CarryaBIGGUN:英国一战后的主力舰主炮探索

指文图书历史 2023-10-25 16:06:00

本文摘自指文工作室编著【海战事典008】《华盛顿的樱桃树:1921—1922年不列颠的末代战列巡洋舰》

对于大型战舰来说,什么是最重要的呢?当然是主炮。在那个年代,决定一艘军舰作战效能和威力的第一数据,是其拥有什么样的主炮。

12 英寸和13.5 英寸主炮已经过时,在1918 年,英国研制的最大型火炮是15 英寸42 倍口径的Mark I 型舰炮,包括炮尾部分在内共重100 吨。它可以以753 米/ 秒的炮口速度发射871 千克的炮弹,尽管并非传统的45 倍径身管,但因为铸造精确而且炮身设计优良,所以不论射靶和实战中命中率都非常高。不过与美国的战舰相比,还是略显逊色:美国拥有重137 吨的16 英寸50 倍口径火炮,能够以839 米/ 秒的炮口速度发射952 千克的炮弹,而“马里兰”级战舰上装配的105 吨16 英寸45 倍口径的火炮也能够以793 米/ 秒的炮口速度发射952 千克炮弹。不过,第一次世界大战期间,埃尔斯威克工厂曾根据沃尔维奇·阿森纳工厂的设计,铸造了4 门具有试验性质的18 英寸40 倍口径火炮。这些炮实际上就是15 英寸42 倍径Mark I 型的等比例放大产物,重149 吨。尽管为了能承载这种超级舰炮海军设计局设计了许多可以安装此种火炮的主力舰,但事实上只有3 艘都没有资格被称为主力舰的军舰安装有这种装备:大型轻巡洋舰“暴怒”号(HMS Furious,这艘船后来被改建成航空母舰)、浅水重炮舰“沃尔夫将军”号(HMS General Wolfe)和“克莱夫勋爵”号(HMS Lord Clive)。

实事求是地说,这种增大至149 吨的15 英寸Mark I 型火炮确实是一种很好的炮,但由于当时能够生产的推进药颗粒都不够大,比战时MD45 型弹药强不了多少,所以因为发射时缺乏足够的推进动力,这种炮的弹道性能并不完美。而如果不能加强发射药的能量,就必须设法延长炮身,使弹丸有充足的时间在炮管内获得足够的加速度,以保障弹道的稳定性。当然,弹道性能不佳的问题海军部军械局(Naval Ordnance)自己也有责任,为了追求最大化的打击威力,军械处要求厂方尽可能加重弹丸重量,所以最后搞出的弹丸居然重达3320 磅(1506 千克),我们说得形象一些,即使是后世广为世人熟知的安装有460毫米主炮的超级战列舰“大和”号,其主炮配备的91 式穿甲弹也仅3219 磅(1460千克)重。

给人有“违章搭建”感觉的“沃尔夫将军”号,搭载18英寸炮实在显得有几分勉强。

由于弹丸超重,以海军现有的MD45 型弹药全装药发射时炮口初速度仅能达到693 米/ 秒,工厂方面曾尝试过采用超量发射药炮击,结果速度达到了还算说得过去的731 米/ 秒,这个速度只能算是“还算说得过去”而已,但为此付出的代价是巨大的。由于炮弹出膛速度的增加、转速的提高,弹道变得相对稳定,同时使用超过设计当量的发射药开炮的代价就是让炮身寿命大为缩短,其严重程度到了军械处认为得不偿失的地步。最后,这种实验性的主炮最后沦落为安装到海军最新的潜水重炮舰上的命运(变身为航空母舰之前的“暴怒”号本质上也不过是一种快速炮舰而已)。

学费已经缴了,事实也是显而易见的:新主力战舰需要更好的装备,而不是“土法炼钢”式的等比例放大。因此,当海军再度需要更大口径的主炮之时,海军部军械局于1919 年11 月要求下属的军械委员会(Ordnance Committee)拟定方案设计一种“切合实际”的18 英寸45 倍口径的新式主炮。

委员会对几种铸造技术进行比较,一种是全线绕铸造(wire-wound),一种是半线绕铸造,一种是无线绕铸造也即全钢铸造。维克斯公司(Vickers)阿姆斯特朗公司的埃尔斯威克工厂和沃尔维奇工厂等3 家厂商,都针对这3种铸炮技术设计了无数个版本的铸造方案。1920 年下半年,这些个版本被统称为“16 英寸50 倍口径炮”,但这个伪称几乎骗不了任何人,和平时期人们的保密意识统统在睡大觉,茶余饭后的闲谈和牛皮就会透露出很多机密。于是,没过多久就连工厂周围的小孩都开始以“18 寸大炮对射”为内容开始游戏。

1920 年12 月22 日,军方经过筛选最终下了2 份订单,维克斯公司得到了一个半线绕铸造炮订单,埃尔斯威克工厂得到了一个全钢浇筑炮订单。后来到1921 年1 月20 日,军方又同伍尔维奇公司签了一个全线绕铸造炮订单。英国人同时还想建造第4 门样炮,由于得以从战败的德国各军火工厂收集数据和资料,军械委员会甚至打算采用克虏伯擅长的短钢管精确缩制法来建造这门炮,但这第4 门炮最终只停留在了纸面记录上。

安装有18英寸重炮2门的大型轻巡洋舰“暴怒”号。设计上如此之偏执的军舰甚至不需要特别说明都知道是费舍尔授意下的产物。

到了1921 年年终,从各承包商递交的数据来看,委员会认为全线绕铸造炮比较有希望实现大规模生产,而由于遭遇到较大的技术困难,对其他两种炮进行的测试工作无法按时完成。沃尔维奇工厂设计的火炮相对较小重量也较轻,包括炮尾装置在内仅重134.5 吨,3320 磅重的炮弹的炮口速度预计将达到762 米/ 秒。不过后来又计划将炮弹重量减至1323 千克,以进一步加强弹道稳定性改善炮击精确度减散布面。由于弹丸重量的削减,炮口速度增至808米/ 秒左右。同期,MD 系列无烟弹药颗粒不够大的问题得到了解决,阿迪尔公司(Ardeer)研制的阿迪尔管状无烟火药(Ardeer Cordite Tubular)终于通过了它旷日持久的测试,被接受用作为海军舰艇乃至各兵种配备的重型火炮的发射药。而这3 尊样炮的命运却比较可悲,由于它们的铸造速度都没有赶上局势变化的速度,随着后来限制军备协议的签订,统统在1922 年1 月30 日取消了订货。

以上仅为比较切合实际的超级主炮计划,而皇家海军方面并非没有考虑过采用更大尺寸主炮的设想。我们从文献上查到的一则内容能很生动地说明问题 :1920 年,皇家海军部要求著名的冶金专家罗伯特·哈德菲尔德爵士(Robert A Hadfield)不要再考虑20 英寸(508 毫米)或21 英寸(533 毫米)的APC 炮弹设计了。这则对外公开的声明充分说明了两个问题:英国方面一直在进行着20 英寸和21 英寸主炮的设计甚至铸造工作,另一方面似乎也说明即便是拥有丰富经验的英国也对铸造如此巨大的口径火炮感到棘手。抛开笔者个人的分析不谈,这则声明很明显蓄意公布做给那些正处于竞争关系的外国人看的,英国人希望让其他国家知难而退放弃这么大口径火炮的研制。而实际上,尽管当时沃尔斯维克公司有能力建造20 英寸口径的主炮,但英国政府和海军方面却从来没有打算去真正地制造这么大口径的火炮。也因为这样的原因,才会有了上面这番作秀味道严重的外交辞令。

已知的,日本曾经制造过480 毫米口径炮,但是在测试过程中却发生了身管炸裂的严重事故;后来他们又铸了一门同样口径的样炮,出于好面子的缘故在削减发射药重量之后进行了试验,结果“胜利完成”。这门鸡肋一样的样炮被丢在了江田岛海军学校,并一直保留到1945 年12 月被美国占领军销毁。

美国则建造过一座18 英寸48 倍口径的样炮,和经验老到的沃尔斯威克工厂相比,海军武器工厂铸造的这门炮是十足的笨重玩意,它的全重居然达到了177.8 吨,能以823 米/ 秒的速度发射2900 磅重(约1315 千克)的炮弹,美国海军部军械局在设计过程中曾担心遇到技术瓶颈将口径缩小至16 英寸56倍口径,计划发射2100 磅(954.5 千克)重的炮弹,但很快随着厂方的保证将要求改回到了18 英寸。同期还有一种47 倍径的18 英寸火炮设计,同样异常的笨重,设计炮重达177 吨。当然,采用如此夸张的重管设计是因为这门炮被设计要求发射重达3850 磅(1746.3 千克)的弹丸,然而有关这门炮的细节不得而知。

至于同时期的其他国家,似乎都没有为其海军开发口径超过18 英寸的主炮的计划,笔者仅查到法国于1920 年开始了450 毫米口径炮的设计工作,但没有其他关于这门炮的细节信息。

美国海军试制的50倍径16英寸主炮样炮。

早在大战的末期,英国海军已经通过大量的实战数据和测试报告确信,在50000 吨以下的战列舰上可以安装18 英寸口径的主火炮。因为海军方面认为战列舰有足够坚固的船体结构和相当多的船身装甲,可以吸收和承托18 英寸口径主炮射击时带来的冲击和震动。但是战列巡洋舰却不适合,因为战列巡洋舰需要安装更多的锅炉和尺寸更大的轮机,船体内部管线布置更为复杂,船身结构也往往比较脆弱。在有关G3 型战列巡洋舰主炮的选择上,研制一种新的15英寸50 倍口径火炮或者是一种16.5 英寸(419 毫米)45 倍径/50 倍径火炮的设想,均被海军部认真考虑过。不过到了1921 年的1 月份,海军最终决定为设计中的G3 配备16 英寸45 倍口径火炮,为了确保降低技术风险也为了缩短生产进程及早交货,海军军械局直接下令采用沃尔维奇工厂的15 英寸42 倍径Mark I型主炮为蓝本,研制和生产一种45 倍径16 英寸口径的Mark I 型炮。

沃尔维奇工厂极其配合地为预定铸造这种主炮的埃尔斯威克公司提供了全套标准的全线绕铸造模具,第一批这样的火炮是在1921 年8 月22 日由海军部军械局出面向埃尔斯威克公司预定的。它们设计重108 吨,预计能够以823 米/ 秒的炮口速度发射2048 磅(929 千克)重的炮弹。但试验证实只能以813 米/ 秒的出膛速度发射同样的炮弹,尽管头几发炮弹的精确度高得吓人,但是火炮在设计装药的烧灼下磨损率非常高,所以炮击精确度会非常快地降低。海军后来在使用中还发现,炮击精确度迅速降低的原因是膛线剥离现象很严重。万不得已,海军后来削减了这种新型火炮发射药重量,这导致了炮口速度被降到了785 米/ 秒。但炮膛过度烧灼和膛线剥离的问题基本解决了。到了1938 年,隶属海军的武器工厂又对膛线技术进行了改进,炮弹的出膛速度被至少提高了7.6 米/ 秒,而且火炮使用寿命也被进一步延长。当然,这是属于后来安装在“纳尔逊”号(HMS Nelson)以及“罗德尼”号(HMS Rodney)上的那些16 英寸45 倍径Mark I 型主炮的故事了。

一些皇家海军主要竞争对手在那一时期的主力现役舰炮。4张照片从上至下分别为:“长门”级战列舰安装的实际口径为410毫米的“40厘米45倍径”主炮(图1),这也是“八·八舰队”中半数主力舰的标准。实际口径为14英寸的“35厘米45倍径”43式主炮(图2)。美国海军的14英寸50倍径Mark 7系列主炮(图3)。16英寸45倍径Mark I型主炮(图4)。可见,皇家海军的15英寸主炮在其中显得有些尴尬。

还有一些关于G3 型主炮选择时的事件需要补充说明,尽管和发展的主线关系不大。在1921 年的时候,为了加快18 英寸45 倍口径火炮的试验工作,陆军委托沃尔夫工厂研制的用于攻击陆上要塞的18 英寸口径攻城榴弹炮以及1 门16 英寸40 倍口径火炮的建造工作曾被迫停止,以便挤出资源去完成海军那些“关乎帝国未来的头等大事”。但是这两项工作并未被放弃,在海军纷乱的工程因为《华盛顿海军条约》而终止以后,有关这2 门炮的合同被继续执行了下去,不过陆军将火炮口径缩减到了16 英寸。另外,前文叙述过的安装在“暴怒”号上的2 门18 英寸40 倍口径火炮于1933 年7 月份被海军从库存武器仓库取出并当作废旧钢铁给卖掉了。一度有传闻说,它们被运去用以修筑新加坡要塞,不过现有档案并不支持这种说法。

在第一次世界大战中,英国战舰在武器系统上有著名的“三大”缺陷:炮弹不能有效地穿透装甲钢板,发射药储藏及输送装置的不安全,以及弹药不稳定。流血是敦促有关部门尽快解决问题的最佳途径。到1918 年底的时候,这些问题都已经得到了解决。但对于15 英寸和13.5 英寸口径1400 磅(636 千克)加长穿甲弹的“斜碰效应”仍存在一些无法解决的问题。英国人认为减小弹丸的长径比或许会取得更好的效果,尽管这样炮弹所受到的空气阻力会更大一些,撞击能量损失也会相应增大。这一观点可能是来自于德国公海舰队所钟爱的380 毫米口径750 千克轻型穿甲弹,这种炮弹被用于“巴伐利亚”级战列舰的380 毫米主炮。在飞行能量损失方面与之相比,皇家海军装备的15 英寸1920 磅(871 千克)重的炮弹则表现较为平庸,13.5 英寸1250 磅(567 千克)重炮弹的表现比1400 磅炮弹表现好,又印证了这一点。但问题不是出在重量上,相反较重的炮弹因为惯性较大在外形不变的前提下更利于在大气中保存速度,问题出在弹丸外形上。遗憾的是,当时英国人并未意识到这一点。在一种并不正确的逻辑下,1920 年12 月份海军部决定新的18 英寸口径炮弹的重量由3320 磅(1506 千克)降到2916 磅(1323 千克),1921 年6 月又决定将16 英寸口径炮弹的重量由2350 磅(1058 千克)降到2048 磅(929 千克)。

当然,错误总归是错误,在1922 年到1923 年期间,海军先后对改进的15英寸口径炮弹进行了三十余次试验,最后证实了只要保持合适的气动外形,较重的炮弹在弹道方面和较轻的炮弹一样好。不过到了那个时候,有些错误已经没有必要再去纠正了。因为那时随着火炮的取消,18 英寸炮弹的研制工作也已被取消了,因为没有实际需要所以基本也没有对现有的16 英寸口径炮弹进行改动。不过皇家海军在1939 年建造的新一代“狮”级战舰上,计划配备的16英寸主炮发射的炮弹重达2375 磅(1080 千克),美国在二战中使用的更加现代化的战列舰上的16 英寸口径火炮炮弹更是重达2700 磅(1225 千克)。

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