气缸

英美谈之色变的长矛简析九三式鱼雷的起

发布时间:2023/5/17 13:40:13   

英美谈之色变的日本“大杀器”

展示于美国海军部外的九三式鱼雷(缴获于瓜岛克鲁兹角)

氧气动力鱼雷(日文称酸素鱼雷),是旧日本海军在第二次世界大战期间,装备和使用过的最成功,同时也是最先进的武器。其中,最基本且最主要的型号为:九三式鱼雷,其正式名称为“六十一厘米九三式无气泡氧气动力鱼雷”(西方称其为Longlance——“长矛”)。由于这种鱼雷,有着射程极远、“雷迹”难以被发现、威力大等特点,所以一直让美、英海军感到恐惧和困惑,甚至有些谈之色变,而且直到战争结束之时,他们依旧没有搞清楚这种武器到底是怎么一回事。今天呢,咱们就来聊一聊,旧日本海军的“大杀器”——九三式鱼雷。

日本的假想敌

《朴茨茅斯和约》签署现场(上)及条约文件(下)

年9月5日,在美国总统西奥多·罗斯福(TheodoreRooseveltJr)的调停之下,日本和俄国在美国缅因州、基特里附近的“朴茨茅斯海军基地”签署了《朴茨茅斯和约》,结束了日俄战争。日本能在这场战争中获胜,旧日本海军可谓是起到了决定性的作用,对马海战的胜利,决定了战争的走向,它促使俄国开始准备与日本进行停战谈判。基于这个事实,旧日本海军确立了新的“建军方针”及“国防方针”,即拥有一支规模超过日俄战争“六六舰队”(由六艘战列舰、六艘装甲巡洋舰组成),将美国和德国列为未来的假想敌。年4月,新的假想敌在经“天皇”批准的《帝国国防方针》中被确定下来:第一位依旧是俄国,而接下来则为美国、德国和法国(没有英国是因当时两国属于同盟关系)。

年12月16日,离开汉普顿锚地的“大白舰队”

年12月16日,美国海军根据总统西奥多·罗斯福的命令,派出一支由16艘战列舰以及一些辅助舰艇组成的舰队,从汉普顿锚地出发,开始了环球航行。由于这支舰队中战列舰的两舷,都被漆上了象征海上和平的白色,而舰艏则装饰着红白蓝三色的横条,所以这支舰队又被称为“大白舰队”(GreatWhiteFleet)。

停泊在横滨的“大白舰队”

横滨港欢迎“大白舰队”到来的日本人

年10月18日,“大白舰队”抵达横滨,时任旧日本海军军令部长的东乡平八郎,在“三笠”号战列舰上举行了欢迎仪式,并强调了日美友好。10月25日,“大白舰队”启航前往下一个港口。西奥多·罗斯福总统派遣“大白舰队”访问日本,很大一部分原因,是想震慑一下这个让自己感到有潜在威胁(日俄战争日本表现出的实力)的国家。当“大白舰队”离开日本之后,表面上日美双方之间的关系大为缓和,但实际上,旧日本海军内部,却表现的非常紧张:如果实力强大的美国海军攻击日本的话,那旧日本海军要达到怎样的规模,才能与之相抗衡呢?

关于“大白舰队”访日的海报

“七成舰队”与《华盛顿海军条约》

佐藤铁太郎

自“大白舰队”访问日本后,旧日本海军便开始具体研究对美策略。年12月,日本海军大学校长佐藤铁太郎发表的《国防策议》中,提出了一个“七成舰队”理论。即旧日本海军的规模和实力,只有达到美国海军舰队的70%,才能在未来可能爆发的战争中,与美国太平洋舰队、大西洋舰队进行决战,并取得两次海战的胜利。至此,“八八舰队”的构想,和“七成舰队”理论,成为了旧日本海军的重要理论支柱。

华盛顿海军条约会议现场

年2月6日,美、英、法、意、日五国,在华盛顿签订了一份关于限制海军军备的条约,这就是《五国关于限制海军军备条约》(又称《华盛顿海军条约》)。该条约规定:美、英、日、法、意五国主力舰总吨位之比例为5:5:3:1.75:1.75,即旧日本海军只能达到美英海军的六成兵力(60%)。虽然最初,日本参会代表加藤汉治并不同意这一比例,但为了维持与美国的关系,还是签署了这份条约。

《华盛顿海军条约》的签订,加深了日美之间的对立情绪。年2月28日,裕仁皇太子(即后来的昭和天皇)批准的《帝国国防方针》中,认为日本要重点防备与美国可能爆发的冲突,并在一同批准的《帝国用兵纲领》中,旧日本海军决定将“舰队决战”变为“渐减迎击作战”。

“大和”号与“武藏”号战列舰,就是旧日本海军为届时的决战所准备

“渐减迎击作战”,是日本明知国家总体实力,无法与美国相抗衡的情况下,采取的一种战略。如果与美国开战,日本应首先攻击并占领美国在菲律宾、关岛等地的前哨基地,吸引美国太平洋舰队从本土出发,支援西太平洋。在美国太平洋舰队横渡太平洋这一漫长航程中,日本将使用除主力舰以外的驱逐舰、航空母舰等水面舰艇部队,与潜艇配合,通过反复攻击来层层拦截、削弱美军实力。最后由战列舰组成的主力舰队,与已经“伤痕累累”的美国海军太平洋舰队,在小笠原群岛海域、马里亚纳群岛海域或是马绍尔群岛海域,进行一场类似于对马海战似的大决战,彻底打败美军。

随后,旧日本海军就按照这一战略,开始进行各项训练。同时,也开始着手研制各种在这种战略下使用的武器,而氧气鱼雷,就是其中最为重要的一种装备。

“来无影去无踪”的氧气动力鱼雷

碰杆式水雷

罗伯特·怀特海德

鱼雷,起源于19世纪末出现的一种碰杆式水雷。世界上第一种真正意义上的鱼雷,是由英国工程师罗伯特·怀特海德(RobertWhitehead)于年发明的“怀特海德”(Whitehead)鱼雷(又称“白头鱼雷”)。这种鱼雷使用压缩空气,来驱动活塞发动机,作为鱼雷推进的动力,航速只有7节,最大射程只有米。年,美国工程师弗兰克·麦克道尔·莱维特(FrankMcDowellLeavitt)将“怀特海德”依靠压缩空气驱动的活塞发动机,换为依靠空气和燃料混合燃烧来产生动力的内燃型发动机,“热动力”布利斯-利维特Mark1鱼雷诞生了(之前的“怀特海德”鱼雷,就成为了“冷动力”鱼雷)。这种鱼雷的航速可达27节,最大射程可达米,较前者有了质的飞跃。

“怀特海德”鱼雷结构图,这种鱼雷属于“冷动力”鱼雷

围在“怀特海德”鱼雷前的阿根廷水兵

“热动力”鱼雷的动力系统,后来经过发展,又分为了两种,一种是“干式热动力”鱼雷,即纯靠空气与燃料混合,喷入燃烧室点燃,依靠高压燃气来驱动扭杆,继而带动螺旋桨推进鱼雷前进。另一种是“湿式热动力”鱼雷,即在空气和燃料混合燃烧之际,向燃烧室喷洒水雾产生水蒸气,使燃烧室内的高压燃气急剧膨胀,以增加动力输出。由于“湿式热动力”鱼雷的速度更快,射程更远,所以逐步代替了“干式热动力”鱼雷,成为20世纪初最先进的鱼雷动力系统。

布利斯-利维特Mark7型鱼雷,属于一种“湿式热动力”鱼雷

虽然这种“湿式热动力”鱼雷,在当时各国海军技术人员眼里,是一种性能已经发挥至极限的产物,但它还是存在以下两个缺点:

1.要想使其射程增大、威力增强,只能通过增大鱼雷体积来达到这一目的,但这势必会影响搭载它的舰艇(例如驱逐舰,将会失去应有的机动性,从而难以发挥其威力)

2.空气是由78%的氮气、21%氧气、还有1%的稀有气体和其他杂质组成的混合物,而对于燃烧来说,只有氧气有用。这就造成“干式热动力”鱼雷其发动机在运转时,会排出那些无法燃烧的惰性废气,导致留下长长的“雷迹”,增大鱼雷被发现的概率。

经过研究,使用纯氧代替压缩空气助燃的效率是最高的,它有以下三个优势。

1.在相同体积压力下,可容纳5倍的氧化剂,这样射程会增加。

2.使用纯氧之后,其容器的尺寸可以缩小,这样就能为战斗部提供更大的空间,威力也会相应的增大。

3.因为排除了不溶于水的氮气,所以发动机燃烧产生的废气,仅剩可溶于水的二氧化碳与水蒸汽,导致鱼雷的“雷迹”减少,降低鱼雷被发现的概率。

虽然使用纯氧,可以提供上述三个优势,但是各国海军技术人员在实际操作时发现,氧气在狭小的空间剧烈的燃烧的话,就会变为爆炸。在这种情况之下,各国海军技术人员在屡遭挫折之后,陆续取消了用纯氧作为鱼雷发动机助燃剂的研究。

九三式鱼雷

但在这种情况之下,日本人还在坚持着。后来,旧日本海军工程师发现,如果先使用50%的氧气和50%的空气混合成压缩气体,进入燃烧室燃烧,后再逐渐提高氧气纯度,最后实现纯氧气燃烧,就不会发生爆炸。在解决最大的问题后,年,日本成功研制出世界最先进的氧气鱼雷。因为当时是和历(或称神武纪年)年,所以这型氧气鱼雷,被命名为九三式鱼雷。

九三式鱼雷规格及大致结构

规格

九三式一型或二型鱼雷(用于巡洋舰或者驱逐舰),全长9.61米、重2.7吨、直径毫米。最大航速为每小时52节,在每小时36节的航速下,有效射程可达米,在每小时48节的航速下,有效射程可达米。战斗部的重量为公斤。

九三式鱼雷

九三式三型鱼雷(用于驱逐舰),全长9.61米、重2.8吨、直径毫米。最大航速为每小时52节,在每小时36节的速度下,有效射程可达米,在每小时48节的速度下,有效射程可达米。战斗部的重量为公斤。

大致结构

九三式鱼雷的结构,大致由战斗部、燃料室、设备发动机室和同轴反转螺旋桨组成。

九三式鱼雷结构图

战斗部:由长度为1.4米,重公斤的“弹头”组成。“弹头”采用90式触发引信(太平洋战争爆发前)或2式触发引信(战时),内装公斤九七型炸药。这种炸药,是日本专门为九三式鱼雷开发的,它由60%的三硝基甲苯(TNT)和40%的六硝基二苯胺组成。与英国的铝末混合炸药、美国的HBX炸药相比,九七型炸药在水中的破坏力要差。

燃料室:由氧气舱和煤油舱组成,外壳厚度为12毫米、长度4米(占鱼雷全长的三分之一以上)。其中,储存有压缩氧气的氧气舱(第二空气室),有3.48米长,装有公斤纯压缩氧气。有资料显示,这个氧气舱,采用镍铬钼钢(早期装甲钢),通过切削、挖空等工序制成。紧挨着氧气舱的是一个长0.5米、装有升、重达公斤的煤油舱。在与设备发动机舱相连接的部位,还装有一个防止逆流并保证气体固定压力的压力调节阀,和一个压缩空气罐。这个压缩空气罐内,装有13.5升的压缩空气(用于最开始启动发动机)。

九三式鱼雷的设备发动机舱细节图,驱动轴部分,可以看到各种管线十分复杂

设备发动机舱:鱼雷的壳体,是由厚度为3.2毫米的钢板(后部只有1.8毫米)焊接而成,具备防水的能力。而在发动机舱室这部分的钢板,则不具备防水的能力,其目的是在鱼雷运行过程中,用海水来冷却发动机。设备动力舱,由启动燃烧室、舵机压缩空气罐、深度计、双缸活塞发动机、陀螺仪等一系列为鱼雷提供动力、控制航行状态的设备组成。

“回天”一型人操鱼雷的动力装置,其直接使用了九三式鱼雷的发动机

其中,启动燃烧室,是供压缩氧气与压缩空气混合的区域,为助燃剂进入主燃烧室做准备。双缸发动机,则属于一种“湿式热动力”发动机(在氧气与煤油燃烧的过程中,还会喷洒海水以提高水蒸气量),其输出功率有分为三种,分别为匹马力(航速在36至38节)、匹马力(航速在40至42节)和匹马力(航速在48至52节)。

这台发动机,在维护起来非常麻烦,必须仔细清理保养。如果在发动机那些复杂的气管中残有油污,容易引发爆炸。因此,九三式鱼雷在维护方面,最重要的工作就是清理那些气管,而这,能花上4到5天时间。舵机压缩空气罐,由两个总容量为40.5升的压缩空气罐组成。其内部充满压缩空气,用来保证垂直方向舵、水平方向舵按照设定的航向和深度运行。一般情况下,鱼雷的定深计设定为5米。陀螺仪,它在发射时才会启动,主要是用来修正航向以让鱼雷命中瞄准好的目标。该陀螺仪,是一个直径15厘米,厚7至8厘米的厚圆盘,启动后,会以每分钟转的速度来旋转。

尾部的同轴反转螺旋桨

同轴反转螺旋桨:由两组四桨叶的螺旋桨组成。在驱动轴的带动下,一个以顺时针方向旋转,另外一个以逆时针方向旋转。之所以这样设计,是为了抵消旋转扭矩来帮助稳定鱼雷航向。

九三式鱼雷的启动流程

九三式鱼雷在被推出鱼雷发射管、进入海水中之后,设置在雷体表面的点火装置,受海水压力开始工作。

点火装置开始工作后,煤油舱内的煤油流出,并被燃料分离器雾化,在压力的作用下进入发动机燃烧室。而储存在氧气舱内的压缩氧气,则通过自身压力进入启动燃烧室,与从压缩空气罐内排出的空气相混合。在混合的同时,一部分空气已经提前进入发动机燃烧室,与雾化的煤油点火燃烧。此后,启动燃烧室内纯度并不高的助燃剂(氧气与空气混合)进入主燃烧室,并逐步变为纯氧气。

“吹雪”型驱逐舰发射九三式鱼雷,可见其右舷的三条白线,在发射最初的至米,还是会有“雷迹”出现

在氧气与煤油燃烧过程中,会有海水通过喷射口进入主燃烧室,在为燃烧室内降温的同时,提高蒸气量,与燃烧形成的高温高压燃气一同,推动双气缸内的活塞交替运动。而产生的动力,则通过一套齿轮组,将横向的运动,转变为纵向运动,并通过驱动轴,驱动尾部的反转螺旋桨旋转产生推力,推动鱼雷前进。

上述结构特点,使得九三式鱼雷一经问世,就成为了当时世界上最为先进的武器。旧日本海军方面,也对其非常的重视,不仅将“雷击战”这一作战方式,变成了一种非常重要的作战方式,还在其基础上,开发了装备于潜艇、飞机的鱼雷。而至于这些改型,咱们下篇再说。



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