孫 軼

(海軍駐西安艦炮軍事代表室 西安 710043)

國外艦炮技術的發(fā)展*

孫 軼

(海軍駐西安艦炮軍事代表室 西安 710043)

艦炮技術在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章介紹了艦炮技術的發(fā)展歷程以及裝備的研制、改進情況,指出了在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)展艦炮技術的優(yōu)勢和重要性,重點探討了幾種艦炮技術的性能及其特點,最后論述了艦炮技術的發(fā)展動向與分析。

艦炮技術; 動向; 分析

ClassNumberTN97

1 引言

現(xiàn)代艦艇的中小口徑艦炮,反應快速、發(fā)射率高,與導彈武器配合,可遂行對空防御、對水面艦艇作戰(zhàn)、攔截掠海導彈和對岸火力支援等多種任務。隨著電子技術、計算機技術、激光技術、新材料的廣泛應用,形成由搜索雷達、跟蹤雷達、光電跟蹤儀、指揮儀等火控系統(tǒng)和艦炮組成的艦炮武器系統(tǒng)。本文就艦炮技術、發(fā)展動向、發(fā)展分析等,作進一步的研究和探討[1]。

2 艦炮技術

艦炮是裝備在艦艇上用于射擊水面、空中和岸上目標的海軍炮[2]。

2.1 分類

按口徑大小,分為大口徑艦炮(152mm～406mm)、中口徑艦炮(76mm～130mm)和小口徑艦炮(20mm～57mm);按炮管數(shù),分為單管艦炮和多管艦炮;按封閉程度,分為全封閉式艦炮和非封閉式艦炮;按自動化程度,分為全自動艦炮、半自動艦炮和非自動艦炮;按射擊功能,分為平射艦炮和平射高射兩用艦炮。還可按戰(zhàn)斗使命任務分類:在一艘艦艇上,口徑最大、擔負主要作戰(zhàn)任務的艦炮,稱主炮;其余口徑較小、擔負輔助作戰(zhàn)任務的艦炮,稱副炮?，F(xiàn)代艦炮,多為中、小口徑炮,主要用于對空防御;主、副炮已無明顯界限,但有時還沿用主炮和副炮的稱謂。

2.2 結構

主要由發(fā)射系統(tǒng)、瞄準轉動系統(tǒng)、炮架和供彈系統(tǒng)等構成。發(fā)射系統(tǒng),包括炮身、炮閂、裝填機和反后坐裝置,用以發(fā)射彈丸,賦予彈丸初速、轉速和飛行方向。瞄準轉動系統(tǒng),包括瞄準傳動機構和瞄準隨動系統(tǒng),用以使艦炮旋回和俯仰,實施瞄準。炮架,包括搖架、旋回架和基座,用以支撐炮身,承受艦炮發(fā)射時所產(chǎn)生的作用力,并保證炮身旋回俯仰。供彈系統(tǒng),包括揚彈機和彈鼓等,用以將炮彈從彈藥艙或彈鼓輸送到發(fā)射系統(tǒng);有的還配有引信測合機,在供彈過程中自動裝定引信分劃。艦炮外部有的裝有鋼鐵、輕金屬或玻璃鋼制成的全封閉防護裝置,有的僅有防盾或護板。艦炮使用的炮彈有穿甲彈、爆破彈、殺傷彈、空炸榴彈和特種彈等。

2.3 裝備

現(xiàn)代艦炮裝置重量輕,結構緊湊,實現(xiàn)瞄準、供彈和發(fā)射全自動化,并采用全封閉式。中口徑艦炮最大射程為12km～28km,最大射高為8km～22km,單管發(fā)射率45～90發(fā)/分,有的可達120發(fā)/分;小口徑艦炮最大射程為3km～14km,最大射高為2km～10km,發(fā)射效率較高,多管小口徑艦炮出現(xiàn)了轉管炮,發(fā)射率高達3000～4000發(fā)/分。

1)美國AGS155毫米先進艦炮系統(tǒng)。AGS是一種斜式發(fā)射的常規(guī)型155毫米艦炮,炮口初能35～36MJ,幾乎是127毫米炮的2倍;其炮彈重量是127毫米炮彈兩倍(100公斤)。炮管長度為62倍口徑(9.61m),俯仰范圍-5°～+70°,射速初始指標為10～12發(fā)分,最終設計指標為12發(fā)分。炮彈初速825m/s。為了保證能夠以10發(fā)分的射速持續(xù)發(fā)射彈庫中的炮彈,AGS采用了火炮身管水冷卻系統(tǒng),身管壽命達到3000發(fā)。炮彈儲存于甲板下的彈藥庫中,發(fā)射時由自動裝彈系統(tǒng)送至炮塔,模塊式供彈系統(tǒng)和自動化彈庫非常獨特。每個彈藥模塊重2.5噸,內(nèi)有8個彈丸和8個藥筒,所有彈藥模塊分三層碼放在炮位下方的彈藥庫中。同一層的模塊可借助穿梭機平移運送彈夾,通過垂直電梯實現(xiàn)上下移動。正對火炮回轉中心下帶有提升機,可以將1發(fā)彈丸和1個藥筒同時提升至炮塔內(nèi),由擺彈機將彈丸和藥筒同時旋轉至俯仰部分。整個供彈過程實現(xiàn)了全自動,可無人操縱。目前炮彈種類共計三種。一種是反艦使用的制導炮彈,射程55km(30海里),彈丸重90kg,裝有毫米波雷達,可自主尋的。

2)意大利“奧托”緊湊型127毫米艦炮和美國MK45同是世界上著名的戰(zhàn)艦主炮,日本的“金剛”級和“高波”級驅逐艦即裝用此炮。該炮于上世紀70年代初正式生產(chǎn)和裝備,是用在驅逐艦和護衛(wèi)艦上的高平兩用主炮,用來對付飛機、導彈,攻擊艦艇和轟擊陸上目標?；鹋谧畲筇攸c是結構緊湊、射速高、可靠性好、儲彈量大?；鹋谟杉装迳系呐谒糠趾图装逑碌膹椗撘约把b填和供彈系統(tǒng)組成。火炮采用127毫米口徑、54倍口徑長的身管,初速808m/s,最大射程23680m,最大射速45發(fā)/分,且射速可調。該炮由揚彈機供彈。

3)法國100毫米緊湊型艦炮采用了當時看來較前衛(wèi)的設計,大體可分為炮塔,動力艙、供彈艙、技術(設備)艙和主戰(zhàn)中心極大部分。炮的發(fā)射系統(tǒng)、炮塔供彈系統(tǒng)、補彈及揚彈系統(tǒng)、瞄準系統(tǒng)、彈藥自動控制系統(tǒng)等分別配置于上述各個艙室中。

2.4 作用

1)對艦射擊。戰(zhàn)艦主炮主要是為了打擊敵艦主炮,主鍋爐,發(fā)動機室等關鍵位置,引起敵艦炮彈殉暴自爆,動力停止,或者大量進水。

2)對岸射擊。掩護登陸部隊迅速登陸,炮擊岸防設施(火力網(wǎng)點和碉堡等)。

3)炮射警告。用于驅逐、警告敵方艦艇。

4)對空射擊。用于炮擊靠近艦船的戰(zhàn)斗機(直升機和掠空導彈等)。

5)打擊敵方登陸艦。如登陸快艇和小型坦克登陸艦等。

3 發(fā)展動向

1)BAE公司為美國海軍升級艦炮。美國海軍技術網(wǎng)站2012年8月17日報道:美國海軍授予BAE系統(tǒng)公司一份價值2570萬美元的合同,為美國海軍升級兩門Mk 45 Mod 2型艦炮以提升其作戰(zhàn)效能。合同要求BAE公司將這兩門艦炮升級成Mk45 Mod 4型,之后裝備新建造的伯克級驅逐艦[3]。

Mk45 Mod 4型艦炮系統(tǒng)的射擊精度和可靠性得到較大提升,可為地面作戰(zhàn)提供精確火力支援。Mod 4型艦炮增強了火炮和炮架強度,配備了增強型先進火控系統(tǒng)、觸摸屏和低維護炮塔。

Mk45型艦炮已服役40余年,美國海軍和其他九個國家的海軍共裝備250多門。

2)BAE系統(tǒng)公司向美國海軍和海岸警衛(wèi)隊提供MK110艦炮。印度婆羅門網(wǎng)站2012年8月29日報道:BAE系統(tǒng)公司已經(jīng)收到了價值超過2000萬美元的合同,向美國海軍和海岸警衛(wèi)隊提供兩門57毫米MK110 Mod 0型艦炮及其工程保障[4]。

這兩門艦炮將分別提供給美國海岸警衛(wèi)隊第5艘國家安全艦和美國海軍位于弗吉尼亞州丹姆·奈克的訓練設施,在那里水手們將接受MK110艦炮的操作和維護訓練。

57毫米MK110艦炮射速達到220發(fā)/分,最大射程10.5海里。它是全自動的,能夠迅速選擇最適合的彈藥類型[4]。

這兩門艦炮預定于2014年12月交付,還提供在隨后的三年內(nèi)額外的工程保障選項。

3)BAE系統(tǒng)公司成功完成“博福斯”MK4型40毫米艦炮系統(tǒng)海試?！逗＼娪^察》網(wǎng)站2012年11月20日報道:BAE系統(tǒng)公司成功進行了未來“博福斯”MK4型40毫米單管艦炮系統(tǒng)海上實彈測試[5]。

該最新型的40毫米艦炮使用電動系統(tǒng)而不是液壓系統(tǒng)進行瞄準,從而使火炮整體質量、體積和價格都下降了40%。

此次艦炮試射共進行了60次射擊,主要測試供彈系統(tǒng)和穩(wěn)定性。試射過程由另一艘艦船和一架直升機共同記錄。由于此次火炮未與艦上控制系統(tǒng)連接,因此使用火炮自身的旋轉控制穩(wěn)定系統(tǒng)。

該最新型火炮是根據(jù)一份深入的市場調查于2009年研制,其主要改進包括加強命中目標的能力,引入更多現(xiàn)代化科技,以及顯著地降低成本。

該新型火炮重約為2噸,比老型號輕1.5噸,意味著可以安裝在更輕型的艦船上,從而市場面更廣。其設計特點是機敏、靈活和反應速度快?？煽焖偾袚Q彈藥類型。

4)MSI公司展出新型“海鷹”艦炮。英國簡氏集團網(wǎng)站2013年2月21日報道:在2013年阿布扎比防務展上,英國MSI防務系統(tǒng)公司展出了“海鷹”20毫米輕型遙控艦炮,該炮是“海鷹”系列艦炮的最新型號[6]。

MSI防務公司已售出240多門裝備25毫米或30毫米自動炮的“海鷹”艦炮,這些艦炮至少裝備了16個國家的海軍?！昂ｚ棥?0毫米輕型遙控艦炮是為滿足海岸警衛(wèi)隊巡邏艇和警用巡邏艇對20m長小型艦炮的需求而研制的,該艦炮具有占用空間小、易于安裝、功耗小的特點。

“海鷹”20毫米輕型遙控艦炮的研制工作始于2009年底,2012年進行了首次實彈測試?；拖到y(tǒng)采用的是迪奈爾公司G12式20毫米自動炮,配有光電傳感器、紅外傳感器、電視機、激光測距機、自動跟蹤裝置和緊湊型遙控控制臺。

5)美國海軍訂購30毫米艦炮。美國合眾國際社2013年3月26日報道:美國海軍已經(jīng)從通用動力陸地系統(tǒng)公司訂購了八門MK46 30毫米艦炮。這些艦炮將安裝在圣·安東尼奧級(LPD-17)兩棲船塢運輸艦和近海戰(zhàn)斗艦上,合同金額2570萬美元,預計從2014年9月開始交付[7]。

“通用動力陸地系統(tǒng)公司致力于向海軍水面艦隊提供具有效費比的關鍵產(chǎn)品和服務,MK46艦炮系統(tǒng)采用開放式體系結構,軟件支持是獨立的,能與不同的艦炮集成在一起,具有多用途和最大的靈活性?！蓖ㄓ脛恿﹃懙叵到y(tǒng)公司負責美國海軍陸戰(zhàn)隊和海軍業(yè)務部的高級副總裁邁克爾·博隆說。

MK46艦炮是一種全穩(wěn)定的系統(tǒng),它重量輕,采用模塊化結構,是LPD-17艦的主炮,在近海戰(zhàn)斗艦上是副炮。

通用動力公司表示,自2005年以來已向美國海軍交付了30門這種艦炮。艦炮的生產(chǎn)工作將在公司位于弗吉尼亞、佛羅里達、俄亥俄、馬里蘭、密西根和賓夕法尼亞州的工廠中完成。

6)通用動力公司將為美國海軍提供Mk46艦炮系統(tǒng)。美國《海軍技術》網(wǎng)站2013年3月27日報道:美國海軍授予通用動力地面系統(tǒng)公司一份合同,要求為圣·安東尼奧級兩棲登陸艦(LPD 17)和近海戰(zhàn)斗艦(LCS)提供8門Mk46 Mod 2 30毫米艦炮系統(tǒng),包括相關備用設備和岸基設施,合同價值2570萬美元。其中兩門艦炮安裝在圣·安東尼奧級兩棲登陸艦上,另外六門艦炮安裝在LCS 5～7上,用于近程水面目標自防御。將于2014年11月前全部交付[8]。

通用動力地面系統(tǒng)公司負責美國海軍和陸戰(zhàn)隊項目的副總裁邁克爾·博隆表示,Mk46艦炮系統(tǒng)為開放式結構,擁有單機版和整合版兩個型號,可靈活安裝使用。該艦炮包括高速炮彈、前視紅外傳感器、低光度電視攝像機和一部激光測距儀,具備全天候、穩(wěn)定性強、兼具反艦和防空能力的特點,既可以通過自身炮塔作戰(zhàn)也可以由LPD 17的作戰(zhàn)信息中心或LCS的任務控制中心實施遠程操控作戰(zhàn)。

7)奧托·梅萊拉公司展出新型40毫米口徑艦炮。美國《海軍共識》2013年5月20日報道:意大利奧托·梅萊拉公司在2013年土耳其國際防務展上首次展出了采用隱形炮塔和雙路供彈系統(tǒng)的40毫米單座“速射40”海軍艦炮[9]。

奧托·梅萊拉公司單座“速射40”海軍艦炮是一種新一代的海軍武器,具有全自動化、高可靠性、易于安裝和維護、高射速和高精確度等特點,其雙路供彈系統(tǒng)可發(fā)射兩種不同類型的彈藥。采用隱身炮塔的奧托梅萊拉單座“速射40”艦炮與現(xiàn)役的40毫米單座“速射40”采用相同的發(fā)射筒,但進行了技術改進。

新型奧托·梅萊拉40毫米口徑艦炮能穿透甲板,射速為450發(fā)/分,彈夾容量為144發(fā),采用數(shù)字化界面,可本機/遠程有人控制。土耳其海軍未來戰(zhàn)車登陸艦(LST)將配備這種新型艦炮。

8)英45型驅逐艦“鄧肯”號完成首次艦炮試射。美國《今日海軍》2013年11月12日報道:在過去的幾周內(nèi),英國第六艘也是最后一艘45型驅逐艦“鄧肯”號完成首次艦炮試射,證明了該艦的戰(zhàn)斗力。試射涵蓋了手動控制的通用機槍到30毫米小口徑自動火炮,再到114毫米主炮在內(nèi)的全部身管武器,其中主炮可發(fā)射40kg重的高爆彈丸,射程超過12公里[10]。

自3月進駐樸茨茅斯港、9月正式服役以來,“鄧肯”號一直在為與另外5艘姊妹艦共赴前線做準備。首批四艘45型驅逐艦已開始執(zhí)行部署任務,其中首艦“勇敢”號已是第二次部署,而第五艘“保護者”號也計劃于明年執(zhí)行首次任務。這些艦艇執(zhí)行任務所需的關鍵能力之一就是要求艦炮提供精確有效的火力打擊,因此,需要對艦艇進行數(shù)天的“海上驗收試驗(艦炮)”。

本次試驗中,艦上30毫米艦炮的性能也得到了驗證,“鄧肯”號成為45型驅逐艦中首艘成功擊落空中拖曳靶標的艦艇。此外,艦上的機槍與“加特林”機槍也完成了射擊試驗。

4 發(fā)展分析

艦炮的發(fā)展趨勢:重點是發(fā)展輕型中、小口徑全封閉、全自動艦炮;縮短反應時間;提高射擊精度、發(fā)射率和彈丸初速;增大射程和彈丸威力;發(fā)展硬芯脫殼穿甲彈、近炸引信預制破片彈、末段制導炮彈和火箭增程彈等[11]。

1)采用液體發(fā)射藥。液體發(fā)射藥與傳統(tǒng)固體發(fā)射藥相比,其能量高于固體發(fā)射藥30～50%,且裝填密度大,內(nèi)彈道曲線平滑,初速高,從而使射程大幅度提高約20%;而且液體發(fā)射要不需要裝填和抽出藥筒,使得火炮的射速也大大提高。

2)增大彈藥品種,并使艦炮具有快速自動選擇彈種的能力。艦炮戰(zhàn)術任務—對岸/艦攻擊和火力支援看起來不多,但其中所包含的目標種類可不少。如對岸攻擊目標就有海岸防御陣地(要塞、火炮、導彈及防空陣地)、海港艦群、軍事通訊與電子偵察設施、陸地縱深的增援部隊集結地、坦克群等;而且艦炮還要打擊敵方水面艦艇、發(fā)射誘餌彈用以自衛(wèi)等。

3)火力反應速度快?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭對反應速度的要求越來越高,艦炮也不例外。需要能迅速對目標進行跟蹤、瞄準和射擊。

4)隱身性能要好。對水面艦艇來說,艦炮是一個重要的雷達反射源。在強調低可探測性的今天,隱身性強就意味著生存力強。而要提高艦炮的隱身性能,不但要采取良好的隱身外形和隱身材料,還要最大限度地縮小艦炮的體積。因為再高明的設計師也不能把艦炮藏到艦艇甲板里,所以減小艦炮體積就成了最好的選擇。

5 結語

隨著電子技術、計算機技術、激光技術、新材料的廣泛應用,形成由搜索雷達、跟蹤雷達、光電跟蹤儀、指揮儀等火控系統(tǒng)和艦炮組成的艦炮武器系統(tǒng)。促使現(xiàn)代艦艇的中小口徑艦炮,反應更加快速、發(fā)射率更高,與導彈武器配合,可遂行對空防御、對水面艦艇作戰(zhàn)、攔截掠海導彈和對岸火力支援等多種任務。在未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭或局部海戰(zhàn)中,適時運用艦炮技術,就能夠有效地打擊消滅對方,保護自身目標的安全[12]。

[1]白江.艦炮對空戰(zhàn)斗使用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2009:8-11.

[2]金良安.艦載武器制導原理[D].大連:大連艦艇學院,2007:8-9.

[3]BAE公司為美國海軍升級艦炮[N].每日防務快訊,2012-08-24.

[4]BAE系統(tǒng)公司向美國海軍和海岸警衛(wèi)隊提供MK110艦炮[N].每日防務快訊,2012-09-06.

[5]BAE系統(tǒng)公司成功完成“博福斯”MK4型40毫米艦炮系統(tǒng)海試[N].每日防務快訊,2013-02-25.

[6]MSI公司展出新型“海鷹”艦炮[N].每日防務快訊,2013-03-29.

[7]美國海軍訂購30毫米艦炮[N].每日防務快訊,2013-03-29.

[8]通用動力公司將為美國海軍提供Mk46艦炮系統(tǒng)[N].每日防務快訊,2013-04-09.

[9]奧托·梅萊拉公司展出新型40毫米口徑艦炮[N].每日防務快訊,2013-06-03.

[10]英45型驅逐艦“鄧肯”號完成首次艦炮試射[N].每日防務快訊,2013-11-15.

[11]王強.未來發(fā)展的制導化艦炮用彈藥[J].戰(zhàn)術導彈控制技術,2004,46(3):144-147.

[12]董銀文,苑秉成,王航宇,等.圖像信息在艦炮遠程對岸精確打擊中的應用探討[J].電光與控制,2013(20):24-28.

DevelopmentoftheChaseGunTechnologyAbroad

SUN Yi

(Navy Chase Gun Force Representative Bueau in Xi’an, Xi’an 710043)

Chase gun technology plays more and more important roles in the war today. The development process of the chase gun technology abroad and equipment in some countries in the world and its modification are described. The technique performance and properties of several chase gun technology seekers are analyzed; and development trend and analysis of the chase gun technology are discussed.

chase gun technology, trend, analysis

2013年10月6日,

:2013年11月27日

孫軼,男,工程師,研究方向:艦炮。

TN97DOI:10.3969/j.issn1672-9730.2014.04.003