近防炮炮管如何冷却?

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所有近防炮的最大能耐大概就是射速极高。荷兰的守门员系统最高射速为4200发/分;美国的密集阵系统最高射速为4500发/分;俄罗斯的AK-630 M2系统、“卡什坦”弹炮合一系统能达到每分钟一万发,中国的730近防炮最高射速超过6000发/分,它的改进型号1130近防炮的最高射速更是达到史无前例的11000发/分,故而得名万发炮。

这些近防炮的射速足以令其他火炮目瞪狗呆。对于其他火炮来说,限制它们射速的一大原因就是高速持续射击时炮管会过热,无法及时冷却。那么,这些近防炮是如何解决炮管发热问题的呢,是不是采用什么特殊的冷却方式?

其实,近防炮并没有采用特别的冷却手段,绝大多数的近防炮都是采用空气冷却方式。只有俄罗斯的AK630近防炮比较特殊,它采用和舰艇主炮普遍采用的水冷方式。所以很多近防炮的冷却能力甚至不及射速只有几十发/分的舰艇主炮。冷却能力不强的近防炮不怕炮管过热的最大秘诀其实很简单粗暴——增加炮管数量。近防炮的炮管数量达到6、7根甚至是11、12根之多,射击时是每一根炮管轮流旋转射击,所以分配到每一根炮管上的任务并不算很重。例如1130近防炮11000发/分的射速,分配到每根炮管也就是1000发/分。
特别重要的一点是,近防炮的射速虽高,但是它的备弹基数并不多。中国730近防炮的备弹只有640发,1130近防炮的备弹量也不过为1280发。1130炮与早于它装备的730近防炮相比,采用了两侧各设一个弹鼓的设计,备弹1280发。新的弹鼓布局有利于整体稳定性的改善,令1130炮能够以更为优化的攻击方式迎战来袭目标。大概8秒内就能够把备弹打完。而在这8秒内,每根炮管分摊下来不过也就是需要打出约116发炮弹。 更何况在很多情况下,近防炮往往不需要以最高射速射击,也不需要在一次射击中就把全部弹药打光,所以每根炮管承担的压力就更小了。近防炮的转膛炮管射击模式,也能够比普通的气冷方式更快速地引进气流对炮管进行冷却,让每根炮管降回正常温度进行下一次射击。
说到这里,可能有些读者就会打破砂锅问到底:为什么近防炮不多备一些弹药呢?
实际上,近防炮已经是军舰的最后一道防线了,这意味着留给近防炮拦截对方突防兵器的时间已经非常非常有限。近防炮拦截突防导弹就是一锤子买卖的事,没有第二次机会,所以很多时候备弹再多也没有用。贸然追求更多备弹,会影响近防炮的适装能力、指向速度,这显然是得不偿失的。

科罗廖夫


目前各国的近防炮采用的都是气冷式。因为近防炮是转膛炮,射速虽然高达每分钟数千发到上万发,但那是靠多个炮管实现的。以目前射速虽高的1130为例,射速达到10000发/分钟,平摊到每个炮管上才900多发;此外,近防炮的备弹数量也就是几百发,顶多1000发出头。比如我们的730近防炮只有1个弹鼓,备弹640发,1130有2个弹鼓,备弹1280发。持续射击下打光所有弹药也就是几秒钟的事情,还没达到到炮管过热的限制;实际使用时为了防止过快打完备弹,炮组人员往往还会调低射速,以保证低烈度条件下火力持续性高一点;但射速一降低,炮管发热程度就不需要担心了。再加上转膛炮打高速旋转下,也有利于引入新的气流降温,所以不管怎么打都不会损坏炮管,完全不需要额外冷却方式。

像这样打,全射速几秒钟就会打光弹药

1130近防炮的炮管是裸露的,完全靠空气冷却

AK630,在6个炮管外部放了一个金属套筒,可以起到结构加强,也可以通过传导散热

密集阵和守门员,730和1130结构和这二者很相似


宣仔


近防炮的炮管是直接采用风冷的方式冷却,我们以美国的“密集阵”近防系统为例,看下图,是“密集阵”近防炮的炮管特写,从图中我们可以看到,这6跟炮管都是直接暴露在空气中的,上面并没有看到有类似水冷管这样的液冷装置。
众所周知,近防炮的射速很快,就比如上面提到的“密集阵”,每分钟的射速高达3000~4500,乍一看这样的射速好像确实很唬人,但是别忘了这种每分钟三四千发的射速是由六根炮管打出来的,而不是一根,所以,就算是以最高射速4500发/分钟来计算,一平摊到6跟炮管,那么那么每根炮管的射速就只有每分钟750发了,比一把步枪的射速也没高到哪里去,而且,不要以为近防炮可以长时间开炮,实际上这玩意的工作时间也就只有几秒钟,为什么?


▲“密集阵”开火

首先,“密集阵”的有效射程为1800米,最大射程记录是5486米,至于“密集阵”近防系统的雷达探测距离,像飞机这样的大型目标为15公里以上,如果是反舰导弹这样的小目标,探测距离则是在6~8公里左右,但是为了保证拦截效率,一般要等到目标进入到3公里内的范围内才会开炮,而对于那些超音速反舰导弹来说,两三公里的距离可能四五秒钟就能飞完了,所以,密集阵的反应和开炮时间加在一起也就几秒钟,这几秒钟内如果没有把导弹打下来,那就说明拦截失败了,而几秒钟才能打出去多少炮弹?一分钟60秒才4500发,4秒钟就300发,平均下来一跟炮管实际上也就打50发炮弹,打完就收工了,而几十发炮弹打完,炮管温度还不至于升到需要液冷的程度。


还有一点,就是近防炮自身的储弹量,“密集阵”的总储弹量只有1550发,最大连续射击数更是只有1000发,如果以最大连发射数1000发来计算,那么每根炮管实际上也只能打160多发炮弹,而在实际拦截中,近防炮基本上也不会遇到需要连续开火的情况,所以,近防炮的炮管直接用风冷就行了,毕竟实际上的工作时间很短。最后再说一下,近防炮炮管使用风冷,但是里面工作的电子设备还是有专门的液冷系统的,比如“密集阵”近防炮的电力供应为440伏/60赫兹的三向交流电,搜索状态时功率18Kw、追踪状态时功率70kw,在全系统运转时每分钟需要31.75升的冷却水。


哨兵ZH


到目前为止,世界各国的近防炮,除了某些异端外,基本都是风冷。

可能很多人说,那些大口径自动舰炮很多都用水冷,二战时的马克沁机枪也是水冷,这些家伙的射速还不到一千发,而近防炮射速数千甚至上万发,用的应该也是水冷才对。

实际上,大口径舰炮采用水冷,是因为其口径大,装药多,而且可能需要长时间持续射击,这时就必须采用水冷炮管以保证其持续射击能力。而马克沁等早期重机枪由于枪管材质问题,不得不采用水冷,随着枪管材质的进步和可更换枪管的出现,后期重机枪就很少采用水冷了。

至于近防炮,虽然其射速数千甚至上万发,但是基本都采用了加特林转管炮(密集阵、守门员、730、1130等)或多管轮流击发(梅罗卡等)的方式,而且近防炮一般采用2-3秒点射的方式,每根炮管实际击发的次数有限。要知道,即便是1130这样的大家伙,备弹也就1000发出头,将将够数次点射使用,不像大口径舰炮那样需要持续对某一个或某一片目标进行持续射击,所以炮管发热的问题不太突出。

而海天顶这样的4管异端,每门炮射速也就是900发左右,用气冷也一样足够了。

当然,对于脑袋里塞满了面条的意大利人,在近防炮选择上也是独树一帜,比如潘尼级驱逐舰和最新的地平线,索性直接用了自家奥托76毫米速射炮,这下再也不愁20毫米小管子威力不够了哈哈哈……如果这个也算是近防炮的话,就是仅有的采用水冷炮管的玩意儿了。


深蓝防务



图片上是我海军H/PJ12型7管30毫米近防炮。它是我海军第一型真正意义上的近防炮,理论上可以拦截目前世界所有现役的“亚音速”飞行导弹。

H/PJ12(730)近防炮总体性能先进,30毫米口径弹药威力很大!可以3000米外来袭的亚音速反舰导弹、射速高达4200发/分钟,是对抗目前世界上的主流反舰导弹,比如: 鱼叉、飞鱼…亚音速导弹得心应手的装备。

海军730近防炮还衍生出了“陆盾2000”型陆上近防炮,为陆军机械部队和火箭军导弹部队提供防空掩护,可拦截“战术战斧”一类是巡航导弹和激光制导航弹。

关于近防炮炮管冷却的问题,730近防炮理论最高射速为4200发/分钟,一秒钟才70发的发射量,如果均摊到7根炮管是10发/秒钟,持续射击2秒钟时间单管为20发,这与现代的小口径班用轻机枪的射速一样…并且,近防炮基本是一次齐射持续时间都在2秒钟内,不会连续不断射击,因为它的弹药储备并不多只有600~1000发,这些弹药要分配使用,拦截次数至少要在4次以上,弹药必须省点用!所以,受各种因素的限制,近防炮并不是想象的那样射击不断,间歇射击可以保证炮管在空气中冷却的时间…即便是所谓的高射速也不会对炮管有太大的伤害。
由于,现代反舰导弹已经往超音速方向发展,已经有了几型2.5马赫飞行速度的反舰导弹服役,H/JP-12型近防炮的射速和炮弹发射量拦截超音速导弹已经力不从心了!我军根据需要又研制出了H/PJ-11型11管近防炮。

H/PJ-11型近防炮,根据目前公开的资料表明它的最高理论射速是11000发/分钟,也就是说它一秒钟可以发射出166发炮弹,而一次拦截火力持续时间为1.5-2秒钟,发射炮弹的数量是250-330发炮弹,单根炮管1.5~2秒钟的炮弹发射量大概在30发以内,一秒钟在15发,总体射速比730近防炮有提高,但是对炮管影响也不大。
俄制“卡什坦”
近防炮。别看它射击猛烈,但是这种由两门炮组成的近防系统在射击时抖动很大,振动波会相互干扰!严重的影响到了射击精度…而近防炮恰恰是要求射击精度很高武器。

现代小口径炮管制造水平已经很高了,在允许值范围内高速射击并不会影响到炮管的寿命!并且加特林炮炮管旋转射击原理就是一种冷却方式。


皇家橡树1972


近防炮利用气冷就可以满足要求,不像大口径舰炮那样要额外的水冷系统。下图为我军730近防系统,不管是什么近防炮其实每次只有1根炮管在开火

关于近防炮冷却的问题我们说2点:1.射速。2.射击时间。

先说下射速问题,近防炮虽然射速非常快,但是有一点我们要注意,他每次只有1根炮管在开火,这么高的射速平摊到每根炮管上其实并没有想象中的那么“恐怖”。就拿我们熟悉的730近防炮来说,他的射速为每分钟4400发,这样平摊到每根炮管为每分钟628发,也就是每秒10发。而1130近防炮每分钟10000发,平摊到每根炮管为每分钟909发,也就是每秒15发。总的来看1130平均单管射速比730要高不到50%。

每分钟909发是什么概念呢?下图为德国在二战时期的MG42通用机枪,他的射速为每分钟1400发,论单管射速其实比1130还要高。

另一个问题:射击时间。近防炮不会持续性的“哒哒哒”进行高速射击,单次射击时间一般不会超过2秒,一方面是近防炮已经有独立火控进行精准控制,另一方面是节约弹药,毕竟普通近防炮的备弹就是1300发左右,能做到“精确”就容不得浪费。其实这样算下来2秒钟的时间730近防炮打出去150发左右炮弹,平均到每根炮管在20发左右。而1130在2秒钟内可以发射330发左右,平均到每根炮管30发左右。如果2-3秒的射击还未将导弹拦截,那么就说明近防炮对这种导弹的拦截非常吃力。

所以近防炮这种武器表面看起来拥有极高的射速,对炮管是极大的考验,但是考虑到射击时间不长、单管射速中等的情况下其实风冷已经可以满足他的降温需求。如果真的承受不住,那么可以将近防炮的射速调低,比如730可以降到2200发每分钟,这样每根炮管有更充足的冷却时间。在风冷满足降温要求的情况下额外的增加水冷反而是增加了结构的复杂程度。


雏菊西瓜Peterpan


近防炮采用的是风冷方式。是不是有点意外?可能大多数人认为舰艇上的进防炮射速那么快,而且还有那么多备弹需要发射,肯定是需要水冷或者是辅助冷却的方式。可他们的真相却是只需要用风冷的方式。

近防炮算是一艘军舰的最后防御方式,在近防炮拦截之前会有多重的拦截方式?如果真的轮到了近防炮进行防御,那么全舰人员接下来将要做的就是准备逃生舱或者是应对冲击波。因为近防炮的有效射程一般都是在2千米左右,最远的射程也就达到5000多米。那点距离对于导弹的速度可以说转瞬即逝,所以需要动用近防炮进行防御的时候,已经到了最危急的关头。也是最后一道屏障。

近防炮防御的原理就是在一瞬间射出大量的子弹,组成一道金属风暴,提前将来袭的导弹引爆。需要大量的子弹,但是并不需要太高的射速。以射速最高的美军军舰上的“密集阵”为例,它的极限射速可以达到10000发每分钟,密集阵一共有11根炮管,平摊到每一个炮管上的才900多发每分钟。要是这样算下来,重机枪的射速都比这东西要快。而且密集阵在开火拦截的时候,也不是一直扣着扳机不撒手。从导弹来袭到进入目标射程,直到最终击中军舰的时候,所需要经过的时间也不过三四秒,在这三四秒之内即便是密集镇以极限的速度开火。

顶多也才泼出去200多发子弹,这点子弹的数量还不足以使炮管过热。而且密集镇的备弹也不多,最多1000多发子弹,想要清空弹匣也就几秒钟的事儿。做一次防御所产生的热量还不需要采用额外的辅助冷却方式来冷却,进防炮大多数的时候都处于休息的状态。很难会用到舰的近防炮做防御。


沐风谈兵论道


现代近防炮是舰艇的最后一道防御系统,具有抗干扰能力强,反应速度快,射速高的特点。依靠发射弹药形成弹幕对敌来袭目标实施打击。以我国装备的1130炮举例,其最高射速可达10000发/分钟,那么这么高的射速,难道炮管不会发热吗?要回答这个问题,还要回到现实上来。



事实上,尽管现代近防炮射速惊人,可达10000发/分钟。但通常并不会备这么多的弹药,即近防炮的工作时间远低于1分钟,可能也就几秒钟,不会长时间工作。

由于近防炮的作用距离通常是几公里远,而在这个距离上,超音速反舰导弹可能只需要不到5秒钟就能穿透防御带,即在这段时间内,近防炮可发射大约800多发炮弹。这个工作时间和发射弹药基数还不足以使炮管过热。 说白了,这几秒钟就是舰艇最后的生存机会,能拦截就生存,突破防御就意味着遭到打击。


驰骋大洋S


近防炮,现代近防炮都是高射速密集阵,或转膛加特林,

多管快速,打不了几十秒几万发就打完了,防住就防住了,防不住也没意义再费劲了,己经光荣0ver了。

防飞机防导弹,几十秒风冷就够了,

但随着无人机群的登场,几十秒可能还不能结束战斗,

还要继续打,这时散热问题就突显了,自然风冷就不太够用了,

但对于转膛加特林,水冷阻力大,

冷风机风扇气冷可能更好。

对于金属风暴固定多管式,水冷惯性也大。影响快瞄。

就是说对于反无人机群近防炮,使用水冷的冷气去吹,而不是水套,可能更好。


星辉650


这个冷却的问题根本不需要了,再怎么考虑也没什么用。现代的近防炮都采用的是加特林发射方式,也就是说转膛方式,在这种情况下,别看它发射的炮弹数量很多,但是单个炮管所发射的炮弹数量不多,而且对于这款武器,它配用的备弹数量不多,通常来说,也就是说连续发射十几秒就可以打出全部炮弹,对于正常的枪管来说,连续十几秒钟的发射还没有达到温度高到不可能射击的水平。

这样就不用考虑什么冷却问题,只要能考虑,保证炮管在备弹发射完之前,还能正常使用即可,至于说再装填发射,那就没有必要考虑了,近防炮的任务是对抗反舰导弹的最后一关,通常来说,只能一两次的使用机会,不可能把全部炮弹发射完毕,这个时间使用时间太短,冷却问题就不要考虑,这个冷却也已经多余了,从概率角度说,不等所有的炮弹打光了,这艘军舰就已经被击沉。


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