02.25 浅谈一战结束后英国战列舰主炮的技术革新

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第一次世界大战结束时,英国皇家海军主力舰装备口径最大的火炮是Mark I型15英寸42倍径舰炮,这种火炮包括炮尾部分在内重100吨,使用的穿甲弹重871公斤,炮口初速为753米/秒。尽管并非传统的45倍径,但因为铸造精确而且炮身设计精良,所以实战效果还不错。

但这种舰炮在当时已经不算是性能最好的了,英国的铸炮技术已经被大洋彼岸的美国赶上甚至超越,科罗拉多级战列舰即将装备16英寸45倍径舰炮重105吨,炮弹重952千克,炮口初速为793米/秒。更可怕的是美国还研发了16英寸50倍径舰炮,这种新式火炮重达137吨,虽然仍是发射952千克穿甲弹,但是炮口初速却达到了惊人的839米/秒。

浅谈一战结束后英国战列舰主炮的技术革新

科罗拉多级马里兰号,装备了16英寸45倍径舰炮


仗着坚船利炮在三大洋独领风骚几百年的日不落帝国岂能咽的下这口气?

失败的18英寸40倍径舰炮试验品

其实早在一战期间,英国的埃尔斯维克工厂曾经根据沃尔维奇·阿森纳工厂(对!你没猜错,就是那个永远争四的阿森纳)的设计,就造过4门18英寸40倍径舰炮,通过在浅水炮舰上使用后获得了不少宝贵的数据,证实了50000吨级战列舰的船体结构就可以承受得起这种有史以来口径最大主炮。但这几门炮用在大型巡洋舰“暴怒”号、浅水重炮舰“沃尔夫将军”和“克莱夫勋爵”号上之后就没了下文,这又是为何呢?

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扛着18英寸巨炮的浅水重炮舰


原来这种重达149吨的18英寸舰炮其实就是Mark I型15英寸42倍径舰炮放大的产物,具有试验性质。待炮铸好之后通过实验才发现其性能并没有想象的“犀利”,主要问题是弹道性能不佳,究其原因其实就是炮弹过重,且发射药威力不足。

当初为这种舰炮设计炮弹时,为了追求打击威力最大化,海军部军械局要求厂方尽可能增加弹丸重量,导致18英寸穿甲弹最后居然重达1506千克,要知道后来日本“大和”号460毫米舰炮使用的91式穿甲弹也只重1460千克。

以当时英国现有的MD45型发射药全装药发射时,炮口初速才693米/秒。要解决这个问题有两个办法:首先可以改进发射药以获得更大的推力,但是新发射药颗粒也不够大,性能同MD45相比提升的极其有限。要么就是延长炮管长度,使炮弹有充足的时间在炮管内获得足够的加速度,可这个选项受铸造技术限制也不现实。

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18英寸舰炮


工厂方面为了改善这个问题也曾经用过“土办法”,那就是超量加药,通过试验炮口初速是可以提高到731米/秒,看似弹道稳定性提高了不少,实际意义却并不大。

原因在于第一这个炮口初速只是比之前有所提高,离海军部军械局的期望值还差得远。

第二由于发射药超过了设计当量,导致身管寿命大大缩短得不偿失。事实证明这种简单的等比例放大并不能解决问题,想要更大口径舰炮还是得一步一个脚印。

18英寸45倍径舰炮计划宣告结束

1919年11月,英国海军军械局开始脚踏实地设计新式18英寸45倍径舰炮,随后维克斯、阿姆斯特朗的埃尔斯维克工厂和沃尔维奇工厂根据军方要求,设计了不同的方案。到1921初,军械局筛选了各家方案后下了3个订单,维克斯公司的是1门半线绕铸造炮订单,埃尔斯维克工厂的是1门无线绕铸造炮订单,沃尔维奇工厂的是1门全线绕铸造炮订单。这3门样炮分别采用了不同的铸造方案,军械局甚至还动过德国技术的念头,想尝试克虏伯擅长的短钢管精确缩制法是否可行,由于缺乏技术支持后来不得不作罢。

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伊丽莎白女王号,装备的是Mark I型15英寸42倍径舰炮


由于在铸造中确实存在困难,直到1921年年底,只有沃尔维奇工厂的样炮造好并完成了测试。可喜的是,阿迪尔公司的新式管状无烟火药也研制成功,解决了MD45推进药颗粒太小、能量不足的难题,这使沃尔维奇这门18英寸炮的初次测试就获得了成功。这门样炮在发射1506千克穿甲弹时炮口初速达到了762米/秒,基本达到了军方的心理预期。后来为了测试能否得到更好的弹道稳定性和精确度(减小散布面),又发射了1323千克的轻量穿甲弹,炮口初速甚至达到了808米/秒。

通过测试,这门18英寸45倍径炮各方面指标都达到了军方的心理预期:第一,从沃尔维奇工厂的铸造进度来看,说明全线绕铸造法是可行的,并且能实现大规模生产。第二,样炮仅重134.5吨,比美国的16英寸50倍径舰炮还要轻。第三,配合新式发射药,弹道性能得到了很好的改进。

可惜的是,炮口初速提高的再快也没政治局势变化的快,转眼就是1922年,海军部已提前得知本国将在2月份的《限制海军军备条约》上签字,条约规定不得装备16英寸以上的舰炮,18英寸炮顿时失去了生存空间。军械部遂于1月30日取消了订单,英国18英寸舰炮计划无疾而终。

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伊丽莎白女王级里著名的厌战号


16英寸45倍径舰炮

在军械局为未来新式主力舰验证18英寸舰炮的同时,也考虑过15英寸50倍径舰炮和16英寸45倍径舰炮。最终还是口径对军方的吸引力更大,16英寸45倍径成为未来主炮的另一个选项。

1921年8月,埃尔斯维克工厂接到军方订单,要求以Mark I型15英寸42倍径舰炮为蓝本,研发新式舰炮,这就是采用全线绕技术铸造的Mark I型16英寸45倍径炮。新炮重108吨,发射929千克穿甲弹时,炮口初速可以达到813米/秒。

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伊丽莎白女王级巴勒姆号,装备的是Mark I型15英寸42倍径舰炮


但在随后测试中发现,该炮虽然头几发的弹道性能很好、精度非常高,可后面精确度会降低的非常快,原因就在于发射药量的标准设定得太高,以至于炮身磨损太快,膛线剥离现象严重。后来海军在实际使用中,不得不减少了发射药用量,炮口初速也相应降低到了785米/秒。

Mark I型16英寸45倍径炮仍然被海军定为未来战列舰的主炮,直到1938年,海军武器工厂对“纳尔逊”和“罗德尼”号的16英寸舰炮膛线进行改进,炮口初速提高到了793米/秒,炮身寿命也得到了延长,才使这一问题得到部分解决。

炮塔升级

在一战结束前,英国皇家海军一直是双联装炮塔的真爱粉,所有主力舰主炮使用的都是双联装模式。英国人并不是不会造三联装炮塔,例如意大利海军“但丁”级战列舰装备的12英寸三联装炮塔就是由英国公司设计。英国海军自己直到1921年才在浅水炮舰“克莱夫勋爵”号搞了个“山寨”三联装炮塔进行测试,虽然不算真正的三联装,但也推翻了皇家海军此前对火炮齐射时影响精度的担心。

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意大利“但丁”级战列舰


三联装炮塔的优势是不言而喻的,例如美国内华达级装备的14英寸三联装炮塔,把3门主炮按外侧2门在前、中间1门在后的方式塞在一个炮塔里,在不影响火力的前提下减少了炮塔数量。这样既节省了火炮系统的重量,又可以减少舷侧装甲带的长度,好在英国人也认识到了这一点,随后的战列舰设计总算走出了双联装的禁锢,后来甚至为“英王乔治五世”级整出来了四联装炮塔。

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采用双联和三联混装炮塔的内华达级


解决两大顽疾

在一战中,英国主力舰主炮存在的“两大顽疾”被逐一解决:第一,炮弹不能有效穿透装甲,特别是13.5英寸和15英寸加长穿甲弹的“斜碰效应”一直困扰着英国人。他们起初认为是炮弹的长径比太大,后来又觉得是炮弹过重,原因就是在飞行能量损失方面,13.5英寸炮弹(567千克)比15英寸炮弹(871千克)的表现更好。可这又与科学相勃,毕竟重量越大的炮弹惯性越大,应该更能保持速度才对。1921年,海军还是决定将16英寸炮弹的重量由1058千克减小到929千克。

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复仇级装备的是Mark I型15英寸42倍径舰炮


直到1923年,在15英寸炮上做了三十多次试验后,海军才发现问题是出在炮弹的外形上,只要气动外形合适,炮弹更重的话弹道性能会更好,后来16英寸炮弹改进了外形后才又回归到了1080千克。

第二,发射药不安全,容易殉爆。这个问题更是“臭名昭著”,日德兰海战中战巡为这个被坑的不轻,反而德国人就没这种烦心事?在英国情报部门的努力下,海军总算搞清了德国人的“黑科技”,原来他们的发射药筒是用金属包装,而英国用的是丝绸包装,就这么简单。海军随即也采用了类似德国的金属药筒,并做了部分改进,他们发现金属药筒上防止弹药自燃的火门根本防不住小火花,这个设计纯属多余。1923年,英国“无火门式弹药筒”诞生,这才没落下个“山寨”的名声。

结语

总体来说,英国在一战结束后的海军军备竞赛压力下,并没刀枪入库马放南山,而是依然在致力于战列舰主炮技术的更新,并解决了此前存在的一些问题。这些革新催生了后来的“纳尔逊”级战列舰,其装备的3座16英寸45倍径三联装炮塔在英国皇家海军中“前无古人后无来者”,成为二战中英国火力最强大的战列舰。

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