可转动的炮弹筒的方式
工作过程是:弹药库内、伸缩筒的底部分别放好了炮弹、主发射药,且炮弹装好了引信、风帽等。要射击敌人时,开合板的小发射药被引发,炮弹以40m/s的速度垂直往上飞。由于炮弹是金属的,当炮弹飞到伸缩筒上部的时候,会使得电触发装置的电回路导通,从而使得炮弹筒的小发射药也触发,使得炮弹筒和炮弹一起转动。由于炮弹筒和杆的拉力,炮弹由垂直向上变为转动,然后进入炮膛。而炮膛尾部有一个弹簧,当炮弹进入炮膛时,弹簧会反弹炮弹筒尾部的卡扣,使得炮弹筒反弹回来、炮弹继续进入炮膛。当炮弹筒变为垂直后,重新装一个小发射药,而开合板抽出来,主发射药的小发射药点火,把主发射药加速到40m/s,重复炮弹筒的过程,使得主发射药进入炮膛。
炮弹和发射药之所以分开2次提升,主要是因为,炮弹很重、发射药强度不足,如果一起提升的话,很可能把发射药压垮了。
优点是:(1)通过这种方法,每分钟可以提弹10-20发,使得每根火炮的射速提高到10-20发。(2)通过小发射药,炮弹、发射药外露的时间减少到0.2s左右,如果发射周期是10s,那么暴露比例仅仅是2%。这种方法能够极大地减少暴露时间。(3)炮塔需要空间减少90%以上,安全性极高。(4)3联装炮塔需要的人员从80人减少到10人左右。(5)炮塔的机构部件极少,在战斗中不容易损坏。(6)部件都并非是精密部件,反而都是粗糙部件,容易替换,在战斗中即使被击毁也可以很快替换。(7)火炮可以任意角度装填。(8)小发射药的成分跟主发射药大致相同,只需要0.2-2公斤,就会使得炮弹、发射药加速到20-40m/s,可以快速提升、直接进入炮膛。而且炮弹进入炮膛时依然高达15-20m/s,弹带直接卡在膛线上,使得炮弹不会向后溜出来。而普通战列舰如果是倾斜角度装弹,则炮弹都会向下溜出来,解决办法之一是主炮0角度装填(必然使得主炮射速大幅下降),解决办法之二是采用专门设备卡着炮弹、再装发射药(放入、取出设备,必然浪费时间)。
这种也有缺点:(1)炮弹、发射药直径不能够太大,弹体长度不能够太长。大体适合于13寸以下的主炮分装炮弹,以及8寸以下的整装副炮炮弹。(2)炮尾的高度要比伸缩筒的高度大不少才可以,一般要大8-10米才行,否则炮弹筒没有活动空间。
资料
二战的时候,比如纳尔逊号战列舰的主炮炮弹,每个炮弹(约0.9吨)的价格是2000英镑,而战列舰的造价大概是700万英镑,也就是说3500枚炮弹的造价就抵得上一艘战列舰了。一般战列舰备弹700-1000发。
一艘战列舰的总体静态价值里,按照价值从大到小排名的话,估计是主炮、弹药、装甲、动力、船体,;按照价值/重量(也就是单位重量的价值)从大到小来排名的话,依次是弹药、主炮、动力、装甲、船体。
弹药库和提弹(二)导轨式
弹药库是圆形的,可转动,弹药库的顶部和圆周是有装甲。炮塔支架固定安装在弹药库顶部,炮塔和弹药库一起转动。炮塔是由一个小小的装甲盒、火炮的后座机构、炮栓、复进机构等组成。三联装火炮,三门主炮是共轭的,也就是一起俯仰,共用一个俯仰机构。装甲盒内只有火炮的后座机构、炮栓、复进机构等。装甲盒的后方设可开合的口,弹药库的后侧有一个可开合的筒体,筒体顶部有2根弧形的导轨,导轨连接弹药库与装甲盒的开口。导轨是半刚性的,尽量使得弧形圆滑,且加入调节设备,使得主炮无论什么角度,都可以与导轨连接。
导轨式
导轨连接到可开合的筒体内。筒体底部有弹射器,弹射器是由气缸、活塞、小发射药组成,小发射药只需1-2公斤,气缸长度只需要20cm,就可以把上吨重的炮弹加速到20-30m/s。弹射器的上面是一个槽形护板,槽形护板上有4个耳轴,耳轴可以在导轨内滑行。槽形护板的对应炮弹底部位置处还有2个插销,插销是托着炮弹,因为炮弹非常重,可能把发射药压碎。
槽形护板
提弹过程是:弹药库的可开合筒体打开侧门,把炮弹和发射药装入到槽形护板内,把小发射药装入气缸内。然后筒体的侧门关闭、顶部开口打开,接着点燃小发射药。槽形护板带着炮弹和发射药向上飞,然后插销拔出。耳轴使得槽形护板沿着导轨转弯,护板承受发射药的离心力、使得发射药不会向上散开。当槽形护板到了装甲盒时,会撞击装甲盒而停下,而炮弹和发射药变为平飞,撞入炮膛。然后槽形护板反弹回来,装甲盒关闭。然后炮栓关闭,准备射击。
弹射器也可以采用卷扬机代替,卷扬机吊起炮弹和发射药沿着导轨进入装甲盒,只是速度慢很多。
弹药库的上面有一个铁皮围成的铁皮圈,铁皮圈把主炮等都围起来。铁皮很薄,不是起到装甲的作用,而是阻水。即使甲板被水漫过,铁皮圈内也不会进水,保证了炮塔、筒体的连续工作。
整装弹
战列舰的炮弹由于重达300-1200公斤,发射药壳难以托起炮弹,是战列舰采用分装炮弹的原因之一。
如下图设计,炮膛的最下点有一个下凸起,说明还有一个小的上凸起。下凸起的顶点刚好够到炮管延长线上,下凸起上表面宽大概2-3cm。上凸起很小,只需要0.5cm宽,高度也很小。炮弹是整装弹药,发射药的直径比炮弹直径大约20%,发射药截面的下方、对于上下凸起处,分别有缺口。一般是炮膛加工成圆形后,再焊接上下凸起,否则如果是直接切成这样子的,加工难度很大。有可能的是,需要3-4个凸起。
当弹药横放在炮膛内时,炮弹的下面压着下凸起,然后往前推,使得炮弹和发射药完全进入炮膛。下凸起的作用,就是承受炮弹的重量,使得药筒不需要很大的厚度。
炮膛截面
通过这种方法,能够使用整装弹,射速极高。弹药库全重不大,跟着火炮左右旋转,是很容易的。对于三联火炮,则有3根导轨、弹药库的有3个出口。
优点
上述提弹设计,有着极其巨大的优势:
这种设计有几个好处:
1,最重要的是,这种设计下,使用小发射药弹射炮弹和主发射药,效率极高,每个出口的弹药提升速度可以提升到10发/分,火炮的射速也可以提高到10发/分钟。且部件简单、容易修复,设备紧凑,占用空间很少。
2,联装火炮共用1套俯仰机构,从而使相邻两门炮的中轴线之间的距离减少50%以上,炮塔更加紧凑,宽度更小。火炮、装甲盒的总体着弹面积减少80%以上,着弹机会减少80%以上。
3,使用小的装甲盒来代替炮塔,装甲保护空间减少80%以上,炮塔的装甲使用量较少70%以上,整体火炮、弹药系统的重量减少一半以上。对于三联装330mm的主炮,装甲盒的宽度是约4米,长度是5米,高度1.5米。弹药库非常紧凑,占用空间缩小70%以上。进一步地,使得整船的造价减少40%以上,全寿命期的使用费用减少40%以上。
4,装甲盒随着火炮俯仰,而通常地火炮仰角大致与敌人炮弹的落角差不多,从而大大减少了装甲盒侧面、顶部的着弹几率。而普通炮塔是固定的,炮塔顶部、侧面的中弹机会多得多。
5,即使炮弹击中了,装甲盒,由于装甲盒并不与弹药库连接,因此爆炸无法波及弹药库内。弹药库的防护效果提升5倍以上。即使弹药库顶部、装甲盒中弹,由于是露天结构,可以马上泄压,爆炸不会波及舰体。
6,传统战列舰的弹药库是在炮塔下边,但不是在正下方,而是在炮塔下边的四周。这样一来,对于垂直飞下的航空炸弹、大落角的如衣阿华的远距离炮弹的防护效果非常差。而这种设计,弹药库是一个圆柱,非常紧凑,顶部有厚重的装甲,对于航空炸弹等而言,着弹面积非常小,安全系数提高5倍以上。
7,装甲盒与火炮之间是固定的,没有弹窝,防护效果好很多。即使被命中此处,也不会造成失效。而普通战列舰的装甲与炮管之间是不直接连接,有一个巨大的弹窝,这个弹窝即使被中口径火炮击中、即使没有击穿,也会使得这门火炮失效。
8,每座炮塔的火炮系统的人员数量,从130人左右降低到30个人左右,大大减少了人员数量。
9,抛壳极其容易,弹壳可以直接丢弃。由于抛壳极其容易,也是保证了主炮射频极高。
10,弹药库由于可以转动,因此面向敌人的一侧的侧壁厚度保持在200mm、远离敌人的侧壁厚度是100mm。这样的设计更合理,防护效果更好。
通过上述设计,战列舰的火力提高3倍以上,火炮系统的生存能力提高6倍以上,总体生存能力提高3倍以上,而排水量、造价、全寿命期成本、舰员数量等大体上降低一半以上。返回搜狐,查看更多