一種新型海軍禮炮

何 行，王琳琳，彭松江

(中國船舶重工集團(tuán)公司 第713 研究所，鄭州 450015)

海軍禮炮裝備于二級以上水面艦艇和軍港碼頭禮炮分隊(duì)。根據(jù)海軍艦艇禮儀中禮炮鳴放要求發(fā)射禮炮彈，表示歡迎、致敬、答謝之意［1］。原我國海軍禮炮是由45 mm 內(nèi)膛炮改裝設(shè)計(jì)的，采用方框式炮架，射角固定，我國海軍現(xiàn)有禮炮口徑較小，結(jié)構(gòu)簡易不能作為制式禮炮裝備，主要存在音響、音質(zhì)效果欠佳、外觀不夠雄壯威武、模塊化程度差、適裝性不好、無后繼保障彈藥的突出問題，與海軍的國際地位不相適應(yīng)。由于口徑較小，只是簡易的發(fā)射裝置，未形成制式裝備，由于結(jié)構(gòu)的改變使得壓力過小，火藥燃燒速度低，燃燒不充分，存在放炮時(shí)聲音尖銳，有些刺耳，不穩(wěn)定，還有濃煙和大量的碎屑(火藥燃燒不充分)的缺點(diǎn)，不能滿足海軍禮炮的使用要求。我國現(xiàn)有武警禮炮雖技術(shù)比較成熟，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且為牽引式炮架，不適合在水面艦艇上使用;而且采用電子擊發(fā)，需要有配備專門的控制機(jī)構(gòu)及專用電源、電纜，比較復(fù)雜，不便于在艦上使用。所以需要研制一種新型海軍禮炮。

1 系統(tǒng)組成及功能

海軍禮炮主要由炮身、炮尾、托架、三角支架、防盾、高低機(jī)、模擬反后座裝置等，如圖1 所示。

其中炮身是由藥室、高低齒弧、耳軸、搖架、身管、炮口裝置組成，如圖2 所示。藥室內(nèi)膛結(jié)構(gòu)與禮炮彈藥相同的內(nèi)膛結(jié)構(gòu)，身管和藥室采用斷隔螺紋連接，炮身通過馬牙榫和炮尾連接。炮身是由藥室、高低齒弧、耳軸、搖架、身管、炮口裝置組成，藥室內(nèi)膛結(jié)構(gòu)與禮炮彈藥相同的內(nèi)膛結(jié)構(gòu)，為了產(chǎn)生規(guī)定的聲響效果，在藥室和身管連接處采用了喇叭口的結(jié)構(gòu)形式，以減小聲波損失。

圖1 海軍禮炮總體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 炮身結(jié)構(gòu)示意圖

炮尾由炮尾本體、擊發(fā)機(jī)構(gòu)、關(guān)閂機(jī)構(gòu)、炮閂、開閂手柄組成，如圖3 所示。炮尾本體用來安裝楔形炮閂并用于連接炮身，射擊時(shí)完成關(guān)閂閉鎖、擊發(fā)、后坐、開閂、抽殼等動(dòng)作。炮尾上裝有閂體限位塊，在關(guān)閂到位時(shí)，對閂體進(jìn)行限位，在炮尾本體的內(nèi)表面的前部具有兩個(gè)馬牙榫，用來固定炮身，用身管卡鎖鎖定;炮尾本體側(cè)壁的水平孔中安裝有彈簧擊發(fā)機(jī)構(gòu)，當(dāng)扳動(dòng)擊發(fā)手柄時(shí)，擊發(fā)凸輪擠壓彈簧擊發(fā)桿，將擊發(fā)動(dòng)作傳遞到炮閂上，炮閂內(nèi)部的擊發(fā)機(jī)構(gòu)解脫彈簧，完成擊發(fā)動(dòng)作。關(guān)閂機(jī)構(gòu)通過彈簧儲能機(jī)構(gòu)，開閂時(shí)通過開閂手柄使開閂曲臂轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)炮閂向下運(yùn)動(dòng)開閂并壓縮簧儲能，同時(shí)壓縮擊針彈簧儲能;開閂到位時(shí)，炮閂被抽筒子掛住保持在開閂狀態(tài);在炮彈裝填時(shí)彈體在炮尾本體和炮閂的導(dǎo)向槽內(nèi)向前滑動(dòng)，彈底緣撞擊抽筒子，抽筒子向前轉(zhuǎn)動(dòng)解脫炮閂，同時(shí)彈簧釋放能量，自動(dòng)關(guān)閉炮閂，閉鎖炮膛。

圖3 炮尾結(jié)構(gòu)示意圖

托架用于支撐整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)，主要由耳軸座、托架本體、外筒、方位插銷、超越離合器安裝孔、防盾安裝孔等組成，見圖4 所示。實(shí)現(xiàn)不同的方位和高低射角變化。通過耳軸座將搖架上的耳軸將炮身安裝在托架上，并連接炮尾;安裝在搖架上的高低齒弧和安裝在托架上的小齒輪嚙合，用于將發(fā)射系統(tǒng)固定在不同的高低射角。

圖4 托架結(jié)構(gòu)示意圖

支架用于支撐整個(gè)禮炮，為三角架結(jié)構(gòu)，可以快速拆卸和折疊。由支腿、快拆銷、內(nèi)筒、底座盤、連接盤、支撐軸等組成，見圖5 所示。內(nèi)筒用于連接托架，底座盤承受禮炮發(fā)射時(shí)的后坐力，并靠自身重量使禮炮保持平衡，實(shí)現(xiàn)射擊穩(wěn)定;連桿套在支撐軸上滑動(dòng)，將支腿保持在撐開或者收回位置。

圖5 支架結(jié)構(gòu)示意圖

防盾用于對操作手提供防護(hù)和對禮炮的裝飾作用。外部裝海軍禮徽1 枚;防盾是由左右兩個(gè)防盾本體組成，左右防盾通過合頁連接，可以折疊展開，裝箱時(shí)減小占用空間。防盾通過兩個(gè)支撐臂固定在托架上。

模擬反后坐裝置是為了總體造型的美觀需要，由兩個(gè)鋼筒即復(fù)進(jìn)機(jī)筒、駐退機(jī)筒、前后套箍組成，分別在搖架和身管上進(jìn)行固定。

高低機(jī)安裝在托架上，由高低手輪、小齒輪、超越離合器等組成，高低齒弧固定在炮身部分的搖架上。小齒輪、高低手輪分別固定在雙向超越離合器的輸出軸和輸入軸上。離合器固定在托架的離合器座上。轉(zhuǎn)動(dòng)高低手輪，帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪通過高低齒弧帶動(dòng)俯仰部分高低運(yùn)動(dòng)，并通過超越離合器將俯仰部分鎖定在指定高低射角。

2 工作原理

工作時(shí)，操作手利用操作開閂手柄進(jìn)行人工開閂，開閂到位后，炮閂被抽筒子掛住保持在開閂狀態(tài)，操作手人工將彈藥送入膛內(nèi)，輸彈到位時(shí)，藥筒底緣作用于抽筒子，抽筒子解脫，炮閂在關(guān)閂機(jī)構(gòu)作用下向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閂。操作手操作擊發(fā)手柄，釋放擊針，擊發(fā)底火后引爆點(diǎn)火藥，首先點(diǎn)燃輔助裝藥，伴有大量正在燃燒著的藥粒的高溫火藥氣體沖破硝基軟片進(jìn)入高壓室，點(diǎn)燃主裝藥。裝藥在容積相對較小的高壓室內(nèi)具有一定的裝填密度，經(jīng)點(diǎn)火后可保持燃燒穩(wěn)定，產(chǎn)生大量高溫、高壓氣體。當(dāng)高壓室內(nèi)達(dá)到一定壓力后，火藥氣體沿?fù)跛幇宓亩鄠€(gè)小孔同時(shí)沖破高壓室膜片，進(jìn)入低壓室。少量隨火藥氣體噴出的殘余藥粒在低壓室內(nèi)繼續(xù)燃燒。隨著火藥氣體量的增加，低壓室內(nèi)壓力很快升高。當(dāng)達(dá)到一定壓力后，沿預(yù)制槽沖破低壓室膜片，大量火藥氣體流入炮膛，沿炮管高速向前運(yùn)動(dòng)，并在炮管內(nèi)形成平面激波。在激波和緊隨其后的高溫、高壓火藥氣體噴出炮口的過程中，發(fā)出強(qiáng)烈的激波聲和湍流聲［2］，此即禮炮系統(tǒng)所需聲響。發(fā)射后操作手人工開閂，將發(fā)射藥筒排出。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

采用了組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單個(gè)部件重量輕，裝配快捷，固定穩(wěn)固，并靠自身的重心設(shè)計(jì)和炮架配重，保證射擊穩(wěn)定性;采用三角支架可折疊形式的炮架，可實(shí)現(xiàn)立姿操作，提高了艦員的使用方便性，并能有效節(jié)省存儲空間;采用超越離合器式高低機(jī)，簡化結(jié)構(gòu)，自鎖可靠，降低成本;采用機(jī)械擊發(fā)機(jī)構(gòu)，提高射擊可靠性;全炮結(jié)構(gòu)緊湊，美觀大方，莊重威嚴(yán);便于在艦艇上組合、拆裝，在甲板上射擊穩(wěn)定，具有操作簡單、發(fā)射安全、機(jī)動(dòng)靈活、拆散裝箱后占用空間小的特點(diǎn)。

4 試驗(yàn)及應(yīng)用情況

1)試驗(yàn)情況。樣機(jī)研制成功后，對海軍禮炮進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)歷時(shí)3 個(gè)多月共射擊彈藥183 發(fā)，試驗(yàn)表明，海軍禮炮的基本工作原理可行，機(jī)構(gòu)動(dòng)作的可靠，射擊穩(wěn)定性好，聲響效果達(dá)到使用要求。具體指標(biāo)如下:單個(gè)部件重量不超過70 kg，全炮分解組裝時(shí)間小于30 min，炮前炮后100 m 處聲壓級達(dá)到120 dB(A)，炮手處聲壓級小于130 dB(A)。

2)應(yīng)用情況。2009 年4 月18-20 日，在多國海軍行動(dòng)中，承擔(dān)了迎接外艦時(shí)禮炮鳴放任務(wù)，先后迎接了14 個(gè)國家的海軍艦艇，演習(xí)使用72 發(fā)，鳴放禮炮7 次，共計(jì)147 發(fā)。順利完成了任務(wù)。海軍禮炮共迎接了14 個(gè)國家的軍艦，狀態(tài)良好，圓滿完成任務(wù)，受到了海軍首長的表揚(yáng)。后續(xù)多門海軍禮炮裝備部隊(duì)，完成隨艦出訪任務(wù)。

5 結(jié)束語

試驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用情況表明，新型海軍禮炮方案成功，滿足了部隊(duì)使用要求，解決了在水面艦艇上使用海軍禮炮的問題，條件許可情況下可進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減輕單個(gè)部件重量。

［1］中國人民解放軍海軍.中國人民解放軍海軍艦艇條令［Z］，1990.

［2］肖峰，李惠昌. 武器和測量［M］. 北京: 國防工業(yè)出版社，2002.

［3］馬大猷，李沛茲.噴注湍流噪聲及消聲器［J］.中國科學(xué)，1977（5）:101-103.

［4］王秉義.槍炮噪聲與爆炸聲的特性與防治［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2001.

［5］GJB349.28—90，中華人民共和國軍用標(biāo)準(zhǔn):常規(guī)兵器定型實(shí)驗(yàn)方法—炮口沖擊波超壓測試［S］.

［6］金志銘，袁亞雄.內(nèi)彈道氣動(dòng)力原理［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1983.