法国海军的水中弹设计

JeanBart

在《French Battleships of World War One》和《Naval Weapons of World War One》里都有说：法国海军在1913年设计“里昂”级时提出过换用可以在水下前进100米的新弹，而且之后很快也开始研究水中弹防御。这种炮弹在一战后成为了340毫米Mle 1912-1921型炮弹，根据《French Battleships of World War One》的说法，这种炮弹的2段式风帽在入水后头部分离，而后部的平顶设计就是法国海军认为的最有利于优化水下弹道的弹头外形。这基本就能确定后来“敦刻尔克”级和“黎塞留”级采用了相似设计的主炮炮弹也都是具备水中弹能力的。

不过在《French Destroyers 1922-1956》里有提到这么两段话：
The year 1913 saw the publication of a report by the Comité Technique on the torpilleurs d’escadre built from 1908 onwards, which in addition to reviewing the ships in current service also pointed the way forward.

When considering armament, the report stated that the instability of the platform, together with the relatively small size and high speed of the targets – the enemy’s own destroyers – meant that gunfire was effective only out to 3000m. The targets were completely unprotected, so a non-capped shell with a comparatively large bursting charge of picric acid (Mélinite – 15% of shell weight) was recommended; ideally this needed to penetrate the hull below the waterline in order to incapacitate the ship, so it should have a flat nose (cône tronquée) fitted with a light ballistic cap which detached when it hit the water; the shell would require a very sensitive fuze to ensure detonation. Given an inherently unstable platform, a fast, manoeuvrable target and rudimentary fire control, it was thought that very few hits would be obtained, so the largest possible calibre was desirable to ensure maximum damage from a single hit.
也就是说法国海军在同一时期也认为驱逐舰这类平台适合使用优化了水下弹道的炮弹，应该也很有可能会把战列舰穿甲弹的风帽设计运用到小口径火炮上。




根据《Naval Weapons of World War Two》里的二战法国穿甲弹设计图，口径从130毫米到203毫米的这些穿甲弹风帽中间都会画上一条横线，而且位置和战列舰穿甲弹的2段式风帽上下段的分界线基本一致。
是否可以认为法国海军在一战后使用的口径在130毫米到380毫米的穿甲弹都具备水中弹效果呢？

JeanBart

伊吹 发表于 2020-5-12 17:55
法国炮弹风帽里不是有炸药吗?应该很容易炸掉平头的支撑结构露出尖头的被帽，而且炸药也会破坏水中弹的弹道 ...

“K”型染色装置的起爆装置位于风帽最前端，体积很小，而且与炮弹入水产生的巨大冲击相比这点炸药爆炸造成的冲击恐怕要小得多，对后端平顶和水下弹道的影响应该可以忽略不计。

JeanBart

伊吹 发表于 2020-5-13 12:05
问题不在于威力的大小而在于冲击的方向，水下爆炸会起到类似鱼雷的效果，空泡可能挤裂风帽的支撑结构破坏 ...

弹尖的染色剂引信是瞬发引信，应当考虑引信起爆时后部弹体是否入水这一问题。

JeanBart

伊吹 发表于 2020-5-13 20:38
哦，我的论证上面已经说完了。

这种事情本来是实测才能下定论的，但现在并没有实测的资料，只有一个法战 ...

我看不出法国战列舰缺少水中弹强化防护和这个爆炸影响弹道有什么直接联系，战舰的防护设计除了针对各类威胁的防护外还要考虑重量和结构等因素，一战后的法国战列舰在吨位限制下做出取舍是很正常的事，另外英国在发现了水中弹后同样没有给战舰设计什么水中弹防护。

JeanBart

mathewwu 发表于 2020-5-13 21:19
我也没实测资料。牛牛不知实测过没有，就糊里糊涂的学了法鸡，在二战也用起带碰炸引信起爆染料袋的穿甲弹 ...

1939年6月在英国访问的法国海军第4巡洋舰分队给英国海军进行了一次编队射击演示之后英国人就从法国引进了法国海军同款的"K"型染色装置，可能也是觉得确实有用。

JeanBart

mathewwu 发表于 2020-5-13 21:51
英国之前使用的非K型穿甲弹也带有染料袋的，但只有落水后借着染色海水柱发挥辨识作用，若击中舰体而未爆 ...

想请教一下：英国另一种“AK”型染色装置用了类似美国炮弹那种在风帽上开孔让海水流过的思路，看命名方式这应该是在引入“K”型染色装置之后投入使用的吧？

JeanBart

伊吹 发表于 2020-5-13 21:45
如果法国弹的水中弹效果有很大提升的话他们应该很快发现目前的水下防御是不充足的，不管最终是否实用，在 ...

法国海军确实发现了水下防护设计是有缺陷的，并且也要求立即研究如何防护，我在顶楼就提到了一句"之后很快也开始研究水中弹防御"。《French Battleships of World War One》的原文内容如下：

The Conseil supérieur made its final decision on 2 February 1914......It proposed:
......
that all future battleships from 1915 were to be given protection against projectiles with an underwater trajectory; the armour belt could be reduced in compensation but not below 250mm.

The Service technique now reviewed the protection system to be adopted for the new ships in the light of thes decisions. A memorandum was duly submitted on 17 June 1914......The Service technique pointed out that the protection of the Normandie class was conceived primarily with torpedo attack in mind......However, it was acknowledged that the probable emergence of AP/SAP shells with a ballistic cap modified for an underwater trajectory needed to be addressed. It was noted that a hit by such a shell could have two possible outcomes. If the shell exploded in contact with the outer hull plating it would have the same effect as a torpedo; however, a base-fused shell might penetrate and burst inside the hull, with unpredictable consequences.The only way to guard against this was to provide enhanced protection for the lower hull beneath the armoured belt.


所以说法国海军在一战爆发前就已经想要提高水中弹防护了，至于后来为什么没有真正应用这就缺少资料了。

JeanBart

挖个坟，最近翻到了一个“普罗旺斯”号的1938年纪录片，发现一个很有意思的细节。
“布列塔尼”级的340毫米穿甲弹最开始是没有风帽的，一战后才加装了两段式风帽。但是加了风帽以后炮弹太长，没办法塞到原本的下层扬弹机里。
法国人没有去彻底重建炮塔结构把扬弹机改宽，而是把340毫米穿甲弹的前半截风帽给拆下来单独存储在中继室里，在发射前炮弹被提升到中继室以后，前半截风帽才会安装到炮弹上，这样只有后半截风帽的炮弹就可以塞到下层扬弹机里了。

视频里正在弹药库内运输的340毫米穿甲弹，弹尖明显是一大段突出的平顶结构，显然没有安装前半截风帽



“普罗旺斯”号1920年设计图的下层扬弹机部分，明显给炮弹画了后半截风帽，不过缺了前半截



“洛林”号设计图里的炮塔中继室平面图，箭头所指的结构被标注为风帽储架



炮塔中继室的侧视图，可以看到被拆下来的前半截风帽的储存方式像羽毛球筒一样

JeanBart

德国联邦档案馆里翻到的法国340和305穿甲弹图纸

两段式风帽使用一大段螺纹固定，基本确定前半段风帽就是换装室里炮手人工旋上去的了
档案编号分别是RM24/1036和RM24/1039

JeanBart

Arazyou 发表于 2023-3-10 09:16
这个第二段平头风帽结构强度能够承受炮弹在水下前进吗？380在刨面示意图部分还有一些类似支撑加固的结构，3 ...

Jordan画的结构图有些只是示意，并没有准确的内部结构，从日本人画的法国155通常弹以及德国档案里的岸炮用超长340弹结构来看，下半段风帽是直接贴在被帽上依靠被帽支撑的。

JeanBart

Arazyou 发表于 2023-3-10 09:16
这个第二段平头风帽结构强度能够承受炮弹在水下前进吗？380在刨面示意图部分还有一些类似支撑加固的结构，3 ...

之前忘记回后半部分了。
英国用的染色炮弹风帽也都是特殊设计。


1939年法国舰队访问英国时给英国海军演示了法国的这种K型染色装置，后来英国人给炮弹采用了相同的爆炸染色装置，名字也是K device。

比如这个8寸被帽半穿甲弹，它风帽尖端就是和法国染色炮弹一样加了引信和炸药。
英国人还有一种染色设计是和美国海军使用的结构一致，英国人叫AK device。这种设计是在风帽上开两排流水孔然后用铜塞封闭，入水的时候流水孔被冲开，染色剂自动随流水逸出。例如下面的5.25寸半穿甲弹和美国人的16英寸穿甲弹。

JeanBart

补充一下1914年的Cours d'Artillerie Navale
水中弹设计为被帽前方做成0.5倍弹体截面积的平顶，安装入水可分离的风帽。
使用16cm（164.7mm）舰炮进行过测试，穿透力没有明显变化。
难点在于开发入水不会触发但撞击薄板会触发的引信。