19世纪80年代,欧洲战舰钢结构装甲防弹大测试

原标题:19世纪80年代,欧洲战舰钢结构装甲防弹大测试

著:大卫·K.布朗(David K. Brown)

译:李昊

要达到同样的结构强度,钢结构的重量可以比熟铁轻得多。船体和蒸汽机械如果用钢来建造,就可以节省下来一大块重量配额,而且等到平炉炼钢法(open-hearth)普及之后,钢就比熟铁更加可靠了。钢这种铁- 碳合金的成分配比可以在很大的范围内调节,从而产生各种各样性能不同的钢材,分别适应装甲和炮弹的需要。在船体、装甲、蒸汽机械、火炮和炮弹等应用领域中。

1876 年拉斯佩齐亚装甲防弹测试和钢装甲

到19 世纪70 年代中期,法国的克勒索(Creusot)制钢集团已经能用平炉炼钢法制作厚度很大的钢装甲了。该厂可以浇铸出重达110 吨的单块钢坯,还有一台用来锻炼钢坯的100 吨水压机。这种钢装甲和熟铁装甲哪一个的防弹能力更强呢?1876 年10 月,意大利不知道该给“杜伊里奥”(Duilo)级铁甲舰安装钢装甲还是熟铁装甲,就在拉斯佩齐亚(La Spezia)的一个靶场对这两种装甲制成的一系列靶子进行了实弹射击测试。那个年代根本没有所谓的“保密法案”,各国的测试都有许多别国观察员在场,还会在报纸上报道,真是一个幸福的时代。接受实弹轰击的靶子是:

英国谢菲尔德的凯莫尔(Cammell,或译为卡默尔)制铁公司生产的22 英寸厚熟铁装甲板;

法国马赛的马雷尔(Marrel)制铁公司生产的22 英寸厚熟铁装甲板;

来自上述两个厂家的12 英寸+10 英寸“三明治夹心”式装甲板;

22 英寸的法国克勒索钢装甲板。

这些装甲靶先后遭受了10英寸炮、11 英寸炮的轰击,最后则直接用“杜伊里奥”级计划安装的阿姆斯特100吨17.7 英寸炮打了靶,使用的炮弹都是帕里瑟淬冷熟铁弹。根据这次测试的结果,意大利海军决定给“杜伊里奥”级安装钢装甲,尽管反复炮轰之后,那座钢装甲靶上的钢板都变形脱落了,但是炮弹打在钢板上也变形破碎了,一枚也没有击穿钢板的木制背衬,而所有熟铁装甲靶整个被击穿了。而单块厚熟铁板的防弹效果要优于夹心式设计。英国凯莫尔和法国马雷尔厂生产的熟铁装甲板,性能差别不大,马雷尔厂的硬度似乎高一些,更容易让弹头击中它的时候变形破碎,但它自身也更脆、更容易开裂。

英国海军的钢面复合装甲,约从1880 年到1890 年

差不多跟拉斯佩齐亚测试同一时期,英国谢菲尔德的两家钢铁厂分别研制出了钢面复合装甲(Compound armour),这两家分别是约翰·布朗厂和凯莫尔厂,两家负责这个项目的技术带头人分别是J. D. 埃利斯和A. 威尔逊。这种装甲板的前脸是硬度非常高的钢板,钢板被整个焊在一块强度很高的熟铁背衬板上,这样一来,高硬度的前脸可以让击中它的炮弹瞬间破碎变形,而强度很高的熟铁背板又可以给钢板有效的支撑,不让它像那些早期钢装甲一样发生大范围开裂,此外,这种韧性不错的熟铁背板还可以把任何穿透了钢前脸的炮弹破片拦截下来。

这两位谢菲尔德发明者制备钢面复合装甲的具体工艺不同。两个技术路线中使用的熟铁背板都采用一般工艺来制作,然后都要先加热到红热状态。接下来,布朗厂的埃利斯把一块熟铁背板和一张同样大小的硬钢板间隔一段很小的距离平行夹固,然后往它们之间倒入熔融的钢水。钢水会把两侧钢板和熟铁板的表面熔化掉,当钢水完全冷却下来后,它就把钢板和熟铁背板整体焊接到了一块,而且形成了一种从硬钢到软钢再到熟铁的强度和硬度渐变。威尔逊不使用钢板,而是直接把熔融钢水倒在一块熟铁背板上面。两种方法制备出来的装甲粗坯都大约是最终成品厚度的两倍,还需要通过辊轧机来加工到最终厚度。成品装甲板三分之一的厚度都是钢。刚开始制作出来的钢面复合装甲,钢和熟铁这两种材料焊接得不是特别可靠,装甲板前脸容易剥落,不过很快就解决了这个技术问题。用淬冷铸铁弹进行的防弹测试表明,钢面复合装甲的防弹能力要比同样厚度的均质熟铁板强50%,我们称钢面复合装甲的“防弹品质因数”(figure of merit)为1.5。但如果使用锻钢弹来测试,其防弹能力就显得差一些,防弹品质因数只能达到1.25。最先采用这种装甲的英国战舰是“不屈”号, 使用在炮塔围壁装甲上。很快,1885 年10 月竣工的“巨像”号(Colossus)不仅在炮塔上用了,在水线装甲带上也用了。1884 年2 月完工的“里亚切罗”号(Riachuelo),是英国萨姆达兄弟公司为巴西建造的铁甲舰,是第一艘安装了钢面复合装甲做的水线装甲带的战舰。

整个19 世纪80 年代,英国的钢面复合装甲和法德的钢装甲都在不断改良, 一种装甲暂时获得一点微弱的优势,又很快被另一种超越。所以这段时期内到底是英国优于法德,还是法德优于英国,很难下结论。1880 年,法国在勒加夫尔(le Gâvre)靶场进行了一场装甲防弹测试,既使用了英国的钢面复合装甲,也使用了德国施奈德(Scheinder)和法国特雷诺尔(TerreNoire)的全钢装甲。测试的结果说明这时候的钢面复合装甲占有一些优势,于是法国海军决定在新战舰上采用钢面复合装甲,但克勒索集团拒绝引进英国的钢面复合装甲生产工艺,继续坚持研发全钢装甲。

1882 年,意大利海军又在拉斯佩齐亚靶场进行了一次测试,这次是为了决定新造铁甲舰“意大利”号的露炮台装甲应当采用什么材质。靶场上将英国凯莫尔和布朗两家的钢面复合装甲与法国克勒索的钢装甲进行了比较。所有装甲靶都是19 英寸厚的装甲板背衬20 英寸厚木料。用17.7 英寸的100 吨炮对每个靶子进行两次射击,使用的炮弹是格雷戈里尼(Gregorini)淬冷铸铁实心弹(Projectile)。结果钢面复合装甲直接被轰碎了,但钢装甲几乎没受到破坏。然后用锻钢弹轰击了钢装甲,发现杀伤力比淬冷铸铁弹强。

英国人认为这次测试中固定钢面复合装甲用的钉子大大少于全钢装甲,这很可能是实验结果出现巨大反差的原因。于是意大利人在1884 年再次进行了测试,这回是为了给“意大利”级的二号舰“勒班陀”号(Lepanto)选择装甲。这次测试使用的还是原来三家英法钢铁厂提供的19 英寸装甲板,但固定用的钉子都只用了20 枚。意大利人本来计划着朝每个靶子的中心用100 吨炮开一炮, 然后朝每个靶子的一角用10 英寸炮开一炮,结果只有法国克勒索钢装甲能够挺过来。英国钢面复合装甲虽然承受住了100 吨炮的轰击,但是受损严重,在接下来遭受了10 英寸炮两次轰击之后,钢面和背板剥离了,整个变形脱落。挨完了100 吨炮攻击的法国克勒索钢装甲,它的四角依然能够让打在上面的10 英寸炮弹变形破碎掉。三个装甲靶都抵挡不住100 吨炮的轰击,装甲板和背后的木制背衬全都被击穿了,但是炮弹在击穿整个结构后,也变形破碎成很多片。

1884年,丹麦又在哥本哈根附近的阿迈厄岛(Amager)靶场进行了一次测试。比较了法国克勒索的全钢装甲和许多厂家的钢面复合装甲。据说测试结果没有什么结论价值,最后丹麦人选择了凯莫尔的产品,可能是因为报价比较低。

1886年,含铬锻钢炮弹(Forge Chrome Steel Shot)的广泛应用让装甲和炮弹的“力量对比”又出现了新的变化,这种新式炮弹是由法国奥策尔厂(Holtzer)最先发展出来的。1888 年,海军部又在朴次茅斯对凯莫尔厂提供的两块装甲板进行了比较测试:3 月份打了一张钢面复合装甲,5 月份轰了一张全钢装甲。两块装甲板都只有10.5 英寸厚,轰击目标用的都是一门6 英寸炮,既使用了100 磅重的奥策尔锻钢弹,也使用了帕里瑟弹,炮弹出膛初速都是每秒钟1976 英尺。凯莫尔的技术带头人威尔逊宣称他们厂研制的全钢装甲板比法国克勒索厂的任何同类产品都要好,因为这次测试显示,凯莫尔的全钢装甲怎样反复轰击都不会碎裂。可是当时没有把英法两国的全钢装甲产品放到一起同台竞技过。据说,1888 年5 月的这次测试是世界上首次出现既阻止锻钢炮弹击穿整个装甲靶,装甲板又没有破裂。巴纳比留下来的照片存档却似乎说明,钢面复合装甲比英制钢装甲防弹性能更好一些。巴纳比的文章中还提到,如果炮弹不是刚好跟装甲表面呈90°击中的话,那么复合装甲相对于钢装甲的优势还更明显一些。

特莱西德尔(Tressider)上校的发明专利让钢面复合装甲的性能进一步提高,他用冷水对装甲的前脸进行淬冷处理。很多人说英国坚持使用钢面复合装甲是因为英国制钢工业水平落后于法国,生产不出质量上乘的钢装甲,另外就是英国人习惯性地保守。其实从现在来看,19 世纪80 年代后期以前,法德的钢装甲和英国的钢面复合装甲不存在明显的性能差异,钢装甲的性能是在19 世纪80 年代最后几年里迅速提高起来的。1890 年的时候,美国在安纳波利斯(Annapolis)海军学院的靶场比较了各种10 英寸厚装甲板的防弹能力,包括法国克勒索厂的镍合金钢和软钢装甲,以及凯莫尔厂的钢面复合装甲。朝每个装甲靶都打了4 发6 英寸直径的奥策尔含铬锻钢弹以及1发8 英寸的弗思钢弹(Firth Steel Shot)。结果所有钢弹都无法击穿克勒索钢装甲,而每发钢弹都击穿了钢面复合装甲。炮弹在镍钢中的穿深比在软钢中要深一些,但是镍钢不容易像软钢那样开裂。1890 年晚些时候,沙俄在奥查(Ochta)举行了类似的测试,结果也差不多。

本文节选自《英国皇家海军战舰设计发展史.卷2》

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    东部战区陆军第73集团军某旅红四连官兵进行抢滩登陆训练(7月28日摄)。 新华社发(刘志勇 摄) 新华社福州10月9日电 “全部精确命中!”闽北腹地某合成训练场,东部...

    2020-10-10 来源: 浏览:69 /p>

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  • 俄军将获多架“猎人”重型无人机

    俄军将获多架“猎人”重型无人机

    《消息报》获得的文件显示,有关工厂今年第四季度将接收组装一架S-70机体所需的全套复合材料零部件,2021年上半年还将获得另外两套这样的零部件。 消息人士说,这...

    2020-10-09 来源: 浏览:174 /p>

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  • 星舰第一先锋SN8很争气,四天四闯关

    星舰第一先锋SN8很争气,四天四闯关

    当注满液氮之后,继续加压至7巴(大约100磅/平方英寸),这时SN8底部在发动机预装位置出现一处小泄漏,被迫中断测试。 10月9日,第4次测试,这是对采用不锈钢304L材质...

    2020-10-09 来源: 浏览:140 /p>

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  • 诺斯罗普·格鲁曼公司获得美国海军舰

    诺斯罗普·格鲁曼公司获得美国海军舰

    【美国军事与航空电子网站2020年10月6日报道】美国海军海上系统司令部宣布授予诺斯罗普·格鲁曼公司一份价值1.008亿美元的合同,为其航空母舰和两栖攻击舰采购水面电...

    2020-10-09 来源: 浏览:91 /p>

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  • 原创 普京的生日礼物!8马赫高超音速

    原创 普京的生日礼物!8马赫高超音速

    据俄罗斯国防部对外发布的消息,10月6日,俄罗斯海军的首艘22350型神盾护卫舰“苏联海军上将戈尔什科夫”,当天从白海向巴伦支海的海上预定目标,成功发射了舰载高...

    2020-10-09 来源: 浏览:154 /p>

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  • 韩国为“张保皋”III型潜艇开发锂离

    韩国为“张保皋”III型潜艇开发锂离

    【比利时海军认知网2020年9月24日报道】根据韩国武器采办机构的消息,韩国正在为“张保皋”III型柴电潜艇开发锂离子电池,10月开始生产样机。 锂离子电池比能高、安...

    2020-10-09 来源: 浏览:196 /p>

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  • 原创 开罚单,讨好美国,波兰为何这

    原创 开罚单,讨好美国,波兰为何这

    从投靠美国,到主动花钱邀请美国驻军,响应美国的号召,对参与“北溪二号”项目的俄罗斯天然气工业股份公司进行罚款,处处和俄罗斯为敌,难道是为了报当年俄罗斯...

    2020-10-09 来源: 浏览:86 /p>

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  • 原创 装测一体化技术成功应用,大幅

    原创 装测一体化技术成功应用,大幅

    但同时重型坦克的缺点也很明显:当前重型主战坦克普遍超过50吨,M1A1、99式等主战坦克的自重都超过60吨,这种坦克移动过程中对路面、桥梁的要求比较高,并且在南方...

    2020-10-09 来源: 浏览:126 /p>

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  • 美军心花怒放!“钢铁侠”马斯克开

    美军心花怒放!“钢铁侠”马斯克开

    为了解决费用太高的问题,此前的导弹预警卫星都部署在静止轨道上,一颗卫星就能覆盖小半个地球,四颗卫星就能保证对全球的基本覆盖,虽然北冰洋和南极洲无法监视...

    2020-10-09 来源: 浏览:184 /p>

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  • 美国桑迪亚国家实验室对核武器新型

    美国桑迪亚国家实验室对核武器新型

    [据桑迪亚国家实验室网站2020年10月8日报道]美国桑迪亚国家实验室成功进行了一次核武器新型运输车的碰撞测试。 在碰撞测试中,利用实验室的滑车轨道,火箭将一辆半...

    2020-10-09 来源: 浏览:89 /p>

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  • 东吴还是刘备——究竟是谁把“武圣

    东吴还是刘备——究竟是谁把“武圣

    “赤壁之战的冲天火光让刘备和他的团队浴火重生,成了一只飞天的凤凰,可以逐鹿中原,可是这一切的代价是什么?就是一道关于关羽的裂痕。” 在入主四川,拥有了...

    2020-10-09 来源: 浏览:69 /p>

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  • 原创 最大射程200公里的火箭炮,误差

    原创 最大射程200公里的火箭炮,误差

    和传统火箭炮面杀伤有着本质上的区别,在现代战争中,波罗乃兹火箭炮的这一特质,往往在战场上能发挥很大的作用,8发火箭弹可以同时拔除敌方装甲部队、防御工事...

    2020-10-09 来源: 浏览:193 /p>

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  • 洛•马公布首张陆军高超音速武器合

    洛•马公布首张陆军高超音速武器合

    【环球网报道 记者 马岩】据“防务博客”网站10月8日报道,洛克希德•马丁公司日前公开发布了陆军远程高超音速武器的第一张计算机合成图像。 据介绍,新的武器系统...

    2020-10-09 来源: 浏览:68 /p>

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  • 原创 搭载“ H2R”同款发动机 川崎高

    原创 搭载“ H2R”同款发动机 川崎高

    K-Racer iV是一个称之为复合直升机的特殊类型试验机,在左侧和右侧均具有主翼和螺旋桨,而不是尾旋翼。 根据川崎重工的说法,在K-RACER IV测试中获得的结果是VTOL(垂直...

    2020-10-09 来源: 浏览:152 /p>

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  • 美军将研究用SpaceX火箭往世界各地运

    美军将研究用SpaceX火箭往世界各地运

    美军专门负责后勤行动的司令部已同太空探索公司(SpaceX)和探索架构公司(XArc)签订协议,将研究在紧急情况下用航天运载工具来运送补给物资。 美国运输司令部同太...

    2020-10-09 来源: 浏览:64 /p>

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