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本帖最后由 seven_nana 于 2015-6-15 20:23 编辑
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本文中的资料,出自"French Battleships: 1922 - 1956",以及“Naval Weapons of World War Two”这两本著作。前者是最为详实的法国新锐战列舰专著,后者则是最为权威的二战海军武器专著。
基本数据

火炮口径为380mm,穿甲弹重884kg,在288kg的SD21发射药推动下,可达到830m/s的初速,膛压为3,200kg/cm2。
弹型设计
要谈炸膛问题,首先就要从炮弹设计的问题讲起了。
法国原配穿甲弹的结构图:

法国原配穿甲弹的设计,大致具有以下几个特点:
1)超长的弹体。弹径为380mm,而弹长则达到了1900.5mm,长径比超过5。如此之长的弹体,外加类似于船尾的弹底,赋予了这种炮弹极佳的气动性能。
2)弹头处的染色装置。与美式染色包的不同之处在于,法式的染色装置,是带有引信与起爆装置的,其结构与英国的K Device较为相似。当炮弹击中水面或舰体时,风帽下方的引信会触发起爆,将染色剂向外扩散,达成染色目的。
3)薄而尖的被帽。这样的被帽结构,可能在较小的入射角下较为有利,更适合对付垂直布置的舷侧装甲。当面对倾斜布置的舷侧装甲,或者水平装甲时,则很可能不利于穿甲。
4)带有毒气腔设计的弹底栓。这是法国人最为标新立异的设计,也是造成炸膛灾难的根源所在。每个弹底栓上设有四个毒气腔,其底部由带有螺纹的底盖负责封闭。
事发经过
9月24日当天,正值炎炎夏日,又因达喀尔地处北非,想必更是炙热难耐。据书中记载,炮塔内的温度高达40度。如此高温之下,发射药的温度自然也会有所上升。根据估测,当天火炮发射时,膛压达到了3,700kg/cm2;然而按照设计要求,380mm M1935的工作膛压,本应是3,200kg/cm2。
请注意:尽管发射药温度上升会对膛压造成一定影响,但对于是否真的能达到3,700kg/cm2之高,尚存疑问。
在如此之高的膛压下,首先出现问题的,倒并不是火炮身管,而是我们先前曾提到过的炮弹上的那个弹底栓。弹底栓上用来封闭毒气腔的底盖,其中心部分厚10mm,而周围带有螺纹的部分,则仅有5mm的厚度。测试结果表明,若将这些底盖移除,则弹底栓的顶盖可以承受4,200kg/cm2的压力。但这些底盖本身,却只能承受2,800kg/cm2的压力。在高达3,700kg/cm2的膛压下,这些底盖会发生破裂,形成了高速破片。在其冲击下,弹底栓的顶盖会发生严重的形变,甚至遭到击穿。当弹底栓的顶盖被击穿后,发射药气体将进入炮弹的装药腔,与装药发生接触并将其引爆,导致炮弹在膛内发射爆炸。
请注意:形变与击穿的差异,很可能就是炸膛与不炸膛之间的差异。这可以用来解释,为何并非每一发炮弹都造成了炸膛事故。

弹底栓发生破裂的示意图:
红框的部分是引信,蓝框的部分是毒气腔。毒气腔的上方是与弹底栓一体的顶盖,而下方则是可拆卸的带有螺纹的底盖。
底盖承压能力不足,在发射药气体压力下破碎,碎片向前飞行,击穿了弹底栓的顶盖,发射药气体沿着这些穿孔,进入了装药腔内,引爆了装药。

根据调查委员会的报告,使用SD21发射药时,初速应能达到830m/s,而在9月24日当天,火炮发射时的膛压达到了3,700kg/cm2。此外,法国人还曾将敦刻尔克级的SD19发射药重新包装,供黎塞留级使用过。在SD19发射药的推动下,原本预计将能达到805m/s的初速,但9月25日当天的实际初速仅为785m/s,而膛压则为3,200kg/cm2。
事后,根据调查结果,法国人向弹底栓中的毒气腔内灌入了水泥,并使用了更为坚固的底盖来封闭弹底栓。测试结果表明,新的结构能够承受6,000kg/cm2的压力。SD21发射药得以重新恢复使用,但为了避免再次遇到高温造成的异常状况,初速被限制在了785m/s。

美国改造
在随后的几年里,黎塞留号辗转东西,并最终到达了美国,在纽约接受了维护和改造。
美国人为黎塞留号生产了新的穿甲弹与发射药。
美制穿甲弹的结构图:

这种美国人生产的穿甲弹,大致具有以下几个特点:
1)弹体长度缩短至1882mm。
2)取消了法国设计中的染色装置。
3)采用了头部更为钝感,结构更为厚重的被帽设计。这种被帽设计,源自于美国新式穿甲弹上所惯用的被帽结构,在入射角较大时较为有利。
4)全新的弹底腔设计,不再具备填入毒气腔的功能,但结构更为坚固可靠。
5)使用美制的D炸药,替代了原配的法国装药。

在美制发射药的推动下,该炮能够达到800m/s的初速,而这一初速也成为了标准初速,战后让·巴尔号完成重建后,也一直是遵照这个初速作为标准的。 |
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