每分鐘發射超萬發的近防炮,為何要用價格昂貴的鎢芯彈?

樊溢明


每分鐘發射超萬發的近防炮是軍艦上的最後一道防空屏障,如果近防炮系統被觸發了,那隻能說明一個問題——敵方來襲導彈在我方防空系統層層攔截之下出現“漏網之魚”,我方軍艦處於極度危險的境地!

此時近防炮就要發揮它唯一的作用——攔截“漏網之魚”以確保軍艦安全;而軍艦對近防炮系統也只有一個要求——必須保證成功攔截來“漏網之魚”,攔截率100%!

如果攔截失敗,軍艦有可能在“漏網之魚”的攻擊下沉沒,對於近防炮而言,失敗的攔截也就成為它以及它的同款弟兄們這一生最後一次開火了,現實就是這麼殘酷。

那麼究竟如何才能確保近防炮做到100%地攔截“漏網之魚”呢?答案很簡單——命中和摧毀。

近防炮確保100%命中目標的方法有三種,即提高火炮射速、提高系統探測精度、縮短系統響應時間。

確保100%摧毀目標的方法則只有一個,那就是提高彈藥的威力,而使用價格昂貴的鎢芯彈的目的就是為了達到這樣的目的。

為什麼說使用了鎢合金脫殼穿甲彈就能確保“命中即摧毀”呢?我們從以下幾點來進行分析。

▼俄羅斯AK-630M1-2型雙聯“一窩蜂”近防炮,2門6管30毫米加特林機炮,射速10000發/分鐘,有效射程2500米,系統響應時間7秒,由於攔截精度差、響應時間漫長(我國730近防炮響應時間為3秒,是世界上響應速度最快的近防炮),所以它只能以雙聯的形式向目標潑灑大量彈藥來提高命中率。

近防炮對來襲目標的攔截原理

所謂近防炮其實就是“艦載近程防空火炮系統”的簡稱,說白了就是艦載防空炮,常見的艦載防空炮有單管式、雙管式、多管式以及轉管式四種。

單管式的艦載防空炮大多數由艦艇的大中口徑主炮兼顧,比如我軍主力艦艇裝備的130mm單管艦炮,它具備對海、對陸、對空射擊功能;當然有小口徑的單管防空炮,但是這類火炮同時還要兼顧對海射擊任務,比如我國研發的H/PJ-17型30mm艦炮。

雙管式艦炮的用途和性能基本上與單管式相同,只是火力輸出能力更強大,相對於單管式而言防空效率要稍微高一些,比如“現代”級驅逐艦裝備的AK-130型130mm雙管主炮和61式25mm雙管艦炮.

多管式艦炮則是以防空為主的艦載火炮,以小口徑為主,比如二戰時期英國海軍裝備的MK-II型8聯40mm“乒乓炮”,多管艦炮。

而防空效率最高的艦炮則是現代轉管式小口徑防空炮,比如美國海軍裝備的MK-15型6管20mm“火神”密集陣防空系統,在對方圓1500米的近程低空空域內飛行速度不超過2馬赫的目標攔截率為96%,對飛行速度在1馬赫以下的的目標攔截率為100%。

▼下圖為西班牙軍艦上裝備的“梅羅卡”A/2A/2B型30mm多管式艦炮系統,它一共有12根炮管,高射速為9000發/分鐘,有效射程2000米,系統響應時間為4秒(與美國“火神”密集陣系統相同)。

轉管式近程防空炮防空效率如此之高的主要原因就是高射速和高精度,我們以我國海軍裝備的H/PJ-11型11管30mm艦炮系統為例(以下簡稱1130艦炮)來說明轉管式近程防空炮的對空攔截原理:

1130艦炮的炮架上有1具EFR-1I波段跟蹤雷達、1套華中光電技術研究所的OFC3光電跟蹤系統,該系統由1個熱成相儀,1個電視攝像機、1個激光測距儀組成。其對RCS值為2的目標探測距離為15公里,比如美軍裝備的AGM-129隱身巡航導彈;RCS值為10的目標探測距離為20公里,比如法國的“飛魚”反艦導彈(RCS值的意思是目標的雷達散射面積值)。

假設突破軍艦層層防空網的“漏網之魚”為一枚法國AM39空射型“魚叉”反艦導彈(馬島戰爭中擊沉英國“謝菲爾德號”驅逐艦的同款),那麼1130艦炮是這樣實施攔截的:

能成為“漏網之魚”,說明這枚AM39空射型“魚叉”反艦導彈已經距離我方軍艦不到20公里了,飛行速度已經加速到0.9馬赫,主動搜尋雷達已經開機,再飛行1分鐘就會命中軍艦。

此時軍艦上的相控陣雷達會將目標信息傳輸給1130艦炮系統;軍艦火控系統向1130艦炮系統分配攔截任務;指揮系統向1130艦炮系統下達攔截指令。

1130艦炮系統得到指示後立即激活系統,炮塔上的各光、電、雷達探測儀器全部開機;火炮完成推彈上膛動作;炮塔根據相控陣雷達傳輸的探測信息在伺服電機的驅動下旋轉至目標方位;火炮抬起至目標所在仰角;EFR-1I波段跟蹤雷達發現並鎖定目標;激光測距儀每2秒對目標實施一次精確測距。到此,1130艦炮系統完成攔截準備。

當漏網的“魚叉”反艦導彈飛行至5公里時,1130艦炮系統以3檔射速實施第一輪對空射擊攔截(3檔射速為128發/秒),持續開火2.4秒,此時一共有307發30mm炮彈撲向這枚“漏網之魚”,只要有其中一枚擊中其彈體就能確保摧毀。

如果第一次攔截失敗,1130艦炮系統調整方位與仰角以後使用4檔射速實施第二輪開火(4檔射速為最高射速,即166發/秒),持續開火時間為5秒整,此時“魚叉”導彈距離軍艦隻有最後1500米了,而這個距離是1130艦炮100%命中距離。

當830發30mm炮彈潑灑過去以後,“魚叉”導彈將會凌爆炸,攔截任務完成。此時1130艦炮的彈鼓中只剩下143發炮彈,水兵們需要立即為彈鼓壓彈,以應對再次出現的“漏網之魚”(1130艦炮的彈鼓彈容量為1280發)。

▼下圖為某型近程防空系統的使用手冊上對攔截原理的描述內容,包括1130近防炮在內的先進近程防空系統對目標的攔截原理與俄羅斯的AK-630系統或“卡什坦”彈炮合一系統完全不同,前者主要以精準射擊的形式實施攔截,而後者則是潑灑彈藥實施概率攔截。

反艦導彈能擊沉大型軍艦的原理

為什麼馬島戰爭中阿根廷空軍能用一發AM39空射型“魚叉”反艦導彈就將英軍滿載排水量4100噸的“謝菲爾德”號導彈驅逐艦擊沉呢?

原因在於反艦導彈採用了經過特殊設計的戰鬥部,這種戰鬥部裝填有大量高爆炸藥的同時,外殼還安裝有一個具備穿甲能力的外殼,它就是就是被廣泛應用於攻擊水面艦艇、地面和地下目標的半穿甲式戰鬥部。

半穿甲戰鬥部有兩個重要的技術指標:第一、裝藥係數,指戰鬥部的裝藥量與戰鬥部質量之比,現代導彈用的這種戰鬥部該係數一般大於30%,甚至高達50%以上;第二、戰鬥部長徑比,指戰鬥部的長度與戰鬥部的直徑之比。

戰鬥部的裝藥係數高,則戰鬥部的威力大;戰鬥部的長徑比大,說明導彈的佈局合理。同時也反映導彈生產國的工藝水平,能把雷達和控制系統小型化,給戰鬥部提供更大的長度空間。

長徑比大的半穿甲戰鬥部不但可以提高裝藥係數,同時擴大了侵徹口標的範圍,大長徑比的半穿甲戰鬥部最典型的代表是美國的反艦型“戰斧”巡航導彈戰鬥部,其長徑比為7,裝藥係數為40%。

半穿甲戰鬥部的外殼採用雙錐鍛壓成形工藝製成的合金鋼藥罩,外形一般為鈍頭型、尖卵形或截錐形,在與目標高速碰撞時,可近似認為即使在小著角的情況下也能在鈍頭部的作用下產生轉正力矩使彈體頭部與目標碰撞。

在以≥340米/秒的速度擊穿目標裝甲時產生的碰撞壓力(指壓強)就必定高於彈體材料的屈服極限,這樣,戰鬥部內裝填的炸藥裝藥受就會到兩種力的作用,即衝擊波的衝擊壓力和劇烈變形的彈體擠壓力,在這兩種力的作用下觸發裝藥發生爆炸,從而達到擊毀/擊沉目標的目的。

▼下圖為美軍B-2隱身轟炸機正在投擲激光制導巨型鑽地彈,它的半穿甲式戰鬥部採用貧鈾合金鋼製作,能擊穿60米厚的鋼筋混凝土,如果近防炮沒有使用穿甲彈,那麼在攔截該彈時即便命中了也沒有任何意義。

近防炮必須使用鎢合金穿甲彈才能確保“命中即摧毀”的原因

反艦導彈的戰鬥部外殼是一個有一定厚度的鍛壓合金鋼藥罩,而且必須在受到兩種壓力的作用下才會爆炸,這就意味著普通炮彈如果不具備擊穿合金鋼藥罩的能力就無法確保摧毀反艦導彈。

比如說榴彈,1130艦炮所使用的炮彈為30×165mm系列炮彈,榴彈的炸藥裝藥量僅為14g,威力僅為木柄手榴彈的28%,根本不可能具備破壞反艦導彈合金鋼藥罩的能力。

那麼有沒有可能在使用榴彈的情況下以擊中導彈其他部位的形式來摧毀導彈呢?答案雖然不是完全否定的,但是不得不說做這樣的企圖得到的結果只能是降低攔截成功率。

原因在於兩點:第一、精確射擊出去的炮彈相對於來襲導彈而言是“迎面而來”的,幾百發迎面而來”的炮彈中只有其中幾發會與來襲導彈重合(即命中),而重合的形式90%都是炮彈的彈頭撞擊在導彈的彈頭上,如果這擊發炮彈無法對導彈的彈頭產生有效破壞,那麼導彈依舊能後擊沉或擊傷軍艦。

第二、假設在實施第一輪攔截時沒有命中,在實施第二輪攔截時來襲導彈與軍艦之間的距離已經縮短到1500米,如果炮彈命中的部位是導彈戰鬥部以外的部位,那麼導彈在解體以後戰鬥部依舊存在著一定的速度,而此時導彈已經鎖定軍艦,即便戰鬥部已經不能直接命中軍艦,但是在解體過程中仍然存在著撞擊到軍艦的風險。

基於上述考慮,做為軍艦最後一道防空屏障的近防炮必須做到100%的“命中即摧毀”,具體方法就是提高彈藥的威力,即使用能夠確保擊穿來襲導彈的半穿甲式戰鬥部的鎢芯穿甲彈。

這樣的結論並不是作者編排出來的,更不是軍工人員們主觀臆斷出來的,而是根據美軍裝備的陸基版MK-15型6管20mm“火神”密集陣防空系統在攔截實驗中得到的經驗而得出的。

美軍早期的“火神”系統所使用的彈藥與機載火炮一樣,即分別使用高爆榴彈與穿甲彈組合供彈,彈鏈中的炮彈以榴彈為主,每5發榴彈後面配1發穿甲彈。

在對120mm迫擊炮實施攔截實驗中就出現過這樣的現象:成功命中來襲的120mm迫擊炮炮彈,但是被擊中的炮彈墜地以後還是發生了爆炸。

經分析,造成該現象的原因是命中的炮彈威力不足以摧毀目標!即榴彈無法擊穿或破壞來襲炮彈的外殼,炮彈在保持結構基本完好的情況下依舊能成功引爆。

為了吸取這個教訓,美軍將所有“火神”系統的20mm炮彈全部換成貧鈾穿甲彈,不再使用榴彈(美軍不使用鎢合金穿甲彈的原因是美國的鎢礦資源極度匱乏)。

我國也做過相關實驗(730近防炮陸基版,即陸盾-2000),儘管30mm火炮所發射的30×165mm榴彈威力巨大,完全能夠破炮彈鋼製外殼,從而成功引爆來襲炮彈,但是為了確保萬無一失,最終還是做出近防炮全部使用鎢合金穿甲彈的決定,也就是題主所說的“鎢芯彈”了。

▼下圖為正在使用高爆榴彈做炮彈攔截實驗的美軍陸基版MK-15型6管20mm“火神”密集陣防空系統,榴彈在達到一定高度以後就會自行引爆,所以看上去就像在放煙花。由於小口徑防空炮的榴彈裝藥量太小,造成威力過小,不能確保100%擊毀來襲目標。

綜上所述我們可以得出這樣的結論:第一、近防炮每分鐘超萬發的射速是為了提高防空攔截效率,也可以理解為提高命中率,比如我國的H/PJ-11型11管30mm艦炮系統最高射速達到了166發/秒,高射速的意義在於向目標潑灑儘可能多的彈藥,只要其中數發甚至是單發命中目標就達到了目的。

第二、近防炮使用價格昂貴的鎢芯穿甲彈是為了提高炮彈的威力,以確保達到“命中即摧毀”的效果,即100%摧毀目標。

現代反艦彈藥基本上全部使用半穿甲式戰鬥部,因此必須使用一種具備一定穿甲能力的彈藥來對這類目標實施攔截。

最重要的是近防炮是保護軍艦不受傷害的最後一道屏障,如果戰鬥已經發展到使用近防炮的程度了,那就意味著軍艦已經處於極度危險的環境中,假如近防炮不能有效攔截來襲目標,後果將不堪設想,所以使用成本高一點的彈藥也是也可理解的,同時也是剛需,無可指責。

文章最後我們來簡要地解答另一個為廣大讀者所困惑的問題——使用鎢芯彈的近防炮能不能打穿坦克的側面裝甲?

答案是不能,因為近防炮的鎢芯穿甲彈的彈頭只是一根單純的尖頭硬質鎢合金棒,穿甲能力僅為25~30mm。

用來打坦克的30mm穿甲彈則是使用“尾翼穩定脫殼”穿甲彈,它的結構與坦克炮所使用的尾翼穩定脫殼穿甲彈完全一致,穿甲能力為60mm,可以擊穿中型坦克的側面裝甲,當然了,價格也是近防炮鎢芯穿甲彈的2~3倍。

▼下圖為為防務展上展示的三款30×165mm炮彈,從左至右分別為為步戰車30mm火炮專用的反裝甲尾翼穩定脫殼穿甲彈、飛機30mm機炮專用的高爆榴彈、近防炮專用的30mm鎢芯穿甲彈。


兵器知識譜


正所謂大炮一響,黃金萬兩,特別是在海軍艦艇上的武器更加貴,根據溫消息的報道稱中國新型的1130進防炮使用的鎢芯穿甲彈單價高達1000多塊人民幣,按照現在給出的數據來看,一分鐘能傾瀉1萬多發炮彈,平均每秒166發,每秒鐘就搭出去的炮彈價格就高達16.6萬元人民幣,一分鐘996萬人民幣,這個價格可以隨便在中國哪一個城市買一套房。那麼怎麼樣選擇價格更貴的鎢芯穿甲彈而不是普通的鋼質穿甲彈呢?

誠然,如果是使用普通的鋼製穿甲彈價格肯定沒有鎢芯穿甲彈那麼貴,但為什麼會選擇鎢芯穿甲彈呢?這鎢芯穿甲彈一般不是坦克進行穿甲的時候使用的嗎?為什麼進防炮要裝備這種炮彈呢?其實這主要是考慮到現在反艦導彈性能增強的原因,像以前的部分反艦導彈的末端突防速度都在音速以下,但是隨著科技的進一步增強,現在反艦導彈的末端突防速度最高可以達三馬赫以左右,為了適應在三馬赫左右的速度飛行單體的結構強度設計就必須加強,所以為了更好的對導彈進行破壞使用高性能的穿甲彈攔截效果會更好。

所以像現在中國使用的一般都是30毫米脫殼尾翼穩定穿甲彈,而相對之下美國則是使用貧鈾穿甲彈,這種穿甲彈的穿甲性能要高於鎢芯穿甲彈。所以提高炮彈的性能就是為了增加攔截的成功率,畢竟是軍艦的最後一道防線近防泡攔截不成功的話,那軍艦隻能成仁了。不過一般都是穿甲彈和高爆彈混搭,這樣的效果才會更好。


在十字路口等等你


軍艦上的最後一道防線近防炮射速動輒五六千發甚至上萬發,而且30毫米鎢合金脫殼穿甲彈一發炮彈的價格就是將近1千元,也就是說,這個東西隨隨便便掃一輪就是幾十萬大洋。

但是幾十萬上百萬的近防炮炮彈的價格和動輒數以億計的軍艦,哪個更貴?

這跟日系車為了省油瘋狂減重有什麼區別?不都是用安全換油耗麼?

如果為了節省2000萬美元,而將數以億計美元的軍艦安危於不顧。

短時間來看,確實省了不少錢。但是如果戰爭爆發,一發反艦導彈僥倖穿過了遠程防空導彈與中程防空導彈的封鎖線。那麼接下來,戰艦就再無還手之力。

只能任人宰割。

所以,扣這點錢怕是瘋了吧,更何況炮彈才多少錢?防空導彈價格那是以百萬為單位的,一發導彈就購買一大堆的近防炮炮彈了,所以要不要連導彈一塊取消了?


嘯鷹評


近防炮是艦艇最後一道防護網,所以必須想盡辦法來提高攔截效率,一旦被破防,艦艇將會遭受巨大打擊,輕則受傷,重則癱瘓喪失戰鬥力。



提高攔截概率的一個直接辦法就是提高射速,美軍的“密集陣”每分鐘射速4000發,只能攔截一倍音速的飛行器,而我國最新研發的1130近防炮每分鐘射速達到了11000發,所謂1130就是11根炮管,30毫米口徑。憑超高射速和先進的火控系統,1130近防炮可以有效攔截3倍音速的導彈。



但是,近防炮的有效攔截距離很短,雖然30毫米口徑彈藥最大射程可達5000米,但針對飛機攔截距離只有3000米,針對反艦導彈的有效距離只有2000米左右,也就是攔截時間非常短,一旦失手,後果不堪設想。近防炮必須保證一次性摧毀目標。


反艦導彈的前端是導引頭,打中導引頭不會立刻使其爆炸,導彈因為慣性仍然有可能撞到艦艇,所以近防炮彈藥得有一定的穿甲能力。而目前主流穿甲彈都採用重鎢合金作為彈芯,鎢合金密度大,硬度高,鎢芯彈頭直徑只有彈藥口徑的二分之一到三分之一,穿甲能力極強,採用鎢芯彈頭的30毫米近防炮彈,有效穿甲深度可達50-70毫米,而且,近防炮高速持續射擊時,炮彈要承受很高的火焰溫度,鎢芯硬度大,不易變形,保證了射擊精度。


止水興波


事實上絕大多數近防炮的射速都在5000發/分以下,歐洲的守門員近防炮系統主武器是GAU-8A“復仇者”30毫米七管加特林速射炮,最高射速只有4200發/分鐘,而美國的密集陣近防炮則採用6管20毫米M61A1加特林槍炮管,射速在3000到4500發/分鐘左右,俄羅斯的AK630近防炮使用6管AO-18型30mm加特林機炮作為輸出,射速在3000發/分鐘。唯一超過萬發每分的是我國最強的1130近防炮,其射速可達1.1萬發/分,性能高居世界第一!
(歐洲守門員近防炮系統)

那麼射速這麼快的近防炮是不是使用的彈藥很便宜呢?還真不是!近防炮主要裝備穿甲彈、高爆榴彈、半穿甲榴彈等多型號彈種,而其中又以小口徑的尾翼穩定脫殼穿甲彈使用最多。近防炮穿甲彈構造和坦克用穿甲彈基本類似,內部長杆式彈芯也多使用鎢合金或者貧鈾合金材料製造而成。
(730近防炮裝彈)

(30毫米脫殼穿甲彈外觀)

相比於一體成型的普通高爆彈和尖頭穿甲彈而言,由於高規格的彈體材料和複雜的加工工藝,尾穩脫殼穿甲彈的價格也隨之水漲船高,目前1130近防炮上所使用的30毫米口徑鎢合金彈體尾穩脫穿彈,單發價格大約為1000元人民幣/發,密集陣和守門員近防系統則多采用貧鈾穿甲彈。貧鈾彈成本約為鎢合金彈的一半,但是考慮到物價和匯率因素,密集陣所使用的貧鈾彈價格應該與1130穿甲彈價格相差不多,甚至可能更貴!
(30毫米脫殼穿甲彈鎢合金彈芯)

1130近防炮射速每分鐘1.1萬發,每秒約183發單價1000元,也就是說一分鐘持續射擊能夠潑灑出去1100萬元人民幣,每秒消費高達18.3萬人民幣,如果真是這樣,那近防炮的花費是不是太高了點呢?


(730近防炮對海射擊訓練,看看地上的彈殼)

其實近防炮的攻擊模式和我們想的並不相同,近防炮因為有火控雷達自動進行搜索瞄準,因此可以迅速完成對目標的方位鎖定,所以只需要通過超高射速在指定空域形成密集彈幕就可以對空中目標進行有效攔截,不需要向老式防空火炮一樣連續不停地對目標進行跟蹤射擊。

(蘇聯卡什坦近防系統攔截目標過程,火控雷達指引,然後直接彈幕覆蓋)

1130炮通常是以長短點射的方式進行防空攔截,每次攔截髮射時間為0.1秒,也就是一次攔截只消耗約20發鎢合金穿甲彈,換算下來也就是說2萬人民幣而已,如果再算上穿甲彈與高爆彈的搭配混合使用,費用還會更低,相對於反艦導彈動輒數十萬甚至上百萬的單價而言,還是非常划算的!
(近防炮彈鏈通常穿甲彈與高爆彈組合裝彈)

那麼為什麼近防炮一定要使用昂貴的鎢芯穿甲彈呢?這主要是由近防炮的戰術任務決定!近防炮作為軍艦防空系統的最後一道屏障,攔截距離通常在3公里以內,所以必須確保在短時間內對來襲目標做到一擊必殺,如果不能在較遠距離將目標打爆,其彈體仍舊會因為慣性衝擊對軍艦造成較大損傷。而且現代反艦導彈和飛機通常都有一定的防彈設計,特別是像蘇24這樣的對地攻擊飛機擁有厚度十幾毫米的鈦合金防彈鋼板,只有使用穿甲能力達到30毫米以上的鎢芯脫殼穿甲彈才能做到真正的絕殺!


軍武吐槽君


兔哥回答,近防炮的炮彈有多種,就所使用的穿甲彈而言則是近防炮主要的彈種,那麼近防炮為什麼要使用高硬度的穿甲彈呢?這和近防炮的作戰性質有關係。所謂近防炮就是對近距離的目標進行防禦性的攔截,近防炮的射程都很近,通常根據口徑不同在5000米左右,近防炮的主要作戰目標是逼近的導彈等目標。近防炮被廣泛的使用在陸地防空,艦船上的防禦反艦導彈的攻擊。近防炮在艦船上屬於整個艦船的最後一個防禦手段,也是最後的屏障。因此,近防炮的射速都很高,通常都達到數千至上萬發,所以都採用多管佈置力求射速滿足防禦反艦導彈的能力。



近防炮的攔截反艦導彈的方法很簡單,就是在反艦導彈的前面形成一個彈幕,距離通常是2000千米左右,這個距離對於亞音速的反艦導彈來說也只有5~6秒左右的時間,而對於兩倍音速的反艦導彈來說只有3秒左右的時間,這對於近防炮的攔截不光是能攔住的問題,還必須要保證擊毀來襲的反艦導彈。否則即便是能夠攔住而無法擊毀反艦導彈,那麼,如此高速飛行的反艦導彈即便是失去爆炸威力,巨大的慣性衝擊力也會將艦體擊破,這樣的攔截顯然是不成功的,也是不能被 受的。



那麼,要加大近防炮的攔截成功率就只能是從近防炮所使用的炮彈上面下功夫了,近防炮的口徑受多管安裝佈局和高射速要求的限制不能過大,通常只有20~30釐米的口徑,口徑小也意味著動能小,普通的彈藥對於反艦導彈的擊毀效率並不高。從反艦導彈方面來說,並不是紙糊的,反艦導彈為了能夠獲得突防的成功率和射入艦體內爆炸通常都是半穿甲彈頭,彈頭都具備抗擊炮彈爆炸破片損傷的能力,前面兔哥說了,即便是被近防炮擊中不能將其擊毀或是改變彈道,那麼近距離反艦導彈的殘骸依然會對艦船造成損傷,所以就必須要增強彈頭侵徹力。



近防炮為什麼採用鎢合金或者高硬度的彈頭,這是因為,這是因為鎢合金的硬度能夠滿足撞擊反艦導彈所需穿透性能。只有這樣才能把來襲的反艦導彈打爆,一旦反艦導彈爆炸也就失去了它自身的爆炸威力。其實,近防炮和反艦導彈的對撞並不容易,一分鐘幾千上萬發的高射速,炮彈就像是一盆水一樣的潑了過去,即便是這樣能夠命中導彈的數量也不多,主要是反艦導彈的體積太小了。反艦導彈長度不算短,但飛行至艦船兩千米左右的距離時就是最後的衝刺了,這個距離上反艦導彈已經不會在採取機動規避動作了,因此,基本都和近防炮的射擊角度近乎垂直,這無疑是增加了近防炮的攔截難度。



近防炮的鎢合金彈藥本身就是一個高價值的產品,加上幾千上萬發的高射速,一次攔截的費用是高昂的,但對於一艘軍艦而言又算是小菜一碟,如果能夠挽救軍艦不被反艦導彈所擊中,這個錢花的就太值了。在軍艦的防禦手段和導彈的攻擊來說,導彈目前依然是戰上風,發展也比軍艦的防禦武器要快速,目前,反艦導彈普遍向超音速的領域邁進,而且是速度越來越快,俗話說唯快不破,因此,面對反艦導彈的超音速甚至是高超音速的到來,近防武器的發展必將會發生改變,近防炮每分鐘上萬發的潑射炮彈已經到了極限,而且,攔截距離隨著反艦導彈速度的提高,使攔截變的困難的同時,也必須要面對被近防炮擊毀的反艦導彈高速破片來來的可能殺傷,另外,反艦導彈爆炸波束對軍艦探測系統所產生的的波振擾動也是要面對的課題,為此,這種矛與盾的較量會繼續下去。




兔哥42928


近防炮作為一種艦艇常用的近程防禦武器,也是艦艇防禦的最後一道屏障,它的最大作用是用來擊毀其他防禦系統漏掉的對艦艇具有較大威脅的目標,主要有高速反艦導彈、小型飛行器和直升機等空中目標。

當雷達、紅外等預警系統掃描到有反艦導彈來襲時,就會嚮導彈來襲方向,高速射擊形成彈幕對目標進行攔截。

由於反艦導彈往往擁有高速、高機動性,通過減少艦艇的反應時間來增加其擊中目標的成功率。

現代反艦導彈的飛行速度往往超過了0.85馬赫,而超音速反艦導彈速度更快,可以達到音速的2.5-3倍。

為了增強攔截成功率,就必須採取“以快制快”的原則,因此近防炮的需要擁有超高的射速,美國的密集陣系統射速最大可達每分鐘4500發,而中國的中國的1130型近防炮射速更加驚人,最大火力每分鐘可以達到11000發。

此外,光有初速還不夠,我們知道動能等於質量+速度,

即使高速反艦導彈被擊毀後,其導彈剩餘殘骸部分依然擁有較高的動能,殘骸也會憑藉慣性繼續威脅到艦艇的安全。

因此最好要在距離艦艇1公里之外將來襲目標徹底擊碎,這樣就對近防炮的炮彈提出了一定的要求,

所以近防炮的炮彈必須具備一定的穿甲能力和更高的硬度,因此近防炮必須採用高硬度合金製作的穿甲彈,才能真正成為艦艇防禦的最後一道屏障。

而鎢合金是一種即緻密又硬度超凡的一種緻密金屬,也是製造硬芯彈藥的首選,

以鎢合金為基礎製造的鎢芯穿甲彈具有硬度高、速度高、彈道低伸、穿甲威力大等優點,已經廣泛應用在高射機槍彈藥、反坦克導彈等領域。

因此使用鎢芯彈藥可以有效保障穿透反艦導彈的彈體,破壞導彈結構,所以性能優異的鎢芯穿甲彈就成為了近防炮的首選。

雖然鎢芯穿甲彈造價比較昂貴,再加上每分鐘近萬發的射速,可以說簡直就是一部射擊鈔票的ATM機。但是與造價更加昂貴的艦艇來說,就是小巫見大巫了,只要能保障艦艇的安全,這點錢花的還是非常值得。


小油瓶侃歷史


首先說近防炮是一種小口徑速射炮。

大家看近防炮的時候千萬別被炮口的火焰所吸引,注意力放在掉出的彈殼上理解就能更深刻了。

看到下面瀑布一般湧出的彈殼了吧。可想而知這門炮的射速有多快。1分鐘10000發炮彈的數字在動圖裡是不是具像化了一點點?


那麼好——咱們先得講講火炮的三個要素:射速、初速、威力。


這是一個特別特別制約火炮發展的三角形結構。加大任何一個要素,其他兩個部分都會受到影響。

例如,我們要提高火炮的威力,最簡單的辦法就是增大口徑,但這樣的一個結果就是,初速和射速都會大幅度的降低。

那麼有沒有在不提高口徑的前提下提高威力的方式呢?還真有,這就是用次口徑彈。

很多追求動能威力的彈藥都是使用次口徑彈。利用一個輕的彈託帶動大質量的彈芯高速的射出。

如果使用普通彈藥的時候,炮彈的初速是800米/秒 很容易將次口徑彈達到1200米/秒甚至1800米/秒的速度。

為什麼次口徑彈藥初速這麼高?這就得從加速度的公式來看了 a=f/m:在同等膛壓內炮彈在炮管裡面所受到的推力和炮膛的截面積成正比,截面積越大初速就越大;同時這個加速度又和彈丸的質量成反比,質量越大的彈丸初速度就越低。

在這種條件下,人們很自然的就可以想到利用更大直徑的炮口發射質量更輕的彈丸。

最早就是錐膛炮了,但錐膛炮在發射過程中有彈丸重鑄造的過程,會導致損失大量能量——效率不高

於是基於滑膛炮的尾翼穩定脫殼穿甲彈就應孕而出了。


說回1130,1130的最大特定在於射速高,但是並不能因為射速高就忽略了彈藥的威力。這樣就只好使用脫殼穿甲彈了。


從結構上看,小口徑的脫殼穿甲彈其實和坦克炮上使用的脫殼穿甲彈並沒有太大區別:


依舊是彈芯+彈託的結構。這時另外一個指標就要起作用了——彈芯片質量。

過輕的彈芯在飛行過程中會受到空氣阻力影響迅速的降低速度,因此質量越大的單芯的著靶速度則越快。

這就要求單芯用密度更高的金屬製作,例如貧鈾、金、鎢等材料。

相對於貧鈾和金來說,一方面鎢的硬度足夠,另一方面來說材料成本更低,因此我們就必然選擇使用鎢作為彈芯了。

其實,無論從哪個指標說,鎢(比重19.35g/cm³) 都是最好的小口徑動能彈材料的。



所以說,不用鎢芯,還真想不出用什麼其他的彈芯了。


軍武數據庫


鎢芯彈,尾翼穩定脫殼穿甲彈的一種,是目前各國軍隊普遍裝備的一種穿甲彈。採用一根細長的鎢芯作為穿甲彈頭,發射時,包住鎢芯的彈託會脫落,同時彈頭尾部還有四片尾翼用於穩當彈頭。尾翼穩定脫殼穿甲彈除了使用鎢芯作為彈頭之外,還可以使用貧鈾製作彈頭。貧鈾製作的彈頭有自銳性,在衝擊敵方裝甲時依然可以保持自身尖銳,穿甲能力非常出色,當年伊拉克不知折了多少坦克在美國人的貧鈾穿甲彈手裡。不過貧鈾穿甲彈有輻射,使用這個不安全,也容易被國際社會罵,所以鎢芯彈成了現在主流穿甲彈。


穿甲彈一般是坦克才會使用,為何近防炮也用穿甲彈呢?為何不用普通的鋼芯穿甲彈,而要成本高昂的鎢芯彈呢?是為了在最短時間內,將來襲導彈打碎!近防炮是軍艦保命的最後一層防禦,要的就是爆表的性能,成本問題根本不在考慮之列。

近防炮打擊來襲目標時,距離我方艦艇已經非常近了,如果不能在最短時間內將來襲目標摧毀,我方艦艇依然可能受到毀傷。以1130近防炮為例,其最大射程5000米,對普通飛行器的精確攔截距離在3000米左右,對超音速飛行的反艦導彈等目標則需要進一步壓縮到2000米左右。


在這麼近的距離上,要攔住一個對著自己高速飛行的目標,保證我方軍艦不會受到目標殉爆和慣性飛行的殘骸撞擊的辦法只有一個,那就是在最短的時間內將來襲導彈打得稀巴爛!為了保險起見,近防炮使用的炮彈是破壞力強悍的鎢芯穿甲彈。這種穿甲彈的使用碳化鎢作為製成的針狀彈頭,四片尾翼穩定飛行姿態,利用火藥燃氣高速飛行,撞擊目標。碳化鎢的密度和硬度都非常大,可以在撞擊目標時帶來巨大沖擊能量,並且使敵方目標被撞擊位置產生巨大的應力集中,最終破裂被鎢針穿過,擊毀其內部結構。

強悍的穿甲能力,再配合超高的射速,精度極高的光電瞄準系統和反應迅速的火控計算機。近防炮可以做到瞄準即鎖定,鎖定即發射,發射擊摧毀,在極短的時間內,靠穿甲能力出色的鎢芯彈頭高速連續打擊,使來襲導彈碎裂,進而避免剩餘的大塊殘骸依靠慣性繼續飛行,撞擊我方艦船。▼這是裝備在遼寧艦上的1130近防炮開火瞬間,炮口熊熊的火焰和傾瀉而下的大量彈殼都顯示著,這款射速高達11000發/分的近防炮有著強悍的摧毀能力。1130近防炮採用的鎢芯彈規格為30mm×165mm,價格在1000元人民幣左右。1130近防炮的備彈是1280發,一次性全部打出去的話需要7秒鐘左右,不計設備使用壽命損耗的話,直接成本將是128萬元。128萬在在普通人心裡是一筆鉅款,足夠在二三線城市購置一套不錯的房子了。但在軍事上128萬元簡直不值一提,128萬元甚至不夠一枚導彈的發射成本,但用在近防炮上卻能夠挽救一艘造價高達幾十億的軍艦。這麼一對比,這筆賬就清楚了,鎢心彈所謂的昂貴只是相對於鋼芯彈,相比於它保護的軍艦根本不值一提。
最後說一下,1130射速11000發/分,備彈只有1280發,看起來很少對不?其實夠用了,它不會一次性打光,而且近防炮工作的機會極少。當一艘軍艦到了需要近防炮來同時應對多枚反艦導彈的時候說明戰爭的天平已經朝著對方倒下去了,就算備彈再多,也無濟於事了。備彈不在多,夠用就好,近防炮設計這麼高的射速不是用來火力壓制的,而是為了形成密集的彈幕,用最短的時間摧毀目標。所以它在工作時一般是根據火控計算機的指令進行高射速的長點射,目標摧毀後會立馬停火,1280發夠打掉好幾枚來襲導彈了。


赤焰噠噠噠


近防炮的作用主要是在末端攔截反艦導彈,或者是對付一些低空目標,比如無人機、武裝直升機等,而近防炮本身的口徑又不大,一般在20~30毫米左右,所以為了保證能擊穿導彈的彈體或者是武直的外部裝甲,達到理想的破壞效果,近防炮的彈藥一般都會使用純動能穿甲彈。而現在用來製造炮彈穿甲彈的材料常見的主要有兩種,分別是:鎢重合金(WHA)和貧鈾(DU),那麼為什麼不使用傳統的鋼作為穿甲彈材料呢?

▲近防炮的重鎢合金彈芯

因為穿甲彈的穿透能力與彈丸的動能以及能量的小範圍集中釋放有關,所以,想要提高穿甲能力,有效手段就是增加彈丸的速度和截面密度(彈道係數的其中一個指標),使彈丸的動能更大、彈道係數更高(高速下的彈道加更穩定),但是問題來了,如果彈丸的速度增加,那麼就意味著彈丸在高速撞擊目標的情況下,同時也會對彈丸本身產生更加劇烈的震動,而材料的最大抗震能力是有限度的,當超過它的極限時,彈丸自身就會先被震碎解體,最終導致穿甲性能大打折扣。

▲傳統鋼合金穿甲彈

所以,在這種情況下,鋼就不再是最合適的穿甲材料了,而是使用更適合於高速環境以及具有更強抗震性、抗碎性的高密度鎢重合金或者貧鈾,而且,鎢重合金同時也擁有更高的耐高溫性能(貧鈾要稍微差一點),彈丸在高速飛行時,受到氣動加熱的作用是不可避免的,此時彈丸的溫度可以超過2200攝氏度,在這種高溫環境以及氣動力的耦合下,如果是普通的鋼合金的話,早就承受不住而變型了,也就只有耐高溫的鎢可以扛下來,即使是使用貧鈾,因為氣動加熱而出現的形變程度也要高於鎢重合合金。

▲“密集陣”使用的貧鈾穿甲彈

最後一點,前面提到,除了提高速度之外,彈丸的能量越集中釋放,穿甲能力就越強,所以,現在的穿甲彈彈芯基本上都是高長徑比(長度和直徑的比值)的細長型結構,這種結構有兩個優點,第一就是能量釋放更加集中,二則是彈芯越尖銳、細長,界面密度就越大,高速運動時的彈道性能更高,只不過,當高密度材料的彈芯長徑比大於10時,自旋穩定性會失效,所以需要在尾部加一個尾翼來保證氣動穩定性,也就是我們平時常見的尾翼穩定脫殼穿甲彈。

▲尾翼穩定脫殼穿甲彈彈芯

尾翼穩定穿甲彈是一種次口徑彈藥(即彈丸直徑明顯小於火炮口徑),本來次口徑的優勢就是彈丸的質量相對更小,可以獲得更高的初速,但是前面已經提到,鋼芯的抗震性、耐高溫性不行,不適用於高速環境,且鋼合金的密度遠小於鎢重合金,同體積小的質量也就越小,在同樣是5~6馬赫速度的情況下,質量更大的鎢重合金的動能明顯更大,同時遠距離存速性能也更好。因此,這就是為什麼現在的尾翼穩定脫殼穿甲彈彈芯材料都是使用鎢重合金的原因,對了,題目中說到的近防炮使用的鎢合金穿甲彈,就是一種尾翼穩定脫殼穿甲彈。


分享到:


相關文章: