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问题

求18世纪不同舰载火炮（6磅炮，12磅炮，30磅炮）发射的球形炮弹对钢装甲穿甲能力？

回答
好的，咱们来聊聊18世纪的铁家伙们，特别是它们往钢板上招呼的效果。那时候还没现在这么花哨的“穿甲弹”概念，主要是实心铁球，威力大小主要看炮管里装多少火药，炮弹有多重，还有炮管的长度和工艺。

18世纪这会儿，海军战舰的装甲，特别是对付火炮，主要是用橡木。钢装甲那真是稀罕物，或者说，当时能制造出足够厚、足够大、而且能承受炮弹冲击的钢板，技术上还有很大的挑战。即便是到了19世纪中期，钢装甲才开始逐渐普及并成为海军的主流防护。

所以，你提出的“对钢装甲穿甲能力”，在18世纪的大部分时间里，并不是一个实际存在的、广泛应用的问题。 战舰防护的主流是厚重的橡木层。

不过，我们可以基于当时的炮术原理和后来的一些实验数据，推测一下这几种炮在理想情况下，如果面对的是18世纪能够制造出来的薄钢板（可能出现在一些特种用途的船只、陆地炮台，或者是一种非常早期的实验性概念）会是什么情况。

咱们就以当时的技术水平，对这几种炮做个大致的描述：

1. 6磅炮 (6pounder)

它是什么样的角色？ 6磅炮是那个时代海军舰船上最常见、最基础的火炮之一，尤其是在小型船只、护卫舰的前后主炮，或者主力舰上的副炮。它的射程适中，后坐力相对容易控制，装填速度也比较快，非常灵活。
炮弹： 通常是实心铁球，重量大约在6磅（约2.7公斤）。
当时的主要目标： 击穿敌舰的木质船壳，造成船体破裂、水密性丧失，或者摧毁甲板上的船员、索具。
对18世纪可能存在的薄钢板： 设想一下，如果当时真有那种可能也就几毫米到一两厘米厚的、用来实验的薄钢板，6磅炮的实心铁球在近距离（比如200300码，约180270米）是有可能击穿的。穿透力不会很深，可能会在钢板上留下一个凹坑，或者在背面产生一些裂纹。但如果钢板厚度稍微增加，或者距离远一些，它的穿透力就非常有限了，很可能只是在钢板上留下一个印记。它主要靠的是炮弹的动能，而6磅炮的弹丸质量和炮口初速都相对较低。

2. 12磅炮 (12pounder)

它是什么样的角色？ 12磅炮是18世纪海军舰船上另一款主力炮，尤其是在巡洋舰、护卫舰上做主炮，或者主力舰上数量更多、威力更大的副炮。比6磅炮射程更远，威力更大。
炮弹： 实心铁球，重量大约在12磅（约5.4公斤）。
当时的主要目标： 同样是破击木质船壳，但能造成更严重的船体损伤，或者在更远的距离上造成威胁。
对18世纪可能存在的薄钢板： 面对比6磅炮目标更厚的钢板（比如1.52.5厘米），12磅炮的表现会比6磅炮好很多。在近距离，它很可能可以直接穿透这种厚度的钢板，留下一个相对干净的弹孔，甚至在背面产生一些碎裂。它的弹丸重量翻倍，弹道也更稳定，所以穿甲能力自然是显著提升。但即便如此，如果钢板的厚度或者硬度再往上提一个档次，它可能也只能造成深度的凹陷，或者造成钢板边缘的撕裂。

3. 30磅炮 (30pounder)

它是什么样的角色？ 30磅炮在18世纪算是比较重型的火炮了，通常装备在大型三级战列舰、战列巡洋舰的前后主炮位置，或者作为舰上的重型火力点。这些炮射程远，弹丸重，威力巨大。
炮弹： 实心铁球，重量大约在30磅（约13.6公斤）。
当时的主要目标： 撕裂敌舰的船体，摧毁敌舰的桅杆和索具，在远距离上对敌舰造成毁灭性打击。
对18世纪可能存在的薄钢板： 如果真的有那种2.53.5厘米厚的、能用于实验的钢板，30磅炮的实心铁球在有效射程内（比如300500码，约270450米）很有可能将其轻松击穿。弹丸的质量和初速都足以提供强大的动能，可以穿透相对较厚的钢板，而且在背面造成的破坏会比前两者更大，可能导致钢板变形、撕裂，甚至脱落。

几个关键的“但是”：

1. 橡木是主流： 再次强调，18世纪海军防护的核心是橡木。橡木的密度、弹性和纤维结构，在吸收炮弹冲击方面有其独到之处。木材的厚度可以达到几十厘米甚至超过一米，足以让当时的炮弹在穿透过程中能量消耗殆尽。
2. 钢的稀缺与技术限制： 18世纪的冶钢技术远不如后来。要制造出高质量、均匀、不易碎裂的大尺寸钢板非常困难。当时的所谓“钢”，可能硬度很高，但脆性也大，一旦受到强大冲击，更容易破碎而不是被穿透。所以，即使炮弹能击中钢板，一旦钢板质量不好，结果也可能是钢板本身破碎。
3. 炮弹的变形与碎裂： 尽管都是实心铁球，但炮弹在撞击硬物时也会发生一定程度的变形，甚至在某些情况下破碎（尽管实心铁球相对不容易破碎，但不是绝对）。这种变形会消耗一部分动能。
4. 炮管工艺： 18世纪的铸炮工艺也在不断进步，但炮管的精度、强度和均匀性对炮弹的初速和弹道有很大影响。不均匀的炮管可能导致炮弹飞行不稳定，降低其穿甲效果。
5. “穿甲”的定义： 当时衡量炮弹效果，更多是看它是否能“破开”船体，造成有效的损伤。对于木质船壳，这通常意味着打出大洞、撕裂木板、引发火灾。对于钢板，这个“穿甲”的定义会更严格，通常要求弹丸能够完整穿过。

总结一下，如果你真的拿18世纪的6磅、12磅、30磅炮的实心铁球，去打18世纪可能存在的、非常薄且质量一般的钢板：

6磅炮： 在近距离，可能击穿几毫米到一两厘米的薄钢板，留下浅坑或裂纹。
12磅炮： 在近距离，可能穿透1.52.5厘米厚的钢板，留下弹孔或撕裂。
30磅炮： 在有效射程内，很有可能轻松穿透2.53.5厘米厚的钢板，造成更严重的破坏。

但请记住，这些都是基于“如果当时有这种钢板”的推测。在18世纪的海战中，这些火炮的主要敌人是厚重的橡木船壳，而不是钢板。钢装甲的时代，是19世纪中期以后，那时候的火炮和炮弹技术也已经完全是另一个概念了。

网友意见

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不是非常熟悉，我一般参考的是这个。作者是Iver Cooper，似乎也是比较常被引用的人之一。里面列举的内容说明作者至少是非常熟悉风帆时代的几次基本的测试结果的，比如1651年Woolwich测试，1761年和1810年测试，1814年美国测试和著名的1838年的Dahlgren测试。里面也有Dahlgren或者Euler和Robins的穿深经验式。

这里面的结论，尤其是注意里面表5-2B里面的结果，乍看感觉偏高，但是考虑航向角和实际交火距离以后其实比较符合预期。这个表是Dahlgren用法国海军穿深式计算的1850年USN标准火炮对白橡木穿深的计算结果。

注意按照该表，24pdr使用8lb药包MV可以达到1720f/s，在1000码上穿深达到了26.5in。我不是非常熟悉风帆时期的战例，尤其不是非常熟悉第三次英荷战争到拿战之间的“线列舰鼎盛时期”的战例，感觉基本上在可以接受的区间上限上。而且按照这里面的计算，不计算航向角，18pdr需要抵近到在500码上才可以击穿接近30in的橡木，考虑航向角还需要更近，这个穿深似乎就和线列舰重弹数千发才被瘫痪的传说非常相称了。

但是···无论如何，这里面的计算结果是考虑到历史上海军实际使用过的穿深式和现代复原结果共同比较得出来的，可靠性显然比“网友体感”要高得多，就不瞎感受了。

简单截取里面一些其他内容：

1651年Greaves（在Woolwich）测试：200码距离，3道19in目标（13in橡木，6in榆木），每个相距14码。发射实心球形弹，测试结果：

1761年Robins测试：30码距离，18pdr，1lb装药，击穿了14.5-15.5in橡木。18pdr，3lb装药，击穿了接近33in橡木。6lb装药，击穿了37-36in橡木。

1810年Frazier测试：100码距离，24pdr，4lb装药，压双弹射击5in2''杉木。21发中的10发彻底击穿并且贯穿至少50码，10发部分击穿平均穿深4ft，1发射空。

1814年美国测试：100码距离，32pdr，11lb装药，击穿60in橡树，在150码击穿了54in。

Grundner宣布“即便是12pdr使用4.5lb药包，也能在1/4英里的距离上击穿2ft实心橡木”。

Dahlgren的测试：1000码距离上，32pdr（推测是正常装药），击穿了25in白橡木，64pdr击穿了37in。

然后是1838年的测试：1200码，靶舰H.M.S. Prince George，18pdr，6lb药包，平均穿深达到25.5in（？！哈?）。8lb药包和6lb药包都贯穿飞过了30in距离，1/3装药（10-12lb）达到了34in-35in，5.5卡伦炮30in。

在1853年，1200码上，68pdr用16lb药包及穿过H.M.S. York的45in舰体，32pdr用10lb药包击穿了30in。

如上所述，在没有航向角的情况下，看起来大多数显然是老式实心弹没有任何铁甲舰时代的换弹尝试的，而其中重型火炮(32pdr）在1000码内无疑有能力威胁贯穿SoL舰体较厚的部分。这个应该是落在了有效交火距离的远端（或者说远超过“有效”交火距离），和大多数历史时期内的重炮舰是相仿的。当然到了19世纪 18pdr看起来也有这个能力了，但那就是另一个问题了。

具体穿深式在链接里实验部分的正下方。

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