多铆蒸钢，大舰巨炮！
大即是好，多即是美！
亿万炮塔，亿万荣光！
坚甲巨炮的战列舰，是海军迷最纯粹的信仰。通过密密麻麻的机械互相配合操控着几门硕大无比的火炮，用火药把金属，炸药，烈焰，冲击和死亡掷向敌人。不玩虚的远程打击与精确制导，比拼的就是钢铁与火焰的碰撞。战列舰是人类工业文明的史诗，让一艘四万五千吨的巨舰带着九门406毫米的巨炮以33节的高速驰骋征服在大洋之上，这本身就是一件无比浪漫的事情。
大舰巨炮是男人的浪漫！
那么，问题来了——
你知道这几门巨炮对于战列舰的历史与发展吗？
巨炮是怎样炼成的
大口径的火炮是一艘战列舰的灵魂，可以说这艘大船就主要是为了伺候这几根粗管子而存在的。那么锻造这种火炮，有多难？
简单来说——
(1)先铸造一个长条形的钢坯
(2)然后锻造成圆柱形
(3)最后上铣床，开内孔，处理外表面等等就差不多做好了。
看起来很简单对不对？大错特错！如果深入这三步里深挖工艺步骤，光是刻制膛线这一个环节甚至就足够秒杀当今不少国家。
与中小型舰艇或陆上火炮的水压自紧技术不同，战列舰动不动三四百毫米口径的炮管炮身基本上是钢线式层紧，也称加热镶嵌法。基本工艺是先将已由镗削机打好孔的内筒在800度的温度下进行烧钝作业（类似于枪管的烤蓝工艺），然后放入油槽注入大约150石（一石约合180升）的专用油，然后开始进行加热硬化处理，再然后用5~10吨级的重气锤将内筒打入外层炮管，用卷线机在其外部紧密地缠绕钢线，让内外两层炮管紧密贴合，再再然后将烧热的炮口钢管和炮尾钢管套在刚线圈层外面，使其冷却后与内层炮管紧密贴合，最后在炮膛内削出膛线。
这种工艺最显著的特征，就是能看出这一根炮管有比较明显的多层质感
即便这样，在当时的技术条件下能撑得住大口径火炮咆哮的炮管可谓难上加难。比如1920年日本试制480毫米舰炮便由于强度不足而在试射时报废，著名的大和号战列舰的460毫米舰炮在减装药的情况下勉强通过试射。因此不少国家只能再通过内压增强炮身的强度多为炮管寿命续几秒，但就算如此，能承受标准战列舰的主炮压力30000kg/cm2的炮管寿命也在200~400发之间。
而且，由于火炮炮管造价昂贵，报废炮管拉到造炮厂很少直接回炉，一般是采取抽换内管后继续使用。先加热外层、冷却内层，剥离两层炮管―――用蒸汽锤慢慢把旧的内膛炮管敲出来，把新的内管插进去，再扩径自紧贴合。
大和号战列舰的460mm主炮
1939年二战爆发时，英国海军发现由于新式16寸MKII火炮的研发和制造都存在问题，“狮”级战列舰最早只能在43年服役。而乔治五世级在火力（14寸炮）等方面不是令人满意。这就出现了一个让海军迷都很熟悉的战列舰断档期。当时人们建议利用库存15寸炮和狮级的总体设计，打造一级技术成熟的战列舰，应对太平洋战场需求，这一方案也得到了议会的首肯（省事，更主要是省钱）。
而战列舰主炮之难并不只于此。战列舰的炮塔基本还要配置基线测距仪、航行时可保持稳定的电罗经、潜望镜式瞄准镜等数十件辅助配置，甚至还要有专门的火控雷达以及射击指挥塔。
为了方便一次性一气呵成讲完战列舰主炮主要构造件与辅助元件的发展历史，我们就通过一次“战列舰射击流程”——来看看这个巨型炮塔需要用到多少辅助元素、多少步骤。并在各个环节穿插其历史溯源，一睹战列舰主炮发展史。
最先测距
首先，我军战列舰航行在一片茫茫大洋上，伺机猎杀敌人。
突然遥远的地平线上有一个模糊的舰影——我军战列舰发现敌军战舰！
这时，比较老式的战列舰会先用人力望远镜粗略，先进一点的战列舰基本上有海搜雷达负责初步的侦查。
这种雷达其实说白了就是现在的大型长波预警雷达。由于当时技术条件的限制，以美军的CXAM-1海搜雷达为例，整台系统包括9台部件，再加上基座总计7500磅。天线尺寸高15英尺，宽15英尺8英寸，只有战列舰这种大家伙才配的起。
CXAM-1雷达
而到了二战，英美一堆MK13和274直接可以测距并引导射击。
二战美军Mk.13的雷达界面，已经有现代雷达的影子了
不管是用人力粗略还是测距雷达扫面。现在，我们的战列舰已经得到了敌军大致方位，开始进行测距(测向)环节，也称“光测”。
此时，测距人员刚爬上相当于十几层楼的舰桥顶，气喘吁吁的到了舰桥顶部的射击指挥所就位。
比较low一点或者早期一点的会使用光学测距仪
一般来说，战列舰的测距仪尺寸越大测量精度就越高，以至于大和级上的测距仪长达15m，而美国衣阿华级也有13.5米，就算是比较low的像俾斯麦级，也都有10.5米。
而测距仪的历史由来已久。一战前基本上都是最初期的简易测距，就是使用简易测角器或六分仪测量以测距者为顶点到对方已知长度的物体两端——例如桅杆或船长的夹角来计算距离，但是这种以目标尺寸为测距基线的方法需要知道测距目标的确切尺寸才能使用，而且误差大，速度慢，在远程射击时可以说很不靠谱。
最典型的代表就是杜梅里克计算器，这种模拟装置可以根据本舰的速度，敌舰的方位
随后测距仪的发展就产生了一次很有趣的历史碰撞——一战前，英国巴尔斯特劳德公司的基线合像式测距仪，几乎和德国蔡司公司的体视式测距仪同时上市。英式测距是把两侧物镜分别向单目镜投射目标上下半部的影像，测距员通过转动一侧物镜光路上的偏光透镜或棱镜组，使得上下部分影像相合，再通过偏光镜转动角度求出距离，而德式测距利用的是人眼对景深的感知，体视式测距机配备双目镜，两侧物镜获取的目标影像分别被投射到同侧的目镜，测距员通过手轮操作目镜里的游标，当测距员感觉游标与目标影像重合时，即可读出距离参数。
基线合像式测距仪
基线测距仪原理
体视式测距仪
这两种测距装置成了之后几十年战列舰测距仪器的主流，几乎说都各有各的优点，而各自唯一的缺点就是对测距员来说要经历很长时间的刻苦的训练，还需要一些天赋比如立体感强，两眼视力相当等比较苛刻的条件。但是在第一次世界大战后，除了英国之外的其他主要海军国家，在战列舰光学测距机方面都逐渐转向了体视式测距机。
然后是比较新型的、已经上了测距雷达的战列舰——
测距测向一气呵成
说起测距雷达还是离不开英国。在二战爆发后不久英国人就成功研制了实用化的多腔磁控管，并且从40年代开始广泛应用于雷达系统，多腔磁控管有效地将雷达发射频率提高到微波范畴，这样一来雷达的测距分辨率和波束指向性（与方位分辨率相关）都得到了极大的提高。同时，直观显示目标与本舰相对位置的PPI（平面位置显示器）也在英美海军得到广泛应用，测距雷达由此迅速走向了实用化。
而到了二战中期，基本上已经有测距雷达的国家也对战列舰设计十分熟练了，这时候他们会选择在战列舰的某处设计出专门的射击指挥塔，整合了火控雷达、测距仪等设备。
射击指挥塔（美）
测距仪与测距雷达的历史大致就是这些。那么我们现在回到海战，刚刚测距完成了，战列舰开始进入射击状态。
计算射击诸元
不管是光学测距还是雷达测距，完成这个步骤后战列舰会调整完航向，提高航速。射控会让舰桥报一下速度和航向，输入火控计算机。
早期火控计算机
此时，战列舰开始巨幅度倾斜晃动——正在调整完航向，提高航速，有必要的情况下还要配合舰队摆阵势、抢T头等。此时战列舰的射控单元已经让舰桥输入火控计算机速度和航向。随后射击指挥仪上传岛计算盘计算射击诸元。
现停于泰晤士河上的贝尔法斯特号战舰博物馆里的火控计算机
此时，火控计算机开始轰鸣运转，它会将所有参数进行计算——假设自身舰艇也在运动，火控计算机也会持续修正；如果敌舰变向变速，还需要继续观测并修正参数。实际上在火控计算机的辅助下，主炮群的射击是可以非常精确的，问题大部分都出在观测得出的数据误差上，所以能首发命中(跨射)是非常非常困难的。
火控计算机在20世纪初期就已初现雏形。当时的人们普遍用简单的机械计算装置就可以进行舰炮射击计算。到了30年代，海军出现了机械模拟式计算机（类似差分机），可比较准确地求取舰炮射击诸元。而到了40年代，机电模拟式计算机和炮瞄雷达装备舰艇，可迅速准确地求出舰炮射击诸元，并能控制舰炮对飞机等快速目标瞄准和射击。
火控计算机
在战列舰的发展史上，英美两国在火控雷达以及火控计算机方面都很强，互相借鉴的地方也很多，明显甩开其他列强。双方的最佳战列舰——“前卫”和“衣阿华”就是战列舰的最佳火控代表。相比之下，德国虽有距离方位精准度都够得上火控需求的陆用火控雷达，但天线太大上不了舰，天线改小了精准度又变差了。测距能符合火控水平，但雷达测方位角都嫌不足，校射能力则始终没有，舰载雷达技术上约落后英美两年，且研发及量产没有优先权。
火控计算机
而当时的日本也有磁控管，但功率小有效距离短，而且波瓣切换这种重要的测方位角技术一直没过关，雷达测距只能勉强提供参考，且存在与德国同样的问题，测角不足，无法校射，落后英美约三年，且基本无力量产。衣阿华在雷达火控方面相对于除英国以外其他国家的战列舰是有明显技术优势的。当然，这也不是能无脑吹的理由，在白天海况良好的情况下，光学测距在18000码的距离内精度完全足够，而且在射向测量方面，二战时期雷达仍然不如光学。所以衣阿华的雷达火控虽然在技术上完全领先，但在白天的实际作用所能带来的相对于其他战列舰的优势有限，不算完全逆天，只有在夜战和复杂海况之下才能相对起到明显作用。
前卫级战列舰
衣阿华级战列舰
而细分之下，各国战列舰也有着自己的流程风格与配置，比如美式火控系统通常有较完善的垂直稳定装置，能很好地修正舰体运动等带来的偏差，雷达技术上一开始虽然不能达到要求（只能测距不能测向），但射法正好可以和这方面互补，再结合诸如光学观瞄、飞机校射等辅助手段，在远距离上可以比较安全地倾泻火力——反映到炮术上就是追求在远距离上尽快取得足够多决定性命中，然后再一口气拉近距离摧毁敌人；而日式近代火控系统里所谓的三神器（测距仪、距离时计和变距率盘）则带有很明显的英式血统，依靠大量训练的“炮感”也可以达成比较理想的效果——反映到炮术上就是更追求远距离的首发命中致胜打击，电测射击也是把精度不算很高的雷达拿来做参考数据。
自动供弹机
好了，我们先把目光离开火控计算机的历史，放到现在的海战上——
此刻计算射击诸元完毕，下一步就是根据目标类型来决定弹药类型是打穿甲还是高爆了。庞大无比的供弹机会把相应的弹药会被提升至炮塔，然后进行装填。
而关于战列舰的自动供弹机，其也是一段精彩绝伦的历史。
早期的铁甲舰时代，英国人率先使用上了自动装弹机。注意，不是自动供弹，是自动装弹！
英国皇家海军铁甲舰“顽固”号的前膛炮炮塔
当时战列舰的自动装弹机，炮塔旋转至船体内侧时，调至俯角，由甲板装甲下的推弹机将药包和弹丸推入炮膛。炮塔再旋转至火线进行射击。这种火炮虽然实现了自动装填，但是每次射击后都要转动炮塔至装填线，费时费力，射速也比较低。但在19世纪的条件限制下，这仍然是了不起的工业设计装置。
剖视图可见其前面位置的供弹机
而到了后膛炮时代，装弹时需要将炮管调至仰角，将炮尾下沉，位于甲板下的退弹机将弹丸、药包推至炮膛。由于推弹机在甲板下，所以装弹时炮塔仍需要旋转至装填线，但相比之前而言，所需要的旋转角度大幅下降。
后膛炮时代的代表作，日本“矢岛”号战列舰
再往后随着后膛炮的口径越来越大，不少问题暴露了出来。最显著的就是推弹机在甲板下的设计导致装弹时炮塔仍需要旋转至装填线，沉重而巨大的炮塔旋转需要很长的时间。为了缩短装填时间，设计师们尝试将推弹机从甲板下移动至炮塔内来解决该问题。以当时意大利的翁贝托国王号战列舰为例，她的火炮扬弹机和推弹机安装在炮塔内，随炮塔而旋转，这样的设计解决了装填前需要旋转炮塔的问题，使得装填速度大幅提高，由于炮塔重量的上升，该炮塔装甲被大幅削弱，几乎为敞篷炮塔，火炮裸露在外。
意大利翁贝托国王号战列舰
意大利的翁贝托国王号战列舰的主炮
但是人们发现，虽然说将自动装弹机安装在炮塔内有效解决了炮塔固定角度装弹的问题，但是也带来炮塔体积大，装甲防护差，弹药存放于炮塔内安全性差等问题。为了解决该问题，人们再次把自动装弹机一部分装入甲板下，此时由于战列舰时代的大发展，各国设计水平与能力日渐成熟，当初摒弃的设计被现在有效的避免掉了弊端。因此再次获得甲板下自动装弹机装置的首冠战舰，是1898年英国皇家海军的光荣号战列舰。
光荣号战列舰的炮塔内仅保留了推弹机，弹药和扬弹机均安装在炮塔下的吊篮内，炮塔吊篮一共穿透5层甲板。通过一段式扬弹机将位于船体下层的弹药提至炮塔内，由推弹机进行装弹，由于扬弹机跟随炮塔旋转，所以实现了炮塔任意方向角装填，火炮定角装填，装填角为13.5°。
英国皇家海军光荣号战列舰
值得一提的是，1900年英国为日本海军建造的三笠号战列舰也使用了这种全新的自动装弹机，并让日本海军在日俄战争中的对马海战内大放异彩。但三笠号战列舰的实战也暴露了这种自动装弹机的问题——比如弹仓离炮塔较远，仅靠一根轨道分别将弹丸和药包提升至炮塔效率比较低，再比如由于轨道较为倾斜，火炮装填角为13.5°，高角装填，不利于近距离作战快速装填等。
对马海战中的三笠号战列舰
于是，英国皇家海军再次改良设计。后续的“可畏”级战列舰的扬弹机改为两段式增加了提弹效率，同时火炮装填角从13.5°降为4.5°，增强了近距离作战快速装填能力。这种结构直接影响了未来海军战列舰主炮数十年。
“可畏”级战列舰主炮结构
采用管式扬弹机既节约空间又方便输弹，在二战后期管式扬弹机逐渐成为主流。
由于弹丸通常采用立姿储存，如果将弹丸垂直运输将大大方便提弹过程，管式扬弹机由此而生。
该装置的火炮耳轴上安装有一个摆弹臂，管式扬弹机位于耳轴下方，摆弹臂垂直向下时，可从扬弹机中提取炮弹，然后摆弹臂转动至炮线角，由推弹机进行推弹作业，完成装填。这个结构也是现代舰炮自动装弹机的雏形，至今几乎所有中口径舰炮都是这个自动装弹原理。
装填与开炮
好的，现在视线回到海战，历经几十年发展的自动供弹机现在把炮弹呈上来了，下一步就是装填。
此时，枪炮长得到了主炮旋转角、俯仰角射击数据，射击时机进行调试。但如果该战列舰是比较新型的、采用了主炮射击指挥仪装置的话，那么数据会直接传输到各个炮塔，各个炮塔再根据收到的数据旋转炮塔、俯仰炮管，直至开炮。到了战列舰的最后期时代，基本上主炮指挥仪会跟一个瞄准镜联动，瞄准手通过这个瞄准镜瞄准目标，主炮指挥仪会自动带入方位角等数据，再根据解算后输入（或者自动输入）的方位变化率等参数，解算出炮塔需要旋转多少度、俯仰多少度，炮塔再依照这个参数进行调整，以“模拟”瞄准镜的运动方式。
随后，主炮开始怒吼！
当然，怒吼前还要考虑风速、弹种、装药量等问题。比如远射时，使用少量发射药，获得更高的弹道攻击水平装甲，火炮初速会较低。而近距离上可能使用极限装药量，提高火炮初速，获得最大的威力。这些数据要在该战列舰下水海试时就要按照不同情况挨个试射，算好参数编汇成册，装定诸元时可以直接使用。
二战时，战列舰主炮塔依然处于炮手要根据主炮指挥仪传来的数据调整俯仰角和方位角的时代。设计诸元瞬息万变，技术所限只能选某一个时间点进行解算，所以在主炮指挥仪传来的数据适合的那一刻所有主炮进行齐射的精度最高。
而且，第一波的齐射基本上是被称为“半齐射”的试射环节，即各个主炮塔各出一门火炮射击。通常情况下是前甲板炮群、后甲板炮群的轮流射击，也有前后主炮交替射击的情况。此时战列舰处于修正炮击误差阶段，前后炮轮流射击，可以让校射速度加快一倍。这时候火控人员会利用火控雷达观测弹着点，分析刚才的试射是远弹、近弹、跨射还是命中。一般战列舰的炮弹内会含有染色剂，使水柱呈现不同颜色，以便观测落点归属。避免观测了别人的水柱而进行错误的修正。
距离越大，弹道就越弯曲。目标在弹道上的垂直投影变短，火炮能够命中目标的俯仰范围非常小
这时候，战舰的火控雷达以及水上飞机会进行观测校正射击数据，负责修正射击诸元的数据。考虑到火炮的误差（散布）随射程增加，按照统计学原理，远距离交火时同时投掷更多的炮弹（采集样本数量），更便于测出与目标的偏差值。而转入效力射击后齐射也同样更容易先获得命中。
战列舰的水上飞机
战列舰的水上飞机
如果是直接命中，那么当然皆大欢喜（几乎不可能存在战列舰第一轮就命中的情况）。
如果是跨射情况，那么就意味着所有计算准确，落点覆盖目标，数学与物理学方面已经完成，剩下的就看运气了。此时战舰记录表会记载“XX时XX分，我舰试射命中目标或形成夹中(跨射)，全部主炮准备转入效力射击击沉目标。”也就是说，下一刻这艘战列舰会进行全部主炮齐射。
莱特湾海战中，正在被大和号炮击的美军甘比特湾号护航航母
齐射时每门炮虽说是100%同时开火，但大多数有自动延时机构装置，让多联装炮塔的每枚炮弹有0.1~0.3秒的间隔。虽然同时开火并不意味着炮弹之间就一定会互相干扰，但延迟0.几秒就意味着能够避免互相干扰，毕竟炮弹的尾流可是会延续几千米的，零点几几度的干扰也会让打到几十公里外的炮弹偏离三四百米。
如果遇到夹叉射情况（即既有远弹又有近弹），那么则还需要根据两者数据取中。
结语
海洋对于早期人类来说，是未知且危险的无边地带。但人类将长矛和弓箭带到船上时，征服海洋和主力舰的发展就从未停止。在漫漫征服大洋之旅中，主力舰也由最初的木制桅船演变成了上万吨的钢铁巨兽。伴随着工业革命的野心与狂傲，人类不管是征服对手还是征服自然的意志都愈发强大，战列舰因此诞生。
战列舰就是海权的象征，也是国运的象征。战列舰在征服中崛起，在巨炮的轰鸣声中迎接和平，依靠巨大的火炮以及皮糙肉厚的钢筋铁骨震慑对手，打败对手。时至今日，战列舰仍在用她的一生向我们诉说战争的残酷，工业革命的伟大，人类历史的变迁。
