核動力愛胖達 2016-09-12 10:53:54 Rating of the Sailing Men-of-War (Continued)
風帆戰(zhàn)艦的分級（三）
接前文：http://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404017384330544098
風帆戰(zhàn)艦的分級就是多大的船需要搭載多少、多大的火炮，這么一個標準規(guī)定。所以武器和船舶本身的演化發(fā)展都需要標準的重新界定來保持與時俱進。18世紀80年代到19世紀，在當時已經(jīng)開始嶄露頭角的“工業(yè)革命”，即技術革新的推進下，炮與船兩方面都出現(xiàn)了很多新因素，導致分級體系的一再變化。
火炮武器上的進步就是大口徑短重炮的采用，船體上則有戰(zhàn)艦的不停大型化、新輕型戰(zhàn)艦趕超舊重型戰(zhàn)艦這些變化。
先來說說大孔徑短重炮。
大孔徑短重炮，音譯“卡隆”炮（Carronade），是美國獨立戰(zhàn)爭期間（18世紀70年代后期到80年代初），蘇格蘭的卡隆軍火公司推出的一款面向商船的近距離威懾武器，歪打正著正好切合當時英國海軍戰(zhàn)術需要，在18世紀末的法國大革命戰(zhàn)爭、19世紀初的拿破侖戰(zhàn)爭中大放異彩，并導致了1815年戰(zhàn)后英法美諸國艦載加農(nóng)炮口徑的統(tǒng)一，一改前文42、32、24、18、12、9、6磅。。。名目繁多各種口徑火炮的混亂局面。
勝利號上卡隆炮，看口徑是發(fā)射68磅彈丸、空前絕后的超大號卡隆炮，和人比起來可見這種炮的輕便。
蘇格蘭和英格蘭合并以來，一直是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，卡隆鋼鐵公司就是類似地方扶持本地工業(yè)產(chǎn)業(yè)的性質(zhì)。類似這樣的企業(yè)一般都強調(diào)引進新技術來實現(xiàn)跨越式發(fā)展，彌補自身生產(chǎn)和產(chǎn)品開發(fā)能力的儲備不足?？」疽M了當時尚屬先進的鉆膛技術，在鉆膛技術出現(xiàn)以前，鑄造的青銅和鑄鐵炮都像我國古代鑄造火炮和大鐘一樣是內(nèi)外范翻模，如下圖。
由于內(nèi)外范不可能嚴格的共軸，再加上鑄造時高溫金屬溶液冷卻下來的形變、釋放應力等因素，這樣鑄造的大炮炮膛有很大不規(guī)則，為了防止彈丸在發(fā)射的時候卡在炮膛里導致炸膛，彈丸比炮膛內(nèi)徑小不少，兩者之間存在“游隙”（Windage）。卡隆公司采用的鉆膛技術，就是先只用外模鑄造一根實心鐵管，然后如下圖。
用水力飛輪等驅(qū)動炮管旋轉(zhuǎn)，并將一根固定的鐵柱逐漸推進實心炮管里，就這樣鉆出炮膛，這種機械稱為鏜床。旋轉(zhuǎn)鉆出的炮膛形態(tài)規(guī)則得多，于是卡隆炮的球形彈丸和炮管內(nèi)壁之間更加嚴絲合縫，擊發(fā)時火藥燃氣不容易泄露，有效推力更大。本來卡隆公司是拿這種技術鑄造標準火炮的，結(jié)果因為公司初出茅廬生產(chǎn)質(zhì)控有問題，出現(xiàn)大量次品，被海軍上了黑名單，不得已轉(zhuǎn)向商船市場。
遠洋大商船的具體需要是這樣的：
1）海盜一般是駕駛小型快船跳幫打劫——因為商船運營成本限制了，水手數(shù)量有限，跳幫即可制服。商船只需要也只能夠在近距離上高火力輸出恐嚇海盜；
2）商船只有露天能布置火炮，而且水手也少，人數(shù)只夠操作小炮，但還要足夠的威懾力。
卡隆炮就這樣誕生了，因為卡隆炮炮膛與彈丸卡得緊，火藥爆燃氣體的泄露少，所以發(fā)射火藥可以減少，于是炮管壁就可以減??；滿足商船的近距離恐嚇需要，只要很短的炮管，數(shù)十米到上百米有效殺傷即可；于是，彈丸就可以做得很大，于是在幾十米的距離上威力大大凌駕于同樣重量的標準火炮之上。發(fā)射一顆葡萄柚那么大的24磅彈丸的卡隆炮，其重量是同樣彈徑標準火炮的三分之一，跟發(fā)射拳頭大小彈丸的12磅、9磅標準火炮差不離。
美國獨立戰(zhàn)爭中這炮一出，就技驚四座，因為英國海軍正需要這樣的武器。18世紀后期，英國的唯一兩個真正有威脅的對手，法國、西班牙兩國的海軍水手在帆船操作水平上是大大落后于英國，導致英國越發(fā)敢于冒險采取危險的戰(zhàn)術機動，以獲得壓倒性的戰(zhàn)斗結(jié)果。這套戰(zhàn)術以1805年納爾遜在特拉法爾加大戰(zhàn)中的策略為巔峰，就是先通過高超的帆船操縱技術，迅速接近敵艦，然后近距離高火力輸出進行壓制、殺傷，最后跳幫俘獲敵艦。憑借著卡隆炮這種近戰(zhàn)大殺器，在特拉法爾加大戰(zhàn)中，雖然英國和法-西方面的傷亡總和基本可以相比，但是英國方面死亡人數(shù)只是法、西的十分之一。論裝備方面，法國和西班牙也有類似的裝備，比如法國是“海軍榴彈炮”，就是這拋物線彈道的榴彈炮在晃動的海船上，精確度就不敢保證了。所以恐怕卡隆炮擊殺敵方人員是立了頭功。
卡隆炮的殺傷機理有兩種。
一是發(fā)射葡萄彈，如下圖。
即在一根鐵桿周圍采用龜甲縛般的繩藝，綁上許多步槍用的鉛彈或者小鐵球，它們出膛的時候就變成一陣死亡暴雨。這種彈藥用于洗甲板。
二是隔山打牛，專門殺傷炮甲板舷墻后的敵人。博主作為一頭理科胖達，大體推算如下：彈丸最大如一個柚子，船殼是由幾十厘米寬、十幾厘米厚的內(nèi)外殼和幾十厘米厚的肋骨組成的。
勝利號外殼，炮門高80厘米，可見每道船殼寬30厘米左右。
炮彈的飛行速度大大低于音速，恐怕只有100、200米每秒；炮彈擊中船殼時就在船殼內(nèi)產(chǎn)生沖擊波，沖擊波在木料中傳播的速度是木塊中的音速，大約是上千米每秒；于是卡隆炮的慢速彈丸擊中船殼后，不足30厘米寬的船殼板內(nèi)部沖擊波以千米每秒的速度不停地在船殼板邊緣與入射彈丸之間來回反射，產(chǎn)生強大的剪切應力，既撕裂了原本就在旋轉(zhuǎn)的彈丸，又在船殼背面崩落大量破片。于是卡隆炮慢速彈丸擊中船體，就像子彈擊中人體在里面翻滾、破碎一樣，背面慘不忍睹。大量船體的破片夾雜變型的炮彈（有說法卡隆炮彈丸是空心球殼，更容易被撕裂成碎片）碎片，擊殺大量船員。
最開始有艦長報告申請搭載這種近戰(zhàn)大殺器的時候，海軍部只是指令在原有火炮布局的基礎上，添加這些小炮——它們重量輕，放在原本沒有武裝的高位露天甲板上，也不會顯著升高戰(zhàn)艦的重心。但是這就很尷尬了，和它們相比，露天甲板的9磅炮在近戰(zhàn)時的火力輸出完全不夠看，卻占據(jù)寶貴的艦面空間。于是當18世紀90年代英國和爆發(fā)了革命的法國展開最終對決的時候，很多艦長就擅自替換了原本戰(zhàn)艦露天甲板的9磅炮。由于是戰(zhàn)時，一切以確保勝利為前提，所以這種情況就任其發(fā)展，到1815年戰(zhàn)爭結(jié)束時，各級戰(zhàn)艦露天甲板長炮替換為卡隆炮的情況已經(jīng)很普遍。因為戰(zhàn)時供應的問題、每艘船入塢改裝排隊的程序，各個船的替換情況不一而足。
進取號的戰(zhàn)時改裝，露天甲板加高的舷墻后專門布置卡隆炮。
潘多拉號巡航艦艉樓露天甲板上兩舷四門卡隆炮，下方炮甲板炮門里伸出長炮。
這種卡隆炮替換艦面長炮的問題直接挑戰(zhàn)戰(zhàn)艦分級系統(tǒng)的核心評價標準?？∨陲@然是專門在步槍距離上殺傷人員的兵器；但在當時人的腦子里，只有長炮、能在200、300米距離上擊穿對方厚重船殼的這些大炮，才是真正的“大炮”（Great Guns）——卡隆炮不是，不算數(shù)。原本，戰(zhàn)艦除了搭載“大炮”之外，也搭載3磅甚至更小的反人員火炮，如下圖18世紀中葉的6級艦。圖上標注的都是反人員的小炮，用“丫”型架子直接架設在船幫上。
卡隆炮在時人眼中就是這種輔助作戰(zhàn)的角色，雖然它的作用如此巨大。這就是傳統(tǒng)的巨大慣性。戰(zhàn)艦分級系統(tǒng)中的100炮、90炮、74炮、64炮、44炮戰(zhàn)列艦，這些詞匯中的炮數(shù)全部是指火炮甲板和露天甲板“大炮”的總數(shù)。如下圖的女武神號74炮戰(zhàn)列艦，火炮甲板只有兩層，下層每舷側(cè)14個32磅炮，上層每舷側(cè)14個18磅炮，這樣一算才56門炮。剩下就是露天的艏樓上6門9磅炮，半露天的艉樓上12門9磅炮。這是74炮的“標準含義”。
卡隆換露天甲板炮，戰(zhàn)艦的實際長炮數(shù)就低于分級系統(tǒng)中“額定”長炮數(shù)，于是分級系統(tǒng)的命名與戰(zhàn)艦的實際武器搭載情況就產(chǎn)生了偏離。這就是18世紀末、19世紀初，英法決戰(zhàn)的20年里，分類體系與實際情況的暫時偏移，戰(zhàn)時沒有時間調(diào)整管理體系，只能待1815年戰(zhàn)爭結(jié)束后。這時戰(zhàn)爭中各級戰(zhàn)艦船體大型化帶來的影響與卡隆炮的興盛結(jié)合在一起，推動了1815到1830年間一次新的風帆戰(zhàn)艦分級體系、艦載武器體系的變格，熊貓我下回分解。
