝内的开启空间已经被扬弹机给占用了。


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