【那是為甚麼】F-35A機炮迎重大升級，為何現代戰機還要裝備機炮 【那是為甚麼】現代軍艦 為何這麼慢，二戰時代軍艦航速已超40節

根據美國戰區網站3月22號的消息 先前因爲性能不佳而廣受質疑的美軍f35a戰機的機炮 終於得到了廠商改進 解決了先前的精度不足 以及可靠性差的問題 新式25毫米機炮被定名爲gaura 這也顯示出了美軍對f35機炮性能的重視 作爲一款先進的第五代戰機 f35爲什麼還要裝備機炮 以美國爲代表的各個軍事大國又爲什麼要在現代戰機上裝備機炮呢 在討論現代戰機爲什麼還要裝機炮前 要先定義一下機炮和機槍的區別 因爲在二戰結束前 其實是有許多戰機是既裝機槍又裝機炮的 而現代戰機纔是主要使用機炮 也就是俗稱的航炮 一般來講呢 機炮的口徑是在20毫米之上 但是也很少超過60毫米 能夠發射穿甲彈 爆炸彈以及具有燃燒效果的彈藥 機炮屬於重型武器 一開始呢 不是爲了步兵設計的 通常都被安裝在戰車或者飛機這樣的載具上 二戰爆發後 由於全金屬單翼飛機替代了用木料和織物製作的雙翼飛機 飛機的機身是越來越堅固 甚至還能夠在脆弱位置裝備 具有一定防護能力的裝甲 這樣一來 普通機槍對戰鬥機的殺傷能力就大不如前了 與此同時 戰機的飛行速度也變得越來越快 如果想要準確射擊飛機的某個部位 就變得更加困難 但如果命中敵機的是一枚帶有高爆彈頭的機炮炮彈 就很可能會破壞目標的機身結構 不論是穿透裝甲或者打爆油箱 都能夠非常有效的摧毀飛機 到二戰結束時 幾乎所有交戰國的戰鬥機都安裝了某種類型的機炮或者機槍 但美軍對空戰理念的設想顯然更加超前 到了冷戰開始之後 美軍甚至一度取消了戰機上的機炮和機槍 F-4鬼怪二就是最好的例子 這架在1960年年底服役於美軍的超音速戰鬥機就大膽棄裝了機炮 只用空對空導彈與敵機交戰 而與F-4同時期的蘇聯米格21卻依舊保留了一門NR30機炮 同樣 在1960年服役的英國閃電戰機也搭載了兩挺30毫米的AD-1N機炮 美國之所以要特立獨行 一方面呢 是因爲戰術理念發生了變化 另一方面則是F-4的性能足夠優秀 在20世紀60年代早期 美國飛機設計師和空軍決策者堅定的認爲 導彈決定一切的時代已經來臨了 以後的空戰模式 也就是戰機起飛 再用雷達搜索目標 只要實現鎖定就能快速發射導彈 然後脫離戰場 F-4戰機就是爲這種交戰理念而生的 它完全具備快速進入交戰區 在快速脫離戰場的能力 這款戰機的最大飛行速度達到了2.23馬赫 海平面爬升速度可以達到210米每秒 在1959到1962年之間呢 打破了15項飛行世界紀錄 這其中就包括絕對速度和絕對高度紀錄 F-4不僅擁有優秀的飛行能力 還配備了九個武器外掛點 可以搭載空對空和空對地導彈 正因如此 F-4在誕生之初就十分重視遠程攔截能力 對近距離格鬥則並不在意 這也和F-4的初始型號爲什麼拋棄機炮的原因有關 但最後的事實證明 F-4戰機不裝機炮真的是太激進了 雖然在理想狀態下 F-4可以使用高性能火控雷達進行遠距離目標搜索 並且跟蹤敵機 雷達可以引導中距攔截導彈 對敵方戰機進行視距外攔截 就算是有敵人僥倖逃脫 進入F-4戰機的視距範圍內 F-4也能使用紅外近距格鬥導彈將其擊落 在這種超視距作戰的設想下 美軍飛行員在交戰時根本不會看到敵機 敵機也飛不到F-4的面前 那麼還要什麼機炮呢 將這部分載重量空出來 多裝一枚導彈纔是更加明智的選擇 然而遺憾的是 當時的導彈命中率並沒有那麼高 雷達的鎖定能力也不好 特別是越南戰爭爆發後 現實給美軍當頭一棒 在越南戰爭期間呢 美軍空對空導彈的命中率非常低 就以AIM-7C麻雀三導彈爲例 在越戰期間一共發射了589枚 最後就只有55枚命中目標 AIM-7E導彈 因爲種種問題 其命中率只有令人沮喪的9.15% 被嘲笑爲燒火棍 紅外製導的AIM-9導彈命中率稍好 但是也僅爲17.9 完全無法滿足美軍的作戰需求 與此同時 越戰時期的美軍戰機呢 也沒有足夠的敵我識別能力 他們的確能在升空後找到目標發射導彈 但一不小心就會鎖定到己方戰機 當時的美國空軍 不論是空中管制水平 還是信息化程度都還比較低下 F-4戰機升空之後 也無法在目視距離外確認前方到底是不是敵機 在經歷過幾次慘痛的自相殘殺事件後 美空軍出臺了一項交戰規定 那就是戰鬥機必須在目視確認敵機的存在後 方可發射導彈進行攻擊的規定 可這樣一來呢 又束縛了美軍戰機進行超視距作戰的手腳 F-4戰機和F-105的優勢 本來就是飛得快 看得遠 能搶先一步發動攻擊 而目視確認規則出頭之後呢 美軍戰機就算提前感知到某個目標存在 也不敢貿然開火 等到雙方距離足夠近之後呢 發射導彈的最佳時機也錯過了 這樣一來 雙方近距離格鬥的概率就大大增加了 F-4戰機雖然也用導彈擊落過不少敵機 可一旦進入近距格鬥階段 沒有機炮的F-4就缺了最後一道攻擊手段 在體積更小的米格面前是處於下風 本身米格戰機的雷達還比不上F-4 可機炮射擊也不需要雷達呀 這就讓美軍不得不重新思考給F-4戰機裝上機炮的問題 正因如此 在後來出現的F-4E戰機中 還是裝了一門20毫米口徑的火神M61機炮 而那些沒有預裝機炮的飛機 也裝上了SUU-23A型外掛機炮吊艙 而且一掛就能掛兩個 這種吊艙配備了一挺六管加特林機槍 發射的是20毫米口徑彈藥 共備彈1200發 其理論最高射速能達到6000發每分鐘 但實戰中 一般會調整到5400發 火力相當密集 能夠很好的彌補F-4戰機的空戰短板 不過話又說回來了 美軍設想的導彈空戰理念也沒有錯 因爲越南戰爭結束後 空對空導彈的技術的確得到了很大發展 例如美軍的AIM-9L響尾蛇導彈和以色列的怪蛇三導彈 他們都是在20世紀80年代開始裝備部隊 這些紅外空空導彈採用了陀螺儀作爲傾斜穩定裝置 並且使用了靈敏度更高的梯化銀探測器 梯化銀呢 是一種金屬間化合物 屬於半導體材料 能與紅外信號相互作用 讓探測器迅速感覺到敵機的存在 不僅如此 以AIM-9L爲首的第三代空對空導彈還裝備了激光或者無線電進炸引信 能夠對敵方戰機進行範圍攻擊 這類導彈的機動能力也得到了增強 實現了導彈發射後的全向攻擊 除了正面對敵以外 還能攻擊側方敵機 到了這個階段 戰機的超視距作戰才漸漸成爲現實 機炮就成了名副其實的後備武器 很少會出場 但是呢 也不是不會被用到 比如1981年4月 以色列空軍的F-16A戰機就是用20毫米機炮擊落了一架來自敘利亞空軍的米八直升機 但這種少數例子也無法改變導彈成爲空戰主角的事實 在稍晚一些的1982年 以色列爲摧毀敘利亞在貝卡古地部署的地空導彈陣地 發動了一場空陸協同的大規模突襲 兩天空戰中 以色列空軍共發射了56枚AIM-9L導彈和三枚AIM-9P空空導彈 共擊落敵機 戰機是41架 導彈命中率高達69% 自此之後呢 世界空戰史就翻開了新的一頁 而到了20世紀90年代後 超視距理念就更是主流了 更先進的紅外空空導彈也相繼問世 例如美國的AIM-9M響尾蛇和俄羅斯的R-73等 它們着重加強了抗干擾能力 命中率又進一步提高 自此以後 現代戰機再裝備機炮 似乎就成了多此一舉了 其實歸根到底 現代戰鬥機繼續安裝機炮的原因無非就是實用和保險 機炮是戰機近距離格鬥能力的基礎 它在任何時候都是可以激發的有效武器 當敵機過於接近或者飛行員 因爲某種特殊情況無法發射導彈時 機炮都是戰機最後的攻擊手段 它作爲一種補充武器 能在戰機的導彈耗盡後提供基本自衛和攻擊能力 並且對於一些低價值目標 使用機炮攻擊還可以節省更昂貴的導彈 因爲機炮彈藥的成本幾乎可以忽略不計 如果要帶入高強度電子對抗環境與隱身作戰要求 機炮這種單純的機械運作武器也有其特殊價值所在 在高強度電子對抗環境中 如果戰機只能使用目視瞄準武器 那機炮呢就具有不可替代的優勢 因爲電子干擾設備可能會降低導彈的能效 而機炮發射的實體彈藥與雷達制導或者紅外製導的導彈相比並不會受到干擾 況且機炮本身並不是很佔體積 安裝成本也不高 戰機上多了一個具備多用途攻擊能力的武器 也是一種心理安慰 機炮不僅能用於空中作戰 而且還可以對地面車輛或者防禦工事以及海上小型艦船進行打擊 這種多功能性使得戰鬥機能夠完成更廣泛的任務 例如美軍經典的a10攻擊機 雖然它能掛載很多對地武器 但是人們對它的印象最深刻的攻擊方式還是那先有彈着點 再傳來開火聲音的機炮射擊場面 與炸彈攻擊相比 機炮的火網似乎有一種古典的浪漫 如果說的誇張一點 機炮的確對於敵軍具備一定的心理震懾作用 在某些衝突場合 機炮的使用會產生很大的感官刺激 機炮的響聲和視覺效應可以讓敵軍產生恐慌和混亂 並且隨着未來技術演進 下一代戰鬥機上的機炮可能會帶有更高級的目標跟蹤和射擊控制系統 說不定在將來的某天 戰機上的機炮就會像軍艦上的近防炮一樣 能夠預先計算導彈軌跡 實現導彈攔截功能 就目前來看 美軍的f35戰機以及俄軍的蘇57戰機都裝備了機炮 但他們的備彈量都很少 機炮可以射擊的時間甚至是不超過三秒 似乎成了一種象徵性的武器 至於第六代戰機是否應該裝備機炮 也歡迎各位在評論區留言 瞭解完現代戰機爲什麼還要裝機炮 下一期的那是爲什麼欄目 讓我們探討一下現代軍艦的航速 爲什麼停留在了30節左右 難道軍艦的速度無法更快了嗎 感謝您的陪伴 我們明天不見不散 在聊今天的話題之前呢 我們先來看一組簡單的對比數據 首先是法國在20世紀30年代服役的空響級老式驅逐艦 其最高航速呢 是達到了45節 相當於83公里每小時了 無獨有偶 日本在1941年下水的導風號驅逐艦 最大航行速度也超過了40節 與這兩款二戰時期的軍艦相比 現代軍艦速度普遍在30節左右 爲什麼現在軍艦的速度還沒有當年快 今天我們就來聊聊這個問題 對於一艘軍艦來說 影響其航行速度的因素呢 主要來自兩方面 一方面就是船舶能夠獲得多少動力 另一方面就是減少船舶本身會拖慢速度的設計 簡單來說呢 就是軍艦所使用的輪機引擎功率要大 而軍艦的外形又要儘可能細長 當動力和船身相結合之後 就需要尋找一種最佳的搭配比例 既要讓軍艦達到一定的行駛速度 又不至於影響軍艦正常作戰 因爲軍艦的大小與噸位固定後 裝太大的輪機反而會減少武器裝備的空間 首先 這艘軍艦的發動機功率要夠強 只有動力足夠 軍艦航速才能快起來 早期風帆時代 由於軍艦缺乏自主動力 歐洲國家的軍艦速度普遍都很慢 最快也只能跑到十七八節 大約每小時30公里 而到了蒸汽輪機時代 鐵甲艦的航速比風帆戰艦有了穩定提高 比如舊日本海軍的吉野號 最高航速能達到22節 等到了二戰時期 軍艦航速已經提升到30節的等級 例如美國的約克城號航母 在1937年9月服役 使用了九座巴布科克威爾科克重油鍋爐 擁有了超過12萬馬力的最大動力輸出 就算滿載排水量超過25000噸 也能以32.5節的航速進行航行 相當於每小時前進60公里 現代軍艦通常配備強大的燃氣輪機或者核動力裝置 以提供足夠的動力 可是到了這個階段後 雖然軍艦都不再爲動力發愁了 速度也就在30節左右僵持住了 沒能實現平均速度40節或者50節的跨越 以美國尼米茲級航母爲例 裝備了兩座西烏A4核反應堆和四座蒸汽渦輪發動機 能夠獲得將近26萬馬力的推進功率 但尼米茲航母的最大航行速度也就剛剛超過30節 出現這種情況 一方面呢 是因爲現代軍艦的噸位提升 另一方面則是因爲物理因素的侷限 在同等動力水平下 當然是軍艦越大跑得越不快 例如二戰的日本海軍的大和號戰列艦 擁有四臺蒸汽輪機帶來的15萬馬力 動力儲備在當時非常領先 可是大和號的滿載排水量是超過了72000噸 所以最大航行速度也只有27節 還沒有同時期的巡洋艦速度快 除了船隻重量太大 拖慢速度以外呢 星波阻力的存在也是阻止現代軍艦進一步提升航行速度的難點 在軍艦向前行駛時 艦首會對海水施加壓力 把水劈開而前進 於是就激起了一組跟隨着軍艦前進的波浪 這就是首波 與之相對應的還有軍艦的尾波 當軍艦向前前進 船首不斷劈開前方水波時 海水就會在船尾流出一個低壓區 由於低壓區的存在 船尾的海水也會流向這個波谷 形成一種尾波 能量是不會憑空產生 憑空消失的 船體航行在製造出首波和尾波 實際上已經花費了額外的能量 這就是軍艦航行時遭遇的星波阻力 星波阻力與軍艦航速的正相關關係 根據實驗數據 當軍艦航速增加時 星波阻力也會隨之增加 這可能是因爲船舶在低速時 星波阻力主要是由摩擦阻力和波浪形成的渦阻力組成 而在高速航行時 船舶的波浪阻力呢 就開始佔據主導地位了 對於那些航速超過50節以上百公里時速航行的高速船舶來說 星波阻力甚至能佔到總阻力的50%左右 而這種阻力給軍艦帶來的煩惱呢 就在於 星波阻力的提升並不是線性的 而是在航速30節左右時猛然提升的 比如 普通戰機提速到每小時800公里以上時 會逐步出現接近音障 出現操作性下降和速度停滯問題 一艘軍艦如果想要高速航行 也會在30節左右遭遇星波阻力的波浪 想要越過波浪再快5節 就要比從25節提升到30節難得多了 雖然通過現代飛行技術也能造出超音速戰機 但這也就是因爲戰機的速度對戰鬥力影響很大 現代戰機也需要快速部署到戰區的能力 而要不要製造出超波速軍艦 讓軍艦頂着星波阻力高速航行 在現代就會成爲一個問題 如今花費更多金錢和時間製造高速軍艦 似乎就不是那麼划算 這與現代軍艦的角色變化有關係 現代海軍在作戰模式上已經與二戰時期有了很大的區別 二戰軍艦採用的是艦炮爲主 魚雷爲輔的戰鬥方式 在這種情況下 航速對於作戰艦艇的意義就非常大 因爲速度更快的軍艦可以更快搶佔有利的海戰位置 比如反潛陣位或者開火陣位 畢竟在非制導武器時代 有利陣位是非常重要的 炮彈並不能鎖定敵艦的油庫與彈藥庫 如果炮口正對着敵艦正面 就更加無法命中什麼有價值的部位了 所以二戰及二戰前夕的作戰艦艇在航速方面都是比較注重的 與之相對應的 還有動力系統佔艦體空間比例也比較高 不僅如此 二戰軍艦的火炮射程也是非常有限 即便是裝備305毫米以上口徑主炮的戰列艦 交戰距離一般也要縮短到25公里以內 才能儘可能的提高命中率和殺傷效果 因此二戰軍艦會盡可能的追求高航速 而到了冷戰時期後呢 核潛艇的出現嚴重威脅着水面艦艇 蘇聯甚至發展過航速超過40節的661型核潛艇 最大航行速度達到了44.85節 相當於時速83公里了 在那段時間呢 美國和蘇聯爲了達成對彼此核潛艇的速度優勢 驅逐艦和護衛艦的航速普遍也是比較高的 都會盡量維持在30節以上 他們都是以強勁的蒸汽輪機爲主要動力 但是蒸汽輪機的整體體積實在太大 之後逐步被燃氣輪機取代 但隨着70年代以後精確制導武器的逐步成熟和雷達技術的迅速發展 軍艦的航行速度又變得不那麼重要 由於導彈的射程越來越遠 精度越來越高 以及雷達掃描能力的提升 軍艦日益強調隱形設計和防空能力 美軍的朱姆沃爾特級驅逐艦就特別強調隱身設計 軍艦高速航行也容易帶來更大的噪音 這對軍艦的隱蔽性也有不利影響 而在敵軍雷達探測距離變遠的同時 幾方雷達的偵測能力也上升了 現代軍艦不需要去搶佔有利位置 也能通過偵察網絡瞭解東北西北的海面情況 出現突發敵情 需要艦隊高速奔襲的可能性已經很小了 依然能夠掌握敵軍部署情況 那就按照預警計劃移動就好 正因如此 現代海戰的雙方交戰距離已經從二戰時期的20公里左右猛然提升到100公里以上 而航空母艦甚至可以直接打擊400公里外的目標 所以現在很多軍艦都採用了慢速航行的方式 畢竟在反艦導彈的威脅下 無論航速30節還是40節 對戰鬥的結果並沒有多大影響 如果連噴氣式飛機都擺脫不了雷達的跟蹤以及導彈的鎖定 那軍艦就更沒有必要多花冤枉錢把航速提升到40節了 畢竟海上不會堵車 也沒有紅綠燈 也沒有必要拿汽車的行駛速度來跟不需要預設道路的軍艦比 甚至在軍艦遭遇海況不佳 風力過大 或者水流湍急等惡劣環境時 還常常需要降低航速來保證航行安全 如果一味的追求航行速度 造成更大的星波阻力 事實上呢還會降低航行效率 當星波阻力增加時 軍艦需要消耗更多的能源增加動力 這實際上就降低了軍艦能效 並且對於大型軍艦來說 高速航行會導致艦體振動加劇 海水對艦船本體的沖刷和拍打也會加劇 從而縮短艦船體的服役壽命 爲了保護艦船體和延長使用壽命 適當降低航速也沒有壞處 這對軍艦的航行安全也沒有壞處 就目前來看 30節左右的速度對於中大型水面戰艦而言 其實呢是最經濟實惠的選擇 而且還可以保持更好的續航 作爲一個平衡點 30節是最適合海戰的速度 不過 未來中大型軍艦如果在動力上突破了某種技術極限的話 那麼功率也會大大增加 而作戰方式呢也會進一步改變 真要到那個時候 軍艦的速度纔會真正的得到提高 不過軍艦這種武器畢竟是不像戰鬥機 過幾年就需要更新換代 而且軍艦的造價實在是太過昂貴了 不是過幾年就能夠提升一個等級的 美軍就是因爲尼米茲奇先前的作戰表現足夠讓人滿意 所以也沒有貿然提升福特級航母的速度 如果真要追求速度 那麼改進船型和航行方式都是減小星波阻力的有效途徑之一 例如使用雙體船或者三體艦設計 就能使得船體各局部星波疊加後所對應的總體星波達到最小 給軍艦加裝球形手也有這種效果 這樣就能有效的降低星波阻力 例如美國的獨立級濱海戰鬥艦 其採用了三體船的設計 它的航速呢就達到了44節 約合時速81公里 除了改變船體之外呢 改變航行方式也可以避免產生星波阻力 例如脫離水面 騰空航行或者是潛水航行 那些在水面上低飛的低效飛行器就使用了這種原理 而問題在於啊 大幅度改變船體設計以及改變航行方式 對現代軍艦來說都不那麼現實 雖然細長而且流暢的艦體設計有利於減少航行阻力提高航速 但是現代軍艦看起來其實啊 都有一些圓潤和鼓起 這是爲了裝載更多的武器和設備 與其讓其速度快5節 還不如多裝20枚導彈 軍艦也不可能將全艦空間都用來裝載輪機來提高動力輸出 所以當前把軍艦航速維持在30節左右也算是一種最爲均衡的選擇 在動力技術和船體設計技術發生較大改變 或者海戰模式出現新革命之前 這樣的速度也不錯 至於現代軍艦的速度究竟是快了還是慢了 也歡迎各位在評論區留言 瞭解完軍艦航速的問題 下期的裝備資訊欄目 讓我們看看美國海軍的接收的新款f18戰鬥機有什麼特點 美國海軍爲什麼會實行戰機延壽計劃 感謝您的陪伴 我們明晚不見不散