人民海軍70周年慶 聊聊軍艦上大炮的故事

文章來自“科學大院”公眾號

作者：太陽騎士07 老徐

今天，我國人民海軍將迎來建軍70周年紀念日。在這個日子裡，青島及其附近海空域將舉行國際閱艦式，據央廣網消息，中國海軍32艘艦艇和39架戰機將會亮相。

大院er就借這個機會，跟大家聊聊軍艦上大炮的故事。

大航海時代——風帆戰列艦

說到風帆戰列艦，大家可能對這個名字不太熟悉，但是大家一定都看這部電影——《加勒比海盜》，裡面傑克船長的海盜船，黑珍珠號就是典型的風帆戰列艦。

黑珍珠號（圖片來源：維基百科）

可以看出，風帆戰列艦將火炮布置在船舷兩側，而其主要的戰鬥方式如同電影裡表現的一樣。值得一提的是，風帆戰列艦的炮是前裝填的滑膛炮，打出一發後需要水手把炮拉回船體內完成裝填後再複位，而彈丸一般是一個鐵球，或者乾脆把各種雜物塞進去的對對面人員殺傷的霰彈（這些在電影裡都有非常具體的表現）。這是最原始的戰艦艦炮，一般以炮彈質量衡量火炮戰鬥力，比如24磅炮，9磅炮等。

大艦巨炮時代——從鐵甲艦走向無畏艦

時間進入工業革命，蒸汽動力逐漸取代風力成為戰艦的動力來源。當然這也不是個一蹴而就的過程，比如當年第一次鴉片戰爭時英國的船雖然有蒸汽動力作為輔助，但是依然基本屬於風帆戰列艦。

咱們這次要說的是接替風帆戰列艦地位的鐵甲艦。鐵甲艦，顧名思義，就是鐵甲包裹的船。當然，廣義上講，李舜臣的龜甲船也算鐵甲艦，但是今天咱們說的鐵甲船是專指列強19世紀60年代到19世紀末的鐵甲戰艦（後期他們也稱這種船為戰鬥艦或者裝甲巡洋艦）。

她們一般採用蒸汽動力，身披重甲，傳統的滑膛炮顯然已經難以打穿她們的裝甲，射程更遠、精度更高、射速更快的大口徑後裝填式線膛炮取代滑膛炮的位置擔負戰艦主炮的重任。而這時衡量主炮威力基本可以依據其口徑與倍徑（倍徑指炮管長度是火炮口徑的多少倍），一般口徑越大，倍徑越大，火炮的射程就越遠，威力也越大。

定遠號模型，其船體中部是4門305mm主炮（圖片來源：必應圖庫）

我們選擇經典的鐵甲艦——定遠號為例，其主炮是德國的克努伯大炮，一共四門，305mm口徑，長度25倍口徑，射程約8千米。可以看出和二戰時期的超無畏艦們相比，有著火炮倍徑不大，分布在炮塔兩側無法發揮全部火力，射程不足等等缺點，這些都是當時工藝技術上面的限制導致的。

再經過前無畏艦，無畏艦，超無畏艦時期（這之中的故事是在是太多了，咱今天就不仔細講了），主力炮艦的大口徑艦炮雖然原理結構上沒有特別大的變化，但是隨著裝甲技術和冶煉工藝的發展，其口徑、倍徑也變得越來越大，射程與威力也隨之上漲。就在你們在想我會介紹哪艘戰列艦的時候，我會告訴你們今天介紹的是得梅因級重巡洋艦。

得梅因級重巡洋艦（圖片來源：維基百科）

得梅因級重巡洋艦誕生於二戰末期，也是眾多沒有趕上二戰的精良裝備之一。其首艦得梅因號是美軍第一艘擁有裝備有自動裝彈機的大口徑艦炮的戰艦。它擁有的9門mk16型203毫米／55倍口徑速射火炮，每分鐘極限射速12發，還能任意角度裝彈。而對於口徑更大的戰列艦來說，她們只有用揚彈機運送笨重的彈藥，裝彈時還需要手工操控機械裝置裝填，裝完彈之後還需要另外加裝發射藥，而且這些操作必須在特定角度才能完成。換句話說就是每次裝彈後都需要重新測距瞄準。除此之外，為了防止殉爆，戰列艦每次裝填每門炮只能放一枚彈藥，如果有興趣，可以到廈門的狐狸山炮台去看看經常由艦炮客串的大口徑岸防炮的輸彈系統的殘跡。

所以說這型火炮可以說是當時大口徑艦炮的巔峰作品，也可以說是大艦巨炮時代最後一抹輝煌。結合美軍一貫擅長的防空與雷達技術，得梅因級當之無愧為最強的重巡洋艦。值得一提的是，得梅因級的二號艦薩勒姆號（USS Salem CA-139）留在昆西市的博物館中，應該是美軍留下來的唯一一艘重巡洋艦。

現代艦炮——導彈時代的輔助角色

時間進入導彈時代，戰列艦們由於主炮射程問題（參考：大和級主炮最遠42km射程，至於命中率這個距離基本靠信仰，而且單個炮塔質量高達2774噸）讓位於航母與導彈戰艦，那麽艦炮對於現代戰艦是不是就沒用了呢？答案是否定的。

首先考慮到導彈的昂貴價格，登陸戰時對地攻擊時採用中等口徑的艦炮（100mm-155mm）是恰到好處的。比如咱們最新的大驅也安裝了130mm艦炮。另外，美軍當初也曾經發展過203mm的驅逐艦炮mk71，主要目的也是對地攻擊。

055型驅逐艦，可以明顯看見艦首的130mm艦炮（圖片來源：解放軍報）

當然，遇見特殊情況，艦炮也是可以對艦攻擊的（比如俄羅斯人拿來打索馬裡海盜）。另外，美國也曾經研製過大口徑艦炮彈藥的現代改型，就如同坦克炮射導彈一樣開發過製導炮彈與火箭增程炮彈，當然這些並不實用的設計很快都被否決了。

值得一提的是，雖然大口徑艦炮失去存在意義，中等口徑的艦炮淪為地面火力支援的武器，小口徑艦炮卻表現出強勁的生命力。

早在風帆戰列艦時代，艦炮就講究大小搭配，除了對付對面戰列艦的巨炮，還有靈活的小口徑炮擊退對面大船放下的小艇。在大艦巨炮時代末期，小口徑炮主要任務則變成了防空，比如大和號就裝備了24門127mm高炮，和156門25mm機炮。進入導彈時代，雖然有了防空導彈這種打飛機利器，但是近防炮為代表的小口徑艦炮依然是各類艦艇必不可少的防禦武器。

咱今天要介紹的是中國一款近防炮——1130近防炮，1130指11管30mm口徑加特林式速射炮，採用的就是大名鼎鼎的加特林機槍的原理。它的最大射速每分鐘11000發，每秒166發，主要用途是擊落靠近艦船的反艦導彈、飛機，理論上配合雷達能擊落2馬赫接近艦船的飛行物，是防禦艦船的最後一道防線。1130近防炮目前廣泛安裝在我國新建艦船（新下的餃子）上，比如遼寧號航母與054A型護衛艦。

1130近防炮（圖片來源：http://mini.eastday.com）

走向未來——電磁炮

讓軍迷們津津樂道的不僅有閱艦式中亮相的“遼寧號”、“055”，還有一個神秘的傳說：電磁炮。

實際上，從2016年1月的國家科技獎勵大會起，電磁炮就已經不是傳說了，大家的疑問是電磁炮真身什麽時候出現，先出來的是主炮還是防空炮等細節問題。

2015年的海軍工程大學電力集成創新團隊獲國家科技進步創新團隊獎官方宣傳圖，

下排中間那個就是電磁炮（圖片來源：科技部）

眾所周知，電磁炮是利用電磁發射技術製成的一種先進動能殺傷武器。它利用電磁系統中電磁場產生的洛倫茲力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能。

那麽電磁炮相對於傳統化學能火炮又有什麽優勢呢？

首先是射速快，炮彈動能大，射程遠。根據美軍公開的資料，電磁炮可以做到初速度2000m/s以上，彈丸動能30MJ以上，射程200km以上。美國海軍曾經委託英國BAE系統公司開發緊湊型電磁軌道炮，可將3.2千克（7磅）彈丸加速到大約2.4公里/秒（8，600公里/小時）或大約7馬赫的高超音速速度，具有33兆焦耳的動能。

據美國海軍研究辦公室人士介紹：“電磁軌道炮能擊落彈道導彈、巡航導彈和高速飛行的戰機，非常安全高效。”

而且比起反艦導彈，電磁軌道艦炮的部門發射成本要低得多。BAE系統公司開發的電磁軌道艦炮，其動能炮彈的部門發射成本可以控制在2.5萬美元左右，如果使用製導炮彈，成本會有一定幅度上升，但這仍然遠遠低於反艦導彈或艦載陸攻巡航導彈的造價，如捕鯨叉導彈單價近100萬美元，而一枚“戰術戰斧”高達140萬美元以上。

但是電磁炮也不是十全十美的。首先，電磁炮需要消耗大量電能，這可能需要在艦船擁有強勁的發電供電能力。此外，電磁炮過高的初速度不僅是優勢，也是對電磁炮系統本身，特別是炮管與炮彈的考驗。另外，長射程帶來的命中率問題也是困擾電磁炮系統的一大難題（如果採用製導炮彈，相對於導彈就沒用太多的成本優勢了）。

美軍曾計劃給新型驅逐艦朱姆沃爾特級安裝電磁炮，但是之後折算成本後還是選擇採用傳統化學能的155mm艦炮LGS，但是LGS的製導炮彈LRLAP的單價一發也要80萬美元，甚至更貴，所以軍方認為直接打戰斧還便宜點，果斷砍掉，替補登場的可能是更便宜的陸軍製導炮彈。

朱姆沃爾特級驅逐艦（圖片來源：維基百科）

對於我國來說，無論是國產航母、遼寧艦、還是“海洋山”號，這些國產軍艦都代表了我國海軍的實力與成就，她們都是當之無愧的中國寶藏，是捍衛祖國航海主權和安全的中堅力量。

文末必須用這張作為海軍節賀圖。

飄揚的彩條布，意味著……（圖片來源：新浪微博）

文章部分內容整理自“中科院物理所”文章《二營長！把老子的“電磁炮”拉上來！》

文章首發於科學大院，轉載請聯繫[email protected]

科學大院是中科院官方科普微平台，由中科院科學傳播局主辦、中國科普博覽團隊運營，致力於最新科研成果的深度解讀、社會熱點事件的科學發聲。