军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
有很多细心的军迷朋友发现,在军舰的舰炮上,经常有一根连接炮塔和炮管的黑色软管,但是在一些美国舰炮上却看不见这根软管,而且似乎越是射速快的舰炮,就越是要装备这根软管,那么他到底是什么呢?答案是:舰炮身管外循环水冷却系统。
图为我国100毫米单管舰炮上的外循环水冷却系统。
说白了,给舰炮的炮管降温用的。那为什么陆地的火炮就不需要呢?因为陆炮的射速较慢,以我国的PCL-181卡车炮为例,他的射速是1分钟6-8发,而我国的舰炮,比如H/PJ-26型76毫米速射舰炮,一分钟能够发射120发炮弹,这是超过10倍的射速,在这个情况下,炮管根本没有依靠空气完成冷却的机会,温度只能越来越高,为了维持射速,只能使用效率更高水冷却方式进行炮管冷却。
图为俄罗斯海军现代级驱逐舰上的AK-130舰炮,清晰可见水冷却系统。
这种方法虽然简单,但是却很实用,是全球舰炮的通用做法,虽然常见于中俄舰炮,但是西方舰炮上也不少,比如美国最新的AGS舰炮,就是水冷却系统,其他的,比如意大利著名的奥托·梅拉紧凑型舰炮,也都使用水冷却系统,法国的大部分舰炮也使用水冷却系统。其实,该系统也算是比较早的一种身管冷却系统了,早在人类历史上第一种高速射击武器“马克沁”重机枪上,就使用了水冷却系统,有趣的是,他也有一根黑色的软管,其实也是冷却水管。
这种外循环水冷却系统,会把冷却水直接从炮塔内部输送到炮管内,然后又循环回来,所用的冷却液是淡水而非海水,因为海水内有杂志,含盐度高,对军舰内部系统有腐蚀作用,而且容易造成管道堵塞,所以还是在消耗淡水。那有人要问了,他为啥软软的吊在那里呢?看上去好像很随便的样子,但是其实有大道理,因为舰炮射击会有身管后座,当舰炮身管做俯仰动作,或者击发的时候后座运动时,软管也可以跟着有一个活动空间,否则还不就崩裂了。
图为美国MK-45型127毫米舰炮,他没有水冷却系统,因此他的射速就不快。
当然,有一些舰炮是用不着这根水冷却软管的,比如多管舰炮,以近防炮为主。近防炮虽然射速够快,但是由于口径小、膛压低,而且炮管转动有利于风冷,且持续发射很短,因为射速过快,所以他们最多能持续发射不到1分钟,要知道他们可是一分钟上万发炮弹的快炮,备弹却还不到1万发,所以也不存在持续发射的可能性。
图为意大利奥托·梅拉舰炮,也有这根水冷却软管。
不过,也不是所有的舰炮都有这个外循环的水冷却系统,比如美国的MK-45型127毫米舰炮、英国的MK-8型114毫米舰炮,他们都没有这根水管,这和他们不需要高射速有关系。要知道,MK-45的射击速度是1分钟20发左右,几秒钟才1发,比其他国家舰炮慢的多。美国军舰多,需要一艘军舰射速多快,航母也多,也不怕敌机密集来袭,舰炮只是有时候对地轰击和对近距离军舰压制时用一用,不需要太快射速。
图为马克沁重机枪,可见其水冷却系统也有一根软管。
而像我国的H/PJ-26型76毫米速射舰炮,他拥有两条供弹链,也有两个独立的供弹系统,他就是要加快发射的速度,因此有了1分钟120发的高射速,但是同样,他也必须要有这个外循环的冷却系统,这也和他需要承担防空任务有关系,毕竟76毫米速射舰炮大都是要承担防空任务的,比如意大利就用奥托76舰炮当做近防炮使用,一艘驱逐舰配备个4门是很常见的,76毫米舰炮射速够快、射程够远,甚至可以当拦截反舰导弹的火力使用,所以强调高射速。
军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
先说它的名字吧,舰炮身管外循环水冷却系统导管。作用是对炮膛和炮身进行冷却和和清洗炮膛,以实现舰炮的持续射击,保证强大的持续火力。大家肯定听过一个说法叫做一门口径稍微大一点的舰炮火力相当于一个陆军炮兵营吧?之所以舰炮火力如此恐怖就是因为其超高的射速和出色的火力持续性。而保证这两点的重要设备就是舰炮的冷却系统,这个黑色的软管就是舰炮冷却系统的主要设备之一。黑色软管
二战后导弹技术的完善导致舰炮的地位一落千丈,甚至舰炮无用论大行其道。不过在发展舰载导弹的同时,世界各国其实并没有放弃研发新型舰炮,而且随着科技的发展,现代舰炮已经发展成了一个复杂的舰载武器系统。题主所说的这个黑色软管就是现代舰炮武器系统的重要一个部分——舰炮冷却系统。现代舰炮武器系统可不止你看到的那个炮管和炮塔,在你看不到的甲板下面,甚至舰桥顶上都安装着舰炮武器系统的设备。现代舰炮武器包括发射系统,供弹系统,瞄准和随动系统,弹药自动控制系统等等几个大的部分。而冷却系统则属于发射系统的一部分,通常安装在炮塔内部和炮管处。
以法国的100毫米紧凑型舰炮为例。法国的这款可是一款经典的舰炮,其冷却系统使用的是外循环水冷系统。外循环水冷系统由两个主要设备构成,一个就是外循环水导管,另一个则是一整套的水气供应系统。本来,军舰长期在海上航行,冷却水可以直接就地取材使用海水。但是海水因为盐类含量太高,使用过后会出现水垢。火炮发射炮膛容不得半点杂物的,发射之后火药渣子都得清洗,洗完了还出现水垢就是做无用功!所以舰炮外循环水冷却系统使用的水并不是海水,而是淡水!军舰在海上航行淡水非常珍贵的资源,是要绝对供给给舰员饮用的。所以,冷却系统的水来自于海水淡化,而负责海水淡化和负责供水的就是一套水气循环系统了。火炮每发射一枚炮弹,外循环水冷却系统就会工作一次,对炮膛和炮管进行冷却和清洗,然后准备下一发炮弹的发射。所以说,冷却系统是是非转管速射舰炮的必备,否则打不了极发炮管就会报废。MK-45舰炮
之所以要做成软的,那是因为这个导管一般都会安装在火炮的助退单元附近,火炮助退单元在火炮发射的时候会来回运动。这个导管做成软的的话,可以轻松跟随助退单元来回运动,非常节省成本。而为什么美国主流的MK-45舰炮没有这根水冷管呢?因为一开始这炮压根就没有水冷系统,所以射速在8发/分,甚至在持续射击的时候要下降到2-3发/分。后来到了2002年美国才给这套舰炮系统安装上了内循环的水冷系统,所它看起来依然没有这根黑色软管。
军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
那玩意是给舰炮炮管冷却降温的,名字叫炮管外循环水冷却系统导管。舰炮有一个很突出的特点是什么?射速快,以我国海军的H/PJ-45A型130mm舰炮为例,射速达到了40发/分钟,这种火力基本上等同于一个重炮连了(6炮连或者9炮连),所以,舰炮的射速很高,可以保证强大火力的迅速输出,但是这也同时带来了一个问题:那就是炮管的散热!因为射速越快,火药燃气对炮管的热作用就越明显,炮管升温也就越严重,所以为了保证舰炮的性能,就必须要有一个冷却系统,用来帮助炮管散射降温,以保证火力的持续输出!
▲舰炮炮管下的黑色软管
所以,现代军舰的主炮上都会有一个水冷却系统,以水为冷却液对炮管进行降温清洗,其中,那个黑色软管就是这个冷却系统组成的一部分,也就是一条水管,用来给舰炮炮管输送外冷却水的,整个冷却系统的结构原理大概如下图所示,总共有12个关键部位,比如储液箱、管路、水泵、集水环、散热器等,其中图中的管路(序号2)就是我们题目中说到的舰炮下面的那个黑色管子,作用是在整个循环冷却的过程中,用来输送冷却水的,从而达到给舰炮炮管降温的目的!
▲舰炮水冷却系统原理图
整个系统的工作原理则大概是这样的:火炮开火的同时,冷却系统启动,循环冷却水泵(序号3)会将储液箱(序号1)中冷却液(水)通过管路(序号2)从冷却液入口(序号5)输送到炮管的冷却通道(序号7),当冷却液在冷却通道内与炮管的内层身管(序号8)进行热交换之后,再从冷却液出口(序号10)流出,通过管路流经散热器(序号11)进行降温后流回储液箱。因此,这是一个冷却液循环流动给炮管降温的过程,通过这个循环冷却系统,可以给舰炮起到持续降温的作用,使炮管温度不会过高,保证舰炮的持续火力输出!
其实吧,舰炮的降温方式除了水冷之外,还有一种方法就是气冷,即空气自然冷却方式,额,虽然名字听起来挺高大上的,但这其实根本就不是真正意义上的冷却手段,而根本就是等舰炮自然降温,通常舰炮发射的炮弹超过10发以后,空气散热的速度就达不到炮管降温的要求力量,这仅仅是炮管的一种被动冷却手段;而上面提到的水冷方式,则是舰炮的主动冷却手段,最后再说一下水冷方式使用的冷却液问题,有人会纠结舰炮的冷却水使用的是淡水还是海水,我个人查的资料上显示的是使用淡水,为什么不直接用海水当冷却液?
因为海水的盐分以及其他杂质的含量太高,用来当冷却液的话很容易生成水垢,时间一长就会堵塞冷却系统的管道,使冷却能力失效,而且相对来说,海水对舰炮的腐蚀性更强,会影响炮管的使用寿命,这对于舰炮来说是绝对不允许的,至于在军舰上会不会出现淡水不够用的情况,当然不会!首先,军舰上有海水淡化装置,其次,在舰炮的冷却系统中,冷却液是循环使用的,损耗并不严重,而且,和平时期,舰炮的使用频率较低,也有足够的时间给冷却系统补充淡水,至于到了情况十分紧急的战争时期,会不会直接使用海水给舰炮冷却,这就是另外一回事了!
军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
▲我军052C导弹驱逐舰上的100毫米主炮就装有身管外循环水冷却导管
我们都知道,现代军舰上的主炮一般都具备较高的射速,然而以较快的射速进行连续射击时,火炮药室表面和膛线起始部的表面温度都会升高,故而会使得火炮金属机械性能下降,影响火炮身管的寿命,同时也会影响弹丸在炮膛内的正常运动,增大其散步,而如果温度持续升高,甚至会导致炸膛事故,因此,改善身管的散热条件,降低身管温度对于现代军舰上的主炮而言是非常必要的。
▲052C导弹驱逐舰上的100毫米主炮就装有身管外循环水冷却导管的近距离特写
但如果单纯依靠空气使身管自然冷却,需要的时间是会非常久的,而这对于军舰来说是非常不利于其作战的,因此在身管上采用非自然冷却措施,也就成了必然之举。而就如同问题中所说到的那样,一般军舰上主炮的黑色软管其实就是主炮的舰炮身管外循环水冷却导管,其主要作用就是作为冷却水不断导入火炮身管外的冷却套筒中,使身管能达到连续降温的效果。
▲中国海军曾经的双30毫米舰炮采用的是身管液体综合冷却法(图片来源于:网络)
当然,火炮的身管冷却除了液体外部冷却方法外,还包括液体内部冷却、液体层间冷却、液体综合冷却、气冷、化学冷却及薄膜冷却等方法,而这些方法在当今的各型火炮上均有运用。
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军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
就是冷却水管,这个黑色软管的正式名称叫做管外循环水冷却系统导管,它是舰炮能够持续高速射击的关键设备。在介绍很多大口径舰炮时,例如介绍中国052D驱逐舰上装备的H/PJ-45A型130毫米舰炮时,经常会用到一个形容句子,那就是它的火力打击能力和一个常规炮兵营不差上下。
舰炮之所以拥有这么强大的火力压制效果,主要是因为绝大部分舰炮的持续射击速度都要远高于陆地常规火炮。而舰炮能够持续高速射击的关键,就是因为拥有炮管冷却装置,这个管外循环水冷却系统就是其中一种冷却方式。
任何常规火炮在持续射击时,都会引起炮管过热,此时必须停止射击等待炮管冷却下来,这无疑会严重影响火炮的持续发射速度,陆地上的常规火炮便是如此。可是舰炮不一样,它们往往装备有炮管冷却装置,简单来说就是利用水、空气带走炮管的热量,给炮管降温,从而可以持续射击。
目前舰炮的冷却方式可以分为几种,比较常见的一种就是管外循环水冷却方式,它在舰炮炮管外部套有一个散热套,通过管道来输送淡水,对炮管进行冷却,这些使用过的淡水还可以重新冷却后进行循环使用。管外循环水冷却系统的一个主要特征就是舰炮炮管上拥有一条软管,一直从炮口延伸到炮塔内部,在连接炮塔的位置还是可活动的一段软管,以适应舰炮射击时炮管后座的动作。这种舰炮冷却方式在苏/俄制军舰和中国军舰上比较常见。
外冷开式循环方式也是一种比较常见的舰炮冷却方式,它主要是直接向炮膛喷射水雾或者淡水,吸收炮管的热量,使用过后的水直接排出炮管,不重新循环使用。这种循环方式不需要设置外部输送管子,基本没有外露的设备,西方国家很多舰炮均采用这种冷却方式。
值得注意的是,并不是说没有外露冷却管道的西方舰炮一定是采用了外冷开式循环方式,它也有可能是根本没有装备冷却系统。例如美国大名鼎鼎的MK45型127毫米舰炮和英国的MK8型114毫米舰炮就取消了冷却效果很好的水冷装置,仅仅是使用冷却效果较低的空气冷却方式。所以MK45型127毫米舰炮的射速也远低于其他先进舰炮,只有20发/分,只能承担起一般的对海目标射击任务,面对防空拦截任务时只能是望洋兴叹。
军舰主炮上的黑色软管是干嘛的?
熟悉海军的军迷都知道,尽管现代海战已经是导弹和雷达的天下了,但是主炮依旧是现代军舰上必不可少的一种武器;因为有许多任务导弹无法完成,或者使用导弹成本太高,诸如反海盗,攻击一些次要的地面目标等等。善于观察的军迷肯定会发现,现代军舰的主炮的炮管附近会有一根黑色软管,这支软管是用来做什么的?对于军舰舰炮的强悍火力有什么帮助作用?我们下面就来一一盘点。
现代军舰由于不再将主炮当作主战武器了,所以主炮的口径一般都不如以前的舰炮口径来得大;一般都在九十到一百八十毫米左右。现代舰炮最重要的功能在于利用极高的射速和精确性,拦截靠近舰船的敌军战斗机和导弹,有人可能觉得这是天方夜谭,但事实就是如此。
以著名的俄国舰炮AK130为例,AK130主炮的射速高达每分钟七十发,并且几乎不需要冷却,可以从第一发开始持续开火到最后一发炮弹打完;单是一座AK130舰炮的火力就相当于一个陆军的一个炮兵营的火力。
对于一些速度不是很快的反舰导弹和战斗机来说,这样的一门射速堪称变态的舰炮简直就是一个天然屏障;再加上一些小口径近防炮的火力支援,军舰的近距离防御火力网就浑然天成了。那么军舰舰炮是怎么做到比陆军的火炮射速还要高的呢?这就涉及到标题中的舰炮下部的黑色软管的作用了;众所周知,地面火炮的射击中,拖延火炮射速的最主要因素之一就是在连续射击之后,炮管温度过热容易炸膛。
在地面上没有办法使用太多的水来降温,但是海上到处都是海水,持续射击中的舰炮可以直接利用冰冷的海水循环降温,舰炮下部的那根黑色的水管就是用来装海水来给舰炮炮管降温用的,以保证舰炮能够持续开火而不过热炸膛。
同样的道理,一些小口径近防炮也是同样的道理,小口径近防炮每分钟三千发的也是通过这样的一根黑色软管来使用海水降温的;所以不要小瞧军舰上的每一个细节,很有可能一个很不起眼的小设施就会影响整艘军舰的战斗力。
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