日本長門級戰列艦（網路圖片）
【看中國2016年09月17日訊】戰列艦是人類歷史上火炮威力最大的戰艦，其大口徑主炮的威力遠非陸軍火炮可比，在航空母艦出現前，它是威力最大的海戰武器。當時一個國家海軍力量的強弱，戰列艦的噸位與主炮口徑是最主要的衡量標準。作為島國的同本，海軍是其最主要的軍種。自從明治維新，日本走上資本主義道路後，發展海軍就成為軍隊建設的核心內容。
1918年，第一次世界大戰結束後，日本撥巨資建造新的戰列艦。1920年完成的長門級戰列艦，是世界上第一級安裝了410毫米口徑主炮的戰艦，在當時是主炮威力最大的戰列艦。
那麼，長門級戰列艦主炮的威力到底達到了一個什麼程度呢？如果按炮彈重量、炮口初速、彈著點殺傷力換算，1門410毫米主炮，相當於當時陸軍最主要的75毫米野炮190門。如果加上副炮、高射炮及魚雷等武器，1艘長門級戰列艦的攻擊力，相當於日本1400門75毫米野炮，比幾個炮兵師團的威力還要大。
那麼，長門級戰列艦主炮這樣威力巨大的火炮是如何製造的呢？下面就詳細介紹一下日本長門級戰列艦主炮製造流程。
1、高超的鋼鐵生產技術是基礎
首先，要想製造這種大口徑火炮，高超的鋼鐵生產技術是必備的基礎。
日本明治維新後，開始建立現代軍隊，對新式武器的需求快速增加，僅從國外購買無法滿足需要。隨著軍工企業的發展，在陸海軍的催生下，日本鋼鐵製造業在明治中期有飛速發展。1880年，日本海軍在東京、筑地的兵工廠內引進了坩堝煉鋼法，這是日本最先進的現代化煉鋼企業。隨後為了生產艦炮，1890年，日本橫須賀兵工廠引進了最新的3噸煉鋼平爐，開始生產優質鋼材。
經過近20年發展，到了1911年的大正時代，日本煉鋼技術已經有了相當水準，橫須賀的兵工廠生產戰艦用中小口徑火炮已經不成問題，吳軍港已經具備了生產大口徑艦炮及炮塔的能力。這些工廠的沒備經過改進，可以生產炮管用的100噸高級鋼材。同時，日本也掌握了與主炮炮管生產相配套的多種技術，可以生產戰列艦的主炮了。
那麼生產大口徑艦炮的鋼廠需要多少設備呢？我們僅以當時日本國有的室蘭制鋼所例，來粗略計算。日本室蘭制鋼所的鑄造車間佔地面積為4791平方米，其中有50噸鋼爐2座，25噸鋼爐6座，10噸鋼爐2座，是當時日本模較大的鋼廣。為了在車間內運送大型鑄件，車門裡裝有50噸和120噸的天車。
在鍛造車間裡，100噸級水壓鍛造機是最基礎的設備。作為退火爐附屬的400噸級水壓鍛壓機，生產炮軸的1000噸級、20 00噸級水壓鍛壓機，650毫米砸邊機，450毫米軋鋼機才是主力設備。
此外，這裡還有炮管用鋼材加熱槽、炮管鑲嵌塔，炮管應力調整塔等多種大型設備，都是當時東亞地區技術最先進的設備。能與之匹敵的日本民營武器生產企業，僅有三井的日本制鋼所和三菱的長崎兵器製作所兩家。它們都是以造船為主要業務，擁有鑄造、鍛壓、工程機械、電機、金屬加工等多個大型車間，具備相當強的軍火生產能力。直到今天，日本制鋼所仍是日本最重要的軍工生產企業，日本自衛隊幾乎所有火炮的炮管都是由這裡出產的。作為戰列艦最重要的武器，生產1根大口徑主炮管需要非常複雜的技術。日本明治維新後，開始建造現代戰艦時，曾有相當長一段時間主炮炮管完全從國外進口，通過引入技術，消化吸收，到了1910年代後期，日本已經可以自行生產大口徑艦炮了。粗略地算來，從鑄鋼開始，需要幾十道工序，才能完成一根主炮炮管，這是一個相當複雜，需要大批熟練技術工人和專業設備的高難度工作。
2、需要超大型設備支持的粗坯製造
從建造過程上粗略來分，製造1門主炮，可以分成製作粗坯和精細裝配兩大部分。
製作粗坯是最基礎的工作，雖然用不著精細加工，但需要很多大型機械。參考日本當年的海軍學院於193 4年制訂的《火炮生產參考書》，我們可以從鑄造鋼錠開始，一步步地瞭解一堆鐵礦石是怎樣變成l門裝在戰列艦上的410毫米口徑大炮。
最基礎的原料就很複雜，包括44噸鐵屑，33噸上等鋼屑，2噸鎳和鉻，36噸用來對鐵渣進行脫炭、脫氧的石灰石等輔料，總計115噸。它們被送入平爐中加熱到1700度，化成鋼水後，澆鑄成巨大的鋼錠。然後這塊鋼錠會被加熱到1300度，進行調質，使鋼錠的結晶更均勻，更適合鍛造。
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火炮炮管如果只由一層金屬直接製成，稱為單層炮，如果是多層金屬套在一起組成，稱為多層炮，如果內層炮管加上鋼絲加固，則稱為鋼絲套炮。長門級的410毫米主炮就是由內外兩層炮管組成，其中還加入了鋼絲進行加固，以抵抗射擊時巨大的膛壓。每根炮管需要澆鑄4塊鋼錠，以後要分別製成炮口套管、炮尾套管、外層炮管和內層炮管。
經過調質後的鋼錠送上鍛壓機進行初步成型，
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把它鍛製成圓柱體後，再進行一次退火，以消除冷卻時產生的內部應力。
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由於在鑄造過程中，鋼錠底部最容易出現問題，需要用大型鋸片切割機將底部切去，切斷的部分約佔鋼錠總體積的5%。同時，容易出現問題的頂部也要切去，這裡切得更多，約為20%。也就是說，用115噸原料鑄造出來的鋼錠，有近l／4是無用的廢料。此外，鋼錠中心也是鑄造中容易發生問題的部件，所以在鍛壓成型前，要用大型鑽孔機的超長鑽頭把鋼錠中心鑽掉。
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鑽好孔的空心圓柱被送入加熱爐內，加熱到1600度。為了保證它受熱均勻，加熱爐採用一氧化碳為燃料。直到鋼柱被燒得通紅，溫度均勻後，才被拉到大型水壓機上，鍛壓成炮管的形狀，成為最基礎的粗坯。
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在製作粗坯的過程中，每進行一道工序，都要對其進行非常細緻的檢查，尤其是內層炮管，必須確保沒有任何裂紋。因為內層炮管上哪怕是最細小的龜裂，在射擊時巨大膛壓的作用下，都可能發生崩落，崩落的鋼屑如果造成炸膛，那麼巨大的戰艦將在一瞬間被自己發射的炮彈炸上天。
實際上，製造炮管最好的材料應該是摻鎳鉻的合金鋼。只是由於鎳和鉻數量太少，如果整根炮管都用其製造成本太高，所以才會出現雙層炮管，只是內管用鎳鉻合金鋼製作，外管等使用其它成本較低的合金鋼，從而降低炮管的造價。
鍛壓成型後的內層炮管需要再加熱到600度進行退火去除內部應力。
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然後裝到大型銑削機上，車出炮管外壁外形，之後還要再由大型膛銑機車好炮管內壁。
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已經成型的粗坯要進行內外表面硬化熱處理，提高炮管的強度。主要是為了防止炮管待加工橫放時產生變形，如此長的炮管只能用大型立式加熱塔並且使用高溫礦物油作為介質來進行內外表面熱處理了。表面硬化完成後，還要再次以650℃進行退火以去除內部應力。
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最後還要通過一系列檢測，以確定其彈性強度、屈服強度、延展率、斷面收縮率、抗衝擊度、硬度等指標能達到要求。只有所有的指標全部合格的粗坯，才可以進人下一個階段的精細加工，最終裝配成1根威力巨大的戰列艦主炮炮管。
3、精確到極點的精細裝配
經過前面一系列工序，我們得到了組成1根炮管的4個部件：炮口套管、炮尾套管、外層炮管和內層炮管。
這僅僅是第一步，還需要通過多道複雜而精細的工作，把它們組裝起來。首先，粗坯要通過大型銑削機和膛銑機，進行內外壁精細加工，這是最關鍵的，要求加工精度極高，誤差率極小，因為最後要通過加熱鑲嵌法，把它們套在一起。這需要對金屬熱處理變形進行精密的計算還需要熟練工人緊密的配合，如果哪怕比設計誤差大了一點點或是工人有輕微的疏忽，最終它們也無法裝在一起。
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銑削好的內層炮管，要通過特種吊車，放入外層炮管裡。要把重達50噸內層炮管垂直地放入只有1米左右直徑的外層炮管內，這麼精細的操作，要求工人有非常熟練的技術和豐富的經驗。
內外層炮管套好後，為了提高它的強度，要在外壁上密密地纏上一層鋼絲，每根炮管上的鋼絲拉直了長達300000米，也就是300公里長。可想而知，這是一道多麼費事的工作。
纏好鋼絲的炮管，要裝到套管內，以提高它的耐壓強度。最外層的套管分成炮口和炮尾兩部分。它們的內徑比外層炮管稍小一些，利用熱脹冷縮原理，先把它們燒熱，然後將其套在內炮管的外層上，等冷卻後，它們就緊密的貼合成一體了。
當四層炮管全部結合在一起後，要進行最後的整形，用大型銑削機和膛銑機對內外壁進行最後的成型銑削。隨後就是決定火炮精度最關鍵的一道工序，用大型膛線機在炮管內壁上製出膛線，這是所有工序中精度要求最高的一步。
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車好膛線後，還要進行身管內膛線鍍鉻，也就零點幾毫米左右，不要小看這薄薄的一層鉻，它能抗高溫和耐腐蝕，可以使炮管的使用壽命提高兩道三倍，這對於超級昂貴戰列艦主炮是至關重要的。最後還要再裝上炮閂。戰列艦的大口徑主炮一般都是分裝彈頭，所以炮閂一般都是斷隔螺紋式的（當然也有例外，德國的克虜伯大炮一般都採用經典的炮膛內部帶閉氣環的橫楔式炮閂），這樣1門410毫米口徑的主炮就製成了。
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炮管造好了，如果是研製型號還要進行靶場試射實驗，對其炮膛最大膛壓和初速、極限射程和有效射程、命中精度、使用壽命以及各種炮彈的穿甲效能都要進行全方面的測試，如果有不合乎設計標準的還要從新設計製造，可以想像這要耗費多少的科研經費，沒有國家背後強大的財力支持根本沒有辦法進行如此昂貴的科研實驗。
炮管造好後還要裝上戰艦才算完成使命。可是日本的造炮廠和造船廠往往分處兩個城市，如何把這些巨大的炮管裝到戰艦上呢？由於海軍造炮廠多建在港口城市，主炮運輸一般採取海運。1940年前，像長門級主炮這樣巨大的炮管，都是由「知床」號特種運輸船運送的。隨著「大和」號戰列艦的開工，「知床」號的噸位不足，無法運輸「大和」號所用的460毫米口徑主炮炮管。1940年7月，日本海軍特別建造了「檻野」號特種運輸艦專門用來運輸「大和」號的主炮。
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「檻野」號特種運輸艦的排水量達到10360噸，採用雙層船殼，以提高它的抗沉性，即使是發生了觸礁，也不會輕易沉沒。因為製造l根戰列艦主炮炮管實在是太昂貴了。「檻野」號每次可以運送1個2230噸的三聯裝460毫米主炮炮塔及其配套的3根160噸重的460毫米主炮炮管。同時，艦上還有專門的艙室可以運輸炮塔裝甲。而且「檻野」號特種運輸艦還有很大的設計余量，因為當時日本海軍計畫中的次大和級戰列艦將使用510毫米口徑主炮，如果這艘超級戰列艦開工，「檻野」號未來也將為它運輸那巨大的炮塔和主炮。
從這些簡單的介紹中，我們可以看到，製造1門戰列艦主炮炮管，是一個非常浩大的工程，需要有極強的工業基礎，否則僅是那些大型加工設備就沒法生產出來。除此之外，還要有大批擁有熟練技術的專業工人和管理人員，對各工序進行統籌安排，對每道工序後的產品進行細緻檢查。只有這樣，才能生產出l門合格的戰列艦主炮。正因為如此，在第一次世界大戰前，超級昂貴的戰列艦的數量及其主炮口徑的大小，才會成為衡量一個國家綜合國力強弱的象徵。連圓珠筆芯都還無法製造的中共，能夠造出這門百年前日本就能製造的戰列艦巨炮嗎？
