再有一篇文章对这方面十分有帮助,没这必要就不用看了
现在已知的模型武器,准确性最高的是身管炮,尤其是倍径比较大的。当然,考虑到加工精度和膛压的影响,这里的大倍径与现实中的并不是同一概念,其实就是指25倍口径以上的模型炮。
我认为,这样的模型炮再配合适当的射弹稳定方式。可以达到很高的射击准确性和实用性。
在我设想中的以后战舰模型(比例1/100--1/150)的决定性交火距离应该
在20米以内,也就是说,模型炮的射击精度,将要求在20米射程上的射弹散布
不超过1米。遗憾的是我从来没有进行过类似的试验,因为我家的后院也就7米
的样子,如果脱靶还会飞到别人家的院里去。由于光学枪瞄也不好买,很多时
候,我发现炮管并没有真正对准7米外的靶心。不过,7米的命中结果(圆周散
布半径约100mm左右;使用滑膛炮5mm/L37+尾翼稳定实心弹)还是令人满意。
但是,7米距离上的射击并不能完全说明问题,这个距离上的命中方式更象
是坦克炮的直射。要达到20米左右的最大有效射程,我估计仰角需要达到15度
左右,而命中角则在30度以上。这个时候就需要引入一套瞄准系统并对目标进行
准确测距。
A 射控系统
记得港内有一位模型前辈提出引入摄像头,我觉得很有必要,并且认为这
是已知最现实和最准确的远程射击控制方式。
这里我要补充的是,可以在显示器或者镜头上直接标定射击表尺。我们可
以先确定典型目标长度在典型距离上(有点绕)通过无线传输后在显示器上的
成像尺寸(比如,1/150比例模型中的1米,这是该比例下典型的模型长度。然
后记录下1米长的战舰在2米,4米,6米……20米距离上时,显示器上看到的长
度)。把它们一端等距的布置在瞄准线的X轴上,再把另一端的终点连接在一
起得到的将是位于瞄准十字线旁边,渐近的一条曲线。顺便指出,为了避免舰
船本身横摇和受损倾斜对瞄准的影响摄像头最好安装在炮管上。
由于模型炮的弹道性能是已知的,我们知道在射弹初速一定的情况下各仰
角下的射程(或曰落点,这可以通过大量的试验测得,以排除空气阻力的影
响)。这样实战的时候,我们只需要将在显示器上看到的目标图象与前述的那
条瞄准线边的渐近线对比,找出最接近的那一条线——即确定与目标的距离,
并据此迅速读出射击角度,装定表尺后射击就能准确命中。
需要注意的几点是:
1 使用这套系统射击时,操纵者并不需要亲眼看到己舰和目标。瞄准和测距完
全依靠摄像头和显示器,因此可以攻击自己视距外的目标。我认为,这是最大
的一个优点。
2 表尺也有误差,原因在于如果目标位于两个表尺距离中间就有可能无法命
中。比如,距离19米,装定18米时近失弹,装定20米时远失弹。
3 需要考虑目标和标准长度的差异,比如,目标实际长度1.25米那么判断就需
要估计远一点。
4 目标的角度差异,这个不用多说,因为目标不会老是把侧舷对着你。
5 相对航向和航速。没办法,这部分只能靠大脑和经验完成“火控计算机”的
工作了。
6 在目视的情况下,可以自己估计距离算出角度射击,这是最简便的一种方法。
7 必须强调并严格约束交战双方的比例速度和武器比例尺寸!这是很重要的一点
,试想,如果装备了这样一套射击系统的模型战舰,遇上速度1m/s以上,并且装
备鱼雷之类武器准头奇差但威力奇大的船。那么,前者就不免显得太笨拙和可笑
了。
B 火炮
不论使用前述的摄像瞄准还是直接目视瞄准,火炮的本身的性能都至关重
要,都需要火炮持续射击时,射弹的落点不发生巨大的变化。现有的条件下,我
能做到的就是:
1 保证发射药的重量一致,弹头重量一致。这些需要借助于天平。
2 弹头的尺寸。现在由于缺乏理想的炮管,不得不在弹头和炮管间留有间
隙,这个间隙的大小对射程和炮管寿命有很大影响。
3 发射药的质量和动能弹头的质地,这个可以通过一次性的大批量屯积来解决。
请注意,上面所说的更针对的是发射动能弹的滑膛炮。事实上,根据我的一
些试验来看,5毫米上下的动能弹对于1米左右的战舰模型的伤害微乎其微,即使
是目标不具备完善的水密隔舱和排水系统时也是如此。由于金属具有延展性,被
射弹击穿后一般不会剥落或碎裂,仅留下等径的弹孔(这也同时说明,金属舰体
和装甲对动能弹的防御效能,要优于玻璃钢或木材)。只有一种情况,即在水线
以下被命中以后并形成贯穿才会很快沉没。但是这对射弹动能和射击准确度要求
很高,而且加强模型装甲并不困难。所以这种情况只有在极近的距离上时在可能
出现,并不具备广泛性。尽管如此,根据中学就学过的动能公式,如果使用次口
径弹药大幅提升初速,滑膛炮仍然是模型炮中穿甲能力最好的。另一方面,由于
不用加工膛线,在机加能力相同的条件下,滑膛炮比线膛炮能达到更好的加工精
度。在对手装甲厚重的情况下,用次口径炮弹攻击装甲后的接收机,舵机或驱动
齿轮之类的软目标,从而使对手迅速丧失控制力和战斗力,也是不容忽视的。
与攻击力比较片面的滑膛炮相比,我对线膛炮寄予了很大的期望。尤其是发
射有一定穿甲能力的爆破弹,和线膛炮与生俱来的远射能力。在试验中我发现,
即使是1克左右的装药对于相对密闭的狭小船舱也有很强的爆轰效应,能够对焊
接或粘接(有一个结论英国人60年前说对了——铆接的结构抗破坏能力是最好
的!)船壳甚至骨架形成相当大的破坏,爆炸后飞散的弹头破片就象霰弹一样横
扫船舱。从这个层面上讲,理想的弹头壳体材料是自己铸造的再生铝——质轻而
易碎。能装填较多的装药,且易于形成锋利的破片并达到很高的飞散速度。而在
穿甲性能方面,则需要在弹头的前部铆接较重的铁质弹头,作用有3点:
1 保证弹道末段也有足够的动能击穿装甲。虽然速度比质量更易于提升动能,
但是射弹飞行时,空气阻力也是随速度增加而增加的,但射弹的质量则不会发生
变化。因此,在射击距离比较远的情况下,初速较高但较轻的射弹比初速较低但
较重的射弹更容易损失动能。这里需要强调的是,现代坦克炮所使用的长杆次口
径尾翼稳定穿甲弹,都是在射程很近的场合(2-5 Km)。
2 保证安装装药和引信后,射弹重心仍然靠前(较风压中心而言)。这样使射
弹更稳定,在膛线赋予射弹的自旋不够(欠稳定)或者过大(过稳定)时靠前的
重心有利于在弹道中后段纠正弹道(尽管这在后一种情况下作用很有限),保证
以正确的姿态撞击目标并起爆。
3 较硬的弹头更容易撕裂装甲,这个我想不用赘述。需要补充的是,我预计未
来射弹的初速不大可能超过100m/s(线膛炮/爆破弹)。因此,可以不用考虑风
帽。
滑膛炮能够实现很高的炮口动能但不能赋予射弹飞行的稳定性,所以滑膛炮
弹往往采用尾翼稳定的方式。但是,这种结构不易加工且容易损失速度,更容易
受风的影响。因此远距离射击精度很差,打击能量也较低。线膛炮能达到很高的
命中精度,射弹没有气动部件,外形简洁速度衰减慢,装药弹头的爆破威力不受
速度影响,从而具有更大的杀伤效能。因此,我有理由相信。线膛炮更适用于战
舰模型装备。但是我也不得不承认,这一领域的进展目前困难重重。有效的引信
研发和膛线的加工是模型线膛炮技术的关键。尤其是机械撞击引信,在安全性和
起爆可靠性之间需要一个合理的折衷。
最后我想提及的是驻退机,这是一个容易被忽视的方面。但是,根据以往的
试验,该装置对于安装在战舰上的模型炮不仅必须而且非常重要。
历史上火炮驻退机发明的意义绝对不亚于膛线或后装炮的发明。它保证火炮
能够迅速复位并以较高的射速持续开火。安装于战舰模型的火炮射击时会产生很
夸张的横摇,即使是安装有大型舭龙骨的四方舰体也是如此。毫无疑问,这样的
火炮不具备持续精确射击能力。最简单的解决方法是利用弹簧,并使用套筒或滑
轨结构的炮尾。较高级的设计也很容易实现,一些1/10或1/8遥控车用避震器本
身就是性能优异的液气止退器。
C 战术
模型炮的外弹道性能是决定射击效能的另一个重要因素,并且在历史上曾经
出现过两种不同的命中杀伤思路:英国的低速重弹和德国的高速轻弹。需要指出
的是,两者都是以采用自旋稳定的穿甲爆破弹为前提。前者强调用较重的炮弹和
较大的命中角度打击对手脆弱的水平甲板;后者则以低伸的弹道和高速飞行的炮
弹而获得较高的命中率。在60年前那场经典的丹麦海战中,两者似乎都达到了预
期目的——英国人用口径较小的45倍口径14英寸火炮贯穿了BISMARCK的舰艏油舱
并震坏了一部分轮机设备;德舰则在处于劣势的情况下使用52倍口径14.96英寸
火炮首先命中并迅速击沉了胡德。值得注意的是,英国14英寸火炮不足以击穿德
舰的水平装甲。
我们研究模型炮是目的,是希望装备这种微型武器的战舰模型具有有效的攻
击力。更进一步讲,就是要求火炮系统能够击沉目标或迅速瓦解对手继续的反击
和航行的能力 。我们在威力和命中之间需要作出权衡。但是,必须承认的是战
舰模型远比其仿制原形更难用比例化的武器摧毁。因为较小的尺寸将赋予相同材
料更优秀的机械性能。另一个因素,弹药和燃油的安全性也大为提高,电机推进
的战舰没有可燃物,电池本身就是性能优异的装甲。模型炮几乎不存在自身弹药
殉爆的可能。除非,加入一个严格的限定——那就是要求电力仅仅用于控制,交
战双方的战舰必须依靠蒸汽推进!我认为,仅仅这一点就足以迫使设计者将在速
度、火力和防护上作出自己的权衡,并最终在战舰模型上产生多样化。
写到这里,我所设想的未来以比例战舰模型组成的舰队决战情景也逐渐明晰
起来:
双方由统一比例的战舰模型组成(这里假设为1/150),双方国籍、时代、
舰名(同一艘战舰在任何一方不得重复出现)一致且总吨位相同,赛前进行占
40%的外观以及原距离长时间编队航行评分。战列巡洋舰以上级别战舰由双人双
遥控器操纵(舰长/炮长),并装备5毫米左右口径(可以确定出一个换算系数)
线膛炮。重巡洋舰以下装备滑膛炮,以保证2-4毫米的小口径炮也能打穿绝大多
数对手的装甲。使用活塞式蒸汽机或蒸汽轮机,使用挥发性燃料,燃油储备足够
保证交战时间内使用。长度小于800毫米的驱逐舰或其它舰只为了确保作战效
能,允许使用电力推进并使用装药量不大于5克的电动鱼雷,但航速必须被严格
限制在原型的比例航速以下!
双方同时进入作战水域(面积不小于150*150米明确标示,且环境多样,比
如单纯水面或岛群,但赛前不得公布),可规定战略背景。交战时间共90分钟,
上下半场。中场15分钟允许返回战场以外的各自码头补充弹药、燃油以及有限的
维修。如果一方的指挥官有理由认为己方战舰状态较好,也可以借此机会进行机
动,封锁对方,但不能开火。105分钟以内,对于无力返回己方码头或根本丧失
航行能力的舰只,外界不得组织打捞或救护。也就是说在交战90分钟和中场的15
分钟内,除了交战双方舰只,任何外界船只不得进入作战水域。交战中不限制双
方战术,炮击、鱼雷、水雷、冲撞均可,即仿制的历史原型舰所具有的全部作战
能力。
战后由裁判组根据双方战术、受损实际情况或完成战略背景目标的程度以及
赛前外观评分判定胜负。
以上仅在火炮层面,就我以往的设计、制作、试验和设想对模型火炮的原
理、制造以及应用作了较为全面的描述。并不涉及将自动火炮和装填机构、遥控
设备、射击平台、电气驱动以及装甲防御等模块视为整体以后产生的一些全局性
调整和影响。
最近自己在生活的一些方面很是不顺心,只是觉得人的一生真是容易遇到太
多的波折,太多操心的地方。能关起门来静下心来做模型的人真是幸福!航海模
型方面的一些设计和制作也因为心情的关系停止了,只想将自己以往对模型火炮
的看法和见解好好整理一下。写出来和朋友们交流,看看大家的意见,抛砖引
玉,愿为有意者识之。 |