英國工業最偉大的成就之一,“胡德”號火炮的巔峰設計

著:[英]布魯斯·泰勒

譯:裴萌


英國工業最偉大的成就之一,“胡德”號火炮的巔峰設計


從19世紀早期開始,英國的造船工業體系在技術、產能及創新能力等方面曾經領先世界。“胡德”號(HMS Hood)正是這個體系的精華之作。首先,她誕生於戰爭的嚴酷形勢下和史上規模最大的海軍造艦競賽之中。儘管她後來慘遭厄運,“胡德”號至今仍被視為一座豐碑,代表著海軍與工業體系的實力臻於巔峰的時代

19世紀與20世紀之交見證了一場海軍火炮的革命,這場革命將改變海戰的性質。至1914年前後,測距、火控以及火炮方面的發展使得軍艦有能力進行遠距離交戰,這比10年前最大的可能距離還遠得多。直至1908年,英國火炮設計師們還一直依賴增加炮彈的初速來增大射程,他們通過加長炮管倍徑並增加發射藥量來做到這一點。不過,他們很快意識到,這一成績的代價是嚴重磨損炮管內膛線,命中率也相應下降。所以,正確的解決方案並不是增加炮彈初速,而是增大它的尺寸和破壞力,同時通過提高炮管仰角來達到所要求的射程。

改進方案的產物便是13.5英寸火炮,1914年大艦隊進行戰爭動員時,大部分軍艦裝備的便是它。這種俗稱“駭人的13.5 英寸”的武器的成功又為另一種武器的設計打下了基礎。它遵循同樣的低初速、重炮彈原則,但口徑更大。它就是Mk I型15英寸炮,皇家海軍使用過的最優秀的大口徑炮。

Mk I型42倍徑炮由維克斯設計, 長度超過54英尺,含炮尾機構在內整整重100噸。以30度的最大仰角,它能把重1920磅的炮彈發射到30180碼(超過17英里,即27.36千米)外。帶有穿甲被帽的15英寸炮彈能在14300碼距離上擊穿15英寸厚的克虜伯表面硬化鋼板。而製造該炮所需要的時間、技術和工程設備與炮本身一樣驚人。製造一根15英寸炮管需要2到3年,幾乎和軍艦自身的建造時間一樣長。

製造“胡德”號的8根主炮管另加備用炮的工作是由數家有資源參與這項工作的企業分別承擔的。製造過程的第一步是把鋼水倒進八角形的模具,得到重達500噸的鋼錠。鋼錠冷卻後被運往加工廠,完成前後鑽通鏜孔的艱鉅工作。下一步用時可能長達一個月,將這塊鋼錠反覆加熱和鍛打,直到形成需要的形狀。完成這項工作的是1萬噸水壓機,它有可以保持鏜孔形狀的水冷式芯棒。這塊管型鍛件被壓緊後,又被巨大的車床刮平並打磨使表面光潔,接著回爐。在加熱後,它通過長時間的立式油浴而得到退火。再下一步,炮管被移到另一臺車床上,並由長達170英里的方形鋼絲纏繞,然後接受打磨、回火和再次打磨。同時生產的是炮管的外罩,它的內徑比纏繞了鋼絲的鍛件略小。經過加熱後,外罩被套在炮管上,兩者在冷卻時熔合。這一過程會反覆進行,製造出管材、鋼絲層和外罩共計不少於6層的複合炮管。最後,炮管被移到一臺膛線機上,這臺機器力量巨大,卻能精準地在內壁上刻出76條陰膛線,這些右旋膛線從炮尾到炮口共旋轉一週半。


英國工業最偉大的成就之一,“胡德”號火炮的巔峰設計


1920 年1 月9 日,4 艘拖船將“胡德”號拖入克萊德河


直徑15 英寸的炮膛足以容納一個較瘦的成年人,比如許多學生或年輕水兵就喜歡像馬戲團的開場表演一樣把自己塞進炮口裡。雖然有瘦小的軍械技術兵不定期用帆布帶拴著自己進炮管檢查膛線,但清洗炮管仍是炮塔成員的職責,他們用帶繩子的長刷從炮口插進去進行清洗。完工的炮管由特製的鐵路車輛運到位於巴羅的維克斯工廠,它負責製造“胡德”號用的MK II型炮塔。在這裡,炮管裝在位於炮阱中的炮塔上進行試射,最後整套裝置由經過改裝的近海運輸船“霍爾登”號運到克萊德班克。

“胡德”號的Mk I型炮與從1915年開始裝在“伊麗莎白女王”級上的炮幾乎毫無區別,而承載這些炮的Mk II型裝置則經過了大幅度重新設計,只有“胡德”號用到了這些新設計。Mk II型裝置與它的上一型類似,包括一臺迴轉炮塔,其連同炮管共重達890噸。最上面的是炮塔或稱炮室本身,接著是圍井, 最後是操作間。炮塔在一圈塗有阿爾戈林牌潤滑油的滾道上回轉,下方則連接著由數層迴轉結構組成的揚彈通道。“B”和“X”炮塔下的通道深40英尺, “A”和“Y”炮塔下的通道則深30英尺。

炮彈和無煙發射藥就沿著通道層層運到炮塔。炮塔由最厚處達15英寸的裝甲保護,基座則由弧形鋼板圍成,露天部分的鋼板厚12英寸,在主甲板和下層甲板處則減至5英寸。炮塔的動力則由4臺液壓蒸汽泵提供,它們位於下層甲板處以及軍械艙附近,通過4臺主炮塔共用的主迴路輸送壓力。液壓介質是一種不透明的混合物,由植物油、水和碳酸鉀組成,監測介質的純度則是軍械技術兵的多項職責之一。如果介質嚴重洩漏,炮塔裡就會像奶牛場擠奶一樣忙碌。壓力通過基座兩側的兩對傳導管從固定結構傳到炮塔。操作間之下裝有管道的接頭,故它們能隨炮塔在它300度的射界內一同迴轉。


英國工業最偉大的成就之一,“胡德”號火炮的巔峰設計


第一次公開亮相的“胡德”號:1920 年3月,在阿蘭島附近海試的情景


在內部結構中,最能體現Mk II型新設計特點的部分是炮塔的中層即圍井。Mk II型把炮的仰角從20度提高到30度,這一改進不僅要求圍井加深以承受炮管後坐力,而且要求炮塔頂加高以保證炮管有足夠的空間升到最大仰角。不過,由於全角度裝填機構並無改變,故仰角超過Mk I型的最大值20度時,鏈條填彈機便無法操作。這便造成在高仰角射擊後,必須搖下炮管以便裝填。體現在外觀上,這種佈局則使得“胡德”號的Mk II型炮塔比之前的型號更接近正方形, 5英寸厚的炮塔頂部也更平坦,防禦垂直下落的炮火的能力則更強。差別還不止這些。


英國工業最偉大的成就之一,“胡德”號火炮的巔峰設計


15英寸Mk II炮塔及其供彈系統


Mk I型炮塔用的15英尺測距儀被30英尺型號替代,目的在於提高任何射距上的命中率。由於在日德蘭海戰中裝甲外罩被證明是一個弱點,它們被棄用,取而代之的是每臺炮塔15英寸厚的傾斜壁上的3個觀察孔,這些孔平時用黃銅裝飾物遮掩。炮塔外觀的最後兩項特點是兩套白帆布制的炮衣和炮口的黃銅塞,炮口栓繪有艦徽上的山鴉形象。這些炮被一代又一代的水手擦亮、打磨、刷磁漆,而之後又在炮火的熱量和衝擊波下變得滄桑。這一切對火炮本身來說過於沉重。後來又出現了更大和更先進的各種武器,但沒有一種對15英寸炮的改進有任何借鑑意義,“胡德”號上的Mk II改型由此牢牢地佔據了“英國炮塔設計的巔峰”。這種火炮傳承了源於19世紀60年代的設計史,它仍然是英國工業最偉大的成就之一。

誰控制海洋,誰就控制了整個世界

本文節選自《英國皇家海軍戰列巡洋艦“胡德”號圖傳:1916—1941》


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