“防空系统”游骑兵航空母舰的最后防线

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“防空系统”游骑兵航空母舰的最后防线
发布日期:2024-08-23 02:40    点击次数:190

战争催生各类补救方案,当战争中美军遭遇人操炸弹的威胁。对于防空问题,战争爆发前他们已经开始准备。只是没有得到验证,在战争中针对防空采用了很多补救方法,甚至在战后也有继承。

1945年穿越巴拿马运河的游骑兵

本文只以“游骑兵”为例,去介绍他的火炮系统。因为在设计“游骑兵”时,尽管航空力量已经展现出高效的打击能力,但它仍然更多地被视为一种进攻手段,而不是防御手段。否则,我们就无法解释1922-1923年新航母的最初设计方案,其中包括8-9门203毫米火炮,或1926-1927年稍后的设计方案中假设配备152毫米火炮,以及127毫米到37毫米口径的高射炮。然而,如我们所知,“游骑兵”最终只装备了高射炮,并且完全胜任了所赋予的任务。那么,让我们在此更详细地了解它的火炮。

航空母舰“游骑兵”在海上,20世纪30年代中期

首先需要指出的是,在战前和第二次世界大战期间,美国航空母舰的高射炮武器配置非常多样化,并且不断变化。随着战争的进行,美国舰船上的防空装备经历了多次变化,这既包括更换不符合期望的系统,也包括总体上增加防空武器的数量。在战争初期,最常见的是短管的127毫米高射炮和12.7毫米机枪,而到战争结束时,127毫米/38毫米火炮、40毫米和20毫米自动炮变得更加普及。下面我们按顺序进行介绍。

127毫米/25 Mk10安装在战列舰“宾夕法尼亚”号上

127毫米/25高射炮

根据设计,航空母舰“游骑兵”号的主要防空武器是八门单管127毫米/25高射炮。需要说明的是,在设计这艘船时,这种口径的高射炮是美国海军中最常见的防空武器之一,早期“列克星敦”号和“萨拉托加”号也配备了同样的炮。

127毫米/25高射炮自1921年开始研发,并于1926年被列装,作为对快速发展的攻击机和日益严重的空中威胁的回应。这种火炮在概念上完全与长51倍口径的反鱼雷5英寸炮相反。在开发过程中,无论是火炮本身还是安装的炮架,都以装填速度和手动瞄准为首要要求。为此,设计师力求使火炮安装的惯性矩最小,结果水平瞄准的惯性矩比长127毫米反鱼雷炮低三倍。使用的弹药为一体化弹药。

被日本炸弹损坏的航空母舰上的127毫米高射炮

该火炮开发和生产了多种型号,这些型号在结构和技术细节上有所不同(特别是内膛的特性)。然而,它们都有垂直楔形闭锁器、1/25的膛线坡度和相似的弹道特性。为了减少炮管磨损,某些型号的炮管内膛镀铬深度为0.013毫米。尽管该火炮型号多样,但所有的安装方式都是开放甲板类型,重量从9.02吨到10.67吨不等。这种重量差异部分是由于一些30年代制造的巡洋舰的型号,具有1马力或1.5马力的电液水平和垂直瞄准驱动器以及气动送弹器。更先进的型号安装在“布鲁克林”级巡洋舰上,具有3马力的水平和垂直瞄准驱动器和5马力的送弹器。

127毫米/25炮的火控系统由专门设计的Mk19瞄准系统提供支持。该系统带有陀螺稳定的瞄准站,于1928年装备部队,是世界上首个真正有效的重型防空火炮火控设备。根据数据,到1941年,该型号火炮已安装在“内华达”级和“科罗拉多”级战列舰,“列克星敦”号、“萨拉托加”号和“游骑兵”号航空母舰,“昆西”号和“文森斯”号重巡洋舰,“彭萨科拉”级和“布鲁克林”级巡洋舰上。

该防空炮的炮管长度为25倍口径,炮重955公斤。采用整体装弹,射速为每分钟14至20发。弹药重量因类型而异,从24.43公斤到27.7公斤不等,药筒重量为4.35公斤。炮弹初速为657米/秒。火炮安装在Mark 19无盾架上,位于舰船的侧舷。这些安装可提供最大射程13,259米(14,500码)在45度仰角时,最大射高为8,352米在85度仰角时。

1942年5月14日,“萨拉托加”号航空母舰上配备防空武器的烟囱视图

127毫米/25高射炮是美国海军在20世纪20年代中期为舰队设计的首款大口径高射炮,最初具有出色的性能。然而,到20世纪30年代中期,这种火炮已经显得落后于外国同类火炮,存在射程短、瞄准速度不足、发射单元重量过大等问题。

我们通常会按照口径大小来介绍武器,但在这种情况下,我们决定按照航空母舰上安装的各种防空武器的顺序进行介绍,因此,下一部分将介绍高射机枪。

我们通常会按照口径大小来介绍武器,但在这种情况下,我们决定按照航空母舰上安装的各种防空武器的顺序进行介绍,因此,下一部分将介绍高射机枪。

口径为12.7毫米的机枪(在美国,这种口径被标记为.50)由枪械设计师勃朗宁于1919年开发。该项目是应指挥美国远征军在法国作战的约翰·潘兴将军的要求而创建的。潘兴认为,军队需要一种比7.62毫米更大口径的机枪来对抗敌方航空器。勃朗宁迅速且高效地完成了任务,实际上是将他自己设计的7.62毫米M1917机枪扩大尺寸。新型弹药也通过成比例地扩大美国的7.62毫米步枪弹药来获得,该步枪弹药用于斯普林菲尔德M1903步枪。这种实质上是动员性的技术解决方案非常成功,勃朗宁设计的武器至今仍在全球范围内使用。

12.7毫米勃朗宁高射机枪

这种大口径机枪以M1921的名称于1923年装备美国陆军和海军。它采用水冷系统,主要作为高射机枪使用。1933年,机枪进行了改进,出现了气冷型版本。水冷型主要用于高射,气冷型则用于步兵用途。这个系列得到了新的命名——M2。

然而,这种武器的认可并非一蹴而就。20世纪20年代和30年代,美国军方对于大口径机枪的必要性和重要性并不明显。然而,随着20世纪30年代航空业的迅速发展,飞机的速度和飞行高度不断增加,要求有足够的武器来应对日益增长的空中威胁。在这种情况下,对大口径机枪和小口径高射自动炮的兴趣增加,因为它们与“步枪”口径的高射机枪相比,射程更远,杀伤效果更好。

12.7毫米机枪的性能参数如下:弹头重量45.5克,初速893米/秒,射速可达每分钟850发,射程可达6,770米,射高可达4,570米。勃朗宁大口径机枪使用的是.50 BMG(12.7×99毫米)强力弹药,该弹药使40克的弹头初速达823米/秒。在450米距离上,这种穿甲弹能够穿透20毫米的钢板。

12.7毫米机枪的性能参数如下:弹头重量45.5克,初速893米/秒,射速可达每分钟850发,射程可达6,770米,射高可达4,570米。勃朗宁大口径机枪使用的是.50 BMG(12.7×99毫米)强力弹药,该弹药使40克的弹头初速达823米/秒。在450米距离上,这种穿甲弹能够穿透20毫米的钢板。

机枪自身重量为38.1公斤,M3枪架重量为19.96公斤。总长度为1,654毫米,枪管长度为1,143毫米。射速为每分钟450-575发,弹药供应方式为110发金属链接弹链。

军官正在为四联装12.7毫米高射机枪装填弹链

双联装M2高射机枪系统广泛应用于舰船和车辆上,这些机枪具有水冷炮管。这些系统安装在从鱼雷艇到战列舰和航空母舰的各种作战舰船上。海军版本的高射系统配备了反射式瞄准具,然而,由于使用了曳光弹药,许多射手通常不使用瞄准具,而是根据弹道轨迹进行修正射击。

大口径M2机枪在反击敌方低空攻击时非常有效。它在当时拥有高效的战斗和操作性能,使其在美国和盟军中得到广泛使用。尽管勃朗宁机枪发射的子弹中没有装有爆炸物,但当时的大多数飞机都容易受到其火力的威胁。

这种武器对海军和特定航空母舰的重要性也得到了强调。按照设计,“游骑兵”号装备了40挺这种机枪,当时被认为是对付俯冲轰炸机的有效武器。回顾1936年,“列克星敦”号和“萨拉托加”号的防空系统也被这些12.7毫米高射机枪增强。“列克星敦”号装备了28挺,而“萨拉托加”号装备了16挺,这些机枪分别安装在飞行甲板下的四个支架和主炮塔上,而“列克星敦”号还在烟囱周围的一个特殊平台上安装了这些机枪。然而,珍珠港袭击和太平洋战争初期的战斗表明,空中威胁显著增加,高射机枪已不再被视为对抗空中打击的有效手段。

28毫米/75高射机炮Mk1(Mk2)

下一种被认为能够有效对抗航空器的防空武器是28毫米/75高射机炮Mk1(Mk2)。这种武器自1934年起就被作为标准速射高射炮装备于各类舰船上,以填补重型127毫米高射炮和12.7毫米机枪之间的空白。该高射炮以非正式名称“芝加哥钢琴”闻名于世。

28毫米/75高射机炮Mk1安装在内布拉斯加州奥马哈市自由公园

原型炮于1931年研制,首次试验于3月至5月期间进行。单管射速仅为每分钟90发。在两年的改进后,射速提升至每分钟140发。1934年,首个四联装炮座进行了试验。同时试验的还有Mark 1火控系统,该系统通过侧向倾斜炮管驱动装置,可以在高空追踪敌机。28毫米高射炮的炮弹与12.7毫米机枪弹大不相同,新的爆破弹装有接触式瞬发引信。由于研发和生产中的持续困难,这种火炮直到1940年才开始大规模装备海军。

28毫米/75高射机炮Mk1外观图

四联装“芝加哥钢琴”具有远程动力瞄准系统,水平和垂直瞄准由电动机驱动(3或5马力),水平瞄准速度为30°/秒,垂直瞄准速度为24°/秒。设计的一个有趣特点是可以使炮管组向“侧面”倾斜30°,但事实证明这一功能几乎没有实际应用。该炮采用水冷炮管和弹匣供弹(每个弹匣8发子弹)。炮弹配备了曳光弹头,但没有自毁装置。

这些火炮相对较轻,单管重量仅为252公斤,四联装Mk2 Mod.2重量为4,863公斤。四联装炮的最大仰角为110度,最大俯角为-15度,水平射界为360度。供弹方式为单体弹匣供弹,技术射速为每分钟150发,实际射速为每分钟100发。每个炮管有两个弹匣,总共8个弹匣。当一个弹匣供弹时,另一个可以手动更换,从而实现连续射击。

“芝加哥钢琴”安装在战列舰“马里兰”号的甲板上

炮弹初速为823米/秒。最大射程为6,757米(7,400码),最大高射高度为5,791米,有效射程为5,800米。

炮弹初速为823米/秒。最大射程为6,757米(7,400码),最大高射高度为5,791米,有效射程为5,800米。

1940年,完全相同的炮座被安装在“列克星敦”和“萨拉托加”号上,每舰装有五座四联装28毫米高射炮Mk1,以替换已拆除的76毫米高射炮。然而,尽管名声响亮,28毫米高射机炮并未达到预期。其主要缺点是可靠性差、重量大以及炮弹的破坏力相对较小,最终导致其逐渐被美国产的瑞典“博福斯”40毫米高射炮取代。

荷兰的“范金斯贝根”号 - 首艘装备“博福斯”高射炮的舰艇

40毫米/56“博福斯”高射炮

美国军方首次接触瑞典的40毫米“博福斯”L60高射炮是在1940年8月28日,当时对两门从瑞典购买的样品进行了测试,并在荷兰护卫舰HNLMS“范金斯贝根”号上演示了海军版本的火炮。然而,瑞典版本的“博福斯”在技术可靠性方面未能满足美国海军的要求,因此被认为不适合在美国大规模生产。美国工程师对火炮和弹药的结构进行了许多修改,以适应大规模生产,还将气冷系统改为水冷系统,并添加了电动驱动系统以快速转动炮座。美国版本的“博福斯”正式名称为“40毫米自动炮”。为美国海军开发了大量的单管、双管、四管和六管高射炮,其中一些还配备了雷达制导系统。40毫米高射炮的生产由克莱斯勒公司负责,共生产了60,000门火炮和120,000根炮管。

克莱斯勒工厂的40毫米“博福斯”炮管毛坯,底特律

美国生产的第一门双管炮在1942年1月完成,第一门四管炮在同年4月完成。电动马达提供的垂直瞄准速度为24°/秒(四管炮为5马力,双管炮为3马力),水平瞄准速度为30°/秒。水平瞄准由电液驱动提供,功率为7.5马力或5马力,具体取决于型号。

1942年,随着美国企业根据英国的订单开始生产这些火炮,美国陆军开始大规模使用“博福斯”L60高射炮。实际上,美国生产这些火炮的许可证是在大规模生产开始后才从“博福斯”公司获得的。

这些火炮的炮弹体积太小,无法配备无线电或定时引信,但由于有效的远程动力制导系统和个别的瞄准站,双管和四管“博福斯”迅速赢得了优异的声誉。与“芝加哥钢琴”不同,这些火炮的爆破弹配备了在4,500米距离上自动销毁的装置。弹药中还包括穿甲弹和燃烧弹。最大射速为每分钟160发,也可以单发射击。

四管40毫米/56“博福斯”高射炮的炮手

美国版本的空冷火炮重470公斤(水冷版522公斤),四管炮座重约11吨(10,524-10,796公斤)。射速为每分钟120-160发,炮弹重900克。初速为881米/秒(某些资料显示为854米/秒),炮管寿命为9,500发,“标准”弹药量为每管2,000发。炮弹规格为40x311R,供弹方式为4发弹匣。

美国版本的空冷火炮重470公斤(水冷版522公斤),四管炮座重约11吨(10,524-10,796公斤)。射速为每分钟120-160发,炮弹重900克。初速为881米/秒(某些资料显示为854米/秒),炮管寿命为9,500发,“标准”弹药量为每管2,000发。炮弹规格为40x311R,供弹方式为4发弹匣。

对海上目标的最大射程为10,180米(仰角45度,使用900克炮弹),最大高射高度为6,797米,有效射程为7,200米。仰角范围为+90/-15度。

1948年在护航航空母舰CVE-116“巴多恩海峡”上使用40毫米/56高射炮射击

美国海军认为这是二战期间最好的高射炮。这一评价实至名归,因为40毫米高射炮在对抗日本神风特攻队的飞机方面最为有效。通常,一发40毫米破片弹的直接命中就足以摧毁任何被用作“飞行炸弹”的日本飞机。

20毫米/70“厄利孔”高射炮

为了寻找一种能够对抗生存能力不断增强的飞机的防空武器,美国海军在30年代末就开始了研究。在研究替代布朗宁重机枪的武器过程中,美国海军对20毫米瑞士自动炮“厄利孔”产生了兴趣。在进行比较试验后,1940年11月9日,建议将这种炮系统列为武器,并在美国建立生产线。

CV-5“约克城号”航空母舰上的单管20毫米“厄利孔”高射炮炮组,1942年

截至1941年12月7日,共生产了379门这种类型的自动炮,直到1945年生产结束,共制造了124,735门“厄利孔”高射炮。在美国,这些高射炮被视为“纯粹”的海军系统,几乎不在陆地上使用。从1941年底开始,20毫米/70“厄利孔”高射炮开始在舰船上安装,最初是作为12.7毫米重机枪的补充,后来则逐步取代了它们。最常见的是单管炮座,由射手直接瞄准,炮组由两人组成。

在战争的初期,这些轻便、可靠且比普通的12.7毫米机枪威力更强的高射炮赢得了极高的声誉。它们可以轻松地由船员在甲板上的任何空余位置进行安装,其数量通常以几十计,并且经常增加。接近战争结束时,单管炮座开始大量被双管炮座取代,双管炮座也配有盾牌,使用几乎相同的炮架(该炮架也可安装单管40毫米炮)。由于维护简单和高射速,这种武器在海军中非常受欢迎。战争结束时,美国舰船上的所有空余空间几乎都被单管和双管“厄利孔”炮座占据。

航空母舰CV-12“大黄蜂号”上的20毫米/70口径“厄利孔”高射炮准备迎击空袭

在美国生产的高射炮被标识为“20 mm/70 (0.79”) FFS”,其射速可达每分钟650发。炮重62公斤,弹药由30发弹鼓供给。“厄利孔”20毫米高射炮的弹药包括以下几种类型:高爆弹(约含9克TNT);曳光弹(含4克TNT和发光成分,曳光距离为1500米);燃烧弹(含4克TNT和3克白磷);穿甲弹(含4克爆炸物);穿甲燃烧弹(装有白磷)。

弹药重量根据类型不同在124到130克之间不等。初速为835-870米/秒。射高可达2500米,有效射程3000米,最大射程4400米。

弹药重量根据类型不同在124到130克之间不等。初速为835-870米/秒。射高可达2500米,有效射程3000米,最大射程4400米。

工作原理是闭锁后坐提前点火。最高射速为每分钟280发,实战射速为每分钟120-130发。

工作原理是闭锁后坐提前点火。最高射速为每分钟280发,实战射速为每分钟120-130发。

单管20毫米/70口径“厄利孔”炮

然而,随着神风特攻队的大规模袭击开始,发现20毫米炮弹的威力不足以保证击毁攻击中的飞机,这导致在战争的最后一年里20毫米自动炮的受欢迎程度下降。尽管如此,接近战争结束时出现了陀螺稳定的Mk14系统,大大提高了射击效率。20毫米高射炮是对抗突破战斗机屏障和更远程高射炮火力的日本神风特攻队的“最后一道防线”。在战列舰和重型航空母舰上,到战争结束时,“厄利孔”炮的数量超过了一百门。

“游骑兵”号上的“芝加哥钢琴”

在“游骑兵”号航空母舰的服役期间,除了127毫米/38 Mk12舰炮外,美国海军的绝大多数防空武器(自动炮、机枪)都曾在其上服役。与战列舰上的防空武器数量在战争后期逐渐增加不同的是,“游骑兵”号上的防空武器数量在1943年后逐渐减少。这是因为安装了新设备(因此拆除了127毫米舰炮),以及该航空母舰更多地被用作训练舰,不需要大量防空武器。此外,随着新的飞机服役,并且“游骑兵”号在战争的最后几年主要负责训练飞行员,防止超载也需要额外的资源,而这种资源是通过减少防空武器来获得的。

发布于:黑龙江省