摘要:在20世纪20年代末,苏联政府决定将所有陆军和海军使用的小口径和中口径高射炮的生产集中到第8号工厂。这其中包括来源于德国的37毫米自动炮4-К和20毫米自动炮2-К。
45毫米21-К通用炮的研制历
在20世纪20年代末,苏联政府决定将所有陆军和海军使用的小口径和中口径高射炮的生产集中到第8号工厂。这其中包括来源于德国的37毫米自动炮4-К和20毫米自动炮2-К。
不幸的是,这家此前从未接触过自动火炮的工厂,在技术和工程能力方面都远远无法胜任这一任务,最终未能完成目标。结果不仅未能为国家提供新型高效的高射炮,第8号工厂几乎在所有产品的生产计划上全面崩盘。
因此,直到1940年,苏联的陆军和海军仍未能装备类似德国20毫米FlaK 30/38那样的大量可靠现代速射高射炮,只能勉强使用7.62毫米四联“马克沁”机枪。最终,采取了一个“聊胜于无”的折中方案——既然什么都没有,那就给海军“至少配点东西”。于是,便产生了为舰船和潜艇配备45/46毫米通用半自动炮21-К的想法——这是一种基于1932年式45毫米19-К通用炮的“海军版本”。
21-К炮由第8号工厂的设计局于1932年设计。工厂测试于1933年6月27日至7月2日进行,靶场测试则在1933年7月21日至8月1日由国家炮兵试验靶场(НИАП)完成,海上测试则于1934年3月21日至26日在黑海的VI系列“M”型潜艇上进行,之后该炮被送交部队试用。
21-К的批量生产自1934年起在第8号工厂展开,当年共交付213门,其中137门用于海军,76门分配给内务人民委员部的水上单位。由于当时缺乏其他高射炮,21-К几乎安装在各类舰艇上,从护卫艇、潜艇一直到巡洋舰和战列舰。
到1941年初,苏联海军共拥有1617门21-К炮(其中284门部署在黑海舰队)。
这款炮最严重的缺点在于射速低(不超过每分钟25发),且弹药没有安装定时引信。也就是说,必须直接命中目标才能造成伤害!
毫无疑问,以这样的“卓越”性能,这款炮作为高射武器基本无效。随着战争的进行,37毫米自动炮70-К以及20毫米厄利孔和40毫米博福斯炮陆续装备部队,21-К半自动炮很快就在舰船上被这些更现代的火炮全面取代。
在Щ-214号潜艇上训练21-К(21-K)通用炮炮组。
45毫米通用炮21-К的结构与改进型号
在结构设计方面,45毫米通用(高射)炮21-К并不代表火炮技术上的全新突破。它本质上是将当时工业界已熟练掌握的1932年式45毫米反坦克炮19-К改装至舰用炮架上的产物。
该炮的炮体完全源自19-К,包括螺旋固定的炮管和炮套。其闭锁机构为半自动式,但由于第8号工厂直到1935年都未能掌握该半自动装置的生产技术,因此在1935年前制造的21-К炮并不具备真正的半自动功能,只能依靠一个允许在装填弹药时自动闭锁的装置,开锁仍需人工操作。这类装置被戏称为“四分之一自动”。而在1935年之后生产的系统,则采用了惯性式半自动机构。
炮管由内管和热装外套管组成,后者与炮尾连为一体。晚期生产的21-К则改为整体式(单体)炮管。该炮的炮架为普通的无装甲炮座型(立柱式),不带护盾。
21-К的改进型号——21-КМ
1944年,21-К停止生产,取而代之的是它的升级型号——45毫米炮21-КМ。该型号的改进工作始于1942年,在第172号特别设计局(ОКБ-172)进行,项目代号为ВМ-42。
首批25门样炮于1943年9月完成试验,并顺利通过测试。随后,这种新型炮被列入量产计划,代号В-21-КМ,之后简称为21-КМ。
21-КМ的生产情况如下:1944年:486门、1945年:373门、1946年:140门、1947年:50门
此后该型火炮停产。
21-КM与原型21-К的主要区别如下:
膛线段长度增加了1010毫米,提高了弹道性能;惯性半自动机构被凸轮式(复制机构)半自动所取代,动作更可靠;炮管和后座复进装置得到加强,可以发射装药更大的炮弹;新型号装备了防护盾牌,提高了炮手的战斗防护能力。奥布霍夫工厂1911年型102毫米舰炮
1911年型奥布霍夫工厂102毫米舰炮的研制历史
1911年型奥布霍夫工厂102毫米舰炮(也称为1911年型4英寸/60倍径舰炮)是奥布霍夫钢铁厂最著名的舰炮之一,其服役时间长达近半个世纪。该型“4英寸炮”研制的主要目标,是为俄国海军的驱逐舰配备比当时舰队上已有的76毫米“3英寸炮”更强大、更具打击力的火力。
样炮试验于1911年3月进行,批量生产从同年年底开始。共订购了505门此型火炮,截至1917年1月1日已交付225门。计划在1917年交付200门,1918年再交付80门。截至1917年4月1日,黑海舰队共装备35门此型火炮,全部部署在舰艇上。
1921年初,彼尔姆工厂接到制造85门4英寸/60倍径炮身及其闭锁机构的订单,后订单减少至48门。第一门炮身于1922年1月制造完成,当年共交付7门。至1920年代中期,由于陆用火炮产量增加,彼尔姆的舰炮生产逐步停止。
战备状态下的1911年型102毫米舰炮
1918年之前,该型火炮仅安装在驱逐舰上(如“诺维克”级、“多布罗沃列茨”级)。在俄国内战期间,这种火炮被改装安装在炮艇和浮动炮台上。自1927年起,又被用于“飓风”级护卫舰上。到1941年6月22日苏德战争爆发时,苏联海军共装备了152门这种火炮,其中黑海舰队拥有30门。
“4英寸炮”的结构设计与作战性能极为出色,长期以来海军甚至未考虑用更先进的系统取代它。该炮具有很高的射速、优异的弹道性能以及极低的射击散布,足以胜任驱逐舰和护卫舰的主炮任务,一直服役至1940年代中期。
1911年型102毫米舰炮的结构
1911年型的102毫米舰炮由内膛管构成,其全长通过三个钢制套筒在加热状态下套装并紧固。此外,在炮尾部也套装了一个加热状态下的护套,护套上再旋接上炮尾段。炮闩为半自动、水平式、楔形结构。炮管全长为6284毫米,膛线部分长度为5284.5毫米,膛线导程恒定,为30倍口径。膛线数量为24条,深度为1.016毫米。炮闩重量在50至53公斤之间,整门火炮(含炮闩)重约2850公斤。
奥布霍夫工厂最初生产的102毫米舰炮炮架仰角范围为 -6°至 +15°,射程为54链(约10公里)。1914年,在炮架基座下方加装了一个高度为200毫米的底座圆盘,使最大仰角提升至20°。自1916年起,将旧式圆盘更换为新式320毫米高的圆盘,仰角提高至25°,射程增至72链(约13.3公里)。同年,奥布霍夫工厂开始生产配有500毫米高底盘、可仰角至30°的新型火炮,其最大射程进一步提升至88链(约16.3公里)。
1911年型四英寸舰炮的设计
这种舰炮配备了一个38毫米厚、重290公斤的钢制炮盾,用于保护火炮机构,但并不为炮手提供防护。
火炮发射的是统一式弹药:每发炮弹总重约30公斤,其中弹丸重17.5公斤,弹壳内装药7.5公斤。弹药类型包括:高爆弹(1911年型和1916年型)、霰弹、掠海弹和无伞照明弹等。高爆弹在装药5.2公斤时的初速可达823米/秒。
该舰炮可在船只甲板平台上使用,在舰体横摇角达12°的情况下仍可正常射击;在20–25°横摇时仍可使用,但射速会降低。
在西方文献中,此型火炮常被称为 “4英寸/60倍径 1911年型”(4″/60 Model 1911)。
100毫米舰炮 Б-34
100毫米舰炮 Б-34
100毫米舰炮Б-34的研制历史
Б-34型舰载炮是于1936年在“布尔什维克”工厂研制的。这种火炮采用56倍口径的炮管,炮弹初速为900米/秒,最大仰角为85°,最大射程为22公里,最大射高达15公里。
Б-34的试验样炮于1937年中期在“布尔什维克”工厂制造完成,并于同年8月开始在海军炮兵科研试验场(НИМАП)进行射击试验。但根据1937年9月21日的官方报告,该样炮被退回工厂进行改进。此后在1938年12月和1939年再次进行试验,但结果依旧未能通过。
最早的批量生产型Б-34火炮被安装在波罗的海的26型巡洋舰上,但这些火炮最初并未配备原设计中的电动同步传动系统,而是仅配有手动驱动装置。由于这种火炮重量大,难以用人工方式准确追踪快速飞行的空中目标,因此作战中只能依靠盲射和信号距离设定的弹幕射击方式。
一直到1940年,Б-34才被最终完善并正式列装。战争爆发前,苏联工业共生产了42门该型火炮,之后该炮经历了多次现代化改进。
1944年,在Б-34的弹道基础上开发出了一种超强威力的反坦克炮——БС-3。
1948年,ЦКБ-34(第34中央设计局)对Б-34-У型火炮进行了一系列结构性改进,使其能够与“Zenit-42”火控系统配合,并适配新型СССП导控系统МИСС-42。由此诞生了新的改进型号Б-34-УСМ。该型号在1948至1953年间共生产了114门。
1953年,包括Б-34-УСМ在内的所有早期型号火炮都进行了现代化升级,新型号被命名为Б-34-УСМА-1型100毫米单管通用舰炮。
战后,黑海舰队在50型巡洋舰、驱逐舰、领舰以及29、42和50型护卫舰上均安装了Б-34火炮。在西方资料中,这种火炮通常被称作“100 mm/56 Model 1934”。
100毫米舰炮Б-34的结构设计
Б-34型舰载炮的炮管由内管、外套筒和炮尾三部分组成。火炮采用水平楔式闭锁机构,最初配备的是气动半自动装填装置,后期改为弹簧驱动。火炮使用整体式弹药(即弹丸与药筒为一体),在任何仰角下,均由气动送弹机强制推送到位。使用机械送弹时的射速为每分钟15发。
火炮的垂直和水平瞄准机构可提供最高每秒12度的瞄准速度。整座炮台重量为12.5吨,其炮管寿命(使用抑焰剂时)可达1500发。
Б-34火炮配有防弹装甲盾,并设计有可移动式盾板,用于遮蔽炮口开口(即炮眼)。每门炮通常配备300发弹药,弹种包括15.8千克的高爆弹、潜射弹、无伞照明弹和可调引信的空爆弹。
100毫米舰炮的射击控制由名为“地平线”的海军高射炮火控仪器系统实施。该系统包括两个安装在舰体上、按横倾角稳定的射击指挥仪(СПН),它们配备ДМ-3型3米测距仪;还包括高射自动射击控制器(ЗАС)和СССП指挥传输系统。
26型巡洋舰装备了“地平线-1”型舰用高射炮火控系统(МПУАЗО),其主要构成为СО-26型高射自动控制器、“Газон”(草坪)型陀螺垂直仪以及稳定化射击指挥站。其中,“伏罗希洛夫”号巡洋舰使用СПН-200型,其安装在炮塔基座内,可用于手动稳定射击指挥仪(除了陀螺垂直仪以外的辅助方式)。
СО-26型高射控制器仅能提供瞄准角度(仰角与方向角)与空爆弹引信设定值,而陀螺垂直仪仅用于维持СПН稳定。
不过,整个战争期间,巡洋舰在海况不稳定(如舰体摇晃)条件下,从未真正对空使用过100毫米舰炮,因此无法客观评估该火控系统在稳定性方面的实战表现。
巡洋舰的高射火控设备由“电仪厂”(Электроприбор)负责开发,项目由伊岑贝克领导。
100毫米Б-34型舰炮是42型护卫舰的主炮口径。
130毫米舰炮 Б-13
来自“革命前”130毫米舰炮,到Б-7的演变
海军130毫米舰炮Б-13是基于1913年型号、口径55倍径的130毫米舰炮设计的,该炮由奥布霍夫工厂设计局于1911-1913年间设计完成。
1912年3月2日,准备好的火炮项目以两种形式——带有弹壳和弹筒装填方式,提交给总舰船建造管理局批准。两种设计均采用自动闭锁装置。与此同时,奥布霍夫的设计师还制造了两种试验炮架,一种是气动复进式,另一种是弹簧复进式。出席总管理局会议的海军上将们偏好结构更简单、成本更低的火炮系统。最终量产的是弹筒装填、采用维克斯系统手动开闭闭锁的炮,炮架采用弹簧复进式。弹药装填和推动均为手工操作。
1914年,火炮投入大批量生产。革命爆发前,奥布霍夫工厂共生产了132门此型炮。此外,1913年还向英国维克斯公司订购了100门同类火炮,第一批7门于1914年10月运抵俄罗斯。该130毫米炮装备于“斯维特拉纳”级巡洋舰和三艘黑海舰队的“玛丽亚皇后”级战列舰,也用来改装“戴安娜”、“卡古尔”、“奥列格”等巡洋舰。内战时期,红白两军的多艘炮艇和浮动炮台也配备了该炮。
炮架的最大仰角有+20°和+30°两种,还有两种类似炮塔式的炮盾,前装甲厚度分别为76毫米和25毫米。
1920年代末,奥布霍夫工厂对该炮进行了改进,配备了弹簧推进器,并将最大仰角提升到+40°。改进型火炮被命名为Б-7(Б代表“布尔什维克”厂,即原奥布霍夫厂)。然而,这次部分改进效果有限,海军武器管理局(УВМС)遂向“布尔什维克”厂订购了新型130毫米舰炮,编号为Б-13。
130毫米舰炮Б-13的结构示意图和设计图纸。
130毫米舰炮Б-13
1929年11月,提出了一种炮管长度为45倍径的设计草案。其弹道性能与130/55毫米舰炮相同,但由于炮膛内压力由2750公斤/平方厘米提高到3150公斤/平方厘米,炮管长度得以缩短,因此该炮可以安装在潜艇上。
设计方案包括:弹壳装填、水平楔形闭锁机构,采用类似180毫米舰炮Б-1-К的半自动结构,采用接近Б-7设计的液压气动推进器(投掷式),以及手动推进弹壳装药。总体设计获得批准,但1930年1月23日,海军武器管理局(УВМС)决定对设计进行一系列修改:将射速从每分钟12发提高到14发,使用带有詹尼离合器(муфты Дженни)等装置的电动舵机代替手动舵机。
工厂须在1932年3月初前完成设计修订、图纸绘制和试验样炮制造。
1932年2月27日,经М.Н.图哈切夫斯基批准的红军海军炮兵装备计划中,包含了用于潜艇(仰角+30°)和水面舰艇(仰角+45°)的130/45毫米炮安装方案。5月19日,УВМС向工厂下达补充技术任务,因当时发现炮管长度可延长至50倍径。这一调整有两个原因:
第一,放弃了将130毫米炮安装于“普拉达”型潜艇的方案,因为发现该炮对于潜艇来说过重,最终仅使用100毫米炮,且该型潜艇设计本身不理想。
第二,延长炮管是为了在保持炮弹重量和初速的情况下稍微降低炮膛内压力。但历史重演:海军司令部再次因成本考虑,强迫设计者将弹壳装填改为弹筒装填,半自动楔形闭锁改为维克斯系统的活塞式闭锁,电动操舵改回手动等。
130毫米舰炮Б-13装备于驱逐舰领导舰“巴库”号
1932年中旬开始制造Б-13新型试验炮。由于工作图纸频繁变更,制造过程延长。直到1934年4月8日才开始工厂试验。试验中发现多个缺陷,样炮被退回工厂修改。1935年4月试验恢复。最终,海军武器管理局对不足之处睁一只眼闭一只眼,1935年12月正式批准未完善的Б-13服役,且从1935年5月起开始批量生产。首批量产炮弹药和弹道与130/55毫米炮相同。射程因仰角由+30°增加到+45°,比前者增加2-3公里。与Б-7相比,1911年型号炮弹的射程仅多出300米。
如前所述,通过增加炮膛压力,缩短5倍径炮管仍保持弹道性能不变,但导致炮弹上的导带破损。1935年对前三批量产Б-13的试验显示,其寿命仅能承受130发满装发射,之后精度严重下降,炮弹飞行姿态失控。因此,无论是驱逐舰领导舰还是驱逐舰本身都无法用完弹药。形势十分紧迫。多家设计局和科研机构投入大量科研人员解决Б-13炮寿命问题。部分通过使用内衬炮管(衬管)缓解问题。此时换炮管只需更换内衬管,且可在舰上或岸炮阵地进行。
最终,通过增加内衬管膛线数量提升寿命。最初采用海军炮兵科研所(АНИМИ)设计的44条膛线,深1.95毫米;数月后采用科研所13号(НИИ-13)设计的40条膛线,深2.7毫米。到1941年,海军装备了三种不同膛线的Б-13炮:浅膛线、АНИМИ膛线和НИИ-13膛线。且每种炮需要专用弹药、射击表、瞄准具等,给水兵带来极大困扰。
到1941年初,舰船和岸炮共装备378门Б-13炮,其中20门为浅膛线(16门装备于黑海舰队),少数为АНИМИ膛线,大多数为НИИ-13膛线。此外,还装备有108门1913年型号炮。
130毫米舰炮Б-13的战斗使用
在伟大的卫国战争期间,130毫米的Б-13炮成为苏联最广泛使用的中口径舰炮。所有1945年前苏联建造的驱逐舰领导舰和驱逐舰均装备了该炮,一些炮艇和部分布雷舰也配备了它。到1941年战斗开始时,沿海炮台上已有169门此类火炮,战争期间又在塞瓦斯托波尔、新罗西斯克、克里米亚佩列科普及其他地点安装了数十门。此外,这些火炮还被安装在铁路平台上,作为装甲列车或铁路炮队参战。
炮械设计师常被批评Б-13仰角过小,无法进行有效高射炮火,但这种批评并不成立。要制造一门完整的130毫米高射炮,不仅需要将最大仰角提升至+85°,还要开发高速远程火控系统、雷达火控系统,实现弹药自动装填,自动安装遥控引信等功能。而在30年代初甚至战前时期,这些工业技术对苏联来说都难以实现。真正不同的是40年代末,随着新型通用130毫米炮БЛ-109的出现,这些能力才得以拓展。然而30-бис型驱逐舰仍然继续装备战前的Б-2ЛМ炮架和带有Б-13炮部件的炮。
130毫米铁路炮Б-57——舰炮Б-13的陆地版本
尽管如此,Б-13依然可以执行一定的高射任务。到1941年,其弹药库中包括1928年型号的远程(高射)炮弹,使用机械引信ВМ-16;到50年代末,还装备了带无线电引信的高射炮弹ЗС-46Р。当德军试图从低空甚至超低空攻击苏联舰艇时,经常遭受不小的损失,尽管整体上Б-13作为高射炮的效能有限。
战争期间,Б-13的若干缺点反而成了优点。例如缺乏电动转向装置和手动装填,使得这些原本用于驱逐舰的火炮能在几小时内轻松安装到驳船、驳载船、普通四轴铁路平台或在莫斯科、佩列科普等地的简易地基上。不需要电源,也不需要雷达火控系统。
最初出厂的Б-13带有方形炮盾,1939年下半年起改用流线型炮盾。1939年前生产的称为第一系列炮架,之后为第二系列(Б-13-Ис)。1948年开始生产第三系列(Б-13-Шс)。三者的主要区别在于供弹装置的设计。
Б-13火炮装置直到1954年才停产,累计生产885门。战后多年,Б-13依旧是苏联沿海防御的主力火炮。1955年交付“东大”的四艘7型驱逐舰上,Б-13火炮服役了长达35年。到80年代中期,苏联海军和军械库中仍存有600多门Б-13。
130毫米舰炮Б-13炮架背面视图
来源:番茄杂事