軍艦主炮上的黑色軟管是幹嘛的?

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就是冷卻水管,這個黑色軟管的正式名稱叫做管外循環水冷卻系統導管,它是艦炮能夠持續高速射擊的關鍵設備。在介紹很多大口徑艦炮時,例如介紹中國052D驅逐艦上裝備的H/PJ-45A型130毫米艦炮時,經常會用到一個形容句子,那就是它的火力打擊能力和一個常規炮兵營不差上下。

艦炮之所以擁有這麼強大的火力壓制效果,主要是因為絕大部分艦炮的持續射擊速度都要遠高於陸地常規火炮。而艦炮能夠持續高速射擊的關鍵,就是因為擁有炮管冷卻裝置,這個管外循環水冷卻系統就是其中一種冷卻方式。

任何常規火炮在持續射擊時,都會引起炮管過熱,此時必須停止射擊等待炮管冷卻下來,這無疑會嚴重影響火炮的持續發射速度,陸地上的常規火炮便是如此。可是艦炮不一樣,它們往往裝備有炮管冷卻裝置,簡單來說就是利用水、空氣帶走炮管的熱量,給炮管降溫,從而可以持續射擊。

目前艦炮的冷卻方式可以分為幾種,比較常見的一種就是管外循環水冷卻方式,它在艦炮炮管外部套有一個散熱套,通過管道來輸送淡水,對炮管進行冷卻,這些使用過的淡水還可以重新冷卻後進行循環使用。管外循環水冷卻系統的一個主要特徵就是艦炮炮管上擁有一條軟管,一直從炮口延伸到炮塔內部,在連接炮塔的位置還是可活動的一段軟管,以適應艦炮射擊時炮管後座的動作。這種艦炮冷卻方式在蘇/俄製軍艦和中國軍艦上比較常見。

外冷開式循環方式也是一種比較常見的艦炮冷卻方式,它主要是直接向炮膛噴射水霧或者淡水,吸收炮管的熱量,使用過後的水直接排出炮管,不重新循環使用。這種循環方式不需要設置外部輸送管子,基本沒有外露的設備,西方國家很多艦炮均採用這種冷卻方式。

值得注意的是,並不是說沒有外露冷卻管道的西方艦炮一定是採用了外冷開式循環方式,它也有可能是根本沒有裝備冷卻系統。例如美國大名鼎鼎的MK45型127毫米艦炮和英國的MK8型114毫米艦炮就取消了冷卻效果很好的水冷裝置,僅僅是使用冷卻效果較低的空氣冷卻方式。所以MK45型127毫米艦炮的射速也遠低於其他先進艦炮,只有20發/分,只能承擔起一般的對海目標射擊任務,面對防空攔截任務時只能是望洋興嘆。


科羅廖夫


題目所說的“黑色軟管”應該指的是貼附在軍艦艦炮炮管外部的黑色軟管,如下圖所示紅圈標註處:

很多人也許就會疑問:這根黑色軟管是什麼?具體有什麼用處呢?今天我們就一起來答疑解惑吧!先說它的學名:艦炮身管外循環水冷卻導管。名字一公佈大家基本上就已經知道了它的作用:給工作中的炮管降溫。

眾所周知,很多艦炮都需要承擔對水、對空作戰;尤其是在進行防空作戰時必須保證出色的連續性和持續性,但這也就導致包括炮管在內的炮身極其容易發熱,嚴重時甚至會致使炮管變形進而影響射擊精度。那麼,及時降溫就必不可少。

所以艦炮設計中都會有配套的冷卻系統,炮管外則會加裝水冷卻層;而這幾根水冷卻導管就是幫助冷卻層起到水循環作用的裝置。以我軍裝備的61式雙管25毫米半自動艦炮為例,它的射速為800到900發每分鐘,如此高強度的射擊頻率如果無法及時冷卻將會大大影響作戰能力。

除了小口徑艦炮以外,如俄羅斯的AK-176艦炮、意大利的奧托梅萊拉76毫米艦炮,它們的最大射速基本都在120發每分鐘,但也都擁有配套的循環水冷卻系統。例如AK-176艦炮,不僅在炮管外層設置了套筒式水冷卻系統,而且還在炮管內壁安裝了隔熱層。

我是軍武最前哨!


軍武最前哨


那玩意是給艦炮炮管冷卻降溫的,名字叫炮管外循環水冷卻系統導管。艦炮有一個很突出的特點是什麼?射速快,以我國海軍的H/PJ-45A型130mm艦炮為例,射速達到了40發/分鐘,這種火力基本上等同於一個重炮連了(6炮連或者9炮連),所以,艦炮的射速很高,可以保證強大火力的迅速輸出,但是這也同時帶來了一個問題:那就是炮管的散熱!因為射速越快,火藥燃氣對炮管的熱作用就越明顯,炮管升溫也就越嚴重,所以為了保證艦炮的性能,就必須要有一個冷卻系統,用來幫助炮管散射降溫,以保證火力的持續輸出!

▲艦炮炮管下的黑色軟管

所以,現代軍艦的主炮上都會有一個水冷卻系統,以水為冷卻液對炮管進行降溫清洗,其中,那個黑色軟管就是這個冷卻系統組成的一部分,也就是一條水管,用來給艦炮炮管輸送外冷卻水的,整個冷卻系統的結構原理大概如下圖所示,總共有12個關鍵部位,比如儲液箱、管路、水泵、集水環、散熱器等,其中圖中的管路(序號2)就是我們題目中說到的艦炮下面的那個黑色管子,作用是在整個循環冷卻的過程中,用來輸送冷卻水的,從而達到給艦炮炮管降溫的目的!

▲艦炮水冷卻系統原理圖

整個系統的工作原理則大概是這樣的:火炮開火的同時,冷卻系統啟動,循環冷卻水泵(序號3)會將儲液箱(序號1)中冷卻液(水)通過管路(序號2)從冷卻液入口(序號5)輸送到炮管的冷卻通道(序號7),當冷卻液在冷卻通道內與炮管的內層身管(序號8)進行熱交換之後,再從冷卻液出口(序號10)流出,通過管路流經散熱器(序號11)進行降溫後流回儲液箱。因此,這是一個冷卻液循環流動給炮管降溫的過程,通過這個循環冷卻系統,可以給艦炮起到持續降溫的作用,使炮管溫度不會過高,保證艦炮的持續火力輸出!

其實吧,艦炮的降溫方式除了水冷之外,還有一種方法就是氣冷,即空氣自然冷卻方式,額,雖然名字聽起來挺高大上的,但這其實根本就不是真正意義上的冷卻手段,而根本就是等艦炮自然降溫,通常艦炮發射的炮彈超過10發以後,空氣散熱的速度就達不到炮管降溫的要求力量,這僅僅是炮管的一種被動冷卻手段;而上面提到的水冷方式,則是艦炮的主動冷卻手段,最後再說一下水冷方式使用的冷卻液問題,有人會糾結艦炮的冷卻水使用的是淡水還是海水,我個人查的資料上顯示的是使用淡水,為什麼不直接用海水當冷卻液?

因為

海水的鹽分以及其他雜質的含量太高,用來當冷卻液的話很容易生成水垢,時間一長就會堵塞冷卻系統的管道,使冷卻能力失效,而且相對來說,海水對艦炮的腐蝕性更強,會影響炮管的使用壽命,這對於艦炮來說是絕對不允許的,至於在軍艦上會不會出現淡水不夠用的情況,當然不會!首先,軍艦上有海水淡化裝置,其次,在艦炮的冷卻系統中,冷卻液是循環使用的,損耗並不嚴重,而且,和平時期,艦炮的使用頻率較低,也有足夠的時間給冷卻系統補充淡水,至於到了情況十分緊急的戰爭時期,會不會直接使用海水給艦炮冷卻,這就是另外一回事了!


哨兵ZH


▲我軍052C導彈驅逐艦上的100毫米主炮就裝有身管外循環水冷卻導管

我們都知道,現代軍艦上的主炮一般都具備較高的射速,然而以較快的射速進行連續射擊時,火炮藥室表面和膛線起始部的表面溫度都會升高,故而會使得火炮金屬機械性能下降,影響火炮身管的壽命,同時也會影響彈丸在炮膛內的正常運動,增大其散步,而如果溫度持續升高,甚至會導致炸膛事故,因此,改善身管的散熱條件,降低身管溫度對於現代軍艦上的主炮而言是非常必要的。

▲052C導彈驅逐艦上的100毫米主炮就裝有身管外循環水冷卻導管的近距離特寫

但如果單純依靠空氣使身管自然冷卻,需要的時間是會非常久的,而這對於軍艦來說是非常不利於其作戰的,因此在身管上採用非自然冷卻措施,也就成了必然之舉。而就如同問題中所說到的那樣,一般軍艦上主炮的黑色軟管其實就是主炮的艦炮身管外循環水冷卻導管,其主要作用就是作為冷卻水不斷導入火炮身管外的冷卻套筒中,使身管能達到連續降溫的效果。

▲中國海軍曾經的雙30毫米艦炮採用的是身管液體綜合冷卻法(圖片來源於:網絡)

當然,火炮的身管冷卻除了液體外部冷卻方法外,還包括液體內部冷卻、液體層間冷卻、液體綜合冷卻、氣冷、化學冷卻及薄膜冷卻等方法,而這些方法在當今的各型火炮上均有運用。


軍武次位面


現代級驅逐艦艏的AK130雙管130毫米艦炮,可以看到有膠管狀物體與炮管相連接,它有名字叫:外循環水冷卻系統導管,是專門連接艦炮系統內的冷卻水泵與炮管的。

我們都知道現代艦炮,供彈、瞄準、擊發都已經“電子電器化”了,使得艦炮的射速都很快,大部分的76毫米以上艦炮,理論射速都達到了25~120發/分鐘這樣高的射速。
雖然艦炮的高速發射提高了火力打擊密度,但高射速也帶了炮管
溫度迅速升高的問題,這個問題源自炮彈發射藥氣體帶來的高溫和彈丸與炮管膛線高速摩擦所產生的高溫,而高溫會讓炮管整體強度降低、出現變形彎曲,膛線的缺損,更嚴重的就是炮管炸裂…!

為了避免高溫損傷炮管帶來的一系列問題,就需要給炮管降溫,降溫最好的方式就是水冷!通過火炮系統內的泵將較高壓力的“高純淨水”打進炮管外護套內,進行水循環帶走炮彈發射時所產生的高溫,從而達到保護炮管的目的。


一戰期間的馬克沁,可以看到槍管包裹水箱有一個長長的軟管與外水箱相連,自動武器誕生時就出現發射管過熱的問題,最早的冷卻方式就是水冷。

到了現代艦炮仍然採用這種方式,艦炮外循環水冷卻系統的軟管與馬克沁重機槍的軟管原理是一樣的,都是利用水來給發射管降溫。


皇家橡樹1972


這個黑色的軟管叫“身管外循環水冷卻系統導管”,他是艦炮冷卻系統中的一部分。正是因為強大的水冷系統艦炮才有了極強的持續性火力,才有了艦炮輸出媲美炮兵營的說法。下圖為俄羅斯AK-130艦炮,繞在炮管上的軟管就是上面提到的“身管外循環水冷卻系統導管”

現代大中口徑艦炮得益於自動化裝彈設備的使用可以做到非常高的射速,這樣就帶來了極強的持續性輸出火力。然而隨著射速的提高,高溫高壓的發射藥氣體以及炮彈在炮膛內高速摩擦會使炮管本身的溫度短時間內急劇升高,短時間內溫度的累積會使炮管壽命大幅度下降、炮管熱變形、膛線燒蝕等等,直接影響火炮的整體性能。如果長時間得不到解決,那麼最終結果就是炮管直接報廢甚至直接炸膛。

所以艦炮需要可靠的冷卻系統進行快速冷卻,雖然炮管可以普通的“氣冷”將熱量自然傳遞給空氣,但是在這麼高射速的情況下僅僅通過氣冷已經不能滿足散熱需求,熱量依舊會快速累積,這就要用水人為干預冷卻過程,也就是所謂的“水冷”。下圖為世界上幾種常見的大中口徑艦炮,可以看到基本都是採用水冷方式進行冷卻

艦炮水冷系統通常採用身管壁包裹冷卻水套用冷卻身管外表面的形式進行冷卻,當艦炮開火時冷卻水通過水泵從儲液箱輸送到炮管冷卻水套將熱量帶走,吸收了熱量的冷卻水經過循環系統再經散熱器散熱後回到儲液箱,這樣來回的循環,而這跟黑色軟管就是在炮管外的那部分循環管路。

當然,這個冷卻液一般是淡水,極少直接抽取海水使用,畢竟海水的“高鹽”特性會嚴重腐蝕管路或者堵塞,這樣造成冷卻效果大大降低。雖說淡水資源在艦上十分有限,但是這套冷卻系統是循環使用,理論上這些淡水一直在循環而不是流失。


雛菊西瓜Peterpan


紙上的宣仔,為您解答。

軍艦的上那個黑色軟管,其實是艦炮水冷系統循環用的輸水管。

艦炮和陸炮不同,它的射速高達數十發/分,像76mm主炮爆發射速更是達到120發/分,這樣的射速會使得炮管的溫度急劇上升。一旦炮管發熱超過某個溫度,基本上就報廢了。常規的空氣製冷是不管用了,所以必須上水冷系統,艦炮下方的這個軟管,其實就是用來送水的。

AK130主炮

052C 100 mm主炮,都可以看到明顯的水冷導管

不過內循環式的水冷系統也不一定非要有這個軟質導管。像AK-176和我國仿製而來的HP/J-26 76mm艦炮,就是直接把炮套在一個水冷套上。我國的HP/J-38 130mm主炮也沒有像AK130那樣加裝水冷管和水冷散熱護套,不過從HP/J-38可以打出45發/分的射速看,肯定是有水冷系統的。

AK176 76mm艦炮用的是和炮管並聯的水冷管,不是軟質管

052D並沒有看到的水冷護套和水冷管(圖上的黑色線應該是毫米波雷達的線纜)

有沒有不上水冷的主炮?也有,美國的MK45 127mm主炮就是。為了給主炮減重,把不水冷砍了,射速也降到了僅僅20發/分。不過減重效果很好,全重才21噸,只比我們052C上的100mm緊湊型艦炮略重。所以適裝性很好,連排水量3000噸的仁川級護衛艦都能裝上。不過主炮射速20發,基本上性能也廢了,看來美帝已經徹底放棄了主炮防空。

原版的意大利奧托127mm主炮是有水冷系統的,美帝引進的時候砍掉了


紙上的宣仔


這個黑色的軟管是艦炮身管外循環水冷卻系統導管。

這個可以類比重機槍的一些原理,水冷式重機槍射擊中的槍管是用水來冷卻的,因為威力十分強大,所以在二戰之後國際上禁止德國生產水冷式重機槍。出名的水冷式的槍械就是馬克沁重機槍了,威力大,火力猛,可靠性強。

▲上圖為勃朗寧M1917重機槍

根據以上所說,類比艦艇上的主炮,大家可以把主炮理解為較大的槍口。一般艦艇上的主炮的射速是比較快的,以較快的速度進行連續射擊就會使得炮膛的膛線起始部的溫度急劇升高,因為較高的溫度會導致火炮的金屬的機械性能大幅度下降,輕則影響可靠性減少炮管的使用壽命,重則影響的彈丸的運行軌跡,甚至還會有炸膛的危險,這個大家可以類比於機槍,是一個道理。目前主流的散熱方式還是水冷式的,所以我們看到的艦艇的主炮的下方都會有根黑色的軟管。

▲以上動圖是我軍演戲場景,其中第二幅圖是編隊進行主炮對海射擊演練

在連續射擊的過程中產生的溫度是很高的,從上圖中可以看到,連續射擊會使得槍口出現連續的火舌,如果不進行降溫或者是靠著空氣自然冷卻,是不利於作戰的,第一個射擊精度受到極大的影響,第二,存在較大的潛在危險,炸膛且不說,膛線變形是很有可能發生的事。所以說是在連續射擊的主炮上是肯定要有降溫措施的,而上面的黑色軟管就是水冷系統。

二戰的時候戰艦是沒有這種軟管的,主要是因為當時的火炮的射速較慢,一分鐘兩發炮彈,自然冷卻綽綽有餘,基本用不上水冷。而現在不同,現在的戰艦的主炮每分鐘都是能達到四五十發炮彈的,所以需要冷卻。

至於為什麼是軟管不是硬管,這個很好理解,火炮的威力大同時後坐力也打,每打出一發炮管都會向後縮一下,如果使用硬管就容易折斷。


四十五度歷史


熟悉海軍的軍迷都知道,儘管現代海戰已經是導彈和雷達的天下了,但是主炮依舊是現代軍艦上必不可少的一種武器;因為有許多任務導彈無法完成,或者使用導彈成本太高,諸如反海盜,攻擊一些次要的地面目標等等。善於觀察的軍迷肯定會發現,現代軍艦的主炮的炮管附近會有一根黑色軟管,這支軟管是用來做什麼的?對於軍艦艦炮的強悍火力有什麼幫助作用?我們下面就來一一盤點。

現代軍艦由於不再將主炮當作主戰武器了,所以主炮的口徑一般都不如以前的艦炮口徑來得大;一般都在九十到一百八十毫米左右。現代艦炮最重要的功能在於利用極高的射速和精確性,攔截靠近艦船的敵軍戰鬥機和導彈,有人可能覺得這是天方夜譚,但事實就是如此。

以著名的俄國艦炮AK130為例,AK130主炮的射速高達每分鐘七十發,並且幾乎不需要冷卻,可以從第一發開始持續開火到最後一發炮彈打完;單是一座AK130艦炮的火力就相當於一個陸軍的一個炮兵營的火力。

對於一些速度不是很快的反艦導彈和戰鬥機來說,這樣的一門射速堪稱變態的艦炮簡直就是一個天然屏障;再加上一些小口徑近防炮的火力支援,軍艦的近距離防禦火力網就渾然天成了。那麼軍艦艦炮是怎麼做到比陸軍的火炮射速還要高的呢?這就涉及到標題中的艦炮下部的黑色軟管的作用了;眾所周知,地面火炮的射擊中,拖延火炮射速的最主要因素之一就是在連續射擊之後,炮管溫度過熱容易炸膛。

在地面上沒有辦法使用太多的水來降溫,但是海上到處都是海水,持續射擊中的艦炮可以直接利用冰冷的海水循環降溫,艦炮下部的那根黑色的水管就是用來裝海水來給艦炮炮管降溫用的,以保證艦炮能夠持續開火而不過熱炸膛。

同樣的道理,一些小口徑近防炮也是同樣的道理,小口徑近防炮每分鐘三千發的也是通過這樣的一根黑色軟管來使用海水降溫的;所以不要小瞧軍艦上的每一個細節,很有可能一個很不起眼的小設施就會影響整艘軍艦的戰鬥力。


思遠防務


現在戰艦主炮上面的那個黑色軟管是什麼?說起來你可能不信那東西就是根水管,學名叫做,外循環水冷卻系統導管。

那麼為什麼戰列艦上沒有,陸炮上面沒有,近防炮上面也沒有呢。


二戰時期戰艦上沒這個水管,那就是因為,二戰時候的火炮射速多慢啊,300毫米以上的主炮,每分鐘射兩發炮彈就算不錯了,根本用不著水冷,現在戰艦主炮的射速普遍四五十發起步,如果依舊採用風冷設計的話,打不了幾發,就會因為炮管過熱,直接引燃發射藥,導致炸膛,所以為了儘可能快的冷卻炮管,就把水冷設計拉了出來。

至於為什麼不使用硬管連接而使用軟管連接的原因那就是,艦炮在發射後,會有一個巨大的後坐力,為了卸力,炮管會向後縮。


如果使用硬管連接的話,直接就給折斷了。

為什麼陸炮上面沒有?這是因為,拖曳式火炮得能拖上走,所以說它的重量不能太大,而且拖曳式火炮,一分鐘發射幾發,就頂天了,發也用不著。

至於自行火炮也沒有的原因,那就是,陸陸基火炮不是讓你用來站樁對射的,一般情況下射那麼幾發就得收起來趕緊走,否則的話敵方的炮火打擊馬上就來。

所以說自行火炮追求的就是在短時間之內射出儘可能多的炮彈,然後趕緊跑。


至於近防炮為何不上水冷?你可知道近防炮少說也有六根管子,咱們的hpj11,更是有11根管子,一秒發射,十秒冷卻,也用不著。

更何況


炮塔下面還有一大群東西呢,又不是光一個炮塔。彈藥庫,提彈機,換藥室,等等一大群

現代艦艇的高射速可不是想搞就能搞的,需要整整一大群的配套裝備,甚至於如果在戰時,水管斷了,就可能讓戰艦的主炮炸膛。(溫度過高,散熱不及。)

一發彈片就能讓先進的相控陣雷達失去戰鬥力。

所以現在攻防能力更強了,但是艦體本身也更脆了,這個真男人結構抗啊


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