欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

无畏舰时代舰炮的供弹和装填系统Part11——重巡洋舰主炮的装填和供弹系统

2023-06-07 14:53 作者:Jean_Bart_1955  | 我要投稿

美国8英寸舰炮

        美国海军早期条约巡洋舰“彭萨科拉”级、“北安普顿”级、“波特兰”级和航空母舰“列克星敦”级使用的8英寸(203.2毫米)舰炮被安装在“炮座(Mount)”结构中,这种设计和“炮塔(Turret)”的主要区别在于其底部旋转结构长度较短,并不直接延伸至舰底的弹药库之中。

“彭萨科拉”级的8英寸炮座结构

        这种8/55炮座底部旋转结构分为上下两层,下层为炮弹库,上层为发射药包的转运间。炮弹库采用和同时期美国战列舰相同的竖立存储炮弹设计,扬弹机采用了直通炮尾且配有倾转装填托盘的pusher式设计。发射药转运室本身位于旋转结构之中,但内部并不存储多少发射药包,绝大多数发射药包存储在舰底的发射药库中,通过炮座外部固定的扬药机从发射药库提升至发射药转运室外部,再人工搬运到炮座内的转运间里。转运间旋转结构外圈设置了一道环状药包导轨,这样无论炮座旋转至什么角度,发射药包都可以直接从固定结构上的开孔中送入。发射药包随后被人工搬运到炮座中间的endless-chain式扬药机上,持续扬升至炮室。美国海军早期8英寸舰炮采用了同时期战列舰的共摇架设计,因此扬药机也同样被放置在炮管两侧,无论双联装还是三联装炮座均只有2台扬药机,好在8英寸舰炮一次发射只需要2包发射药,这一设计并未影响到射速。

“印第安纳波利斯”号的1号炮座发射药包运输路径

        装填时,炮弹使用链式推弹机+5度定角装填,2包发射药包则由人工塞入炮膛。为了提高射速,美国海军的炮组发明了一种“撞球(cue-balling)”式装填方式,即使用较高的推弹机速度,将炮弹快速撞入炮膛,使用此技巧时推弹机无需长行程推送炮弹一路进入炮膛再缩回,只需在撞击后快速缩回,从而节省了时间,将舰炮的最高射击速度由3-4发/分提高到了5-6发/分。

        这种短炮座设计的好处是不直接连通弹药库,整体结构短而轻,对于条约舰来说有利于减重,但缺点也很明显:整体结构分散,不利于设置装甲防护,因此这些炮座的防护都很薄弱。

“新奥尔良”级的三联装8英寸炮塔结构

        “新奥尔良”级是美国海军第一种安装了真正炮塔结构的条约巡洋舰,它们的三联装8英寸炮塔结构上基本就是先前的炮座额外安装了2套直达发射药库的下层扬药机。较为安全的炮弹库仍位于舰体较高处,集中的下层扬药机设计简化了装甲防护布置,下层较窄的旋转结构减轻了装甲圆筒的重量。

        “新奥尔良”级的三联装炮塔2台下层扬药机为dredger式设计,每台一次可提升多个发射药包,推测为单台3包;发射药转运室至炮室间一共安装了6台上次扬药机,每炮2台分别位于扬弹机两侧。

        “新奥尔良”级的炮塔装填在+9度完成,射速上和先前的炮座设计没有多少差异。

“旧金山”号的炮塔结构和发射药库布置

        “威奇托”号和“巴尔的摩”级的三联装炮塔和“新奥尔良”级布置相似,只不过将炮管改成了独立摇架安置,将装甲炮座改成了倒圆台形状节约重量。其射速与先前的炮塔设计相同,仍为3-6发/分。

“巴尔的摩”级的三联装8英寸炮塔结构
“巴尔的摩”级的主炮装填作业,动图中可见装填手脚下的两个扬药机顶部盖板

        “得梅因”级的三联装速射8英寸炮塔是首个自动化炮塔,它也是唯一一种使用完整药筒的8英寸舰炮。因自动化设备体积庞大,“得梅因”级的8英寸炮塔整体尺寸和布局上更类似于战列舰主炮塔,完整的大型旋转结构贯穿至底部发射药库,因此炮座装甲圆筒的尺寸和重量也显著增大。

        “得梅因”级的8英寸炮塔在中段设置了2层炮弹库,炮弹存放在内外两个旋转储弹环上,炮弹的移动借助一套爪式摆臂结构抓取,摆臂结构则由传统的套索和绞盘结构驱动。自动化的8英寸炮塔不再设置中间的发射药转运室,扬药机直达底层发射药库。

“得梅因”级的主炮塔结构

        每门舰炮配套一台扬弹机和一台扬药机,均为endless-chain式设计,扬弹机和扬药机分别将炮弹送至炮尾两侧(中炮和右炮炮弹在右发射药筒在左,左炮反之)的接收摆臂,两摆臂随后绕耳轴旋转对齐炮尾摇架上的炮弹和发射药筒装填托架并通过内部弹簧输送炮弹进入装填托架中。发射药的装填托架一侧另有一个空药筒托架,在药筒位于装载位置时保持对准炮尾等待接收空药筒。

“得梅因”级的扬药机结构
“得梅因”级的扬弹机结构

        舰炮射击后,空药筒自动弹出至空药筒托架,随后炮弹和发射药筒装填托架同时摆动对准炮膛,空药筒此时对准炮管下发的抛壳口,安装在炮尾摇架上的链式推弹机同时推送药筒和炮弹进入炮膛,空药筒则被抛壳装置推出抛壳口。

        采用这种药筒式一次性推送设计极大缩短了舰炮的装填时间,8*55 RF Mk 16舰炮的最高射速可以稳定在10发/分——相当于此前大多数8英寸舰炮的2~3倍,且装填可在任意仰角完成,有良好的对空射击能力。但自动化一次性装填的代价是炮尾结构极长,增大了炮塔和炮座的整体尺寸,整体结构重量剧增。

“得梅因”级的摇架装填结构

英国8英寸舰炮

        英国所有条约巡洋舰的8英寸(203.2毫米)炮塔均为相似的结构,供弹系统采用常规的直通弹药库设计,发射药和炮弹库位于同一层,分别前后布置。

        由于英国海军习惯于水平存储炮弹,但又需要竖直的pusher式扬弹机节省空间,于是英国8英寸舰炮采用了分段式的扬升设计,炮弹库的水平的炮弹首先经过2根固定的曲线扬升管被提升至上面一层的炮弹转运室,在此过程中姿态随管道转为竖直,然后由转运间的转运车移动放入储弹环上的30个储弹位置,储弹环旋转对齐上层扬弹机,炮弹随后进入扬弹机,逐级提升送入炮室。

        发射药包采用dredger式扬药机直接提升至炮室,扬药机是双吊舱设计,一个吊舱在底部补充时另一个正好位于炮室完成装填。

        扬弹机将炮弹直接提升至炮尾并使用类似美国巡洋舰上的倾转托盘对齐炮膛,在+10或+6度仰角完成装填。每炮的2个发射药包提升至炮室后由人工将其放入药包装填管内,待炮弹完成推送后对齐炮膛再次推送。英国海军原本的预期射速是6发/分,不过实际的持续射速为3~4发/分,短期能达到5发/分。

英国重巡洋舰的8英寸炮塔结构

        

法国203毫米舰炮

        法国条约重巡洋舰全部使用相同的203毫米(203.2毫米)炮塔设计,供弹系统类似于前无畏舰的主炮塔。

        炮弹库和发射药库位于同一层,分置于前后。炮弹和发射药包通过固定导轨移动至固定的待装位置,炮弹在最顶上,两个发射药包则位于下方两层。弹药随后转移到移动转运车上,旋转对齐扬弹机并装入扬弹机吊舱。

        两台下层扬弹机使用endless-chain设计,内部有多个吊舱,源源不断地将弹药运输至炮塔中间的中继室。中继室内部为每炮设置了3组待发弹药储架,并排设置在下层扬弹机和上层扬弹机之间。

        上层扬弹机位于炮架两侧,采用双吊舱dredger式设计,当一个吊舱位于顶部卸载时另一个正好在底部装载。上层扬弹机吊舱抵达射击室后将弹药向后推动到射击室的待装填储架上。

法国203毫米炮塔结构

        炮弹随后由共耳轴的一个摆臂托盘结构接收,摆臂在炮弹重力作用下自动降低至舰炮仰角,并由装填手推动侧摆对齐炮膛。推弹机操作手推动弹簧储能推弹机的摆臂对齐炮膛,此时弹簧推弹机快速将炮塔推入炮膛,装填手再先后手动装填两个药包,然后将装填托盘撤回并关闭炮闩,装填托盘回到待装位置后在助力装置作用下自动抬升对齐待装位置顶层的炮弹舱等待装填。

        法国203毫米炮塔的装填设备能够在-5到+20度仰角下完成装填,由于设置了大量的待发弹药储架和多重弹药吊舱连续供弹设计,舰炮的射速相对较快,虽然达不到预期的5~6发/分,但是实用射速还是有4~5发/分。

法国203毫米舰炮的装填作业,图中左侧的推弹机操作员还兼职装填底火

        

德国20.3厘米舰炮

        “希佩尔”级的双联装20.3厘米(203.0毫米)炮塔基本上就是一个缩小版的战列舰炮塔,供弹设备的布置几乎完全相同。

        2台dredger式扬弹机直通底部炮弹库和发射药库,顶端位于两炮架之间。扬弹机吊舱分上下三层,最上层是安装金属药筒的主发射药,中间是无药筒的前发射药包,底部是炮弹。弹药提升至炮室后向后卸载到待发储架上,炮弹首先跟着装填托架摆动对齐炮管,在+3度通过链式推弹机装填,前发射药包随后滚动到装填托架上由人工推入炮膛,最后主发射药筒滚动对齐,由链式推弹机推入炮膛。这套供弹和装填作业流程和常规药包炮没有太大区别,实用的最高射速为4~5发/分,与法国203毫米舰炮相当。

“希佩尔”级的双联装20.3厘米炮塔结构图
“希佩尔”号的主炮塔右侧炮装填和抛壳作业图,上图为装填主发射药筒,中图为射击后抛壳,下图是装填手手动将空药筒推向抛壳口

日本20粴舰炮

        日本海军最早在“古鹰”型上使用的单装三年式1号20粴炮(200毫米)采用了和美国早期条约重巡相同的炮座式设计,旋转结构仅向下延伸了一层,炮弹和发射药分别使用endless-chain式扬弹机从弹药库提升至炮室下发的舱室中,再由导轨(炮弹)或人工搬运(发射药包)移动到炮室下发的给弹药室,炮弹随后被装上扬弹机提升至炮架左侧,药包则由人工传递给炮室的给药手。

        炮弹提升至炮室后向后滑动至导轨末端的摆动装填托架上,然后对齐炮膛由一名装填手使用推弹杆人工装填。2包发射药包则人工放在装填托架上并用推弹杆推入。人工装填可在+5到+9度下完成。

        扬弹机和扬药机每分钟可以提升6枚炮弹和12个药包,日本海军也预期能达到3~5发/分的射速,但由于炮室的供弹和装填高度依赖人工完成而且作业流程繁琐,实际最高射速仅有2发/分,而且很难在战斗中长时间维持。

        日本海军原本在设计“妙高”型时还为设计了双联装炮塔,使用2套下层扬弹机和2套下层扬药机将弹药直接提升至底部换装室,然后再换用位于炮室两侧的上层扬弹机和位于炮室中间的上层扬药机将弹药输送至炮室,还是使用同样的人工装填模式。

“古鹰”型的单装三年式1号20粴炮供弹和装填结构

        

“妙高”型早期设计中计划使用的双联装20粴炮塔

        日本海军新式的双联装三年式2号20粴炮(203.2毫米)改用了动力装填和炮塔构造。

        “青叶”的C型炮塔和“妙高”的D型炮塔为低仰角设计,最大仰角40度,不考虑对空,结构上更为简单。炮塔使用pusher式的扬弹机直连弹药库,扬药机起初也采用pusher式设计但考虑到此设计下发射药包连成链条直通弹药库,安全性不佳,因此在30年代改装成了采用“吊瓶”设计的新型号。新扬药机将一次发射所需的2个发射药包储存在防火的“吊瓶”里扬升,扬弹机中安装2个用钢索连接的“吊瓶”,当其中一个位于顶部卸载时,另一个正好在底部装载。

        炮弹提升至位于两炮之间后侧的位置后倾转成水平并移动至摆动式装填托架上,随后对齐炮膛并由杆式推弹机在+5度装填角推入炮膛。发射药包被提升至炮架两侧,由人工取出并放置到装填托架上,分两次推送进入炮膛。

“妙高”和“高雄”型的双联装主炮塔内部结构
“高雄”新的炮室人员和设备分布

        “高雄”型使用的E型炮塔考虑对空射击而将仰角提升到了70度,为了便于切换对空弹还在炮塔中央额外设置了一套专门用于提升定时引信对空弹的扬弹机。不过后来发现实用的最大仰角只在55度,且20粴炮的对空射击功能作用相当有限,于是“古鹰”、“最上”、“利根”和“伊吹”使用的炮座都把仰角降低到了55度,且取消了对空弹的扬弹机,基本上改成和“青叶”、“最上”一致。

        三年式2号20粴炮更完善的供弹和装填系统使其射速相比之前的1号炮有所提升,“古鹰”和“青叶”的供弹系统最快实现3发/分的射速,“妙高”、“高雄”、“最上”、“利根”等舰供弹系统最快为4发/分。

意大利203毫米舰炮

        意大利“特伦托”级巡洋舰的双联装203毫米(203.2毫米)/50炮塔资料较少,目前仅有的设计图上看它采用了endless-chain式扬弹机直连弹药库和炮室,在+15度仰角装填,具体的装填机构和扬药机构设计不明。此炮最高射速约为3.4发/分。

“特伦托”级的双联装203/50主炮塔结构

        “扎拉”级和“博尔扎诺”号的双联装203毫米(203.2毫米)/53炮塔采用了不同的供弹设计,炮塔结构内的1台扬弹机和2台扬药机均采用endless-chain式设计,从弹药库向上延伸至炮室下方的平台上。一套类似“得梅因”级主炮塔的摆臂结构负责接收炮弹和2个发射药包,然后摆臂沿耳轴向上旋转对齐炮尾,弹药装填结构再侧向摆动对齐炮膛,通过炮尾延伸结构上的链式推弹机推送弹药进入炮膛。这一结构后来也被用到了意大利轻巡洋舰的152/53舰炮上。这套装填结构能够实现任意仰角下的随动装填,但由于只使用1台扬弹机为2门舰炮供弹,实际射速并不高,最高射速也仅有2~3.8发/分。

“扎拉”级的双联装203/53主炮塔结构
意大利203/53舰炮炮尾推弹机结构


无畏舰时代舰炮的供弹和装填系统Part11——重巡洋舰主炮的装填和供弹系统的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律