現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

在第二次世界大戰中,英國的8聯裝2磅“砰砰炮”榮登“最多管數防空火炮”榜首。戰後的中小口徑防空火炮設計中同樣不乏各種多管設計:既有加特林原理的轉管機關炮(如AK630、Kashtan、Phalanx、EX-83、Goalkeeper、SAMOS/SATAN、Myriad)。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

雙聯裝7管25mm,最早的萬發巨獸,意大利Myriad近防系統供彈示意圖

也有多聯裝轉膛炮(如MIDAS/Vierling/Drakon):

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

多次改名的毛瑟四聯裝27mm轉膛近防炮

還有一些採用往復式自動機的多聯裝機關炮(如Dardo、Sea Zenith/Sea Guard):

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

具有過頂攔截能力的4管25mm海天頂近防炮

但是獲得量產的艦載防空火炮中,管數最多的,當屬西班牙的梅洛卡近防系統(MEROKA CIWS):

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

“梅洛卡”

“梅洛卡”其實是一個縮寫:MEhr ROhr KAnone,即德語“多管炮”之意,這樣的命名應該和當時西德與西班牙在軍事工業領域的合作關係有關。梅洛卡系統的外形特徵是極為明顯的:方正的炮塔輪廓,正面略帶圓弧,頂部是雷達和光電設備,中間緊密地排列著上下兩排共計十二根炮管。這種近防炮系統裝備了西班牙海軍的聖瑪利亞級護衛艦、阿斯圖里亞斯親王號航空母艦等,也算是西班牙海軍名物之一。不過在近年西班牙海軍新造的護衛艦上不再安裝梅洛卡系統,隨著阿斯圖里亞斯親王號的退役,這種近防炮大概也將要成為歷史了。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

三艘並排在一起的“巴利阿里”級護衛艦,該級艦在主桅杆後方佈置了兩座梅洛卡

研發經緯

梅洛卡的研發要追溯到1975年。當時西班牙陸軍提出發展一種20mm多管高炮,由CETME負責研製。根據1981年國內翻譯整理的資料,當時的設計使用144發的供彈系統,同時還正在研製720發的供彈系統,以維持更長時間的射擊。西班牙海軍對這種測試中的多管防空火炮很感興趣,甚至停止了從美國進口密集陣系統的計劃,轉而向CETME提出,在上述多管高炮的基礎上,研製一種艦用近防系統。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

梅洛卡20毫米多管防空炮系統由CETME研製,並發展出陸基型和海基型。海基型安裝在西班牙海軍的艦船上,使用由洛克希德電子開發的全自動火控系統;90年代初研發的牽引式陸基型則使用由CETME開發的光電系統。當時還曾經計劃研發口徑更大的多管防空火炮,據說有設想過10管30毫米、8管40毫米等衍生型,真是管子越多越革命,口徑越大越高興。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

現屬聖巴巴拉集團的CETME,在1988年宣佈正在測試帶有輕量化導彈發射架的梅洛卡20mm系統,可在發射架上搭載短程防空導彈。原本西班牙陸軍有意採購多達100套牽引式陸基型梅洛卡系統,但多年來(30年來)仍未公佈服役時間的確切消息,也沒有向廠家下達訂單,顯然早就涼了。

火炮系統動作原理簡述

梅洛卡有12根炮管,身管長度是口徑的120倍,應該是當今世界艦炮的倍徑之最了。12根炮管以齊射的方式發射炮彈,一秒鐘內進行兩輪齊射,持續射速即1,440發/分。武器的自動循環(裝填、供彈與開鎖等)機構是由壓縮空氣驅動的,壓縮空氣由一個儲氣罐提供,該儲氣罐安裝在炮架上,由一臺空氣壓縮機在戰鬥間隙為其補充壓縮空氣。

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12根炮管分為上下兩排,共用一個炮箱。炮管一端有一個可調式卡鉗可用來調整射彈散佈以配合火控系統。供彈系統通過兩條彈鏈輸送彈藥,即用彈720發,可供齊射60次。待擊狀態下,炮箱位於後方,彈藥處於待裝填位置。射手打開戰鬥開關,就啟動供彈程序並使炮箱閉鎖。按下發射鈕後0.08秒內,12發炮彈將會分為4組先後發射。發射順序如圖所示。據推測,這樣的分組射擊方式有助於緩和後座,且全部炮身重量將近300kg,可使射彈散佈保持在1.4-2毫弧。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

12根炮管分4組齊射的順序與後坐力曲線12根炮管分4組齊射的順序與後坐力曲線 在一些宣傳材料上著重強調了這個0.08秒發射12發炮彈的數據,進而一些刊物推算出9,000發/分的射速。其實這個算法有點像G11無殼彈步槍的超高速點射,在短時間內以高射速打出多發射彈,起到類似齊射的效果。只不過梅洛卡真的是齊射武器,而且也只有齊射這一種自動循環方式,不像G11那樣把高速點射和自動射擊分為兩種自動循環。當第四組齊射完成後,電路會自動接通,啟動開鎖行程,炮箱向後運動,抽出空彈殼(也一併抽出可能的未發彈)。炮箱運動到最後位置,壓縮空氣就會驅動進彈行程,將兩條彈鏈上的新彈各拉進六發,與炮管對齊。裝填行程隨即開始,裝填新彈並再次閉鎖,完成待擊。只要發射鈕還按著,上述循環會自動進行下去。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

攝於梅洛卡炮塔內部,畫面中間可見上下兩排炮管12個炮尾機構組成的炮箱

梅洛卡的彈藥使用厄利空20mm×128規格,CETME基於這一規格研製了一種20mm曳光脫殼穿甲彈,按照簡氏的數據,射彈重量98g,穿甲體重量72g,初速達到1,260m/s,百米速降25m/s。梅洛卡配用的彈種目前只見到穿甲彈、訓練彈、教學彈(惰性不含能,用於原理教學)幾個,並不能確定有高爆彈的存在。大家可能會覺得沒有高爆彈很奇怪,不過艦載小口徑近防炮不需考慮射彈的附帶損傷問題(collateral damage,指落至地面時砸到人或者花花草草之類),用單純的穿甲彈其實不是什麼大問題。

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梅洛卡的另一個特殊之處在於其彈鏈系統。由於其特殊的自動方式,為了保證進彈時定位準確,不能像其他小口徑近防炮一樣使用無鏈供彈系統,而是使用了一種特殊的半可散彈鏈。這種彈鏈使用塑料製作,截面呈現Ω狀,將炮彈半包在其中。彈鏈的背面有預製導槽,應該可以與某種導軌配合,在進彈時輔助定位。前面說這種彈鏈是特殊的半可散類型,事實上每兩節彈鏈之間都由一根金屬銷釘串接起來。在裝彈時,彈鏈以連接起來的狀態輸入供彈系統,射擊後則是將彈鏈分段拋出,據推測在進彈時會推出銷釘將彈鏈分段。根據照片看,彈鏈有紅黑兩種顏色,應該分別對應不同彈種,還有一種藍色彈鏈,用來表示訓練彈。

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

各版本火控系統簡要說明

梅洛卡系統最早安裝在西班牙海軍的拉薩加級巡邏艇“卡達爾索”(P-03或PC-03 Cadarso)上測試,時間大約是1980年代初。為了測試梅洛卡系統,拆除了前部炮位的奧托76艦炮。


現代“排槍”:“梅洛卡”12管20毫米近防炮,西班牙出品

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“卡達爾索”號巡邏艇

歷史上最多共有20座海基型梅洛卡近防炮在役(1995-2004年間):

  • 巴利亞里級護衛艦(F-71、F-72、F-73、F-74、F-75)配備兩座火炮;
  • 阿斯圖里亞斯親王號(R-11)配備四座火炮;
  • 聖瑪利亞級護衛艦(F-81、F-82、F-83、F-84、F-85、F-86)配備一座火炮。

不過巴利亞里級已於2004-2009年間全數退役,阿斯圖里亞斯親王號2013年退役,2017年9月宣佈該艦已售予一家土耳其公司進行拆毀。這樣,西班牙海軍目前只剩6座梅洛卡近防炮了。

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阿斯圖里亞斯親王號兩舷的梅洛卡

梅洛卡系統按照系統硬件可分為梅洛卡1、梅洛卡2A、梅洛卡2B三種版本,後來均升級到2B型。火炮系統採取非穿透方式安裝,通過一個加高的底座來放置炮塔,底座上還可掛兩個300發彈藥箱。炮塔的最大回旋速度為115°每秒,最大俯仰速度為80°每秒。炮塔右上部安裝有火控雷達,炮座上方則有光電系統。

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最初在梅洛卡上採用的射擊指揮系統為洛克希德電子開發的“神射手”(Sharpshooter)系統,使用AN/VPS-2型單脈衝多普勒跟蹤雷達作為主傳感器,工作波段為I波段,可提升目標跟蹤性能,避免海浪回波信號干擾。按照設計,雷達可在5,000米距離上截獲目標,近防系統在目標距離1,500米時開火射擊,將目標摧毀於500米外(此處數據存疑)。不過梅洛卡並未採用類似密集陣系統的閉環火控,換言之在火控解算中不會加入誤差修正。梅洛卡2B系統將AN/VPS-2雷達升級為塞萊尼亞RTN-30X。

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阿斯圖里亞斯親王號艦尾的梅洛卡,該艦共四座

梅洛卡早先配備塞萊尼亞開發的RAN-11L/X對空對海搜索雷達,後來在梅洛卡2B上陸續升級到RAN-12L/X。這種雷達具有兩個獨立的天線,可同步以L波段和X波段工作,經由PDS-10控制檯提供目標指示,並可將目標信息傳輸到微處理機系統,該系統最多可處理4臺火炮的火控信息。X波段天線探測距離可達40km,探測高度為0到4500米。L波段天線探測距離可達26km,探測高度可達17,000米,全系統高低方向覆蓋範圍至65°。

1988年升級了光學跟蹤裝置作為雷達系統的補充,通過一個微光電視通道(通用電氣),允許人在迴路的手動瞄準,作為電子干擾下的備份瞄準手段。1992年梅洛卡2A上採用了紅外線搜索跟蹤系統,1996-97年換裝數字化火控系統,具備了全自動射擊能力,是為梅洛卡2A3。 火控系統的彈道處理器可在2秒內解算出彈道諸元。另有一套安裝在近防炮架之外的光電追蹤系統,用於應對低飛目標。由於海平面對電磁波的反射效應,雷達的脈衝多普勒信號會打在海面上,再遇上導彈反彈回來,相當於在海中形成一個無線電信號“倒影”。進行掠海攔截時,雷達對準海中“倒影”,光電系統對準實際的導彈,聯合實現對目標的穩定跟蹤。

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“倒影”

按西班牙海軍估計,梅洛卡系統迎擊導彈時,單次12發點射可達到87%毀殲概率。不過這個數據有點吹牛皮的意思,因為洛克希德神射手系統的角精度大約在1.5毫弧,距離精度在15米,總體來看火控系統精度偏低。一些更保守的估計認為,擊毀一個目標需要射擊5~6s,彈藥消耗量差不多在120發~144發這樣,已經用去了備彈量的五分之一以上

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陸基型梅洛卡

陸基型梅洛卡系統不具備火控雷達,採用光學跟蹤方式引導火炮射擊。操作員坐在火炮後方的透明座艙內,操作激光測距儀、電視跟蹤系統、提前量計算器、火炮伺服設備、控制面板與發電機等設備。激光測距儀使用1.06微米波長的激光,每秒10次脈衝,脈衝能量65毫焦耳。電視跟蹤系統與激光測距儀安裝在同一個盒體內,位於炮管上方,使用帶有自動對焦功能的電視攝像機,對焦距離在30-300mm可調。目標圖像數據可顯示在座艙內的顯示屏上。火控系統使用模擬式提前量計算器,經由液壓系統控制火炮。操作員所在的座艙內設有一獨立的內建檢測系統,供基本維護之用。火炮通過一臺單缸內燃機為液壓系統和發電機提供動力。

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附:梅洛卡近防系統的迎擊流程(譯自西班牙語資料)

1. 目標距離10,000米:目標被搜索雷達截獲

2. 目標從10,000米接近至6,200米:搜索雷達引導梅洛卡系統指向目標 3. 目標從6,200米接近至4,000米:火控雷達獲取目標諸元(若雷達無法瞄準,則改由光電系統獲取目標諸元)

4. 彈道處理器花費2秒解算迎擊彈道諸元

5. 目標距離2,800米處開始射擊,按照預計,目標接近至距離2,000米左右會與彈道交匯

6. 射擊持續至目標距離1,650米處,按照預計,目標接近至距離1,000米左右會最後一次與彈道交匯。低於這一距離繼續開火,則MEROKA系統無法有效攔截目標。


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