從火炮誕生之日起，人類就一直嘗試通過各種方法來提高火炮的射速，以提升其殺傷力。而影響火炮射速最大的因素，則是裝填速度，如果火炮裝填速度一直不能夠得到提升，那么火炮射速就無法得到質(zhì)的發(fā)展。而軍艦艦炮裝填發(fā)展史，則是火炮裝填史中比較有代表性的一種。
艦炮系統(tǒng)的復(fù)雜程度遠(yuǎn)非陸上火炮可比擬的
和陸地上的火炮不同，艦炮一般整體規(guī)格、質(zhì)量都比較大，且操作空間有限。因此大部分火炮裝填技術(shù)的革新，都首先發(fā)生在艦炮上。所以，本文今天就向各位讀者介紹下，艦炮從手動裝填到自動裝填的發(fā)展歷史，讓各位讀者對艦炮的裝填方式有更多的了解。
前膛炮時代的自動裝填——受限頗多的失敗嘗試
風(fēng)帆戰(zhàn)艦時代，軍艦的艦炮主要布置在艦身兩側(cè)。采用這種艦炮布置方式，是因?yàn)榇藭r的前膛炮一般不大，口徑也比較小，更談不上什么精度，所以只能夠依靠和對手錯身而過時的排炮攻擊來打擊對手。此時的前膛炮主要依靠繩索和滑輪組成反后坐裝置，射擊后炮身在后坐力的作用下將炮管推回軍艦內(nèi)部，然后炮手再從炮口處為火炮裝填下一輪射擊所需的發(fā)射藥和炮彈。
風(fēng)帆戰(zhàn)艦時代的前膛炮一般都是手動裝填
但是等到鐵甲艦時代，情況開始出現(xiàn)變化。因?yàn)楝F(xiàn)代工業(yè)冶煉技術(shù)的發(fā)展，各國海軍開始在鐵甲艦上布置帶有金屬炮塔的艦炮。這類艦炮不僅重量更大、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且口徑也增大不少。比如1876年英國皇家海軍的“不屈”號戰(zhàn)艦，就安裝了兩座帶有前膛炮的圓形炮塔。
“不屈”號已經(jīng)開始裝備圓形炮塔
比較有意思的是，“不屈”號上采用的前膛炮并不是傳統(tǒng)的純手動裝填，而是配備了專門的自動裝彈機(jī)進(jìn)行自動裝填。具體的裝填過程是，艦炮射擊完成后，炮塔轉(zhuǎn)動，將前膛炮轉(zhuǎn)回到甲板固定位置上，同時將前膛炮的炮口壓低到一定的角度，然后自動裝彈機(jī)會將炮彈從炮口推入，完成炮彈的裝填。
“不屈”號的前膛炮自動裝彈機(jī)
然而這種裝填方式只是解決了前膛炮自動裝填的有無問題，實(shí)際上并沒有持續(xù)發(fā)展的潛力。因?yàn)榍疤排谠诿看窝b填的時候都需要將炮管壓低到一定的角度才能進(jìn)行自動裝填，因此艦炮的身管倍徑不能夠太大，否則自動裝彈機(jī)也要隨之加大，進(jìn)而占用寶貴的甲板空間。此外，自動裝彈機(jī)沒有炮塔的保護(hù)，直接暴露在外，很容易被敵人摧毀，最終導(dǎo)致艦炮無法繼續(xù)進(jìn)行作戰(zhàn)。
前膛艦炮自動裝彈過程示意圖
上文中提到的這些問題，不僅表明了前膛炮在裝填速度上沒有繼續(xù)發(fā)掘的潛力，而且其自動裝彈機(jī)也存在較大的問題。最終各國海軍都放棄了對前膛炮及其自動裝彈機(jī)的進(jìn)一步發(fā)掘，轉(zhuǎn)而開始對后膛炮及其自動裝彈機(jī)進(jìn)行研究。
后膛炮時代的自動裝填嘗試——關(guān)于揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)的布置問題
艦炮揚(yáng)彈機(jī)是艦炮中專門用來揚(yáng)升炮彈的機(jī)構(gòu)，根據(jù)其揚(yáng)送炮彈方式的不同，可以分為鏈?zhǔn)綋P(yáng)彈機(jī)和桿式揚(yáng)彈機(jī)，而推彈機(jī)則負(fù)責(zé)將揚(yáng)彈機(jī)揚(yáng)送來的炮彈推入艦炮炮膛。揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)是艦炮自動裝填機(jī)構(gòu)的重要組成部分。
早期后膛艦炮自動裝彈機(jī)設(shè)計(jì)時，只是簡單地將前膛炮時代的自動裝填機(jī)構(gòu)從甲板上移到了炮塔下方的甲板部位，然后將炮彈改為后膛裝填而已。因?yàn)橥茝棛C(jī)被布置在了甲板下，所以此時的艦炮在射擊之后，仍然需要將炮塔轉(zhuǎn)回到預(yù)定位置，并將炮管抬升到一定角度才能完成自動裝填。
此時的揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)都布置在甲板下
這種設(shè)計(jì)的壞處是艦炮每次射擊之后，都需要轉(zhuǎn)回相應(yīng)位置進(jìn)行定角裝填，不僅耗時費(fèi)力，而且還需要重新進(jìn)行瞄準(zhǔn)，影響了戰(zhàn)斗效率。為了解決這個問題，出現(xiàn)了將揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)布置在炮塔內(nèi)部的設(shè)計(jì)。
因?yàn)閾P(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)均位于炮塔內(nèi)部，隨炮塔的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，所以艦炮每次射擊之后，只需要將艦炮身管調(diào)整到一定角度進(jìn)行定角裝填，炮塔本身不用再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，在一定程度上提升了艦炮的使用效率。
炮塔更大也更笨重
但是正所謂有得必有失，因?yàn)閾P(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)都布置在炮塔內(nèi)部，導(dǎo)致艦炮炮塔的體積和重量都過大。此外，為了保護(hù)揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)，炮塔的防護(hù)裝甲也需要增加，最終的結(jié)果就是炮塔不僅更容易被敵人擊中，而且轉(zhuǎn)動速度慢，瞄準(zhǔn)困難。
以上兩種自動裝彈機(jī)布置方式都是將揚(yáng)彈機(jī)和推彈機(jī)一起進(jìn)行布置，在無法取得較好的效果后，開始有設(shè)計(jì)師將兩者進(jìn)行分開布置，比如英國皇家海軍的“光榮”級戰(zhàn)列艦所使用的的自動裝彈機(jī)就是很典型的例子。
單段式揚(yáng)彈機(jī)
這種自動裝彈機(jī)仍然將推彈機(jī)布置在炮塔內(nèi)部，這樣炮塔仍然可以在任意方向上實(shí)現(xiàn)定角裝填，而揚(yáng)彈機(jī)和儲彈機(jī)構(gòu)則全部布置到甲板下方。使用時，首先是揚(yáng)彈機(jī)將炮彈（分裝式炮彈則包括彈丸和發(fā)射藥）從甲板下提出并輸送至炮塔內(nèi)部，再由推彈機(jī)完成裝填動作。因?yàn)閾P(yáng)彈機(jī)是直接將炮彈從儲彈機(jī)構(gòu)處直接輸送到炮塔內(nèi)部，因此這種揚(yáng)彈機(jī)也被稱為單段式揚(yáng)彈機(jī)。
單段式揚(yáng)彈機(jī)的好處是艦炮炮塔的規(guī)格和重量可以控制在一定的范圍內(nèi)，缺點(diǎn)則是發(fā)射速度受揚(yáng)彈機(jī)的揚(yáng)彈距離影響。早期的戰(zhàn)列艦為了保證彈藥庫的安全，會將儲彈機(jī)構(gòu)布置在多層甲板下方。因?yàn)榕炁谂谒?nèi)部本身沒有儲存彈藥，因此每次都需要單段式揚(yáng)彈機(jī)從多層甲板下取出彈藥，耗費(fèi)了一些時間，在近距離炮戰(zhàn)時，這種影響尤為致命。
“胡德”號的彈藥庫就布置在多層甲板下，可惜還是被洞穿了
為了解決單段式揚(yáng)彈機(jī)所存在的問題，兩段式揚(yáng)彈機(jī)隨之出現(xiàn)。顧名思義，兩段式揚(yáng)彈機(jī)就是在單段式揚(yáng)彈機(jī)的基礎(chǔ)上，將揚(yáng)彈過程拆分為兩個部分，分開揚(yáng)送彈藥。最底層的揚(yáng)彈機(jī)首先將彈藥輸送到上層甲板處，在艦炮需要裝填炮彈的時候，再由第二段揚(yáng)彈機(jī)將彈藥揚(yáng)送到炮塔內(nèi)部，由推彈機(jī)完成彈藥裝填。
兩段式揚(yáng)彈機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
兩段式揚(yáng)彈機(jī)的揚(yáng)彈速度比單段式揚(yáng)彈機(jī)更快，而且因?yàn)閮啥问綋P(yáng)彈機(jī)對自動裝彈機(jī)的整體布置要求較小，所以兩段式揚(yáng)彈機(jī)所使用的推彈機(jī)可以在更小角度內(nèi)進(jìn)行定角裝填，而不是再像單段式揚(yáng)彈機(jī)那樣采用高角度定角裝填。
兩段式揚(yáng)彈機(jī)的工作流程
因?yàn)椴捎脙啥问綋P(yáng)彈機(jī)的自動裝填機(jī)構(gòu)綜合使用效率更高，因此從第一次世界大戰(zhàn)后期到第二次世界大戰(zhàn)期間，各國海軍艦炮的自動裝彈機(jī)都采用了兩段式揚(yáng)彈機(jī)設(shè)計(jì)，兩段式揚(yáng)彈機(jī)設(shè)計(jì)至此成為一代經(jīng)典。
從吊籃式揚(yáng)彈機(jī)到管式揚(yáng)彈機(jī)——揚(yáng)彈機(jī)的再度改進(jìn)
單段式揚(yáng)彈機(jī)和兩段式揚(yáng)彈機(jī)都是采用吊籃來輸送彈藥，吊籃將彈藥輸送到炮塔內(nèi)部后，還需要按照彈丸在先，發(fā)射藥在后的方式進(jìn)行放置后，才能夠由推彈機(jī)推送至艦炮炮膛內(nèi)。此外，吊籃輸送彈藥的速度偏慢，且整體結(jié)構(gòu)較大，因此吊籃式揚(yáng)彈機(jī)最終被管式揚(yáng)彈機(jī)所取代。
管式揚(yáng)彈機(jī)整體結(jié)構(gòu)更為緊湊
管式揚(yáng)彈機(jī)出現(xiàn)的初衷是為了提升彈丸的輸送速度，大部分彈丸為了保證安全，一般會將彈丸垂直放置。如果采用管式揚(yáng)彈機(jī)，輸彈手可以直接將垂直狀態(tài)的彈丸放到揚(yáng)彈機(jī)內(nèi)輸送。因?yàn)楣苁綋P(yáng)彈機(jī)輸彈速度更快且結(jié)構(gòu)緊湊，所以在二戰(zhàn)末期大部分艦炮的自動裝彈機(jī)都采用了管式揚(yáng)彈機(jī)設(shè)計(jì)。
紅圈處的綠色結(jié)構(gòu)即為擺彈臂
現(xiàn)代中小口徑艦炮同樣采用管式揚(yáng)彈機(jī)，只不過為了提升射速，現(xiàn)代艦炮在艦炮耳軸上會設(shè)置一個擺彈臂。管式揚(yáng)彈機(jī)將彈藥輸送到擺彈臂內(nèi)，然后擺彈臂擺動至和火炮身管同軸線的位置，再由推彈機(jī)將彈藥推入炮膛。因?yàn)閿[彈臂的活動更加靈活，因此現(xiàn)代艦炮不用像早期艦炮那樣進(jìn)行定角裝填，可以在不同方位，不同角度下實(shí)現(xiàn)炮彈的自動裝填。
總結(jié)
從前膛炮到后膛炮，從單段式揚(yáng)彈機(jī)到兩段式揚(yáng)彈機(jī)，最終到擺彈臂的出現(xiàn)，人類最終通過各種改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了在艦炮上進(jìn)行快速裝填的夢想。而在艦炮自動裝填技術(shù)不斷進(jìn)步的同時，人類也把相應(yīng)的理念和技術(shù)移植到陸地火炮上，最終推動了火炮家族自動裝填技術(shù)的整體進(jìn)步。（作者署名：軍武雜談）
