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6英寸与8英寸的火炮口径之争 - 从河口之战谈起

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发表于 2016-4-16 20:01:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 seven_nana 于 2016-4-17 09:17 编辑

6英寸与8英寸的火炮口径之争 - 从河口之战谈起

本帖内容未经允许不得转载

配图:河口之战中的阿基里斯号(HMS Achilles)与埃阿斯号(HMS Ajax)



英德两国的相关官方档案:






战斗过程概述

1939年12月13日,德国海军的斯佩伯爵号(Admiral Graf Spee)装甲舰,与英国海军的埃克塞特号(HMS Exeter)重巡洋舰、及埃阿斯号(HMS Ajax)和阿基里斯号(HMS Achilles)轻巡洋舰,在乌拉圭与阿根廷之间的拉普拉塔河口附近,打响了第二次世界大战中的第一次海战。

05时52分,斯佩伯爵号发现英国舰队,距离31,000米。

06时17分,斯佩伯爵号向埃克塞特号开火,距离19,700米。

06时20分,埃克塞特号向斯佩伯爵号开火,距离18,700码(17,099米)。

随后的数分钟内,埃阿斯号和阿基里斯号也相继开火。

在整场战斗中,斯佩伯爵号的主要目标是埃克塞特号,根据阿基里斯号的舰长W. E. Parry上校的说法,斯佩伯爵号大约向埃克塞特号打出了60轮左右的齐射,向埃阿斯号/阿基里斯号打出了20-25轮齐射。

注释:这里的齐射是指英国海军术语中的Salvo,英国人管全齐射叫Boardside,Salvo则是统称,全齐射/半齐射/分齐射等都能叫做Salvo。例如斯佩伯爵曾用过分火射击,一座主炮塔射击埃克塞特号、另一座主炮塔射击埃阿斯号/阿基里斯号,这种情况下每一座炮塔的一次射击都算作一次Salvo。

在战斗过程中,埃克塞特号共被击中8次(全都是283mm炮弹),其中造成破坏最大的,是06时24分的一发283mm炮弹,这枚炮弹击中了B炮塔,使该炮塔失去了战斗力,且爆炸产生的弹片横扫舰桥,导致舰桥内部的人员伤亡惨重,舰长被迫移至舰体后部。稍晚些时候,其A炮塔也被德舰炮火被击中并失去了战斗力,此外其指挥仪(Director Control Tower)和火控计算设备(Transmitting)也陆续失效,导致在后续的战斗中,埃克塞特号只剩下1座缺乏中央火控支持的炮塔可用。至07时30分,其Y炮塔也因液压问题而失效了,此时该舰受损严重、主炮火力全失、且难以跟上目标,因此只得在07时40分退出了战斗。

埃克塞特号舰艏的两座炮塔



埃克塞特号的舰桥



埃阿斯号的境况则要好得多,只被击中2次(都是283mm炮弹),其中07时25分的一发炮弹,击毁了该舰的2座尾部炮塔。

阿基里斯号则并未被德舰炮火击中过,但有1发近失弹的弹片对指挥仪(Director Control Tower)内的人员造成了杀伤,对其炮战指挥造成了一定影响。

战斗态势图

德国官方档案中记录的态势图:

出自上述官方档案



英国方面记录的态势图:

出自英国海军的官方战史:The War at Sea 1939-45



从态势图中可以看到,双方都做出了大量机动,特别是斯佩伯爵号,在战斗初期做出了180度的调头大转弯,动作幅度可谓相当之大。

弹药消耗情况

上述官方档案中的记载:



埃阿斯号共发射了823发炮弹,阿基里斯号共发射了1,242发炮弹。

埃克塞特号的情况则比较复杂,其A炮塔的发射记录缺失,B炮塔发射了8轮齐射,Y炮塔则发射了177发炮弹。

其他参考资料中的记载:

出自The Drama of Graf Spee and the Battle of the Plate



埃克塞特号的A炮塔的发射记录缺失,B炮塔发射了16发炮弹,,Y炮塔则发射了177发炮弹,总计发射了至少193发8英寸炮弹。



埃阿斯号共发射了823发6英寸炮弹(其中809发为半穿甲弹,14发为高爆弹),阿基里斯号共发射了1,241发炮弹(其中1,235发为半穿甲弹,5发为高爆弹,1发为训练弹)。

埃阿斯号和阿基里斯号的备弹量是每炮200发,合计1,600发,因此其弹药消耗量还是相当大的。此外从弹药消耗情况来看,半穿甲弹无疑是英国巡洋舰的主力弹种,从阿基里斯号总共发射了1,235发半穿甲弹来看,其至少占据了总备弹量的75%以上。

关于埃克塞特号A炮塔弹药消耗的备注:

关于埃克塞特号的A炮塔的弹药消耗情况,我目前见过的惟一的说法,是在40-50发之间(The Battle of River Plate, Dudley Pope, P.127)。

英国海军使用的炮弹

SAP=Semi Armour-Piercing=半穿甲弹(英国8英寸SAP是风帽被帽半穿甲弹),CPBC=Common Pointed with Ballistic Cap=风帽尖头通常弹(英国6英寸CPBC实际就是有风帽但没有被帽的半穿甲弹)。

8英寸SAP(左侧)与6英寸CPBC(右侧)的结构图:



命中率计算

埃阿斯号与阿基里斯号合计发射了2,064或2,065发6英寸炮弹,命中斯佩伯爵号18发,由于无法分辨哪些是埃阿斯号的命中弹、哪些是阿基里斯号的命中弹,因此只能一起处理,得出两舰合计的命中率为0.87%。

埃克塞特号的命中率计算较为困难,其A炮塔的炮弹发射情况没有准确的数字,结合Dudley Pope的说法看,总共发射的炮弹数量可能在233-243发左右,命中率可能在0.8-0.86%之间。

考虑到埃克塞特号是德舰炮火的重点照顾对象,承受了远比埃阿斯号和阿基里斯号更重的损伤,且埃克塞特号的舰桥在开战后不久便被击毁,前部两座主炮相继退出战斗,指挥仪(Director Control Tower)和火控计算设备(Transmitting)也陆续失效,很长一段时间内只有处在本地控制(Local Control)下的尾炮塔可用,能打出这样的命中率数据,实属不易。

斯佩伯爵号的战损情况

在详谈斯佩伯爵号的战损情况之前,让我们先来看一看其防护设计:



斯佩伯爵号的防护设计颇为特殊,由舷侧装甲带、防雷装甲、防弹片纵舱壁、以及装甲甲板共同构成。

舷侧装甲带采用外置形式,厚度100mm/13度倾斜,长度为118.5米(占水线长度的65.2%)。

防雷装甲位于舷侧装甲带内侧下方,厚度为40mm。

防弹片纵舱壁,在舰体中轴线两侧各有一道,在长度上位于首尾两座主炮塔的炮座之间,在高度上位于装甲甲板至露天甲板之间,厚度为40mm。

装甲甲板的厚度较为复杂,舷侧装甲带与防雷装甲之间为30mm、防雷装甲与防弹片纵舱壁之间为40mm、两道防弹片纵舱壁之间为20mm,弹药库段的装甲甲板厚度则统一为70mm。

从垂直防护的角度上来说,如果炮弹击中舷侧装甲带,由于舷侧装甲带与内置的防雷装甲在弹道路径上是重叠的,因此这两者会共同参与防护;而如果炮弹击中了舷侧装甲带以下的区域,则会由防雷装甲负责防护。

从水平防护的角度上来说,如果炮弹落点位于舷侧装甲带与防雷装甲之间,那么装甲甲板(30mm)和防雷装甲会共同参与防护;如果炮弹落点位于防雷装甲与防弹片纵舱壁之间,则会由装甲甲板(40mm)负责防护,而若炮弹落点在防弹片纵舱壁上,那么防弹片纵舱壁会与其内侧的装甲甲板(20mm)共同参与防护。

了解完防护设计后,我们来看一下具体的战损情况。

德国官方档案中的战损示意图:



共20发命中弹,其中3号与15号是8英寸炮弹,其余都是6英寸炮弹。红圈代表左舷方向的命中弹,绿圈代表右舷方向的命中弹。

图中下方标出了该舰的区段划分,从舰艉至舰艏,一共分为16个区段。

英国人根据德国官方档案复刻的战损示意图:

此图是英国海军部根据收缴的德国档案中的内容复刻而来,通过The Drama of Graf Spee and the Battle of the Plate得以公开面世。



德国官方档案中的战损情况描述:



在总计20发炮弹中,只有5发炮弹对甲板以下的区域造成了损害,其余全都打在了甲板以上的区域。对甲板以下的区域造成了损害的5发炮弹中,有4发是6英寸炮弹,1发是8英寸炮弹。

比较喜感的是,那4发6英寸炮弹中,有1发打中了厕所(4号炮弹),另一发则打中了食堂(6号炮弹)。

那发8英寸炮弹的破坏效果则非常值得一提,让我们来看看德国官方档案中的描述(上图中红框部分):

DurchSchlag Gürtel backbord Abteilung XI und splitterschott über panzerdeck. Detoniert zwischen splitterschotten. Riß panzerdeck.

翻译:炮弹穿过第XI区段的DurchSchlag Gürtel(我不清楚这是什么东西,Gürtel对应英文中的Belt,或许是装甲带?)及装甲甲板上方的防弹片纵舱壁,在两道防弹片纵舱壁之间爆炸,并撕裂了装甲甲板。

由于德国官方档案是用哥特体写成的,看起来实在费劲,因此本文中只给出3号炮弹的翻译。其余部分,若是读者看得懂德文,也认得这份档案中使用的哥特字体,可自行阅读。

German Capital Ships of World War II中的的战损情况描述:

M. J. Whitley在其著作中,也就斯佩伯爵号的战损情况做出了详细描述,且与德国官方档案中描述的顺序一致,想必是结合德国官方档案盒其他资料一并整理而来的,下面给出全部翻译(对应原书P.100 & 101的内容,照片就不拍了,想看原文自己买书,支持正版)。

1号炮弹(6英寸):击穿一些上层结构和露天甲板后,于防弹片纵舱壁内爆炸,击毁了2号弹药提升井(15cm炮的)、切断了前部15cm炮的电源供应,并对烟囱及次要的蒸汽管道造成了一定破坏。

2号炮弹(6英寸):击穿了右舷10.5cm高炮的防盾以及一些上层结构后爆炸,摧毁了这座10.5cm高炮及其供弹系统。

3号炮弹(8英寸):从装甲甲板的上方,以大约90度的入射角度击穿了舷侧装甲,继续击穿了防弹片纵舱壁,随后在装甲甲板上方爆炸。这发炮弹摧毁了不少储物空间和设备,在4号引擎室正上方的装甲甲板上造成了25cm的凹痕。炮弹命中后引发的火灾、烟雾、进水、以及灭火时产生的气体充斥着这一区域,此外海水还沿着裂缝漏进了引擎室。

注释:尽管包括Whitely在内的不少人声称这发炮弹击穿了主装甲带,但从德国官方档案上所标出的中弹位置,以及事后拍摄的照片(下面两张照片中红色箭头所指的部分即为命中点)来,似乎这发炮弹实际上是擦着装甲带的上沿、亦或者是在装甲带的上沿打出了一个缺口,随后钻入船体的。





结合以上情况来,从横剖图上看,这发炮弹的入射弹道应该是这样的:



是不是感到很奇怪?怎么会有这样的入射弹道?或许这发炮弹是在斯佩伯爵号即将完成180度大转弯时击中该舰的吧(此时该舰左舷面对着埃克塞特号,船体由于大角度转向的缘故向右侧大幅倾斜,使得炮弹与船体侧面之间的法夹角接近90度)。

4号炮弹(6英寸):穿入船体后在厕所内爆炸。

5号炮弹(6英寸):击中了小艇和右舷10.5cm高炮的弹药提升井,在3号引擎室的通风管道上爆炸。

6号炮弹(6英寸):这发炮弹就是阿基里斯号打出的那发训练弹,在穿过数个舱室后留在了舰内。

7号炮弹(6英寸):仅造成轻微破坏。

8号炮弹(6英寸):仅造成轻微破坏。

9号炮弹(6英寸):打穿了3.7cm备用弹药库后,在前部高炮指挥仪的底座上爆炸,摧毁了这座指挥仪、击毁了右舷3.7cm高炮并杀伤了其操作人员。

10号炮弹(6英寸):击中主炮塔,发生跳弹,未造成实质性破坏。

11号炮弹(6英寸):击中主炮塔,发生跳弹,未造成实质性破坏。

12号炮弹(6英寸):击中主炮塔,发生跳弹,未造成实质性破坏。

13号炮弹(6英寸):击中舰桥,对线缆造成了破坏。

14号炮弹(6英寸):击中舰桥,对线缆造成了破坏。

15号炮弹(8英寸):击中舰桥,但在并未爆炸的情况下飞了出去。

16号炮弹(6英寸):击中舰桥顶部。

17号炮弹(6英寸):在左舷3号15cm火炮附近爆炸,击毁了这门火炮并杀伤了其操作人员。

18号炮弹(6英寸):击中了夜战舰桥,但在并未爆炸的情况下飞了出去。

19号炮弹(6英寸):未造成实质性破坏。

20号炮弹(6英寸):未造成实质性破坏。

可以看到,在海战结束后,斯佩伯爵号实际上并未受到什么非常严重的损伤,只不过是损失了一些不太关键的设备(如副炮)而已。考虑到这些副炮在海战中没有打出任何命中弹,可以说谈不上有多大损失。

至于流传很广的“燃料处理系统受损”的说法,上述资料中并未提及,是否属实看来还有待研究。如果确实存在的话,那么想必应是那发对装甲甲板造成了破坏的第3号炮弹(8英寸)造成的。

尽管我们不能说英舰是抱着洗甲板的打算去打的,但从斯佩伯爵的损伤情况来看,大部分炮弹都落在了无防护区,符合洗甲板的特征,然而并未造成多大的实质伤害,可以说是洗甲板失败了。

英舰的损失则比较严重,埃克赛特号的6门主炮已全部失效,埃阿斯号也损失了4门主炮,只有阿基里斯号的主炮仍完好无损,英方只剩下12门6英寸火炮的火力了。

从技术装备的角度来说,会出现这样的结果,显然是离不开斯佩伯爵号配备的283mm火炮在性能上的巨大优势的,再一次证明了口径即是真理。

8英寸及6英寸火炮的穿甲能力

如果,我是说如果,能有更多的炮弹打进斯佩伯爵号的核心区域,那么显然会对其造成更大的伤害。但是若想打进核心区域,是需要击穿装甲的,那么英国的8英寸和6英寸火炮,是否具备足够的穿甲能力呢?

英国8英寸及6英寸火炮,穿透某种厚度的垂直装甲的最大距离(90度航向角)



备注:1、数值旁标有星号的情况,指的是尽管在该距离上炮弹预计能够穿透装甲,但无法有效起爆,只能造成轻微破坏。2、表格中左上角部分的横杠,指的是炮弹能够在任意距离上穿透此等厚度的装甲。3、表格中右下角部分的横杠,指的是炮弹在任何条件下都无法穿透此等厚度的装甲。

弹径/弹重
垂直装甲厚度
均质装甲
渗碳硬化装甲
2.5英寸3英寸4英寸4.5英寸6英寸8英寸10英寸
8英寸/256磅-28,000码21,000码17,000码13,000码9,000码-
6英寸/112磅18,000码14,500码10,500码7,000码*---

英国8英寸及6英寸火炮,穿透某种厚度的垂直垂直装甲的最大距离(60度航向角)



弹径/弹重
垂直装甲厚度
均质装甲
渗碳硬化装甲
2.5英寸3英寸4英寸4.5英寸6英寸8英寸10英寸
8英寸/256磅-24,500码18,000码15,000码11,000码7,000码-
6英寸/112磅16,000码12,500码9,000码5,500码*---

英国8英寸及6英寸火炮,穿透某种厚度的垂直水平装甲的最小距离



备注:表格中右下角部分的横杠,指的是即便在极限距离上,此种炮弹亦无法穿透此等厚度的装甲。

弹径/弹重
水平装甲厚度
1英寸2英寸3英寸4英寸
8英寸/256磅14,00021,00026,500-
6英寸/112磅14,50022,000--

我们可以看到,这两种火炮在水平穿甲能力上没有太大的差别,然而在垂直穿甲能力上的差异则非常之大,基本达到了相差一倍的程度(90度航向角下,8英寸炮可在13,000码距离上击穿6英寸厚的渗碳硬化装甲,而6英寸炮在稍远一些的14,500码距离上只能击穿3英寸厚的均质装甲;60度航向角下,8英寸炮可在11,000码距离上击穿6英寸厚的渗碳硬化装甲,而6英寸炮在稍远一些的12,500码距离上只能击穿3英寸厚的均质装甲)。

对于斯佩伯爵号这样的舷侧防护等效厚度在130-140mm左右的、防护水准与重防护型巡洋舰相当的军舰来说,英国的两款火炮中,只有8英寸火炮才有机会在正常交战距离上击穿其舷侧防护,而6英寸火炮则根本没有机会。

这样的结论,可不仅限于英国海军内,对于美国、德国、日本海军的8英寸与6英寸级别的火炮,也是同样通用的。

美国火炮

数据出处:依照美国经验式计算的中口径舰炮穿深表

8英寸/55倍经Mark 12,Mark 15,RF Mark 16型火炮,弹重335磅(152千克)

射程垂直穿深水平穿深着速落角
0yd (0m)16.25" (413mm)---2,500fps (762mps)0
2,000yd (1,829m)14.99" (381mm)0.08" (2mm)2,325fps (709mps)0.98
4,000yd (3,658m)13.75" (349mm)0.25" (6mm)2,156fps (657mps)2.15
6,000yd (5,486m)12.53" (318mm)0.45" (11mm)1,995fps (608mps)3.58
8,000yd (7,315m)11.35" (288mm)0.68" (17mm)1,843fps (562mps)5.35
10,000yd (9,144m)10.22" (260mm)0.91" (23mm)1,702fps (519mps)7.52
12,000yd (10,973m)9.14" (232mm)1.14" (29mm)1,574fps (480mps)10.1
14,000yd (12,802m)8.16" (207mm)1.39" (35mm)1,463fps (446mps)13.2
16,000yd (14,630m)7.27" (185mm)1.66" (42mm)1,371fps (418mps)16.85
18,000yd (16,459m)6.48" (165mm)1.96" (50mm)1,298fps (396mps)21.05
20,000yd (18,288m)5.80" (147mm)2.30" (58mm)1,248fps (380mps)25.73
22,000yd (20,117m)5.23" (133mm)2.69" (68mm)1,221fps (372mps)30.78
24,000yd (21,946m)4.73" (120mm)3.14" (80mm)1,211fps (369mps)36.1
26,000yd (23,774m)4.28" (109mm)3.66" (93mm)1,219fps (372mps)41.58
28,000yd (25,603m)3.86" (98mm)4.30" (109mm)1,244fps (379mps)47.37
30,000yd (27,432m)3.35" (85mm)5.20" (132mm)1,294fps (394mps)54.45

6英寸/47倍经Mark 16,DP Mark 16型火炮,弹重130磅(59千克)

射程垂直穿深水平穿深着速落角
0yd (0m)11.64" (296mm)---2,500fps (762mps)0
2,000yd (1,829m)10.35" (263mm)0.05" (1mm)2,252fps (686mps)1.03
4,000yd (3,658m)9.10" (231mm)0.18" (5mm)2,019fps (615mps)2.35
6,000yd (5,486m)7.89" (200mm)0.33" (8mm)1,799fps (548mps)4.15
8,000yd (7,315m)6.76" (172mm)0.50" (13mm)1,600fps (488mps)6.5
10,000yd (9,144m)5.75" (146mm)0.68" (17mm)1,428fps (435mps)9.67
12,000yd (10,973m)4.88" (124mm)0.88" (22mm)1,289fps (393mps)13.7
14,000yd (12,802m)4.19" (106mm)1.10" (28mm)1,189fps (362mps)18.63
16,000yd (14,630m)3.66" (93mm)1.36" (34mm)1,129fps (344mps)24.3
18,000yd (16,459m)3.25" (83mm)1.66" (42mm)1,102fps (336mps)30.43
20,000yd (18,288m)2.93" (75mm)2.01" (51mm)1,102fps (336mps)36.63
22,000yd (20,117m)2.65" (67mm)2.40" (61mm)1,119fps (341mps)42.82
24,000yd (21,946m)2.37" (60mm)2.87" (73mm)1,149fps (350mps)49.25
26,000yd (23,774m)1.96" (50mm)3.60" (92mm)1,209fps (369mps)58.12

可以看到,美国8英寸与6英寸火炮,在垂直穿甲能力上同样存有相差一倍左右的差距。

德国火炮

数据出处:德国海军火炮的官方射表与穿深曲线

15cm SK C/25

射程垂直穿深 (KC n/A)垂直穿深 (Wh)水平穿深 (Wh)存速落角
0mN/AN/A---960m/s
5,000m157mm193mmN/A673m/s2.2°
10,000m94mm113mmN/A445m/s8.8°
15,000mN/A68mm29mm318m/s23.5°
20,000mN/A52mm46mm314m/s42°
25,000mN/A37mm65mm332m/s59.5°

20.3cm SK C/34

射程垂直穿深 (KC n/A)垂直穿深 (Wh)水平穿深 (Wh)存速落角
0mN/AN/A---925m/s
5,000mN/AN/AN/A744m/s2.1°
10,000m262mmN/AN/A587m/s6.1°
15,000m183mm186mmN/A463m/s12.8°
20,000m129mm135mm51mm382m/s23.6°
25,000m96mm98mm69mm353m/s36.8°
30,000mN/A78mm93mm363m/s48.8°

由于德国15cm SK C/25的设计较早,其配套炮弹的设计(无论是会影响穿甲能力的炮弹结构设计还是会影响风阻的炮弹外形设计)明显不如20.3cm SK C/34所配套的新炮弹,而后者又偏偏是垂直穿甲能力最强的8英寸火炮,因此两者在垂直穿甲能力上的差距更大,相差一倍都不止。

日本火炮

数据出处:日本海军火炮的穿深数据

15.5cm, 91式穿甲弹

射程垂直穿深 (NVNC)水平穿深 (NVNC)
10,000m140mmN/A
12,000m119mmN/A
15,000m99mm25mm
20,000m79mm53mm

20.3cm, 91式穿甲弹

射程垂直穿深 (NVNC)水平穿深 (NVNC)
10,000m208mmN/A
12,000m180mmN/A
15,000m155mm33mm
20,000m124mm69mm

日本15.5cm火炮已经是垂直穿甲能力最强的6英寸火炮了,而其20.3cm火炮的性能却并不突出,然而即便如此,后者的垂直穿甲能力依然要比前者强50%左右。

这样的数据,意味着什么呢?

各国海军都有不少重防护型的巡洋舰(例如日本重巡、新奥尔良以后的美国万吨巡洋舰、希佩尔、阿尔及尔、扎拉等),其舷侧防护的等效厚度大多在100-150mm之间,这意味着8英寸炮弹是有很大机会击穿装甲进入核心舱的,而6英寸炮弹则只有较小的机会(美日两国的6英寸炮)、或者基本没有这样的机会(英德两国的6英寸炮)。

而面对轻防护型的巡洋舰(例如英美两国的早期重巡、意大利的特伦托和博尔扎诺、法国除了阿尔及尔之外的其他重巡),尽管6英寸炮弹和8英寸炮弹都能击穿,然而后者的装药量明显更大,能造成更大的破坏,显然也是占据优势的。

8英寸及6英寸火炮的射速差异

以下数据,射击周期(Firing Cycle)全部取自John Campbell的Naval Weapons of World War Two,射速则是基于射击周期计算而来的。

国别火炮型号射击周期射速
英国8"MarkVIII11秒5.45发/分
6"BLMarkXXIII7.5-10秒6-8发/分
6"BLMarkXXII12秒5发/分
美国8"Mark166秒10发/分
8"Mark12&15约15秒约4发/分
8"Mark9,10,11,13,14约18秒约3.3发/分
6"DPMark165秒12发/分
6"Mark166-8秒7.5-10发/分
日本20cm三年式二号12-15秒4-5发/分
15.5cm三年式12秒5发/分
德国20.3cmSKC/3412秒5发/分
15cmSKC/287.5秒8发/分
15cmSKC/257.5秒8发/分
法国203mmM192412-15秒4-5发/分
152mmM19307-8秒7.5-8.5发/分
意大利203mmM1927/192916秒3.75发/分
203mmM192418秒3.3发/分
152mmM1934/193613-15秒4-4.6发/分
152mmM1926/192912秒5发/分

可以看到,除了美国海军的几种机关炮属于特殊情况之外,其余国家的6英寸火炮射速,基本都在8英寸火炮的1.5倍左右,日本的15.5cm火炮射速甚至不比20.3cm火炮快多少。6英寸火炮的射速优势是存在的,但却没有威力上的差距那么大,且由于实战中通常都发挥不出最大射速,因而6英寸火炮在射速的优势并不像8英寸火炮在威力上的优势那样容易发挥出来。

8英寸及6英寸火炮的炮术优劣

在威力上,6英寸炮弹已经被8英寸炮弹彻底地比下去,完全抬不起头了。那么凭借着射速略高一些的优势,是不是有可能在命中数上做得更好一些呢?

我手头并没有英美两国的关于8英寸炮和6英寸炮的命中率等方面的研究资料,倒是有一份德国海军的相关资料,不妨拿来作为参考。

以下这两张图,均出自德国海军下发给军舰指挥官的战斗指南,每张图的上半部分是对敌我双方免疫区的估算,左下部分是对敌我双方命中率及每分钟命中数的估算,右下部分是对战斗距离及弹种选择的建议。

其中的命中率是基于半数必中界、危险界等参数计算的(默认MPI与目标重合),而每分钟命中数则是火炮数 × 每门火炮射速 × 命中率。

具体的计算方法,详见此贴:德国海军的炮术数据

需要说明的是,这些文件中的命中率计算,是基于非常理想的条件下得到的计算结果(默认MPI与目标重合的,而实战中MPI与目标几乎不可能重合;不考虑双方的机动,而实战中双方舰艇都在不断运动,距离和角度都在不断变化。。。等等),因此这份文件中算出的命中率是严重偏高的,绝不能拿来与实战命中率进行比较。

纽伦堡射击南安普顿:



纽伦堡的射速按照7发/分计算

距离命中率每分钟命中数
5km72.5%45.7
10km23.4%14.7
15km10.5%6.6
20km5.6%3.5
25km3.4%2.1

希佩尔射击南安普顿:



希佩尔的射速按照4发/分计算

距离命中率每分钟命中数
5km71.6%22.9
10km30.6%9.8
15km16.0%5.1
20km9.8%3.1
25km6.3%2.0

12门15cm炮版的希佩尔射击南安普顿:

如果将希佩尔的火炮换成12门15cm炮,会怎样呢?与历史上的希佩尔相比孰优孰劣?

由于德国海军的这套算法是只衡量火炮本身的性能差距,而不考虑火控因素的,因此命中率是不会改变的,只需要沿用纽伦堡的命中率数据即可,而每分钟命中数则会因为火炮数量的变化而发生改变。

距离命中率每分钟命中数
5km72.5%60.9
10km23.4%19.7
15km10.5%8.8
20km5.6%4.7
25km3.4%2.9

可以看到,6英寸炮在命中率方面是毫无优势的;至于在每分钟命中数上,如果拿12门15cm炮与8门20.3cm炮比较的话,在近距离上是有较大优势的,但距离变远后优势逐渐缩小。

需要说明的是,由于这些计算并未考虑许多实战中可能存在的因素(例如校射的结果与输入火控系统的修参数正等),因此对8英寸炮是有些不利的:实战中,由于8英寸炮弹的水柱更大,更容易观测到,对于校射的准确性是有所助益的,因而在水柱观测相对较为困难的中远距离上,6英寸炮与8英寸炮之间的命中率差距还可能会进一步拉大。

此外还有两点需要说明的是:1、上述计算中,15cm火炮是按7发/分的射速计算的,20.3m火炮是按4发/分的射速计算的,15cm火炮的射速占较大优势,然而实战中未必能打出这样的射速差距;2、德国15cm SK C/25在远距离上的弹道较为弯曲,危险界较小,在命中率计算上较为吃亏,而20.3cm SK C/34的弹道则非常平直,危险界较大,在命中率计算上较占便宜;以上两个因素,大致可以互相抵消,对结论的公正性并未造成太大的影响。

考虑到8英寸火炮的弹道普遍更为平直,因而危险界更大,更容易击中目标;且由于其水柱更大,在落点观测及后续的修正上也是占据优势的;总体来看,实战中8英寸火炮应是能打出更高的命中率的。至于6英寸火炮是否能凭借火炮数量和射速上的优势,在每分钟命中数上扳回一城,那就要看具体情况是否容许其发挥射速上的优势、以及炮术官及其火控系统是否有足够的能力支持其在提高射速的同时保持命中率不变了。

总结

由于6英寸火炮的垂直穿甲能力较差,需要拉近距离才有希望击穿对方装甲,且由于其火炮数量和射速上存在一定优势,在近距离上能获得更高的每分钟命中数,因此近距离狗斗会是比较适合6英寸舰的选择。然而能不能形成近距离狗斗,不仅取决于已方的意愿,还要看对双方的意愿:为了避免遭到雷击而刻意保持距离的做法并不罕见;在距离不够近的情况下,6英寸炮打不穿对方的装甲,洗甲板又未必能有什么效果(参考斯佩伯爵号的情形),实在是很尴尬的。

以喜闻乐见的希佩尔vs利根为例:如果是原版的希佩尔,大约在20km左右的距离上就能击穿利根的动力舱段舷侧防护,至14km左右的距离时则能击穿利根的弹药库段舷侧防护;然而若是换成12门15cm炮版的希佩尔,那得熬到9km左右的距离才能击穿利根的动力舱段舷侧防护,至6km左右的距离才能击穿利根的弹药库段舷侧防护,简直悲剧。

利根至少还存在炮塔炮座缺乏防护的问题,若是换成炮塔炮座都非常硬的巴尔地摩会怎样呢?如果是原版的希佩尔,大约在17km左右的距离上就能击穿巴尔地摩的舷侧防护;然而若是换成12门15cm炮版的希佩尔,那得熬到5km左右(基本不可能达成)的距离才能击穿巴尔地摩的舷侧防护,除了有可能能让对方进点水外,基本什么都不要想了,纯属被吊打的份。

再换成德国海军的老朋友爱丁堡级,又会如何?如果是原版的希佩尔,大约在22km左右的距离上就能击穿爱丁堡级的舷侧防护;然而若是换成12门15cm炮版的希佩尔,那得熬到9km左右的距离才能击穿爱丁堡级的舷侧防护。也就是英国佬的装甲薄,而且还是垂直布置的,才让15cm炮看到了些许希望。然而爱丁堡的防护,在重防护型巡洋舰中只能算偏低的,且这只是90度航向角下的数据,因此实战中的可击穿距离,很可能还得进一步压缩。

在对抗重防护型巡洋舰时,由于6英寸火炮在威力上的巨大劣势,无论如何都是难以与8英寸火炮相媲美的;即便是在对抗轻防护型巡洋舰时,考虑到单发炮弹毁伤能力上的差异,6英寸火炮也不会胜过8英寸火炮。

在对抗驱逐舰时,6英寸确实能充分发挥相同吨位下火炮数量更大(一般来说相比8英寸能增加50%),且射速也相对较高一些的优势;然而5英寸火炮也足以对抗驱逐舰,同等吨位下火炮数量更大(一般来说相比6英寸能增加50%),射速优势明显(5英寸与6英寸的射速通常能相差一倍),在投射量即是正义的反驱逐舰作战中优势更大。

中将

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发表于 2016-4-16 20:37:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 STG44突击步枪 于 2016-4-16 13:39 编辑




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列兵

三年服役纪念章

发表于 2016-4-16 20:57:03 | 显示全部楼层
赞美楼主
这文章好
美日在太平洋海战
美国佬的6寸机关炮也只能做到消灭对手轻巡和驱逐舰的战斗力
但没法做到击沉

想致命还是的靠鱼雷和8寸以上的重炮

中将

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发表于 2016-4-16 20:58:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 STG44突击步枪 于 2016-4-16 14:54 编辑

我也搬运一下

是什么给小白以“6寸炮射速就是快”的印象的?

米醋接受6寸炮,是因为1929年~1931年认可通过半定装药筒高炮炮闩的方法,可以开发出高射速的6寸平射炮,傻子才认为1921年的6寸炮能有高射速




然而英国佬的6寸炮塔算个什么狗屁玩意?也配和8寸炮谈射速?
http://www.zhanliejian.com/navweaps/WNBR_6-50_mk23_pics.htm


3门6寸手抓炮并联的古旧玩意和19世纪没有任何区别
为什么间战英国人可以用更重的112磅6寸炮弹,而19世纪6寸炮用100磅的炮弹都叫重的要死?
英国炮手变强壮了么?
因为炮塔炮,输蛋管可以随着炮管旋转而随动。比你19世纪从舰面抓举100磅,然后追着炮闩来回跑要轻松的多




炮弹先用输蛋机抬到的比炮闩高的位置,然后就是重力势能做功,炮手只要从高处把炮弹搬到近在咫尺的炮尾就行了。和坦克装填手从炮塔尾舱取炮弹塞进炮闩,比从车体地板抬炮弹塞进炮闩要轻松的多一个道理





还有6寸轻巡所谓的“削足适履的均衡性”,均衡性战舰本身就是个渣,小船扛大炮才是真王道,英国人对此认识非常清晰
http://www.zhanliejian.com/forum ... ptid=3596&pid=71139




8寸炮唯一不如6寸炮的地方,就是在中近程打驱逐舰上,几本书都承认的。

6寸炮的射速稍微高一点,炮管数量多一些。

所以英国人认为利安德装备6寸炮比装备8寸炮,在舰队前卫战里面战术用途更广一点

但是和4.5~5寸高平炮比战术用途宽泛性,只能打打驱逐舰的6寸炮又是个渣了

所以6寸辣鸡口径

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一等兵

六年服役纪念章

发表于 2016-4-16 22:47:21 | 显示全部楼层
斯佩不是当即沉没了吗,为什么会有德国官方档案啊?

上尉

八年服役纪念章旗手

发表于 2016-4-17 01:06:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 akagizuo 于 2016-4-17 01:08 编辑

pocket battleship deutscheland class一书的斯佩部分提到了2发8寸毁坏了装甲甲板以下的非脆弱区域,毁掉了供油和淡化设备;而6寸炮弹毁伤微乎其微(minors)
另外Dreyer提到的目前的实验表明,设计良好的敌方轻巡洋舰不会被6寸炮弹阻止,就是8寸安生立命的根本
如果以保护航线为目的,瘫痪袭击者就是护航巡洋舰最大的责任和使命了

列兵

三年服役纪念章

发表于 2016-4-17 04:15:57 | 显示全部楼层
赞美神教
说到反驱逐的问题,假如发生被驱逐骑脸的情况(e.g.,相距约10km),那么同样投射量下3",4"炮的威力是不是也可以认为和5"的差不多?

中将

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 楼主| 发表于 2016-4-17 09:12:28 | 显示全部楼层
akagizuo 发表于 2016-4-17 01:06
pocket battleship deutscheland class一书的斯佩部分提到了2发8寸毁坏了装甲甲板以下的非脆弱区域,毁掉了 ...

Whitely对20发炮弹造成的受损情况的记录,跟德国档案是对应的,我觉得比较可信。Koop/Schmolke的书里只是寥寥一笔带过,也没提出处,还是存疑。

可以确定的是6寸炮造成的破坏确实微乎其微,除了1门副炮被彻底摧毁外,其余受损的副炮都修复了。上层建筑受到的损伤也并不致命,舰桥顶部的测距仪虽然在战斗中被弹片所伤,但斯佩伯爵在战斗后期依然能依靠后部的测距仪继续打出精准的炮火。

中将

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 楼主| 发表于 2016-4-17 09:16:19 | 显示全部楼层
noldorin 发表于 2016-4-17 04:15
赞美神教
说到反驱逐的问题,假如发生被驱逐骑脸的情况(e.g.,相距约10km),那么同样投射量下3",4"炮的威 ...

关于驱逐舰的生存性,老佛爷是这么说的(U.S. Destroyers, Friedman, P.186):除非被直接击中动力设备中的大部件,否则驱逐舰基本上是不怕单独一发大口径炮弹的。驱逐舰是被一发发扯开水线、导致进水的累积性伤害击沉的。

D K Brown在Anti-Destroyer Gun那段里也提到了驱逐舰只有动力设备是脆弱的,其他部位吃几发8寸都不一定死(他举了萤火虫被希佩尔多次击中仍然能发起撞击、以及巴伦支海海战中昂斯洛被希佩尔击中3发8寸仍然还有自航能力的例子)。

换句话说对抗驱逐舰时投射量确实非常重要,但我认为口径也得有个下限,5.25"/5.1"/5"/4.7"/4.5"这些的反驱逐舰表现似乎都不错,4"或许勉强还可以,但3"毫无疑问口径太小了,毕竟还是需要一定的爆炸威力在船壳上撕开缺口,才能导致进水的。

中将

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发表于 2016-4-17 09:26:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 STG44突击步枪 于 2016-4-17 03:12 编辑
noldorin 发表于 2016-4-16 21:15
赞美神教
说到反驱逐的问题,假如发生被驱逐骑脸的情况(e.g.,相距约10km),那么同样投射量下3",4"炮的威 ...

相距10公里已经是很远的距离。

一战副炮反雷击有两种炮术,一种是前无畏式自由射击,一种是无畏舰式的齐射炮术

自由射击:3寸4寸炮蛋重太轻,弹道平直性危险界都不如5寸~6寸炮
齐射炮术:3寸4寸炮炮位太多,不容易编组齐射观测落点,蛋重太轻水柱太小太多

3寸4寸炮相对5寸炮,射速没有特别优势
6寸炮,炮弹太重,射速太慢

所以,随着驱逐舰鱼雷射程的增长
3寸炮,一战前就被扫进历史垃圾堆     4寸炮,只能对付一战驱逐舰的近身攻击,射速相对5寸炮没有特别优势

战列舰靠自身副炮反雷击,永远都是下策


正如DK布朗所述的,虽然存在争议。
Specific anti-destroyer guns were not needed in a battleship as enemy destroyers should be kept out of range by their own destroyers.It is arguable that the same applies to heavy AA guns and that battleships should have had nothing between main armament and Bofors.


英国人一直想把4寸和6寸换成中间口径
Nomenclature note:  The 5.5"/42 (14 cm) BL Mark II was intended for DAMS of World War I, but this did not progress beyond the design stage, even though 1,100 guns were planned.  Construction would have been A tube, taper wire and full length jacket.  Weight without BM would have been 5.625 tons (5.72 mt).  Later 5.5" (14 cm) BL guns were Army howitzers of the World War II period.








6寸炮比5寸炮炮重大一倍,战列舰装备5寸炮和6寸炮,打驱逐舰的效能差不多,但是打早期条约巡洋舰以及远距离迎头攻击的驱逐舰群,6寸炮效能更好







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中将

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发表于 2016-4-17 10:02:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 STG44突击步枪 于 2016-4-17 03:12 编辑

说到洗甲板,还要提一下斯佩的伤亡情况:36人死亡,6人重伤,53人轻伤,伤亡很小

所谓洗甲板,都是没有办法的办法之脱裤子放屁战术

在二战为数不多的水面炮战中,8寸炮多次发挥了中流砥柱扭转战局的作用,而6寸炮表现的乏善可陈         (1)打坏斯佩,迫使其进港维修
(2)打的比睿舵机舱进水,丧失操舰能力最终击沉
(3)IJN重巡203炮打停埃克塞特,最终用鱼雷击沉
(4)IJN重巡203炮打停盐湖城,然后跑了
这些都是6寸炮没法做到的

凡是用装甲保护的,都是要害部门,损失几万马力的减速效果,不是进点水增加点阻力能比的。


面对希佩尔这么弱鸡的装甲,巴伦支海海战6寸炮就是来搞笑的。如果将命中蛋换成8寸,损失动力大幅减速的希佩尔,可能又是一场北角大捷



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列兵

四年服役纪念章

发表于 2016-4-17 11:58:07 | 显示全部楼层
STG44突击步枪 发表于 2016-4-17 10:02
说到洗甲板,还要提一下斯佩的伤亡情况:36人死亡,6人重伤,53人轻伤,伤亡很小

所谓洗甲板,都是没有办 ...

请教下熊四爷,罗马队长这样的小型巡洋舰能否靠数量优势完全取代8000吨以下6寸轻巡的作用?

中将

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发表于 2016-4-17 23:05:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 STG44突击步枪 于 2016-4-17 16:24 编辑

在水平穿深上,常常会出现一种反常现象。即在某些特殊情况下,在小口径炮的极限射程附近,未达到极限射程的大口径炮的水平穿深反而会不如小口径炮。

垂直穿深
射程(码)
8寸低速超重弹
8寸高速普通弹
6寸低速超重弹
0
413mm
407mm
296mm
2000
381mm
371mm
263mm
4000
349mm
336mm
231mm
6000
318mm
302mm
200mm
8000
288mm
302mm
172mm
10000
260mm
239mm
146mm
12000
232mm
210mm
124mm
14000
207mm
183mm
106mm
16000
185mm
160mm
93mm
18000
165mm
140mm
83mm
20000
147mm
124mm
75mm
22000
133mm
110mm
67mm
24000
120mm
100mm
60mm
26000
109mm
90mm
50mm
28000
98mm
82mm
---
30000
85mm
74mm
---
32000
---
65mm
---



水平穿深
射程(码)
8寸低速超重弹
8寸高速普通弹
6寸低速超重弹
0
---
---
---
2000
2mm
1mm
1mm
4000
6mm
4mm
5mm
6000
11mm
8mm
8mm
8000
17mm
8mm
13mm
10000
23mm
17mm
17mm
12000
29mm
22mm
22mm
14000
35mm
28mm
28mm
16000
42mm
33mm
34mm
18000
50mm
39mm
42mm
20000
58mm
46mm
51mm
22000
68mm
54mm
61mm
24000
80mm
63mm
73mm
26000
93mm
73mm
92mm
28000
109mm
85mm
---
30000
132mm
99mm
---
32000
---
118mm
---



从上表可以看到,比垂直穿深,6寸炮根本没戏。只有在水平穿深上,才和8寸超重蛋相差不大。
那么远程攻顶,就是针对一些只重视垂直防护不重视水平防护的设计不良条约重巡洋舰,6寸炮唯一制胜机会。
而远战,需要增大投射量确保必要的命中,击穿水平装甲进入要害区域的炮弹,更能摧毁轮机或者弹药库

超过15000码,击中水平装甲的概率将超过击中垂直装甲的概率。
免疫区只考察垂直或水平任一装甲被击穿的情况,而火炮最理想的状态就是击穿概率最大,即既可以击穿水平装甲,也能击穿垂直装甲。
所以高初速炮,在将击穿垂直装甲的距离外推的同时,水平装甲被击穿的距离也拉远了,考虑到远程上炮弹击中水平装甲的概率远大于击中垂直装甲,这个交换很蠢



所以考虑到火控系统的命中率,应尽可能将击穿水平装甲距离的下界拉近。所以假定敌人在决定性射程外不能取得命中,这个决定性射程就可以确定初速了。超重蛋是必要的,而日本英国之类的高初速带来的高射程根本是攀错科技树,会导致在命中率较高的决定性射程上水平穿深不足。
口径
弹重
弹道系数
初速
射角
射程
存速
落角
击穿水平装甲
飞行时间
毫米
千克
米/秒
米/秒
毫米
152
59
0.4
762
44
23330
352
59.8
89
77.38
152
59
0.4
890
44
28507
365
62.7
97
87.74
152
59
0.4
890
26
23537
335
46.2
65
57.39
152
59
0.4
701
44
21139
346
58
84
72.51
152
59
0.4
762
32
21234
335
49.7
70
60.12
152
59
0.4
701
18
14659
322
29
39
35.57
152
59
0.4
650
44
19360
342
56.5
81
68.5
152
59
0.4
650
18
13295
319
28.7
37
33.49
152
59
0.4
650
22
14780
320
34.4
45
39.42
130
36.86
0.46
820
44
23557
344
61.4
75
78.75



然而,不管是高射速也好,低速超重蛋也罢,这些和支持6寸炮的英棍破烂半毛钱关系都没


我大美丽奸科技世界第一


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列兵

五年服役纪念章

发表于 2016-4-18 10:35:44 | 显示全部楼层
STG44突击步枪 发表于 2016-4-17 23:05
在水平穿深上,常常会出现一种反常现象。即在某些特殊情况下,在小口径炮的极限射程附近,未达到极限射程的 ...

6寸超重弹单挑8寸普通弹,貌似有被极限射程外吊打的危险吧?毕竟8寸打驱逐舰都有超过27000码的命中纪录。

中将

八年服役纪念章银橡叶铁十字勋章行政立法委MP Team骑士团勋章TIME TRAVELER终身荣誉会员

发表于 2016-4-18 22:41:15 | 显示全部楼层
viking 发表于 2016-4-18 03:35
6寸超重弹单挑8寸普通弹,貌似有被极限射程外吊打的危险吧?毕竟8寸打驱逐舰都有超过27000码的命中纪录。 ...

还就是有人认为极远距离交战没有卵用,绝逼不可能取得命中,哇哈哈哈
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中将

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发表于 2016-4-18 23:36:07 | 显示全部楼层
STG44突击步枪 发表于 2016-4-18 22:41
还就是有人认为极远距离交战没有卵用,绝逼不可能取得命中,哇哈哈哈 ...

反对巡洋舰远程炮战是英美日海军官方一致意见,你要YY巡洋舰放弃其固有职责去打战列线那也没办法。
「置酒上方,烽火未熄,望风樯战舰,在烟霭间,慨然尽醉。」

一等兵

七年服役纪念章

发表于 2016-4-19 11:05:29 | 显示全部楼层
如果德意志级使用沙级那种新11寸,会对此战有多大影响呢,求教

列兵

三年服役纪念章

发表于 2016-4-20 02:05:40 | 显示全部楼层
seven_nana 发表于 2016-4-17 09:16
关于驱逐舰的生存性,老佛爷是这么说的(U.S. Destroyers, Friedman, P.186):除非被直接击中动力设备中 ...

感谢解答~

列兵

三年服役纪念章

发表于 2016-4-20 02:11:44 | 显示全部楼层
STG44突击步枪 发表于 2016-4-17 09:26
相距10公里已经是很远的距离。

一战副炮反雷击有两种炮术,一种是前无畏式自由射击,一种是无畏舰式的齐 ...

感谢44如此详尽的回答
不过说到距离和射速,其实当时想到的是MK37这种3"放到二战末期的环境下。那么这玩意射速和射程都还不错,美帝的火控也跟得上。所以它有没有反驱逐的能力主要还是看能不能在船壳上开洞吧?

列兵

四年服役纪念章

发表于 2016-4-20 10:37:29 来自手机 | 显示全部楼层
noldorin 发表于 2016-4-20 02:11
感谢44如此详尽的回答
不过说到距离和射速,其实当时想到的是MK37这种3"放到二战末期的环境下。那么这玩 ...

还有射程,打10公里之外的目标要是没啥命中率,也反不了dd

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