舰炮结构组成规范研究

石晨光

（海军大连舰艇学院舰炮系，辽宁大连 116018）

舰炮结构组成规范研究

石晨光

（海军大连舰艇学院舰炮系，辽宁大连 116018）

舰炮结构组成规范中存在表述不严谨、标准之间相互矛盾等问题。问题产生的原因主要有对概念的历史性与系统性把握不够和对概念的技术特征定位不准确等。本着客观反映现代舰炮的技术结构特征，并遵循历史与现实的统一、继承与创新的统一的原则，构建出了现代舰炮结构组成规范。

舰炮；自动机；炮架；扬弹系统；监视控制系统；发射系统；发射；瞄准

科学的装备结构组成规范是对装备结构特征和发展历程的准确把握与归纳抽象的结果，它对装备知识体系的构建、传播、发展等都有重大影响。舰炮自装备海军舰艇以来，性能不断提高，结构变得越来越复杂，但其规范的发展却明显落后于它本身的发展，现有的结构组成规范不仅没有全面系统地反映出现代舰炮发展的客观实际，而且还存在着表述不严谨，标准间相互矛盾等问题。

这些对舰炮的研制、使用、保障和教学等都有较大的负面影响，迫切需要建立反映现代舰炮结构特征、科学合理的舰炮结构组成规范，完善舰炮结构组成的知识体系，以满足研制、使用、保障和教学等需要。

1 现行规范中存在的主要问题

1.1 概念表述不严谨

综合研究二次世界大战后至今各个时期的文献资料发现，舰炮结构组成的典型规范化的表述方式主要有以下几种：

1）舰炮由发射系统和瞄准系统组成［1］。

2）舰炮由舰炮的基本组成、随动系统、炮弹、配属机械和观测器材等组成［2］。

3）舰炮由发射系统、瞄准系统、供弹系统组成［3-4］。

4）舰炮由发射系统、瞄准系统、供弹系统、监控系统和辅助装置组成［5］。

5）舰炮一般由发射系统、供弹系统、瞄准传动系统、炮架及其他辅助装置等组成［6］。

1.1.1 概念内涵设计不合理

在上述五种表述形式中，有四种都使用了“发射系统”这个概念，在文献［1］中，它的内涵是炮身、炮闩和炮座的组合。文献［1］时代，舰炮还是一个纯机械装置，炮身、炮闩和炮座就是完成一个炮弹发射过程涉及的所有机构；在文献［3］中，“它一般来说主要由炮身、炮闩、装弹机、击发机和炮座等部分组成”，文献［4］在［3］的基础上又增加了反后坐装置；在文献［5］中，“它包括炮身、炮闩、装填装置、击发机构和排壳装置等”，剔除了反后座装置与炮座，使发射系统的概念内涵进一步缩小；在文献［6］中，“自动机是现代自动炮的发射系统的主要组成部分”。文献［3］、［4］时代，电气控制装置等已经成为了舰炮的标准配置部件，因此，概念的内涵没有很好的表示出装备发展的实际，文献［5］进一步加大了概念的内涵与舰炮发展现状间的距离，文献［6］则没有给出发射系统的准确定义，对这个问题进行了模糊处理。

1.1.2 整体与局部的关系混淆

文献［2］和［3］中，将炮身、炮闩等和自动机作为同级概念分别归类在舰炮的“基本组成”和“发射系统”之中。事实上，炮身、炮闩是自动机的一个组成部分，炮身与自动机之间是整体和局部的关系，将它们置于平等的地位，必然导致理解上的偏差和论述上的重复，并产生理解上的障碍。同样的问题还出现在文献［3-5］关于瞄准系统的定义以及文献［6］瞄准传动系统的定义之中。

1.2 标准之间相互矛盾

目前与舰炮武器系统和舰炮结构组成有关的国家军用标准主要有以下5个：

1）GJB 175.11-1987。它对舰炮的结构术语进行了较为系统的阐述，对发射系统、供弹系统和瞄准系统的内涵进行了规范。发射系统是指“完成发射弹丸与重复装填弹药的所有装置的总称”［7］。

2）GJB 2116-1994。该标准的附录D规定：武器系统由发射系统、弹药系统等组成［8］。

3）GJB 39A-1996。该标准中给出了舰炮组成的概念。舰炮一般由发射系统、供弹系统、监控系统、瞄准机、引信测合机、炮架、防护装置、冷却系统及其他部分组成［9］。

4）GJB 744A-1998。该标准中规定：武器发射系统指发射装置及火力控制装置［10］。

5）GJB 1562-1992。该标准中规定：舰炮武器系统是装载在舰艇上符合海上作战要求的火炮及其跟踪器、控制设备的总称。舰炮武器系统一般由跟踪器分系统、指挥仪分系统、舰炮火力分系统、相关分系统组成［11］。

上述5个标准中，都使用了“发射系统”概念，但在不同的标准中其内涵有较大区别。根据GJB 2116-1994中的规定，舰炮武器系统应由舰炮发射系统和舰炮弹药系统组成，在这里“发射系统”是系统级概念；参照GJB 744A-1998和GJB 1562-1992的定义，“发射系统”应为“火力分系统”，同样也是系统级的概念。然而，在GJB 175.11-1987和GJB 39A-1996中，“发射系统”代表的却是舰炮的一个组成部分，是一个子概念，它们的含义相差甚远，并使标准之间相互矛盾。

2 问题产生的主要原因

通过系统的梳理和分析发现，产生问题的原因主要有以下三个方面。

2.1 概念的历史性把握不够

概念是思维形式的最基本组成单位，它既具有历史性，又具有现实性，是历史性和现实性的统一。所谓历史性，就是从概念产生的历史，从人们对它认识的过程来把握其本质特征。然而，现行的一些文献中，在对舰炮结构进行定义时，只注重定义对象本身的现实状态，忽略了概念产生的历史背景及本质内涵，造成了历史与现实的矛盾，人为的造成了学习和理解的障碍。例如“发射系统”这一概念，其诞生时的内含是指实现一个炮弹发射过程涉及的所有与发射功用有关的装置的组合。相比文献［1］时代的纯机械式的舰炮，在文献［3］、［4］出版时，电气控制装置、扬弹机、指挥仪等已经成为了舰炮的标准配置，完成炮弹的一个的发射过程所涉及的机构不仅包括炮身、炮闩、炮座，还包括电气控制装置和扬弹机，舰炮的发射已经实现了远程遥控，舰炮武器系统的雏形已经形成。按照“发射系统”这个概念诞生时的内涵去认识，它表示的应该是舰炮武器系统的一个部分，因此应把它升级为系统级的概念，实现概念历史性和现实性的统一。这样，就不会出现文献［3］、［4］中内涵越来越小的问题；同样，在GJB 175.11-1987和GJB 39A-1996的制定中若能够贯彻历史性与现实性统一的原则，也不会发生导致军标之间的矛盾。

2.2 概念的系统性把握不够

整体是由局部构成的，整体统摄局部，局部支撑整体，局部的行为受到整体的约束、支配。因此，必须处理好整体和局部的关系，从系统的观点来把握装备的本质特征，才能够科学的定义概念，使其既反映出对象的整体特征，又能够突出局部特征，结构层次清晰，实现整体和局部的辨证统一。

舰炮已经从它最初诞生时的纯机械装置演变成了集光、机、电于一体，涉及多个技术领域的武器系统，整个射击过程是由舰炮武器系统来完成的，舰炮只是这个系统中的一部分，承担炮弹的发射功能。但是，现行的结构规范设计时并没有充分的把握好舰炮与舰炮武器系统之间的关系。例如，依据概念产生、发展及形成的历史，在现代舰炮中，“发射系统”应该属于一个系统级的概念，但是，在GJB 175.11-1987和GJB 39A-1996、文献［3-5］及［6］中却把它应用于舰炮组成的定义之中，这必然会发生整体和局部之间的矛盾和对立，引起概念使用的混乱，导致学习和理解的困难。

2.3 概念的技术特征定位不准确

在文献［1］、［3-5］中，都提出了瞄准系统的概念，其内涵定义为瞄准机、瞄准具和炮座的组合。这种表述方法直接造成了“理论结构”与物理存在的错位，导致理解的混乱。

在物理结构上，瞄准机是炮架的一个重要组成部件，它的诞生是炮架功能完善的结果。它不能独立于炮架之外而存在。从本质上说，瞄准机只是一个减速机构，它只起到了减轻炮手操作强度、改炮手直接操控摇架和旋回架瞄准为通过操控瞄准机进行瞄准，使瞄准过程变得更加省力和方便。

瞄准具是一个结构独立的功能单元，不依赖于瞄准机的存在而存在。本质上它是一个解算装置，通过给定的条件求解出射击诸元，为瞄准提供条件。目前，它已经从诞生初期的照门准星、机械瞄具、光学瞄具发展到了现在的火控计算机，已经成为了舰炮武器系统的一个组成部分。

因此，把瞄准机这样一个本属于炮架组成一部分的部件单独拿出来与功能上独立的瞄准具以及炮座组合在一起显然是不合适的。从发展的角度来看，瞄准具就是现代火控计算设备的原型，它应属于系统级的组成部分，因此，从这一点来看将它和瞄准机、炮座组合在一起就更不合理了。

3 现代舰炮结构组成规范设计

以舰炮的功用为规范设计的逻辑起点，以现代舰炮的基本结构特征为基础，本着历史与现实统一和继承与创新统一的原则，建立科学的舰炮结构组成规范。

3.1 舰炮功用

舰炮的功用是将舰艇弹药库内的炮弹发射至预定的地点，实现对目标的杀伤或达到特定的战术目的［12］。发射是一个过程，舰炮完成一次炮弹发射过程要经过以下几个阶段：

1）首先要将舰艇弹药库的炮弹运送到炮位，并交给承担炮弹发射的功能单元。这个过程一般称之为扬弹。

2）根据射击诸元调整炮口的指向，使炮弹在飞出炮口之后能够落在预定的地点，准确命中目标。这个过程一般称之为瞄准。

3）在发射功能单元内将炮弹的发射装药引燃，生成火药气体将弹丸发射出去。这个过程一般称之为发射。

3.1.1 发射

如果以扬弹结束点作为发射工作的起点，一个完整的发射过程一般包括开闩、供弹、输弹、关闩、闭锁、击发、开闩和抽筒八个阶段。在较原始的火炮中，承担发射的功能单元就是一个炮管。它的后端封闭，没有炮闩，只留一个“药眼”用来放置“药捻儿”，弹丸和发射装药从炮管口部装填。它没有供弹过程，炮手将弹药从炮管口部填入后，依靠重力完成从炮管口部到药室部的运动过程，即完成输弹过程，而后由人工点燃药捻儿引燃发射装药完成炮弹的发射过程。

在现代舰炮中，从开闩至抽筒的所有发射动作都是自动完成的，承担发射功能的机构叫做自动机［13］，它就是传统火炮中承担发射功能的炮身发展到高级阶段的结构形式。它能够自动接受扬弹系统扬送至其受弹口的炮弹自动完成发射过程。只要能够给它连续的提供弹，它就能够实现连续发射。

3.1.2 瞄准

在原始的火炮中，瞄准时炮口指向的调整是由人力直接搬动炮管，并利用地形地物作依托来赋予炮管确定的指向。后来逐渐出现了具有一轴（只有俯仰）转动的炮车。在射击前，将炮车移动至发射阵位，而后依据射击诸元调整方位和仰角。在现代舰炮中，完成炮口指向调整的已经是一个具有两轴或三轴旋转功能的炮架，自动机就结合在炮架上。通过炮架上的传动机构实现炮管的旋转和俯仰，从而完成炮口指向的调整过程，实现对目标的瞄准。

在扬弹过程中，炮弹的运动起始于弹药库，终止于发射功能单元的受弹口。扬弹是在舰炮的射击过程中实时进行的，即在扬弹过程中，最终接受炮弹的发射功能单元相对于弹药库内的弹架是运动的，并且是既有旋回又有俯仰的两轴运动。因此，将舰艇弹药库内的炮弹扬送到发射功能单元的受弹口一般要经过三个运输和两个传递，共计五个阶段。三个运输分别是炮弹在弹药舱内至传递给舰炮回转部分之前的运输、炮弹在火炮的旋回部分至传递给俯仰部分之前的运输和炮弹在俯仰部分运送至发射功能单元受弹口的运输；两个传递分别指的是炮弹由舱内的固定运输部分至舰炮的旋回部分的传递和炮弹由旋回部分至俯仰部分的传递。早期舰炮的整个扬弹过程都是由人力直接完成的。而在现代舰炮中，整个扬弹的过程都实现了自动化，相应的机构组合被称之扬弹系统。目前它已经成为现代舰炮的一个必备的功能模块。只要弹药操作手将弹药库弹架上的炮弹连续不断地放入扬弹系统位于弹药库内的进弹口，它就能够连续有序地将炮弹扬送至自动机的受弹口，为舰炮的连续发射提弹药支持。

3.1.4 监视控制系统

综上所述，在现代化舰炮中，对应于实现发射过程中的每一个功用，都有一个功能完整的设备单元来对应，而且各个设备单元的结构独立，功能明确，完成了各自发射阶段的任务。

然而，舰炮的整个发射过程是一个连续有序的过程，是三个设备单元有机结合的结果。在现代舰炮中，将这三个设备单元有机组合起来的是监视控制系统。

监视控制系统能够根据设置在炮架上的传感器感知炮口的指向，并将它传送给火控系统；同时，它还能够接收火控系统依据目标的运动要素计算出来的射击诸元控制炮架转动，实现瞄准过程；它能够协调自动机和扬弹系统之间的工作过程，实现舰炮连续有序的发射；它能够接收火控系统发送来的射击控制指令，实现发射控制。

3.2 结构组成理论的构建

基于现代舰炮的发展现状和结构特征，并依照功能单元的结构相对独立完整、功能明确的原则，定义现代舰炮的结构组成如下：

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现代舰炮主要由自动机、炮架、扬弹系统和监视控制系统四部分组成。

1）自动机。它的功用是自动实现连续发射炮弹。它主要由炮身、炮闩、供输弹机构、发射控制机构与保险装置、反后坐与缓冲装置、首发炮弹的装填机构和炮箱七部分组成。

2）炮架。它的基本功用是承受自动机和其自身的质量以及发射载荷，并赋予炮身一定的指向。由于舰艇环境的特殊性，现代舰炮的炮架不仅实现了瞄准功能，而且还具有航行固定、危险射界自动停射、极限角限制和防护等功能。并且具有人力和电力两种原动力输入接口，既可人力操作，也可电力操作，为实现瞄准控制自动化奠定了基础。它主要由摇架、俯仰支撑装置、旋回架、旋回支撑装置、固定基座、瞄准机、航行固定器、极限角限制器、危险射界自动停射器和防护罩十部分组成。

3）扬弹系统。它的功用是将其受弹口的炮弹连续有序地扬送至自动机的进弹口，为自动机的连续发射提供弹药支持。它一般由下扬弹机、应急弹药箱（弹鼓）、上扬弹机、旋回俯仰传递机构、供弹接口五部分组成。

4）监视控制系统。它的主要功用是监视自动机、炮架和扬弹系统主要部件的工作状态；控制自动机、炮架和扬弹系统的工作过程；控制炮架对目标进行跟踪和瞄准；组织舰炮内部各战位之间和舰炮与火控系统之间的通讯联系。它主要由瞄准控制子系统、发射控制子系统和监控柜三大部分组成。

4 结束语

在现代舰炮结构组成规范设计过程中，把“发射系统”这一概念从舰炮组成体系中剔除，还原至系统级，消除了舰炮的系统级定义和舰炮本身定义之间的矛盾，实现历史和现实的统一；自动机这一概念反映出了舰炮发展的成果和舰炮的时代特征。它的引用较好地体现出发展中的继承与创新的统一；创新性的定义监视控制系统这一概念，系统的规范了监视控制的内涵，较好地反映出了舰炮的现代结构特征。这些都使得新设计的舰炮结构组成规范概念内涵清晰，各个功能单元之间的接口关系明确，系统完整地表述出了现代舰炮的结构特征。

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National Defense Science and Technology Industrial Committee.GJB 21562-1992General standards of naval gun weapon system［S］.Beijing：Military Standard Publishing Department of National Defense Science and Technology Industrial Committee，1993：37.（in Chinese）

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BO Yucheng，WANG Huiyuan，LI Qiang et al.The Structural principle of automatic gun［M］.Beijing：The Publishing House of Ordanle Industry，2009：1.（in Chinese）

Study on Structural Composition Norm of Naval Gun

SHI Chenguang

（Department of Naval Gun，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，Liaoning，China）

The existing norm of naval gun structural composition is not exactly expressed and in which the standards are usually contradictory each other.The reasons for the above-mentioned problems lie in the inadequate understanding of the concepts historic significance and the systematicness as well as the incorrect definition of the concepts technical features.The structural composition norm of modern naval gun based on the principle of objectively reflecting the technical and structural features in modern naval gun was constructed by use of the principle of inheriting while innovating.

naval gun；automatic mechanism；carriage；hoisting system；monitoring and control system；firing system；firing；laying

TJ30

A

1673-6524（2014）02-0092-05

2013-12-23；

2014-03-21

石晨光（1961-），男，副教授，硕士，主要从事舰炮武器装备的使用管理与维修保障研究。E-mail：shichg＠126.com