Re: [討論] 二戰各國戰艦艦砲的設計思想

[keins (前往新的時代...)]

: 英國: 條約的限制(其實這是我比較不熟的部分)
: 英國海軍不但主導了華盛頓海軍條約, 之後也主導了倫敦海軍條約,
: 之後條約到期時也一直設法延長條約.
: 也因此, 英國推出的KGV級戰艦為了遵守條約的限制, 仍然使用14吋砲,
: 不過其性能比前一代的15in/L42還要好一些
: (雖然如此, 邱吉爾還是大大抱怨了一番).
: Nelson級使用的16in/L45砲方面我就比較不了解了@@

前幾天有review一下Nelson使用的16in/L45砲,
事實上這也是英國海軍的大口徑砲系列中, 最後一種使用鋼線砲的砲種.

當時的英國海軍內部中, 曾經有一種說法認為:
"使用高速的輕彈對於穿甲效果會比較理想",
事後在實測結果中, 發現這種說法是不正確的, 但是已經來不及了--
Nelson使用的16in/L45 Mk.1就是受到這種理論的影響,
因此它的穿甲能力其實並不會比前一代的15in/L42 Mk.1好太多.

以砲彈重量本身論, 各國的16in/L45級主砲中,
英國的穿甲彈重量是最輕的.
(英國Mk.1是929kg,
美國Colorado級更新後的Mk.5與Mk.8都是1016kg,
後來給N. Carolina用的Mk.6在使用重彈時更高達1225kg (Iowa的也相同),
日本長門更新後的新型砲彈為1020kg)

而這門砲原本強調的初速, 在日本與美國都對自己的16in砲更新後,
英國的這門砲反而變成初速最慢的.
(英國770m/s, 美國792m/s, 日本在新砲時806m/s)
不過後來經過改進之後, 這門砲的性能有向上提升不少.

但是這種主砲相對於KGV使用的14in/L45 Mk.7來說,
除了大口徑砲的穿甲優勢以外, 還有一點很重要的--可靠度.
雖然說Nelson用的這種主砲後來也找到一些問題,
但是比起KGV上面讓人頭痛到翻的多連裝砲機械問題, Nelson的情形已經不錯了.

: 而傳統的15in/L42, 是英國海軍從一次大戰開始就已使用的主力火砲,
: 不過在後來的改裝中, 火砲的最大仰角已經提升到30度.
: 而英國海軍沒有對艦砲進行大量更新的原因,
: 除了環境已外, 也很可能是因為財政的因素: 要養一隻龐大艦隊需要非常巨大的金錢,
: 而跟德國海軍交戰時, 因為德國的大型水面艦數量少,
: 也沒有必要對大口徑艦砲作大規模的更新.

後來發現的資料:

這門火砲的發展基礎是先前的13.5in/L45艦砲,
(日本海軍的14in砲也是以此砲為基礎發展出來的)
從1915年的加利波里戰役就已經開始使用.

其實在1930年代, 英國海軍的很多一線戰艦艦砲都已經到了壽命年限,
再加上其他各國的新型火砲陸續出籠,
因此英國海軍對這些舊型火砲做了一次大規模改良:
提升仰角(從20度到30度),
可以操作新型的發射藥包,
並且改變砲彈風帽外型以減少阻力,
因此射程從最早的21700m跳到33380m,
雖然不像其他各國海軍做的那麼徹底, 但是至少還有跟其他國家戰艦一拼的本錢.

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至於更後來的14in/L45 Mk.7, 也就是KGV的艦砲,
首先吸收了16in砲發展時的錯誤教訓, 並沒有以高速輕彈的模式發展,
而它的發展基礎則是較早期的12in Mk.14砲.

不過, 跟1910年代設計的14in/L45 Mk.1相比較,
事實上兩者的彈重(721 kg)與砲口初速(732 m/sec)幾乎一模一樣,
不同的是Mk.7具有最大40度的仰角, 加上新開發的流線型風帽,
因此射程往上跳到35260m, 只比射程最長的日本貨略差.
(日本的14in/L45仰角可以抬到43度, 射程35450m--
但是日本的新型砲彈重量比英國輕了40kg,
所以遠程砲戰時, 英國砲對上甲板的穿甲能力會比較好)

但是這種新砲用在四連裝砲塔上時, 遇到的機械問題之慘烈程度也是少見的,
從1940年KGV服役開始, 一直到1943年, 機械問題才差不多解決.
但是在1943/12/26的北角海戰中,
使用此砲的Duke of York(KGV class的三號艦)在砲戰中,
火砲的發射速率仍然只有設計數據的70%...
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各國戰艦艦砲的基本數據(以穿甲彈為基準)

穿甲力以20km對舷側垂直裝甲, 與30km對上甲板水平裝甲的數據為準,
以評估近距離與遠距離砲戰的穿甲力.
另外, 因為各國的單位標準不一樣, 因此穿甲數據估算時,
距離剛好為20km與30km者就用實測結果, 距離有差距者就取近似結果了.
(我會加一組"@"表示)


14in級

              彈重(kg)  砲口初速(m/s)  最大仰角(度)/射程(m)   穿甲力(mm)
                                                    20km垂直裝甲/30km水平裝甲
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英國
14in/L45 Mk.7      721         732           40 / 35260      265@ / 130@
(設計年代: 1937, 使用艦: KGV class)

美國
14in/L45 Mk.8-12   680.4       792           30 / 31360      315@ / 190@
(設計年代: 1928, 使用艦: New York class, Nevada class, Pennsylvania class)

14in/L50 Mk.7,11   680.4       823           30 / 33650      310@ / 155@
(設計年代: 1930/35, 使用艦: New Mexico class, California class)

日本
14in/L45 四一式    673.5     770-775         43 / 35450      缺穿甲數據
(設計年代: 1910, 使用艦: 金剛級, 扶桑級, 伊勢級)
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15in級

              彈重(kg)   砲口初速(m/sec) 最大仰角/射程(m)    穿甲力(mm)
                                                    20km對垂直/30km對水平
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英國
15in/L42 Mk.1      879     732(標準發射藥)   30 / 29720      275@ / 160@
                           785(新型發射藥)   30 / 33380      缺數據
(設計年代: 1912, 使用艦: QE class, R class, Renown class, Hood, Vanguard)

德國
380mm/L52 SK C/34  800         820         30 / 36520   405@/140@(美國估算)
                                                        364/120(對德國鋼板)
(設計年代: 1934, 使用艦: Bismarck class, O class(計畫))

法國
380mm/L45 Mod1935  884     830(法國設計數據) 35 / 41700      410@ / 160@
                           800(使用美製藥包)
(設計年代: 1935, 使用艦: Richilieu class)

義大利
381mm/L50 Mod1934  885         850           36 / 42800       470@ / 145@
(設計年代: 1934, 使用艦: Littorio class)
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16in級
                彈重(kg)   砲口初速(m/s)  最大仰角/射程(m)    穿甲力
                                                        20km垂直/30km水平
-------------------------------------------------------------------------
英國
16in/L45 Mk.1      929   (原始)770        40 / 34750          290@ / 150@
                (Mk.1 rifling) 788        40 / 37390
                (Mk.2 rifling) 797        40 / 38120
(設計年代: 1922, 使用艦: Nelson class)

日本
41cm/L45三年式    1020 (新砲狀態)806
                       (平均狀態)780      43 / 38725          缺穿甲數據
(設計年代: 1914, 使用艦: 長門級)

美國
16in/L45 Mk.5,8   1016         768        30 / 32000          380@ / 195@
(設計年代: 1913, 使用艦: Colorado class)

16in/L45 Mk.6     1225         701        45 / 33741          410@ / 240@
(設計年代: 1936, 使用艦: NC class, SD class)

16in/L50 Mk.7     1225 (新砲狀態)762      45 / 38720          460@ / 195@
                       (平均狀態)739
                       (減裝藥)  549
(設計年代: 1939, 使用艦: Iowa class)
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18in級
                  彈重(kg)  砲口初速(m/s) 最大仰角/射程(m)   穿甲力(mm)
                                                        20km垂直/30km水平
-------------------------------------------------------------------------
日本
46cm/L45九四式    1460         780        45 / 42030          494 / 189
(設計年代: 1934, 使用艦: 大和級)

資料來源:
http://www.navweaps.com/Weapons/index_weapons.htm
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老實講我提供這樣的數據只能當參考, 並不能當做絕對的基準.
像是美國16in砲來說,
Iowa的30km對上甲板穿甲力看起來不如NC的火砲,
但是這其實是落下角度的問題--
到了落下距離最陡的38.7km時, Iowa的上甲板貫穿力將會跳升到360mm的等級.

還有我自己的感覺--英國的16in砲再爛應該也沒有差到那麼誇張,
但是如果測試的對象裝甲並不是通常使用的均質鋼板,
而是軍用的正式裝甲板, 裝甲材質與純鋼鐵不同或是有做過表面硬化的話,
那就有可能拿到這種看似慘烈的數據...
像是德國的38cm砲, 用美國海軍估算的方式就有很強的穿甲力,
但是後面那組數據是德國海軍的data, 打的是德國製造的表面硬化裝甲,
那結果當然就相差很多.
有一些測試資料其實並沒有說明使用裝甲的種類, 那就會有很大的差異了.

而且該網站的資料中,
有很多軸心國方面的資訊是美國海軍戰後用公式估算出來的,
不見得是用實際射擊測試做出來的結果.
如果要比較細一點的資料, 建議各位直接比對網站或書面的資料.


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