
海軍砲とは、軍艦に搭載された砲のことで、元々は海戦のみに使用されていましたが、その後、艦砲射撃支援(NGFS)や対空戦闘(AAW)など、水上戦におけるより専門的な役割にも使用されるようになりました。この用語は一般的に火薬を発射する砲弾兵器を指し、魚雷、ロケット、ミサイルなどの自走式砲弾や、爆雷や機雷のように海上に投下される砲弾は含まれません。
艦載砲の概念は古典時代に遡る。[ 1 ] [ 2 ]ユリウス・カエサルは『ガリア戦記』の中で、ローマ海軍が陸上のケルト系ブリトン人に対して艦載カタパルトを使用したことについて記している。ビザンツ帝国のドロモンはカタパルトとギリシア火器を搭載していた。
中世以降、軍艦にはさまざまな口径の大砲が搭載されるようになった。 1161年の唐島の戦いでは、南宋の将軍李保が火砲(火薬兵器の一種で、おそらく大砲)と火矢を晋王朝の艦隊に対して使用した。[ 3 ] モンゴルによるジャワ侵攻により大砲が導入され、宋王朝の海軍総戦(例えばマジャパヒトのチェトバン)で使用された。[ 4 ]百年戦争の始まりである1338年にイングランドとフランスの間で戦われたアルネムイデンの戦いは、記録に残る最初のヨーロッパの海戦で、大砲が使用された。イギリスの船クリストファー号は3門の大砲と1丁の手砲で武装していた。[ 5 ]アジアでは、海軍砲は1363年の鄱陽湖の戦い[ 6 ]や、1380年の晋浦の戦い[ 7 ]でかなりの数が記録されており、崔武善が作った大砲が使われた。高麗の軍艦80隻は、長距離砲撃で倭寇と呼ばれる日本の海賊500人を撃退することに成功した。
15世紀までに、地中海諸国のほとんどは、船首または船尾に搭載された重砲を使用して、沿岸の要塞を砲撃するように設計されていた。15世紀半ばには、一部の船は、乗船を試みる直前に他の船を砲撃するために、小型の舷側砲も搭載していた。これらの小型砲は対人兵器であり、マスケット銃や弓による交戦に合わせて至近距離から発射された。[ 8 ]
1470年代、ポルトガルとヴェネツィアの海軍は、対艦兵器として艦載大砲の実験を行っていた。1474年当時まだ王子であったポルトガル王ジョアン2世は、この目的のために重砲を搭載できるように、旧ヘンリー時代のキャラベル船に強化甲板を導入した先駆者として知られている。[ 9 ]これらは当初、バジリスクとして知られる錬鉄製の後装式兵器であった。1489年、彼は訓練された海軍砲兵(ボンバルデイロス)の最初の標準化されたチームを設立することで、海軍砲兵の発展にさらに貢献した。[ 9 ]
15世紀末にかけて海軍砲の使用は拡大し、数十門の小口径後装式対人砲を搭載するために特別に建造された艦船が登場した。こうしたタイプのイギリスの例として、ヘンリー7世のリージェント号とソブリン号があり、それぞれ141門と225門の砲を搭載していた。[ 10 ]中世後期の北ヨーロッパでは、デンマーク・ノルウェー王ハンスの旗艦であるオランダ製のグリブスフンデン号が68門の砲を搭載していた。[ 11 ] [ 12 ]グリブスフンデン号の11基の砲架考古学者によって、の砲が回収された。すべての砲は、ゴルフボールほどの大きさの鉛と鉄の複合弾を発射する小口径旋回砲だった。[ 13 ]少なくともあと3門の砲の残骸がまだその難破船に残っており、そのうち2門には錬鉄製の砲身と火薬室の一部が残っている。[ 14 ]
16世紀初頭までに、地中海の海軍は、より軽量で精度の高い前装式銃を普遍的に採用し、青銅製で最大60ポンド(27kg)の弾丸や石を発射することができた。[ 8 ]

16世紀は海戦の転換期でした。古代から、海戦は陸上戦とほぼ同じように行われてきました。近接武器や弓矢が使われていましたが、戦場ではなく、浮かぶ木製のプラットフォーム上で戦われていました。大砲の導入は大きな変化でしたが、艦対艦戦闘の力学はゆっくりとしか変化しませんでした。[ 15 ]大砲が重くなり、より強力な火薬を装填できるようになると、船体の低い位置、喫水線に近い位置に設置する必要が生じました。
ガレー船の重砲は船首に搭載されており、これは正面から船首を先に攻撃するという長年の戦術的伝統に容易に合致していた。ガレー船の砲は1480年代の導入以来重火器であり、16世紀にはまだ主流であった高くて薄い中世の石壁を素早く破壊することができた。これにより、古い沿岸要塞の堅固さは一時的に覆され、火薬兵器に対応するために再建する必要が生じた。大砲の追加は、ガレー船が重火力で支援された攻撃を行うことができるため、ガレー船の水陸両用能力も向上させ、船尾を先に座礁させた場合にはさらに効果的に防御することができた。[ 16 ]
船体に切り込まれた砲門は、有名なチューダー朝時代の船、メアリー・ローズ号が建造される約10年前の1501年には既に導入されていた。[ 15 ]これにより、少なくとも理論上は、船の片側の全ての砲による一斉射撃である舷側砲撃が歴史上初めて可能になった。[ i ]
メアリー・ローズ号のような船には、さまざまな種類とサイズの砲が混在しており、その多くは陸上用に設計されたもので、射程や発射速度が異なる互換性のない弾薬を使用していた。メアリー・ローズ号は、当時の他の船と同様に、重砲が急速に発展した時期に建造され、その武装は古い設計と革新的な設計が混在していた。重砲は、サイズ、射程、設計が大きく異なる旧式の錬鉄製砲と鋳造青銅製砲が混在していた。大型の鉄製砲は、棒や棒を円筒形に溶接し、収縮鉄輪で補強し、後装式で、くり抜いたニレの丸太で作られた、車輪が1対しかない、あるいは車輪がまったくない、よりシンプルな砲架を備えていた。青銅製砲は一体鋳造され、19世紀まで使用されていたものと基本的に同じ4輪の砲架に載せられていた。後装式砲は製造コストが安く、再装填も容易かつ迅速であったが、鋳造青銅砲よりも威力の低い装薬しか使用できなかった。一般的に、青銅砲は鋳鉄製の砲弾を使用し、船体側面を貫通するのに適していたのに対し、鉄砲は衝撃で砕けて大きなギザギザの穴を残す石製の砲弾を使用していたが、どちらも索具や軽構造物を破壊したり、敵兵を負傷させたりすることを目的とした様々な弾薬を発射することができた。[ 18 ]
大部分の砲は射程の短い小型の鉄製砲で、一人で照準を合わせて発射することができた。最も一般的なのは、おそらく城に設置されていたであろう後装式の旋回砲であるベースと、砲身が長方形でフィン状の突起を持つ小型の前装式砲であるヘイルショット砲である。この突起は砲を手すりに支え、反動の力を船体に吸収させるために使用された。設計は不明だが、1546年の目録(沈没後に完成)には、ベースに似ていると思われるが、戦闘用砲塔の1つまたは複数に設置された2つのトップピースがあった。[ 18 ]

1536年の再建中に、メアリー・ローズ号には砲架に搭載された長砲が2段目に設置された。記録によると、砲の製造技術が進歩し、新しい分類が考案されるにつれて、砲の構成がどのように変化したかがわかる。1514年の武装は、主に大型の後装式鉄砲や小型の蛇行砲、デミ・スリング砲、石砲などの対人砲で構成されていた。最初の装備リストにある砲のうち、敵艦に穴を開けるほど強力なものはごくわずかで、ほとんどは砲架ではなく船体構造によって支えられていた。 1540年までに、メアリー・ローズ号とタワー号の両方の装備リストは劇的に変化した。新たに鋳造青銅砲、デミ・キャノン、カルバリン砲、サカー砲、錬鉄製のポート・ピース(ポートを通して発射することを示す名称)が加わり、これらはすべて砲架を必要とし、射程が長く、他の艦船に深刻な損害を与えることができた。[ 18 ]
さまざまな目的に応じて、さまざまな種類の弾薬が使用されました。石や鉄の球状の単純な弾丸は船体を粉砕し、スパイク付きの棒状の弾丸や鎖で繋がれた弾丸は帆を引き裂いたり索具を損傷したりし、鋭利な火打ち石を詰めた筒状の弾丸は破壊的な散弾銃効果を生み出しました。カルバリン砲とポート砲のレプリカで行われた試験では、メアリー・ローズ号の船体板と同じ厚さの木材を貫通できることが示され、少なくとも90メートル(100ヤード)の射程距離を示しました。ポート砲は、石の弾丸を発射すると木材に大きな穴を開けるのに特に効果的であることが証明され、破片や小石を装填すると破壊的な対人兵器となりました。[ 18 ]
ペリエ砲は石の砲弾を約1,200メートル(3/4マイル )飛ばし、大砲は32ポンドの砲弾を1,600メートル(1マイル)、カルバリン砲は17ポンドの砲弾を2キロメートル(1 + 1 / 4マイル)飛ばした。旋回砲や小型の大砲は近距離での対人用として散弾を装填することが多かったが、大型の大砲は構造的損傷を与えるために重い砲弾を1発装填することもあった。[ 19 ]
ポルトガルでは、大型ガレオン船の発展により、ほとんどの場合、キャラック船の火力を活用する必要性がなくなった。そのうちの1隻は1535年のチュニス征服で有名になり、366門の青銅製大砲を搭載できた(この数は当時のヨーロッパの年代記作家による誇張である可能性があり、あるいは予備の武器も含まれている可能性がある)。この船は当時としては並外れた火力を持っており、当時の技術革新を象徴していたため、ポルトガル語で文字通り「火を起こす船」「火を放つ船」「火炎放射器」を意味する「ボタフォゴ」として知られるようになった。

1571年から1862年の期間、海軍の砲兵と戦術は比較的変化がなく、大型の帆走式木造軍艦が、様々な種類と大きさの大砲を主兵装として搭載していた。
1650年代までに、舷側砲を利用できる戦術として戦列が発展した。この方法は帆船時代の海戦の中心となり、海軍は舷側砲撃を最大限に行うために戦略と戦術を適応させた。[ 20 ]舷側砲撃の効果を最大化するために、大砲は複数の甲板に設置された。数と口径は、好まれる戦術によって多少異なった。フランスとスペインは、より速く機動性の高い船から長距離で正確な射撃を行い、索具を破壊することで船を動けなくしようとしたが、イングランドとオランダ共和国は、近距離で速射を行い、船体を粉砕して乗組員を無力化することを好んだ。
18 世紀後半のイギリス海軍艦艇の典型的な舷側砲撃は、乗組員の訓練にもよるが、約 5 分で 2 回または 3 回発射できた。訓練された乗組員は、発射準備という単純だが詳細な手順に不可欠であった。フランスとスペインの乗組員は、狙いを定めた舷側砲撃に通常 2 倍の時間を要した。18 世紀の戦列艦は、通常、下甲板に32 ポンドまたは36 ポンドの長砲を、上甲板に18 ポンドまたは24 ポンドの砲を搭載し、船首楼と後甲板には12 ポンドの砲も搭載していた。16 世紀後半から、海軍艦艇には、艦上の大砲の操作を監督する責任を負う砲術長を乗せるのが一般的であった。元々は名誉ある地位であったが、砲術戦略の責任が士官候補生や中尉に委ねられるにつれて、帆船時代を通じてその地位は低下した。 18世紀までに、砲長は砲とその砲架の維持管理、火薬と砲弾の供給管理のみを担当するようになった。地位においては、砲長は上級准尉として甲板長や船大工と同等であり、1人以上の砲手補佐の支援を受ける権利があった。イギリス海軍では、砲長は「クォーターガンナー」と呼ばれる熟練水兵を指揮し、4つの砲班からの射撃速度と方向を管理する責任も負っていた。[ 21 ]
英国海軍本部は、乗組員の訓練のために艦長に追加の火薬を供給することは適切ではないと考えており、敵対行為がない限り、通常の航海の最初の6か月間には、船に積載された火薬の3分の1しか発射を許可しなかった。実弾射撃訓練の代わりに、ほとんどの艦長は、砲を「慣らし運転」することで乗組員を訓練し、実際の発射以外のすべての手順をこなさせた。裕福な艦長、つまり戦利品を奪取して財を成した者や裕福な家柄の者は、乗組員が実際の標的に実弾射撃できるように、自費で火薬を購入することもあった。

海軍の大砲を発射するには、膨大な労力と人員が必要だった。推進剤は火薬であり、その大半は安全のため甲板下の特別な保管場所に保管しなければならなかった。火薬係(時には火薬モンキーとも呼ばれた)と呼ばれる、通常10歳から14歳の少年たちが、必要に応じて武器庫から艦の砲甲板まで火薬を運ぶために雇われた。
典型的な発射手順は次のとおりです。湿らせた綿棒で砲身内部を拭き取り、前の発射で残った火種が次の火薬を早期に発火させる可能性を消火します。火薬は、そのまま、または金属製の針で点火孔を貫通させた布や羊皮紙のカートリッジに入れて砲身に入れ、続いて布の詰め物(通常はキャンバスと古いロープで作られる)を入れ、装填棒で押し込みます。次に砲弾を押し込み、続いて別の詰め物を入れます(砲口が下がったときに砲弾が砲身から転がり出ないようにするため)。次に砲架に乗せた砲を砲身から引き出します。砲架の前部が船の舷側にぴったりとくっつき、砲身が砲門から突き出るまで、兵士たちが砲架装置を引っ張ります。砲架に乗せた大砲の総重量は2トンを超えることもあり、船が揺れる可能性があったため、この作業には砲員のほとんどが費やされました。
大砲の後部(砲尾)にある点火孔には、より細かい火薬(点火薬)が詰められていたか、あるいは点火薬をあらかじめ詰めた羽根ペン(ヤマアラシなどの羽根ペン、または羽の皮の端)が使われ、点火された。

以前の大砲の発射方法は、火縄銃(先端にくすぶっているマッチをつけた木の棒)を砲の点火口に当てるというものでした。これは危険で、反動を避けるために砲を横から発射する必要があり、火縄銃を当ててから発射するまでにかなりの遅延があったため、動いている船からの正確な射撃は困難でした。[ 22 ] 1745年、イギリスは火縄銃(大砲に取り付けられたフリントロック機構)の使用を開始しました。
銃のロック機構は、紐またはランヤードを引くことで操作されました。砲長は、銃の反動範囲外の安全な場所に立って、銃身に沿って照準を合わせ、船の揺れで銃が敵に照準を合わせたときに発砲し、砲弾が海面に落ちたり、敵の甲板をはるかに超えて飛んでいく可能性を回避することができました。[ 22 ]利点があったにもかかわらず、銃のロック機構は古い銃に後付けすることができなかったため、徐々に普及しました。イギリスはフランスよりも早く銃のロック機構を採用しましたが、フランスは1805年のトラファルガーの戦いの時点ではまだ一般的に採用しておらず、[ 22 ]当時イギリス海軍で一般的に使用されていたため不利な立場に置かれました。銃のロック機構が導入された後も、銃床は残されましたが、予備の発砲手段としてのみでした。
火打ち石、またはフリントロック式の火花が点火薬に引火し、それが主装薬に点火して砲弾を銃身から発射した。発射されると、反動で銃は後退し、砲尾ロープによって停止した。このロープは、砲身の縁に取り付けられたリングボルトに固定され、砲身の先端にある突起(カスカベル)に巻き付けられていた。
使用された砲の種類は国や時代によって異なりました。より重要な種類としては、デミカノン、カルバリン、デミカルバリン、カロネードなどがありました。一般的に用いられた特徴の一つは、砲を「ポンド」で表すことでした。これは理論的には、その砲身から発射される単一の鉄製砲弾の重量を表します。一般的なサイズは、42ポンド砲、36ポンド砲、32ポンド砲、24ポンド砲、18ポンド砲、12ポンド砲、9ポンド砲、8ポンド砲、6ポンド砲、および様々な小口径砲でした。フランスの艦船は、 36ポンド、24ポンド、12ポンド口径の標準化された砲を使用し、それに加えて小型の砲も搭載していました。一般的に、より多くの砲を搭載する大型艦船は、より大きな砲も搭載していました。

前装式設計と鉄の重量は、艦砲の長さとサイズに設計上の制約をもたらした。前装式では、装填のために砲口を船体内部に配置する必要がある。船体の幅は限られており、両側に砲が設置され、甲板中央のハッチも利用可能なスペースを制限する。重量は速度、安定性、浮力に影響するため、艦艇設計において常に大きな懸念事項である。射程と精度を高めるための長砲身化、そして破壊力を高めるための砲弾重量の増加といった要望から、興味深い砲設計がいくつか生まれた。
独特な海軍砲の一つに、ロングナイン砲があった。これは、砲身が比例して長い9ポンド砲である。艦首または艦尾の追撃砲として、竜骨に対して垂直ではない位置に搭載されることが一般的であったため、この長い砲を操作するためのスペースが確保された。追撃戦においては、この砲の射程の広さが活かされた。しかし、船体の両端の重量を軽減したいという要望と、船首と艦尾の相対的な脆弱性から、この役割は12ポンド砲や24ポンド砲ではなく、9ポンド砲に限定された。
エリザベス女王の治世中、製造技術の進歩により、イギリス海軍は標準弾薬を発射する同型大砲の使用を開始し、[ 23 ]協調した舷側砲撃が可能になった(ただし、これは同型大砲というよりも訓練と規律の向上によるものであった)。
さまざまな状況に応じて、異なる種類の砲弾が使用された。標準的な砲弾は丸砲弾で、これは球状の鋳鉄製の砲弾であり、敵艦の船体を貫通し、喫水線に穴を開け、砲架を破壊し、マストやヤードを折るために使用された。副次的な効果として、大きな木片が飛び散り、敵の乗組員を負傷させたり殺したりする。非常に近距離では、1門の砲に2発の丸砲弾を装填して同時に発射することができた。ダブルショットと呼ばれるこの方法は、砲の有効射程と精度を低下させたが、拳銃の射程内では壊滅的な威力を発揮した。
キャニスターショットは、発射時に破裂する金属製のキャニスターで構成され、各キャニスターには数百個の鉛のマスケット弾が詰められており、巨大な散弾銃の爆発のように甲板を掃討するために使用されました。これは、今日でも歴史的な記録(主に陸上の記録)でも、誤ってグレープショットと呼ばれることがよくあります。キャニスターショットは船上でも使用できましたが、より伝統的には歩兵の野原を掃討するための陸軍の砲弾でした。グレープショットも同様に、発射時に分離する複数の(通常9~12個の)弾で構成されていましたが、弾丸はより大きく(直径少なくとも2.5センチメートル[1インチ] 、より重い砲では最大7.6センチメートル[3インチ]以上)、弾丸の周りに巻き付けられたロープで束ねられ、間に楔が挟まれ、銃口に押し込むときに詰め物として機能する木製の台座が付いているか、ロープで包まれたキャンバスの袋に入っていました。 「グレープショット」という名前は、その形状がブドウの房に似ていることから付けられた。発射されると、慣性力によって束が崩壊し、弾丸が拡散して多数の標的に命中する。グレープショットは海軍兵器であり、海軍砲とほぼ同じ期間存在した。グレープショットの弾丸は、比較的小さいキャニスターショットのマスケット弾よりも太いロープを切断したり、装備を粉砕したりする能力が高かったため、その大きさが望ましいとされたが、木製の船体を貫通することはほとんどなかった。グレープショットは、甲板上の敵乗組員に対する兵器として(特に、乗船攻撃のように大量に集められた場合)広く知られるようになったが、元々は主に敵の索具を切断するために設計され、使用されていた。
同様の用途でより特殊化された弾丸はチェーンショットで、これは鎖でつながれた2つの鉄球で構成され、特に乗船網や帆などの索具の広い範囲を切断するために設計されていました。この用途では他の弾丸よりもはるかに効果的でしたが、他の目的にはほとんど役に立ちませんでした。バーショットは、2つの球をつなぐのに頑丈な棒を使用している点を除けば、これと似ていました。発射時に棒が伸びることもありました。長い鎖のリンクの列も同様の方法で使用されました。金属くず、ボルト、石、砂利、古いマスケット銃の弾丸などのガラクタの袋はランラージュとして知られ、敵の乗組員を負傷させるために発射されました(ただし、これは一般的ではなく、使用された場合は通常、私掠船、実際の海賊船、商船など、本物の弾薬を買う余裕のない非公認の船舶上で使用されました)。[ 24 ]
中国やアジアの他の地域では、火矢は太くてダーツのようなロケット推進式の焼夷弾で、先端に返しがあり、ピッチを染み込ませたキャンバスで包まれており、ロケットが発射されると燃え上がった。ロケットは専用の発射台から発射されることもあれば、大砲の砲身から発射されることもあった。先端が帆や船体、マストに突き刺さり、敵艦に火をつけた。西洋の海戦では、沿岸の要塞が鉄砲弾を装填する前に、特別な炉で真っ赤になるまで加熱することがあった(火薬が早期に発火しないように、水に浸した詰め物を入れる)。熱い砲弾が船の乾燥した木材に食い込むと、船に火がついた。船上での火災の危険性(および真っ赤に熱した砲弾を加熱して船に運ぶことの難しさ)から、加熱した砲弾は艦載砲からはほとんど使用されなかった。なぜなら、それを使用する船への危険は敵への危険とほぼ同じくらい大きかったからである。木造船で航海するすべての人にとって、火災は最大の恐怖であった。そのため、これらの船の乗組員にとって、熱砲弾を発射する沿岸砲台に立ち向かうことは恐ろしい経験であり、通常、木造艦隊はよほどの緊急事態でない限り、そのような砲火に立ち向かうことは想定されていなかった。なぜなら、熱砲弾一発で船全体と乗組員が容易に破壊される可能性があるのに対し、通常の砲弾であれば、同じ船でも多数の被弾に耐えられると考えられていたからである。

爆撃艦は、木造帆船として開発され、主武装として艦首付近に搭載された迫撃砲を高角度に仰角を上げて弾道弧状に発射した。実弾ではなく、炸裂弾または炸薬弾が使用された。爆撃艦は、陸上の固定陣地を砲撃するために設計された特殊な艦船であった(そのためこの名前が付けられた)。
イギリス軍による爆撃艦の最初の記録は、1347年のカレー包囲戦でエドワード3世がボンバルドやその他の大砲を搭載した単甲板艦を配備した時である。[ 25 ]
最初の特殊爆撃艦は、ベルナール・ルノー・デリサガレーの設計に基づいて17世紀末に建造され、フランス海軍で使用されました。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] 1682年には、このような艦艇5隻がアルジェの砲撃に使用され、陸上の要塞を破壊し、約700人の守備兵を殺害しました。2年後、フランスはジェノヴァで同様の成功を収めました。[ 29 ]初期のフランスの爆撃艦には、前甲板に2門の前方向け迫撃砲が並んで固定されていました。これらの兵器を照準するには、スプリングアンカーを出し入れすることで船全体を回転させました。[ 27 ]射程は通常、火薬量を調整することで制御されました。[ 26 ]
イギリス海軍[ 26 ]は、ユグノー亡命者が設計図をイングランドとネーデルラント連邦共和国に持ち込んだ後、次の100年以上にわたってこのクラスの改良を続けた。イギリスの設計では、並列前方向け迫撃砲は、旋回台座に搭載された中心線上の迫撃砲に置き換えられた。これらの台座は、武器の発射力を船体に伝えるために、頑丈な内部木製フレームで支えられていた。フレームの隙間は、弾薬の保管場所として使用された。初期の爆撃艦は、2本のマストを持つケッチとして艤装されていた。爆撃ケッチは、前方に迫撃砲を収容し、前方射撃のためのクリアな領域を確保するために、通常、同様の艤装の他の船舶よりもマストが後方に踏み込まれていたため、操縦が困難な船であった。その結果、19世紀のイギリスの爆撃艦は、3本のマストと2門の迫撃砲(隣り合うマストのペアの間に1門ずつ)を備えた完全帆装船として設計された。 [ 30 ]

砲術は18世紀半ばに科学的な基礎の上に築かれた。イギリスの軍事技師ベンジャミン・ロビンズは、ニュートン力学を用いて空気抵抗を考慮しながら砲弾の軌道を計算した。彼はまた、砲術に関する広範な実験を行い、その結果を砲術に関する有名な論文『砲術の新原理』 (1742年)にまとめた。この論文には、彼が考案した弾道振り子 の記述も含まれている。
ロビンスはまた、発射体の運動に対する空気抵抗[ 31 ] [ 32 ]や火薬の力に関する重要な実験を数多く行い、それによって発射体に伝わる速度を計算した。彼は自身の理論の結果を迫撃砲や大砲の射程の実験的測定結果と比較し、砲兵の運用に関する実践的な格言を示した。彼はまたロケットの飛行に関する観察を行い、ライフル銃身の利点について記述した。
ロビンスは、大口径砲の使用と、砲弾の密着性の重要性を主張した。彼の砲術に関する著作はレオンハルト・オイラーによってドイツ語に翻訳され、ヨーロッパ全土の海軍兵器開発に大きな影響を与えた。
もう1つの重要な科学的な砲術の本は、アメリカ海軍の砲術長であった准尉ジョージ・マーシャルによって書かれました。彼は1822年にマーシャルの実用海上砲術を執筆しました。 [ 33 ]この本では、海軍砲の装備に必要な寸法と装置について論じています。この本では、砲の音に基づいて艦船への砲弾の飛距離についてさらに詳しく述べており、砲弾は1秒間に348メートル(1,142フィート、381ヤード)の速度で飛ぶことがわかっています。マーシャルの方程式によると、砲手は砲弾の閃光を見て爆発音を聞いた後、着弾までの秒数を数えます。このようにして、訓練された耳は砲弾が飛んだ距離を知ることができ、情報を得たり、反撃したりすることができます。この本の例では、砲手から砲弾が発射された距離が約3,133メートル(10,278フィート、3,426ヤード)である9秒のシナリオが概説されています。[ 34 ]

1793年のフランス革命戦争勃発までに、18世紀後半に行われた一連の技術革新が相まって、イギリス艦隊はフランス海軍やスペイン海軍の艦船に対して明確な優位性を獲得していた。
カロネード砲は、スコットランドの鉄工所であるキャロン社が1778年に開発した、重い砲弾を発射する短砲身砲です。砲弾の大きさのばらつきと砲身の穴あけの難しさから、砲弾と砲身の間には通常、かなりの隙間(しばしば6mm (1/4インチ)にも達する)があり、その結果、効率が低下していました。この隙間は風向差として知られていました。キャロン社が導入した製造技術は風向差を大幅に低減し、より少ない火薬で砲弾を発射できるようになったため、より小型で軽量な砲が実現しました。カロネード砲は同等の長砲の半分の重量でしたが、限られた距離ではありましたが重い砲弾を発射することができました。カロネード砲の軽量性により、フリゲート艦や戦列艦の船首楼や後甲板に搭載することができ、船の航行性能を損なうことなく火力を向上させることができました。それは「スマッシャー」として知られるようになり、カロネードを装備した船に近距離で大きな利点をもたらした。[ 35 ]船の側面にピボットで取り付けられた砲架は、スライダーで反動を受け止めた。反動が軽減されたことで、砲の向きは変わらなかった。火薬量が少ないため、作動中の砲の発熱が軽減された。パンフレットでは、ウール製のカートリッジの使用が推奨されていた。これは高価ではあったが、詰め物や虫食いの必要性をなくした。照準と再装填の両方において、比較的訓練を受けていない商船員の砲術を簡素化することが、この砲の根拠の一つであった。砲を砲架に接続するために、砲耳を下部のボルトに置き換えることで、砲架の幅が狭まり、広い射角が得られた。カロネードは、同じ砲弾を発射する長砲の4分の1の重量で、4分の1から3分の1の火薬量を使用した。[ 36 ]カロネード砲の発明は、1759年のロバート・メルヴィル中将、あるいは1769年から1779年までカロネード社の支配人を務めたチャールズ・ガスコインなど、諸説ある。カロネード砲は、アメリカ独立戦争中にイギリス商船で普及した。軽量で少人数の砲員しか必要とせず、近距離で絶大な威力を発揮するこの砲は、フランスやアメリカの私掠船から商船を守るのにうってつけの武器だった。1782年9月4日の戦闘では、ヘンリー・トロロープ指揮下のフリゲート艦HMSレインボー号が近距離から放った一斉カロネード砲の衝撃が凄まじかった。 負傷したフランス人船長は、短い戦闘の後、降伏してヘベ号を明け渡した。 [ 37 ]

大砲の発射機構としてフリントロック式が考案され、アメリカ独立戦争中に従来の火縄式に代わって導入されました。フリントロック式は、砲長が発射のタイミングを正確に選べるため、発射速度と命中精度が向上しました。これに先立ち、イギリス海軍は七年戦争中に火薬を詰めたガチョウの羽根ペンを用いた発射方式を導入しており、従来の起爆方法に比べてほぼ瞬時に燃焼することができました。
ダグラスはまた、射界を大幅に拡大する革新的なシステムを考案した。砲門から離れた位置に砲索を取り付けるという単純な工夫により、各砲の射程距離が大幅に向上した。この新システムは1782年のサント海戦で初めて試験され、 HMSデューク 、フォーミダブル、アロガント、そしておそらく他のイギリス艦艇もダグラスの新システムを採用した。
榴散弾は1784年に王立砲兵隊のヘンリー・シュラプネル少将によって開発されました。当時、すでにキャニスター弾が広く使用されていました。これは、小さな鉄球や鉛球を詰めたブリキやキャンバス製の容器が発射時に破裂し、大型の散弾銃弾のような効果を発揮するものでした。シュラプネルの革新は、キャニスター弾の多弾頭散弾銃効果と、キャニスターを開放して弾丸を銃口からキャニスターの軌道に沿って一定距離に分散させるための時限信管を組み合わせた点にありました。彼の榴散弾は、球と火薬の混合物が詰められた中空の鋳鉄球で、粗雑な時限信管が取り付けられていました。信管が正しく設定されていれば、榴散弾は目標の前方または上方で破裂し、中身(マスケット銃弾)を放出します。榴散弾は、榴散弾の「残存速度」で飛び続けます。マスケット銃弾の密度が高くなることに加えて、榴散弾全体としては個々のマスケット銃弾よりも弾道係数が高くなる可能性が高いため、残存速度も高くなる可能性がある。
産業革命により、鋳造砲では貫通できないように見える蒸気動力の装甲艦が登場した。海軍砲の不十分さから、装甲艦を沈める手段として海軍衝角が再び登場した。 [ 38 ] 19世紀後半の急速な技術革新により、進水前に時代遅れになった艦もあった。[ 39 ]鋳造砲で火薬を使用して得られる最大発射速度は約480 m/s (1,600 ft/s)であった。この速度制限で装甲貫通力を向上させる唯一の方法は、口径を大きくして発射重量を増やすことであった。一部の装甲艦は、最大16.25インチ (41.3 cm)の非常に重く、発射速度の遅い砲を搭載していた。[ 38 ] これらの砲は、後期の装甲艦のますます厚くなる鉄装甲を貫通できる唯一の兵器であったが、人間が持ち上げるには重すぎる砲弾を装填するために蒸気機関が必要であった。[ 40 ]

榴弾は地上戦(榴弾砲や迫撃砲)で長らく使用されてきたが、高角度で比較的低速でしか発射されなかった。砲弾は本質的に取り扱いが危険であり、砲弾の爆発性と、高速砲の高い威力と平坦な弾道特性を両立させる解決策はこれまで見つかっていなかった。
しかし、高弾道は海戦には実用的ではなく、海戦では目標に命中する確率をある程度確保するために、基本的に水平弾道砲が必要だった。そのため、海戦は何世紀にもわたって、木造船体にも局所的な損傷しか与えられない不活性砲弾を使用する水平弾道砲同士の交戦で構成されていた。[ 41 ]
爆発性砲弾を発射するように設計された最初の海軍砲は、1822年から1823年にかけてフランスの将軍アンリ=ジョゼフ・ペシャンによって開発されたペシャン砲である。彼は1822年に著書『新海砲兵隊』[ 42 ]で軍艦に対して水平弾道砲を使用することを提唱し、初めて高出力の水平弾道砲で安全に砲弾を発射できる遅延機構を開発した。爆発性砲弾が木製の船体にめり込んで爆発すると、壊滅的な被害をもたらす可能性がある。これは1824年にアンリ=ジョゼフ・ペシャンが2層甲板のパシフィカトゥール号に対して行った試験で初めて実証され、彼はこの船を破壊することに成功した。[ 41 ]この試験のために、1823年と1824年に2門のペシャン砲の試作機が鋳造された。ペシャンは『新しい武器に関する実験』でその結果を報告した。[ 42 ]砲弾には、砲が発射されると自動的に点火する信管が装備されていた。砲弾は標的の木製船体に突き刺さり、その後すぐに爆発した。[ 43 ]
フランス海軍向けの最初のペシャン砲は1841年に製造された。砲身は約10,000 ポンド(4.5メートルトン)の重さがあり、約2マイルの精度が証明された。1840年代には、イギリス、ロシア、アメリカ合衆国が新しい海軍砲を採用した。作戦上の文脈におけるこの砲の効果は、クリミア戦争中に決定的に実証された。 1853年のシノップの戦いでは、爆発する砲弾の焼夷特性が木造軍艦の時代遅れを証明したが[ 44 ]、爆発効果は火薬の炸薬の使用によって制限されていた。魚雷の弾頭に使用された初期の高性能爆薬は、砲からの発射の加速中に爆発した。USSベスビウス号でのダイナマイト砲の短期間の使用後、[ 45 ]ピクリン酸は1890年代に従来の海軍砲弾に広く使用されるようになった。

ウィリアム・アームストロングは1850年代にイギリス政府から、エルズウィック兵器会社で製造された革新的な新型砲、アームストロング砲の設計契約を獲得した。これは陸上と海上両方における近代砲の誕生を告げるものであった。[ 46 ] [ 47 ]この砲はライフリングが施されており、より正確で強力な動作が可能であった。砲に正確にライフリングを施すのに必要な機械は、19世紀半ばになってようやく利用可能になった。[ 48 ]アームストロング砲で発射される鋳鉄製の砲弾はミニエー弾に似た形状で、薄い鉛のコーティングが施されており、砲身の内径よりわずかに大きく、砲身のライフリング溝に噛み合って砲弾に回転を与える。この回転と、密着による風の影響の排除により、この砲はより少ない火薬量で、既存の滑腔砲の前装式砲よりも射程と精度が向上した。
彼の銃も後装式だった。後装式機構の試みは中世以来行われてきたが、根本的な工学上の問題は、その機構が爆薬に耐えられないことだった。産業革命期における冶金学と精密工学の進歩によって初めて、アームストロングは実用的な解決策を構築することができた。この銃は、効果的な大砲を構成するすべての特性を兼ね備えていた。銃は、反動後に銃が射撃位置に戻るように砲架に取り付けられていた。

この銃を真に革新的なものにしたのは、より強力な爆発力に耐えられる銃身の構造技術であった。「組み立て式」方式では、直径が徐々に大きくなる錬鉄(後に軟鋼が使用される)の管を組み立てて銃身を作った。 [ 49 ]次の管は加熱されて膨張し、前の管に嵌め込まれる。冷えると管はわずかに小さい直径に収縮し、銃の発射によって銃身に及ぼされる外向きの力に対抗して、銃の壁に沿って均等な圧力が内側に作用する。[ ii ]ライフリング付きの組み立て式銃は、1880年までに鋳造大砲を時代遅れにした。[ 51 ]
アームストロングのシステムは1858年に採用され、当初は「野戦での特別な任務」のために、当初は小型の砲、6ポンド(2.5インチ/64mm )山砲または軽野砲、9ポンド(3インチ/76mm )騎馬砲、12ポンド(3インチ/76mm)野砲のみを製造した。
しかし、この銃の利点にもかかわらず、1863年の英国兵器特別委員会は、コストと効率の理由から、前装式砲に戻すことを決定した。[ 52 ]
大口径後装式海軍砲は、1872年にシャルル・ラゴン・ド・バンジュがフランスで断続ねじ閉鎖器を開発したことで実用的になった。[ 53 ] 1879年にHMSサンダラー艦上で、マルモラ海での訓練射撃中に前部砲塔の左側前装式12インチ(305mm)砲が爆発し、11人が死亡、35人が負傷するという重大な事故が発生した後になって初めて、イギリス海軍は後装式砲に決定的に切り替えた。[54]装填および取り扱い手順も改良され、サンダラー自身も長口径10インチ後装砲に再装備された。後装砲は、砲口から再装填するために砲を車体内に引き込む必要性によって課せられた鋳造砲の砲身の長さの制限を克服した。より長い砲身[ 55 ]と燃焼速度の遅い褐色火薬が同時に利用可能になったことで、砲弾の速度は650 m/s(2,100 ft/s)に増加した。[ 38 ]スピン安定式の細長い砲弾は、打撃信管の確実な位置決め[ 56 ]と断面密度の増加による装甲貫通力の向上[ 57 ]の両方を提供した。

19世紀半ばに大口径長距離砲が開発される以前は、古典的な戦艦の設計では、艦の両舷に砲を列状に配置しており、砲郭内に砲が収められていることが多かった。火力は多数の砲によって供給されていたが、砲の射角は艦の片側から限られた範囲に限られていた。不安定性のため、搭載できる大型で重い砲の数は限られていた。また、砲郭は喫水線近くに設置されることが多かったため、浸水しやすく、運用は穏やかな海域に限られていた。
砲塔は、砲兵の乗員と機構を保護するために設計された 兵器架台であり、回転式兵器プラットフォームとして様々な方向に照準を合わせて発射できる能力を備えていた。このプラットフォームは、対艦砲台のような要塞化された建物や構造物、あるいは戦闘車両、軍艦、軍用機などに搭載することができる。
クリミア戦争中、カウパー・フィップス・コールズ大尉は「キューポラ」で保護された砲を備えたいかだを建造し、レディ・ナンシーと名付けたそのいかだを使って黒海のロシアの町タガンログを砲撃した。レディ・ナンシーは「大成功を収めた」[ 58 ]ため、コールズは戦後、回転砲塔の特許を取得した。コールズの特許取得後、イギリス海軍本部は1859年にコールズの設計の試作機を発注し、1861年に試験のために浮体砲台艦HMSトラスティに搭載され、回転砲塔を装備した最初の軍艦となった。コールズの設計目標は、可能な限り全周射角が広く、目標を最小限に抑えるためにできるだけ水面下に沈んだ艦船を作ることであった。[ 59 ]
海軍本部は砲塔砲の原理を有用な革新として受け入れ、それを他の新しい設計に組み込んだ。コールズは、それぞれ2門の大型砲を収容する10基のドーム型砲塔を備えた艦船の設計を提出した。この設計は非実用的であるとして却下されたが、海軍本部は砲塔艦に引き続き関心を持ち、自らの設計者に改良設計の作成を指示した。コールズはアルバート王子の支援を得て、王子は海軍大臣であるサマセット公爵に手紙を書き、砲塔艦の建造を支持した。1862年1月、海軍本部は、4基の砲塔と低い乾舷を備え、沿岸防衛のみを目的とした艦船、HMSプリンス・アルバートの 建造に同意した。コールズは砲塔の設計を許可されたが、艦船の責任は主任設計官アイザック・ワッツにあった。[ 59 ]
コールズの設計によるもう一つの艦、HMSロイヤル・ソブリンは 1864年8月に完成した。既存の舷側砲は平甲板上の4基の砲塔に置き換えられ、艦には喫水線を囲む5.5インチ(140mm )の装甲帯が装備された。 [ 59 ]モニターやロイヤル・ソブリンのような初期の艦は、沿岸水域に限定されていたため、耐航性はほとんどなかった。コールズは、サー・エドワード・ジェームズ・リードと共同で、砲塔に砲を搭載した最初の外洋軍艦であるHMSモナークを設計・建造した。1866年に起工され、1869年6月に完成したこの艦は2基の砲塔を備えていたが、船首楼と船尾楼が設けられていたため、砲は前後に発射できなかった。[ 59 ]

砲塔は、スウェーデンの発明家ジョン・エリクソンがアメリカで独自に発明したものの、技術的にはコールズの設計に劣っていた。[ 60 ]エリクソンは1861年にUSSモニター を設計した。その最も目立つ特徴は、低い乾舷の上部船体(「筏」とも呼ばれる)の中央部に取り付けられた大きな円筒形の砲塔だった。これは、より伝統的な形状の下部船体の側面をはるかに超えて伸びていた。小型の装甲操舵室が上部甲板の艦首側に取り付けられていたが、その位置のためモニターは砲をまっすぐ前方に発射することができなかった。[ 61 ] [ iii ]エリクソンがこの艦を設計した主な目的の1つは、敵の砲撃に対して可能な限り小さな標的となることだった。[ 62 ]
砲塔の丸みを帯びた形状は、砲弾をそらすのに役立った。[ 63 ]一対の補助エンジンがギアを介して砲塔を回転させ、1862年2月9日の試験では22.5秒で1回転した。[ 62 ]砲塔が目標を通り過ぎた場合、エンジンを逆回転させるか、もう一度1回転させる必要があったため、砲塔の精密な制御は困難であることが判明した。砲を含めた砲塔の重量は約160ロングトン(163トン)で、砲塔を回転させる前に楔を使ってジャッキアップする必要のある鉄製のスピンドルに全重量がかかっていた。[ 62 ]
スピンドルは直径9インチ(23cm )で、砲塔が横滑りするのを防ぐのに必要な強度の10倍の強度があった。 [ 64 ]使用していないときは、砲塔は甲板上の真鍮のリングの上に置かれ、水密シールを形成するように設計されていた。しかし、運用中は、乗組員によるコーキングにもかかわらず、ひどく水漏れすることが判明した。 [ 62 ]砲塔と甲板の間の隙間は、 1863年4月の第一次チャールストン港の戦いで、同じ砲塔設計を使用していた数隻のパセーイク級モニターの砲塔に破片や砲弾の破片が入り込んで詰まるという問題を引き起こした。[ 65 ]砲塔に大砲が直撃すると、スピンドルが曲がる可能性があり、これも砲塔を詰まらせる可能性がある。[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]

砲塔には15インチ(380mm )滑腔砲ダールグレン砲2門を搭載する予定だったが、間に合わず11インチ(280mm )砲が代わりに搭載された。[ 62 ]各砲の重量は約16,000ポンド(7,300kg )だった。モニターの砲は、砲の設計者であるダールグレン自身が定めた、1860年の兵器規定で「遠距離」、「近距離」、「通常」の目標に対して規定された15ポンド(6.8kg)の標準推進薬を使用した。 [ 69 ]砲は136ポンド(61.7kg )の砲弾または榴弾を、仰角+15°で最大3,650ヤード(3,340m )まで発射できた。 [ 70 ] [ 71 ]
HMSサンダラーはこの先駆的な取り組みの集大成であった。エドワード・ジェームズ・リードが設計したこの装甲砲塔艦は、革新的な油圧式砲塔機構を用いた旋回砲塔を備えていた。また、中央上部構造物配置を採用した世界初の無マスト戦艦であり、その後のすべての軍艦の原型となった。 1871年のHMSデバステーション もまた重要な設計であり、現代の戦艦へと直接つながった。

1850年代後半、装甲艦の開発と導入が進み、相当な厚さの錬鉄製の装甲が採用された。この装甲は、当時使用されていた鋳鉄製の丸い砲弾と、新たに開発された炸裂弾の両方に対して、事実上無敵であった。
この問題に対する最初の解決策は、W・パリサー少佐によって実現された。1867年に承認された彼のパリサー弾は鋳鉄製で、頭部は鋳造時に冷やして硬化させ、頭部には金属製の水冷部分を備えた複合型が使用された。弾丸にひび割れが生じる欠陥があったが、これらは時間とともに克服された。弾丸の外側には、銃身のライフリング溝に噛み合うように青銅製のスタッドが取り付けられた。底部には空洞があったが、火薬や爆薬は充填されていなかった。この空洞は、弾丸の先端と底部が異なる速度で冷却されるため、冷却時にひび割れを起こさずに大型の固体弾丸を鋳造することが困難であったために必要であり、実際には、より大きな空洞の方が鋳造品質が向上した。[ 72 ]
アンガモス海戦(1879年10月8日)では、チリの装甲艦がペルーのモニター艦ワスカルに対し250ポンド・パリサー砲20発を発射し、壊滅的な被害を与えた。このような貫通砲弾が実戦で使用されたのはこれが初めてであった。[ 73 ]
これらの冷間加工された鉄弾は錬鉄製の鎧に対しては非常に効果的でしたが、1880年代に初めて導入された複合装甲や鋼鉄製の鎧には通用しませんでした。そのため、新たな方向転換が必要となり、パリサー弾に代わって、先端を水で硬化させた鍛造鋼弾が用いられるようになりました。当初、これらの鍛造鋼弾は普通の炭素鋼で作られていましたが、鎧の品質が向上するにつれて、弾丸もそれに合わせて改良されていきました。
1890年代以降、セメント鋼装甲が一般的になり、当初は軍艦の厚い装甲にのみ使用されていた。これに対抗するため、砲弾はニッケルとクロムの両方を含む鋼鉄(鍛造または鋳造)で作られるようになった。もう一つの変化は、砲弾の先端に軟質金属のキャップを導入したことである。これはロシアのステパン・マカロフ提督が考案した「マカロフ・チップ」と呼ばれるものである。この「キャップ」は、衝撃の一部を緩和し、装甲貫通弾の先端が装甲面に当たる前に損傷したり、砲弾本体が粉砕されたりするのを防ぐことで、貫通力を向上させた。また、斜めからの攻撃でも、先端が装甲面から逸れるのを防ぐことで、貫通力を高めることができた。
20世紀初頭頃に無煙火薬推進剤[ 38 ]が火薬に取って代わり、 800 m/s (2,600 ft/s)の砲弾速度が得られるようになったことで、装甲貫通力の向上が可能になった。 [ 74 ]

魚雷による水中からの船体損傷の可能性は、大型軍艦を撃沈できる小型で安価な魚雷艇の開発を促した。19世紀末までには、すべての軍艦は、高速で機動性の高い魚雷艇を撃破できる速射砲を備えた防御砲台を必要とするようになった。
イギリス海軍は1889年にHMSシャープシューターに速射式の4.7インチ砲を初めて導入し、 1891年に進水したHMSロイヤルソブリンには速射式の6インチMK 1砲を導入した。他の海軍もこれに倣い、フランス海軍は1894年から1895年に完成した艦艇に速射式の兵器を搭載した。[ 75 ]
速射砲は、1890年代の主流であった前弩級戦艦の重要な特徴であった。速射砲は厚い装甲を貫通することはできなかったものの、敵戦艦の上部構造を破壊し、火災を起こし、敵の砲員を殺傷または注意をそらすことを目的としていた。重砲の開発と発射速度の向上により、1900年代初頭には速射砲は海戦における決定的な兵器としての地位を失ったが、魚雷艇や駆逐艦による攻撃から戦艦を守るためには速射砲は不可欠であり、小型艦艇の主兵装を構成していた。
19世紀後半の軍艦のほとんどは、少数の大型砲弾(命中しない可能性もある)による相対的な破壊力と、同じ時間内に発射される多数の小型砲弾による命中確率の増加との不確実性から、複数の口径の艦砲を搭載していた。速射砲は当初、手で装填できるほど小さな弾薬を使用する後装式兵器であった。後に真鍮製の薬莢を絹製の火薬袋に置き換えることで、スライド式楔形閉鎖機を使用して発射速度を上げることができた。[ 76 ]機械化の進展により、最終的には最大8インチ(20cm ) 口径の艦砲でも同様の発射速度が可能になった。[ 77 ]

19世紀後半に砲撃射程が飛躍的に伸びると、砲弾の飛翔時間を考慮して適切な照準点を計算するだけでは済まなくなった。適切な砲撃を行うために、ますます高度な機械式計算機が用いられるようになり、通常は様々な観測員と距離測定値が艦内の奥深くにある中央測量ステーションに送られた。そこで射撃指揮チームは、艦と目標の位置、速度、方向、さらにコリオリ効果、天候による空気への影響、その他の調整値などを入力した。
結果として得られた射撃方向(射撃解と呼ばれる)は、照準を合わせるために砲塔にフィードバックされる。もし砲弾が外れた場合、観測員は外れた距離と方向を算出し、この情報を他の情報の変更点とともにコンピュータにフィードバックして、再度射撃を試みる。
複数の砲を同時に発射する必要があるため、海軍の射撃管制の状況は非常に複雑でした。海戦では、発射する砲と目標の両方が移動しており、距離と時間が長くなるため、変数がさらに複雑になります。初歩的な海軍射撃管制システムは、第一次世界大戦の頃に初めて開発されました。[ 78 ]
アーサー・ポーレンとフレデリック・チャールズ・ドライヤーは、それぞれ独立して最初のそのようなシステムを開発した。ポーレンは、 1900年にマルタ近郊で行われた砲撃訓練で海軍砲の精度が低いことに気付いた後、この問題に取り組み始めた。 [ 79 ]イギリスを代表する科学者として広く知られるケルビン卿は、戦闘に参加している艦船の相対運動と砲弾の飛翔における時間遅延から生じる方程式を解くためにアナログコンピュータを使用することを最初に提案し、必要な軌道、ひいては砲の方向と仰角を計算した。
ポレンは、集中射撃管制で使用するために、機械式コンピュータと射程および速度の自動プロットを組み合わせた装置を開発することを目指した。目標の位置と相対運動の正確なデータを取得するために、ポレンはこのデータを取得するプロット装置(またはプロッター)を開発した。彼は、発射艦のヨーイングを考慮するためにジャイロスコープを追加した。これもまた、当時としては原始的なジャイロスコープを大幅に改良して、継続的かつ信頼性の高い補正を提供する必要があった。[ 80 ] 1905年と1906年に試験が行われたが、完全には成功しなかったものの、将来性を感じさせた。彼は、急速に台頭していたジャッキー・フィッシャー提督、アーサー・クニベット・ウィルソン提督、および海軍兵器魚雷局長(DNO)のジョン・ジェリコーによって、その努力を励まされた。ポレンは研究を続け、イギリス海軍の軍艦で断続的に試験を行った。
一方、ドレイヤー率いるグループも同様のシステムを設計した。両システムともイギリス海軍の新造艦および既存艦向けに発注されたが、最終的にドレイヤーのシステムが決定版のマークIV*として海軍に最も支持された。指揮装置の追加により、第一次世界大戦の艦艇にとって完全かつ実用的な射撃管制システムが実現し、1916年半ばまでにイギリス海軍の主力艦のほとんどに搭載された。指揮装置は艦の高所に設置され、操作員は砲塔内の砲手よりも優れた視界を確保できた。また、砲塔の射撃を調整して、それらの射撃が連携して機能するようにすることも可能だった。この照準精度の向上と大型光学式測距儀により、射撃時の敵の位置推定精度が向上した。このシステムは最終的に、1927年以降に建造された艦艇向けに改良された「海軍射撃管制表」に置き換えられた。

1890年代後半から1900年代初頭にかけて砲術の著しい発展があり、1906年に革新的なHMSドレッドノート が進水したことで頂点に達した。1896年にパーシー・スコット卿がHMSシラの指揮を任され、そこで砲術に関する新しい理論を実践することができ、1897年の砲術試験で80%という前例のない成功を収めた。[ 81 ] [ 82 ]これは全く前例のないことであり、当時のイギリス海軍の平均はわずか28%だった。[ 83 ]
スコットは、艦隊内の艦艇間の夜間の信号伝達が遅く不正確であることに気づいた。彼は、訓練補助具を考案し、信号兵に指導を行い、より効果的な新しい点滅灯を考案するという 2 つの方法でこれに対処した。彼の艦艇の信号伝達の新たな効率性は、地中海艦隊全体に採用された。彼は、主砲の砲身内に 1 インチ口径のライフル砲身を取り付けるが、主砲の操作部を使用する新しい小口径砲を考案した。彼はまた、望遠鏡光学系を使用した新しい照準器と新しい訓練標的も考案した。[ 84 ] 1901 年の海軍の賞品射撃で、テリブルは同じ 80% のスコアを獲得し、スコットの砲術の実践は艦隊の他の艦艇に採用された。[ 85 ]後に、スコットはハンプシャー州ホエール島の海軍砲術学校で教鞭を執った。[ 86 ] 1905年に将官に昇進するまで、彼は主に名誉職を務めた。[ 87 ]
魚雷の開発により、魚雷の射程外の距離で敵と交戦する必要が生じた。これは、各砲塔の砲手がそれぞれ独立して砲を向けて発射するという従来の方式では、敵艦に対して高い命中率を達成することがもはや期待できないことを意味した。スコットは、射撃指揮装置の開発と導入を奨励する上で重要な役割を果たした。この装置では、すべての砲が単一の地点(通常は前マストの頂上)から向けられ、仰角がつけられ、発射される。すべての砲を同時に発射することで、同時に発生する水しぶきを観察し、目視で照準を修正することが可能になった。

戦闘距離が前例のない6,000ヤード(5,500メートル)にまで拡大したため、砲手は次の斉射の修正を行う前に砲弾が着弾するまで待たざるを得なくなった。関連する問題として、数の多い小型砲からの砲弾の飛散が、大型砲からの飛散を覆い隠してしまうことがあった。小口径砲は、発射速度の遅い重砲を待つために発砲を控える必要があり、その結果、発射速度の速さという利点を失うか、あるいは飛散が重砲によるものか軽砲によるものか判別できず、測距と照準が不確実になるかのどちらかだった。[ 88 ]イタリアの造船技師ヴィットリオ・クニベルティは1903年に初めて全砲搭載戦艦の構想を提唱し、17,000ロングトン(17,000 t)の「理想的な」将来のイギリス戦艦を提案した。その戦艦は8基の砲塔に12インチ砲12門を主砲として搭載し、装甲帯の厚さは12インチ、速力は24ノット(44 km/h、28 mph)であった。[ 88 ]
第一海軍卿ジョン・フィッシャー卿は海軍本部で、次期戦艦に12インチ砲を搭載し、21ノット(39 km/h)以上の速力を持つという決定を強行した。その結果、HMSドレッドノートが誕生し、1906年の進水と同時にそれまでの艦艇はすべて時代遅れとなった。同艦は5基の連装砲塔に45口径BL 12インチMk X砲を搭載していた。これらの砲塔は最大8門の舷側砲撃が可能で、仰角は最大+13.5°まで上げることができ、850ポンド(390 kg)の砲弾を初速2,725フィート/秒(831 m/s)で発射した。13.5°の仰角では、徹甲弾(AP) 2 crhで最大射程16,450 m(17,990 yd)となった。仰角16度では、より空気抵抗の少ない、しかしわずかに重い4インチクロノグラフ徹甲弾を使用することで、射程は20,435ヤード(18,686メートル)まで延長された。これらの砲の発射速度は毎分1~2発であった。[ 89 ]艦艇は砲1門あたり80発の砲弾を搭載していた。[ 90 ]

ドレッドノートの就役から5年以内に、より強力な新世代の「超ドレッドノート」が建造され始めた。超ドレッドノートの登場は、イギリスのオリオン級から始まったと一般的に考えられている。これらが「超」になったのは、排水量が前例のない2,000トン増加したこと、より重い13.5インチ(343mm )砲が導入されたこと、そしてすべての主砲が中心線上に配置されていたことによる。ドレッドノートとオリオンの間の4年間で、排水量は25%増加し、舷側砲の重量は2倍になった。[ 91 ]
それまでの半世紀の急速な進歩に比べ、第一次世界大戦と第二次世界大戦を通して、海軍砲は比較的変化が少なかった。戦艦はドレッドノート級とほぼ同じ形態を維持し、魚雷艇は駆逐艦へと進化し、中型艦は巡洋艦と呼ばれた。重砲の口径が大きくなるにつれて(大和型戦艦では最大46センチメートル(18.1インチ))、すべての艦種が大型化した。 小型艦艇は、戦艦の防御用副武装としても使用される小口径の兵器を使用していた。[ 92 ]

海軍砲は帆船時代の古典的な舷側砲撃戦術に合わせて設計されていたが、第一次世界大戦では航空機からの攻撃を防ぐために、より高い仰角が可能な海軍砲架が必要であることが明らかになった。近距離で側面装甲を貫通することを目的とした高速海軍砲は、理論的には射撃管制装置を使えば数マイル離れた目標にも命中させることができたが、装甲砲郭内に設置された砲の最大仰角では、その射程距離に到達することはできなかった。
QF 4インチ Mk V 艦砲は、対空砲として改造され、防御のために艦艇に搭載された最初の砲の 1 つです。1914 年にアレトゥーサ級巡洋艦の副砲として、高角度対空砲として初めて使用されました。[ 93 ]
第一次世界大戦後に建造された艦船のほとんどの艦砲は少なくとも45°まで仰角を上げることができ、8インチ(20cm ) もの大口径砲の中には、航空機への使用を想定して70°まで仰角を上げることができるものもあった。[ 94 ]日本軍は三式「蜂の巣」砲弾を使用する際に、大口径砲を対空防御に使用した。
両用砲は、魚雷艇と航空機の両方から艦船を守るために考案され、第二次世界大戦では、フリゲート艦と駆逐艦の主兵装、巡洋艦と戦艦の副兵装として採用されました。アメリカ海軍の5インチ(127mm)/38口径砲のような両用砲は、重対空砲として機能し、近接信管付きVT砲弾を発射して敵機に接近すると爆発し、水中に向けて発射することで水上竜巻を発生させ、魚雷機などの低空飛行する航空機を撃墜することもできました。軽対空砲は、通常、ボフォース40mm対空砲や65連装エリコン20mm機関砲などの機関砲で構成されていました。
駆逐艦が潜水艦から艦隊を守るなど対潜水艦戦の役割を担うようになると、高角度爆雷迫撃砲(Y砲、K砲、またはイカ砲と呼ばれる)が装備されるようになった。[ 95 ]

戦艦は19世紀後半から海軍砲撃という形で水陸両用作戦の支援に用いられてきた。国際法上、このような砲撃は一般戦争法および「戦時における海軍による砲撃(ハーグ第IX条約)」(1907年10月18日)によって規制されている。 [ 96 ]
第一次世界大戦の初め、その主な実施者はイギリス海軍であった。戦争中、イギリス海軍の艦艇はガリポリ、サロニカ戦線、ベルギー沿岸の目標に対して砲撃を行った。エーゲ海では、問題はそれほど困難ではなく、敵の沿岸防衛(要塞、沿岸砲台など)はかなり未熟であった。しかし、ベルギー沿岸では、ドイツ軍は沿岸防衛のために広範囲にわたる、設備が整った、連携のとれた砲台システムを構築した。オステンドやゼーブルッヘなどの港はUボート作戦にとって非常に重要であり、ドーバーやダンケルクから出撃するイギリスのモニター艦によって頻繁に砲撃された。

イギリス海軍は、ドイツ軍の防衛線に対抗して効果的な砲撃を行うために必要な技術と手法を絶えず進歩させた。まず航空偵察技術を改良し、次に夜間砲撃の実験を行い、さらに間接射撃を採用した。そして1918年の夏、モニター艦にジャイロ式射撃指揮装置が搭載された。これにより指揮官はジャイロで安定化された人工視線を得ることができ、航行中の艦艇による間接砲撃が可能になった。これは非常に重要な進歩であり、第二次世界大戦中にイギリス海軍とアメリカ海軍が実践した艦砲射撃の確固たる基盤を築いた。
この戦術は第二次世界大戦中に最盛期を迎えた。携帯型無線機と高度な中継ネットワークの普及により、前線観測員は上陸部隊が到着次第、目標情報を送信し、ほぼ瞬時に命中精度報告を行うことが可能になった。戦艦、巡洋艦、駆逐艦は、要塞の弱体化と防衛部隊の消耗を狙って、時には数日間、沿岸施設を砲撃した。他の艦艇との戦闘には不向きな旧式戦艦は、まさにこの目的のために、浮遊砲台として利用されることが多かった。しかし、当時の射撃管制コンピューターやレーダーは比較的原始的であり、艦砲の発射速度も速かったため、部隊が上陸して艦に無線で報告を送れるようになるまでは、命中精度は低かった。
艦砲射撃は内陸32kmまで届くことがあり、陸上砲兵の支援としてよく用いられた。第二次世界大戦の太平洋戦域では、硫黄島、沖縄、ペリリュー、タラワ、サイパンへの上陸作戦に先立ち、米海軍は沿岸砲撃を多用した。ヨーロッパ戦域では、約18隻の戦艦と巡洋艦の重砲がサレルノでのドイツ軍戦車部隊の反撃を阻止するために使用された。ノルマンディー上陸作戦では艦砲射撃が広く用いられたが、当初は上陸作戦自体が奇襲であったため、大西洋の壁の防御を十分に弱体化させるような長時間の砲撃は不可能であり、代わりに特殊装甲車両がその役割を担った。[ 97 ]
海軍砲の有効射程は、その歴史の中で進化を遂げてきた。
20世紀半ばまでに、特に第二次世界大戦中、航空機は艦船に対するより効果的な兵器として艦砲に取って代わり始めた。これは太平洋戦域において特に顕著であり、水上戦闘艦同士の交戦は大幅に減少し、戦艦同士の交戦はわずか2回にとどまった。太平洋における決定的な戦闘のほとんどは空母同士の戦闘であり、珊瑚海海戦(敵艦同士が直接視認も砲撃も行わなかった最初の戦闘)をはじめ、 1942年のミッドウェー海戦、東ソロモン諸島海戦、サンタクルーズ諸島海戦、そして1944年のフィリピン海海戦などが挙げられる。そのため、大型水上戦闘艦(巡洋艦、戦艦)は、大口径艦砲を主に沿岸砲撃に用いた。また、日本軍は対空防御のために三式砲弾を発射し、ドイツ戦艦ティルピッツも同様であったが、これは攻撃してくる航空機に対してはほとんど効果がなかった。
第二次世界大戦後、ほとんどの新造艦には130 mm (5.1インチ)を超える口径の艦砲は搭載されなかった。 [ iv ]艦艇設計が大口径砲から離れるにつれて、それ以降に開発された主砲のほぼすべては、海上目標と空中目標の両方を攻撃できる二重目的砲となっている。旧式の大口径砲を装備したまま現役に残った艦艇は、対艦ミサイルが艦対艦戦闘で艦砲に取って代わったため、艦砲射撃支援にのみ使用された。大口径砲 ( 16インチ (410 mm) ) を搭載した最後の現役戦艦であるミズーリは、 1992 年に退役した。潜水艦は、現代の海軍戦術では不利になるため、甲板砲を撤去した。
第二次世界大戦後、誘導ミサイルは一部の水上戦闘艦に後付けされました。誘導ミサイルを主兵装とする新型艦艇が設計され、特にイギリス海軍のタイプ22フリゲート艦は、バッチ1とバッチ2のサブクラスでは主砲がなく、40mm対空砲2門のみを搭載していましたが、バッチ3では4.5インチMk 8両用主砲を搭載するように再設計されました。現代の巡洋艦、駆逐艦、フリゲート艦は、対空防御用のミサイルシステムのバックアップとして、また地上射撃支援も可能な、口径3インチから5.1インチ(76mmから130mm)の両用砲を1~2門搭載していることがよくあります。多くの現代の軍艦は、他の防御システムを突破した対艦ミサイルや航空機に対する最後の手段となる短距離防御として、20mmファランクスCIWSなどの近接防御兵器システム も搭載しています。
現代の海軍砲は、それでもなお印象的な性能を発揮することができる。例えば、イタリアの127mm (約5インチ)オトブレダ127/54コンパクトは、毎分40発を23キロメートル(25,153ヤード)以上の射程で発射でき、[ 132 ]ロケットブースター付きの終末誘導弾「Vulcano GLR」を使用すれば最大100キロメートル(62マイル)まで射程を伸ばすことができる。[ 133 ]
小型の多目的艦艇も再び注目を集めている。ウクライナのギュルザM級砲艦はその一例で、ミコライウ機械修理工場で製造された2基の砲塔を装備している。