舰艇前主炮的供弹系统

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 23:45:23
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哈哈~~今天第二个沙发~~~先坐再说
炮弹放在炮塔下面,自动供弹,其余一时想不起来
由于坐了沙发还是贴点东西出来给补补课~~

舰炮作为一种传统的舰载武器,在世界海战史上曾有过一段辉煌的历史。20世纪50年代以后,导弹武器的出现,对舰炮产生了很大的冲击。当时,世界各国舰载武器的研究重点纷纷转向各类导弹,舰炮被冷落一边。对此,不少人对它的生死存亡提出了疑议。在迷茫中,舰炮度过了它的60-70年代“低谷”时期。在经过了众多次的实战检验之后,舰炮在舰载武器中的不可替代性得到了重新确立。例如,在1982年的英阿马岛海战期间,英国MK8型114mm舰炮共发射了包括诱饵弹在内的8000余发炮弹,有效地打击了阿根廷的空中和地面有生力量。据英国司令部白皮书记载,由MK8型114mm舰炮击落的阿根廷飞机数为7架。提起1991年的海湾战争,人们至今仍记忆犹新。在海战期间,美国动用了2艘“依阿华”级大型战列舰“密苏里”号和“威斯康星”号,虽然没有什么大型登陆行动,但舰上的406mm超大口径舰炮连续数日对伊拉克部队在科威特境内的军事目标进行了大规模的轰炸,共发射100余发炮弹,?弹丸重量总计一百余吨。摧毁了伊军的岸防导弹阵地、岸炮阵地、雷达站、指挥所等多处军事目标,使伊军遭受重大损失。和平时期,舰艇在执行巡逻警戒任务时,对入侵本国领海的外国船只,舰炮可实施告警射击。总之,尽管导弹的出现使舰炮的作用降为辅助性地位,但它仍将是现代水面舰艇上必不可少的武器。   
80年代以后,舰炮在战术使用上、总体技术性能上,与二战时期的旧式舰炮相比,均有很大变化。目前,世界上大、中型舰炮已形成了比较稳固的口径系列,在203mm、130mm、127mm、114mm、100mm、76mm、57mm口径舰炮中,除203mm大口径的舰炮未服役之外,其他均在役。在90年代初的海湾战争中使用的406mm超大口径舰炮,仅美海军4艘“依阿华”级战列舰上装有。海湾战争结束不久,这4艘大型战列舰就相继退役了,因而,406mm舰炮随之而退役。上述在役的大、中型舰炮武器,它们的发展特点是:在原老式舰炮的基础上,不断采用各种先进技术,使它们在多用途性、重量轻、结构简单、全自动化、快速反应能力、可靠性及可维修性等诸多方面都有明显提高。
    小口径舰炮在近几年问发展很快。在现代水面舰艇迫切需要加强抵御来自空中威胁,尤其是对反舰导弹防御能力的要求下,出现了以多管小口径舰炮作为拦截武器的近程反导武器系统(CIWS),在多层防御体系中承担末端拦截任务。与大、中口径舰炮武器不同,这些CIWS均为70年代末以后才开始研制并陆续装舰使用的。它们式样新颖、各具特色,但就对反舰导弹的毁伤机理而言,最初仅为两种,即“直接毁伤”和“间接毁伤”。以美国“密集阵”(Phalanx)系统为代表的均采用“直接毁伤”,这类系统的舰炮口径大致为20?35mm,大都采用多管(4管以上)结构,发射率均在3000发/min以上。采用“间接毁伤”的最初只有意大利布雷达公司研制的“达多(DARDO),该系统的舰炮口径为40mm,发射率不太高,只有600发/min,但它发射近炸引信预制碎片弹,利用大量碎片仍能有效地击伤导弹的易损电子部件,致使导弹丧失攻击能力。究竟哪种毁伤机理对付反舰导弹更有效?至今未能得出明确的结论。在最新研制的CIWS系统中,采用“直接毁伤”的为多数,例如,意大利的发展。美海军正在研究舰载高能激光武器系统,目前正进行舰载环境下的作战演示的可行性研究。据介绍,这样的系统可以装入MK45型127mm/54舰炮装置及弹库所占有的相等空间内,如果取而代之,可使重量减少15%;而且由于重量的重新分配,致使舰艇稳定性提高5%。
一、美国MK45型12711Rn舰炮
    (一)研制背景与计划
    进入20世纪刃年代,世界舰载武器装备以出现新型导弹为标志呈现出新的发展趋势。导弹武器由于攻击威力大,命中精度高,作战距离远而倍受青睐。相比之下,舰炮在对付空中高速目标以及在远距离作战方面暴露出诸多不足而遭受冷落,甚至有些水面舰艇在改装时,拆掉舰炮,换上了导弹。在这样的背景下,美国FMC公司北方军械部于1964年在MK42型127mm舰炮的基础上开始改进研制127mmMK45型舰炮。当时,研制该型炮的出发点是扬长避短。虽然舰炮在射程、速度、命中精度等方面都不及导弹,但是较大口径的舰炮在两栖作战中,是较为有效的对岸火力支援武器,它具有长时间连续射击、投弹量大的优点,能有力地炮轰岸防的固定面目标。
     因此,考虑到MK42型舰炮存在有重量笨重(58.58t)、自动化程度低、可靠性尚不高等缺点,不能满足新的作战需求,在设计MK45型时,重点是减轻重量、提高可靠性、易于维修、减少操作人员。研制成功的MK45型舰炮重量仅有22.5t,操作人员减少到6人,机械结构也有所简化,提高了可靠性,更便于维修。但是发射率却降低到20发/min(MK42型为34发/min)。
     MK45型舰炮首次装备于美海军“加利福尼亚”(California)级核动力导弹巡洋舰,该舰是于1974年服役的。在以后几年里服役的美海军各级水面舰艇,如“弗吉尼亚”(Virginia)级核动力导弹巡洋舰(1976年服役)、“斯普鲁恩斯”(Spruance)级导弹驱逐舰(1975年服役)以及“塔拉瓦”(Tarawa)级两栖攻击舰(1976年服役)都装备了MK45型舰炮。它主要用于舰上导弹的后备武器实施对舰作战和对岸炮火支援。
    为了进一步提高MK45型舰炮在不同作战环境下的适应能力以及对付水面目标和岸上目标的命中精度和毁伤概率,美国FMC公司于1977年对舰炮开始了第一次改进,改进后的MK45型舰炮(以下简称MK45-1型舰炮)增加了自动选弹功能,它能够发射6种不同炮弹。1980年2月,在美海军“布里斯科“(Briscoe)(DDG977)号驱逐舰上,对MK45-1型舰炮的自动选弹功能进行了成功的验证试验。肋年代中期以后服役的美海军“提康德罗加”(Ticonderoga)级导弹巡洋舰和90年代初服役的“阿利?伯克”(Arleigh Burke)级新型导弹驱逐舰上装备有MK45-1型舰炮,该型炮还出口希腊和土耳其,装备MEKO型护卫舰。20世纪90年代以后,美国海军对MK45型舰炮加大了改进力度,分别研制了MK45-2型、MK45-3型、MK45-4舰炮,目前,MK45-2型舰炮已研制成功,并已装备在美、澳、日本等国军舰上,MK45-4型舰炮的研制已接近尾声,很快将投入使用。
(二).MK45型舰炮系统介绍   
系统概述
MK45型舰炮由美国标准的MK86火炮火控系统控制,该火控系统是美海军舰艇上第一部数字式火控系统,它成为美国中型战斗舰艇的主要火控系统之一。迄今,MK86型火控系统已发展有3、4、5、8、9、10、11型。
图4.2-1为MK86火控系统的典型控制信息流程框图。
   
    2.MK45型舰炮主要技术性能
    口径(mm)             127
    管长                 54倍口径
    炮重(t)              22
    发射率(发/min)      20发/min
    初速(m/s)           807m/s
    射程(km)             23.724km
    俯仰范围(°)         -15-+65   
    旋回范围(°)         土170   
    高低瞄准速度(°/s)  20
    水平瞄准速度(°/s)  30
    电源及功耗           440V、60Hz、3相;52kVA(备用)
                         101kVA(射击)180kVA(最大)
    3.MK45型舰炮装置基本组成(见图4.2-2)
    MK45型舰炮装置大致分为炮甲板以上的上部结构和炮甲板以下的下部结构。上部结构有炮管、滑板构件、炮架、炮台、上部蓄压系统、炮塔及射击孔护板。炮管有MKl9Mod0型和MKl9Mod2型两种,前者为可拆换衬管结构,后者为单筒式结构。滑板构件集中了舰炮射击的主要部分,它包括炮栓、后膛机构、摇架等部件。炮栓为上、下垂直滑动型(上升时输弹),它把从摆弹臂摆上来的炮弹卡紧人膛,同时接通电动撞针,便可击发。后膛机构包括有液压式活塞驱动联动装置,它将带动炮栓及所需部件的上升或下降,以便在炮击后或不火时退壳。摇架在火炮工作时将围绕火炮俯仰角轴线旋转,以便把来自上部扬弹机、垂直走
图4.2-2 MK45型舰炮概貌与总体尺寸图
向的弹药转成火炮滑板的瞄准角度。炮架支承着炮耳、上部蓄压系统、滑板系统和炮塔等上部主要结构,它配有炮座圆环、瞄准和射击用的动力驱动装置,为火炮提供所需的瞄准和射击轴线。炮塔由丁字梁增强型的铝制材料铸成,用以保护火炮内部构件和炮员,防止受到风雨、枪炮和原子、生物及化学武器的伤害。炮塔上装有出人口、系统通风装置、液压集油箱和缓冲减震装置。射击孔护板为可动式,在火炮进行瞄准和射击时,它限定了火炮的高低射界,同时又是炮管和弹壳退出的孔口。炮台是整个上部结构的底座,并用作方向瞄准和安装大型瞄准齿圈的固定部件。MK45型舰炮没有水冷却装置,但有吹气系统。它在发射后开闩的瞬间将膛内的残留气体和残渣从炮口处吹出。
    下部结构包括2部下扬弹机、弹鼓、引信测合机、上扬弹机及下部蓄压系统等部分组成,它们完成将弹药从弹药库输送至炮塔内供弹位置的全过程。与127mmMK42型舰炮相比,MK45型舰炮的机械结构大大减化,它只有1个装填弹鼓,可贮存20发炮弹。供弹时,由弹药库的装弹手将分装式的弹丸和药筒从下扬弹机的2个装填口放人后自动上扬至弹鼓内,再由引信测合机装定引信,然后进入上扬弹机直至提升到炮塔内,转送给摆弹臂,当摆弹臂摆至与炮管平行位置时,炮弹便由输弹器推人膛内。
    在火炮甲板下的舱室里装有EPl配电柜、EP2火炮操纵台和EP3显示器。EPl接收舰船440V电力,经转换后分配给舰炮系统的各个供电设备;EP2上装有各种开关、键盘和指示器,用于系统测试,操纵员通过操作这些开关来寻找故障和检查故障源。EP3位于下扬弹机装弹台旁,面板上的彩色灯为装弹手显示所需装填的弹种和停止装弹等指令。EPl、EP2、EP3还与1台电子引信测合机、电子引信模拟器和1台火炮指令响应装置(Coru)一起构成MK45型舰炮维护与作战训练系统(GMOTS)。Coru是GMOTS的中心部件,通过1个训练操纵台,受训人员可以模拟炮座的正常动作、系统故障和武器控制系统的指令,为用户提供了低费效比的MK45舰炮的训练程序,对实际舰炮系统没有任何损耗。
    4.MK45型舰炮的几种改进型简介
    (1)MK45-1型舰炮
    与MK45-0型舰炮相比,最为明显不同之处是MK45-1型舰炮增加了自动选弹和发射6种炮弹的功能,提高了该舰炮对付不同威胁的快速应变能力。这6种炮弹有:薄壁爆破榴弹(HC)、黄磷烟幕弹(WP)、照明弹(SS)、照明弹2(SSZ)、高杀伤破片榴弹(HF)、半主动激光制导炮弹(SALGP)、红外制导炮弹(IRGP);引信包括:机械时间引信(MT)、可控时间引信(CVT)、弹头起爆引信(PD)、弹头起爆延时引信(PPD)、红外引信(IR)、近炸或可变时间引信(VT)、电子式可调引信(EST);火药有:标准装药/减装药、增装药、制导炮弹装药。为便于发射较长的制导炮弹,MK45?1型舰炮的下扬弹机装弹位置有一个新式较大的门。
    MK45-1型舰炮在执行某一项任务中,可将上述6种炮弹、引信和装药配成6种组合(1?6号)。如果任务改变,这6种组合可通过舰炮控制台上的功用开关予以变换。在下扬弹机装弹位置的显示板也标有待装的弹种指令。在MK45-1型中,用机械/电子两用引信测合机取代了MK45-0型中的机械引信测合机。
    半主动激光制导炮弹由美国马丁?马丽埃塔公司于1977年开始研制,1981年定型生产,主要用于对岸炮轰。它借鉴于美陆军“铜斑蛇”制导炮弹的技术和经验,基本组成有制导、控制、战斗部和火箭发动机四部分。弹中装有小型防震电子装置和新研制的加固陀螺仪,用于应付1000g的加速度和25000g的强冲击载荷。头部有4个呈十字形配置的可折人弹体内的鸭式操纵舵,尾端有6个可向后折叠的稳定尾翼。弹头可以是聚能型,也可以是杀伤碎片型。弹重47.5kg,全弹长1.549m。由于弹长加长,供弹时,炮弹必须分两次推入膛内故发射率减半,10发/min。1981年,在美海军“布里斯科”号驱逐舰上进行了试验,命中率达83%。127mm红外制导炮弹是与半主动激光制导炮弹同时发展起来的,主要作为辅助对空炮弹。这种炮弹没能投产,原因是现在的防空武器很多,与像“海麻雀”那样的防空导弹相比,红外制导炮弹的弹头威力小得多,故而停止发展。
    在1980年的军械更替计划中,对舰载MK86火控系统的硬件和软件进行了一些改进以适应对半主动激光制导炮弹的制导与控制。其中,用AN/UYK-7数字式计算机取代了MKl52计算机,用MKll3武器控制台取代了标准的火炮控制台,并对软件作了必要的修改。另外,普通的光电管装置被红外接收、发射机所取代,它不需经常清扫,而光电管如果不经常清扫的话,常常会由于灰尘引起的短路而被烧毁。
    在提高可靠性、便于维修方面,MK45?1型舰炮作了如下改进,它装有一个全新的以微处理机为基础的电路用于控制弹药贮量和自检操作,保证了控制系统输入信号和逻辑线路的联机监控;采用固态光学传感器和布线信号板提高了可靠性和安全性。
    (2)MK45-2型舰炮
    80年代末,FMC公司进一步对MK45型舰炮进行技术改进,改进的重点仍是提高可靠性、便于维修。它更多地采用了可靠性好的标准部件,如用固态逻辑电路和放大器取代了延时逻辑电路,用封装式固态红外光电管取代了机械开关和白炽光电管;内装的自检仪器可以随时检测出故障以及故障出现的部位,只要发现有损部件,可即刻方便地换上新部件。MK45-2型舰咆的日常维修操作相当简单,通常只需2人。1990年,澳大利亚、新西兰、土耳其和希腊四国海军与FMC公司签订了价值为2.45亿美元的MK45-2型舰炮生产合同,现已装备澳大利亚、新西兰海军“安扎克”  (ANZAC)级护卫舰以及土耳其海军跟踪Ⅱ(TrackⅡ)级新型护卫舰;美海军也在“阿利?伯克”级新型导弹驱逐舰上装备了MK45-2型舰炮。   
    (3)21世纪的MK45型舰炮   
    在美海军未来海上战略调整中,MK45型127mm舰炮在海上火力支援(NSFS)中将承担重量作用。最新的作战要求是当发射平台远离海岸46km时,舰炮的最远射程要达到117km,如有可能,还可提高到139km。在有限资金投入的前题下,美海军已计划对MK45型127mm火炮进行各种技术改进。改进后,由127mm高能火炮、增程制导炮弹(ERGM)和NSFS火控设备构成的舰炮武器系统在反应能力、适应能力、毁伤能力等方面都将有很大提高。为此,对MK45型127mm舰炮提出了以下改进要求:
    对炮座装填弹鼓中的所有类型弹药(包括常规弹药、发射药、引信、EBGM)的装卸、上炮及发射全部实现自动化。
    为提高射程、弹道和毁伤效果,能自行确定、选择、装定弹种、发射药及引信。
    能通过内部数字接口及电话与舰上其他对岸火力支援作战部门和其他系统进行通讯、接收和显示从传感器和火控系统传来的目标数据。   
    MK45型舰炮在结构上的改进包括:炮管长度从原来的54倍加长到62倍,其基座环和炮耳支架由更坚固的材料制造,重新设计滑动组件中的多个部件等。由于新的性能要求和发射ERGM将增加火炮自身的负载,因此,还要改进制退/复进系统、炮箱、弹壳托盘和抛壳机构,结果导致炮重比MK45-2型增加约10%。   
    目前,127mm/62舰炮的研制工作已完成了对炮身各改进组件(包括MK45型Mod4炮管、炮室、制动滑块、后座系统)的试验,,试验中,用该模型炮发射一枚ERGM模拟弹,炮弹的初能达到了18.9JG(大约是标准MK45型127mm/54舰炮发射炮弹初能的2倍)。
(三)技术特点分析、评述与未来发展   
    MK45型舰炮是一种多用途口径较大的舰炮系统。迄今为止已被6个国家海军订购,并装舰使用。美海军目前正在进行的重新评价其对岸轰击的计划中,MK45型舰炮的地位相当稳固。普遍认为,现在还没有能提供如此强大和精确火力的其他舰炮能像MK45那样广泛地装备各种水面舰炮。该型舰炮有如下几个突出特点:
    ①能够快速方便地选择和发射包括制导炮弹在内的扩种炮弹,以完成不同任务。
    ②MK45型舰炮系统极其耐用,即使在海水掠过火炮装置、阵风速度达85-113kn之间,结冰速度达152.4mm/h的情况下仍能正常工作。MK45型舰炮工作也极其可靠,舰上试验发射2500发炮弹,只停射3次,即平均无故障发射弹药为862发。
    ③独特的维护与作战训练系统是其他舰炮系统所不具备的。它操作简单灵活,受训人员在操作台上能很快熟练地掌握MK45型舰炮的操作,避免了过去在人员培训中,必须实际操作舰炮所带来的不必要的浪费损耗。
    ④MK45型舰炮在提高可靠性、易于维修方面的改进是成功的。它大量采用了可靠性好、通用性好的标准电子部件,并内装有自检设备,能及时查出故障并显示出来,便于操作人员维修。
    ⑤经过多次的技术改造,MK45型舰炮的总体性能有很大提高,成为同类舰炮中的姣姣者。目前在武器出口市场中很活跃,受到欧洲许多国家海军的青睐。
   20世纪90年代初,前苏联解体,“冷战”时代结束。美国军费开支大幅度削减,受其影响,海军4艘“依阿华”级大型战列舰全部退役。舰上的406mm大口径舰炮随之完成了它的历史使命。在这种背景下,美海军开始重新考虑如何加强美舰队在两栖登陆战中的海上炮火支援能力。在最新制定的舰队改装计划中,把提高MK45型舰炮的射程、精度和杀伤力作为未来研究的重点。
    为使MK45型舰炮接近或达到“依阿华”级战舰上406mm舰炮的射程,美国FMC公司正在为使舰炮的初口能量达到18-20MJ的数量级而努力。为此,近几年,该公司一直从事将燃烧增强型等离子体技术(Combustion Augmented Plasma?CAP,已获美国专利)在MK45型舰炮上的应用研究。在此项研究中,FMC公司的方法是综合利用液体发射药和电磁发射技术,称之为电热化学混合发射技术(ETC)。其实质是用输入炮尾的成形电脉冲产生等离子体,再把它注入药室内高能密的化学发射药(液体发射药),产生速度极高的气体,使弹丸加速飞出炮管。基本原理是,在CAP药筒的隔间内装有烃类燃料和过氧化氢(作为氧化剂),炮闩内装有由一阳极和埋在特种塑料内的阴极组成的4个“毛细管”装置。火炮发射时,强大的电荷通过“毛细管”放电,使“毛细管”壁上的塑料熔化,进而产生等离子体波,它依次点燃液体发射药,同时转变为20%的炮口能量,另外80%的炮口能则由液体发射药内部的化学反应形成。据FMC公司说,CAP技术的最大特点是用改变点火电脉冲的幅值和频率,来控制液体发射药的燃烧速度,以使药室内的峰值膛压能保持到炮弹开始启动时。这样,炮弹的峰值加速时间比常规火炮长,炮弹可获得更高的初速,从而提高了舰炮的射程。另外,与纯电磁发射的火炮相比,CAP炮发射所需要的电动力仅为前者的1/3;脉冲电力系统的体积只有前者的1/3~1/5。该项研究的第一阶段已于1992年10月结束,结果表明,用127mm舰炮进行了55次发射,炮口能量达到18MJ。从1993年开始进入研究的第二阶段,计划进行同样多次的发射,炮口能希望达到22MJ。有关研究进展情况,目前尚未见到详细报道。
    为了提高MK45型舰炮的射程,FMC公司已将原54倍口径长加长到62倍口径长。但是炮管加长会出现炮管的“下垂弯曲”,将严重影响舰炮的射击精度,进而影响炮弹的命中率。射程越远,这种影响越明显,目前FMC公司已研究出了补救办法。另外,对舰炮发射时承受力大的重要部件,例如基座环、炮耳支架、滑动部件采用了坚固性好的材料,增强了它们的坚固性,确保MK45型舰炮能使用能量更高的常规发射药以及未来使用更先进的发射技术(如ETC技术),如果结合使用火箭助推炮弹,可能会使MK45型舰炮的射程提高一个数量级,达到117km。
    总之,在美海军406mm舰炮退役之后,MK45型127mm舰炮将成为美海军在两栖登陆中有效实施海上炮火支援的主要舰炮。因此,其重要性不言而喻。
二、英国MK8型114mm舰炮
    (一)研制背景与计划
    二战以后,英国皇家海军将114mm舰炮选定为驱逐舰、护卫舰等水面舰艇主炮的标准口径。60年代初,英国海军开始考虑对当时正服役的MK6型114mm舰炮进行技术改造,并提出了指标要求:结构紧凑、自动化程度高,操作人员少、可靠性好。1966年,英国维克斯造船工程有限公司(VSEL)正式承接了MK8型114mm舰炮的发展设计合同,1968年完成样机研制,它以MK6型114mm舰炮为基础,借鉴了105mm自行火炮的一些技术,经过2年多的试验后于1970年投入使用。当时,英国、伊朗、利比亚海军陆续定购了该型炮,以装备它们各自的新型水面舰艇。例如,伊朗“罗斯塔姆”(Rostam)和“法拉马兹”(Fara-marz)号护卫舰、利比亚“达特?萨瓦里”(Dat Assawari)号护卫舰以及英国“布里斯托尔”号驱逐舰等都是1973年左右服役的,它们最先装备了MK8型舰炮。以后在英国,大多数新护卫舰和驱逐舰都装备了该型舰炮。目前,MK8型舰炮已在包括英国海军在内的6个国家海军中使用。主要使命任务为:在对海射区内,对付敌方各级水面舰艇及辅助船只;在有效射区内,对敌岸(或岛礁)上软、硬目标或集群目标进行攻击;MK8型舰炮的发射率不高,只有25发/min,不太适于作为有效的防空武器,但是,在1982年英阿马岛海战中,该型舰炮不但在远距离投敌箔条,发挥了相当出色的作用,而且对空作战也表现不错,据英国司令部的白皮书记载,由MK8型114mm舰炮击落的阿根廷飞机总数为7架。  
    (二)系统基本组成
    1.主要战术技术性能   
    口径(mm)             114
    管长                 55倍口径
    俯仰范围(°)         -10?+55
    旋回范围(°)         340
    高低瞄准速度(°/s)  40
    方向瞄准速度(°/s)  40
    炮重(空载)(t)        26.41   
    初速(m/s)           868.7   
    弹丸重(kg)           21   
    发射率(发/min)      25
    射程(对海)(km)       22
    电源及功耗           440V、60Hz、3相  191.8kVA(峰值)
                         115V、60Hz、单相  0.5kVA
(1)发射系统
    炮管设计借鉴了英国陆军“艾博特“(Abbot)105mm榴弹炮管结构,采用单筒式,管长从MK6型舰炮的钙倍口径长加长到55倍口径。为了减轻炮管重量,拆掉了水冷却装置。但英国海军要求,MK8型舰炮持续发射时间最长需达到7.5min,因此,炮管工艺制造是按照强度特殊要求专门设计的,确保了它能持续发射而不需水冷处理。炮管寿命为3300发。炮管头部装有炮口制退器,用以减少火炮发射产生的后座力,炮管中部有一个抽气装置,随时清除火炮射击中的残留气体和残渣。炮闩为上开的立式楔形闩。
    (2)供弹系统
    该系统由装弹机、转弹环、扬弹机、摆弹臂、输弹器和液压驱动组件组成。供弹过程是,首先由弹药库内的装弹手将炮弹放于装弹机的装填人口,炮弹自动推开翼门进入转弹环的弹位上,装填入口有2个,一个装普通弹,另一个装特种弹。转弹环上有16个弹位,但一般情况下只须装14发弹,正对扬弹机的弹位和相对180°的弹位为空位(如图4.2-4所示)。  转达弹环上的每个弹位在转弹环转动时,依次对准扬弹机的装弹人口,弹位上的炮弹一个一个地进入扬弹机并被上扬至炮塔内,摆弹臂接到炮弹后,臂上的引信测合机根据控制信号自动将引信设定为“触发”、“低灵敏”或“高灵敏”方式,同时迅速上摆到炮尾后方正对炮膛。此时,输弹机迅速将炮弹推人膛内。整个供弹系统由液压驱动控制系统提供动力。
    (3)排壳机构
    该机构由固定的排壳通道和可转动的受壳推壳器组成。
    输弹进膛后,摆弹臂下摆复位。本装置的转动部分即刻转到炮尾正后方,随炮尾一起后座,开闩时由退壳器将药筒抛人受壳筒。当摆弹臂又上摆时,转动部分转到左侧正对准排壳通道,将药筒壳从前方排出炮塔。   
    如果射击中发生瞎火时,需炮员上炮打开炮闩,使弹药退到本装置的转动部分,然后从其后方取出弹药。
    (4)舰炮随动系统及其他电子设备   
    随动系统由可控硅控制,电机拖动。高低和方向各有一个随动机柜,用于控制火炮的高低瞄准和方向瞄准,随动机柜里装有操控和静检面板,用于维修和训练以及随动系统的静态检查。一个高低机安装在炮座上,方向电机、传动箱和机械反馈装置均安装在船体结构上,为确保舰炮俯仰和旋回动作的同步,2套方向机上的主齿轮与火炮旋回部位上的大齿圈啮合。此外,还有1个模件机柜、检测机柜和启动控制机柜。晶体管伺服放大器放在模件机柜里,用于驱动火炮的旋回和俯仰;在模件机柜上有一个检测面板,它是一个“接通/断开”的静态测试仪表用以检测伺服模件的工作状态。检测机柜用于产生动态模拟信号以检测、记    图4.24弹位示意图
  录随动系统的动态性能。启动控制机柜里装有启动开关和继电器等器件,用于启动火炮。
    (5)舰炮控制系统  
    该系统由炮长操作控制台和应急控制箱组成。炮长操作控制台位于舱内,炮长可通过控制台面板上的各种选择开关和显示灯,进行弹种选择、单/连发选择,监视火炮当前状态、油路油泵和电机等部件有无故障情况,还能对可控硅元件过热、炮身后座过长、进人危险射界和误差角过大等不正常现象显示出来。应急控制箱面板位于炮塔内,当操作控制台受损不能正常工作时,炮长可操作该面板上的旋钮和开关,完成火炮自动启动、装弹控制、射击控制等功能。
    (6)弹药
    MK8型舰炮配用的弹种有,高爆杀伤榴弹、照明弹、I或J波段箔条弹、对空训练弹和对海训练弹;配用引信有:N7(机械时间)引信和5197(弹头碰撞延时、低和高灵敏近炸)复合引信。   
    (三)技术特点分析与评述
    MK8型114mm,舰炮虽然发展于60年代中期,但至今仍在服役,并继续装备舰队(尤指英国)。它的主要特点:
    ①采用可控硅静态遥控动力控制系统。该系统中的电子部件不需要预热,在起动程序被激励后的15s内,确保火炮能够实施开火;并为火炮旋回和俯仰提供大电流驱动力。
    ②为保证弹药在输送过程中安全可靠,供弹系统中装有1个逻辑电路予以控制;其他主要的操作控制也都装有故障安全开关,以保护火炮各主要部件免遭损坏。另外,MK8型舰炮适配性好,它既能与舰载模拟火控系统相配匹,又能与数字式火控系统相连接。
    在1991年的英国皇家海军装备展览会上,VSEL公司推出了N114-2000新型舰炮,它是MK8型的改进型。它的自动装填机重新设计,电力驱动取代了MK8型舰炮的液压驱动;新型的高容量/增程炮弹,射程可提高到27.5km;它将于2000年以后取代MK8型,成为21世纪英海军驱逐舰、护卫舰等主要水面舰艇的主炮。
三、法国100mm紧凑型舰炮
    (一)研制背景与计划
    法国100mm舰炮由法国克勒索?洛瓦尔(Creusoc-Loire)公司负责研制,最早发展于1953年,1959年开始装备舰队。到了60年代末,先后改进研制出64型和68型。经过几次改进后,发展到68-Ⅱ型时,100mm舰炮在射速、可靠性、全自动等方面均有明显提高。它不仅成为法国海军大、中型水面舰艇不可缺少的武器装备,完成对舰作战、对空防御和对岸火力支援的多种使命;而且还出口于阿根廷、土耳其等7个国家。
    就在68型舰炮定型、生产、装舰的同时,意大利奥托?梅莱拉公司正积极研制76mm紧凑型舰炮,并于1967年推出该炮样机,经过1年多各种成功的试验之后便投产使用。这种炮以其结构紧凑,重量轻(仅有7.5t),更高的发射率(85发/min)为突出特点,倍受许多国家海军的青睐,它适于装备护卫舰以下的小型快速舰艇,具有很强的防空能力。在当时,世界军火贸易出口市场上,76mm紧凑型舰炮赢得了更多的用户,甚至是堪称为世界军事强国的美国,也于1975年购买了该型炮,计划装备于正在建造中的第一艘“佩里”(Perry)级导弹护卫舰。不久,美国FMC公司获得76mm紧凑型舰炮的生产许可证,并将该炮定型为MK75型,装备于“佩里”级的后续舰。
    面对76mm紧凑型舰炮的挑战,在如此激烈的竞争中,法国克勒索?洛瓦尔公司开始不安心于100mm舰炮已具有的技术水平。在与76mm紧凑型舰炮进行对比分析之后,法国100mm舰炮暴露出许多问题:它体积、重量偏大;适装性差;发射率还不能完全满足防空反导的要求;它的供弹系统落后,不能自动更换弹种,如需更换弹种,须将扬、供弹线路上的所有炮弹(最多能有28发)全部退出,方可进行,这样大大影响了火炮的快速应变能力。
    鉴于上述不足,法国克勒索?洛瓦尔公司  1978年对68型100mm舰炮开始了改进设计工作,并在同年法国海军展览会上展出了改进的样炮模型,命名为100mm紧凑型舰炮。该型炮的主要设计目的是减轻重量,提高火炮的快速性、发射率、精度和可靠性。它保留了68型舰炮的内弹道性能不变,重点改进火炮自动机和随动系统,使火炮高低和方向瞄准速度提高了25%?32%;采用新设计的补、供弹系统,能够自动快速更换弹种;炮上的许多部件改用了轻合金等材料,使全炮重量降低了35%,明显提高了该炮的适装性。该炮定型后于1983年投产,先后有沙特阿拉伯、马来西亚等国家海军购买了该炮,主要用在护卫舰以下的小型舰艇上。法国海军由于旧式的100mm炮贮备过剩,目前尚未装备100mm紧凑型舰炮,但借用紧凑型的改进经验和技术,对已装舰的68型舰炮作了部分改进。
    (二)系统组成
    1.主要战术技术性能
    口径(mm)             100
    管长                 55倍口径
    初速(m/s)           870
    俯仰范围(°)         -15~+80
    高低瞄准速度(°/s)  35
    旋回范围(°)         360
    水平瞄准速度(°/s)   50
    炮重(t)              20.8
    装弹手               2名
    射程(km)            17<对海)
                         6(对空)
    发射率(发/min)      10、40、90
    电源及功耗           440V、3相、60Hz;55kVA(平均)、77kVA(最大)
    2.100mm紧凑型舰炮系统组成见图4.2-5
    从图4.2-5可清楚地看出,100mm舰炮系统大体可分成炮塔、动力舱、供弹舱、技术(设备)舱和作战中心几大部分。炮的发射系统、炮塔供弹系统、补弹及扬弹系统、瞄准随动系统、弹药自动控制系统等等分别配置于上述各个舱室中。
    (1)发射系统
    该系统由炮管、冷却装置、水气供应系统、炮闩、输弹装置和拨弹机组成。它自动发射炮弹,赋予弹丸一定的初速、转速和射向。每发射1发炮弹后,由冷却装置和水气供应系统同时对炮管降温和膛内残渣清除。降温采用管外到膛内同时冷却法,管外冷却采用水冷套淡水循环方法,膛内冷却由1套膛内喷水、吹气装置来完成,吹人膛内的高压空气可清除火药气体残渣,同时使膛内冷却水变成雾状而冷却炮膛。由于采用上述的措施,使炮管寿命达到了3000发,这在同类口径舰炮中是较高的。
    (2)炮塔供弹系统
    该系统位于火炮右侧,由固定弯道、中间弹仓、引信测合机、活动弯道、动力源及炮塔控制机组组成。当扬弹机将炮弹从主甲板下面的弹舱提升到炮塔内,炮弹经固定弯道进人中间弹仓,中间弹仓能容纳18发弹’,它可根据需要适时快速地更换弹种,一般只需7.4-15s。选定的炮弹由弓I信测合机进行引信装定,送到由凸轮带动的与摇架相接的送弹槽中(位于活动弯道上),在那里,炮弹移到活动弯道的末端经调整保持与炮身轴线相平行。
    (3)补弹、扬弹系统
    该系统位于舱面以下,主要包括主补弹链、副补弹链、旋转拨弹鼓、扬弹机和弹箱控制机组等。主补弹链用来贮存常规炮弹,.有三种规格分别容纳42发、66发、90发,可供选择。副补弹链用来贮存12发特种弹。扬弹机的功能是将补弹系统中的炮弹提升至炮塔内,如需退弹,也可将炮塔上的炮弹退至到补弹系统里。
    (4)瞄准随机系统
    该系统由2个瞄准箱(方向、高低各1个)、2个电枢控制箱、1个电子(设备)箱、1个遥控机柜、1个瞄准维修箱、1个炮塔显示箱和2台执行电机(方向、高低各1台)。瞄准随动系统的功能是接收指挥仪提供的瞄准控制指令,控制火炮完成高低和方向瞄准。为了提高整个火炮系统的跟踪精度,瞄准控制采用了精、粗双通道组合装置,当火炮需要调舷射击时,该系统还采用超粗调装置予以瞄准控制。
    (5)弹药自动控制系统   
    该系统包括有弹药管理计算机控制柜、人工装弹控制柜、舰炮控制箱等设备。为了保证在舰炮射击时,正确选择或更换三种不同类型的炮弹,并能根据作战信息中心的控制指令,自动选择单发、2发、3发或6发的点射发数,使补弹和供弹系统中各型炮弹均熊适时准确地送至给火炮,要求弹药自动控制系统能根据射击指令的要求,检查、判断可供使用的弹型和数量,并使信息不断更新,以适应新的指令要求。
(三)技术特点分析和未来发展
    100mm紧凑型舰炮是80年代中期服役的新型中口径舰炮,它以重量轻、射速高、全自动操作、精度高、可靠性好等特点为标志,体现了当今舰炮技术的发展水平。
    ①紧凑型舰炮广泛采用了铝合金和高强度玻璃钢材料,明显减轻了该炮重量,全炮仅重17.5t,是同口径舰炮中最轻的,能装在500t级以下的小型水面舰艇。
    ②改进供弹系统,确保了高的发射率,它比68型100mm舰炮的发射率提高了50%,最高达90发/min。
    ③采用计算机控制技术,使从炮塔到技术舱之间的60~80条信息能够即时得到处理,提高了该炮的快速应变能力。
    1990年,在法国布尔歇(Bourget)举行的海军展览会上,克勒索?洛瓦尔公司推出了紧凑100mmMK2型舰炮样机。它在原紧凑型舰炮的基础上,增装了一些控制设备。在控制机组中装进了可程控微处理器;在作战信息中心增装了一个新的主控柜,用于显示炮座上炮弹的位置;维修操作台与弹药管理控制柜相接,以便进行故障检测和故障排除。改进后的紧凑型舰炮快速性和射击精度均有提高,该公司声称,MK2型舰炮从系统启动到首发炮弹发射的时间缩短到10s,射击精度提高到0.5mrad。
四、俄罗斯AK-176型76nan舰炮
    (一)研制背景与计划   
    70年代初,小型快速攻击型舰艇发展迅速。例如,德国“虎”(Tiger)级导弹快艇、丹麦“惠勒摩斯”导弹快艇等新一代舰只相继服役,这些舰艇上均装备了意大利奥托?梅莱拉公司新研制的OT076mm“紧凑”型舰炮。受其影响,前苏联海军也开始意识到需要提高其小型导弹护卫艇、轻型护卫舰等小型水面舰艇的战斗力。为此,在AK-726型双联装76mm舰炮的基础上,由前苏联下诺夫哥罗德机械制造厂负责研制了AK-176型单管76mm舰炮,该炮于1975年在“牛虻”(Slepen)级巡逻艇上进行了试验,1978年服役。它最先装备于俄罗斯海军“纳奴契卡”(Nanuchka)Ⅲ级轻型护卫舰,以后主要装备于“塔朗图尔”(Tarantul)级、“格里莎”(Grisha)V级、“帕契姆”(Parchim)Ⅱ级轻型护卫舰、“马特卡”(Matka)级快速攻击艇以及各种军用船。同时,还出口保加利亚、古巴、德国、波兰、罗马尼亚等国家。该单管舰炮用于抗击来自空中的威胁目标,打击海上目标和岸上可见目标。
    (二)系统组成
    1.主要技术性能
    口径(mm)               76.2   
    身管长                 59倍口径
    初速(m/s)             980
    射速(发/mm)           最大120-130,(120、60、30可调)
    最大射程(m)            17000
    最大射高(m)            12000
    瞄准范围(°)           方向土175;高低-15~+85
    瞄准速度(°/s)        方向0.2-35;高低0.2~30
    最大瞄准加速度(°/s2)   31.5
    炮重(kg)               11200
    弹鼓容量(发)           150
    所需电源与功耗          380V、50Hz,54.5kVA
                            220V、4001-Iz,65kVA
    2.基本组成(见图4.2-6)
    AK-176舰炮是一种全封闭式遥控自动舰炮,由俯仰部分、炮架部分、供弹系统、瞄准随动系统、电气控制系统等部分组成。
图4.2-6  AK-176舰炮全貌图
    (1)俯仰部分
    主要由自动机和摇架等部件组成。自动机是舰炮的核心部分,它由炮身、炮尾、输弹机构、压弹机、击发和抛壳机构等组成。工作时,它接受由扬弹机上扬来的炮弹,在压弹机的人口处,炮弹被压至输弹线上。随后输送至炮膛内,关闩后,炮弹发射出膛。在自动机后座过程中,弹壳经输弹线向后抽出,再沿着弹壳槽向前抛出,直接进入下层弹仓室里。自动机安装在摇架上,摇架将承受火炮发射时的巨大后座力。射击或连射间隔期间,炮身由海水进行循环冷却。
    (2)炮架部分
    主要由托架、支座、回转支承、基座等组成。它通过炮耳轴支撑着俯仰部分,此外还连接着舰炮其他部分的零部件。炮架结构牢固、刚度大、变形小。
    (3)供弹系统   
    主要由摆弹臂、扬弹机和弹鼓等组成。供弹时,炮弹由链式扬弹机中的弹托和推弹装置带动向上扬至炮塔内。在炮耳左右两边各有1个摆弹臂交替摆动,将炮弹摆至俯仰部分的压弹机人口处。扬弹机和弹鼓均分左右2个相同的分系统,2个弹鼓各装75发炮弹。当火炮低速发射时,可只启用一边完成扬、供弹操作。在供弹线路出故障时,AK-176舰炮也能手动供弹,手动供弹的供弹率为30发/min。
    (4)瞄准随动系统
    AK-176舰炮有三种瞄准方式:   
    ①由火控系统控制,通过随动系统进行高低和方向全自动瞄准。   
    ②用KA-221型“聚光镜”瞄准具进行半自动瞄准。
    ③用双联瞄准装置进行手动瞄准。
    当火炮工作在由火控系统控制瞄准和半自动瞄准方式下,由瞄准随动系统带动进行对目标的自动跟踪。该随动系统由2套分系统组成,一套用于舰炮方向跟踪瞄准,另一套用于舰炮高低跟踪瞄准。2套分系统的基本组成大致相同,均由受信仪、整流器、电枢箱、测速发电机、执行电机、扩大机等设备组成。
    如果舰上火控系统失灵或未配置配套的火控系统,可用“聚光镜”瞄准具控制随动系统带动火炮进行瞄准跟踪。该瞄准具是一个带独立瞄准十字线的望远镜,安装于炮塔内右侧。在实施瞄准射击时,一名瞄准手操纵瞄准具进行方向、高低半自动瞄准跟踪,另一名瞄准手接受作战中心的电话指令,配合高低、方向的操作,计算确定瞄准诸元。
    在随动系统失灵或断电时,可用手动操作的双联瞄准装置带动火炮对岸上和海上目标以及空中低速飞机实施射击。该瞄准装置分为大致相同的2个分装置,对称安置在舰炮托架的左、右两侧。其视界角为20°,高低瞄准范围-15°~+85°,方向瞄准范围由舰炮回转范围确定,放大倍率3.6,镜深132.8mm。在使用时,需打开炮塔前部的左、右瞄准窗口,2名瞄准手操纵瞄准镜,摇动手轮,直接瞄准,每个瞄准手脚下有一个脚踏击发板,随时按指令实施射击。   
    (5)电气控制系统
    主要由炮位控制箱、配电箱、起动控制箱、供弹控制箱、角度限制器等设备组成,用于完成舰炮的瞄准方式选择、供弹路线的选择、控制方式选择(火控、炮位、瞄准)等各种控制功能。
    (三)技术特点分析与评述
    不论在俄罗斯还是在西欧,由于76nm口径舰炮适装性好、与其他舰载武器均具有较好的匹配关系,并具有多用途性,是目前各国海军装舰数量最多、选用国家最多的一种中口径舰炮,因此将有广阔的发展前景。AK-176型单管76mm舰炮装备于70年代后期,但从它的某些性能指标看,如发射率为120发/min,在目前的同类舰炮中仍处于先进之列。它比意大利奥托?梅莱拉公司研制的快速型76mm舰炮(射速亦为120发/min装舰时间约早10年,可见前苏联的舰炮技术处世界领先地位。
    1.射速高
    该炮在设计上采用了双路快速供弹和自动机的高速循环动作,使舰炮的发射率达到了120?130发/min。
    2.持续射击能力强   
    AK-176舰炮弹鼓储量大,差不多是0T076mm舰炮的2倍,并配有海水循环冷却系统,所以在不进行补弹的条件下可长时间地持续射击。
    3.可靠性好,易于保养维修
    AK-176舰炮从定型生产、出厂验收到装舰后的实弹试验等,它所经过的各个环节都进行了严格的质量把关的有关试验,提高了可靠性。该炮的机械部分的故障率为0.2%,电气部分的平均无故障间隔时间为300h,这些指标达到了世界先进水平。炮塔上有多个维护门,维修人员可方便地出入,排除一个机械故障一般只需10~12min,排除一个电气故障(如随动系统中的故障)一般用30min。
    4.瞄准方式多、生存力强   
    AK-176舰炮有全自动、半自动瞄准、人工瞄准三种工作方式,这反映了前苏联海军在舰炮作战的指导思想上与西方国家有明显不同,近些年,俄罗斯海军最新装舰的单管100舰炮和双管130mm舰炮也都保留有手动瞄准方式,它体现了俄罗斯海军设法在复杂的海战中发挥舰炮的最大效能,提高其生存能力的作战思想。
    5.环境适应能力强,弹道性能好
    AK-176舰炮能在7级海情、-40+~50°C的恶劣环境下正常工作,它的初速较大,射程远。
五、意大利 OTO 76mm快速型舰炮
    (一)研制背景与计划
    进入70年代,由于反舰导弹对水面舰艇的威胁日趋严重,世界各国中、小口径舰炮的发展重点渐渐转向加强防空反导能力上。仅仅只有几年就有五、六种以多管小口径舰炮作为拦截武器的近程反导武器系统相继问世。在这样的系统中,小口径舰炮体现出射速高、火力猛、贮弹量大、反应快等特点,被普遍认为是一种较为有效的末端反导防御武器。同时,世界各国中口径舰炮的发展在保持它的多用途性、适装性好的前提下,力图加强它的防空作战能力。意大利奥托?梅莱拉(OTOMELARA)公司于20世纪80年代初开始改进它的76mm紧凑型舰炮,改进重点是提高发射率和精度,要求发射率达到120发/min,故此称为快速型。
    在1984年莫斯塔尔(Mostar)海军展览会上,首次展出了该型舰炮样机。从1985年开始,快速型舰炮进行了陆上试验,1988年4月在意大利“勇敢”(Artito)号导弹驱逐舰上进行了海上试验。截止目前,奥托?梅莱拉公司已陆续接收了40多套系统的订购合同,有些已交货并装舰使用。它们有,加拿大海军4艘“易洛魁人”(1roquois)级导弹驱逐舰,意大利海军2艘“潘尼”(Penine)级导弹驱逐舰、丹麦海军4艘“西提斯”(Thetis)级护卫舰和“飞鱼”(Flyvefisken)级大型导弹巡逻艇等。
    (二)系统组成
    1.概述
    OT076mm快速型舰炮既可装舰于巡洋舰、驱逐舰等大、中型水面舰艇,又适于装备巡逻艇、水翼艇等小型舰艇,并能广泛与各级舰艇上的武器控制系统接口。例如,装备在意大利“潘尼”级新型驱逐舰上的76mm快速型舰炮与该舰上的“达多”-E火控系统相接,实施对空防御任务。在丹麦“西提斯”级新型护卫舰上,76mm舰炮与9LV200MK3光电指挥仪相接,在该指挥仪的控制下完成作战任务。
    2.主要战术技术性能
    口径(m)                        76
    管长                           62倍口径
    初速(山s)                       925
    旋回范围                        无限
    俯仰范围(°)                    -15~+85
    水平速度(°/s)                 60
    高低速度(°/s)                 35
    炮重(装载)(kg)                  8000
    射程(对海)(km)                  16
    发射率(发/min)                120
    电源和功耗                      400V、60Hz、三相
                                    115V、60Hz、单相、100VA
                                    115V、400Hz、单相、300VA
                                    24V、DC、200VA
  3.快速型舰炮介绍(见图4.2-7)
图4.2?7  全炮内部结构图
    1?炮管;2?装弹系统用的液压电路自动控制线路;3--摆弹臂、鼓形进弹机、转轮:由螺旋扬弹机送到火炮俯仰位置上的炮弹,通过摆弹臂、转轮准确地送至炮尾人膛位置;4?螺旋扬弹机:将炮弹螺旋式提升至摆弹臂;5?旋转供弹仓:由人工装填,炮弹自动输送给扬弹机;6?俯仰和旋回驱动电机:由可控硅整流电路控制;7?液压传动装置:为装填、输弹系统提供动力;8?控制杆:转动凸板以更换弹种;9?旋转供弹仓在防空炮弹自动供弹方式下;10?旋转供弹仓在对海炮弹自动供弹方式下。
    (1)炮管和炮塔
    炮管前端装有炮口制动器,炮管上还装有炮膛清洁器和冷却水套,炮管冷却方式为敞开式。炮塔采用玻璃纤维材料,对风浪、核污染均有很强的防御能力,在炮塔后部设有大检修用的舱口。   
    (2)俯仰机构
    包括有反后座装置,它通过2个驻退机和1个复进机与摇架相接。盘式输弹机包括输弹器和抛壳筒,通过1个滑块联动装置与反后座装置相联。鼓形旋转进弹机由液压传动装置予以控制,它接收摆弹臂送来的炮弹,并将它们送至进弹机。
    (3)供弹、扬弹系统和旋转弹鼓   
    位于主甲板下面,由液压电机控制。弹鼓内,炮弹呈直立摆放于四周。供弹时,炮弹随着弹鼓的旋转,逐个地移向位于炮左侧的螺旋扬弹机。炮弹经扬弹机被提升到炮塔平台上,2个交替摆动的摆弹臂轮流将炮弹送人进弹机,进弹机相当于中转站,它迅速把炮弹送至输弹器内,此时炮弹即刻处于待发状态。
    4.弹药
    OTO76mm快速型舰炮使用的弹药,大多数均为20世纪肋年代以后研制的新型弹药,它们有MOM型近炸引信预制破片弹、半穿甲增程弹(SAPOMER)和制导炮弹(CCS)。MOM型预制破片弹用于对付空中快速飞行(包括掠海飞行)目标。该型弹弹体外壳由特种高质量钢材制成,弹体内侧壁布满3000个0.5g的立方体钨块,内腔装满A3高能炸药。为了提高破片飞散密度,弹体内腔设计成底窝状,使弹尾侧飞的破片数增多,破片飞散更为集中,从而提高了飞散密度。MOM型弹使用新型FB371近炸引信。该引信有双重功能,即近炸和碰炸延时。使MOM型炮弹用于对舰作战也非常有效,当炮弹工作在此方式时,通过火炮上的转换装置使引信的近炸功能失效而转入弹头着发延时功能,确保了炮弹在进入舰体之后引爆。
在对付舰船、岸上目标时,快速型舰炮可以使用半穿甲增程弹(SAPOMER),该型弹是在半穿甲弹(SAPOM)的基础上发展起来的,它保持了SAPOM弹穿透力强,毁伤效果好的优点,并采取改进弹体形状来提高射程。SAPOMER弹头尖细、弹体中部外形不再是圆柱形,这些改进降低了波阻,同时又使弹丸飞行过程中的空气摩擦阻力下降,增程22%,最大射程由16.3km提高到20km。SAPOMER弹采用FB414型弹底引信,前部有1个塑料弹托,起稳定作用。当弹丸飞出炮口后,弹托在离心力和爬行力的作用下自行脱落。
76mm制导炮弹是由奥托?梅莱拉公司和英国宇航公司于20世纪80年代中期开始研制的最新型炮弹,目前处于试验阶段。它主要用于对付未来速度更快的空中飞行目标,尤指未来超音速反舰导弹。因此,该炮弹采用预制破片弹体结构,配用着发引信或近炸引信,弹尾装有4个呈对称配置可折叠的尾翼,以保证炮弹飞行稳定;飞行时尾翼张开,静止时尾翼折叠。在炮弹飞行期间采用无线电指令制导方式,即利用舰上专用雷达根据测得的伺标运动参数和弹丸飞行轨迹进行弹目相遇点解算,然后向弹丸发出无线电修正指令,它控制分布在弹体四周6个火药柱的燃烧速度,进行机动修正,最后准确地飞向目标。
    三种炮弹主要性能参数见表4.2-1。   
    (三)技术特点分析与评述   
    OT076mm快速型舰炮80年代末开始装舰服役,成为目前世界上较为先进的中口径舰炮。最突出的特点是发射率高,可达120发/min。为了能获得如此高的发射率,奥托?梅莱拉公司对火炮鼓形进弹机、输弹器、抛壳机构等部件进行了重新设计,目的是缩短这些部件的动作行程,以确保更高的发射率。改进后的驻退机使后座距离从360mm缩短到230mm,缩短了后座时间。同时,为了提高精度,在设计时,考虑到在保证高射速的前提下尽可能减小对这些部件的冲(压)力和强度振动。此外,输弹机与后座部分的机械联系相脱截,它不再依靠火炮的后座能量进行工作,而是借助于液压系统。快速型舰炮的摆弹臂,其尺寸大小与紧凑型相同,但它采用了钛合金材料,大大减轻了重量,而且摆弹臂为整体构件而不是焊接件,提高了它的长/重比值。在对火炮随动系统和机械传动部分进行改进时,加装了局部稳定装置,提高了火炮瞄准和射击精度。据生产厂商声称,按最高射速发射,连射10发炮弹,1000m立靶偏差小于0.3mrad。   
    快速型舰炮的弹种更换通过弹鼓上的控制杆和凸板来实现,它能在5秒钟内迅速地将防空反导高射速射击转为对舰、以岸半自动射击,反之亦可。此外,炮上的安全射击极限控制、定位精度检查、状态显示和内装测试设备等电气部件经过改进后将直接由微机控制。
六、瑞典MK2型SAK57mm舰炮
    (一)研制背景与计划
    MK2型SAKS7mm舰炮由瑞典博福斯公司(Bofors)于1977年开始研制,它是在MKl型57mm舰炮的基础上改进发展起来的。在全炮设计思想上突出了全自动、高射速、轻重量、高精度、多用途的特点,使它特别适应于作为小型快速攻击舰艇上的重炮装备,用以对空防御和对海作战。该型炮1981年完成样机研制。在1985年正式服役的瑞典“斯德哥尔摩”(Stockholm)级导弹快艇上首次装备了MK2型57mm舰炮。随后,加拿大、加蓬、印度尼西亚等国海军相继购买并装备使用。
    (二)舰炮基本组成
    1.主要战术技术性能
    口径(mm)                57
    管长                    70倍口径
    射速(发/min)           225
    射程(km)                16.8
    初速(m/s)              1020
    炮重(t)                 6.5
    俯仰范围(°)            -10-+78
    旋回范围(°)            360
    高低瞄准速度(°/s)     40
    水平瞄准速度(°/s)     55
    电源                    440V,3相、60Hz
                            115V,4001-Iz(遥控时)
      2.基本组成
      MK2型57mm舰炮分为上、,下部结构。上部结构位于火炮甲板上,如图4.2-8中所示,它通过上架承装着发射、瞄准、自动装填和驱动各系统,并固定在全焊接的轻合金旋转平台上,支撑着俯仰部分的炮耳装置也固定在旋转平台上。旋转平台通过滚动轴承支承在下架上。火炮炮塔由玻璃纤维塑料板制成,它的外部造型,其侧面呈三个平面折角过渡形。
图4.2-8  上部结构、炮塔和炮塔后视图
    (1)发射系统   
    包括有炮管、炮栓、反后座装置和输弹机构等部件。炮管为单层气冷式结构,内膛为渐速膛线,炮口装有消烟器;炮栓采用立式楔形栓;反后座装置由液压制退机和复进弹簧构成,它吸收了大部分的后座能量,仅有一小部分用于驱动开闩动作。输弹机位于炮尾后端,火炮复进时由它完成向炮膛输送炮弹的动作,火炮后座到位时,偏转器向前抛出弹壳。
    (2)供弹系统
    包括有扬弹机、自动装填机构和微处理机等部件。
    该型炮有2部扬弹机,均与火炮甲板相连,并柔性地支承在下甲板上。这两部扬弹机将炮弹从弹药舱提升到火炮平台的装弹位置。自动装填机构有2个完全相同的分系统,分布在火炮的两侧。每个分系统均由炮弹接收机、中间弹箱、装弹箱和火炮弹箱组成,图4.2-9展示了自动装弹机构左侧分系统。装弹箱、中间弹箱和火炮弹箱,它们的内部结构大致相同,均有2个并排隔间,每个隔间能放置10发弹。供弹时,舰艇作战情报中心控制台给出控制指令,由一台微处理机对这些指令信号进行分配和协调,在火炮处于77°射角的装弹位置时,控制装弹箱移动到炮弹接收机的接口处并将第一个隔间与其对齐。此时,炮弹接收机上的摆动臂将提升上来的成夹炮弹(每夹2发),一夹一夹地推人装弹箱内,直到第一隔间装满10发炮弹为止。然后,装弹箱侧向运动,使其第二个隔间对准炮弹接收机的接口,继续装满10发炮弹。此时,装弹箱已装满20发炮弹,它运动到火炮弹箱上方,将这20发弹同时卸人火炮弹箱内。接着,装弹箱回到炮弹接收机上方,再次装满炮弹,将这20发弹送给中间弹箱。最后,,装弹箱再次回到炮弹接收机上方,进行第三次装弹,这次炮弹就留在装弹箱内。至此,火炮一侧的全部装弹过程结束,另一侧也以同样方法工作,最后,炮塔内最多能装120发炮弹,即2个装弹箱40发,2个中间弹箱40发和2个火炮弹箱40发。
图4.2-9 lVlK2型自动装弹分系统
    (3)瞄准随动系统(见4.2-10)
    该系统以内、外两条伺服回路为基础。外回路主要由信号接收机、放大器、液压变速装置组成,用于执行火控系统指令,控制火炮俯仰和旋回运动;内回路由陀螺仪、坐标变换器、放大器等部件组成,用于测定舰艇的纵摇、横摇、偏航等运动诸元,进行坐标变换以补偿这些动态误差。
    (4)弹药
    MK2型炮使用的弹药主要有带有着发引信的大容量远程弹(HCER)和近炸引信预制破片弹,这两种炮弹是新设计的专用炮弹。老式的57mm炮弹,如着发延期引信爆破弹和带有着发/近炸引信的榴弹也适用。
    大容量远程弹用于对付海上目标。它采用了计算机辅助设计的细长弹体结构,一方面减小了空气阻力,缩短弹丸飞行时间,使最大射程从MKl型57mm舰炮的13.8km提高到16.8km,有效射程也比原来增大1~2km;另一方面,为增加爆炸药装量提供了更大空间,其装药量提高了40%,且以高能量的“奥克托纳尔”(Octonal)炸药取代了老弹的“里索托纳尔”(Hexotonal)炸药,使弹丸爆炸威力提高2~3倍。这种大容量远程弹在有效射程内,当命中角为90°时,可穿透12mm厚的钢板(实验证实能穿透20mm厚),当命中角为30°时,可穿透钢板厚度为8mm。装在弹丸头部的着发延时引信确保弹丸在命中目标5ms以后,也就是弹丸穿人目标一定深度后再爆炸。
近炸引信预制破片弹用于对付空中目标,它的弹体用经淬火处理的硬钢制成,围绕弹体中部四周置满了约1300粒钨球,爆炸后的破片平均速度高达1430m/s。近炸引信利用多普勒原理工作,其灵敏度随目标的海拔高度的不同而改变,以防引信因海面杂波反射而误爆。两种新型弹药的主要性能如表4.2-2所列。
表4.2-2  炸药性能对照表

    目前,博福斯公司正在研制两种新型炮弹,一种是大容量弹底喷气增程弹(HCER-BB),初速950m/s,最大射程可达21km,弹丸重2.85kg,配有着发延时引信。另一种是预编程近炸引信预制破片弹(3P),在弹头部装有多功能预编程引信,能根据不同的目标选用合适的引爆炸点。弹体周围布满2400个小球,弹丸重2.4kg。
    (三)技术特点分析与评述
    MK2型SAK 57mm舰炮是80年代中期服役的新型中口径舰炮,设计中吸取了许多高新技术,使舰炮的总体性能明显提高,突出特点如下:
    1.新型炮塔设计
    瑞典博福斯公司最早将隐身技术用于MK2型57mm舰炮炮塔的外形设计,在炮塔的侧面采用三面折角过渡的外形取代了MKl型舰炮的二面垂直外形,从而有效地减小了敌方雷达的反射波。目前正在研制中的MK3型57mm舰炮的炮塔外形设计更加新颖,它的正前面和侧面均呈三角形,在不执行作战任务时,炮管可缩回到炮塔内,使该炮的隐身性能更加提高。瑞典海军计划将这种炮装备“维斯比”级隐形轻型护卫舰。
    2.广泛采用计算机控制技术  
    炮座上装有2台微处理机,用于控制火炮的供弹、瞄准和射击。机内存有所装舰艇对火炮瞄准和射击的限界预编程序。当舰艇上安装新设备时,程序修改可在舰上进行。该程序将控制舰炮精确地沿各种障碍物的轮廓进行瞄准和射击,因而扩大了舰炮的有效射界。
    3.新型的瞄准随动系统
    该系统以两条伺服回路为基础,具有极好的稳定性,也不会增大火控系统输入信号的高频杂波。它可使火炮瞄准误差降低到0.3mrad以下;如果与现代雷达火控系统相配,使用新型远程炮弹,在3级海情下工作,3000m距离处的火炮系统总误差可保持在1.9mrad的数量级。
    4.高发射率
    两条相对于火炮独立的供弹线,使火炮在射击过程中,可进行弹药再装填、弹种选择,保证炮座上始终存有120发备用弹,从而为高的发射率提供了充足的弹药。
七、意大利“布雷达’双管40L/70舰炮
    (一)研制背景   
    早在20世纪50年代,瑞典博福斯公司独家研制的40L/70舰炮(口径40mm,身管为70倍口径)就颇有影响了。当时,它有SAK40/70-315和SAK40/70-350两种型号,均为单管结构。英国、德国、西班牙等国都有意购买了该炮,并装于它们自行研制的各种炮座上。到20世纪60年代中期,博福斯公司授权于意大利布雷达(Breda)公司,允许该公司在AK40/70舰炮的基础上,开发新的火炮系统。至此,布雷达公司与博福斯公司相互协作,开始了共同发展新型40mm舰炮系统的研制工作。这种新型舰炮采用双管结构,由博福斯公司提供自动机,布雷达公司负责炮架、改进供弹系统和提供炮塔部分,在全炮的设计上,力求使机械结构更加紧凑,虽然为双炮管,但两管间距只有300mm;另外,更多地采用轻合金材料,有效地减小了重量。该炮于1974年研制成功并服役,命名为“布雷达”紧凑型双管40mm舰炮。  
    该炮可靠性好,射击精度高。从1976?1982年间,在意大利某军检场对该型舰炮进行了大量严格的射击精度试验,部分实测数据如表4.2-3所列。
表4.2-3  试验实测数据表
    它使用近炸引信预制破片弹,对付飞航式反舰导弹具有较强的杀伤威胁。在意大利“达多”(Dardo)近程反导武器系统中,被选中作为导弹的拦截武器。在所有的CIWS中,它独树一帜地应用了近炸间接命中毁伤机理来摧毁来袭的反舰导弹。虽说目前对这种命中毁伤体制的有效性存有争议,尤指它对付未来超音速反舰导弹效果欠佳,但它毕竟有值得借鉴可取的地方。有关的分析见下面的专门论述。另外,该炮还用于摧毁空中其他飞行目标,也可对付小型水上目标。据统计,紧凑型双管40mm舰炮已在阿根廷、科威特、委内瑞拉等20多个国家或地区海军舰艇上装备。
    (二)系统组成
    1.概述
    从时间上看,紧凑型双管40mm舰炮研制完成之时,正是意大利“达多”CIWS系统开始发展的时候,并被该系统选用。因此,目前装备在意大利驱逐舰、护卫舰等水面舰艇上的紧凑型舰炮大多属“达多"CIWS中的一部分,由“达多”火控系统控制。如果“达多”火控系统出现故障,紧凑型舰炮也可接受意大利NA30火控系统的控制,完成拦截导弹的任务。
    2.紧凑型舰炮系统概貌(见图4.2-11)
    该舰炮系统组成有:舰炮、弹鼓、炮位控制面板、变换机、电源柜、气水操作面板。  
    3.主要战术技术性能
    口径(mm)                  40
    身管长                    70倍口径
    初速(m/s)                1000
    射速(发/min)             2×300
    最大射程(m)               12500
    最大射高(m)               8700   
图4.2-11  紧凑型舰炮系统组成图
  俯仰范围(°)                       -13-+85
  水平瞄准速度(°/s)                90
  高低瞄准速度(°/s)                 60
  水平瞄准加速度(°/s2)             120
  高低瞄准加速度(°/s2)              120
  炮重/(无弹药)(t)                  5.6/5.4
  电源                               主电源为440V,3相/60Hz
                                     伺服电源为115V,单相/400Hz
  功耗(kW)                           4.5-8(跟踪和发射)
                                     13(峰值,捕获目标)
  4.舰炮各部分介绍
  (1)炮塔和弹舱(见图4.2-12)
图4.2-12舰炮及弹鼓内部结构图
    1?炮塔,由强化玻璃钢制成;2--活动护板;3一左炮管扇形移弹器,移送左
    路提升的炮弹并围绕左侧炮耳轴转动;4--右炮管扇形移弹器,移送右路提升
    的炮弹并围绕右侧炮耳轴转动;5口帮自动输弹和发射装置的“博福斯”双管
    俯仰机;6---后部的检修门,连同炮塔两侧的检修门,作为武器内部维修的进
    出口;7?旋回式功率驱动机;8?退壳槽;9?俯仰扇形齿弧;10--左炮管电
    磁发射机,两炮管的发射是独立的;11一左路供弹系统的400V,60Hz驱动
    电机;12--左路上部扬弹机;13一左炮管扇形移弹器与左路上部扬弹机的同
    步机械;  14?腑仰功率驱动机;15--排壳管道;16---射界障碍装置和射击限
    制器;17--弹舱;18--左路下部扬弹器;19--弹舱左区卸弹门;
    21)--弹舱右区装弹位置。
    火炮在正常运行期间,炮弹从弹舱中自动进入下部扬弹机,然后上升至上部扬弹机,炮弹继续被提升直至送入扇形移弹器中,移弹器随炮耳轴水平线来回摆动随时适应火炮的发射角。移弹器将炮弹移送给输弹器,随后,推弹人膛,关闩发射。
    紧凑型双管40mm舰炮拥有左、右2套完全相同且相互独立的扬、供、输弹系统,分别为左右2门炮提供炮弹。当一门火炮供弹发生故障时,另一门火炮可继续实施射击。位于炮塔内的供弹系统驱动电机(图中11),有慢速和快速输出。慢速输出用于驱动弹舱输弹器和扬弹机底部的转弹机;快速输出用于驱动扬弹机,确保扬弹机以每秒提取7发炮弹的速度工作。另外,扬弹机上部的转弹器、扇形移弹器也均由快速输出提供动力。
    该型舰炮弹舱也有A、B两型。A型弹舱为了层结构,能贮存736发炮弹;B型弹舱为4层结构,能贮存州发炮弹。按照舰艇甲板空间的设计要求,A、B两型弹舱在装舰时均可
置于甲板上,又可置于甲板下。
    (2)炮位控制面板
    该面板位于弹舱区附近。面板上装有按钮、开关和指示灯。它可不通过火控系统、直接由一人操作该面板上的有关按钮、开关,以使火炮完成装弹和退弹、火炮维护操作、炮管冷却的功能。当开关打到遥控挡(由火控系统控制),该面板可当作监视器,炮座上的各主要机械和电气部件均与该面板上的各指示灯电路相连,因此,当某一指示灯变红,则标出对应的某一故障的位置和故障原因类型。
    为了减低炮管烧蚀磨损,保持良好的射击精度,该40mm舰炮采用炮管自动冷却方式。当火炮发射到160发炮弹时,炮位控制面板上的红色闪光灯报警,按下冷却按钮,中断击发电路,炮管立即回到待发状态,炮管冷却装置启动,打开供水阀门,喷嘴自动插入炮室,喷注海水,待冷却完毕用气浪消除海水;冷却一般持续3s可明显延长炮管寿命。据布雷达公司介绍,该40mm舰炮如果装在小型舰艇上,通常采用60-70发连射方式,炮管温度不会升得很高,因此,也可不配装自动冷却装置。
    (3)电源变换机
    它包括1台400V、60Hz的三相异步电机和2台发电机。2台发电机靠电机提供的动力工作,其中一台为火炮伺服马达提供电能,另一台用于其他辅助马达。
    异步电机和2台发电机同轴旋转,它们的总体构成一个贮能飞轮。当火炮减速旋回和俯仰时,部分能量贮存在飞轮中;当火炮加速运动时,它可快速据供随动电机所需的50kVA的峰值功率,而仅需从舰上电源中吸收很小的功率(约为18kVA)。这样降低了对舰电源的影响,因而适装性好。
    (4)气水操作面板
    该面板为炮管冷却的接口设备,它包括:调节管中液体流量的电气阀,它受自动冷却程序的控制;减压阀;压力指示计。当冷却炮管时,按照冷却控制程序,操作该面板可从舰上得到所需的水和气。
    (5)弹药
    紧凑型舰炮配用以下几种主要弹药:
    ①高能爆破弹(HCHE),用于对付近程空中支援飞机、攻击型直升机、轻型装甲车辆和中、小型水面舰艇等目标。
    ②杀伤爆破曳光弹(HET),用于对付空中和海上目标,为北约的标准炮弹。
    ③近炸引信预制破片弹(PFHE),用于对付飞航导弹。
    ④曳光训练弹(PT)。   
    4种炮弹的主要性能参数见表4.2-4。
表4.2-4  4种炮弹主要性能表

    PFHEMK2
    HCHE
    HET
    PT

    初速/(m/s)   
    1025
    1030
    1005
    1005

    工作温度/(℃)
    -31~+60
    -40~+60
    -40~+60
    -40~+60

    弹丸重/g
    880
    870
    960
    960

    炸药重/g
    120
    165
    103


    引信类型
    近炸
    着发延时
    着发延时


    全弹长/mm
    534
    534
    534
    534

    全弹重/kg
    2.4
    2.4
    2.5
    2.5
近炸引信预制破片弹是“达多”C1WS系统的专用炮弹。它的近炸引信利用多普勒雷达原理,当与来袭目标相遇的距离达到其作用半径时,便可引爆炮弹。在弹壁四周装有650个钨球,弹体由特种钢制成,爆炸后能产生2400个碎片,平均飞散速度高达1500m/s。当来袭导弹目标遭到这数千多个碎片和钨球的撞击时,导弹制导部分的电子部件将受损而失灵,致使导弹不能按正确轨迹飞向预定目标。这就是近炸间接毁伤的实质。
    多年来,布雷达公司一直认为,对付低空飞行的导弹目标,近炸间接毁伤机理是一种极其有效的防御措施。首先,采用近炸引信明显提高了炮弹的命中率。该引信装有自动灵敏控制装置,它可随目标距海面的高度不同自动控制引爆半径。如果目标的截面直径为0.4m,飞行高度为5m,它的引爆半径控制为2.5m,则相当于把目标可杀伤面直径增大到5.4m,为导弹实际截面直径的190倍;对距海面40m高的同类目标的引爆半径控制为4.5m,相当于把导弹实际截面直径扩大为500倍。由此不难看出,目标的等效面积扩大了,炮弹的命中率随之而提高。另外,引信中的灵敏控制装置还可防止由于海浪杂波引起过早引爆。
    根据布雷达公司的研究报告,在典型导弹制导部分的侧面,仅25%左右有10mm厚的杜拉铝作为保护层,它覆盖着功率发电机、转换器等部件;其余一半多的制导部分是由于相当于6mm厚的杜拉铝保护,它覆盖着自动驾驶仪、脉冲收发机等部件;而覆盖着电气接线柱之类的杜拉铝则只有2mm厚。在进行大量有关破片对目标各处不同厚度的穿透能力与引信引爆半径之间的关系的动态试验之后,布雷达公司总结中指示:击中弹体的破片约近半数可穿透6mm厚的杜拉铝防护层,约1/3可穿透10mm厚的杜拉铝防护层。从这个意义上看,近炸引信预制破片弹对付导弹具有一定的毁伤威力。
    值得一提的是,上述研究是在肋年代初期,以当时在役的亚音速反舰导弹为研究对象的情况下进行的。如今,反舰导弹的飞行速度已明显提高,超音速飞行已成为它的必然发展趋势,在此之下,近炸间接杀伤机理将暴露出一些问题。第一,当导弹制导系统的电子元件遭到破损后,要滞后一段时间才能使导弹偏航。布雷达公司曾从理论上研究过这段时间,结论是:对1Ma的导弹,最大失效时间为3 s,因此,拦截导弹的最近距离不得小于900m,否则,即使导弹遭到破坏而偏航,目标舰仍会有被受伤的导弹击中的可能性。如果导弹速度为2Ma,甚至更快,导弹的拦截近距限必然要加大,致使拦截区段大大缩小。第二,若一发炮弹在2Ma导弹头部垂面上距轴线1.5m处引爆,引爆后的炮弹碎片飞散速度为1500m/s,当弹片飞抵导弹弹体时,导弹头部已前移约1m。此时,制导头有可能已越过了碎片飞散区而免遭碎片的撞损,造成拦截失效。导弹速度越快,这一问题越加突出。另外,新型反舰导弹也采用了许多相应的反对抗技术,弹体加装保护装甲;使得飞散破片和重金属球无法穿透。通过上述分析,不难看出,近炸间接杀伤机理在某些场合下的应用效果并不理想,如何突破这些局限性有待于深入探讨。
(三)技术特点分析与评述
    1.技术特点
    (1)适装性好
    “布雷达”双管40mm舰炮按弹舱贮量不同可向用户提供A(444发弹)、B(736发弹)两型。根据装舰要求,弹舱可置于甲板上或甲板下,因此,适应于广泛装备各级水面舰艇。
    (2)严谨的电力控制
    伺服电机通过一个周转齿轮箱来驱动火炮旋回和俯仰动作,粗、精调同步机给出旋回和俯仰的定位误差,齿轮箱里的测速发电机将误差信号返馈回去,使随动系统的动态误差减小到最低限度。在正弦运动跟踪条件下,最大方向误差为±1.45mrad(当振幅A:±40°,频率f=0.16Hz时),最大高低误差为±1.5mrad(当A=±30°,f=0.16Hz时)。
    (3)峰值功率需求的自动限制
    电源变换机相当于一个飞轮贮能装置。当火炮在短暂周期内,需要大功率(高于50kW)电能时,该装置能迅速释放出较大能量,使火炮从舰上电源中吸收的功率小于18kVA。它即保证了火炮的正常发射,又不会影响舰上其他设备的正常工作。
    而且,弹舱备用弹种多、贮弹量大、火炮可靠性好、自动化程度高,这些特性均使火炮能实施高精度地长时间射击。   
    2.发展情况
    采用预制碎片弹拦截来袭导弹的有效方法是利用碎片弹引爆后,向四周飞溅的上千个碎片和重金属钨球击伤导弹的电子部件,使其偏航,失去跟踪预定目标的能力。但是,受伤的导弹如果离目标舰很近,仍存在极大威胁。因此,采用此方法对付反舰导弹的拦截距离不能离目标舰太近,前面曾讨论过,这个距离不得小于900m。而且,随着反舰导弹的速度越来越快,这个距离将会更大,因此,在距目标舰1000m之内的区域上出现了防御断层。为此,从80年代中期开始,布雷达公司着手研究如何使小口径舰炮末端防御措施更完善,效果更好。它们首先提出了“双重命中机理”体制,即,在3000m?1000m的距离上,使用近炸引信预制碎片弹;在1000m以内,采用高速发射弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),直接摧毁来袭导弹。为了实现两种杀伤机理相结合之目的,布雷达公司于1986年研制成功了快速型双管40mm舰炮(见图4.2-13),它是在布雷达紧凑型双管40mm炮的基础上改进发展起来的。首先从提高40mm炮的发射速度人手,采取许多改进措施,使本来就很高的射速600发/min,又提高到900发/min。   
    从它的内部结构图可看出,许多地方都与原紧凑型有明显不同:   
    ①在火炮两侧各增装了一个上层弹仓,用于存放弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),贮量为200发。
    ②扇形移弹器设计成双排,上排移送上层弹仓中的APFSDS炮弹,下排移送从下扬弹机提升的PFHE炮弹。据了解,更换弹种的时间不到0.5s。
    ③改进了反后座装置。
    反后座装置缩短了该装置中活动部件的动作行程,后座长度从“紧凑”型230mm缩短到100mm,同时加快了炮闩的开闭肘间和输弹周期,进而使射击周期缩短了50%。  
    ④输弹机是重新设计的,以达到炮弹从供弹位置到炮闩进入炮膛所经过的路径最短。
    ⑤采用了新型的数字伺服控制系统,提高了炮座瞄准速度。
    ⑥快速型舰炮使用的三种弹药有PFHE、HET和APFSDS,这些弹药的技术性能均有明显提高。
    八、俄罗斯AK-630M型6管30mm舰炮   
    (一)研制背景与计划
6管30mm舰炮是俄罗斯海军标准的舰载小口径末段反导武器。它的第一代产品,即AK-630型,由俄罗斯图拉仪器制造设计院负责研制,于60年代中期正式装备舰队,成为世
图4.2-13  快速型双管40mm炮内构图
    1?炮塔,强化玻璃钢制成;2--活动护板;3?左炮管双排扇形移弹器,输送左
    路提升的炮弹并围绕左侧炮耳轴转动;4--带移弹助推器的炮弹转运器;5--右
    炮管双排扇形移弹器,输送右路提升的炮弹并围绕右侧炮耳轴转动;6---改进型
    带自动输弹和发射系统的双管俯仰机;7?后部检修门;8?旋回功率驱动器;
    9--药筒退弹槽;10?俯仰扇形齿弧;11?左炮管电磁发射机,两个炮管的发射
    是独立的;12--左路供弹系统的功率驱动器;13--左路上部扬弹机;14--扇形
    移弹器差动齿轮;15一上层弹仓移弹器;16--左部APFSDS弹仓(右部是对称
    的);17?左部APFSDS弹仓装弹站口;18?俯仰功率驱动器;19---射界障碍装
    置和射击限制器;20?左路底层炮弹下扬弹机;21一弹舱左区卸弹门;22---弹
    舱右区装弹位置;23一PFHE弹舱,分为左、右2个各自独立的部分。   
    界上自导弹武器问世之后最早的近程反导武器,并逐步取代了俄罗斯海军老式的AK-230型双管30mm舰炮。AK?630M型是AK-630的改进型,两型号的主要区别是AK-630M型的弹箱是扇形结构,AK-630型的弹箱是柜形结构。目前,AK-630/AK?630M型广泛装备于俄罗斯海军的各级水面舰艇,并出口于印度、波兰、罗马尼亚、保加利亚、也门等许多国家。其基本作战任务是:拦截来袭反舰导弹、飞机、直升机等空中目标;摧毁小型海上目标和漂雷;消灭敌岸上暴露的有生力量和火力点。
    在反舰导弹的攻击战术日趋多样化、技术性能更加先进,越来越难以对付的紧迫之下,前苏联图拉仪器制造设计院于1975年开始,在对AK-630M舰炮自动机改进的基础上,配备8枚9M311-1型防空导弹,组装在同一基座上,研制成功了“卡什坦””(KASHTAN,西方称为CADS?N?1)弹炮合一近程武器系统,用于对付90年代以后出现的新的空中威胁。该系统已装舰使用,大多数均装备于俄罗斯海军90年代服役的新型舰艇。例如,1991年服役的“库兹涅佐夫”(Admiral Kuznetsov)级新型航母,1994年服役的“勇敢”Ⅱ级“巴西斯蒂上将”(Admiral Basisty)号新型导弹驱逐舰,1993年服役的“无畏”(Neustrashimy)级导弹护卫舰等均装有“卡什坦”系统。
    (二)系统组成
    1.概述   
    AK-630M舰炮主要由“低音帐篷”(Bass Tilt)火控雷达控制,该型雷达是俄罗斯海军用于控制小口径舰炮对空作战的主用雷达。在俄罗斯海军同类型雷达中,它是最先进的一种。它于20世纪70年代中期服役,工作在H/J波段。
    2.AK-630M舰炮的主要战术技术性能
    口径(mM)                        30
    炮管数                          6根
    射速(发/min)                   4000~5000
    初速(m/s)                      890
    射程(m)                         4000~5000
    弹箱备弹量(发)                   2000
    俯仰范围(°)                     -12~+88
    旋回范围(°)                     ±180
    高低瞄准速度(°/s)              50
    水平瞄准速度(°/s)              70
    炮重(不含弹与炮外设备,kg )      1000
    电源                             380V  50Hz
                                     220V  400Hz   
    3.AK-630M舰炮组成(见图4.2-14)   
    (1)发射系统
    AK-630M舰炮采用AO-18型自动机和6根30mm炮管组成发射系统。AO-18型自动机由活塞、曲柄、连杆装置和齿条、齿轮机构等部件组成,是内能转管型,它借助于发射炮弹时的高温高压火药气体,推动气缸内的活塞作往复运动,再通过齿条、齿轮机构将活塞的直线运动转为炮管的旋转运动。在启动火炮发射时,冷却系统随即开始工作。它采用身管外套筒循环淡水冷却法,降低炮管温度,延长炮管寿命。
    (2)扬、供弹系统   
    包括扇形弹箱与柔性和刚性导引。
    AK-630M舰炮的扬弹导引包括螺旋导引(25)和下装弹口箱(33)左侧至自动机的柔性导引两部分。螺旋导引将由弹箱出来的炮弹导引到下装弹口箱(33),经由(33)左侧的软导引上扬至自动机的受弹口。(33)位于舰炮旋回中心附近,为的是减小舰炮的旋回惯量。
    (3)弹药   
    AK-630M舰炮使用的炮弹有UOF-84杀伤燃烧弹和UOR-84型杀伤曳光弹,它们均为定装式,使用MG-32碰炸引信。UOF-384弹重384g,UOR-84型弹重388g。
图4.2?14  AK-630M舰炮组成结构图
    1一电缆;2?控制箱;3一弹箱;4--冷却水管;5--绞车固定轴;6--高低液压泵阀
    箱操作杆;7--方向液压泵阎操作杆;8--柔性导引;9--基座;10--方向限制块;
    11一托架;12--方向限制电路切断机构;13一自动机;14?炮眼护板;15--链、壳
    导槽;16--三防罩;17--三防罩拉杆;18?航行固定器;19--方向缓冲器;20?卡
    板;21一高低液压电机;22?方向液压电机;23一气动拉紧装置;24?上装弹口
    盖;25?螺旋导引;26?气包;27?油水分离器;28?冷却箱;29?冷却水泵;
    30?底座;31?水泵电机;32?手柄;3--下装弹口箱;34?下装弹口。
    (三)技术特点分析与评述
    1.适装性好
    AK-630M舰炮成功地采用内能(燃烧的火药气体能量)驱动炮管转动,大大降低了全炮的电力消耗,这是该型舰炮最突出的优点。由于全炮功率低,约为20kW,仅仅是荷兰“守门员”近程武器系统(CIWS)中CAU-8/A炮转管动力的1/3。使它不仅能安装于大型舰艇,而且还适合小型舰艇使用,因而具有良好的适装性,是世界上其它CIWS无法相媲美的。
    2.持续作战能力强
    实施了炮管外套筒循环淡水冷却使AK-30M舰炮一次连射高达400发,间隔30s后又
  可射出400发;再加上弹药基数大,是美国“密集阵”MKl5-0型CIWS的2倍,也是荷兰“守门员”CIWS的2倍,使得舰炮能够连续多批次地反击来袭的反舰导弹,大大提高了该炮的持续作战能力。
    3.射击精度高
    AK-630M舰炮射击精度高,弹丸散布好,200m连发立靶密集度一般小于1 .5密位,易形成“窗口饱和”拦截导弹。
    4.三防罩具有特色
    三防罩内装有稀释装置,可降低残留的火药气体浓度,以防其浓度增加而爆炸。三防罩内还装有气压控制装置,射击中,一旦罩内气压超过了规定值,罩后盖会自动开启一个长缝而向外排气,待降压后自行复位关盖。
    5.反应速度快
    采用内能驱动炮管转动大大提高了炮座的快速反应能力。例如,“守门员”系统的GAU-8/A转管炮采用外能驱动,达到高射速需0.55s,而AK-630M转管炮只需0.2s左右,有利于对突发性近距离反舰导弹的拦击。
    此外,采用电子管式的电液随动系统有利总体布局,但要事先预热,如不提前开机将会影响快速反应。采用集中控制,炮位上开关少,可靠性好,制动性强,加速度大。   
    (四)“卡什坦”弹炮合一反导系统简介
    1.系统组成
    “卡什坦”系统由指挥单元和战斗单元两大部分组成。指挥单元包括搜索雷达、计算机
  和显示控制台等,主要功能是,自动搜索目标、识别真伪目标、威胁判断;进行目标分配和目标指示。战斗单元包括跟踪雷达、制导雷达、光电系统、火控台、2组四联装舰空导弹和双联装6管30咖转管炮组成,它们装在同一转塔上。主要功能是:接收目标指示,自动捕获和跟踪目标,对目标运动参数进行滤波、解算射击诸元,控制导弹发射、对导弹制导和舰炮射击。   
    根据舰艇的不同排水量和所担负的任务,“卡什坦”系统的指挥单元和战斗单元可灵活地组成多种配置形式。例如,“库兹涅佐夫”级航母上装有2套指挥单元和8套战斗单元。对小型水面舰艇,可只配置1套指挥单元和1-2套战斗单元。
    2.主要技术特点
    (1)采用先进的目标搜索和目标跟踪技术,提高了抗干扰能力
    搜索雷达采用2个背靠背式双波束天线,宽波束(40°)为搜索中、高空目标提供了足够的搜索扇面,确保了一定的目标发现概率;窄波束(4°)专用于搜索低空掠海目标和点迹跟踪,具有良好的抗海杂波和镜像的干扰。
    在海上能见度允许的情况下,还可自动转换成光电跟踪,它使用图形相关跟踪方式,仍具有很强的抗干扰能力,和很高的跟踪精度。
    (2)采用弹炮结合,对目标进行分段拦截
    9M311型防空导弹的有效拦截区段为8000-1500m,毁伤概率为0.8-0.9;双联装6管30mm转管炮的发射率可达10000发/min,对未来超音速(2Ma)导弹的拦截区段为1800?500m,毁伤概率约为0.5。弹炮结合后,在8000?500m的范围内,构成了重叠的拦截火力,毁伤概率可高达0.95,能够非常有效地反击来袭的高速目标。
    (3)舰空导弹采用多部雷达多种制导方式,。制导精确可靠
    防空导弹有雷达指令和红外制导两种。雷达制导以波宽为6°、4°、1°的3部雷达进行分段制导,自动进行转换。在导弹飞行弹道的初段由波宽为6°的雷达制导,中段由4°的雷达制导,末段转为1°的雷达制导。在雷达受到严重干扰且气象条件允许的条件下,可使用波长为0.9-1.06/um的近红外制导方式,制导精度为0.05密位。
    (4)采用性能优良的GSH-30K型转管炮   
    该炮是在AK-630型舰炮的基础上改进而成的。它保留了AK-630型舰炮的转管自动机内能驱动结构,改进以汽化水代替了循环水冷却;改用无链供弹方式;采用先进的数字式交流脉宽调速随动系统,改善了转塔的跟踪性能。该炮可靠性好,平均故障间隔弹发数高达4000发。
(三)技术特点分析与评述
    1.技术特点
    (1)适装性好
    “布雷达”双管40mm舰炮按弹舱贮量不同可向用户提供A(444发弹)、B(736发弹)两型。根据装舰要求,弹舱可置于甲板上或甲板下,因此,适应于广泛装备各级水面舰艇。
    (2)严谨的电力控制
    伺服电机通过一个周转齿轮箱来驱动火炮旋回和俯仰动作,粗、精调同步机给出旋回和俯仰的定位误差,齿轮箱里的测速发电机将误差信号返馈回去,使随动系统的动态误差减小到最低限度。在正弦运动跟踪条件下,最大方向误差为±1.45mrad(当振幅A:±40°,频率f=0.16Hz时),最大高低误差为±1.5mrad(当A=±30°,f=0.16Hz时)。
    (3)峰值功率需求的自动限制
    电源变换机相当于一个飞轮贮能装置。当火炮在短暂周期内,需要大功率(高于50kW)电能时,该装置能迅速释放出较大能量,使火炮从舰上电源中吸收的功率小于18kVA。它即保证了火炮的正常发射,又不会影响舰上其他设备的正常工作。
    而且,弹舱备用弹种多、贮弹量大、火炮可靠性好、自动化程度高,这些特性均使火炮能实施高精度地长时间射击。   
    2.发展情况
    采用预制碎片弹拦截来袭导弹的有效方法是利用碎片弹引爆后,向四周飞溅的上千个碎片和重金属钨球击伤导弹的电子部件,使其偏航,失去跟踪预定目标的能力。但是,受伤的导弹如果离目标舰很近,仍存在极大威胁。因此,采用此方法对付反舰导弹的拦截距离不能离目标舰太近,前面曾讨论过,这个距离不得小于900m。而且,随着反舰导弹的速度越来越快,这个距离将会更大,因此,在距目标舰1000m之内的区域上出现了防御断层。为此,从80年代中期开始,布雷达公司着手研究如何使小口径舰炮末端防御措施更完善,效果更好。它们首先提出了“双重命中机理”体制,即,在3000m?1000m的距离上,使用近炸引信预制碎片弹;在1000m以内,采用高速发射弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),直接摧毁来袭导弹。为了实现两种杀伤机理相结合之目的,布雷达公司于1986年研制成功了快速型双管40mm舰炮(见图4.2-13),它是在布雷达紧凑型双管40mm炮的基础上改进发展起来的。首先从提高40mm炮的发射速度人手,采取许多改进措施,使本来就很高的射速600发/min,又提高到900发/min。   
    从它的内部结构图可看出,许多地方都与原紧凑型有明显不同:   
    ①在火炮两侧各增装了一个上层弹仓,用于存放弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),贮量为200发。
    ②扇形移弹器设计成双排,上排移送上层弹仓中的APFSDS炮弹,下排移送从下扬弹机提升的PFHE炮弹。据了解,更换弹种的时间不到0.5s。
    ③改进了反后座装置。
    反后座装置缩短了该装置中活动部件的动作行程,后座长度从“紧凑”型230mm缩短到100mm,同时加快了炮闩的开闭肘间和输弹周期,进而使射击周期缩短了50%。  
    ④输弹机是重新设计的,以达到炮弹从供弹位置到炮闩进入炮膛所经过的路径最短。
    ⑤采用了新型的数字伺服控制系统,提高了炮座瞄准速度。
    ⑥快速型舰炮使用的三种弹药有PFHE、HET和APFSDS,这些弹药的技术性能均有明显提高。
    八、俄罗斯AK-630M型6管30mm舰炮   
    (一)研制背景与计划
6管30mm舰炮是俄罗斯海军标准的舰载小口径末段反导武器。它的第一代产品,即AK-630型,由俄罗斯图拉仪器制造设计院负责研制,于60年代中期正式装备舰队,成为世
图4.2-13  快速型双管40mm炮内构图
    1?炮塔,强化玻璃钢制成;2--活动护板;3?左炮管双排扇形移弹器,输送左
    路提升的炮弹并围绕左侧炮耳轴转动;4--带移弹助推器的炮弹转运器;5--右
    炮管双排扇形移弹器,输送右路提升的炮弹并围绕右侧炮耳轴转动;6---改进型
    带自动输弹和发射系统的双管俯仰机;7?后部检修门;8?旋回功率驱动器;
    9--药筒退弹槽;10?俯仰扇形齿弧;11?左炮管电磁发射机,两个炮管的发射
    是独立的;12--左路供弹系统的功率驱动器;13--左路上部扬弹机;14--扇形
    移弹器差动齿轮;15一上层弹仓移弹器;16--左部APFSDS弹仓(右部是对称
    的);17?左部APFSDS弹仓装弹站口;18?俯仰功率驱动器;19---射界障碍装
    置和射击限制器;20?左路底层炮弹下扬弹机;21一弹舱左区卸弹门;22---弹
    舱右区装弹位置;23一PFHE弹舱,分为左、右2个各自独立的部分。   
    界上自导弹武器问世之后最早的近程反导武器,并逐步取代了俄罗斯海军老式的AK-230型双管30mm舰炮。AK?630M型是AK-630的改进型,两型号的主要区别是AK-630M型的弹箱是扇形结构,AK-630型的弹箱是柜形结构。目前,AK-630/AK?630M型广泛装备于俄罗斯海军的各级水面舰艇,并出口于印度、波兰、罗马尼亚、保加利亚、也门等许多国家。其基本作战任务是:拦截来袭反舰导弹、飞机、直升机等空中目标;摧毁小型海上目标和漂雷;消灭敌岸上暴露的有生力量和火力点。
    在反舰导弹的攻击战术日趋多样化、技术性能更加先进,越来越难以对付的紧迫之下,前苏联图拉仪器制造设计院于1975年开始,在对AK-630M舰炮自动机改进的基础上,配备8枚9M311-1型防空导弹,组装在同一基座上,研制成功了“卡什坦””(KASHTAN,西方称为CADS?N?1)弹炮合一近程武器系统,用于对付90年代以后出现的新的空中威胁。该系统已装舰使用,大多数均装备于俄罗斯海军90年代服役的新型舰艇。例如,1991年服役的“库兹涅佐夫”(Admiral Kuznetsov)级新型航母,1994年服役的“勇敢”Ⅱ级“巴西斯蒂上将”(Admiral Basisty)号新型导弹驱逐舰,1993年服役的“无畏”(Neustrashimy)级导弹护卫舰等均装有“卡什坦”系统。
    (二)系统组成
    1.概述   
    AK-630M舰炮主要由“低音帐篷”(Bass Tilt)火控雷达控制,该型雷达是俄罗斯海军用于控制小口径舰炮对空作战的主用雷达。在俄罗斯海军同类型雷达中,它是最先进的一种。它于20世纪70年代中期服役,工作在H/J波段。
    2.AK-630M舰炮的主要战术技术性能
    口径(mM)                        30
    炮管数                          6根
    射速(发/min)                   4000~5000
    初速(m/s)                      890
    射程(m)                         4000~5000
    弹箱备弹量(发)                   2000
    俯仰范围(°)                     -12~+88
    旋回范围(°)                     ±180
    高低瞄准速度(°/s)              50
    水平瞄准速度(°/s)              70
    炮重(不含弹与炮外设备,kg )      1000
    电源                             380V  50Hz
                                     220V  400Hz   
    3.AK-630M舰炮组成(见图4.2-14)   
    (1)发射系统
    AK-630M舰炮采用AO-18型自动机和6根30mm炮管组成发射系统。AO-18型自动机由活塞、曲柄、连杆装置和齿条、齿轮机构等部件组成,是内能转管型,它借助于发射炮弹时的高温高压火药气体,推动气缸内的活塞作往复运动,再通过齿条、齿轮机构将活塞的直线运动转为炮管的旋转运动。在启动火炮发射时,冷却系统随即开始工作。它采用身管外套筒循环淡水冷却法,降低炮管温度,延长炮管寿命。
    (2)扬、供弹系统   
    包括扇形弹箱与柔性和刚性导引。
    AK-630M舰炮的扬弹导引包括螺旋导引(25)和下装弹口箱(33)左侧至自动机的柔性导引两部分。螺旋导引将由弹箱出来的炮弹导引到下装弹口箱(33),经由(33)左侧的软导引上扬至自动机的受弹口。(33)位于舰炮旋回中心附近,为的是减小舰炮的旋回惯量。
    (3)弹药   
    AK-630M舰炮使用的炮弹有UOF-84杀伤燃烧弹和UOR-84型杀伤曳光弹,它们均为定装式,使用MG-32碰炸引信。UOF-384弹重384g,UOR-84型弹重388g。
图4.2?14  AK-630M舰炮组成结构图
    1一电缆;2?控制箱;3一弹箱;4--冷却水管;5--绞车固定轴;6--高低液压泵阀
    箱操作杆;7--方向液压泵阎操作杆;8--柔性导引;9--基座;10--方向限制块;
    11一托架;12--方向限制电路切断机构;13一自动机;14?炮眼护板;15--链、壳
    导槽;16--三防罩;17--三防罩拉杆;18?航行固定器;19--方向缓冲器;20?卡
    板;21一高低液压电机;22?方向液压电机;23一气动拉紧装置;24?上装弹口
    盖;25?螺旋导引;26?气包;27?油水分离器;28?冷却箱;29?冷却水泵;
    30?底座;31?水泵电机;32?手柄;3--下装弹口箱;34?下装弹口。
    (三)技术特点分析与评述
    1.适装性好
    AK-630M舰炮成功地采用内能(燃烧的火药气体能量)驱动炮管转动,大大降低了全炮的电力消耗,这是该型舰炮最突出的优点。由于全炮功率低,约为20kW,仅仅是荷兰“守门员”近程武器系统(CIWS)中CAU-8/A炮转管动力的1/3。使它不仅能安装于大型舰艇,而且还适合小型舰艇使用,因而具有良好的适装性,是世界上其它CIWS无法相媲美的。
    2.持续作战能力强
    实施了炮管外套筒循环淡水冷却使AK-30M舰炮一次连射高达400发,间隔30s后又
  可射出400发;再加上弹药基数大,是美国“密集阵”MKl5-0型CIWS的2倍,也是荷兰“守门员”CIWS的2倍,使得舰炮能够连续多批次地反击来袭的反舰导弹,大大提高了该炮的持续作战能力。
    3.射击精度高
    AK-630M舰炮射击精度高,弹丸散布好,200m连发立靶密集度一般小于1 .5密位,易形成“窗口饱和”拦截导弹。
    4.三防罩具有特色
    三防罩内装有稀释装置,可降低残留的火药气体浓度,以防其浓度增加而爆炸。三防罩内还装有气压控制装置,射击中,一旦罩内气压超过了规定值,罩后盖会自动开启一个长缝而向外排气,待降压后自行复位关盖。
    5.反应速度快
    采用内能驱动炮管转动大大提高了炮座的快速反应能力。例如,“守门员”系统的GAU-8/A转管炮采用外能驱动,达到高射速需0.55s,而AK-630M转管炮只需0.2s左右,有利于对突发性近距离反舰导弹的拦击。
    此外,采用电子管式的电液随动系统有利总体布局,但要事先预热,如不提前开机将会影响快速反应。采用集中控制,炮位上开关少,可靠性好,制动性强,加速度大。   
    (四)“卡什坦”弹炮合一反导系统简介
    1.系统组成
    “卡什坦”系统由指挥单元和战斗单元两大部分组成。指挥单元包括搜索雷达、计算机
  和显示控制台等,主要功能是,自动搜索目标、识别真伪目标、威胁判断;进行目标分配和目标指示。战斗单元包括跟踪雷达、制导雷达、光电系统、火控台、2组四联装舰空导弹和双联装6管30咖转管炮组成,它们装在同一转塔上。主要功能是:接收目标指示,自动捕获和跟踪目标,对目标运动参数进行滤波、解算射击诸元,控制导弹发射、对导弹制导和舰炮射击。   
    根据舰艇的不同排水量和所担负的任务,“卡什坦”系统的指挥单元和战斗单元可灵活地组成多种配置形式。例如,“库兹涅佐夫”级航母上装有2套指挥单元和8套战斗单元。对小型水面舰艇,可只配置1套指挥单元和1-2套战斗单元。
    2.主要技术特点
    (1)采用先进的目标搜索和目标跟踪技术,提高了抗干扰能力
    搜索雷达采用2个背靠背式双波束天线,宽波束(40°)为搜索中、高空目标提供了足够的搜索扇面,确保了一定的目标发现概率;窄波束(4°)专用于搜索低空掠海目标和点迹跟踪,具有良好的抗海杂波和镜像的干扰。
    在海上能见度允许的情况下,还可自动转换成光电跟踪,它使用图形相关跟踪方式,仍具有很强的抗干扰能力,和很高的跟踪精度。
    (2)采用弹炮结合,对目标进行分段拦截
    9M311型防空导弹的有效拦截区段为8000-1500m,毁伤概率为0.8-0.9;双联装6管30mm转管炮的发射率可达10000发/min,对未来超音速(2Ma)导弹的拦截区段为1800?500m,毁伤概率约为0.5。弹炮结合后,在8000?500m的范围内,构成了重叠的拦截火力,毁伤概率可高达0.95,能够非常有效地反击来袭的高速目标。
    (3)舰空导弹采用多部雷达多种制导方式,。制导精确可靠
    防空导弹有雷达指令和红外制导两种。雷达制导以波宽为6°、4°、1°的3部雷达进行分段制导,自动进行转换。在导弹飞行弹道的初段由波宽为6°的雷达制导,中段由4°的雷达制导,末段转为1°的雷达制导。在雷达受到严重干扰且气象条件允许的条件下,可使用波长为0.9-1.06/um的近红外制导方式,制导精度为0.05密位。
    (4)采用性能优良的GSH-30K型转管炮   
    该炮是在AK-630型舰炮的基础上改进而成的。它保留了AK-630型舰炮的转管自动机内能驱动结构,改进以汽化水代替了循环水冷却;改用无链供弹方式;采用先进的数字式交流脉宽调速随动系统,改善了转塔的跟踪性能。该炮可靠性好,平均故障间隔弹发数高达4000发。
九、美国“密集阵”(Phalanx)近程武器系统
    (一)研制背景与计划
    美国“密集阵”(Phalanx)系统是一种较成功且广泛装舰使用的近程武器系统(CLWS)。早在60年代中期,美国海军作战部曾提出,需要一种能够对付突破“海麻雀”点防导弹系统的“漏网”反舰导弹和飞机的舰炮武器系统。1969年,美海军与美国通用动力公司(General Dynamics Corporation)波莫纳(Pomona)分公司正式签定合同,该合同委托波莫纳分公司研究上述系统的可行性。当时,合同要求比较紧迫,几年后,“密集阵”初型?MKl5-0型样机研制出来,并于1973年装于美海军“金”(King)级导弹驱逐舰。但由于当时美国国会一些人对这种武器系统能否有效摧毁来袭的反舰导弹有怀疑,致使延缓了计划进程,直到1979年才开始投产并于第二年春正式装备美海军舰队。首批“密集阵”系统最先装备于“企业”(Enterprise)号和“美国”(America),号航母上,随后陆续装备美海军各级水面舰艇,并出口于澳大利亚、巴西、加拿大、希腊、以色列、日本等国家。
    “密集阵”系统从样机诞生到正式装备舰队,历时7年之久。在此期间,该系统一直是一边试验一边不断改进,并没有因稍有成果就盲目投产,因此,使系统的研制没有走大的弯路。1977年8月,经美海军作战部部长批准,“密集阵”系统才正式批量生产,截止到1986年,一直保持着以平均5套/月的生产速度。最近,英国签定了2套系统的订购合同,其价格为12.5×106美元/套。
    “密集阵”系统主要以近距离防空为主,它协同中、远程防空系统,实现对空中目标的纵深防御。另外,该系统还可在常规的光学目标指示器的控制下,以付小型水面目标。
    (二)系统组成(见图4.2-15)
    “密集阵”系统采用模块式结构。一对雷达天线(搜索和跟踪)、一台Ku波段共用发射机、M61A1-6管20mm“转管炮可携带1000发炮弹、炮座动力传动系统和电子密封框等部件均装在一个底座上,形成“三位一体”,组成一个独立系统。
    1.SPG-60雷达
    该雷达包括一对搜索、跟踪天线,天线随动系统和稳定平台。它采用高重复频率的脉冲多普勒体制,工作在Ku波段。它的搜索天线探测距离为5.12km,所提供的扇形波束覆盖
图4.2-15  “密集阵”系统模块图
  了所需的整个垂直区域,使“密集阵”火炮既能对付俯冲式反舰导弹,也能应付掠海式反舰导弹。在搜索目标时,它采用高、中、低三个重复频率探测目标,很好地解决了距离模糊和距离遮挡的问题,确保很准确地探测到真实目标。它的跟踪天线最大跟踪距离为1.829km,其垂直电子束宽度很窄,在捕获目标时,能在垂直方向上准确地搜索。
    “密集阵”系统首次使用了电子闭环校正系统。在该系统中,搜索和跟踪天线用于跟踪来袭目标,同时还跟踪射出的炮弹,以便测量每次点射和目标之间的角误差进行不断校正,直到逼近的目标被命中为止。这种闭环校正系统能够有效克服常规火控系统中难以根治的某些静态和动态误差,使这些误差减小到最低限度。据介绍,试验表明采用闭环校正可以将射击误差从5~10mrad降到1~2mrad。
    2.M61A1型火炮组件
    该组件主要包括M6141型自动机和驱动部件、螺旋式供弹鼓等,它是在美国空军一种老式航炮的基础上改进设计而成的。它自动化程度高,工作十分可靠,平均故障间隔发数为10000发。它采用6管旋转结构,供弹鼓位于炮管组下方,弹鼓既是贮弹箱(可贮存1000发炮弹),又是供、排弹系统;弹鼓的出弹口与M61A1自动机的进弹口相对接。启动射击时,在外部液压马达的驱动下,弹鼓随着炮管同步转动,完成向火炮输弹和排弹壳的功能。
    M61A1型火炮主要技术性能如下:
    口径(mm)                   20
    管长                       76倍口径
    发射率(发/min)            3000   
    弹丸初速(m/s)             1097   
    有效射程(m)                1500
    转管炮寿命(发)             150000
    弹鼓再装填速度(发/min)    400
    弹鼓寿命(发)               240000
    炮重(带足弹/不带弹)(kg)   558.4/413
    旋回范围(°)               310
    俯仰范围(°)               -25~+80
    水平瞄准速度(/°s)         126
    高低瞄准速度(°/s)        92
    电源                       440V,60Hz,3相
    3.炮座支撑组件和炮座驱动装置
    炮座支撑组件主要包括旋回平台,摇架、托板、两侧支架等,两侧支架置于旋回平台上通过摇架、托板支撑着转管炮和雷达随动系统装置。这些大件都采用铝合金镶嵌钢件结构,并组合装配一起,既保证了足够的强度又减轻了重量。
    炮座驱动装置包括有高低驱动装置和方向驱动装置。高低驱动装置中的高低齿轮箱、高低马达/转速机、人工手把插口等部件均装在两侧支架上;方向驱动装置中的齿轮箱,凸轮锁块、制动器、大齿圈等部件安装在旋回平台上,为炮座提供旋回驱动力。
    4.MKl49型次口径脱壳(APDS)炮弹
    该型炮弹是“密集阵”系统使用的反导专用炮弹。它由弹心(也称穿透器)、弹罩(也称软壳)、推板(也称底托)等部件组成。最初研制的弹心采用贫化铀材料,它是核武器生产过程中的副产品,其密度比钢大2.5倍,具有很强的穿透力。但在炮弹制造中,贫化铀有辐射,对周围环境不利,而且加工难度大,因此,从1991年起停止了贫化铀弹心的生产,改用密度与其相当的碳化钨材料,提高了安全性。
    弹心装在弹罩内,其后部有一个带导引弹带的推板,通过一个销钉将弹罩插入推板的螺纹结合部位,防止二者分离。当炮弹离开炮口时,借助于炮口气流的作用,推板离开弹心,使弹心高速飞行。
    5.随动系统
    “密集阵”舰炮随动系统采用了数字式可控硅技术,以及位置闭环、速度闭环等独特方法具有跟踪精度高、反应速度快、良好的稳定性等特点。它的驱动控制采用了快速大功率可控硅集成块组成的双驱动电路,具有体积小、功率大、功耗小、线路简单且可靠等特点;它的执行部件采用了2个6000转/min的高速小惯量直流电机,总驱动功率达6.2kW。这种双电机驱动可以减小传动空回量,改善系统的快速性。
    6.电子设备部件
    “密集阵”系统的电子设备部件包括有电子设备密封柜、数字式计算机、局部控制台和
遥控控制台。
    电子设备密封柜位于炮座后下侧,通过6个多股簧减振器与甲板连接。密封柜内的机架也装有弹簧减振器和橡皮减振器,它将密封柜内分为12个功能单元,分别容纳武器控制电子部件、舰炮方向和高低瞄准机械的电子控制部件、系统修正控制组件、电子计算机、信号发生器、舰炮装置控制电子组件和雷达瞄准机构控制组件等。每个功能单元为一个可独立拉出的抽屉,便于查找故障、维修和更换插件。,由于机柜内容纳了很多精密电子部件,所以采用环境控制以保持一定的温度和湿度。这种环控系统和上述的减振措施保证了电子密封柜在适宜的环境条件下可靠地工作。
    数字式计算机根据目标距离、距离变化率和目标相对于探测平台的角度值对所获目标信息进行分类;雷达的搜索、探测、威胁判断,以及目标捕获、跟踪、火炮射击诸元的计算等也都由数字式计算机承担和参予。
    射击控制台有本控台和遥控操纵台两部分。本控台位于靠近本系统的抗震舱室内,只用于控制一套“密集阵”系统。当舰上装有多套(4套以下)“密集阵”系统时,需由遥控操纵台进行目标分配,保证这些系统正常工作。遥控操纵台配置在舰桥上,可与本控台一起使用。
    (三)技术特点分析与述评
    1.技术特点
    (1)“密集阵”系统结构紧凑。除本控台和遥控台以外,所有设备都装在同一底座上,从而形成了“三位一体”结构。它占地面积小,并可方便地整体吊装。
    (2)“密集阵”系统采用了闭环校正技术。它应用反馈控制理论,把传统的开环火控系统发展成为现代的闭环火控系统,有效地减小了系统中各种静态和动态误差,明显改善了火炮的射击效果。   
    (3)搜索、跟踪雷达采用同一波段,可同用一套接收机和发射机,因而降低了成本,减小了体积和重量。   
    (4)环境控分系统是“密集阵”系统的重要组成部分,它为系统中对环境有严格要求的电子和机电设备提供了良好的工作环境。在圆柱体雷达罩内部、电子密封柜、炮底座的电器柜等设备中均装有环境控制设备。
    (5)“密集阵”系统采用直接命中体制,利用高比动能的次口径脱壳穿甲弹,穿透导弹内部,直接引爆导弹的战斗部。试验证明,这种炮弹能有效地摧毁反舰导弹。
    2.改进与发展
    “密集阵”系统是世界上诞生较早的CIWS。它的第一代(MKl5-0型)一问世,就以独特的设计风格、较为先进的技术性能而引起了许多国家海军对它的兴趣。当时,它的产量和出口量均属世界首位,甚至是现在也是如此。面对这一切,“密集阵”系统的研制生产商们没有就此满足。相反,在进入80年代以后,世界反舰导弹的战术技术性能有了很大提高,其速度快、隐身性好、制导手段新颖、破坏威力大,因而突防能力明显加强。为使“密集阵”系统能够适应反舰导弹的这些发展,同时克服“密集阵”系统在使用中暴露出来的问题,美国通用动力公司决定改进“密集阵”系统。   
    1981年研制出MKl5?1型改进样机,1981年底?1982年5月间,在中国湖试验场对MKl5?1型系统进行了作战适应性试验,取得了较好的结果,1986年MKl5-1型系统投产,首批4套于1988年8月装在美国“威斯康星”(Wisconsin)号战列舰上。美国通用电气公司也被认可为具有生产MKl5?1型系统资格的第二生产商,在1989、1990和1991财政年度中,“密集阵”M15-1型系统总数的一半由该公司负责生产。美海军计划将所有MKl5-0型系统(包括已装舰的)改装成MKl5-1型系统。据估计,在美海军和其他国家海军舰艇上服役的“密集阵”系统将超过800套。
    与MKl5-O型相比,改进后韵MKl5-1型总体性能有明显提高。它的搜索雷达由1个4板背靠背天线取代了原来的2座扫描雷达,扩大了搜索范围,覆盖了包括系统正上方域在内的整个垂直面;用气动传动代替了液压传动,使最大发射率从3000发/min提高到4500发/min,它的弹鼓备弹量从1000发增至1500发;增装了新的中断射击软件,使系统能够根据目标特性有效地控制射击时间的长短。
    在MKl5-1型计划中还不断采用更多的改进。1990年3月,美国通用动力公司承接了一项为“密集阵”系统研制新型快速计算机的合同,它的运算速度将高于原来的100倍,为对付未来快速机动性目标提供可靠保证。该计算机以R3000RISC数控高级模块式微处理器为基础,使用Ada语言编程,编程简便,修改容易。
    为使“密集阵”系统能适应21世纪海上作战的需要,通用动力公司曾在1987年提出过C1WS-2000(1VlKl5-Ⅱ)的研究意向。根据美海军的要求这种新系统将在提高火炮初速,增大炮弹质量,提高发射率和更高的命中精度等方面有所改善。为加强“密集阵”系统的对海防御能力,还将在该系统上加装前视红外传感器、电视和视频自动跟踪等设备。
    另外,在目前已问世的众多C1WS中,火炮口径大多在25?30mm之间,多年来,通用动力公司一直在进行“密集阵”火炮口径优化的论证工作。希望在C1WS-2000中,火炮口径能有所增大。对此;许多军火商们积极推荐自己的火炮产品。例如,意大利厄利空一康特拉夫斯(Oerlikon-Contraves)公司研制的7管25mm炮,具有更高的发射率和初速,它使用25X184mmKBB型炮弹,内装有更多的发射药,被称为“超级25”。根据与通用动力公司签定的一份可行性研究合同,将2座7管25n血炮装在标准的“密集阵”炮座上,并于1990年5月,在澳克森布登(Ochsenboden)试验场进行了射击试验。7管25mm火炮目前已被“米瑞得”(Myraid)系统所采用。   
    美国通用电气公司研制的双联装6管25mm炮总发射率高达12000发/min,它的零部件仅是M61A1的67%。该炮发射的炮弹采用独特的套筒式结构(CasedTelescoped),这种炮弹的体积比常规小,整个炮弹封装在钢壳内。经过6000发套筒式炮弹的发射试验,未发生停射故障。全系统模型已在1990年美国海军展览会上展出。该公司还提出了一种8管35mm转管炮方案。该炮结构简单、紧凑、采用无链供弹,贮弹量为1200发。发射率可达8000发/mino   
    另外,还有美国特鲁德国际有限公司(Tround Internationnal)提出的25mm开膛炮(open breech machinegun)、方案,德国毛瑟Mauser公司研制的4管27mm炮等。
    美海军原订计划,MKl5?Ⅱ“密集阵”系统的全尺寸研制投标定于1991年底或1992年初进行,全尺寸系统研制合同于1992年底鉴定。据《Jane’s  Navy International》1995年7-8月报道,在进行了大量的作战效能分析以及经费方面的考虑之后,对CIW$-2000的研究于1991年被迫停止。但是,美海军却投资460万美元,委托美国FMC公司研究、设计、制造一种能装在“密集阵”炮座上的速射60mm电热炮演示装置和自动装弹机。经过2年半的研制,1993年6月,演示样机交付给美海军水面武器中心。目前,该中必正在试验评价这种武器在舰艇上的各种应用潜力,其中包括舰载防御的应用。如果可行的话,它将具有最强的竞争实力。
谢谢king-www,还有吗?很遗憾里面的好多图没有。
能把文章(含图)给我发来吗?
lwxy@tom.com
太长了,没有耐心看下去了..不过象海湾战争美国使用战列舰也是有制空权的保障下才能实现的..毕竟对手对他来言还是太弱了.
[em04][em04][em04][em04][em04]
[B]以下是引用[I]谢大伟[/I]在2005-6-22 7:48:00的发言:[/B][BR][em04][em04][em04][em04][em04]

资料好丰富
现在都不带太多的炮弹,老军舰海得人装!
[em01]
[此贴子已经被作者于2005-6-22 11:19:39编辑过]
结上帖
法国M-68主炮携弹600发

法国紧凑型100主炮携弹600发左右

意大利奥托127主炮携弹600发

还是接上帖
意大利 奥托127紧凑型


俄国AK-130主炮携弹500发(现代级)


俄国AK-100主炮携弹350发
另加英国MK-8MOD1主炮
现在啊,只要土豆一削都是炮塔……
好帖,请问这是什么书上的资料?:handshake
这么老的坟:Q
求76mm预制破片弹相关数据啊  
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和谐真人 发表于 2011-12-22 10:00
有张动图忘记放哪里了
1267875238472.gif
tomb的干活...
笑脸男人 发表于 2011-12-22 10:18
哈哈哈。真快。谢谢了
原来是个坟
学习了,很强