日本海军中口径舰炮史:55倍140mm炮
本文参考资料
平贺让纪念站:
「十五糎砲以下各種砲重量表 大正十一年九月調製」(ID:22310601)
「五十口径14cm連装高角砲Scale1/16」(ID: 20210101)
〔メモ(50口径砲寸法図)〕(ID: 20210201)
防研资料:
「帝国海軍各種砲煩兵器設計データー記錄 その1」(⑥技術-兵器-3)
海自资料:
『砲戦術講義』
为方便读者查看,本文的图片都已经过扫描。如需查看原件,请按照参考资料编号搜索。
一、炮身
(一)初期计划
众所周知,日本海军选择使用140mm这个口径的原因是考虑日本人的体格问题,减轻炮弹重量,通过牺牲炮弹的威力来维持效率。于是,日本海军开发出了三年式50倍140mm炮,作为伊势级开始的战列舰副炮,以及轻巡洋舰的主炮。这里只是简要介绍一下140mm炮的开端,具体内容后面专门写一篇介绍。
大概到了大正中后期,为了增加威力,负责设计火炮的舰本一部开始了更长身管的55倍140mm的计划。炮身重7.135公吨,采用分装弹,炮弹型号与三年式50倍140mm炮一致,为38kg通常弹,配13.05kg发射药。
55倍140mm炮(早期)
口径:140mm
倍径:55倍
炮身重量:7.135公吨
发射药:13.05kg
炮弹:38kg
*出自「十五糎砲以下各種砲重量表 大正十一年九月調製」(ID:22310601)
(二)昭和初年的改进
进入昭和初年后,开始重视平射炮对空,55倍140mm炮也不例外。炮身也有修改,重量从原来的7.135公吨调整为7.23公吨。
由于缺乏直接的炮身参数记录,所以这里结合斋尾的多份资料整理数据。
炮身性能可参考「1929年」(卷一p.148)的表:
由此可见,1929年时计划的初速为950m/s,炮弹重量38kg。另外各个距离的落角等参数也都列了出来。
接下来参考实验数据进行一些推测:
目测来看,最下面的吴1~2号炮的情况应该比较接近实用型号,即药室25L、长6.56倍口径。吴3号炮最初的药室容积可能是28.643L、长7.5倍口径,后来被改造为30.628L、长8倍口径。
炮弹上,一般可能是和制式化的50倍140mm炮一样的38kg被帽通常弹,早期吴1~2号炮实验时也有40kg的实验弹甲。吴1号炮使用38kg炮弹时,发射药为14kg的30特DCII型,膛压34.25&plu *** n;0.5kg/mm²,初速955.3&plu *** n;1m/s;使用40kg炮弹时,发射药为同型号13.73kg,膛压34.12&plu *** n;0.49m/s,初速928.5&plu *** n;0.5m/s。吴2号炮测试数据相近,此处不在罗列,可以自行查阅上表。参考上文的初速,应该可以认为前者比较接近实用型号。
以下推测为通常型号炮身的要目:
55倍140mm炮(改型)
口径:140mm
倍径:55倍
炮身全长:7.936m*
药室容积:25L****
药室长:6.56倍口径****
炮身重量:7.23公吨**
膛压:约34kg/mm²(推测)****
初速:950m/s***
发射药:14kg30特DCII(推测)****
炮弹:38kg**
*出自「五十口径14cm連装高角砲Scale1/16」(ID: 20210101)
**出自「中口径砲以下各種砲身砲架重量表」(卷一p.84)
***出自「1929年」(卷一p.148)
****出自「高初速砲実験報告拔萃 昭和8年1月 呉工廠」(卷一p.29),数据取自吴1~2号炮部分实验数据,目测比较接近通常型号
对于生产情况,根据「高初速砲実験報告拔萃 昭和8年1月 呉工廠」(卷一p.29)中出现的吴1~3号炮,生产出来的55倍140mm炮至少有这3门。
二、炮身实验
根据「高初速砲実験報告拔萃 昭和8年1月 呉工廠」(卷一p.29)的记录,之后在1933年前后,吴海军工厂对55倍140mm炮进行了测试,并撰写了高初速炮实验报告摘要(文件时间为1933年1月)。
目的
1.研究高初速炮必然需要的大药室
2.将吴3号55倍140mm炮的药室扩大到8倍口径,检验膛内弹道性
成果
1.这次强装药发射时,炮身炮架的点火装置等没有发现异常情况;
2.初速、膛压、炮口秒时如次表;
3.在相同的发射药种类(30特DCII)的情况下,长度短的(763mm)比长的(900mm)的初速略大;
4.在相同发射药种类(特DCII)的情况下,内膛磨损量与各国实验及吴1~3号炮身的最初三次实验相比,显现出略小的趋势;
5.ジャンプカード(jumpcard?)的弹飞状况尤其糟糕;
6.膛压34及40kg/mm²的各发射药种类对应的上次及本次试验发射药量,初速、炮口威力的比较如次表。
由于是复印件的缘故,无法辨认红字黑字…
吴3号炮进行了各种特殊实验,包括使用20/30/40特DCII型三种发射药、使用38/40/45kg炮弹、扩大药室等。
吴3号之一次测试中,药室为7.5倍口径。
38kg炮弹、17.3kg40特DCII型发射药:膛压33.53&plu *** n;0.12kg/mm²,初速达到了979.1&plu *** n;1.2m/s。
40kg炮弹、14.75kg30特DCII发射药:膛压32.55&plu *** n;0.33kg/mm²,初速922.8&plu *** n;1.5m/s。
45kg重弹、14.4kg30特DCII发射药:膛压33.98&plu *** n;0.1kg/mm²,初速865.9&plu *** n;1.2m/s。
减装药发射
40kg炮弹、5.6kg20特DCII发射药:膛压9.37&plu *** n;0.04kg/mm²,初速514.9&plu *** n;1.6m/s。
同炮弹7kg同发射药:膛压13.76kg/mm²,初速601.2&plu *** n;0.3m/s。
第二次测试中,药室被扩大到8倍口径。
38kg炮弹、18.3kg40特DCII型发射药:膛压32.52&plu *** n;0.36kg/mm²,初速达到了987&plu *** n;1.1m/s。40kg炮弹、15.4kg30特DCII发射药时,膛压32.08&plu *** n;0.27kg/mm²,初速923.7&plu *** n;0.8m/s。
45kg重弹、15.15kg30特DCII发射药:膛压33.98&plu *** n;0.1kg/mm²,初速875.8&plu *** n;1m/s。
减装药发射
40kg炮弹、6.35kg20特DCII发射药时,膛压10.85&plu *** n;0.19kg/mm²,初速549.1&plu *** n;1.5m/s。
三、炮塔、炮架
(一)初期计划
根据平贺让纪念站1922年9月的文件「十五糎砲以下各種砲重量表 大正十一年九月調製」(ID:22310601),当时设计的55倍140mm炮有单装和试制双联装两种。
以下重量均为预定重量:
本图扫描遗漏:双联装50倍140—18.41→14.89;40→35.48
单装圆锥台炮架
炮身:7.135公吨,附属品170千克
炮架:8.85公吨,附属品250千克
炮盾:甲板炮5.9公吨,炮廓2.5公吨
全重:甲板炮22.305公吨,炮廓18.905公吨
100发弹药(每门):5.105公吨(包含炮弹38kg,发射药13.05kg)
总计(含弹药):甲板炮27.41公吨,炮廓24.01公吨。
可见对于单装炮,同时有甲板炮和炮廓两个版本,当时可能考虑作为战列舰的炮廓式副炮,说不定1924年设计的将来主力舰(早期金刚代舰)能用上。
试制双联装炮塔
炮身(两门):14.27公吨,附属品340千克
炮架:19公吨,附属品300千克
炮盾:10公吨
全重:43.91公吨
200发弹药:10.21公吨
总计:54.12公吨
根据「副砲」(卷一p.158)补充,两种炮架的俯仰范围是-7°~ 30°,可见20年代初的中口径舰炮还只是考虑对海平射。两种炮架在20°仰角射程17500m,25°为19400m,30°为20900m。
据说长门号战列舰的炮术科记录:
近期可能会采用双联装副炮,这将是装备方位盘及相关装置的好机会。
这句话的时间肯定是长门级完工后,最早也就是1921年,时间和上面的表比较接近,但不能确定这是指的夕张式的双联装甲板炮,还是新式的双联装50倍140mm炮塔,抑或这里提到的双联装55倍140mm炮塔。
到了1924年的将来主力舰时期,也有讨论采用机力化(重点)副炮的计划,那该副炮只能是新式的双联装50倍或55倍的140mm炮塔。
(二)昭和初年的高角炮塔
结合「中口径砲以下各種砲身砲架重量表」(卷一p.84)、「副砲」(卷一p.158)的记录可知,后来又有了高仰角的新式单装、双联装、三联装和四联装炮塔,俯仰范围为-7°~ 75°。后者记录,对于四种炮架机构,其可靠程度是等同的。前者还记录,双联装和三联装的设计图都有对应的编号,不过目前只在平贺让纪念站见到了双联装的1/16图纸,说不定以后有机会,能在防研资料中见到其他的。
五十口径14cm連装高角砲Scale1/16(ID: 20210101)。需要注意的是,虽然在图纸上被标为50倍,但实际上是55倍。
新式单装炮
基本参数
装填时间:
炮室操作人员:10人
给弹药室操作人员:2人
炮口操作半径:6.52m
重量
弹药(每门120发):6.96公吨
*出自「副砲」(卷一p.158)
新式高仰角双联装炮塔(舰本10959号)
基本参数
旋转速度:6°/s(机力),30'/手轮每转**
俯仰速度:10°/s(机力),1°/手轮每转**
扬弹方式:电力**
扬弹速度:单侧8发/分**
装填时间:(单装:双联装=1:1.09****)
发射速度:5发/分
炮室操作人员:17人****
给弹药室操作人员:4人****
炮间距:0.97m**
炮口操作半径:6.56m****
炮盾转动操作半径:4m****
给弹药室直径:3.81~4.237m(圆台形)**,3.72m(形状未知)****
辊轮盘直径:3.63m**,3.72m****
炮盾宽:4.4m*&****
重量(其一,时间可能为1927)**
炮身(两门):14.46公吨
旋转部(含扬弹机):15.5公吨
俯仰部:6.94公吨
固定部:6公吨
炮盾:①6.9公吨(厚5~9mm),②11.6公吨(厚19mm),③14.8公吨(厚25mm)
全重:①49公吨,②54.5公吨,③57.7公吨
重量(其二,时间可能更晚)
炮身(两门):14.46公吨***
炮架:29.99公吨***,
炮盾:16.55公吨(厚25mm)***
附属品:0.64公吨***(具体应该和老式双联装一致)
全重:61.64公吨***
弹药(每门120发):13.92公吨****
总计:75.56公吨(原数据74.92公吨,是因为将全重视为61公吨)****
*出自〔メモ(50口径砲寸法図)〕(ID: 20210201)
**出自「五十口径14cm連装高角砲Scale1/16」(ID: 20210101)
***出自「中口径砲以下各種砲身砲架重量表」(卷一p.84)
****出自「副砲」(卷一p.158)
〔メモ(50口径砲寸法図)〕(ID: 20210201)。本图标注了尺寸(单位为英尺-英寸或米,具体数据可见上文),文件时间为1927年2月28日。
新式炮塔除了为对空而提高了仰角,还将炮盾加厚到25mm(相当于重巡的双联装203mm炮塔)。双联装炮塔的构成是上部的炮塔(炮室),以及下方圆台形的给弹药室。
高仰角的双联装55倍140mm炮塔外观大体上比较接近吹雪级的双联装127mm炮塔和古鹰级的单装200mm炮塔,但为了实现对空能力,将炮塔上前端改为圆弧状。左右炮间距0.97米,独立俯仰。驱动以电力为主,人力为副。火炮为螺闩炮,采用分装弹,弹药和50倍140mm炮一致,人力装填,发射速度为5发/分。所以说,该炮塔与驱逐舰的127mm炮塔和重巡的203mm炮塔一样,仅仅是提高了仰角,拥有“一定程度上”的对空能力,不足以应对日益增加的航空威胁。当然,这只是20年代后半意识到航空威胁越来越大,抱着“有总比没有好”的思路对平射炮进行的一种特化,对空主力还是依靠专门的防空炮。炮室操作人员有17人。
炮盾有多种设计。在1927年时,有5~9mm、19mm、25mm三种。后来在「中口径砲以下各種砲身砲架重量表」(卷一p.84)仅有25mm的记录,最终可能选择了25mm的炮盾,而且最终25mm炮盾版的重量也比1927年的大。
对于扬弹药室,其形状为圆台形,靠近顶部的一个圆直径为3.81米,底部4.237米;另有一组数据记录为3.73米,不知是最顶部的直径,还是另一种新的设计。扬弹药机为传送带式,提升速度为8发/分,左右各一台。除了能转运炮弹,还能转运投入的发射药盒。药室操作人员有4人。
随着时间推移,日本海军对备弹的要求越来越高,从大正时期的每门100发增加到了120发。
本炮更大的用途就是作为预计1931年开工的金刚代舰的副炮。在大约1929年采用更大口径的152mm前,高仰角双联装炮塔一直是金刚代舰各方案的副炮。参考以下1928年的藤本案和平贺案的想象图(包括双联装55倍140mm炮塔的想象图):
三联装炮塔(舰本11056号)
基本参数**
炮室操作人员:25人
给弹药室操作人员:6人
炮口操作半径:6.7m
炮盾转动操作半径:4m
给弹药室直径:5.08m
辊轮盘直径:5.08m
炮盾宽:5.08m
重量
炮身(三门):21.69公吨*
炮架:40.96公吨*
炮盾:20.35公吨(厚25mm)*
附属品:0.75公吨*
全重:83.75公吨*
弹药(每门120发):20.88公吨**
总计:104.63公吨(原数据103.88公吨,是因为将全重视为83公吨)**
*出自「中口径砲以下各種砲身砲架重量表」(卷一p.84)
**出自「副砲」(卷一p.158)
四联装炮塔
基本参数**
炮室操作人员:32人
给弹药室操作人员:8人
炮口操作半径:6.86m
炮盾转动操作半径:4.4m
给弹药室直径:6.25m
辊轮盘直径:6.25m
炮盾宽:7.2m
重量
炮身(四门):28.92公吨*
炮架、炮盾、附属品:约81.08公吨*
全重:110公吨**
弹药(每门120发):27.84公吨**
总计:137.84公吨**
*根据炮身重量和全重数据推算
**出自「副砲」(卷一p.158)
平贺1927年12门案想象图。
四联装140mm炮塔被用于1927年的平贺12门45倍410mm主炮金刚代舰案。上图为该方案的想象图,但需要注意的是,本图中使用的是妙高级的双联装200mm炮塔作为基础,但实际上四联装140mm炮塔应该具有高射能力,所以用高雄级的双联装203mm炮塔应该更合适。
由于驱逐舰的大型化,轻巡洋舰主炮和战列舰副炮的火力需求增大。到了大约1929年时,55倍140mm炮的地位被新的50倍152mm炮取代,再之后发展成为了最上级装备的60倍155mm炮。由此,55倍140mm炮成为了单纯的实验炮,进行扩大药室的实验。