MK-8 4.5吋(144毫米)艦砲

42式飛彈驅逐艦上的MK-8 Mod 0 艦砲。攝於2012年4月4日樸次茅茲軍港。

Type 22 Batch 3巡防艦康瓦爾號(HMS Cornwall F99)的MK-8 Mod0艦砲。 

23式巡防艦上的MK-8 Mod 1艦砲。與Mod 0相比,Mod 1換裝了匿蹤外殼。攝於2012年4月4日樸次茅茲軍港。

(上與下)皇家海軍Type 42飛彈驅逐艦約克號(HMS York D98)的MK-8 MMod1艦砲。攝於2012年9月2日。

約克號的MK-8 MMod1砲塔內部。攝於2012年9月2日。

一艘Type 23巡防艦的MK-8 Mod1艦砲發射瞬間。

Type 45飛彈驅逐艦的防衛者號(HMS Defender D36)的MK-8 Mod1艦砲正在發射。

Type 45飛彈驅逐艦的龍號(HMS Dragon D35)的艦首MK-8 Mod1主砲,攝於2024年9月16日樸次茅茲。

Type 45飛彈驅逐艦的不屈號(HMS Dauntless D33)的艦首MK-8 Mod1主砲,攝於2024年9月16日樸次茅茲。

 

名稱 MK-8 Mod0/1 4.5吋(114mm)55倍徑自動艦砲
製造國/製造廠 英國/Vickers Ltd Armament Division(後併入BAE System)
形式 半自動操作,砲塔內無人
系統重量(ton) 系統全重(不含彈藥)26.8

火砲重2.38

砲管規格 長6.22m
使用彈種:全重/裝藥重/戰鬥部重(kg)

HE N4A1:36.5/20.9/7.15

RE(誘餌):36.99/20.82/6.92

HE ER:36.5/20.6/7.15

照明彈:34.97/19.97/6.92

砲彈戰鬥部火藥 HE ER:RDX/TNT (60/40) ,重30kg
砲彈尺寸 全長123.8cm,直徑114mm
膛壓(kg/平方公分)

後座行程(公分) 38
水平迴旋範圍(度) 左、右各150度
垂直腑仰範圍(度) -10~ +55
水平迴旋速率(度/秒) Mod 0:42
垂直俯仰速率(度/秒) Mod 0:38
彈艙容量 Mod 0:16發

Type 45驅逐艦:全艦備彈約800發

砲口初速(m/s) HE N4A1:869

HE ER:869

射速(發/分) 約20~26
砲管壽命(發) 約3300
射程(km)

HE:對地22(仰角45度)/對空6

HEER:27.5(仰角45度)

砲班人數 4
備註 Mod0:1965年設計,1971年服役

Mod 1:1995年設計,2001年服役

──by Captain Picard

 


 

 

起源

在1960年代,皇家軍備研究發展機構( Royal Armament Research and Development Establishment)開始研製新的4.5吋 (114mm)55倍徑高/平兩用自動艦砲,成為MK-8,設計工作在1965年完成,第一部原型在1966年完成,量產工作由維克斯軍備生產部門(Vickers Ltd Armament Division)負責。MK-8是以Abbot自走砲的Ordnance QF 105 mm L13型砲身為基礎開發而成(另外也參照先前的MK-6 4.5吋艦砲)。

MK-8 Mod0

MK-8最早的生產型是Mod.0,首先安裝在1960年代後期沃斯柏造船廠(Vosper Thornycroft, Woolston)外銷伊朗、利比亞的MK-5/7高速巡邏艦上,第一門量產型用於伊朗海軍MK-5巡邏艦Saam級(1971年3月起服役,後來改名Alvand級);而皇家海軍第一艘裝備MK-8的則是1973年服役的Type 82飛彈驅逐艦布里斯托號(HMS Bristol D23)。

MK-8 Mod0艦砲

皇家海軍對MK-8的原始需求包括在7.5分鐘發射90枚砲彈,能對付反艦飛彈在內的空中目標。為了達成高射速,最初MK-8打算使用液冷砲管,雙砲身結構也在考量之中,但液冷系統太過於龐大沈重;經過通盤考量,設計單位認為對抗空中威脅時,火砲系統的反應速度比火砲射速更重要(力求首發砲彈就擊落目標),而複雜的設計通常會減慢系統反應速率並增加故障率。因此,最後設計單位決定採用單砲身構型,放棄液冷系統,使用較為簡單的氣冷方式,火砲射速指標也因而降低,但系統複雜度因而降低,可靠度提升;此外,砲彈採用裝藥與彈頭結合的設計,省略發射前組合彈頭與裝藥的步驟,可使機械簡化。快速反應方面,MK-8 Mod.0從冷狀態開機後10秒鐘之內就能備便射擊。

MK-8全系統由火砲系統、供彈系統、致動系統、控制系統、砲架和彈藥組成。火砲致動系統結合液壓與電力驅動,控制系統包含砲手的操作控制台和應急控制箱組成。MK-8 Mod 0的砲身俯仰與砲塔迴旋使用電動馬達伺服驅動,由晶體閘流管(Thyristor)組件的動力遙控系統(RPC)控制,裝填機構則使用液壓驅動。MK-8 Mod0運作的主電源為440V、三相,其中火砲控制的功率消耗為68KW,加熱系統的功率消耗為20KW;而當火砲不在工作時,則以一個115V、單相電源供應火砲系統的空調,功率消耗3KW。MK-8 Mod0的備射砲彈儲存在砲塔下方的儲彈盤內,彈盤最多能放置16發砲彈,砲彈為垂直放置;包含砲膛內一發、揚彈機內一發以及儲彈盤內的16發,MK-8 Mod0總共有18發備便的砲彈。MK-8的自動裝填系統主體是一個擺狀、帶有托彈盤的液壓裝填臂,運作時裝填臂垂直向下至一個固定的起重機結構,從下甲板彈盤抓起砲彈 並揚升至砲塔內,裝填臂將垂直的砲彈轉90度對準砲膛入口,然後由一個液壓推彈機送入砲膛,同時裝填臂再度下轉從彈盤抓取下一枚砲彈。MK-8採用半自動操作,砲塔內部無須任何人員值班,整個砲班編制四人,包括砲長、彈艙長與兩名裝填人員。如果彈盤內預先儲存了砲彈,MK-8 Mod0能在彈艙人員就位之前,純粹以遙控方式發射至多14枚砲彈。

MK.8艦砲下甲板彈盤

Type 42飛彈驅逐艦首艦雪菲爾號(HMS Sheffield D80)的MK.8艦砲下甲板彈盤,

此彈盤可存放16發砲彈,揚彈機由畫面左邊的綠色位置將砲彈向上提取至砲塔內。

雪菲爾號MK-8艦砲的揚彈機將砲彈從彈盤提取到砲尾(上圖),轉90度對準砲尾,

紅色的液壓推彈器將砲彈送入砲膛(下圖第一、二張),砲尾閂自動關上

(下圖第三張)。

一艘Type 21亞馬遜級的MK-8艦砲的下甲板彈艙,正將4.5吋砲彈送上砲塔

。攝於1976年。

砲長在控制室的控制台來操作火砲接戰;下甲板彈艙需編制數名裝填手進行再裝填作業,工作包括從下甲板彈藥庫提取彈藥至下甲板彈艙,並在下甲板彈艙內將砲彈放入備射的儲彈盤內。MK-8的下甲板結構(含砲座、下甲板彈艙、火砲控制室、動力室等)貫穿主甲板以下至多三層甲板,砲塔殼由Vickers設計,以強化玻璃纖維(glass-reinforced plastic ,GRP)製造。MK-8採用單管砲身,附帶砲口制退器、砲身排煙器,可吹除砲膛內的火藥氣體和殘渣,砲閂為立楔式 ,射速約每分鐘20~26發/分。配合MK-8的射控系統是BAE Systems的海射手(Sea Archer)30 (GSA 8)光電射控系統。

MK-8的高爆彈(HE N4A1)射程約22km(24000碼),兼具對付水面與對空中目標的能力,砲彈前方的引信在揚彈機裝填過程中由電子方式設定成對空或對水面作戰模式。最初MK-8的HE彈藥提供了兩種模式,包括N7(機械定時)以及N97(多功能,可選擇碰炸、低/高高度近炸以及用來對付有防護目標的延遲觸發) 。在改良時,HE彈藥又新增UA 3345近炸引信,衍生自OTO Merela 的76mm 62倍徑超級快速砲的UA3018引信。HE砲彈使用MNLF/2P/M0三基炸藥,並使用N44雷管。除了HE彈藥之外,MK-8還有誘餌彈(RE)以及照明彈,其中照明彈使用定時引信,燃燒時效約40秒。

在1970年代服役以來,MK-8裝備於Type 82以及Type 42飛彈驅逐艦,以及Type 21、Type 22巡防艦。在1982年福克蘭戰爭(Falklands conflict)中,皇家海軍就發現MK-8 Mod0艦砲的可靠度不如Type 12巡防艦的舊型MK-6(原編號Mark V) 4.5吋艦砲。 福克蘭戰爭期間,Type 22巡防艦的箭簇號(HMS Arrow F173)與復仇者號(HMS Avenger F185)的MK-8艦砲都曾發生在交戰中發生故障而停止射擊。MK-8 Mod0可靠性最主要的問題就是砲管不使用液冷,因而容易過熱而造成卡彈。雖然如此,MK-8 Mod0福克蘭戰爭中仍有擊落軍機的紀錄,至少三架天鷹式攻擊機被MK-8和40mm機砲聯手擊落。

在1997年,BAE System的RO Defence分部獲得皇家海軍5000萬英鎊的合約,為MK-8艦砲開發新型彈底吹氣(base bleed)增程高爆彈藥(High Explosive Extended Range round,HEER),射程增至27.5km(30100碼)。在2004年4月,Type 23巡防艦李奇蒙號(HMS Richmond F239)成為第一艘裝備HEER砲彈的皇家海軍艦艇。

除了BAE System的RO Defence分部之外,巴西FI Indústria e Comércio Ltda以及荷蘭Eurometall NV都被授權生產MK-8使用的砲彈。

除了皇家海軍之外,MK-8也隨著英國出口的新造/二手艦艇而在巴西、阿根廷、利比亞、泰國的海軍服役。

MK-8 Mod1

(上與下)Type 45飛彈驅逐艦不屈號(HMS Dauntless D34)正在安裝MK.8 Mod1

4.5吋艦砲的下甲板彈艙與裝填機構。攝於建造艤裝期間。

Type 45不屈號正在吊裝MK.8  Mod1 4.5吋艦砲的砲塔/砲身部位。攝於建造艤裝期間。 

在1991年,皇家海軍就打算研發MK-8艦砲的改良型,當時稱為N114-2000(2000年新114mm艦砲)。在1995年左右,改進型MK-8艦砲的設計工作開始,稱為MK-8 Mod1;在1998年,BAE System的RO Defence分部獲得MK-8 Mod1的全工程發展、生產與後勤服務的合約。率與Mod0相較,MK-8 Mod1最顯著的不同,就是換用具有匿蹤造型的新砲塔殼;此外,使用新的全電力砲控伺服系統,原本Mod 0的液壓伺服裝置都被電動馬達取代,如此可減低功率消耗與全系統重量(減輕了3.7ton),並增加安全性和可靠性。MK-8 Mod1的下甲板結構體積也經過縮減。MK-8 Mod0總共有18枚備便的砲彈,而MK-8 Mod1據說為了減輕上部重量,因此沒有備便彈。皇家海軍也實驗性地火砲彈著校正(Course-Corrected Shell Program)研究計畫,因此部分MK-8 Mod1配合在砲座加裝一組探測天線來追蹤發射出去的砲彈。由於MK-8 Mod1匿蹤砲塔的多角造型,皇家海軍人員私下為此型火砲取了「Kryten gun」的外號,來自於英國電視科幻影集Red Dwarf裡一個擁有奇特造型的機器人。

先換裝MK-8 Mod1的軍艦是首艘Type 23巡防艦的諾福克號(HMS Norfolk F230)以及首艘Type 22 Batch 3巡防艦克倫威爾號(HMS Cornwall F99),諾福克號在2001年5月左右完成換裝與靜態、海上等測試;在2001年10月,諾福克號在蘇格蘭北部瑞茲角(Cape Wrath)成功進行了實彈測試,在各種天候海象下發射了100發砲彈。至2003年2月,皇家海軍已經接收了五套MK-8 Mod1火砲,裝在軍艦以及皇家海軍通信與武器工程學校(the Royal Navy's School of Communications and Weapon Engineering,稱為HMS Collingwood)。在2005年6月,皇家海軍決定四艘Type 22 Batch 3、最後兩艘Type 42 Batch 3飛彈驅逐艦(D-97、98)與13艘現役Type 23巡防艦都陸續以MK-8 Mod1取代原本的Mod 0;至2008年,皇家海軍總共訂購了約25門MK-8 Mod1(包含為六艘Type 45飛彈驅逐艦訂購的)。從2005到2012年,Babcock廠總共將13門MK-8 Mod0升級為Mod 1。

依照2005年3月15日下議院做成的決議,餘下的兩艘Type 42 Batch 3(D-95、96)以及四艘Type 42 Batch 2都不會換裝MK-8 Mod1。皇家海軍原本還打算為艦隊中其餘的MK-8 Mod0進行規模較小的現代化工程,稱為Mod 2,不過這個計畫遭到取消。

MK-8 155mm型(未成)

BAE System研發的155mm陸攻艦砲,稱為第三代海上火力支援系統(TMF),將AS-90自走砲的

155mm 39倍徑砲身整合至既有的MK-8 Mod1匿蹤砲塔。此計畫在2010年底因預算刪減而遭到取消。

 

在2000年代 前期,皇家海軍規劃為後續批次的Type-45飛彈驅逐艦強化陸攻能力。在2004年11月,英國第一海相(first Sea Lord)West上將證實英國國防部正在審查BAE System的一個新提案,以現有的MK-8 Mod1砲塔結合陸軍AS-90自走砲的155mm 39倍徑砲身(砲口初速827m/s),稱為第三代海上火力支援系統(Third generation Maritime Fire Support,TMF)。

BAE System在2004年12月正式提出TMF的提案,宣稱155mm 39倍徑火砲的後座力不大於既有的MK-8 4.5吋火砲,無須修改就能直接整合於既有的MK-8砲座,而TMF的預估總重也只有24.5 ton(第一代的MK-8 Mod0為26.4ton,改良後的MK-8 Mod1為22.5 ton),預估最大射速為12發/分;而BAE System預估TMF最主要的變更在於修改火砲裝填的機構,以相容於 新型155mm火砲的L15A1模組化裝藥(原本使用L10裝藥),此外火砲前端的砲盾也需要修改以增加砲身最大仰角。依照BAE System的評估結果,MK-8 Mod1的砲塔/砲座系統也能換用155mm 52倍徑砲身(砲口初速945m/s),不過砲座系統需要經過額外強化來承受較大的後座力。TMF的第一階段係研究將陸軍AS-90自走砲的155mm 39倍徑砲身整合於現有的MK-8 Mod1砲塔的概念可行性,其重點是配套供彈系統的發展,此階段耗資150萬英鎊。在2007年,英國國防部與BAE System達成TMF的概念研究合約,從2008年2月底進入 研發的第二階段,主要目標是深入研究第一階段所規劃的輸彈系統的具體技術細節和風險,耗資70萬英鎊 。在2008年8月,BAE System宣布獲得英國國防部一紙價值400萬英鎊(約755萬美元)的合約,用來製造一座155mm原型艦砲(使用MK-8 Mod1的砲塔),並從2009年 起展開一系列陸地試射。

依照原計畫,BAE System會在2014年交付第一套MK-8的155mm版本。然而在2010年10月19日英國政府公布的國防戰略審查決議 (Strategic Defence and Security Review,SDSR)的裁軍之中,TMF由於預算刪減而遭到取消。