每分钟发射超万发的近防炮,为何要用价格昂贵的钨芯弹?

樊溢明



近防炮可未必都是10000发/分钟这样高的射速,近防炮有两种体制:一种就是动图里的“加特林”体制,我军的730/1130、美军“密集阵”、俄军的AK630、“卡什坦”、荷兰的“守门员”…都是这种体制的近防炮,炮管口径通常在20~30毫米。

由于“加特林”炮通常采用6管、7管甚至11管,加之是转膛炮电力驱动使其射速非常高 ,最高理论射速都在3000–4200发/分钟,甚至超过了10000发/分钟!这样高的射速就是要应对来袭的反舰导弹,采取“以快制快”的原则。

现代反舰导弹,比如说:飞鱼、鱼叉...这类导弹飞行速度一般在0.85马赫左右,这个速度在2000年代前近防炮4500发/分钟是可以应付的,但随着科技进步超音速反舰导弹成了当前的发展主流,为了对抗来袭的2.5~3马赫反舰导弹,加特林体制的近防炮必须要将射速提高到8000发/分钟以上才行, 否则拦截就是徒劳的!


“加特林”体制的近防炮之外,还有一种是瑞士“千禧年”35㎜口径的近防炮体制。这种炮采用单管射击,“千禧年”近防炮就是在赫赫有名的瑞士厄利空“天空卫士”小口径高炮基础上改进而成的,陆军/海军都使用,该炮集成为发现/跟踪、精瞄射击一体化的无人炮塔设计,完全由计算机控制大大的减轻了人为干预出错的可能…但,“千禧年”毕竟是单管火炮,射速肯定不如“加特林”,它的理论每分钟射速仅200发左右。

为了更好的有效拦截反舰导弹,厄利空公司独辟蹊径的采用了炮口编程设计。
“千禧炮”也采用“阿海德”可编程线圈和可编程引信设计。

就是在35毫米炮弹的尾部装了一个可编程的线圈和可编程引信,当“千禧炮”的火控雷达精确跟踪来袭导弹之后→火控计算机控制火炮发射→当炮弹出膛经过炮口的一刹那,炮弹被炮口的编程线圈“注入了”要拦截目标的信息程序,使炮弹在接近反舰导弹的最佳距离爆炸,并且扇面形抛射出152个钨合金预制弹片,通过弹片的高速撞击达到摧毁目标的目的!



“千禧炮”的35毫米炮弹,可以看见银白色小圆柱就是钨合金预制弹片,黑色颗粒状的是发射药。


730/1130近防炮所使用的钨合金穿甲弹。

不论是“加特林体制”的炮还是“千禧年”炮,它们所使用的穿甲弹和预制弹片基本上都是“钨合金”, 上过初中化学课都知道 ,固态钢的密度是7.8吨/立方米, 而钨是19.35吨/立方米,钨的密度是钢的2.5倍!

由于钨密度高并且非常坚硬,在金属加工工业中适合做切削刀具用,比如:W18Cr4V高速工具钢。而将它应用在弹药上则是极好的穿甲材料,是现役各种口径穿甲弹的首选材料,但是钨质地很脆,制成穿甲弹前必须添加其它韧性好、耐腐蚀的金属与它一起粉末冶金烧结,这样才能提高钨穿甲弹的韧性。

钨穿甲弹攻击目标形象的比喻就是“高压水枪打在烂泥上”!超过800米/秒的炮口初速,使弹头与空气高速摩擦产生高温,打在目标上“穿与烧蚀”同时进行,击毁概率非常高!由于钨弹头的高硬度,近防炮的穿甲弹头和预制弹片都使用它,近防炮的拦截距离很近,敌人来袭的反舰导弹已经距离自己的战舰3–4公里的距离了!如果近防炮不能将它完全摧毁,那么反舰导弹对于战舰的损害是不可想象的!

所以,近防炮必须使用“高硬质合金炮弹”穿透反舰导弹的外壳,破坏里面的制导设备、其它电子仪器、甚至是气动外形…只有这样才能消除来袭反舰导弹的威胁。



被“阿海德编程弹”摧毁的美制“幼畜”靶弹,可以看到靶弹的弹体完全被击穿,炙热的预制弹片进入到靶弹已经将内部设备烧毁了。

另外,钨合金这样高密度金属由于重量较重,它在飞行当中重心是比较稳定的,弹道很平直(近防炮属于加农炮范畴),并且受海面“横切风”的影响也较低,海平面的风非常大经常是5~6级左右,吹偏小口径弹药的弹道轨迹是正常现象,采用了密度高的金属制造弹头重量较重、在发射药的推力下受此影响会小一些,持续2–3秒时间的一次射击,可发射200发以上的弹药,非常密集也消除了部分弹着点偏离的问题。


图片上是美军提康德罗加级巡洋舰“切斯劳维尔号”(CG–62)进行近防炮拦截靶弹的演习,红色的飞行器就是BQM–74靶机,虽然“密集阵”快速拦截,但还是没有击中靶机。
结果就是“切斯劳维尔号”被撞了一个洞,要的真正的反舰导弹它肯定会受到重创!

这个事例说明,近防炮也不可能100%的拦截到反舰导弹!所以要想提高战舰防御反舰导弹的能力,不能单单指望近防炮这一种装备。


现代的新式战舰为了更好的防御反舰导弹,除了安装近防炮之外,还安装了多联装近程防空导弹,
这样就构成在10公里末端距离内有两层的防御武器。
红旗–10近程导弹成功拦截“鹰击–82反舰导弹。

近程防空导弹拦截距离为4~10公里,可以间隔一秒钟发射一枚导弹,这样就会大大提高拦截反舰导弹的概率,而且防空导弹有很高的机动能力,可以更好的应对末端“蛇形”机动的反舰导弹。

总之,应对性能日益提高反舰导弹,仅凭一种装备是远远不够的,需要构成远中近、超近四层的防御体系,防空导弹、舰炮、干扰发射装置,在雷达探测到来袭导弹后都要高度戒备,联合作战方能起到最好的拦截效果!这是关系到全舰上百人生命安全的天大事情,不能有丝毫的松懈。


皇家橡树1972


正所谓大炮一响,黄金万两,特别是在海军舰艇上的武器更加贵,根据温消息的报道称中国新型的1130进防炮使用的钨芯穿甲弹单价高达1000多块人民币,按照现在给出的数据来看,一分钟能倾泻1万多发炮弹,平均每秒166发,每秒钟就搭出去的炮弹价格就高达16.6万元人民币,一分钟996万人民币,这个价格可以随便在中国哪一个城市买一套房。那么怎么样选择价格更贵的钨芯穿甲弹而不是普通的钢质穿甲弹呢?

诚然,如果是使用普通的钢制穿甲弹价格肯定没有钨芯穿甲弹那么贵,但为什么会选择钨芯穿甲弹呢?这钨芯穿甲弹一般不是坦克进行穿甲的时候使用的吗?为什么进防炮要装备这种炮弹呢?其实这主要是考虑到现在反舰导弹性能增强的原因,像以前的部分反舰导弹的末端突防速度都在音速以下,但是随着科技的进一步增强,现在反舰导弹的末端突防速度最高可以达三马赫以左右,为了适应在三马赫左右的速度飞行单体的结构强度设计就必须加强,所以为了更好的对导弹进行破坏使用高性能的穿甲弹拦截效果会更好。

所以像现在中国使用的一般都是30毫米脱壳尾翼稳定穿甲弹,而相对之下美国则是使用贫铀穿甲弹,这种穿甲弹的穿甲性能要高于钨芯穿甲弹。所以提高炮弹的性能就是为了增加拦截的成功率,毕竟是军舰的最后一道防线近防泡拦截不成功的话,那军舰只能成仁了。不过一般都是穿甲弹和高爆弹混搭,这样的效果才会更好。


在十字路口等等你


军舰上的最后一道防线近防炮射速动辄五六千发甚至上万发,而且30毫米钨合金脱壳穿甲弹一发炮弹的价格就是将近1千元,也就是说,这个东西随随便便扫一轮就是几十万大洋。

但是几十万上百万的近防炮炮弹的价格和动辄数以亿计的军舰,哪个更贵?

这跟日系车为了省油疯狂减重有什么区别?不都是用安全换油耗么?

如果为了节省2000万美元,而将数以亿计美元的军舰安危于不顾。

短时间来看,确实省了不少钱。但是如果战争爆发,一发反舰导弹侥幸穿过了远程防空导弹与中程防空导弹的封锁线。那么接下来,战舰就再无还手之力。

只能任人宰割。

所以,扣这点钱怕是疯了吧,更何况炮弹才多少钱?防空导弹价格那是以百万为单位的,一发导弹就购买一大堆的近防炮炮弹了,所以要不要连导弹一块取消了?


啸鹰评


近防炮是舰艇最后一道防护网,所以必须想尽办法来提高拦截效率,一旦被破防,舰艇将会遭受巨大打击,轻则受伤,重则瘫痪丧失战斗力。



提高拦截概率的一个直接办法就是提高射速,美军的“密集阵”每分钟射速4000发,只能拦截一倍音速的飞行器,而我国最新研发的1130近防炮每分钟射速达到了11000发,所谓1130就是11根炮管,30毫米口径。凭超高射速和先进的火控系统,1130近防炮可以有效拦截3倍音速的导弹。


但是,近防炮的有效拦截距离很短,虽然30毫米口径弹药最大射程可达5000米,但针对飞机拦截距离只有3000米,针对反舰导弹的有效距离只有2000米左右,也就是拦截时间非常短,一旦失手,后果不堪设想。近防炮必须保证一次性摧毁目标。

反舰导弹的前端是导引头,打中导引头不会立刻使其爆炸,导弹因为惯性仍然有可能撞到舰艇,所以近防炮弹药得有一定的穿甲能力。而目前主流穿甲弹都采用重钨合金作为弹芯,钨合金密度大,硬度高,钨芯弹头直径只有弹药口径的二分之一到三分之一,穿甲能力极强,采用钨芯弹头的30毫米近防炮弹,有效穿甲深度可达50-70毫米,而且,近防炮高速持续射击时,炮弹要承受很高的火焰温度,钨芯硬度大,不易变形,保证了射击精度。



止水兴波


钨芯脱壳穿甲弹虽然贵,但是比起它用来保护的大型军舰,还是便宜多了。

被军迷称为“万发炮”的近防炮正式名称是H/PJ-11型11管30毫米舰炮,由于这型加特林原理的转管炮最高射速为每分钟11000发,因此得名“万发炮”。

1130炮是目前世界上最好的舰载近防炮,没有之一,超高的射速和30毫米口径带来的毁伤能力使其能够有效拦截末端突防速度2马赫的反舰导弹(没错,说的就是雄3),综合性能好于美国的密集阵、俄罗斯的AK630等。1130炮目前广泛装备于我国航母、052D驱逐舰以及054A护卫舰上,成为我国主力舰艇在面对空中威胁时的最后一道防线。上图就是辽宁舰上的1130炮开火瞬间。

俗话说好马配好鞍,为了保证毁伤效果,国产1130炮使用了昂贵的钨芯脱壳穿甲弹。钨作为一种高密度的金属材料(密度为19.35克/每立方厘米),钨合金不仅密度大而且硬度好,是制造硬芯弹药的上好材料,仅次于贫铀。但是,正所谓一分钱一分货,钨芯脱壳穿甲弹在拥有良好穿甲能力的同时,却造价高昂。

我国1130炮使用的30毫米钨芯脱壳穿甲弹的单价笔者也不得而知,但是参考我国向泰国出售轮式装甲车的交易价格,其使用的30毫米曳光高爆弹单价已经高达110美元,约合人民币770元,更高端的钨芯脱壳穿甲弹单价应该在1000元以上。按照1130炮的射速,每秒钟发射183发,一辆帕萨特的钱就瞬间就打完了。而拦截一枚反舰导弹一般需设计3-5秒钟,一辆大奔就打出去了,真是“大炮一响,黄金万两”。

至于说1130炮为何以如此高的射速还要使用这么昂贵的弹药,笔者想起一个多年前看过的一篇文章。以色列前总理梅厄夫人时察军队狙击手训练时,听说每名狙击手一年要耗费成千上万发子弹,觉得花费太高。陪同时察的军官反问梅厄夫人:夫人您觉得您的生命值多少发子弹呢?虽然这篇文章有地摊之嫌,但是道理却是很明显,用在这个问题上也非常合适:脱壳钨芯穿甲弹虽然贵,但是跟军舰比起来呢?

现代反舰导弹都使用半穿甲战斗部,战斗部外层、头部都包裹着一层钢质外壳,以穿透军舰后进入舰体内延迟爆炸,提高毁伤效果。由于近防炮对反舰导弹的拦截距离一般在3公里以内,如果只击中反舰导弹的弹体,反舰导弹仍然能以巨大的惯性冲向军舰,因此最好能击穿、毁伤乃至引爆反舰导弹的战斗部才能确保本舰安全。为了击穿反舰导弹由金属外壳包裹的半穿甲战斗部,最好就是用穿甲能力极强的钨芯脱壳穿甲弹。笔者曾经看过一个视频,俄罗斯的AK630或者卡什坦近防炮拦截反舰导弹实验,反舰导弹被击中后仍然以原来的飞信轨迹飞行了很长一段距离,但是未被引爆。如果是在实战中,这枚被近防炮击中的反舰导弹有很大的概率仍然命中目标军舰。

1130炮作为我国最高端的舰载近防炮,是价值数十亿乃至数百亿各型舰艇的最后一道防线,如果失手,那损失的可就不是一辆帕萨特或者大奔了,孰轻孰重,不难选择。


从此萧郎是路人甲


事实上绝大多数近防炮的射速都在5000发/分以下,欧洲的守门员近防炮系统主武器是GAU-8A“复仇者”30毫米七管加特林速射炮,最高射速只有4200发/分钟,而美国的密集阵近防炮则采用6管20毫米M61A1加特林枪炮管,射速在3000到4500发/分钟左右,俄罗斯的AK630近防炮使用6管AO-18型30mm加特林机炮作为输出,射速在3000发/分钟。唯一超过万发每分的是我国最强的1130近防炮,其射速可达1.1万发/分,性能高居世界第一!


(欧洲守门员近防炮系统)

那么射速这么快的近防炮是不是使用的弹药很便宜呢?还真不是!近防炮主要装备穿甲弹、高爆榴弹、半穿甲榴弹等多型号弹种,而其中又以小口径的尾翼稳定脱壳穿甲弹使用最多。近防炮穿甲弹构造和坦克用穿甲弹基本类似,内部长杆式弹芯也多使用钨合金或者贫铀合金材料制造而成。
(730近防炮装弹)

(30毫米脱壳穿甲弹外观)

相比于一体成型的普通高爆弹和尖头穿甲弹而言,由于高规格的弹体材料和复杂的加工工艺,尾稳脱壳穿甲弹的价格也随之水涨船高,目前1130近防炮上所使用的30毫米口径钨合金弹体尾稳脱穿弹,单发价格大约为1000元人民币/发,密集阵和守门员近防系统则多采用贫铀穿甲弹。贫铀弹成本约为钨合金弹的一半,但是考虑到物价和汇率因素,密集阵所使用的贫铀弹价格应该与1130穿甲弹价格相差不多,甚至可能更贵!
(30毫米脱壳穿甲弹钨合金弹芯)

1130近防炮射速每分钟1.1万发,每秒约183发单价1000元,也就是说一分钟持续射击能够泼洒出去1100万元人民币,每秒消费高达18.3万人民币,如果真是这样,那近防炮的花费是不是太高了点呢?
(730近防炮对海射击训练,看看地上的弹壳)

其实近防炮的攻击模式和我们想的并不相同,近防炮因为有火控雷达自动进行搜索瞄准,因此可以迅速完成对目标的方位锁定,所以只需要通过超高射速在指定空域形成密集弹幕就可以对空中目标进行有效拦截,不需要向老式防空火炮一样连续不停地对目标进行跟踪射击。

(苏联卡什坦近防系统拦截目标过程,火控雷达指引,然后直接弹幕覆盖)

1130炮通常是以长短点射的方式进行防空拦截,每次拦截发射时间为0.1秒,也就是一次拦截只消耗约20发钨合金穿甲弹,换算下来也就是说2万人民币而已,如果再算上穿甲弹与高爆弹的搭配混合使用,费用还会更低,相对于反舰导弹动辄数十万甚至上百万的单价而言,还是非常划算的!
(近防炮弹链通常穿甲弹与高爆弹组合装弹)

那么为什么近防炮一定要使用昂贵的钨芯穿甲弹呢?这主要是由近防炮的战术任务决定!近防炮作为军舰防空系统的最后一道屏障,拦截距离通常在3公里以内,所以必须确保在短时间内对来袭目标做到一击必杀,如果不能在较远距离将目标打爆,其弹体仍旧会因为惯性冲击对军舰造成较大损伤。而且现代反舰导弹和飞机通常都有一定的防弹设计,特别是像苏24这样的对地攻击飞机拥有厚度十几毫米的钛合金防弹钢板,只有使用穿甲能力达到30毫米以上的钨芯脱壳穿甲弹才能做到真正的绝杀!


军武吐槽君


兔哥回答,近防炮的炮弹有多种,就所使用的穿甲弹而言则是近防炮主要的弹种,那么近防炮为什么要使用高硬度的穿甲弹呢?这和近防炮的作战性质有关系。所谓近防炮就是对近距离的目标进行防御性的拦截,近防炮的射程都很近,通常根据口径不同在5000米左右,近防炮的主要作战目标是逼近的导弹等目标。近防炮被广泛的使用在陆地防空,舰船上的防御反舰导弹的攻击。近防炮在舰船上属于整个舰船的最后一个防御手段,也是最后的屏障。因此,近防炮的射速都很高,通常都达到数千至上万发,所以都采用多管布置力求射速满足防御反舰导弹的能力。


近防炮的拦截反舰导弹的方法很简单,就是在反舰导弹的前面形成一个弹幕,距离通常是2000千米左右,这个距离对于亚音速的反舰导弹来说也只有5~6秒左右的时间,而对于两倍音速的反舰导弹来说只有3秒左右的时间,这对于近防炮的拦截不光是能拦住的问题,还必须要保证击毁来袭的反舰导弹。否则即便是能够拦住而无法击毁反舰导弹,那么,如此高速飞行的反舰导弹即便是失去爆炸威力,巨大的惯性冲击力也会将舰体击破,这样的拦截显然是不成功的,也是不能被 受的。


那么,要加大近防炮的拦截成功率就只能是从近防炮所使用的炮弹上面下功夫了,近防炮的口径受多管安装布局和高射速要求的限制不能过大,通常只有20~30厘米的口径,口径小也意味着动能小,普通的弹药对于反舰导弹的击毁效率并不高。从反舰导弹方面来说,并不是纸糊的,反舰导弹为了能够获得突防的成功率和射入舰体内爆炸通常都是半穿甲弹头,弹头都具备抗击炮弹爆炸破片损伤的能力,前面兔哥说了,即便是被近防炮击中不能将其击毁或是改变弹道,那么近距离反舰导弹的残骸依然会对舰船造成损伤,所以就必须要增强弹头侵彻力。


近防炮为什么采用钨合金或者高硬度的弹头,这是因为,这是因为钨合金的硬度能够满足撞击反舰导弹所需穿透性能。只有这样才能把来袭的反舰导弹打爆,一旦反舰导弹爆炸也就失去了它自身的爆炸威力。其实,近防炮和反舰导弹的对撞并不容易,一分钟几千上万发的高射速,炮弹就像是一盆水一样的泼了过去,即便是这样能够命中导弹的数量也不多,主要是反舰导弹的体积太小了。反舰导弹长度不算短,但飞行至舰船两千米左右的距离时就是最后的冲刺了,这个距离上反舰导弹已经不会在采取机动规避动作了,因此,基本都和近防炮的射击角度近乎垂直,这无疑是增加了近防炮的拦截难度。


近防炮的钨合金弹药本身就是一个高价值的产品,加上几千上万发的高射速,一次拦截的费用是高昂的,但对于一艘军舰而言又算是小菜一碟,如果能够挽救军舰不被反舰导弹所击中,这个钱花的就太值了。在军舰的防御手段和导弹的攻击来说,导弹目前依然是战上风,发展也比军舰的防御武器要快速,目前,反舰导弹普遍向超音速的领域迈进,而且是速度越来越快,俗话说唯快不破,因此,面对反舰导弹的超音速甚至是高超音速的到来,近防武器的发展必将会发生改变,近防炮每分钟上万发的泼射炮弹已经到了极限,而且,拦截距离随着反舰导弹速度的提高,使拦截变的困难的同时,也必须要面对被近防炮击毁的反舰导弹高速破片来来的可能杀伤,另外,反舰导弹爆炸波束对军舰探测系统所产生的的波振扰动也是要面对的课题,为此,这种矛与盾的较量会继续下去。



兔哥42928


近防炮用没有装药的穿甲弹,其实是为了能够更彻底地毁伤敌方袭来的导弹。

我国给730、1130近防炮配备的钨合金APFSDS,给近防炮用APFSDS是世界上独一份

美国的密集阵近防炮的Mk244弹药,也是钨合金穿甲弹,但是是APDS结构

052D 1130近防炮开火

近防炮使用穿甲弹头,其实是吸取了高爆弹头威力不够的教训。可能有人觉得奇怪,一枚30mm的高爆弹,已经相当于一枚机炮的炮弹的尺寸,这种炮弹1-2发就能打下一架战斗机,难道奈何不了一枚导弹吗?为何还要上钨合金穿甲弹头呢?其实是因为对毁伤程度的要求不同。对飞机,只要破坏其发动机,击毁座舱,或者打断机翼,这架飞机基本上就废了。军舰要防御的是导弹,在末端飞行时,导弹只靠惯性飞行,此时舰船相对于导弹几乎是静止的。也就是说,即便命中一两发炮弹,也只能是让导弹的控制功能失常,但是导弹的巨大动量是没有办法克服的,所以命中后导弹仍有一定概率会击中军舰。那会发生什么事情呢?大家都知道,反舰导弹用的是半穿甲弹头,如果之前近防炮的命中不足以击穿半穿甲弹头的药罩,它的战斗部就依然可以工作,如果导弹被击中后依靠惯性砸到军舰内部引爆,近防炮也就白忙活了。这就好比二战时期,神风特攻队的飞机已经被小口径高炮多次命中还一头撞到了美国军舰上一样,你说美国大兵多冤啊~要是能一炮打的它凌空爆炸,是不是就安全多了?


我国C802反舰导弹半穿甲弹头。这个外壳厚度,尤其是头部,不上穿甲弹还真打不穿

这就是我国要用给这么小口径的近防炮用动能穿甲弹的原因。动能穿甲弹弹通过硬碰硬可以有效穿透半穿甲弹头厚厚的外壳,引爆其战斗部或者毁坏掉引信。这样即便导弹依靠惯性击中了目标,也不会造成严重的后果。而高爆弹头由于是瞬发引信,爆炸后产生的破片还不足以直接毁掉战斗部,因此需要比穿甲弹更多的命中,大大降低了作战效能。


纸上的宣仔


钨芯弹虽然昂贵,但是能进一步保住比它更更有价值的舰艇、官兵和人民的生命财产!


当一枚或几枚导弹以几倍甚至十倍以上音速向我方飞来,而且距离只有几公里乃至几百米的时候。我们最想的就是将导弹给干掉,不计成本的那种。这其中只有近防炮或近防导弹可以做到将其提前引爆,目前只有极少数军舰上装备有近防导弹,而绝大多数舰艇上装备的都是近防炮。而使用钨芯弹的近防炮,具有穿甲能力强的特点,从而提高拦截来袭导弹的能力。

钨芯弹,顾名思义就是在弹体内部装有钨合金弹芯;这个弹芯一般只占到弹口径的1/3~1/2;所使用的钨合金密度每立方米能达到18000kg,远远高于钢的7750kg~8050kg,而动能由物体的质量和速度决定,在等体积等速度的情况下,钨芯弹所带来的动能更具侵彻力;钨合金还具有耐高温不易变形的特点,毕竟一分钟一万发炮弹,炮管不融也得烧,高温下炮弹都变形了,还提什么拦截导弹。对于普通老百姓来说,一枚1000RMB的钨芯弹确实很贵,更何况不是一枚,是一分钟一万枚,一分钟下来买几辆高跑或几座别野土不是问题。但是也不要慌,这么高射速的近防炮不可能持续射击一分钟,况且也不可能备那么多弹。以我国海军准备的最新的11管30毫米近防炮为例,备弹1280发,也就是128万;要是将敌方几百万的导弹打掉,挽救的是一艘或几艘几十亿乃至上百亿的军舰、航母以及几百几千官兵和无数人民的生命财产相比,掂量掂量。
国防是靠钱堆来的,美国为何能当蓝星霸主?看看人家一年投入的几千亿美元,下血本换来的。我们虽然不称霸,但也要有能够打败任何来犯之敌的能力。


军见


每分钟发射超万发的近防炮是军舰上的最后一道防空屏障,如果近防炮系统被触发了,那只能说明一个问题——敌方来袭导弹在我方防空系统层层拦截之下出现“漏网之鱼”,我方军舰处于极度危险的境地!

此时近防炮就要发挥它唯一的作用——拦截“漏网之鱼”以确保军舰安全;而军舰对近防炮系统也只有一个要求——必须保证成功拦截来“漏网之鱼”,拦截率100%!

如果拦截失败,军舰有可能在“漏网之鱼”的攻击下沉没,对于近防炮而言,失败的拦截也就成为它以及它的同款弟兄们这一生最后一次开火了,现实就是这么残酷。

那么究竟如何才能确保近防炮做到100%地拦截“漏网之鱼”呢?答案很简单——命中和摧毁。

近防炮确保100%命中目标的方法有三种,即提高火炮射速、提高系统探测精度、缩短系统响应时间。

确保100%摧毁目标的方法则只有一个,那就是提高弹药的威力,而使用价格昂贵的钨芯弹的目的就是为了达到这样的目的。

为什么说使用了钨合金脱壳穿甲弹就能确保“命中即摧毁”呢?我们从以下几点来进行分析。

▼俄罗斯AK-630M1-2型双联“一窝蜂”近防炮,2门6管30毫米加特林机炮,射速10000发/分钟,有效射程2500米,系统响应时间7秒,由于拦截精度差、响应时间漫长(我国730近防炮响应时间为3秒,是世界上响应速度最快的近防炮),所以它只能以双联的形式向目标泼洒大量弹药来提高命中率。

近防炮对来袭目标的拦截原理

所谓近防炮其实就是“舰载近程防空火炮系统”的简称,说白了就是舰载防空炮,常见的舰载防空炮有单管式、双管式、多管式以及转管式四种。

单管式的舰载防空炮大多数由舰艇的大中口径主炮兼顾,比如我军主力舰艇装备的130mm单管舰炮,它具备对海、对陆、对空射击功能;当然有小口径的单管防空炮,但是这类火炮同时还要兼顾对海射击任务,比如我国研发的H/PJ-17型30mm舰炮。

双管式舰炮的用途和性能基本上与单管式相同,只是火力输出能力更强大,相对于单管式而言防空效率要稍微高一些,比如“现代”级驱逐舰装备的AK-130型130mm双管主炮和61式25mm双管舰炮.

多管式舰炮则是以防空为主的舰载火炮,以小口径为主,比如二战时期英国海军装备的MK-II型8联40mm“乒乓炮”,多管舰炮。

而防空效率最高的舰炮则是现代转管式小口径防空炮,比如美国海军装备的MK-15型6管20mm“火神”密集阵防空系统,在对方圆1500米的近程低空空域内飞行速度不超过2马赫的目标拦截率为96%,对飞行速度在1马赫以下的的目标拦截率为100%。

▼下图为西班牙军舰上装备的“梅罗卡”A/2A/2B型30mm多管式舰炮系统,它一共有12根炮管,高射速为9000发/分钟,有效射程2000米,系统响应时间为4秒(与美国“火神”密集阵系统相同)。

转管式近程防空炮防空效率如此之高的主要原因就是高射速和高精度,我们以我国海军装备的H/PJ-11型11管30mm舰炮系统为例(以下简称1130舰炮)来说明转管式近程防空炮的对空拦截原理:

1130舰炮的炮架上有1具EFR-1I波段跟踪雷达、1套华中光电技术研究所的OFC3光电跟踪系统,该系统由1个热成相仪,1个电视摄像机、1个激光测距仪组成。其对RCS值为2的目标探测距离为15公里,比如美军装备的AGM-129隐身巡航导弹;RCS值为10的目标探测距离为20公里,比如法国的“飞鱼”反舰导弹(RCS值的意思是目标的雷达散射面积值)。

假设突破军舰层层防空网的“漏网之鱼”为一枚法国AM39空射型“鱼叉”反舰导弹(马岛战争中击沉英国“谢菲尔德号”驱逐舰的同款),那么1130舰炮是这样实施拦截的:

能成为“漏网之鱼”,说明这枚AM39空射型“鱼叉”反舰导弹已经距离我方军舰不到20公里了,飞行速度已经加速到0.9马赫,主动搜寻雷达已经开机,再飞行1分钟就会命中军舰。

此时军舰上的相控阵雷达会将目标信息传输给1130舰炮系统;军舰火控系统向1130舰炮系统分配拦截任务;指挥系统向1130舰炮系统下达拦截指令。

1130舰炮系统得到指示后立即激活系统,炮塔上的各光、电、雷达探测仪器全部开机;火炮完成推弹上膛动作;炮塔根据相控阵雷达传输的探测信息在伺服电机的驱动下旋转至目标方位;火炮抬起至目标所在仰角;EFR-1I波段跟踪雷达发现并锁定目标;激光测距仪每2秒对目标实施一次精确测距。到此,1130舰炮系统完成拦截准备。

当漏网的“鱼叉”反舰导弹飞行至5公里时,1130舰炮系统以3档射速实施第一轮对空射击拦截(3档射速为128发/秒),持续开火2.4秒,此时一共有307发30mm炮弹扑向这枚“漏网之鱼”,只要有其中一枚击中其弹体就能确保摧毁。

如果第一次拦截失败,1130舰炮系统调整方位与仰角以后使用4档射速实施第二轮开火(4档射速为最高射速,即166发/秒),持续开火时间为5秒整,此时“鱼叉”导弹距离军舰只有最后1500米了,而这个距离是1130舰炮100%命中距离。

当830发30mm炮弹泼洒过去以后,“鱼叉”导弹将会凌爆炸,拦截任务完成。此时1130舰炮的弹鼓中只剩下143发炮弹,水兵们需要立即为弹鼓压弹,以应对再次出现的“漏网之鱼”(1130舰炮的弹鼓弹容量为1280发)。

▼下图为某型近程防空系统的使用手册上对拦截原理的描述内容,包括1130近防炮在内的先进近程防空系统对目标的拦截原理与俄罗斯的AK-630系统或“卡什坦”弹炮合一系统完全不同,前者主要以精准射击的形式实施拦截,而后者则是泼洒弹药实施概率拦截。

反舰导弹能击沉大型军舰的原理

为什么马岛战争中阿根廷空军能用一发AM39空射型“鱼叉”反舰导弹就将英军满载排水量4100吨的“谢菲尔德”号导弹驱逐舰击沉呢?

原因在于反舰导弹采用了经过特殊设计的战斗部,这种战斗部装填有大量高爆炸药的同时,外壳还安装有一个具备穿甲能力的外壳,它就是就是被广泛应用于攻击水面舰艇、地面和地下目标的半穿甲式战斗部。

半穿甲战斗部有两个重要的技术指标:第一、装药系数,指战斗部的装药量与战斗部质量之比,现代导弹用的这种战斗部该系数一般大于30%,甚至高达50%以上;第二、战斗部长径比,指战斗部的长度与战斗部的直径之比。

战斗部的装药系数高,则战斗部的威力大;战斗部的长径比大,说明导弹的布局合理。同时也反映导弹生产国的工艺水平,能把雷达和控制系统小型化,给战斗部提供更大的长度空间。

长径比大的半穿甲战斗部不但可以提高装药系数,同时扩大了侵彻口标的范围,大长径比的半穿甲战斗部最典型的代表是美国的反舰型“战斧”巡航导弹战斗部,其长径比为7,装药系数为40%。

半穿甲战斗部的外壳采用双锥锻压成形工艺制成的合金钢药罩,外形一般为钝头型、尖卵形或截锥形,在与目标高速碰撞时,可近似认为即使在小着角的情况下也能在钝头部的作用下产生转正力矩使弹体头部与目标碰撞。

在以≥340米/秒的速度击穿目标装甲时产生的碰撞压力(指压强)就必定高于弹体材料的屈服极限,这样,战斗部内装填的炸药装药受就会到两种力的作用,即冲击波的冲击压力和剧烈变形的弹体挤压力,在这两种力的作用下触发装药发生爆炸,从而达到击毁/击沉目标的目的。

▼下图为美军B-2隐身轰炸机正在投掷激光制导巨型钻地弹,它的半穿甲式战斗部采用贫铀合金钢制作,能击穿60米厚的钢筋混凝土,如果近防炮没有使用穿甲弹,那么在拦截该弹时即便命中了也没有任何意义。

近防炮必须使用钨合金穿甲弹才能确保“命中即摧毁”的原因

反舰导弹的战斗部外壳是一个有一定厚度的锻压合金钢药罩,而且必须在受到两种压力的作用下才会爆炸,这就意味着普通炮弹如果不具备击穿合金钢药罩的能力就无法确保摧毁反舰导弹。

比如说榴弹,1130舰炮所使用的炮弹为30×165mm系列炮弹,榴弹的炸药装药量仅为14g,威力仅为木柄手榴弹的28%,根本不可能具备破坏反舰导弹合金钢药罩的能力。

那么有没有可能在使用榴弹的情况下以击中导弹其他部位的形式来摧毁导弹呢?答案虽然不是完全否定的,但是不得不说做这样的企图得到的结果只能是降低拦截成功率。

原因在于两点:第一、精确射击出去的炮弹相对于来袭导弹而言是“迎面而来”的,几百发迎面而来”的炮弹中只有其中几发会与来袭导弹重合(即命中),而重合的形式90%都是炮弹的弹头撞击在导弹的弹头上,如果这击发炮弹无法对导弹的弹头产生有效破坏,那么导弹依旧能后击沉或击伤军舰。

第二、假设在实施第一轮拦截时没有命中,在实施第二轮拦截时来袭导弹与军舰之间的距离已经缩短到1500米,如果炮弹命中的部位是导弹战斗部以外的部位,那么导弹在解体以后战斗部依旧存在着一定的速度,而此时导弹已经锁定军舰,即便战斗部已经不能直接命中军舰,但是在解体过程中仍然存在着撞击到军舰的风险。

基于上述考虑,做为军舰最后一道防空屏障的近防炮必须做到100%的“命中即摧毁”,具体方法就是提高弹药的威力,即使用能够确保击穿来袭导弹的半穿甲式战斗部的钨芯穿甲弹。

这样的结论并不是作者编排出来的,更不是军工人员们主观臆断出来的,而是根据美军装备的陆基版MK-15型6管20mm“火神”密集阵防空系统在拦截实验中得到的经验而得出的。

美军早期的“火神”系统所使用的弹药与机载火炮一样,即分别使用高爆榴弹与穿甲弹组合供弹,弹链中的炮弹以榴弹为主,每5发榴弹后面配1发穿甲弹。

在对120mm迫击炮实施拦截实验中就出现过这样的现象:成功命中来袭的120mm迫击炮炮弹,但是被击中的炮弹坠地以后还是发生了爆炸。

经分析,造成该现象的原因是命中的炮弹威力不足以摧毁目标!即榴弹无法击穿或破坏来袭炮弹的外壳,炮弹在保持结构基本完好的情况下依旧能成功引爆。

为了吸取这个教训,美军将所有“火神”系统的20mm炮弹全部换成贫铀穿甲弹,不再使用榴弹(美军不使用钨合金穿甲弹的原因是美国的钨矿资源极度匮乏)。

我国也做过相关实验(730近防炮陆基版,即陆盾-2000),尽管30mm火炮所发射的30×165mm榴弹威力巨大,完全能够破炮弹钢制外壳,从而成功引爆来袭炮弹,但是为了确保万无一失,最终还是做出近防炮全部使用钨合金穿甲弹的决定,也就是题主所说的“钨芯弹”了。

▼下图为正在使用高爆榴弹做炮弹拦截实验的美军陆基版MK-15型6管20mm“火神”密集阵防空系统,榴弹在达到一定高度以后就会自行引爆,所以看上去就像在放烟花。由于小口径防空炮的榴弹装药量太小,造成威力过小,不能确保100%击毁来袭目标。

综上所述我们可以得出这样的结论:第一、近防炮每分钟超万发的射速是为了提高防空拦截效率,也可以理解为提高命中率,比如我国的H/PJ-11型11管30mm舰炮系统最高射速达到了166发/秒,高射速的意义在于向目标泼洒尽可能多的弹药,只要其中数发甚至是单发命中目标就达到了目的。

第二、近防炮使用价格昂贵的钨芯穿甲弹是为了提高炮弹的威力,以确保达到“命中即摧毁”的效果,即100%摧毁目标。

现代反舰弹药基本上全部使用半穿甲式战斗部,因此必须使用一种具备一定穿甲能力的弹药来对这类目标实施拦截。

最重要的是近防炮是保护军舰不受伤害的最后一道屏障,如果战斗已经发展到使用近防炮的程度了,那就意味着军舰已经处于极度危险的环境中,假如近防炮不能有效拦截来袭目标,后果将不堪设想,所以使用成本高一点的弹药也是也可理解的,同时也是刚需,无可指责。

文章最后我们来简要地解答另一个为广大读者所困惑的问题——使用钨芯弹的近防炮能不能打穿坦克的侧面装甲?

答案是不能,因为近防炮的钨芯穿甲弹的弹头只是一根单纯的尖头硬质钨合金棒,穿甲能力仅为25~30mm。

用来打坦克的30mm穿甲弹则是使用“尾翼稳定脱壳”穿甲弹,它的结构与坦克炮所使用的尾翼稳定脱壳穿甲弹完全一致,穿甲能力为60mm,可以击穿中型坦克的侧面装甲,当然了,价格也是近防炮钨芯穿甲弹的2~3倍。

▼下图为为防务展上展示的三款30×165mm炮弹,从左至右分别为为步战车30mm火炮专用的反装甲尾翼稳定脱壳穿甲弹、飞机30mm机炮专用的高爆榴弹、近防炮专用的30mm钨芯穿甲弹。


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