摘要：海军吴工厂继大正三年(1914年)开发成功“三年式45口径40厘炮”后，又开始研制“五年式45口径36厘炮”,其真实口径为460毫米，炮身长21.13米，重227吨，弹丸重1460公斤，装药量330公斤，预计搭载于八八舰队13号至16号舰(47500吨、30节
“史上空前的主炮”
使大和级得以称雄海上的资本，是其搭载的9 门460毫米巨炮。
海军吴工厂继大正三年(1914年)开发成功“三年式45口径40厘炮”后，又开始研制“五年式45口径36厘炮”,其真实口径为460毫米，炮身长21.13米，重227吨，弹丸重1460公斤，装药量330公斤，预计搭载于八八舰队13号至16号舰(47500吨、30节的战列巡洋舰)上。在设计中途，又进一步试制了口径为480毫米的“36厘炮”。大正九年(1920年)，480毫米炮的炮身及附属部件制造完成。不料，在仓桥岛龟ヶ首射击场进行强装药射击试验时，出现了炮尾部分破裂、尾栓被炸飞、闭锁机构损坏的事故，但炮身保持完好。随后进行460毫米炮试射时，改为弱装药发射，因此顺利通过了试验。
八八舰队案因华盛顿条约而取消，因此这两门巨炮在此后的10多年里一直搁置于龟ヶ首射击场。1934年刚刚展开“超战舰”的设计工作时，为了确定主炮口径，将损坏的480毫米炮修复，与460毫米炮一起进行了炮口爆风压力、射程、射速、弹着点偏差度、装甲板贯穿能力等各种试验，随后再度闲置，直至二战后被美军发现并销毁。
有关大和级主炮规模，在其设计之初曾有争议。主炮口径有410毫米、460毫米、510毫米三种意见，主炮身长有45倍径和50倍径之争，炮塔则有双联、三联、四联等意见。
在主炮口径方面，负责船体设计的舰政本部第四部要求搭载510毫米炮，负责火炮的第一部则要求安装410毫米炮，并宣称舰炮口径如果由410毫米一跃飞升至510毫米，是盲目跃进的做法，在技术上有很大的危险。最终两方互相让步，做出妥协，决定选用折中的460毫米口径。其具体设计开发工作由第一部和海军吴工厂共同分担。
至于主炮塔配置方案，在A140计划中，曾经多次讨论过像英国“纳尔逊”级战列舰那样的前方集中配置方案。这样可以最大地发挥集中防御的思想，减小防护带长度。可是，纳尔逊级战列舰在实际使用中暴露出操纵性极端恶劣的缺点，以至每次舰队进港时，为了避免与它舰发生碰撞事故，必定最后进港。此外，根据纳尔逊级的记录，开炮的爆风对其后部的舰桥等上层建筑物有损坏，主炮射界也有问题。舰政本部最后决定不采用前部集中配置方案。
大和号的三联装460毫米主炮塔
再下来的争论，是混装搭载2座双联炮塔和2座三联炮塔，还是搭载3座三联炮塔(二前一后)。虽然前者重量配置有利于舰身前后平衡，并且主炮数量比后者多1门，但是装甲带势必随之延长，总重量增加。A140计划最终选用了3座三联装主炮塔的布局。
关于主炮身长，军令部提供了指导性建议。当时美国海军的305毫米和356毫米舰炮都是50倍径。以356 毫米炮为例，50 倍径炮的射程比45 倍径炮多3700米，穿甲能力比后者多10%。不过，由于技术原因，其生产难度也比45倍径炮大。日本海军最初的超无畏级战舰金刚号最初计划搭载50倍径305毫米炮，后来就是综合考虑到自行生产难度、以及射界散布和身管寿命等问题，改为45 倍径356 毫米炮。
大和级的460毫米炮以其研制开始年份“皇纪2594年”(1934年)而命名为“九四式四十厘炮”。其身管全长21.13米(不含炮尾发射装置)，重164.65吨。炮身为层紧式结构，炮尾部位最内层为1A内筒,向外依次为2A钢筒、3A钢筒、5A钢筒、钢线和5B钢管；炮口部位依次为1A 内筒、2A钢筒、钢线、4B 钢管。
460毫米炮的制作过程是，先用把占炮身全长1/2的2A钢筒和3A钢筒结合到一起，在其外侧缠绕钢线，随后依次嵌入炮尾的5A 钢筒、炮身中段的5B钢管和炮口的4B钢管。每层钢管的直径都比其外层钢管大1.8毫米左右，因此组装时采用的是先将外层钢筒烧热膨胀、然后趁热打入的烧嵌式方法。这样制得的炮管还要安装炮尾环、炮尾缔环，炮身层紧用的钢线要留出换装炮筒用的抽取环。
这些工作都结束后，向炮管内插入1A内筒，然后用每平方米7.55吨至8.45吨的巨大水压扩展其内膛，使其与2A钢筒紧密贴合。这种方法可以通过内筒自身的金属内压消除铸造时留下的微小裂缝和气泡，提高炮身强度。此外，因为内筒是强制向外扩张的，因此具有向内收缩的应力，可以抵消一部分发射时的炸药膛压，减轻炮身的扩张应力。用这种方法生产出来的舰炮，被日本海军称为“2A根干式内筒换装炮”，每门炮的生产周期是78天。
火炮内筒是有使用寿命的。以发射九·式穿甲弹为例、大和级的460毫米炮需要填装330公斤发射药，发射时炮膛内压力达3300 个大气压，且炮弹在炮膛里还要高速旋转，这些都影响到内筒的使用寿命。日本海军严格规定,大和级主炮发射200发之后必须更换炮管,以免炮膛磨损、影响命中率、甚或发生炸膛事故。为此甚至建立了名为《炮历簿》的档案，严格记录每次发射的情况。不过，在大和号的四年服役生涯中，其主炮一共发射过311枚炮弹，平摊下来每门炮发射34.5发，远远没有达到其使用寿命。当时美国海军的406 毫米炮寿命为290发，长门级的410毫米炮为250发，金刚级的356毫米炮为280发。
此外，在舰炮对岸射击时，往往减少装药量，如果装药量为满装的四分之一到一半，则发炮记录记为半发。在工厂试射和海军验收试射时，装药量为110%,此时发炮记录算为2发。内简达到使用寿命后需要取出更换，由于结合紧密，需要用汽锤一点一点地将其从炮身中砸出来，再加上新内筒的自紧工序，为时大约在1个月左右。
大和级的主炮生产开始于1937年秋天，为了保密，所有主炮都由吴工厂独家生产，一共生产了27门。按照一般的说法，其中18门是为大和和武藏生产的，7门为信浓号生产,还有2门为试验炮。不过，到1941年9月，即大和接近完工、武藏开始安装主炮时，吴工厂总共才生产出18门炮。3个月后，军令部即在对美开战当天下令终止信浓号战列舰工事，因此这7门炮有可能只是供大和和武藏换装的备用炮。
大和级的主炮塔设计工作也开始于1934年，第一号炮塔干1938年3月完成。每座主炮塔重达2774吨，其内布置三门460 毫米主炮，火炮的俯仰区间为-5度至+45度，装填角+3度，使用水压操纵，70.3kg/cm2，俯仰速率每秒8度。炮塔的回旋动力同样为水压，回旋速率为每秒2度，炮塔旋回盘直径12米，旋回部齿轮厚1米，齿幅200毫米。每座炮塔配备两组回旋机，一组常用，一组备用。在炮塔底部和炮塔基座侧面设有回旋角度限制器，以防止其旋转过头，炮管撞到上部结构。
为了操纵火炮俯仰和炮塔回旋，大和级配备4台大功率水泵，其中3台用来驱动三座炮塔内的水压俯仰机和水压回旋机,1台备用。四台水泵全都布置在主防御区划内，之间通过水压槽互相联通，水压槽总储水量500吨左右。此前日本海军最大的舰用水泵为长门级的650马力水泵，如果大和级采用同类水泵，需要安装24台(长门为8台)。
为了解决这一技术难题，吴港军需部按照日本人搞“技术引进”的老手段，从瑞士的布朗·波维利公司(今日 ABB公司前身)购入数台当时最先进的700马力多段离心式水泵，然后参照其多段工作的原理，手法娴熟地“研制”出了新式大型水泵，每小时抽水量1200吨，做功相当于5000蒸汽马力。作为大和级技术验证舰的比睿号战列舰也在大改装时搭载了这种水泵。
除了火炮外，炮塔内还设有6台自动扬弹机，其中3台为备用,装填速度每分钟10发，炮塔后部是光三九式15米测距仪;炮塔正面为厚650毫米的VH装甲，顶厚270mm，侧面250-330mm,炮塔后部则是190毫米的NVNC装甲。此外，炮塔基座侧面装甲厚490到560毫米，前面440毫米，后面380毫米。
为了防止三联装主炮发射的炮弹弹道互相干扰，炮塔内还设有火炮发射延迟装置，使炮塔中央的火炮比其两侧的火炮发射时间延迟0.003到0.005秒。
就其威力来说，大和级的主炮是人类历史上投入实战的最大的火炮。其炮弹包括九一式穿甲弹、三式对空弹和零式通常弹(高爆弹)三种。每座主炮备弹300发，其中120发存放于弹药库，另外180发存放于炮塔基座的上部和下部给弹室中。
九一式穿甲弹重1460公斤(相当于一辆奥迪A6或者本田雅阁轿车的质量)，以45 度角满装药发射时可达到其最远射程 42050米，30度角时35826米,20度时27916米，10度时为16843米。在距离2万米时能击破494毫米的垂直装甲或109 毫米的水平装甲，3万米时的穿甲能力为360/189 毫米。
九一式弹的内部构造沿用了八八式穿甲弹的平头弹特征，最前端是尖锐的风帽,入水后脱落，露出钝锥体弹头。炮弹底部为一三五号延时信管，入水0.4秒后爆炸。不过，实战中所谓“水中弹”的发生概率实在不大，而且由于延时引信的存在，直接击中敌舰非装甲部位后会直接将其贯穿，从而减弱破坏效果。
虽然大和级的主炮以42公里以上的射程自夸，但实际上这个数值已经远远超出了实用的交战范围。地球圆周是4万公里，以舰桥高度40米计，则双方互相发现、并可以展开目视炮战的距离为22.6公里，在此范围之外，如果没有炮瞄雷达和观测机的引导，就只能盲打了。虽然日本海军一向以训练严格、命中率高而自夸(陆奥号在1937年度演习射击中创造了32000米距离外远近107米、左右38米的散布界记录)，但40公里外的弹着点散布范围怎么也将超过1公里。若以侦察机通报弹着点的话，威力强大的美国航母和战列舰编队难道会乖乖地让敌方的观测机在自己头上飞来飞去吗?这个还需要考证。
主炮塔内部构造图
大和级主炮的发射顺序可以简单描述如下:根据发炮指令选择弹种，然后从给弹室提取炮弹，由运弹盘运到扬弹机，提升至炮塔内，进入换装筒，然后换装筒90度旋转，炮弹滚入换装盘，随后推入装填机的装填盘，然后推入炮膛。炮弹尾环自动卡住炮身内筒后部的沟槽，不会脱落出来。随后从给药室中提取发射药。发射药包为圆柱体，高38厘米，外裹绢布，内装直径12厘米的棒状九三式一号火药(1933年开发，成分为41%硝化甘油，51.8%火棉，6.5%的防分解稳定剂和0.7%的其他添加剂)，装药量55公斤，通常一次发射需要6包。为了避免事故，这些药囊平时装在轻金属制成的火药罐里，需要提取发射药时，首先在火药库(装药室)内将药囊从火药罐里取出，然后通过专用的防爆燃提升井运入炮塔，由装药机推入炮膛内的药室。
装填完毕后，关闭炮尾闩。此时舰内的射击方位盘已经算出相关数据，通过高精密度的电磁感应角度指示器将其传回炮塔，操纵火炮达到预定的俯仰和旋回角。此时炮塔内一片肃静。发炮令下，各炮的发炮电路通电，发射室底部的雷管点火，引爆发射药，将炮弹以785米/秒的速度发射出炮膛。由于巨大的冲力，炮塔内气压霎时间发生变化，炮术班成员的听力都为此受到影响。
大和级三门主炮一起发射时，后坐力达8000吨，这股巨大的力量全靠炮塔内的油压驻退机构化解。炮身通过驻退机构返回原位后，位于炮尾侧面的喷气导管喷出压缩空气，利用炮膛内残存的高温引燃残余发射药。然后打开炮尾闩继续装填下一发炮弹。炮尾闩的关开都使用电力装置，为预防万一，炮尾还附有用人力开关炮尾闩的备用装置。从提取弹药到打开炮尾闩，整套程序为时30到40秒左右。如果以最快速度连续发射，每分钟可以发射1到2发炮弹，不过实战中很少这么做就是了。
根据维基百科的说法，大和级的主炮真实口径一直被日本海军视为机密，除了舰长等主官以及炮术班成员之外，不仅一般舰上乘员无法知道，就连联合舰队司令山本五十六登舰视察时，相关人员也被事先告知，如果没有履行正式手续，不能将主炮口径告诉山本。不过，作为海军主官，山本及其高级幕僚要制订相应的用兵策略，不可能不知道新型战舰的主炮口径。此规定如果真有其事，显然也只是众多与保密有关的官僚规章之一斑。
靖国神社游就馆的406亳米九一式穿弹
大和级主炮一个流传最广的神话是其炮口爆风威力。在满装药情况下，460毫米炮发射时的膛压是3200kg/cm。对于人体来说，0.22kg/cm的压力相当于风吹沙粒打在脸上的感觉；1kg/cm的压力即可以把鼓膜和衣物撕破;正压为2kg/cm、持续时间超过0.01秒时，人体开始受伤;3kg/ cm以上爆风将导致重伤,5kg/cm以上为无法抢救的致命伤;若是被9kg/cm-以上的爆风击中，就会当场死亡。对于船体而言，木甲板可承受的最大爆风压力是4kg/ cm²，舷窗为1kg/cm²，舰载机0.5-0.8kg/ cm²，小艇0.28kg/cm。
大和级主炮单门射击时，炮口周围5米的爆风压力是10kg/cm²，10米外为5.8kg/cm²，20米外为3.8kg/cm，三门主炮齐射时，炮口周围爆风压力分别达到20、11、7kg/cm²，显然都远远超出人体能够承受的范围。
在武藏号进行主炮发射公试时，曾经在最上甲板各处安放了关着旱獭的笼子，主炮开火后，半数以上的笼子被吹跑，残存笼子中的旱獭也出现程度不同的眼球鼓出、内脏破裂等现象，总之没有完全平安的幸存者。为了防止人员被炮口爆风伤害，在舰上各露天高炮阵位附近设置了人员掩蔽所，主炮发炮前，由射击指挥所发出蜂鸣警告，人员进入掩蔽所避难，随后播放第二次长音警报信号，信号停止的同时，主炮开火。战争后期大和级加装无防盾的高射机炮后，没有为炮手增设避难所，听到发炮警报信号后，炮手要迅速取下机炮上的瞄准装置，然后鱼贯躲入舰内躲避。
在莱特湾大海战后，曾经有这样的说法，即武藏号主炮在战斗中没有发出警报信号就对空开火，吹跑了许多来不及躲避的露天炮位高炮操作人员，剩下那些高炮瞄准具也是坏的坏、碎的碎，其结果就是武藏的防空火力大减。在战后NHK的电视采访中，亲历这场战斗的某武藏号幸存者还绘声绘色地说“主炮发射的一霎那，眼前变得通红”。不过，武藏号各炮塔在整个莱特湾海战中的发炮最多不超过3次，没有出现过仓促开火的情况，所以很可能是幸存者记忆有误、再加上转述者的添油加醋，出现了这么一个故事。事实上，当时武藏号上的防空战打得非常激烈，各种口径的火炮一齐对空开火，即使出现高炮手被爆风吹跑或拍伤的事，其肇事者也很可能是中小口径的副炮。
不过，同在莱特湾战斗中，大和号的后主炮塔附近确实在10月25日出现过机炮手被炮口爆风拍伤烧伤的事故。当时战斗正酣，炮手在一片如雷震耳的火炮轰鸣声中根本不可能听见蜂鸣警报。此役后，在大和后主炮塔周围的机炮群里安装了发炮特别警告装置。
(待续.…）
来源：心如止水HJL一点号
