舰炮发展历程与未来发展探究

孙世岩，王炳，吴昊

(1.海军工程大学 兵器工程学院，湖北 武汉 430033；2.海军装备部 军械装备局，北京 100089)

舰炮是经历过数百年严酷实战考验的不断优化、改进、淘汰、创新的海军重要武器装备，是我海军现役装备数量最多、使用最为频繁的主战武器装备，具有反应速度快、持续作战能力强等特点[1]，是舰载武器平台中不可或缺的多面手，尤其在应对多种安全威胁、执行多样化作战中具有优势。舰炮目前正处于历史性的转折时期。笔者回顾舰炮发展历程，梳理舰炮发展特点，期望对舰炮未来发展起到一定的借鉴意义。

1 现代舰炮的起源和特点

《海军军语》中对舰炮的定义为：装备在舰艇上，口径在20 mm以上，用以射击水面、空中和岸上目标的海军炮。按担负任务，分为主炮和副炮；按口径，分为大口径(130 mm以上)舰炮、中口径(57～130 mm)舰炮和小口径(20～40 mm)舰炮[2]。

在第一次世界大战前，从古代舰炮发展到现代舰炮，主要有几个特点。

1.1 舰炮装备产生源于现代火炸药的应用

火药最早的记载见于公元660年孙思邈所著的《丹经》，称作硫磺火法，即现在所说的黑火药，其缺点是质地松散、燃烧能量低、燃后残渣大，不能作为军事力量的主体。19世纪出现了慢燃高能无烟火药——硝化棉。这类火药可使火炮初速、射程大大增加。同期，高能炸药如硝化甘油(1846年)、梯恩梯(1863年)，但因其安定性差，长期难以应用于爆破。1867年诺贝尔制造了早期的安全钝感炸药，并用雷管起爆成功，结束了黑火药时代，使得高能炸药大规模应用于军事领域。从此，现代火炮才开始正式走到海军装备舞台的中央。

当今，火药技术在舰炮发展当中起到了决定性的作用，也就是说发射能源的跃升催生了现代舰炮。但火药膛内燃烧膨胀波的速度也有极限，理论上不超过2 000 m/s，故野战火炮初速的最高纪录为1 780 m/s左右。但电磁轨道炮没有该限制，它突破了传统火药作为发射能源的速度极限，也突破了传统武器的物理极限，这是目前发展电磁轨道炮的原因之一。

1.2 舰炮装备发展依赖于工业基础技术发展进步

1850年，英国开始研制线膛炮。线膛炮的出现使舰炮的射程及精度均得到提升。之后，又出现了后装的线膛炮，大幅提高了舰炮的射击效率及安全性。随着冶炼工艺的提升，火炮身管改铸铁为锻铁，减小了身管的厚度。到1881年，舰炮已全部改由钢制造。为解决火炮射击时的后坐力过大问题，研制出了液压驻退装置，以吸收火炮发射时产生的后坐力，并使火炮快速复进到原位，大幅提高了精度和射速。为给火炮及炮手提供保护，旋转炮塔应运而生，大幅提高了舰炮射击的灵活性，降低了对舰艇机动的要求。

舰炮基本的技术特性都发源于19世纪后半叶。该过程犹如抽丝剥茧，一项项技术问题在不断攻破，每隔10年左右舰炮便会升级换代，新陈代谢较快。同时，纵观现代舰炮的发展过程，经历了鸦片战争、南北战争、普法战争、甲午海战、对马海战等，是在实战中成长、在实战中进步，工程和技术两条线交织在一起，螺旋式上升的过程。在对标强敌的同时也应该充分研究历史，在部队实践中这样的工程哲学对发展舰载新技术武器也有借鉴意义。

1.3 舰炮装备同水面舰艇的发展相互推动

从16世纪中下叶开始，帆船在海战中的主导地位达300年之久。主要是因为火炮装备战船后，船舷两侧需要提供火炮发射孔，为了保持船的稳定性，需要将火炮尽可能低地放置，这样早先划桨手的位置被火炮所取代，取而代之的是帆船。另外，火炮的使用促使远海奔袭战的兴起，这就对风力的利用提出了要求。风帆与火炮相结合，使海战方式产生了革命性变化。

18世纪中后期，以蒸汽机的发明为主要标志的第一次工业革命，促使舰船由风帆战船向蒸汽铁甲战舰的划时代转变。一方面是蒸汽机已作为舰船动力被广泛采用；另一方面舰船建造材料发生变革，工业革命促进钢铁工业的大发展，钢铁代替了木材，成为建造舰船的材料；另外，火炮技术的变革，线膛炮和爆破弹等新型火炮和弹药的使用，大大提高了舰炮射程和射击精度。蒸汽铁甲舰的出现，促进了舰炮的发展，舰炮的发展同时又推动着舰艇的装甲化进程，它们互为影响，相互推动。

上述例子在水面舰艇和舰炮发展的历程中一次次的再现，而今，综合电力舰船和高能武器相互促进发展，也是又一次的印证。

2 舰炮的历史地位和作用

19世纪后期，现代舰炮的雏形基本成熟。从20世纪开始，舰炮从成熟到进一步发展,其脉络如下。

2.1 第一次世界大战，舰炮成为海战霸主

1905年，日俄对马海战拉开了现代舰炮的序幕，打开了现代舰炮海战先河，直接影响了第一次世界大战各国的海军装备建设思路。在双方舰船数量及性能相当的情况下，日军军舰凭借强大的舰炮火力使得胜利的天平为之倾斜，仅以3艘鱼雷艇战损的代价击沉俄国海军军舰19艘，俘虏7艘，此战最终以俄惨败告终。自此水面舰艇和舰炮成为当之无愧的海战霸主。第一次世界大战最著名的是1916年英德双方爆发的日德兰海战，“大舰巨炮”的优势在该战役得到了充分体现。此战，德国公海舰队共发射大口径炮弹3 597发，英国战列舰共发射大口径炮弹4 589发，参战双方战损舰船吨位共计19万吨[3]。

鉴于一战期间“大舰巨炮”发挥了巨大的作用，为限制恶性军备竞赛，一战后由英国、美国、日本、意大利、法国先后签订了《伦敦海军条约》《海军装备限制条约》，限制舰炮最大口径不得超过406 mm，其地位和意义相当于冷战期间美苏签订的《中导条约》和《核武器限制扩散条约》。特别是到了二战前夕，坚船利炮发展到了顶峰，海军强国都发展了大型战列舰和大口径重型舰炮[4]。

2.2 第二次世界大战，舰炮享有“战争之神”美称

虽然二战当中舰载机改变了战争规则，但舰炮依旧发挥了重要作用。比如，对海作战，30%的战列舰和战列巡航舰被舰炮击沉，比炸弹、潜艇击沉的和自杀式飞机撞沉军舰的比例都要高[5]。1944年，美日萨马岛海战中，装有460 mm口径舰炮的大和号战列舰，沉痛打击了美军的航空母舰。发射的460 mm炮弹重达1.5吨，激起的水柱约50多米。航母飞行甲板来回倾斜摇摆，飞机无法起飞；对空作战，由于无线电引信的应用,使得舰炮织成的火网击落飞机的比例最高。比较有代表性是1944年美日菲律宾海战，美军击落600余架飞机，舰炮编织的密集组网使得日军战机大量坠落[6]；在对岸作战中，以1944年诺曼底登陆为例，美英联军采用5个舰炮火力支援舰队共100多艘战舰，对80 km的正面实施火力支援和应招炮火支援，仅在最初的10-20 min就发射了2 000多吨炮弹，炮击持续了几天，舰炮强大的对岸火力支援为盟军登陆诺曼底提供了强有力的保障[7]。

2.3 现代海战，舰炮雄风依旧

在朝鲜战争、越南战争、马岛海战、海湾战争等历次局部海战中，作战过程始终没有离开过舰炮。比较有代表性的事件是：美国4艘“依阿华”级战列舰分别在朝鲜战争、越南战争、海湾战争三场大规模局部战争中，三次启用、三次封存。其主要原因，除了406 mm口径舰炮，海军再没有更合适的对岸火力支援武器。直到90年代后期，美海军启动了“联合火力支援计划”，分步骤发展能够发射远程制导炮弹的MK45-IV型127 mm舰炮、155 mm舰炮以及舰载电磁轨道炮，才最终放弃了服役大半个世纪的“依阿华”级战列舰及其战功赫赫的406 mm舰炮。

在反导作战中，70年代初期，美苏早已开始小口径舰炮反导的尝试。苏联AK630、美国的密集阵在70年代后期已经装备部队，但没有引起足够重视。真正引起重视的还是1982年英阿马岛海战，英军舰艇只装有“海狼”防空导弹，没有装备防空舰炮，反导能力受限，使水面舰艇遭受了重大损失。由此引发了各国海军新一轮小口径防空舰炮研制和采购的热潮。

在对海作战中，无论是和平时期还是战时，舰炮都是效费比高的选择，使用也最频繁。特别是在和平时期舰炮的使用占主要地位，不至于使问题升级和复杂化。近年来，美、日、越等国在东海及南海对我海军的监视、跟踪、对峙等挑衅活动相当频繁。

新中国成立以后，舰炮在我国近海防御中仍发挥了巨大作用。比较有代表性的：一是1965年八六海战，击沉国民党军海军“剑门”“章江”两舰。二是1965年崇武以东海战，击伤台大型猎潜舰“山海”号、击沉护航炮舰“临淮”号。海军对外的自卫反击作战主要有2次：一次是1974年西沙海战，创造了小艇小炮打大舰大炮的奇迹，将南越护航炮舰10号击沉、3艘驱逐舰被击伤后逃逸，收复被南越军队侵占的3个岛屿；另一次是1988年南沙海战，又称“3·14”海战。我海军使用舰炮仅以1人负伤的微小代价，一举击沉越南海军舰船2艘，重创1艘，获得一边倒胜利[8]。近年来，海上维权斗争和重大演习演训，舰炮都发挥了重要作用。百年来，舰炮从海战霸主，到战争之神，即使是舰载机和导弹的出现，都一直是海战主角。可以说，不变的是舰炮从未离开世界海战的“舞台中央”。

3 舰炮发展的主要特点

舰炮研制门槛较高，目前世界范围内具备独立研发及生产舰炮能力的国家较少，主要原因有如下几个方面：

首先，舰炮装载平台及使用特点决定了设计研制的难度。舰炮发射弹药是无控的，射击过程属于概略射击，还要在舰艇的航行、摇摆下进行。在这种条件下，要求舰炮在瞬息万变的战场快速准确地命中并毁伤目标，其难度可想而知。舰炮威力的发挥就非常依赖于舰面设备精度、反应速度和武器系统支撑能力。对操作和维护人员的素质要求也很高[9]。

其次，高瞬态、高强度的力学环境(发射时间从几毫秒到十几毫秒，发射过载为10 000～30 000g)，以及和海洋环境的叠加，极大增加了舰炮、弹药的技术难度。比如，近年来发展155 mm口径舰炮在各海军强国得到共识，纷纷启动了研制计划，但大多失败。德国海军尝试应用陆军155舰炮模块化装舰，英国海军尝试在114 mm舰炮基础上进行放大设计的155舰炮，以及南非和法国等海军也都失败了。目前研制成功的仅有美国的AGS单155 mm舰炮[10]。但由于远程对陆攻击炮弹LRLAP价格昂贵(80万美元/枚)，不得不转向采用美陆军“神剑”制导炮弹，或采用与电磁轨道炮通用的高速射弹。目前AGS单155 mm舰炮也没有形成预计的战斗能力。另外，美国“联合火力支援计划”发展的另一个装备——127 mm舰炮制导弹药，由于器件过载等技术问题难以解决，90年代上马、90年代下马，ERGM制导弹药到目前为止仍然没有装备部队。

再次，需要依托完整的工业体系和扎实的工业基础。比如，舰炮动辄上万个机械零部件，有的大口径舰炮更是六万多个，而且绝大部分都是异构件，涉及到机械、液压、光学、电气等专业；武器系统除舰炮外，更是涉及雷达、光电、导航、控制、弹药等不少于6个专业；即使常规弹药也涉及引信、药筒、火工品、火炸药和战斗部等不少于5个专业，引信本身也分了若干方向。世界上具备这样工业体系和工业基础的国家非常有限。

此外，舰炮的发展与各国海军战略和发展策略也息息相关。20世纪，美国在冷战时期为了准备海上大战，60、70年代重点发展了密集阵等近程防御系统，并大量装备部队；到了90年代，国际环境变化，“由海向陆”战略推动了127、155舰炮的发展，但用于近程防御小口径舰炮发展停滞了。近年来战略调整后，发展了MK38舰舷炮以及与其结合的炮光结合武器等，用于反恐、维稳等低烈度作战和近区防卫[11]。传统欧洲海军强国，由于战略收缩和国内经济环境影响，放缓了水面舰艇以及舰炮的研制，较少见到相关报道,但装备采购一直都有报道。

4 舰炮发展的几点思考

4.1 向现役舰炮装备要战斗力

一是不断夯实基础工作，探索管理机制创新，提升舰炮可靠性。重点围绕舰炮材料、振动、腐蚀、弹炮匹配、安全性等问题，继续加强舰炮装备可靠性等相关理论、技术与工艺研究。在这方面工作量大、研究难度高，很多问题国外也没有得到很好的解决[12]。比如，美海军奥托76舰炮炮塔漏水、2007年韩国世宗大王号127 mm主炮炸膛等。这些存在的问题，需要长期、持续的研究投入。进一步规范舰炮装备管理工作要求，不断探索管理机制创新，向前推动修订完善标准法规，以制度和正规化建设与落实为抓手，保证舰炮弹药装备“耐用、好用、顶用”。大力提升舰员“擅用能修”能力。考虑推动维修体制改革，通过全寿命周期保障、片区“4S”模式、战储器材整装化配备模式等，提高部队维修保障水平。

二是进一步完善弹药体系、让“笨蛋”变“聪明”。海上火力支援本质上既是消耗战、又是遭遇战。硫磺岛登陆作战中，仅3天火力准备就消耗弹药30余万发、2.4万吨，但因当时舰炮炮弹精度及效能有限，巨大的弹药消耗并未对敌方有生力量造成毁灭性打击[12]；登陆的海军陆战队因残存的敌方掩体、暗堡和隐蔽目标受到了巨大损失。现代战场，海军舰载平台弹药装载量有限，应当大力发展反应速度快、灵活性好、效费比高和毁伤力强的制导炮弹[13]。提高精度是从另外一个角度显著“增加”了弹药装载量，整体提高10倍以上。舰炮制导炮弹反应迅速、效费比高和持续作战时间长，特别是能够根据登陆部队的召唤进行及时的火力支援。舰炮发射末制导炮弹精度可以控制在米到10米级[14]，在对海近距反击作战中可以先敌命中、先敌毁伤，在低烈度冲突中把握主动权，效益也非常可观；此外，发展制导弹药、提高中口径舰炮的防空反导能力，可以大幅增强中小舰艇和岛礁的防空反导能力。

三是进一步拓展舰炮的多任务能力。将小口径火炮和高能激光武器有机结合在一起，即炮光结合武器。美海军就采用在MK38型单25 mm舰炮上加装1万瓦单纤单模激光的方案，并进行了作战能力评估试验。德国莱茵金属公司在MLG单27 mm舰炮上加装了万瓦级激光器并测试。炮光结合武器通过共用搜索、指挥、控制、跟瞄，提供了一种非声拒止武器，拦截无人机、无人艇等低烈度高威胁目标[15]，弥补舰艇在敌我友错综复杂环境下的近区防卫手段问题。另一个是超空泡射弹武器，它有很多形式，其中一种形式就是基本不改变舰炮的结构，只通过增加超空泡射弹这样一个弹种，具备对水下目标的打击能力，包括鱼雷、水雷或蛙人类目标等，弥补舰艇水下防御硬武器的不足。拓展舰炮任务空间最有潜力、最有前景的还是各类多功能弹药，目前发展比较快的有几种：用于“侦、干、打、评”的炮射巡飞弹[16]，发射速度快、到达时间短(几百秒)、滞空时间长(几十分钟)，可以提供舰炮自备式的战场侦察评估能力；另外，利用比较成熟的闪光弹、爆震弹，用于低烈度冲突中的警示、趋离；利用箔条战斗部、GPS干扰战斗部、北斗差分机战斗部等，进行信息攻防。

4.2 新机理舰炮引领跨越式发展

无论从进攻角度还是防御角度，舰载高能武器的发展，将会形成未来海战新的不对称，即所谓美国的“第三次抵消”(2014年9月提出)。“第一次抵消”是朝鲜战争后提出的以核心技术优势抵消苏军压倒性常规军力优势的“新面貌”战略；20世纪70年代中期针对越南战争中的失利，提出以精确打击技术为龙头、以信息技术为核心的“抵消战略”，以信息技术为代表的“第二次抵消”，“卫星定位、精确制导、通信网络”等为特征的武器装备大幅扩散，美军已经不具备压倒性的优势[17]。为了造成新的不对称，“第三次抵消”以推动人工智能技术为引领，通过多年预研攻关与高能武器、高超声速等新概念高新技术武器交叉融合发展。

舰载激光武器，其最大特点可以做到“瞄准即命中、发射即相遇”，可基本忽略弹道飞行时间，武器的反应速度大幅提高，突破防空动能武器的机动能力的极限；另外，激光武器还可以从根本上克服常规武器火控解相遇过程中的武器弹道解算误差和目标预测误差，使武器控制精度提升至微弧度。如果激光能量足够大，理论上将会使反舰导弹永远失去作用。

舰载电磁轨道炮，其最大的特点是射程突破传统炮弹化学能极限，将电磁能转化为炮弹动能。舰载机对地支援浅纵深为200 km以上，根据美军对外公布的试验数据，舰载电磁轨道炮的射程可以达到200 km[18]。换句话说，在不需要舰载机起飞的情况下，就可以实现对岸200 km内的持续火力支援和应召打击。当前全世界80%的人口居住在离海岸200 km的范围内。因此电磁轨道炮的应用，能够确保一带一路 “海上丝绸之路”战略通道的安全，保障我国发展利益。

此外，水面舰艇编队远海作战，时刻都在敌侦察卫星、海洋卫星的监视之下，自身安全不易保证，目前还没有有效手段防范。高能激光武器将不会像舰载传统动能武器那样受空气动力学和空间轨道动力学限制，可将舰炮任务空间拓展到100 km高度以上，对低轨敌方侦察卫星实施干扰、致盲甚至摧毁，削弱敌方的信息优势，掩护我海军舰艇作战行动的展开和实施。目前，具有打击临近空间作战平台目标功能的舰载武器，国际上也只有美海军的“标准-3”型舰空导弹,造价约1 000万美元/枚左右，而舰载激光炮和电磁炮可填补海军装备体系在这一作战领域的空白，使用成本也要低得多。另外，资料显示，国外发展综合电力系统的深层背景是综合应用电能，将新概念高能武器率先应用于舰船移动平台上。

4.3 加大无人化、智能化装备技术研发

现代防御小口径舰炮从发现识别目标到火炮射击全过程自动化，中大舰炮从弹药库经过多级扬弹和供弹直至火炮发射已实现全程的自动化。全自动舰炮及武器系统已逐步形成智能化、无人化装备雏形。

信息化舰炮武器系统应用天基侦察卫星信息、空基无人机侦察信息以及制导弹药等与舰炮武器系统融合工作，提出了“舰炮广义跟踪器”的概念，实现了所说的“从传感器到射手”的闭环打击能力，具备了“卫星定位、精确制导、依托网络”等信息化装备代表性的几个技术点。

下一代舰炮武器的发展方向一直是舰炮行业关心的问题。习主席在十九大报告提出“加快军事智能化发展，提高基于网络信息体系的联合作战能力”。以海上无人集群、制导弹药等发展为牵引，向无人化、网络化、智能化方向发展，是未来舰炮武器装备发展的方向。虽然，目前军事智能在舰炮上的应用前景还没有完全看清楚，但应用领域无外乎，作战使用中的“OODA”(观测、决策、执行、评估)，装备保障中的“供、管、修、训”。可以肯定的是，在国家和军队对军用物联网、大数据和云计算等基础条件建设上的不断投入，舰炮发展必须搭上这个快车道，要持续的开展作战概念研究和应用研究。在战场识别、智能决策、武器控制、毁伤评估、状态预测、精准保障等方面发挥巨大作用。通过机械化、信息化和智能化迭代发展，能够有力拓展舰炮作战空间、提高作战效能，对战争形态、作战样式及保障模式跨越式变革发挥积极的推动作用。

5 结束语

现代舰炮自诞生以来，随着历史任务的变化而一直在不断地发展完善，尤其是近些年来一些高新技术的应用，使得舰炮的性能有了质的飞跃，在射程、射速、智能化程度以及杀伤力等方面均有了较大提升。同时，在快速反应、灵活性及可靠性等操作使用性能上达到了新的高度，使得舰炮武器在历史长河中历久弥新，不断焕发蓬勃生机，在今后和未来一段时期，舰炮作为海军的主战装备，其作用和地位仍不可撼动。