前言

現代驅逐艦和護衛艦的主炮和陸炮不同，射速高達數十發/分，像俄羅斯的AK176和我國的HP/J-26 76mm主炮爆發射速更是可以達到120發/分。不過代價也很高，一門自動化的艦炮，炮塔僅僅是它的上層建築，下層往往還會穿過2層甲板，我們看到的真的是冰山一角。這樣下來，一門艦炮的全重達到了幾十噸，俄羅斯的AK130雙管主炮更是達到了驚人的94噸。這其中包括了自動機、炮架、揚彈系統和監視控制系統四部分組成。今天我們不說別的，就聊聊炮架里的冷卻系統。實際上艦炮的射速是小於揚彈速度的，也就是說現在限制艦炮射速的不是楊彈機，而是決於炮管冷卻方式。

艦炮冷卻方式

火炮在發射時，炮管的溫度會急劇上升。高溫的火藥燃氣會傳遞一部分熱量給炮管內膛，炮彈順著膛線旋轉、沿著炮管向前運動產生的摩擦也是炮管溫度上升的主要來源。每次發射內膛吸收的熱量，相當於一枚炮彈出膛時的出口動能的1/3。這是非常可觀的熱量，必須有主動散熱裝置將其帶走。如果沒有主動冷卻裝置，火炮連續急射數次後就會因為溫升太高導致身管壽命急劇降低，甚至報廢。比如俄羅斯的AK176炮有明確規定，沒有水冷的情況下不能超過 50 發連射；以後自然冷卻2個小時。沒有主動製冷，可見會嚴重限制艦炮的戰鬥力。

常見的艦炮冷卻方式，按照循環方式可以分為開式循環和閉式循環，按照冷卻位置可以分為內冷和外冷。外冷開式循環是冷卻液沖刷炮管後直接排到甲板上；這種冷卻到方式的好處是結構十分簡單，可以全部使用海水冷卻。不過開式循環實在是不怎麼利索，你們可以想像一下海水都排到甲板上是什麼情形。比如義大利的奧托 76mm和127mm艦炮，就屬於是一種開式循環的冷卻系統。

美日等國由於都是引進的奧托艦炮的技術，所以散熱都是這麼的粗放。。。

外冷閉式循環就要好的多了，冷卻液可以循環冷卻，和發動機的液冷方式很像。它是通過一個套在炮管上的散熱套，通過注入海水或淡水來，對炮管外壁進行冷卻，水經過散熱器後重新循環，這樣就可以使用比較寶貴的淡水進行循環（當然必要時也可以使用海水）。比較有代表性的就是俄系：130mm，100mm和76mm艦炮。這種散熱方式，有一個很有辨識性的特徵，就是炮管外部可以看到一根管子，順著炮管一直延伸到炮口部位，在靠近炮管根部的地方還是一根軟管，這主要是為了適應火炮后座時需要向後移動而設計的。

由於水冷設計比較精巧，同口徑的俄系火炮的射速也要高一些。比如AK176 76mm艦炮，很早時爆發射速就可以達到120/分，同時期的奧托 76mm艦炮只有80發/分。我國的76mm火炮是AK176的國產仿製版本，可以說在射速上還是占了不少便宜：

不過要說的是，雖然外冷式的結構簡單，但是散熱效率是不如內冷式的。內冷式，其實是使用噴水裝置直接向炮膛內噴射水霧，吸收了高溫的水蒸氣順著炮管排出，所以其實可以算一種開式循環。雖然內冷式散熱速度快，但是這帶來了一個嚴重問題，就是急冷急熱以及散熱不均勻時產生的應力也會對炮管壽命造成影響。法國的100mm緊湊型艦炮(Compact Naval Gun)，就是同時採用內冷式和閉循環外冷式設計，該火炮在90年代被引進我國，經過艱難的仿製工作後安裝到了我們的052C驅逐艦上。從外觀看，這種100mm緊湊型艦炮依然保留有外冷的導管，採用淡水冷卻，而淡水用海水來冷卻。內膛冷卻系統則由噴水和吹氣裝置組成，不僅可以降溫還能將發射藥燃燒的殘渣吹出炮管。這種散熱效率非常高的同時，也緩解了急冷急熱的問題，使得炮管壽命高達3000發，同時賦予了它高達90發/分的射速。要知道這可是一門100mm的火炮。

除了這兩種主要的冷卻方式，其實還有一種冷卻方式，稱為層間冷卻方式。這種冷卻方式是在身管外表面進行開槽，外部同樣有一個套管；冷卻水可以直接從開槽流入，這樣就省去了艦炮外部的金屬導管和軟管系統；這種冷卻方法可以保證炮管連續均勻地冷卻，效率很高，保證在均勻射速下溫升可以穩定控制在一定範圍。不過難度就是筒緊炮管開槽後，強度將會降低，開槽的深度，數量，長度對強度和散熱同時產生影響，因此需要精確找到一個平衡點。層間冷去卻的方式比較罕見，目前已知的只有博福斯57mm艦炮。

說了這麼多，就不得不談談我們052D和055的130mm艦炮了。HP/J-38主炮是由俄羅斯的AK130艦炮演變而來，由鄭州機電工程所研製；該炮採用單管雙鏈供彈體制，射速可達40發/分。這樣的射速必然也是有一套主動冷卻系統的。然而052D艦炮的外形看起來相當的整潔，俄式AK130和AK192M炮管上的軟質導管完全看不到。所以HP/J-38艦炮的散熱方式必定與俄式艦炮有很大差別。

按照上面對艦炮散熱的方式的介紹，筆者對HP/J-38的散熱方式做了一個大膽猜測，最有可能的是層間冷卻方式；其次的可能是採用內層散熱方式。為何？因為內層冷卻如果沒有法國100mm緊湊艦炮那種內外結合的方式，會有急冷極熱，散熱不均勻的引起炮管彎曲和嚴重的熱應力問題，會導致精度和身管壽命降低，所以一般都是外冷內冷結合；而HP/J-38主炮並未看到外冷裝置。所以還是散熱均勻的層間冷卻方式最為可能。

那麼有沒有不上水冷的主炮？也有，美國的MK45 127mm主炮就是。為了給主炮減重，美國把水冷砍了，僅使用主動空氣冷卻，射速也降到了僅僅20發/分，發射制導炮彈時更是只有10發/分的射速，完全放棄了防空和攔截反艦飛彈。付出高昂代價的減重效果也比較顯著，全重才21噸，只比我們052C上的100mm緊湊型艦炮略重，所以適裝性很好，連排水量3000噸的仁川級護衛艦都能裝上。這麼做的不光美國，還有英國。英國的45型驅逐艦上現在裝的MK8 114mm艦炮，也是取消了水冷裝置，射速稍高，有25發/分。看來這倆國家算是徹底放棄了艦炮防空了。