重舰巨炮——近代海军炮弹的发展历程（一）

一些题外话

兄弟们大家好，我是北斗舰队安和，作为对二战海军充满好奇的军迷之一，我对海军相关的技术略有涉猎。这篇文章是我近代海军炮弹发展的的一个部分，主要介绍炮弹火药的变迁，希望大家多多支持

（一）舰炮炮弹火药的发展

1.前言

对于近代以炮战为主的海战来说，火药的重要性是毋庸置疑的，射程，身管寿命乃至可怕的殉爆，都与火药有不可分割的联系，在这盘文章中，将会简要的介绍近代各国所用的发射药的发展变迁。

2.早期黑火药火炮的发展

在19世纪80年代之前，可供使用的发射药仅只有黑火药（有烟火药）一种。

（黑火药）

由于这种火药可在极短的时间内燃爆并施放出巨大的能量并产生大量气体，因此比较适合短管枪炮发射时使用。利用封闭的膛室及身管，黑火药燃爆产生的推力驱动弹丸飞出，而弹丸出膛后发射药的推力就消失了，弹丸仅凭惯性在空中飞行，直到最后因空气阻力而失去速度。因此，也可以说，黑火药及短管枪炮时代的弹丸飞行速度都较低。并且考虑到当时的技术，枪炮发射及装填都时间难以言表。因此它们也压根不能应对快速机动的目标，作为舰炮，其发射速率甚至低至难以忍受的每发/数分钟。

此时，弹丸的速度仅能对装甲比纪伊薄（bushi）的目标产生杀伤，而增大火炮杀伤力的唯一途径就是提高火炮的口径。在19世纪70年代，意大利人曾建造了两艘速度非常快（对那个时代而言)，但却拿了驱逐装甲的战列舰，它们配备着当时世界上最为重型的火炮，阿姆斯壮(Armstrong)公司的17.7英寸的重炮。

（知识所限，不确定是不是这种样式）

由于缺乏火控雷达，加之火炮射击时的时间延迟，那个时代的战舰在命中其目标之前往往都会与目标非常接近，因而除开炮之外，泥头车也是一种可行的战术（没想到吧）。这也使得当时的海军对体积较小的、能够快速射击的高威力舰炮有了需要。事实上，在1898年英国皇家海军炮术革命之前的约15年，舰炮的革命就已开始。

当时对火炮性能及战术产生重大影响的技术是慢燃式发射药的发明，相较之前燃速极高的黑火药，新的慢燃式火药燃烧较为温和，令弹丸能够与更长的炮管配合使用，这使得制造并使用能以更高速度发射较轻弹丸的火炮成为可能。弹丸缩小的好处不言而喻，不仅压下了急死人的装填（到19世纪末时火炮的射速普遍已提升至1发/分，虽然现在看来还是慢的要命)，同时因口径减小而引起的杀伤力下降的缺陷也可通过提高速度来补偿。

3. 褐火药及后膛装炮的出现

世界上第一种慢燃火药，威斯特伐利亚褐火药出现于1881年。尽管这种火药也具有与黑火药类似的组成成份，但随着化学工业的发展，它们的燃烧更为均匀、彻底，因而也能释放出更多的气体和能量。

（据说这里面装着的就是褐色火药）

皇家海军当时仍使用着前膛装式火炮（所以水兵得到甲板上装弹）

（阿姆斯特朗公司的前膛炮）

这些玩意由于发射药残留以及水兵难以清理炮膛等原因，其身管比例无法做到更大(最长的身管比约为16~18倍径)，但有了慢燃褐火药后，这类前膛炮的身管比例很快就达到30倍径（比如，当时皇家海军配备的12英寸MkIV型火炮)。但由于前膛装炮仍存在发射速率较低、威力不足的问题，加之当时新出现的后膛装枪械，这类火炮很快就被淘汰。皇家海军之后采用了后膛装填炮械，火炮炮管内刻膛线，更加易于使用，而且更重要的是，火炮的射击精度大为提升。

（240mm后膛舰炮）

枪炮发射技术于19世纪末期的长足发展，以及轻型枪械和火炮的不同应用方式，造就了枪械和火炮发射技术在这一时期的加速分化。在难以想象的前膛枪炮时代，不论口径如何，所有管状发射火器都由前膛完成发射药和弹丸装填，但到后膛枪炮时代，为了便于携带和快速发射，轻型枪械开始普遍采用弹丸与发射药组合的封装装填（定装式装药，俗称现在的子弹)，而重型火炮仍典型地采用发射药与弹丸分置的分装式装填（分装式装药，又没想到吧，不少现代火炮仍采用此办法)。分装式装药所使用的发射药，采用一定质量的药料装入丝质包裹中（不使用将其存放于铁筒内)，使用时根据对射程的不同要求，在后膛装填进不同数量的发射药包，实现对使用发射药量的控制。同时，由于火炮的发射药使用量远较枪械更大，因此后装式火炮的炮膛与炮门最初以螺纹旋紧密封起来，防止发射药燃爆生产的高压、高温气体逸出炮膛。出此也可看出，枪炮发射技术革命的初期，后膛炮打开或闭合炮门仍非常耗时耗力，这些初期的后膛炮射速提升也不明显。

4. 速射，装填技术的进一步发展带来的药包变革

大约到19世纪70年代中后期，小口径枪械进行了进一步改造，弹壳内的发射药剧烈燃爆并生产高压气体，将弹丸挤出弹壳，接着高压发射药气体脱离弹壳进入封闭的膛室，继续驱动弹丸在具有膛线的身管里高速运动到冲出枪管。之后冷却的弹壳则被退壳机构退出膛室。整个发射过程在极短时间内完成，同时也能获得较高的射速。到19世纪80年代初期，上述这种率先出现于小口径枪械上的后装发射机制也逐渐应用于口径更大的火炮上，一些新的具备速射能力的海军舰炮先后问世。比如采用新的速射技术的4.7寸口径火炮的速率则可达到5发/分（总算舒服点了）。

（装备速射炮的拿骚级战列舰）

19世纪末20世纪初，德国是唯一为其所有口径火炮都采用速射技术的国家。但由于火炮口径及发射药用量与小口径枪械差别较大，德国人也改良了传统的定装式速射技术。比如，对口径较大的重型火炮，无法采用单一的弹壳来容纳足以驱动其重型弹丸的大量发射药，因此德国人在靠近炮门与炮膛接合的尾部采用内置发射药的金属壳体(通常用黄铜制成，射后可退出)，因此这一位置的气体密封也是整个炮身中最重要的，而黄铜弹壳之前部分的发射药则放置于薄锌壳内，这层锌壳在火炮射击过程中将被完全破坏（各种抗战电视剧里有不少这种模式的火炮)。德国佬的壳装式发射药在一战期间的多格滩及日德兰海战期间，帮助其被命中了炮塔的战列巡洋舰躲过殉爆最终波及全舰的命运。相比之下，同一时期英国海军仍大量使用软质材料包裹的发射药，在紧张的战斗时刻，炮塔内堆放的大量无防护发射药包，遂成为其多艘战列巡洋舰殉爆沉海底的原因。

（软质的药包）

大约从1890年起，出现了改进型的后膛装药机制，这使得未采用速射技术的火炮也能使用散装发射药包实现快速发射，这也与采用类似德国技术的速射火炮形成了竞争。例如，美国海军为其高初速的5英寸/51倍径火炮配备了发射药包，此火炮自1910年起就主要用于战列舰等主力舰的副炮。然而，软质材料包裹的发射药无法在自动的新式火炮中应用。因此大约到20世纪30年代末，美国海军开始采用弹筒装药的发射药，用于与其6英寸147倍径火炮配合使用，之后在新港级重巡洋舰上的8英寸/55倍径主炮上也采用了类似的金属药筒。在当时，为大口径舰炮配备金属制弹筒的一个巨大障碍，便是这类火炮所需发射药弹筒过重，根本无法由炮手装填。因此在20世纪30年代末，瑞典博福斯公司设计了一种5.9英寸口径的精巧的重型发射药筒解决方案，配备了荷兰的德·泽文·普罗温辛级和瑞典特雷科隆诺尔级战舰。这种5.9英寸炮弹采用弹丸和发射药分开人工处理的方式，但在弹丸进入炮膛前，弹丸则被挤人内置发射药的弹壳内，重新组合起来，当然后一步骤主要采用机械完成。

与此同时，之前应用的黑火药，以及后来出现的并实现了火炮快速发射的褐火药，在海军大规模应用后又出现了新的问题，主要是这类火药燃爆时生成大量气体烟雾，在弹丸射出炮管后也逸出来，在平时训练时少量发射时这并不成为问题，但在战时，火炮大量、快速发射后，这些烟雾极易造成瞄准和观测上的问题。因此，当时的法国人走在前面，他们率先开发出无烟火药。

5.硝化甘油引起的殉爆风潮

通俗地讲，初期的无烟火药是将两种爆炸物（硝化甘油和硝化纤维/强棉药)混合在一起制得，由于硝化甘油是一种液态炸药，因此两种爆炸物混合时也需配合一些塑化剂和稳定剂，使之在常态未击发时呈现易储运的固态性状。由于此无烟发射药主要由两种成分构成，因此也称为双基发射药。这种发射药的燃爆威力较之前的褐色火药更为强大，非常适合于发射海军的重型舰炮。在这种无烟发射药出现之初，其仍以药包形式出现。最初，双基发射药中的硝化甘油成分使新发射药相当不稳定，为此法国海军的两艘战列舰曾遭到了不用说明的损失。1911年，一艘输送这类发射药的小型舰只在驶离法国战列舰时，舰上的发射药自爆，造成重大伤亡。

说到这儿，不如我们来看一看历史上的殉爆名录，比如1917年英国皇家海军的“先锋”号战列舰爆炸事故、1916年意大利海军的“莱昂纳多·达·芬奇”号战舰爆炸事故（不会是潜艇吧，不会吧不会吧）、1916年俄罗斯海军的“玛丽亚皇后”号副炮流爆炸事故、1918年日本帝国海军的“河内”号和1943年“陆奥”号金币船爆炸事故等。当然，这种殉爆大多出于技术人员的操作失误。

（网传蚂蝗殉爆时的场景）

【老王按：这明明是英国海军的“玛丽女王”号在日德兰海战中殉爆的照片，和俄国的“玛利亚皇后”完全无关....】

同一时期，英国皇家海军则开发并使用着另一种无烟火药，它被称为无烟线状火药，,这种无烟发射药由硝化纤维素、硝化甘油和凡士林组成，在同质量的条件下，这种发射药释放的能量约12倍于之前的黑火药。但不幸的是，无烟线状火药易受温度因素的影响，因此直到19世纪90年代末时，皇家海军仍在其配备了线状发射药的战舰的弹药舱内，采用大量冷却恒温措施，以确保发射药性能保持稳定（同时亦作为一种安全防爆措施)，不得不说这种办法耗费了大量资源。1917年皇家海军“先锋”号战列舰的弹药舱爆炸事故，事后查明就是由于存放了过期的此类发射药，同时舱室内温度过高，最终酿成了惨剧。

6.各国对于无烟火药稳定性的改良和发展

（法国人的第一种无烟火药）

德国所对应开发的无烟火药则称为管状发射药，因为其最后成形时也被压制成较小的管状，与英国的无烟线状发射药类似。在第一次世界大战期间，德国海军所采用的弹筒装管状发射药的特性令人印象深刻，当被击发引燃后，它主要以燃烧的方式，而非剧烈爆炸的方式完成自身的化学反应，但这并不影响其用于驱动弹丸对释放能量及气体的要求。

这种发射药的优点在多格滩和日德兰海战中表现了出来。两次海战中，都曾有德国战列巡洋舰因遭英舰命中，而导致主炮塔被严重损毁的例子，但这些被命中的德舰却有少因发射药被诱爆而导致更大损失。对此，英国皇家海军在战后才意识到这一点。于是一战结束后，战败德国的剩余主力舰被集中到斯卡帕湾，英国接收这些战舰的海军技术人员曾在其舰上获取了德制RPC/12(即1912年式发射药)的样品。一番研究之后，英国为其海军引人了一种更为稳定的发射药，免溶剂无烟线状发射药，同之前的线状发射药相比，虽然其爆燃点略微下降，但其不会出现之前发射药常出现的溶剂挥发问题，抗诱爆的能力大为提升。

这一时期，法国也获得了一种类似于英国的发射药，称之为SD发射药，用于配备了其敦克尔刻级战列舰的著名四联装舰炮上。实质上，这种SD发射药也基于德国的RPC发射药而开发。相比之下，另一个传统欧洲强国意大利，其海军则在更晚的1936年才引进类似的高级发射药。

在美国方面，其先进的无烟发射药的开发，也伴随着自19世纪80年代以年美国海军的崛起而逐步发展起来。但与欧洲诸国类似，美国海军早期对无烟火药的应用也充满着危险，1898年，美国海军缅因号战舰的爆炸事件，就很可能是由于战舰锅炉舱内移出的煤渣堆放甲板上，引起附近的发射药存放舱温度升高，导致了诱爆。与后来一些欧洲国家海军开始采用双基发射药不同，美国海军最终仍选用一种单基发射药，它以硝化纤维为主要成分，经塑化、稳定剂溶解定型并干燥后制成。第二次世界大战期间，美国海军所使用发射药的燃速略慢于英国的无烟线状发射药，与英国后来采用的SC发射药相比，同质量的美式发射药的能量密度只及后者的89%。1943年瓜岛战役中，美国海军“博伊西”号巡洋舰被日本海军的91试氧气鱼雷命中。

而命中的位置正好在舰体前部弹药舱附近，但所幸美舰上的发射药并未被诱爆。对此，有分析者认为，如果该舰使用同时期英舰上的发射药，那么该舰极可能遭受致命的殉爆，因为与同时期美制发射药相比，英制发射药的燃速更快，可能在舱外海水拥入舱内之前就已爆炸导致严重后果。

战后，美国海军技术人员分析称，庞大的具备厚重装甲防护的主力舰可能正好较易受命中弹药舱而殉爆的影响，如果弹药舱被命中（特别是来自甲板上），其内部弹药或发射药的进一步燃爆常常会产生大量高压气体，而由于外部各式水密舱和厚重装甲的挤压，当这些压力持续增大后，就可能在舰体内部造成更大的破坏。而战争期间，海军“亚利桑那”号战列舰因其前部弹药舱爆炸而发生一次爆炸的事例，似乎也证明了这一点。

到第二次世界大战时期，苏联红海军同时配备着单基和双基发射药，从广义上看，它的单基发射药类似于美国海军的同类发射药，而其双基低挥发发射药则显然源自德国的RPC/12发射药。可谓是博采众长，尽管在实战中并未得到很好的验证，我们仍然需要承认这是一种比较好的方法。

以上是近代海军简要的火药发展史，二战结束以后，航母的地位的确立，导弹的出现使舰炮逐渐落后于超视距打击的历史潮流，战列舰改造成武库舰的设想等等，让曾经盛极一时的舰炮逐渐由盛转衰，火药技术的发展也发生了根本性的转变。