意大利布雷达双管40L/70舰炮

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意大利布雷达双管40L/70舰炮装备在意大利驱逐舰、护卫舰等水面舰艇上的紧凑型舰炮大多属“达多"CIWS中的一部分,由“达多”火控系统控制。如果“达多”火控系统出现故障,紧凑型舰炮也可接受意大利NA30火控系统的控制,完成拦截导弹的任务。
中文名
意大利布雷达双管40L/70舰炮
装    备
意大利驱逐舰
时    间
20世纪50年代
口    径
40mm

意大利布雷达双管40L/70舰炮研制背景

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早在20世纪50年代,瑞典博福斯公司独家研制的40L/70舰炮(口径40mm,身管为70倍口径)就颇有影响了。当时,它有SAK40/70-315和SAK40/70-350两种型号,均为单管结构。英国、德国、西班牙等国都有意购买了该炮,并装于它们自行研制的各种炮座上。到20世纪60年代中期,博福斯公司授权于意大利布雷达(Breda)公司,允许该公司在AK40/70舰炮的基础上,开发新的火炮系统。至此,布雷达公司与博福斯公司相互协作,开始了共同发展新型40mm舰炮系统的研制工作。这种新型舰炮采用双管结构,由博福斯公司提供自动机,布雷达公司负责炮架、改进供弹系统和提供炮塔部分,在全炮的设计上,力求使机械结构更加紧凑,虽然为双炮管,但两管间距只有300mm;另外,更多地采用轻合金材料,有效地减小了重量。该炮于1974年研制成功并服役,命名为“布雷达”紧凑型双管40mm舰炮。
该炮可靠性好,射击精度高。从1976?1982年间,在意大利某军检场对该型舰炮进行了大量严格的射击精度试验。
它使用近炸引信预制破片弹,对付飞航式反舰导弹具有较强的杀伤威胁。在意大利“达多”(Dardo)近程反导武器系统中,被选中作为导弹的拦截武器。在所有的CIWS中,它独树一帜地应用了近炸间接命中毁伤机理来摧毁来袭的反舰导弹。虽说目前对这种命中毁伤体制的有效性存有争议,尤指它对付未来超音速反舰导弹效果欠佳,但它毕竟有值得借鉴可取的地方。有关的分析见下面的专门论述。另外,该炮还用于摧毁空中其他飞行目标,也可对付小型水上目标。据统计,紧凑型双管40mm舰炮已在阿根廷、科威特、委内瑞拉等20多个国家或地区海军舰艇上装备。

意大利布雷达双管40L/70舰炮系统组成

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1.概述
从时间上看,紧凑型双管40mm舰炮研制完成之时,正是意大利"达多"CIWS系统开始发展的时候,并被该系统选用。因此,目前装备在意大利驱逐舰、护卫舰等水面舰艇上的紧凑型舰炮大多属“达多"CIWS中的一部分,由“达多”火控系统控制。如果“达多”火控系统出现故障,紧凑型舰炮也可接受意大利NA30火控系统的控制,完成拦截导弹的任务。
2.紧凑型舰炮系统概貌
该舰炮系统组成有:舰炮、弹鼓、炮位控制面板、变换机、电源柜、气水操作面板。
3.主要战术技术性能
身管长70倍口径
初速(m/s)1000
射速(发/min)2×300
最大射程(m)12500
最大射高(m)8700
紧凑型舰炮系统组成图
俯仰范围(°)-13-+85
水平瞄准速度(°/s)90
高低瞄准速度(°/s)60
水平瞄准加速度(°/s2)120
高低瞄准加速度(°/s2)120
炮重/(无弹药)(t)5.6/5.4
电源主电源为440V,3相/60Hz
伺服电源为115V,单相/400Hz
功耗(kW)4.5-8(跟踪和发射)
13(峰值,捕获目标)
4.舰炮各部分介绍
(1)炮塔和弹舱
舰炮及弹鼓内部结构图
1?炮塔,由强化玻璃钢制成;2--活动护板;3一左炮管扇形移弹器,移送左
路提升的炮弹并围绕左侧炮耳轴转动;4--右炮管扇形移弹器,移送右路提升的炮弹并围绕右侧炮耳轴转动;5口帮自动输弹和发射装置的“博福斯”双管
俯仰机;6---后部的检修门,连同炮塔两侧的检修门,作为武器内部维修的进
出口;7?旋回式功率驱动机;8?退壳槽;9?俯仰扇形齿弧;10--左炮管电
磁发射机,两炮管的发射是独立的;11一左路供弹系统的400V,60Hz驱动
电机;12--左路上部扬弹机;13一左炮管扇形移弹器与左路上部扬弹机的同
步机械;14?腑仰功率驱动机;15--排壳管道;16---射界障碍装置和射击限制器;17--弹舱;18--左路下部扬弹器;19--弹舱左区卸弹门
21)--弹舱右区装弹位置。
火炮在正常运行期间,炮弹从弹舱中自动进入下部扬弹机,然后上升至上部扬弹机,炮弹继续被提升直至送入扇形移弹器中,移弹器随炮耳轴水平线来回摆动随时适应火炮的发射角。移弹器将炮弹移送给输弹器,随后,推弹人膛,关闩发射。
紧凑型双管40mm舰炮拥有左、右2套完全相同且相互独立的扬、供、输弹系统,分别为左右2门炮提供炮弹。当一门火炮供弹发生故障时,另一门火炮可继续实施射击。位于炮塔内的供弹系统驱动电机(图中11),有慢速和快速输出。慢速输出用于驱动弹舱输弹器和扬弹机底部的转弹机;快速输出用于驱动扬弹机,确保扬弹机以每秒提取7发炮弹的速度工作。另外,扬弹机上部的转弹器、扇形移弹器也均由快速输出提供动力。
该型舰炮弹舱也有A、B两型。A型弹舱为了层结构,能贮存736发炮弹;B型弹舱为4层结构,能贮存州发炮弹。按照舰艇甲板空间的设计要求,A、B两型弹舱在装舰时均可
置于甲板上,又可置于甲板下。
(2)炮位控制面板
该面板位于弹舱区附近。面板上装有按钮、开关和指示灯。它可不通过火控系统、直接由一人操作该面板上的有关按钮、开关,以使火炮完成装弹和退弹、火炮维护操作、炮管冷却的功能。当开关打到遥控挡(由火控系统控制),该面板可当作监视器,炮座上的各主要机械和电气部件均与该面板上的各指示灯电路相连,因此,当某一指示灯变红,则标出对应的某一故障的位置和故障原因类型。
为了减低炮管烧蚀磨损,保持良好的射击精度,该40mm舰炮采用炮管自动冷却方式。当火炮发射到160发炮弹时,炮位控制面板上的红色闪光灯报警,按下冷却按钮,中断击发电路,炮管立即回到待发状态,炮管冷却装置启动,打开供水阀门,喷嘴自动插入炮室,喷注海水,待冷却完毕用气浪消除海水;冷却一般持续3s可明显延长炮管寿命。据布雷达公司介绍,该40mm舰炮如果装在小型舰艇上,通常采用60-70发连射方式,炮管温度不会升得很高,因此,也可不配装自动冷却装置。
(3)电源变换机
它包括1台400V、60Hz的三相异步电机和2台发电机。2台发电机靠电机提供的动力工作,其中一台为火炮伺服马达提供电能,另一台用于其他辅助马达。
异步电机和2台发电机同轴旋转,它们的总体构成一个贮能飞轮。当火炮减速旋回和俯仰时,部分能量贮存在飞轮中;当火炮加速运动时,它可快速据供随动电机所需的50kVA的峰值功率,而仅需从舰上电源中吸收很小的功率(约为18kVA)。这样降低了对舰电源的影响,因而适装性好。
(4)气水操作面板
该面板为炮管冷却的接口设备,它包括:调节管中液体流量的电气阀,它受自动冷却程序的控制;减压阀;压力指示计。当冷却炮管时,按照冷却控制程序,操作该面板可从舰上得到所需的水和气。
(5)弹药
紧凑型舰炮配用以下几种主要弹药:
①高能爆破弹(HCHE),用于对付近程空中支援飞机、攻击型直升机、轻型装甲车辆和中、小型水面舰艇等目标。
②杀伤爆破曳光弹(HET),用于对付空中和海上目标,为北约的标准炮弹。
③近炸引信预制破片弹(PFHE),用于对付飞航导弹。
④曳光训练弹(PT)。
4种炮弹的主要性能参数
种炮弹主要性能表
PFHEMK2
HCHE
HET
PT
初速/(m/s)
1025
1030
1005
1005
工作温度/(℃)
-31~+60
-40~+60
-40~+60
-40~+60
弹丸重/g
880
870
960
960
炸药重/g
120
165
103
引信类型
近炸
着发延时
着发延时
全弹长/mm
534
534
534
534
全弹重/kg
2.4
2.4
2.5
2.5
近炸引信预制破片弹是“达多”C1WS系统的专用炮弹。它的近炸引信利用多普勒雷达原理,当与来袭目标相遇的距离达到其作用半径时,便可引爆炮弹。在弹壁四周装有650个钨球,弹体由特种钢制成,爆炸后能产生2400个碎片,平均飞散速度高达1500m/s。当来袭导弹目标遭到这数千多个碎片和钨球的撞击时,导弹制导部分的电子部件将受损而失灵,致使导弹不能按正确轨迹飞向预定目标。这就是近炸间接毁伤的实质。
多年来,布雷达公司一直认为,对付低空飞行的导弹目标,近炸间接毁伤机理是一种极其有效的防御措施。首先,采用近炸引信明显提高了炮弹的命中率。该引信装有自动灵敏控制装置,它可随目标距海面的高度不同自动控制引爆半径。如果目标的截面直径为0.4m,飞行高度为5m,它的引爆半径控制为2.5m,则相当于把目标可杀伤面直径增大到5.4m,为导弹实际截面直径的190倍;对距海面40m高的同类目标的引爆半径控制为4.5m,相当于把导弹实际截面直径扩大为500倍。由此不难看出,目标的等效面积扩大了,炮弹的命中率随之而提高。另外,引信中的灵敏控制装置还可防止由于海浪杂波引起过早引爆。
根据布雷达公司的研究报告,在典型导弹制导部分的侧面,仅25%左右有10mm厚的杜拉铝作为保护层,它覆盖着功率发电机、转换器等部件;其余一半多的制导部分是由于相当于6mm厚的杜拉铝保护,它覆盖着自动驾驶仪、脉冲收发机等部件;而覆盖着电气接线柱之类的杜拉铝则只有2mm厚。在进行大量有关破片对目标各处不同厚度的穿透能力与引信引爆半径之间的关系的动态试验之后,布雷达公司总结中指示:击中弹体的破片约近半数可穿透6mm厚的杜拉铝防护层,约1/3可穿透10mm厚的杜拉铝防护层。从这个意义上看,近炸引信预制破片弹对付导弹具有一定的毁伤威力。
值得一提的是,上述研究是在肋年代初期,以当时在役的亚音速反舰导弹为研究对象的情况下进行的。如今,反舰导弹的飞行速度已明显提高,超音速飞行已成为它的必然发展趋势,在此之下,近炸间接杀伤机理将暴露出一些问题。第一,当导弹制导系统的电子元件遭到破损后,要滞后一段时间才能使导弹偏航。布雷达公司曾从理论上研究过这段时间,结论是:对1Ma的导弹,最大失效时间为3s,因此,拦截导弹的最近距离不得小于900m,否则,即使导弹遭到破坏而偏航,目标舰仍会有被受伤的导弹击中的可能性。如果导弹速度为2Ma,甚至更快,导弹的拦截近距限必然要加大,致使拦截区段大大缩小。第二,若一发炮弹在2Ma导弹头部垂面上距轴线1.5m处引爆,引爆后的炮弹碎片飞散速度为1500m/s,当弹片飞抵导弹弹体时,导弹头部已前移约1m。此时,制导头有可能已越过了碎片飞散区而免遭碎片的撞损,造成拦截失效。导弹速度越快,这一问题越加突出。另外,新型反舰导弹也采用了许多相应的反对抗技术,弹体加装保护装甲;使得飞散破片和重金属球无法穿透。通过上述分析,不难看出,近炸间接杀伤机理在某些场合下的应用效果并不理想,如何突破这些局限性有待于深入探讨。

意大利布雷达双管40L/70舰炮技术特点分析与评述

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1.技术特点
(1)适装性好
“布雷达”双管40mm舰炮按弹舱贮量不同可向用户提供A(444发弹)、B(736发弹)两型。根据装舰要求,弹舱可置于甲板上或甲板下,因此,适应于广泛装备各级水面舰艇。
(2)严谨的电力控制
伺服电机通过一个周转齿轮箱来驱动火炮旋回和俯仰动作,粗、精调同步机给出旋回和俯仰的定位误差,齿轮箱里的测速发电机将误差信号返馈回去,使随动系统的动态误差减小到最低限度。在正弦运动跟踪条件下,最大方向误差为±1.45mrad(当振幅A:±40°,频率f=0.16Hz时),最大高低误差为±1.5mrad(当A=±30°,f=0.16Hz时)。
(3)峰值功率需求的自动限制
电源变换机相当于一个飞轮贮能装置。当火炮在短暂周期内,需要大功率(高于50kW)电能时,该装置能迅速释放出较大能量,使火炮从舰上电源中吸收的功率小于18kVA。它即保证了火炮的正常发射,又不会影响舰上其他设备的正常工作。而且,弹舱备用弹种多、贮弹量大、火炮可靠性好、自动化程度高,这些特性均使火炮能实施高精度地长时间射击。
2.发展情况
采用预制碎片弹拦截来袭导弹的有效方法是利用碎片弹引爆后,向四周飞溅的上千个碎片和重金属钨球击伤导弹的电子部件,使其偏航,失去跟踪预定目标的能力。但是,受伤的导弹如果离目标舰很近,仍存在极大威胁。因此,采用此方法对付反舰导弹的拦截距离不能离目标舰太近,前面曾讨论过,这个距离不得小于900m。而且,随着反舰导弹的速度越来越快,这个距离将会更大,因此,在距目标舰1000m之内的区域上出现了防御断层。为此,从80年代中期开始,布雷达公司着手研究如何使小口径舰炮末端防御措施更完善,效果更好。它们首先提出了“双重命中机理”体制,即,在3000m?1000m的距离上,使用近炸引信预制碎片弹;在1000m以内,采用高速发射弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),直接摧毁来袭导弹。为了实现两种杀伤机理相结合之目的,布雷达公司于1986年研制成功了快速型双管40mm舰炮(见图4.2-13),它是在布雷达紧凑型双管40mm炮的基础上改进发展起来的。首先从提高40mm炮的发射速度人手,采取许多改进措施,使本来就很高的射速600发/min,又提高到900发/min。
从它的内部结构图可看出,许多地方都与原紧凑型有明显不同:
①在火炮两侧各增装了一个上层弹仓,用于存放弹尾稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),贮量为200发。
②扇形移弹器设计成双排,上排移送上层弹仓中的APFSDS炮弹,下排移送从下扬弹机提升的PFHE炮弹。据了解,更换弹种的时间不到0.5s。
③改进了反后座装置。反后座装置缩短了该装置中活动部件的动作行程,后座长度从“紧凑”型230mm缩短到100mm,同时加快了炮闩的开闭肘间和输弹周期,进而使射击周期缩短了50%。
④输弹机是重新设计的,以达到炮弹从供弹位置到炮闩进入炮膛所经过的路径最短。
⑤采用了新型的数字伺服控制系统,提高了炮座瞄准速度。
⑥快速型舰炮使用的三种弹药有PFHE、HET和APFSDS,这些弹药的技术性能均有明显提高。
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