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重巡鱼雷诱爆时冲击波对核心区的破坏与九三鱼雷头安全性

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一等兵

一年服役纪念章

发表于 2016-11-7 21:52:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 sjzjyamato 于 2017-1-21 19:30 编辑

我愚笨、干货少,所以仅仅探讨上甲板布置的鱼雷发生诱爆冲击波对日本重巡等有装甲、有隔舱舰艇的水平装甲保护下的核心区的破坏与九三式鱼雷鱼雷头在被弹时的安全性。火灾等次生灾害不在讨论范围内。
鱼雷上甲板布置的舰船发生鱼雷诱爆可以简化为在空气中离装甲盒一定距离上大量炸药爆炸。

日本海军昭和8年进行的鱼雷诱爆实验
二战中这种例子在实战中很少见,基本上只有日本重巡们发生鱼雷诱爆这种例子。我资料太少,没见过英美德三国海军对这种爆炸得出结论,无法计算。倒是日本做过一个鱼雷诱爆实验。昭和八年日本在兜岛进行了鱼雷诱爆试验,以下内容出自海军水雷史(图是我一位朋友发的,经过允许后转载),我对这些内容进行翻译。日语也就大概N3上下,有错误望指正。
实验的目的是调查鱼雷头部诱爆对兵器的破坏程度。
实验要领:布置水上发射管,九二式鱼雷发射器装填四枚带头部的鱼雷,发射管旋转九十度垂直船体(头部转到弦外),模拟一个鱼雷头(右管)被直击后诱爆,进行电气发火。
成果
1四个鱼雷头部瞬间全部诱爆
2发射管及周围破坏:3个管体(左管,左中管,右中管)向三个方向飞去仅仅保留原型,其他部分变成碎片四处飞散。
旋回装置:和管体一起飞散,取付甲板上没有碎片。
鱼雷:全部变成破片飞散完全看不出原型。
发射管室状况:上部甲板(天井)向上膨胀,中心的钢板一部分隆起达到1750px。发射管下方发生1.5米深的凹陷。发射管室九十度转位。
所见:
1发射管室上方上层建筑损害严重,但是因为发射管室没有破孔往侧舷和顶部的冲击极小,发射管室与烟突,舰桥的距离在本试验程度上不会对舰造成致命损害。
2发射管的位置,构造,装备方法以及关于减小鱼雷头部诱爆的方法需要研究。
对于重巡鱼雷兵装的临时措施:
针对试验结果,一部分重巡的处置暂定为发射管先装填一部分鱼雷,另一部分鱼雷等待后日的机会装填。


笔者注:九二式鱼雷发射管一种61厘米四联装鱼雷发射管,用于妙高、高雄、甲驱等雷击舰。此处未提到所用鱼雷种类。根据妙高级昭和8年进行的第一次大改里换装92式鱼雷发射管,使用的鱼雷是九零式鱼雷推断此实验所用的鱼雷为九零式鱼雷,装药为390KG。更早的61厘米鱼雷是八年式鱼雷,装药345KG。当时还没有九三式鱼雷。


那智号重巡在昭和19年10月29日发生鱼雷诱爆的损害情况
那智号重巡在10月29日发生的鱼雷诱爆进行分析。那智10月29日在马尼拉港里飞行甲板被地狱猫命中了一发小型炸弹。


鱼雷诱爆。但是被击沉则是在11月5日,期间有5天时间,比起铃谷,日军有充足的时间记录,确认损害;比起青叶、三偎,不像两者被命中了500磅以上的重型炸弹,更容易分辨损害的原因是不是鱼雷诱爆造成的。
10月25日遭受的损害时与最上撞船发生的。
10月29日船体部分的损害为:
飞行甲板:破孔3个
发射甲板:破空1个
飞行科仓库3、飞行科轻质油库1、水雷科仓库3、被服库、后部观测所:全毁
后部XX(笔者注:看不清楚)人员待机所、后部电信室、飞行科仓库1:烧毁
后部电信室、内务科仓库3:小破
原因:敌机投弹舰尾被炸弹直击,鱼雷2条诱爆
11月29日的兵器损失:
(炮术科)主炮预备方位盘及射击指挥所:破坏
八号连装机枪:破坏
二十七、44番单装机枪:破坏
(水雷科)一番鱼雷发射管:破坏
2,3,4番鱼雷发射管:使用不能
九三式鱼雷1型改二2条:诱爆
九三式鱼雷1型改二2条:破坏
九三式鱼雷1型改二2条:丢弃
(通信科)92式4号2式中5号、95式5号外的送信机全部破坏
(飞行科)右舷弹射器、搬运车滑走车各2:破坏
(内务科)小艇升降机:破坏



根据鱼雷管破坏情况(1号发射管被破坏,其他的无法使用),推断发生爆炸的是填装在一番发射管的鱼雷或者1番发射管附近未填装的鱼雷。
一号鱼雷发射管位于那智上甲板,右舷中后部,下方为9号锅炉室与左舷前部机械室。2条鱼雷爆炸中,虽然甲板上的设备损失惨重,但是没有影响到下方的核心区域。



当初探讨时有吧友怀疑是气爆。对此进行考证:飞行甲板和发射甲板,也就是鱼雷发射管上方的甲板,一共有四个破孔。也就是说四个区域发生爆炸。如果两条诱爆的鱼雷是气室被破坏爆炸,被破坏的鱼雷没有发生气爆,那么最多只可能形成三个破孔。但是破孔有四个。如果四条鱼雷都发生了气爆,日军战报应该写成4条诱爆或者4条破坏而非战报里2诱爆2破坏。因此推断2条鱼雷的鱼雷炸药发生诱爆。




前辈们对这个问题的看法
我多次开这类帖,静静大佬、O大(不分先后)等许多前辈予以指点。在此表示衷心的感谢。我复读下大佬的结论:
静静大佬:
总体来说,鱼雷殉爆的危害还不如延迟引信的1000磅爆弹对巡洋舰的危害大
如果鱼雷管附近损管失控,最大危险不是雷头的殉爆,而是鱼雷推进剂的燃烧效果。
巡洋舰这样有些装甲,有些隔舱的大中型舰艇,鱼雷在上甲板炸了算不上末日,能量全耗散了,最多把旁边小艇,烟囱,或者高雄那样的舰桥吹得很惨
而一旦延迟引信让高爆弹穿透了上甲板,在中甲板甚至中甲板以下爆炸,那就是重伤,全部爆能都释放在船体内,舷侧很可能破裂进水,主水平装甲不被击穿也可能被炸穿,危急核心舱,甚至衣笠被这么一击就沉了
一旦近距离近失,那么1000磅炸弹那400-500磅的装药效果和航空鱼雷也差不多了,巡洋舰级别的TDS(即使有)是一定挡不住核心舱进水的,而且很可能是多舱进水
爆炸能量主要向薄弱侧宣泄,比如约克城珊瑚海挨了一弹,离机舱顶部装甲板很近,结果爆炸能量把炸点以上破坏得不行,下面更近的60磅装甲板只有一点碟形凹陷变形。也就是说爆炸能量不是球形均匀分布的
妙高在42年1月4号被一枚600磅以上炸弹击中2号炮塔左舷上甲板,深入到中甲板才爆炸,爆炸把整个中甲板和上甲板之间的军官住舱炸飞了(炸死了35个,伤了20多个),但是25MM 的中甲板依旧完整,炮座和炮塔受创轻微,也就是说能量主要向自由面冲击
甲板宣泄掉的能量只会更多,我举一个内爆的例子,也是说明只要不是穿透了中甲板,炸药对装甲盒内冲击很有限
O大:
在只能用一层水平装甲(巡洋舰没有条件布置多层)的情况下,阻绝上甲板传来的爆炸能量需要较厚的板材,或许会裂开,但至少可以防止大面积的变形以至严重波及核心舱这种最不利的情况发生

日本海军进行的九七式炸药安全性实验
昭和12年,日本海军对新型炸药进行了安全性实验。
目的是确定装备九七式炸药(也就是九三式鱼雷使用的炸药)的鱼雷头被炮弹直击后的安全性,并调查本鱼雷的威力。
射击诱爆试验:
1小口径机枪穿透后也没有发火。
2、8厘米炮弹直击一部分药破片飞散,一部分起火冒黑烟急剧燃烧,放水后成功灭火没有诱爆。
3、15厘米炮弹直击实验,被冲击的部分多少发生小爆炸药片急剧地飞散剧烈燃烧,没有发生完全诱爆。
4、20厘米炮弹直击,鱼雷完全诱爆。
静止诱爆实验:良好

(译者注:关于实验所用弹种本章节未予以说明,根据日军舰炮服役年限,推测8cm炮为8厘米40倍径11年式炮,15厘米炮是15厘米50倍径41式炮,两者均没有配备穿甲弹,只有通常弹,因此实验所用弹种应为通常弹,若前两次实验所用的炮弹为通常弹,推测20厘米炮所用炮弹也是通常弹)
所见
1被弹时九七安全性比起苦味酸明显改善。
2静止诱爆试验表面九七比苦味酸敏钝。
3弹丸炸裂试验表面九七的威力与苦味酸相同。
根据以上成果,昭和12年在兵器上采用,命名为九七式炸药(笔者注:也就是后来九三式鱼雷使用的炸药)。
另外书里面提到了日本强化重巡雷装确实是冒着风险,但是鱼雷头被八寸直击的概率极低大约万分之一的程度。



结论:九三鱼雷头安全性良好。根据机枪子弹穿透实验推断面对弹片安全性良好。被炮弹直击概率极低,且被小口径炮弹直击不会马上诱爆。因此在炮战中鱼雷诱爆的概率极低。更不会出现鱼雷头无故自爆的情况。



日本海军重巡为了减小鱼雷诱爆对舰体破坏所做出的努力
妙高级设计时平贺让反对带鱼雷,配合其他原因让上面很不满。于是平贺博士被送到英国和黛英考特学习,学来了1920/1921系列超战舰设计,为塑造大和奠定基础。妙高设计时,日本海军的61厘米鱼雷是八年式鱼雷,在巡洋舰的上甲板上发射的话,鱼雷入水后会受损。不得不布置在中甲板,也就是主水平装甲上面。这样离水平装甲近,空间又比较封闭,鱼雷诱爆时能量会有很大一部分网水平甲板宣泄,进而威胁核心区。为此妙高鱼雷管室外面设置高强度钢板防弹片。


妙高级的鱼雷一开始布置在中甲板上,是固定发射管,一共4座12门。
高雄设计时九零式鱼雷问世,强度增加,可以布置在上甲板上发射而入水时不损害。于是高雄级的鱼雷布置在上甲板上,减少诱爆破坏成了可能。高雄级把鱼雷管尽可能往侧面移动,还在鱼雷管室外班设置了放气孔(图中的魚雷誘爆時のガス抜き孔)另诱爆时能量尽可能宣泄到空气中,以求减轻诱爆破坏。同时比起妙高,雷装降低到4座8门鱼雷管。



昭和8-10年妙高大改,在原理舰桥的发射甲板下的上甲板设置九二式四连装鱼雷发射管。左右各1座,一共8门,相比之前减小了雷装。
最上和利根的鱼雷管也在飞行甲板下面的上甲板上,远离舰桥。



九三式鱼雷问世后,由于九七式炸药稳定性提高,妙高和高雄级大改时才大大增加了鱼雷,变成16管,24条鱼雷。


由于吨位受限,鱼雷管敷设装甲非常困难。防止诱爆要从鱼雷本身入手,另一个要点就是减轻鱼雷诱爆破坏。日本海军为了减小鱼雷诱爆的破坏的努力,大致上也是依据让能量尽量宣泄到空气中的路线,同时原理舰桥,避免诱爆杀伤没有司令塔装甲的舰桥里的阁下们与火控,测距仪。总的来说,为了减小危险,日本海军设计师还是做了很多努力的。


结论:1总结日本海军鱼雷诱爆实验,有较详细记录的案例与前辈的观点来看巡洋舰上鱼雷诱爆的冲击波对核心区造成破坏的概率极低。2九三式鱼雷的鱼雷头在面对机枪子弹,小口径炮弹时安全性良好,被小口径炮弹和弹片、机枪扫射时不大可能诱爆,被8寸直击概率极低,因此在炮战中鱼雷带来的危险并不高。
我水平有限,望前辈指正。参考资料亚细亚战史资料、軍艦メカ 日本の重巡(贴吧的精品贴里下的)、Japanese Cruisers of the Pacific War(四爷的书卡里下的)、海军水雷史(别人分享的图)








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上士

发表于 2016-11-7 23:17:41 | 显示全部楼层
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一等兵

一年服役纪念章

 楼主| 发表于 2016-11-8 08:46:05 | 显示全部楼层
benzheng 发表于 2016-11-7 23:17
希望能够善用上传图片的功能,百度图片无法在论坛显示。

谢前辈提醒,已经改过来了
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一等兵

一年服役纪念章

 楼主| 发表于 2016-11-8 09:02:47 | 显示全部楼层
benzheng 发表于 2016-11-7 23:17
希望能够善用上传图片的功能,百度图片无法在论坛显示。

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上士

发表于 2016-11-8 11:33:30 | 显示全部楼层
sjzjyamato 发表于 2016-11-8 08:46
谢前辈提醒,已经改过来了

并没有完全修正
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二等兵

二年服役纪念章

发表于 2016-11-8 22:28:25 | 显示全部楼层
萌新多句嘴

看上去好像很吓人  实际威力也就那样 理所当然又出乎以前的意料  看来只要不会因为氧气而自爆就没啥大不了的   做好相应的舰体布局就好了。

非常感谢楼主的辛劳   我无聊在自学法语 等差不多了也来帮大家翻译  不过得猴年马月了哈哈
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列兵

一年服役纪念章

发表于 2016-11-14 21:42:35 来自手机 | 显示全部楼层
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列兵

发表于 2016-11-17 00:05:37 | 显示全部楼层
楼主的资料和分析做的实在
澄清了以前日本鱼雷易爆的说法
收藏
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中士

四年服役纪念章

发表于 2016-11-17 23:53:38 | 显示全部楼层
谢谢楼主的分析,受教了,更新了自己的认知。
也是,倭人虽疯狂,但是不傻,倭雷的安全性没有以前认为的那么不靠谱。
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中士

四年服役纪念章

发表于 2016-11-17 23:53:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 kantukantu 于 2016-11-17 23:56 编辑

网速不靠谱,连击了,重复,编辑掉。
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一等兵

一年服役纪念章

 楼主| 发表于 2017-1-18 21:16:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 sjzjyamato 于 2017-1-18 22:31 编辑

补充一个案例:苏里高海战后重巡洋舰最上在4时15分发生的鱼雷诱爆(5条鱼雷诱爆)。当时唯一能够运转的左舷前部主机室的记录是:04:15(经过概要记录的诱爆时间是4点30),左舷前部机械室上方有巨大的震动(鱼雷诱爆)(笔者注:战报没有标明发生诱爆的发射管,只提到了上方传来震动,左舷前部机械室上方的发射管是2号发射管或者4号发射管与2号发射管之间等待填装的鱼雷,推断这些区域中的部分鱼雷有发生诱爆),黑烟侵入,下部中央隔壁有黄烟喷出。04:45,呼吸困难,能见度为0,温度达到60度,全员撤退,主机运转指挥所转移到6号锅炉室。


这个案例中,虽然鱼雷诱爆,但是冲击波并没有直接严重破坏当时仍能运转的左舷前部机组,该汽轮机组任然运转了4个小时。

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列兵

二年服役纪念章

发表于 2017-1-19 11:18:48 | 显示全部楼层
破坏相对较小可能也和重巡的体格和鱼雷安装位置相对开放有关吧,爆炸冲击破都泄出去了伤害应该会相对较小
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列兵

二年服役纪念章

发表于 2017-1-19 11:18:58 | 显示全部楼层
破坏相对较小可能也和重巡的体格和鱼雷安装位置相对开放有关吧,爆炸冲击破都泄出去了伤害应该会相对较小
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一等兵

一年服役纪念章

 楼主| 发表于 2017-1-19 13:35:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 sjzjyamato 于 2017-1-19 13:39 编辑
iso9001 发表于 2017-1-19 11:18
破坏相对较小可能也和重巡的体格和鱼雷安装位置相对开放有关吧,爆炸冲击破都泄出去了伤害应该会相对较小 ...

以日本重巡为例,动力舱在中甲板以下,二战时所有重巡鱼雷发射管都在上甲板上,尽可能靠外侧布置,鱼雷管室外侧有巨大的鱼雷发射口(高雄级还设置了放气孔),爆炸时大量能量得以宣泄到舰外,发泄到中甲板的能量极少(在日本海军的鱼雷诱爆实验中爆炸甚至没能让鱼雷管室的甲板发生破孔,仅仅发生严重变形)。
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一等兵

三年服役纪念章

发表于 2017-1-20 09:00:10 | 显示全部楼层
建议楼主修改下错误:那智中弹日期(正文部分),上文说了11月5号战沉,接着下面说11月29号。
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一等兵

一年服役纪念章

 楼主| 发表于 2017-1-21 19:30:58 | 显示全部楼层
funk1999 发表于 2017-1-20 09:00
建议楼主修改下错误:那智中弹日期(正文部分),上文说了11月5号战沉,接着下面说11月29号。 ...

谢谢提醒。
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