国外舰炮技术的发展*

孙 轶

(海军驻西安舰炮军事代表室 西安 710043)

国外舰炮技术的发展*

孙 轶

(海军驻西安舰炮军事代表室 西安 710043)

舰炮技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。文章介绍了舰炮技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展舰炮技术的优势和重要性,重点探讨了几种舰炮技术的性能及其特点,最后论述了舰炮技术的发展动向与分析。

舰炮技术; 动向; 分析

ClassNumberTN97

1 引言

现代舰艇的中小口径舰炮,反应快速、发射率高,与导弹武器配合,可遂行对空防御、对水面舰艇作战、拦截掠海导弹和对岸火力支援等多种任务。随着电子技术、计算机技术、激光技术、新材料的广泛应用,形成由搜索雷达、跟踪雷达、光电跟踪仪、指挥仪等火控系统和舰炮组成的舰炮武器系统。本文就舰炮技术、发展动向、发展分析等,作进一步的研究和探讨[1]。

2 舰炮技术

舰炮是装备在舰艇上用于射击水面、空中和岸上目标的海军炮[2]。

2.1 分类

按口径大小,分为大口径舰炮(152mm～406mm)、中口径舰炮(76mm～130mm)和小口径舰炮(20mm～57mm);按炮管数,分为单管舰炮和多管舰炮;按封闭程度,分为全封闭式舰炮和非封闭式舰炮;按自动化程度,分为全自动舰炮、半自动舰炮和非自动舰炮;按射击功能,分为平射舰炮和平射高射两用舰炮。还可按战斗使命任务分类:在一艘舰艇上,口径最大、担负主要作战任务的舰炮,称主炮;其余口径较小、担负辅助作战任务的舰炮,称副炮。现代舰炮,多为中、小口径炮,主要用于对空防御;主、副炮已无明显界限,但有时还沿用主炮和副炮的称谓。

2.2 结构

主要由发射系统、瞄准转动系统、炮架和供弹系统等构成。发射系统,包括炮身、炮闩、装填机和反后坐装置,用以发射弹丸,赋予弹丸初速、转速和飞行方向。瞄准转动系统,包括瞄准传动机构和瞄准随动系统,用以使舰炮旋回和俯仰,实施瞄准。炮架,包括摇架、旋回架和基座,用以支撑炮身,承受舰炮发射时所产生的作用力,并保证炮身旋回俯仰。供弹系统,包括扬弹机和弹鼓等,用以将炮弹从弹药舱或弹鼓输送到发射系统;有的还配有引信测合机,在供弹过程中自动装定引信分划。舰炮外部有的装有钢铁、轻金属或玻璃钢制成的全封闭防护装置,有的仅有防盾或护板。舰炮使用的炮弹有穿甲弹、爆破弹、杀伤弹、空炸榴弹和特种弹等。

2.3 装备

现代舰炮装置重量轻,结构紧凑,实现瞄准、供弹和发射全自动化,并采用全封闭式。中口径舰炮最大射程为12km～28km,最大射高为8km～22km,单管发射率45～90发/分,有的可达120发/分;小口径舰炮最大射程为3km～14km,最大射高为2km～10km,发射效率较高,多管小口径舰炮出现了转管炮,发射率高达3000～4000发/分。

1)美国AGS155毫米先进舰炮系统。AGS是一种斜式发射的常规型155毫米舰炮,炮口初能35～36MJ,几乎是127毫米炮的2倍;其炮弹重量是127毫米炮弹两倍(100公斤)。炮管长度为62倍口径(9.61m),俯仰范围-5°～+70°,射速初始指标为10～12发分,最终设计指标为12发分。炮弹初速825m/s。为了保证能够以10发分的射速持续发射弹库中的炮弹,AGS采用了火炮身管水冷却系统,身管寿命达到3000发。炮弹储存于甲板下的弹药库中,发射时由自动装弹系统送至炮塔,模块式供弹系统和自动化弹库非常独特。每个弹药模块重2.5吨,内有8个弹丸和8个药筒,所有弹药模块分三层码放在炮位下方的弹药库中。同一层的模块可借助穿梭机平移运送弹夹,通过垂直电梯实现上下移动。正对火炮回转中心下带有提升机,可以将1发弹丸和1个药筒同时提升至炮塔内,由摆弹机将弹丸和药筒同时旋转至俯仰部分。整个供弹过程实现了全自动,可无人操纵。目前炮弹种类共计三种。一种是反舰使用的制导炮弹,射程55km(30海里),弹丸重90kg,装有毫米波雷达,可自主寻的。

2)意大利“奥托”紧凑型127毫米舰炮和美国MK45同是世界上著名的战舰主炮,日本的“金刚”级和“高波”级驱逐舰即装用此炮。该炮于上世纪70年代初正式生产和装备,是用在驱逐舰和护卫舰上的高平两用主炮,用来对付飞机、导弹,攻击舰艇和轰击陆上目标。火炮最大特点是结构紧凑、射速高、可靠性好、储弹量大。火炮由甲板上的炮塔部分和甲板下的弹舱以及装填和供弹系统组成。火炮采用127毫米口径、54倍口径长的身管,初速808m/s,最大射程23680m,最大射速45发/分,且射速可调。该炮由扬弹机供弹。

3)法国100毫米紧凑型舰炮采用了当时看来较前卫的设计,大体可分为炮塔,动力舱、供弹舱、技术(设备)舱和主战中心极大部分。炮的发射系统、炮塔供弹系统、补弹及扬弹系统、瞄准系统、弹药自动控制系统等分别配置于上述各个舱室中。

2.4 作用

1)对舰射击。战舰主炮主要是为了打击敌舰主炮,主锅炉,发动机室等关键位置,引起敌舰炮弹殉暴自爆,动力停止,或者大量进水。

2)对岸射击。掩护登陆部队迅速登陆,炮击岸防设施(火力网点和碉堡等)。

3)炮射警告。用于驱逐、警告敌方舰艇。

4)对空射击。用于炮击靠近舰船的战斗机(直升机和掠空导弹等)。

5)打击敌方登陆舰。如登陆快艇和小型坦克登陆舰等。

3 发展动向

1)BAE公司为美国海军升级舰炮。美国海军技术网站2012年8月17日报道:美国海军授予BAE系统公司一份价值2570万美元的合同,为美国海军升级两门Mk 45 Mod 2型舰炮以提升其作战效能。合同要求BAE公司将这两门舰炮升级成Mk45 Mod 4型,之后装备新建造的伯克级驱逐舰[3]。

Mk45 Mod 4型舰炮系统的射击精度和可靠性得到较大提升,可为地面作战提供精确火力支援。Mod 4型舰炮增强了火炮和炮架强度,配备了增强型先进火控系统、触摸屏和低维护炮塔。

Mk45型舰炮已服役40余年,美国海军和其他九个国家的海军共装备250多门。

2)BAE系统公司向美国海军和海岸警卫队提供MK110舰炮。印度婆罗门网站2012年8月29日报道:BAE系统公司已经收到了价值超过2000万美元的合同,向美国海军和海岸警卫队提供两门57毫米MK110 Mod 0型舰炮及其工程保障[4]。

这两门舰炮将分别提供给美国海岸警卫队第5艘国家安全舰和美国海军位于弗吉尼亚州丹姆·奈克的训练设施,在那里水手们将接受MK110舰炮的操作和维护训练。

57毫米MK110舰炮射速达到220发/分,最大射程10.5海里。它是全自动的,能够迅速选择最适合的弹药类型[4]。

这两门舰炮预定于2014年12月交付,还提供在随后的三年内额外的工程保障选项。

3)BAE系统公司成功完成“博福斯”MK4型40毫米舰炮系统海试。《海军观察》网站2012年11月20日报道:BAE系统公司成功进行了未来“博福斯”MK4型40毫米单管舰炮系统海上实弹测试[5]。

该最新型的40毫米舰炮使用电动系统而不是液压系统进行瞄准,从而使火炮整体质量、体积和价格都下降了40%。

此次舰炮试射共进行了60次射击,主要测试供弹系统和稳定性。试射过程由另一艘舰船和一架直升机共同记录。由于此次火炮未与舰上控制系统连接,因此使用火炮自身的旋转控制稳定系统。

该最新型火炮是根据一份深入的市场调查于2009年研制,其主要改进包括加强命中目标的能力,引入更多现代化科技,以及显著地降低成本。

该新型火炮重约为2吨,比老型号轻1.5吨,意味着可以安装在更轻型的舰船上,从而市场面更广。其设计特点是机敏、灵活和反应速度快。可快速切换弹药类型。

4)MSI公司展出新型“海鹰”舰炮。英国简氏集团网站2013年2月21日报道:在2013年阿布扎比防务展上,英国MSI防务系统公司展出了“海鹰”20毫米轻型遥控舰炮,该炮是“海鹰”系列舰炮的最新型号[6]。

MSI防务公司已售出240多门装备25毫米或30毫米自动炮的“海鹰”舰炮,这些舰炮至少装备了16个国家的海军。“海鹰”20毫米轻型遥控舰炮是为满足海岸警卫队巡逻艇和警用巡逻艇对20m长小型舰炮的需求而研制的,该舰炮具有占用空间小、易于安装、功耗小的特点。

“海鹰”20毫米轻型遥控舰炮的研制工作始于2009年底,2012年进行了首次实弹测试。基型系统采用的是迪奈尔公司G12式20毫米自动炮,配有光电传感器、红外传感器、电视机、激光测距机、自动跟踪装置和紧凑型遥控控制台。

5)美国海军订购30毫米舰炮。美国合众国际社2013年3月26日报道:美国海军已经从通用动力陆地系统公司订购了八门MK46 30毫米舰炮。这些舰炮将安装在圣·安东尼奥级(LPD-17)两栖船坞运输舰和近海战斗舰上,合同金额2570万美元,预计从2014年9月开始交付[7]。

“通用动力陆地系统公司致力于向海军水面舰队提供具有效费比的关键产品和服务,MK46舰炮系统采用开放式体系结构,软件支持是独立的,能与不同的舰炮集成在一起,具有多用途和最大的灵活性。”通用动力陆地系统公司负责美国海军陆战队和海军业务部的高级副总裁迈克尔·博隆说。

MK46舰炮是一种全稳定的系统,它重量轻,采用模块化结构,是LPD-17舰的主炮,在近海战斗舰上是副炮。

通用动力公司表示,自2005年以来已向美国海军交付了30门这种舰炮。舰炮的生产工作将在公司位于弗吉尼亚、佛罗里达、俄亥俄、马里兰、密西根和宾夕法尼亚州的工厂中完成。

6)通用动力公司将为美国海军提供Mk46舰炮系统。美国《海军技术》网站2013年3月27日报道:美国海军授予通用动力地面系统公司一份合同,要求为圣·安东尼奥级两栖登陆舰(LPD 17)和近海战斗舰(LCS)提供8门Mk46 Mod 2 30毫米舰炮系统,包括相关备用设备和岸基设施,合同价值2570万美元。其中两门舰炮安装在圣·安东尼奥级两栖登陆舰上,另外六门舰炮安装在LCS 5～7上,用于近程水面目标自防御。将于2014年11月前全部交付[8]。

通用动力地面系统公司负责美国海军和陆战队项目的副总裁迈克尔·博隆表示,Mk46舰炮系统为开放式结构,拥有单机版和整合版两个型号,可灵活安装使用。该舰炮包括高速炮弹、前视红外传感器、低光度电视摄像机和一部激光测距仪,具备全天候、稳定性强、兼具反舰和防空能力的特点,既可以通过自身炮塔作战也可以由LPD 17的作战信息中心或LCS的任务控制中心实施远程操控作战。

7)奥托·梅莱拉公司展出新型40毫米口径舰炮。美国《海军共识》2013年5月20日报道:意大利奥托·梅莱拉公司在2013年土耳其国际防务展上首次展出了采用隐形炮塔和双路供弹系统的40毫米单座“速射40”海军舰炮[9]。

奥托·梅莱拉公司单座“速射40”海军舰炮是一种新一代的海军武器,具有全自动化、高可靠性、易于安装和维护、高射速和高精确度等特点,其双路供弹系统可发射两种不同类型的弹药。采用隐身炮塔的奥托梅莱拉单座“速射40”舰炮与现役的40毫米单座“速射40”采用相同的发射筒,但进行了技术改进。

新型奥托·梅莱拉40毫米口径舰炮能穿透甲板,射速为450发/分,弹夹容量为144发,采用数字化界面,可本机/远程有人控制。土耳其海军未来战车登陆舰(LST)将配备这种新型舰炮。

8)英45型驱逐舰“邓肯”号完成首次舰炮试射。美国《今日海军》2013年11月12日报道:在过去的几周内,英国第六艘也是最后一艘45型驱逐舰“邓肯”号完成首次舰炮试射,证明了该舰的战斗力。试射涵盖了手动控制的通用机枪到30毫米小口径自动火炮,再到114毫米主炮在内的全部身管武器,其中主炮可发射40kg重的高爆弹丸,射程超过12公里[10]。

自3月进驻朴茨茅斯港、9月正式服役以来,“邓肯”号一直在为与另外5艘姊妹舰共赴前线做准备。首批四艘45型驱逐舰已开始执行部署任务,其中首舰“勇敢”号已是第二次部署,而第五艘“保护者”号也计划于明年执行首次任务。这些舰艇执行任务所需的关键能力之一就是要求舰炮提供精确有效的火力打击,因此,需要对舰艇进行数天的“海上验收试验(舰炮)”。

本次试验中,舰上30毫米舰炮的性能也得到了验证,“邓肯”号成为45型驱逐舰中首艘成功击落空中拖曳靶标的舰艇。此外,舰上的机枪与“加特林”机枪也完成了射击试验。

4 发展分析

舰炮的发展趋势:重点是发展轻型中、小口径全封闭、全自动舰炮;缩短反应时间;提高射击精度、发射率和弹丸初速;增大射程和弹丸威力;发展硬芯脱壳穿甲弹、近炸引信预制破片弹、末段制导炮弹和火箭增程弹等[11]。

1)采用液体发射药。液体发射药与传统固体发射药相比,其能量高于固体发射药30～50%,且装填密度大,内弹道曲线平滑,初速高,从而使射程大幅度提高约20%;而且液体发射要不需要装填和抽出药筒,使得火炮的射速也大大提高。

2)增大弹药品种,并使舰炮具有快速自动选择弹种的能力。舰炮战术任务—对岸/舰攻击和火力支援看起来不多,但其中所包含的目标种类可不少。如对岸攻击目标就有海岸防御阵地(要塞、火炮、导弹及防空阵地)、海港舰群、军事通讯与电子侦察设施、陆地纵深的增援部队集结地、坦克群等;而且舰炮还要打击敌方水面舰艇、发射诱饵弹用以自卫等。

3)火力反应速度快。现代战争对反应速度的要求越来越高,舰炮也不例外。需要能迅速对目标进行跟踪、瞄准和射击。

4)隐身性能要好。对水面舰艇来说,舰炮是一个重要的雷达反射源。在强调低可探测性的今天,隐身性强就意味着生存力强。而要提高舰炮的隐身性能,不但要采取良好的隐身外形和隐身材料,还要最大限度地缩小舰炮的体积。因为再高明的设计师也不能把舰炮藏到舰艇甲板里,所以减小舰炮体积就成了最好的选择。

5 结语

随着电子技术、计算机技术、激光技术、新材料的广泛应用,形成由搜索雷达、跟踪雷达、光电跟踪仪、指挥仪等火控系统和舰炮组成的舰炮武器系统。促使现代舰艇的中小口径舰炮,反应更加快速、发射率更高,与导弹武器配合,可遂行对空防御、对水面舰艇作战、拦截掠海导弹和对岸火力支援等多种任务。在未来现代化战争或局部海战中,适时运用舰炮技术,就能够有效地打击消灭对方,保护自身目标的安全[12]。

[1]白江.舰炮对空战斗使用[M].北京:国防工业出版社,2009:8-11.

[2]金良安.舰载武器制导原理[D].大连:大连舰艇学院,2007:8-9.

[3]BAE公司为美国海军升级舰炮[N].每日防务快讯,2012-08-24.

[4]BAE系统公司向美国海军和海岸警卫队提供MK110舰炮[N].每日防务快讯,2012-09-06.

[5]BAE系统公司成功完成“博福斯”MK4型40毫米舰炮系统海试[N].每日防务快讯,2013-02-25.

[6]MSI公司展出新型“海鹰”舰炮[N].每日防务快讯,2013-03-29.

[7]美国海军订购30毫米舰炮[N].每日防务快讯,2013-03-29.

[8]通用动力公司将为美国海军提供Mk46舰炮系统[N].每日防务快讯,2013-04-09.

[9]奥托·梅莱拉公司展出新型40毫米口径舰炮[N].每日防务快讯,2013-06-03.

[10]英45型驱逐舰“邓肯”号完成首次舰炮试射[N].每日防务快讯,2013-11-15.

[11]王强.未来发展的制导化舰炮用弹药[J].战术导弹控制技术,2004,46(3):144-147.

[12]董银文,苑秉成,王航宇,等.图像信息在舰炮远程对岸精确打击中的应用探讨[J].电光与控制,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

孙轶,男,工程师,研究方向:舰炮。

TN97DOI:10.3969/j.issn1672-9730.2014.04.003