炮塔

炮塔是指軍用飛機上裝有一至數門機槍或機炮並可上下左右轉動、且明顯突出於機身外表的專用透明艙位。

戰艦上的炮塔一般是配備了1至4門火炮戰列艦的主炮甚至是3聯裝的460mm的大型艦炮（日本大和級戰艦），每座炮塔需要40-50名水兵而且炮塔還不止一座但是大艦巨炮的時代已經過去了，現在艦船的炮塔以中小口徑為主，炮彈也有制導功能，炮塔已趨向於無人、小型化。現代海戰以飛機、導彈為主。

統治著海洋的英國人不會放過任何一種對海軍有用的技術。他們要維持對海洋的霸權，就必須使他們的海軍與時俱進。差不多同一時間，英國人Cower Coles也提出了自己的方案。1861年他在一艘小炮艇“Trusty”上進行了一系列實驗后，於1864年將成熟的炮塔技術應用到比炮艇更大的軍艦上。

秘魯“Huascar”鐵甲艦上的炮塔是典型的Coles炮塔。炮塔的一半露在艙面甲板上，一半藏在甲板下。露在甲板上的圓壁外側是厚厚的鋼板，內側是柚木起緩衝的作用。在炮塔內的地板上，用木樑搭出一個斜坡，鋪上鋼軌，火炮放在炮架上，在火炮射擊連同整個炮架後退沿斜坡上升，消耗掉后沖的能量，同時也就退入炮塔內進行裝填作業。在每門炮的炮架下連著鐵鏈，鐵鏈繞在制退斜坡下的一組鏈輪上。當火炮射擊后後退到斜坡高處時，卡死鏈輪，鐵鏈便拉住炮架使之不能從斜坡高處滑下。當完成彈藥裝填后，放鬆鏈輪，炮架便可以從斜坡高處徐徐滑下到射擊位置。

炮塔底盤的中央是轉動立軸。從立軸上水平地沿炮塔的圓周徑向放射狀伸出一些輪軸，輪軸的外端盡頭安裝著炮塔的滾輪，這些滾輪壓在一圈鋼軌上，當炮塔轉動時，滾輪可以沿鋼軌滾動，顯然，滾動摩擦力比Erricson炮塔直接壓在銅軌上的滑動摩擦力小。掀起的“Huascar”軍艦炮塔，可見藏在甲板下部分的開口

炮塔藏在甲板下的部分，圓壁上有一些開口，這是人員和炮彈進入炮塔的通道。裝填炮彈的方法與Erricson炮塔有一點區別。因為“Huascar”軍艦比“Monitor”大了，型深也相應加大。不能只靠一台滑輪吊車直接將炮彈從彈藥庫吊進炮塔。所以，先用甲板下的一台吊車將炮彈從彈藥庫通過裝甲防護的垂直通道吊入炮塔下部，然後用炮塔頂部的滑輪吊車通過火炮後部地板上的開口吊入炮塔上部，再平移到炮塔前部裝入炮口。

炮塔的頂部設有格子板通風口和炮長觀察口，炮長可以通過觀察口對外瞭望，指揮炮手瞄準。頂蓋厚度較薄，因為當時火炮射擊仰角不大，被對方炮彈大角度入射的可能性不大。炮塔的旋轉由人力驅動，10個人在炮塔外的甲板下使勁轉動手輪，使炮塔每15分鐘轉動一圈。可想而知，後來“Huascar”軍艦被兩艘智利軍艦左右夾擊時會狼狽成啥樣子，結果是被俘。智利俘獲“Huascar”軍艦后，對艦體結構進行了改裝，乾的其中一件事情，就是給炮塔裝上蒸汽驅動的旋轉機構。丹麥軍艦“Rolf Krake”模型的照片，注意Coles式炮塔頂部的格子狀通風口。

通過一些文獻，可以了解當時Coles炮塔是如何工作的。1877年英國軍艦“Cerbures”在參加艦隊演習的時候，留下這樣的記錄：“軍艦艙面的雜物已清理乾淨以便火炮射擊，炮塔也由人力轉動起來。每個炮塔上都有一名軍官在負責觀察目標，他依靠他的經驗決定炮塔在哪個位置停下來，哪一門火炮在哪一個時間開火。炮彈的提升和裝填由炮手完成，並且轉動炮塔去瞄準軍艦側面的目標。火炮退入炮塔進行裝填，然後沿著斜坡再次滑到射擊孔前，射擊時的后坐力使它重新退後到裝填位置。但在平時練習炮彈裝填時，是由炮手把大炮推到後面去。實彈射擊時，每個發射藥包重50磅，炮彈重400磅。”

Coles炮塔也在不斷的改進，後來的軍艦上普遍配備了蒸汽驅動的炮塔旋轉機構。炮塔內的火炮製退斜坡也變成全金屬結構，不再用木料搭建。而且在斜坡下加上了液壓阻尼制退設備，使炮架得到更好的制退效果。1868年，在“Bouledogue”撞擊巡洋艦上出現了一種改進的Coles炮塔。它底盤上的中央旋轉立軸做成空心的，炮彈通過立軸的空腔吊入炮塔。但新的火炮技術的出現，迫使炮塔出現更大的變化。慢燃火藥的應用使火炮射程可以增大，但也使炮管必須做得很長，以便炮彈在炮膛內加速的時間更長，出膛速度更大。炮管的增長使前膛裝填變得很麻煩，尤其在軍艦上。炮塔不可能繼續增大以讓炮口完全退入到炮塔內進行裝填。要繼續使用前膛炮的話，只能將裝填作業搬到炮塔外進行。1871年下水的英國戰列艦“Devastation”和下水時間稍遲的同型艦“Thunderer”上首次安裝了這樣的裝填設備。我們用“英弗來息白”戰列艦的炮塔來舉例，她的炮塔和“Devastation”的炮塔相似。軍艦的甲板在炮塔旁隆起，下面有一套蒸汽—液壓系統來完成整個彈藥裝填工作。火炮炮架下的液壓作動筒先將炮口降低到甲板下，機械驅動的滑輪吊車將炮彈和發射葯一起從底艙的彈藥庫通過垂直通道吊到安放炮塔底座的那層甲板上。由人力將它們推到炮塔底座旁，在這裡有一台液壓揚升機。彈藥放在揚升機的托盤上后升高到炮口前，一個液壓推桿將其推入炮膛。完成裝填作業后，火炮炮架下的液壓作動筒重新將炮身抬起到發射角度。

在隨後的日子裡，裝備炮塔的軍艦逐漸佔據了各國海軍的主力位置，“將主炮安裝在旋轉炮塔里”，直到今天的軍艦依然是如此。可是Coles卻沒能看到這會令他覺得自豪的一天。1870年9月6日黃昏后，英國海峽艦隊的11艘軍艦在比斯開灣航行時遭遇猛烈風暴，排水量7,767噸的戰列艦“Captain”----最早安裝Coles炮塔的大型軍艦之一-----在風浪中傾覆，僅17人生還，475人遇難，其中包括Cowper Coles。他當時正在軍艦上觀察他設計的炮塔的實際使用效果。

後來調查的結果是，“Captain”在艙面安裝了兩個沉重的炮塔后，重心升高，在張掛風帆后這一危害性進一步擴大，而艦體在穩定性方面沒有相應採取加強措施，使軍艦在大風浪中抗浪能力嚴重惡劣。針對這次事故，建造中的戰列艦“Devastation”，“Thunderer”和“Fury”立即停工，艦體設計進行了緊急修改。另一艘建造中的戰列艦“Minin”甚至走了回頭路，恢復了舊式的“船旁列炮”的火炮安裝布局。但旋轉炮塔受到的挫折僅是短暫的。

英國戰列艦“Captain”在比斯開灣航行時遭遇猛烈風暴而傾覆

另一個意外的事件，預示著前膛炮將要走到盡頭，同時也迫使炮塔的結構作出很大的改動。1879年1月2日，戰列艦”Thunderer”上的一門12。5英寸38噸前膛炮發生爆炸，炸死9人炸傷35人。該炮在進行打靶時不發火，但沒有引起艦員的注意，再次裝填彈藥射擊時發生事故。很顯然，如果是使用後膛裝填技術，這樣的事故是不會發生的。因為從後膛裝填炮彈，就可以很方便地檢查和清理炮膛內部殘餘的發射葯。這門大炮的殘骸後來被運回工廠，曾紀澤在擔任駐英國大使時參觀Amstrong的火炮工廠，看過這件殘骸。他的日記中對工廠保留殘骸的用意敘述得很清楚：“旋觀‘吞鋒羅’兵船炸壞之炮，蓋因復裝子葯致有所失。以鐵條箍破處，庋置局中，繪圖貼說以示大眾。前口糜碎而後膛仍完好如初，亦可證煉熟鐵之得法也”。工廠是要向各國的火炮用戶講清楚，這次事故是操作失誤引起，與製作質量無關。避免因為此次事故影響他們產品的聲譽。

順便說一下，有的軍艦，註定是吉星高照，運氣好得很。如日本海軍的航空母艦“瑞鶴”，歷經襲擊珍珠港，珊瑚海海戰，聖克魯斯海戰和馬里亞納海戰，居然沒受過傷。榮膺“開戰以來の武運艦”（日語原文）的稱號。而有的軍艦卻從服役那天起就磕磕碰碰，麻煩不斷。戰列艦“Thunderer”就是這種非常不走運的軍艦，出的事故都是嚴重得名留海軍史的。1876年7月14日，她在航行中鍋爐發生猛烈爆炸，15人當場死亡，23人在當天午夜前死於醫院，40餘人受傷。兩次事故被許多海軍史書籍提及，經驗和教訓都被應用到後來軍艦技術的改進上。

隨後，英國在1879年成立了一個委員會，研究是延用前膛火炮還是引入後膛火炮-----這樣的會議在1865年就開過！不過當時的後膛炮是使用連續螺紋炮栓。但是在這一次，是主張後膛炮的佔了上風，他們手中甚至已經拿著一份新式重型火炮的介紹資料。但同時，也給維護前膛炮分子們留了些面子。因為許多前膛炮眼下還在許多軍艦和要塞上繼續使用。在遙遠的紐西蘭，到了1900年才將最後一門前膛炮退役。

事情到了連最保守的人都覺得“後膛裝填是明智”的地步。英國制炮總監在1873-1879年火炮技術的總結報告中提到，“繼續增長炮管長度的關鍵是使用後膛裝填技術。法國，德國以及其他國家早就在進行這方面的研究。建議使用法國創造的間斷螺紋式炮栓”。

這裡簡單介紹一下間斷螺紋式炮栓的結構。炮管的尾部帶有螺紋，但不是整個內膛圓周方向上都有，在1877年的時候，螺紋部分只佔整個內膛圓周的一半。同樣炮栓上也有這樣間斷的螺紋。到了1890年，為了承受越來越大的發射葯爆發時的膛壓，螺紋部分增大到占整個圓周的2/3，而且螺紋段的長度也加長了，以加強炮栓和炮管之間的連接強度。炮管的尾部看上去很象鉸制外螺紋用的絲攻，炮栓則象鉸制內螺紋用的絲錐。炮管有螺紋的地方正好是炮栓沒有螺紋的地方，互相錯開。這樣，當彈藥裝填完畢后，炮手抓著炮栓上的手柄(handle to withdraw screw)轉動90度將炮栓推入炮管尾部后，炮栓上有螺紋的地方正好楔入炮管沒螺紋的地方。這樣炮栓上的螺紋與炮管尾部的螺紋每一圈都一一對齊。此時只需將炮栓相對炮管轉動不大的角度，就可以使兩者的螺紋絲絲相扣。炮栓牢牢地擰緊在炮管上。

想象一下，如果是採用連續螺紋的話，那就要象擰瓶蓋一樣，將炮栓轉動許多圈才能完全擰到炮管里。比前膛炮更麻煩。這也是在此之前儘管連續螺紋炮栓的後膛炮出現了多年，但仍沒能將前膛炮趕盡殺絕的原因。

到了1886年，中國戰列艦“定遠”完工後的數年，在英國戰列艦“Colossus”上出現了以下這種後膛裝填炮塔炮架下的液壓俯仰作動器將炮架下降，使炮身抬起至13。5度。此時炮管與炮塔下部側壁上的裝填口和炮塔外的延長滑架三者的軸線重合。彈藥從彈藥艙提升上來后，從揚彈機托盤上通過延長滑架和炮塔下部側壁上的裝填口，被推入炮膛。關閉炮栓后俯仰作動器再將炮身調整至發射角度。火炮射擊后的制退完全由炮架上的液壓阻尼機構來完成。制退用的斜坡不再出現了。

以Coles所首創的這類炮塔，由炮塔側壁厚實的裝甲為火炮和炮手提供防護，側壁厚度由“Monitor”最初的8英寸發展到“英弗來息白”的裝甲厚度是外層9英寸，內層7英寸，中間夾層是18英寸的柚木，炮塔全重750噸，非常沉重。在炮塔旋轉時是整個裝甲圓筒子一塊轉，可想而知旋轉機構的功率要非常大。而且儘管炮塔頂部有通氣口，火炮射擊時產生的硝煙還是不容易很快排除。一旦敵方炮彈從炮塔與艙面甲板接縫處飛入，摧毀旋轉機械，炮塔就轉不動了。英國人對最後一個問題的解決辦法是，如果是“鐵甲堡”式軍艦，由鐵甲堡的裝甲帶為炮塔的旋轉機構提供防護；如果是靠裝甲甲板提供防護的軍艦，則將裝甲甲板的位置升高，以便將炮塔的旋轉機構布置在裝甲甲板下。

“露炮塔”，就是將火炮裝在一個露天的轉動底盤上。與其說是炮塔，更象是一個可以旋轉的炮台。在底盤的四周是象一堵厚實的矮牆一樣的裝甲圍壁，它是固定的，不隨裝載火炮的底盤旋轉而旋轉。當時的火炮射擊仰角不大，炮彈彈道比較平直，入射角度不大，裝甲圍壁已能滿足對火炮，底盤旋轉和揚彈機構以及炮手的防護要求。旋轉時，旋轉機構僅需要將火炮和炮架（含制退裝置）推動，不需要象coles炮塔那樣把四周的整個防護裝甲圓筒子也帶動，旋轉機械的功率可以小一些。炮手的視野也很開闊，火炮發射后的硝煙也容易散逸