美国近代战列舰发展史 [公社帖]
文章提交者:BlООd︶IГ0Ν
加贴在 一、二战史
铁血论坛 http://bbs.tiexue.net/bbs_172.html
1921、1930和1936年签署限制战列舰发展条约。由于很多人认为战列舰的象征意义大于实际意义,因此当美国在1937年决定恢复战列舰的建造,并于次年对条约规定的战列舰吨位进行调整时,碰到了相当大的阻力。一些年以后,战列舰再次遭到来自空军方面的“象征意义大于实际意义”的指责,他们用“战列舰上将”这样的词语来贬低战列舰的作用。
但战列舰依然保持了她们巨大的魅力和号召力。当“新泽西”号顶着巨大压力重新投入现役时,有大量的志愿者要求在战列舰上工作。毋庸质疑,“新泽西”及其姐妹舰是所有美国战列舰中最漂亮的,也远要比航母和核潜艇来得威武。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 战列舰是在她那个时代唯一既拥有强大攻击力,又具备完善防护力的战舰。战列舰的第一设计准则就是:战列舰必须能抵御住自身火炮发射的炮弹!理论上,战列舰可以击沉任何其他种类的战舰,而只可能被其他的战列舰击沉。其他种类的轻型舰只,如巡洋舰,在遭遇战列舰时唯一可能的幸存方法是逃跑。
一艘战列舰的军事价值是有限的,更大程度上她是一个国家的象征。真正有效的海上力量需要战列舰和其他辅助舰只的复合体——战列舰编队。对于美国来说,战列舰编队理论的发展导致了战列舰建造数量的大幅度增加。根据这一理论,海军把他们的舰队部署由19世纪末的分散状态发展为20世纪的集中编成使用。从某种意义上来说,美国战列舰编队的建立是现代全球化的美国海军的开端。这之后,当西奥多.罗斯福总统的“大白舰队”拥有了16艘战列舰时,美国海军步入了自一个世纪以前大规模兴建装甲巡洋舰以来第二个颠峰时期。
战列舰编队在阿尔佛来德.撒伊尔.马汉的海权论中是用来掌握海上控制权的基础力量。具有优势力量的己方战列舰编队应该能够在海上肃清敌方任何一支舰队,以保护友方的船只。除了个别的“漏网之鱼”,战列舰编队对敌方海岸线附近持续的打击可以消灭大多数敌人的战舰。压制住了敌方战列舰的威胁,其他大量的轻型舰只可以为海上交通线提供足够的保护,以抵御袭击舰的零星骚扰。此外,使用战列舰在公海上消灭袭击舰比在整条航线上建立防线要容易的多,而且更加节省开支。基于以上原因,美国在1889年着手组建战列舰编队。
重型火炮和重型装甲使得战列舰造价非常昂贵,而扩大火炮口径和提高火炮威力的投资又占了其中的很大一部分。实力稍弱一些的国家的海军在19世纪末和20世纪初纷纷放弃了战列舰发展计划,而开始购买和制造相对便宜却装载着足以击沉大多数战列舰的火炮的舰只。这种情况可当代的第三世界国家大量购买装备快速导弹攻击艇比较类似。
鱼雷是一种具有极高性价比的武器,也是当时最重要的反舰武器。鱼雷是自航式武器,因此在最初阶段鱼雷对发射平台的要求很低,但却装有足以击穿大型战舰底部的重型战斗部(和当今的反舰导弹非常类似)。鱼雷的发射平台可以是战列舰、快速攻击艇、舰队驱逐舰,也可以是飞机和潜艇。当装载在战舰上时,鱼雷发射管通常采用多管联装的形式。鱼雷对战列舰的威胁十分严重。甚至在第一次世界大战之前,鱼雷就有了击沉战列舰的记录。为了应对来自鱼雷的威胁,设计师和操作人员想出了4种可能的反制措施:
一、几乎在整个战列舰的发展过程中,火炮的射程都要远大于鱼雷的射程。因此早期的驱逐舰只在能见度较低的黑夜发起鱼雷攻击。这同时也是探照灯的位置对战列舰是十分重要的原因。在战斗中,应尽量保持在最远距离上交战,从而使得己方战舰始终处于敌方鱼雷的射程之外。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 二、设计师尽可能的优化战列舰的舷侧布局,使得她能有效抵御大多数的水下爆炸,1905年以后的战列舰尤其如此。水下的舷侧装甲带能够给战列舰提供有限的但足以对抗自身装备的鱼雷的防护力。
三、设计师们可以给战列舰安装上专门的对抗雷击舰的武器。但更有效的防御武器往往需要更高的价格,从而使其性价比很差。专用的高射炮和反驱逐舰火炮都有这个缺点。改进火控系统是”更好的火控系统还是更强的防御火力“之争的矛盾焦点。在第二次世界大战以前,皇家海军始终认为在战列舰上安装重型高射炮可以有效的抵御飞机对战列舰的攻击。但1941年“威尔士亲王”号和“反击”号的沉没证明这一论断是错误的。在不到一年后,美国新型战列舰“南达科他”号在圣克鲁斯海战中成功的击退了日军飞机蝗虫般的攻击,这在很大程度上应归功于强有力的火控系统。
四、战列舰的适航性好,即使在恶劣的海况下依然可以保持较高的航速。在海上,除非攻击者采用炮击,一般情况下战列舰编队可以很容易的击退来自水面的鱼雷攻击。常规动力潜艇也不会给战列舰带来太大的麻烦。因为它们在水下的航速有限,而如果在水面上高速航行,它们又很可能被驱逐舰和飞机发现和击沉。可见,良好的机动性也是防护鱼雷的有效手段之一。
同时,如果战列舰不采用以上4种反制措施,飞机对她的威胁就会十分严重。起初,飞机所携带的武器无法有效摧毁战列舰的水下防护。即使是在第2次世界大战中,也只有3艘现代化的战列舰被飞机所投掷的鱼雷击沉:威尔士亲王号、武藏号和大和号。在后2者的战例中,攻击机群不得不在发起鱼雷攻击前先行摧毁战列舰的防空火力。即使如此,击沉一艘战列舰也需要10条以上的鱼雷。而如果使用航空炸弹,轰炸机就不得不在非常高的高度投放炸弹,以使之获得足够高的速度来穿透战列舰的重装甲甲板。当炸弹从高空落下时,机动中的战列舰可以比较轻松的规避开,且炸弹投放的准确率也很低。直到1943年9月,德国发明并装备了制导炸弹,这一问题才真正得到了解决。意大利“罗马”号战列舰是制导炸弹的第一个牺牲品。她的沉没真正宣告了战列舰时代的终结。
航空母舰可以攻击远离陆地的目标,也许她对海战规则的影响更为重大。尽管航空母舰要比战列舰脆弱的多,但她可以在更远的距离上作战,并且理论上可以在任何战列舰抵近之前就将之摧毁。虽然如此,在战列舰时代向航母时代过渡的过程中,航母在强大的水面打击力量面前依然是十分脆弱的。比如在1944年10月的莱特湾大海战中,日军的战列舰和重型巡洋舰就曾经击溃了掩护登陆的美国护航航母编队。美国在吸取了大量的教训后,开始在特混舰队中使用航母进行远程打击,而用战列舰对抗来自敌方战列舰的水面攻击。事实上二战中日本策划了好几次对航母的水面攻击,但都由于有快速战列舰对航母的护航而没有得逞。
在战列舰和航母之间进行对比是十分有戏剧性的。战列舰理论上只能被战列舰击沉,而航母则既可能被巡洋舰或战列舰的炮击所摧毁,又可能被其他航母上的飞机击沉。航母的设计方案经常试图降低航母的脆弱性,在这方面,航母的设计师所需要考虑到的要远比战列舰设计师考虑的多的多。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 击沉类似“武藏”和“大和”这样的超级战列舰需要很强大的打击力度,即使是在1945年,以单独一艘航母的攻击力量来击沉战列舰也是十分勉强的。实际上在某种意义上,已经流产的打击舰(CSGN)和前苏联的基洛夫级战列巡洋舰才是战列舰性能特点的真正继承者,因为她们都具备了强大的反舰火力。不同的是战列舰的防御与火力都非常强,而打击舰的防护力只相当于二战时的重巡洋舰甚至更差。只要有大口径弹药(如前苏联的远程巡航导弹)直接命中打击舰,就可使之严重毁坏。战列舰的生存力则要强的多,即使被多发同时代的最大威力的大口径炮弹击中也可以幸存下来。
对于美国来说,建造战列舰的决定标志着海军战略的根本性转变,同时也标志着议会对海上力量的看法的根本性转变。1883年初建的现代美国海军需要考虑3个主要的战略问题:1、主要的潜在对手是自1812年战争以来一直试图在尚未开发的土地上进行殖民或妄图通过攻击沿海城市而使美国屈服的英国(以及其他来自欧洲大陆的力量);2、虽然美国****一直努力使自己成为新大陆的主宰,但好几支南美的舰队都要强于美国海军,而西班牙在古巴的驻军则同时涉及到以上2 个问题;最后,美国对世界的每个角落都充满了好奇,而且美国海军也需要向世界展示实力,同时希望促进世界性的商业交流。派利在1853年对日本和1871 年对朝鲜的远征就是为了这些目的。最后一点使得美国海军对巡洋舰(包括蒸汽动力的沿海炮舰和快速护卫舰)的需求更甚于对战列舰的需求。尽管美国在内战前制造了一些风帆战列舰,但直到19世纪末,美国依然把他的绝大部分造舰费用用于制造巡洋舰。
在1812年,美国海军最初对英帝国的战略是由海岸防御(要塞以及内战型浅水铁甲炮舰)和巡洋舰在远海打击英国商船队两部分组成。即使在提出了远洋型铁甲舰(战列舰)的设计思路之后,美国海军仍然设想通过单纯的扩大海岸防御系统的覆盖范围、增强岸防力量来对抗日益强大的南美海军。甚至到了美国在即将与西班牙发生战争的1873年俘获了“弗吉尼亚”号快速蒸汽炮舰之后,美国海军依然没有计划建造远洋型铁甲舰(战列舰)。相反,美国海军倒是建造了一些巡洋舰和 5艘沿岸炮舰,其中的后者还是经过改装的即将退役的老战舰。
美国海军的复兴大约开始于1个多世纪以前,最初设想组建若干的由巡洋舰组成的袭击舰队来打击敌方的海上贸易交通线。因此截止1889年,美国海军的大多数战舰都是这一类型的舰只,国会认为,组建战列舰舰队的建议意味着扩张型的对外政策,因此大量建造战列舰的决议影响十分重大,应该慎重行事。但阿尔弗莱德. 萨伊尔.马汉的研究成果改变了人们的看法。他使海军部秘书长本杰明.特雷西相信,最可靠的海岸防御就是在己方舰队所能达到的最大范围内消灭敌人的舰队,夺取制海权并切断敌方的海上运输线。从此之后,这种先进的战略思想在美国军方的思维中扎下了根。1889年7月,特雷西召开了一次大会(?原文为 “Policy Board"),在会议上阐述了他的有关海军战略的观点;之后在11月份,特雷西又向国会递交了他的个人报告,报告中强烈建议美国海军应该建立一支强大的战列舰编队。
起初这次会议的报告遭到了某些人的嘲笑和讥讽,但在1890年的早些时候,远洋战列舰编队还是组建了起来。1898年,美国先后占领了菲律宾、夏威夷和波多黎各,这使得美军成为一支全球性的军事力量。新的战略任务更加证明建立大海军战略的正确性,到了1906年,美国海军已经拥有了大量的战列舰。事实上,在西奥多.罗斯福总统执政时期,美国海军已经建立了世界上第二大(也许是最先进的)战列舰编队。随着全重炮战列舰(“无畏”舰)的出现,这支舰队慢慢的落伍了,但此时国会只勉强批准建造了很少的几艘战列舰新型战列舰。结果,到了1914年,美国海军的战斗力跌至世界第三位,位于英国和德国之后。这之后,美国海军发展很快,在短短的30年里,她的实力排位从和秘鲁海军差不多的位置迅速发展到接近世界第一。
作为马汉思想的追随者,罗斯福总统希望海军力量不仅仅是在所有港口中的战舰数量的叠加。海军的战斗力量应该由一支集中使用的可以在远距离上消灭任何潜在敌对力量的战列舰编队组成。这一思想直到1941年以前一直指导着美国海军的发展。当时海军两个经常演练的战斗场景是日本占领菲律宾和德国对美国本土的袭击。在这两个战斗场景中,美国舰队在战争开始时都不可能出现在战争爆发地区。比如在德国进攻美国的演习中,德国人被假定为从中部美洲的基地或更远的南方发起攻击。美国舰队不得不奔袭数千英里去截击德国舰队。这对美国战舰的耐久性和可靠性是一个严峻考验。基于以上原因,美国海军在蒸汽轮机装备前对战列舰发展一直比较犹豫。对甚远距离航程的需求促成了美国迅速发明和装备了高温高压蒸汽机。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 第一次世界大战结束后,由于日本根据国际联盟的协约,从德意志帝国手里接管了太平洋岛链,太平洋的战略态势更加复杂。美国舰队如果要穿过岛链前往西太平洋,就很可能遭到日本潜艇和海军航空兵的伏击。在很大程度上,只有拥有良好水下防护的部分重型舰只才有可能在这种打击下幸存下来。1922年的条约,更加重了美国的忧虑。在条约中,英国建议进一步减小战列舰的吨位,美方当场拒绝了这一提议,同时还认为限制鱼雷和炸弹的威力是不妥当的。
这一决议给美国战列舰的发展带来了一个新的问题:应该模仿哪个国家的海军来规划设计舰队的最终形式。不列颠帝国一直是美国传统意义上的潜在敌人(实际上她一直是美国海军早期作战计划中的目标之一),但她的舰队规模实在太大,任何支持复兴美国海军计划的人都无法想象英国舰队的规模来组建美国海军。而且国会也绝对不会批准这个耗资巨大的计划。尽管如此,在1889年制定的海军发展远景规划中,却设想把美国海军建设成仅次于英国的世界第二大海军。不切实际是这一计划遭到后人嘲笑的主要原因。1897年,时任美国海军部长助理的西奥多.罗斯福呼吁建立一支可以和德国海军相抗衡的海上力量。他认为德国作为欧洲的一支新兴力量,极有可能成为美洲大陆新的殖民者。而且美国从美西战争中总结出来的有关远洋舰队的经典理论看来已经被德国海军的舰队扩张理论所打破。
在第一次世界大战中,“将军会议”——海军高层会议,提出了美国海军和当时世界最强大的海上力量——皇家海军保持力量均衡的战略。参加会议的海军高级官员认为:下一次战争将是列强对整个世界市场进行竞争所导致的不可避免的后果;在战争中,美国很可能要独自面对来自欧洲征服者的挑战。值得指出的是,在经过认真分析后,会议得出了“在1914~1915年的大规模战争之后,并不是所有的参战国的国力都消耗殆尽”的结论。在制衡战略的指导下,美国在1917年卷入战争(1917年4月6日),并导致了1921年华盛顿海军会议的召开。会议上签定的华盛顿条约规定英国、美国和日本的主力舰的总吨位比为5:5:3。从那时起一直到1936年,美国海军的规模一直限制在条约许可的范围内。
也许对(这一时期的)美国战列舰的发展来说,最大的缺陷是缺乏实际操作和战争的经验。从内战结束的1865年到1886年重新开始建造战列舰的这段时间里,海军技术已经发生了天翻地覆的变化,而且这一变革的影响一直延续到下一个20年。期间,只有一些现在被划归第三世界的一些国家之间爆发了几场小规模的海战。尽管各主要海上强国一直在进行火炮和装甲的陆地验证试验,但有一些关键性的技术(比如火控系统)直到世纪之交才开始被逐渐重视起来。此外,美国检测舰炮水上射击效果的试验只在本世纪(20世纪)最初的10年进行过。几乎在同一时期,皇家海军也进行了一系列类似的试验,得到的结果和美国海军的结论大相径庭。因此,两国的工程师在相同的技术基础上,建造出了风格炯异的战舰。(美国的文献资料显示了对英国在这一问题上的观点的不理解。)
当这些战舰参加战争之后,人们才发现,恰恰是设计中被人们忽视的细节决定了战舰的命运!比如皇家海军在日德兰海战中损失了3艘战列巡洋舰,实际上主要原因并不是因为这些战列巡洋舰的装甲太薄(以换取高的航速),而是由于他们的防“闪爆”措施(实际上不增加重量)有缺陷。另一个明显的缺陷是舰炮使用的发射药十分不稳定。类似的,美国战列舰“亚利桑那”号沉没的直接原因是一个小型黑火药存放处发生爆炸而引爆了前主弹药舱。常规的战舰生存力分析一般不会考虑如此细微的问题。
早期的美国战列舰设计方案严重缺乏横向比较,不论是美国国内的各设计局之间的还是和其他国家之间的。由于早期美国战列舰几乎没有参加过大型战斗的经历,因此所有的设计方案都是纯理论上的,没有实战的检验。对于一艘普通的船的性能,我们可以用她的航海品质或发电机的可靠性(怀疑为“发动机”!?)来衡量。这确实是一种正确的衡量方法,但是当对一艘战舰进行评价时,以上这两点对评价工作就几乎没有任何帮助。甚至在火力测试时,评价结果也主要基于船舶设计师不甚熟悉的火控系统的性能。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在对英国战列舰进行全面研究的过程中,乔·苏米达博士发现一种名为Pollen(Argo)“钟”的小型火控计算机极大地增强了某些英国一战战列舰的打击力。苏米达博士认为,日德兰海战中出现的大部分火控错误应归咎于被选来代替Argo“钟”装舰的一型简易计算机Dreyer“表格”。1916年美国海军采用了仿Pollen系统的“福特钟”。这一系统在超远距火控方面表现出色,以至于(特别是在战后十年内)对海军战术和舰船设计均产生了深远的影响。一个明显的例子是,由于远距火力观念的逐渐确立,美国海军弃用了战列舰和巡洋舰上的鱼雷发射管。但即便是这样,这些火控系统方面的考虑往往仅是在舰船整体设计中勉强容身罢了。
当时的情况可以与1945年以来的现状加以比较。技术又一次迅猛发展,而实战经验却也又一次积累甚少。小规模战争如福克兰(马尔维纳斯)群岛战争因此显得意义重大,其意义也许远远超过了可以吸取的教训本身。又一次地,很少有人对海军武器的威力有正确的理解,也很少有人对敌对国家之间勾心斗角的造舰推理过程感兴趣。最终在评估各种设计方案和比较各艘实舰的性能时,与对武器及发射装置的重视相比,作战系统却鲜有人关心。在某些方面,情况比在战列舰时代更糟。比如对于种类繁多的雷达各自的方向角和高低角问题注意不够,而在战列舰设计中测距仪和目标指示仪的高度(意味着视距)可是一个关键性问题。
在整个美国战列舰设计时期,海军划分为海勤和岸勤两大部门。岸勤部门由若干独立的局组成,各局只对文职的海军部长(Secretary of the Navy)负责。在1915年以前,海军没有法定的军职高级官员。所有的行动命令(至少在理论上)都是由海军部长签发的,这遵循了美国“文官治军”的传统。由此美国海军组织上的两个焦点问题就是各局之间的协作以及职业军官集团影响力的逐渐增长。后者最终形成了今日大权在握的海军作战部长办公室(Office of the Chief of Naval Operations,简称OpNav),它实际上管理着过去各局的后继机构。
在新型海军建立之初的1883年,分管装备的局有:
修造局(Construction & Repair,简称C&R),负责舰体设计;
蒸汽工程局(Steam Engineering,后为工程局Engineering,简称BuEng),负责机械;
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 军械局(Ordnance,简称BuOrd),负责装甲和武器;
设备局(Equipment),于1909年撤销,其职责分别划归C&R和BuEng。该局的任务可以从旧的舰船结构重量分解表中得知,如在1909年之前发电机和其它电气系统被归入“设备”一项而不是“机械”(机械归BuEng管)。
1940年C&R和BuEng合并成为舰船局(Bureau of Ships,简称BuShips)。舰船重量分解表也体现了各局在防护材料上的职责分工。军械局负责重型舷侧装甲,而修造局分管较薄的splinter plating和甲板装甲。
另有一个负责人事委派和海军日常运作的航海局(Bureau of Navigation)。在各局中,它代表的是海勤部门的观点,直到1912年其局长一直是海军部长的主要专业顾问。后来该局成为海军人事局(Bureau of Naval Personnel)。
人们心头时常萦绕着一个梦魇,生怕舰体设计者可能没给机械部分预留下足够的内部空间,或是没有为预定安装的火炮留足空间或重量。为了避免此类情形的发生, 1889年海军部长成立了由各局局长和海军情报机关首长组成的造舰委员会(Board on Construction)。其每一次会议都充斥着不同的舰船性能设定思想之间的尖锐冲突。即便如此,在1904年左右人们仍普遍觉得该委员会并未反映海勤部门的呼声。委员会被认为天生就是保守的,各技术局总是试图避免对设计作出重大变更。许多人认为保守主义在关于建造第一艘全重炮战列舰(无畏舰)问题的争论中表现得尤其明显。
美西战争促使海军部长于1900年召集了第二个委员会——总委员会(General Board),该委员会直接沿袭自原先帮助制订战时计划的战略委员会(Strategy Board)。虽然委员会最初的主要工作是制订战争计划,但它将无可避免地参与舰队的舰种比例设定进而是军舰性能设定工作。由于新港会议(Newport Conference,见第4章)所引发的1908年大改革,造舰委员会终于寿终正寝,总委员会接手了未来军舰的性能设定工作。在实践中,总委员会通过审核修造局提出的概略方案(sketch design)的方式来协调各局的工作。内华达级就是总委员会的第一个主要“产品”,而1938年的衣阿华级惨败(见第13章)充分暴露了委员会无法进行日常性协调的缺陷。理论上从1908年起至美国停止建造战列舰以后,由资深海军上将组成的总委员会就是舰船性能设定的主要建议者。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 但建议就是建议,而不是决定,明确这一点很重要。有权拍板的是文职海军部长,比如从1913年起海军部长约瑟夫斯·丹尼尔斯就屡屡否决总委员会提出的扩编战列舰队的建议。当海军部长出缺时由海军作战部长(CNO)代理之,这在罗斯福执政时期显得特别重要,因为当时的海军部长时常因病而无法视事。这就解释了北卡罗来纳级设计的命运(见第11章)。放宽一点历史的眼界来看,自一战结束时起,总委员会与海军作战部长就一直在争夺对舰船设计的控制权。最终是海军作战部长取得了胜利,但此时已是1941年,美国战列舰的设计时代已经落幕了。
本书以下的阐述将集中于战列舰设计的某一阶段——先期设计阶段。就在此阶段,舰船的总体“配置”将被选定。回顾美国的实践,大多数时期舰船设计分为三个阶段:先期设计——合同设计——细节设计。先期设计由修造局(1940年以后是舰船局)内部的一个专家组完成。其成果通常被称为“Spring Style”,比喻出自春季女装的时尚款式。这个概略方案须经过总委员会和海军部长的批准。此后将在此基础上发展出详尽得多的合同设计。在合同设计阶段可能会作出重大变更,然而通常不会触动先期设计方案的要旨。船厂根据合同设计的方案负责将其进一步细化为施工图纸。典型的做法是指定一个设计能力较强的船厂为整一级舰准备施工图纸,但在某些情况下,各个船厂也作出重要的改动,比如对衣阿华级的机械和水下防御以及克里夫兰级轻巡的舰体形状所做的改动就属此列。
由各局组成的系统其一大特点就是,尽管合同设计方案已经相当详细,但安装机械的位置仍是一片空白。直到1940年,那一直是工程局及其承包商(比如因设计驱逐舰机械而闻名的Gibbs & Cox)的职责。
战列舰常常以其得以批准建造的财政年度(fiscal year=FY)来称呼。在战列舰年代,美国的财政年度始于前一年的7月1日,止于当年的 6月30日。举例来说,1911财年从1910年7月1日开始到1911年6月30日为止。战列舰1939(Battleship 1939)就是1939财年(FY39)批准建造的战列舰,即南达科他号。
接下来是一些技术要点。
首先,与绝大多数舰种相比,战列舰对重量极为苛求(weight-critical),因为战列舰的关键部分——火炮和装甲的密度都极为巨大。相比之下,现代舰船设计师却常常发现自己手头的舰船苛求的是空间(volume-critical)。舰体可以轻易承载下必要的重量,但是要为重要设备找到安身之处却困难得多。重量估算是设计战列舰的第一步。本书将在任何可能之处列出舰体、装甲、武备等部分的重量分解表。这些图表通过级与级的比较,相当概略地提供了设计师在各种方案中进行取舍的情况。大致来说,一艘战列舰的设计排水量(或称正常排水量)的60%是由装甲(包括甲板)、武器和机械这三部分构成的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 在条约时期,重量问题就格外重要,因为此时排水量已由国际条约加以规定。设计师必须在保证不超重的情况下利用每一吨可用的重量,读者们可以注意到他们在战列舰初期设计阶段为了节约小至1%的重量花费了多大的精力。但考虑到实际建造时随机出现的超重或减重,这点数字几乎毫无意义。他们的声望来自于绝对的排水量限制已被确定这个事实。
在重量表中,
“舰体重量”不仅包括舰体结构,还算上了防护甲板的重量。甲板重量将在任何可能的地方 单独列出,“裸舰体”(别想歪了!)表示减去甲板和防鱼雷隔舱后的舰体重量。舰体重量同时包括各种splinter装甲(薄装甲,可能是附加的)。
“防护”重量一项包括舷侧装甲、炮座和炮塔的重量(后两者都相当重)。
火炮重量只包括炮和炮架。
这种重量分类标准与各国海军(比如英国皇家海军)都不一样,因此很难在美国与他国的设计之间作一个直接的比较。(不知论坛上的各位列举过的数据是否考虑了这一点???)
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 或许在这些图表中表现出的最引人注目的一点,就是甲板防护的急剧增强。体现为排水量中舰体重量所占比例的增长,以及“防护”重量(代表垂直装甲)比例的降低。正如垂直装甲决定的是最小交战距离,甲板装甲决定的是最大交战距离。这一进步也从侧面反映出造舰时预期的射击距离有所增大。机械重量(至少在1909 年后)包括了发电机,而后者的重量在二战迫在眉睫之时有了迅速的增长。
设计排水量(或称正常排水量)有很多种定义方式,这取决于各种物资(如燃油和弹药)在设计规定的其最大装载量范围内采取的不同比例。
人为的低比例装载,可以使军舰显得较小。由于政治原因,这种做法似乎很受欢迎。设计排水量同样也是试航时的排水量。人为轻载的军舰可以跑出更好的试航成绩,从而为船厂老板赢得额外的奖金。(JS啊!)
然而在另一方面,设计排水量和吃水影响着设计水线的确定,继而影响到装甲带的位置和设计干舷。因此,设计过程之中对设计排水量动的手脚就可能导致实舰糟糕的适航性和防护不足的问题。这正是美国第一级真正的远洋战列舰印第安纳级碰到的麻烦。其纸面上的载煤量是400吨,而实际出海时却很少低于1200吨!
在1907年新港会议之前,美国海军对军舰燃料、储备锅炉用水、补给品和弹药的标准装载比例是2/3。会后,弹药量增至满载。二战初期,燃料和补给品装载量也升为满载。这也部分导致了当时美国海军总吨位的增长。即使是由1922年花生屯条约详加规定的标准排水量也可以做相当大的变动(专见于第12、13章关于美国条约战列舰的论述)。
注意,装甲板的厚度单位经常用“磅”而非“英寸”。该磅数代表了一平方英尺、特定厚度的装甲板的重量,每一英寸厚度相当于40磅。这种计量单位一般用于5、6英寸以下的装甲。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
战列舰的装甲必须保护5个性质截然不同的部位:
1、水线(即浮力和稳性)
2、要害(机械和弹药库,通常在水线以下)
3、武器
4、支撑武器的舰体结构和其他结构
5、控制(指挥塔和火控)
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 针对每个部位的威胁各不相同,这取决于火炮设计的发展和有效交战距离。例如,对水线部位构成威胁的是大量的命中弹,而造成汹涌的进水。而对于要害部位,只要被一击穿透就可能失去战斗力,甚至是灭顶之灾(如果击中的是弹药库的话)。
早期战列舰所要面对的仅仅是慢射速重炮,被击中的可能性不多,所造成的威胁也不大。
到了19世纪90年代末,即使是相对较重的火炮也能快速开火。于是,被击中的可能性增大了。
随着1905年以后交战距离的增加,海战中的命中率又开始迅速下降。例如在一战中,15000码距离上5%的命中率就被认为是优秀成绩了。
在这种情况下,“致命一击”成为战列舰的首要威胁。
即便如此,在战列舰时代的美国,标准的设计准则中仍然包括了足够部分的水线防护,以便军舰在毫无防护的首尾两端被打成筛子的情况下幸存。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 而在纳尔逊级的设计中,英国人认为装甲带(或称水线装甲)的主要作用是在抵挡住少量的命中弹,以免其穿透而击中要害部位。由此英国人采用了仅够保护住要害部位的短装甲带,而非保护一定比例的水线长度的长装甲带,因而节约了重量。
一艘参加近距交战(含雷达完善前的夜战)的军舰可能因其无法加以防护的上层建筑大量中弹而失去战斗力。1942年11月日本战巡比睿就遇到了这种情况。前无畏舰因为必须在极近距离交战,其防护就能够抵挡此类打击,许多一战时期的战列舰也是如此。
当军舰被设计用来在远得多的距离上交战时,命中甲板的下落弹的威胁就越来越大了。因为甲板覆盖的面积很大,增加每一单位的甲板厚度就意味着增加大量的重量。于是,原本用来防护上层建筑的装甲重量就被甲板无情地吸干了。
战列舰必须防御两种截然不同的炮弹:高爆弹(HE=high exprosive)和穿甲弹(AP=armor piercing)。
早期的穿甲弹是实心的,其效果体现为砸烂敌舰的内部结构。约从1900年起,穿甲弹有了一个附加装药,由延时引信在弹头穿过附加装甲后才引爆。如果穿过的是薄钢板或薄装甲则不会爆炸。使用薄装甲可以防住爆炸产生的弹片(splinter)。美国海军先后用两种方式利用穿甲弹的这一特性。在其早期无畏舰设计中,薄装甲有时被用来在穿甲弹击中要害部位之前就将其引爆,轻型防弹片装甲则可以阻止由此产生的弹片;而在后期的All or nothing战列舰(如内华达号)上,所有可能的重量都贡献给了最厚的装甲,这种做法是基于以下的理论,即认为非装甲部位(如副炮)在本质上【对敌炮攻击】是免疫的。
与之相反,高爆弹几乎是一触即炸,它可以摧毁薄钢板。中型装甲对于穿甲弹只能加以引爆而不能防止,对于高爆弹却能完全抵御。英美两国在战列舰设计中的诸多不同,归根到底是因为英国强调防御高爆弹更胜于穿甲弹。这是考虑到20世纪初的若干实验的结果。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 注:见D.K Brown,"Attack and Defence" Part 5,in Warship No.33(1985).英国人向旧铁甲舰Belleisle号发射了大量装填苦味酸炸药的高爆弹,对其浓烟(迷盲炮瞄手)+摧毁(军舰的非装甲部分)+小弹片(飞得很远、切断重要管线)的复合杀伤效果留下了深刻印象。他们认为在日俄战争中高爆弹造成的类似损伤具有决定意义。英国的实战做法是在预计穿甲弹无法穿透的距离上使用装填苦味酸炸药的高爆弹或普通高爆弹。
装甲设计是基于预期交战距离的结果。在1910年之前,预期交战距离远远低于10000码,此时的弹道非常接近于水平。炮弹会击中敌舰舷侧,或是以小角度擦过甲板,而直接贯穿一块即便是很薄的甲板装甲却是不太可能的。炮弹也不会出现水下命中的情况。因此针对要害部位的直接防护可以压缩到一条装甲带,这条装甲带覆盖着位于水线以下、可能因为海浪或军舰起伏颠簸的原因而露出水面的部分舰体。位于水线或水线附近的甲板,起到保护要害部位,抵御因炮弹击中水线以上装甲而产生的弹片、以及由于主装甲带以上防护较差的结构遭受损害而形成的废墟。
1911年的内华达级是人们接受“更远距离交战”观念的起点。炮弹可以以足够陡峭的角度命中甲板从而将其贯穿,因而在装甲甲板以下又增设了一块单独的防弹片装甲以保护要害免受弹片威胁。甲板本身也也提升了高度,与变宽了的装甲带一起构成了保护要害的“装甲盒”。
注:英国人又一次认为军舰的许多要害部位对高爆弹十分的脆弱,即使是少量的重型炮弹也能造成首尾两端的大量进水。
防护的概念也起了变化。多年以来,考量防护的标准就是装甲带能够抵挡住某个标准的炮弹(通常是本舰的主炮弹)的最小安全距离。甲板装甲规定了军舰的最大安全距离:距离越大,炮弹下落角度越陡,因而击穿的装甲厚度越大。最大距离曾经长期仅仅作为一个学术概念而存在,只是当火控技术发展之后才渐趋现实化。军械局认为对于防护的唯一合理的表述方法是免疫区(immune zone),由装甲带界定其内缘,而由甲板装甲界定其外缘。1929年,总委员会在新奥尔良级重巡的设计中采纳了这一理论,作为新舰性能的标准。例如在免疫区宽度给定的情况下,仍然可以根据不同吨位的需要而将整个免疫区推远或拉近。
美国战列舰的发展过程经历了三次舰炮革命:
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 1、中口径速射炮(RF=rapid-firing,其他国家称为QF)
2、射速较快的中程重炮
3、真正的远程重炮
在19世纪80年代末和90年代,重炮数分钟才能开一炮,而当时口径5、6英寸的速射炮则能在一分钟内发射10-12发高爆弹。最初实现速射仅仅是因为采用了黄铜药筒,这在当时是一个相当大的工业成就。当人们认识到了速射的好处后,较早期的使用药包的慢射速重炮也被加以改进,达到了较高的射速。随着无烟火药的发明,重炮的射速进一步陡升。与以往的火药不同,无烟火药在发射后不会在身管内留下残渣,而这些残渣本来须在每次发射后便花费时间加以清理。比如在 1897年,美国13英寸炮的平均射速为320秒一发,超过5分钟;而10年后的标准射速为40秒一发。重炮如此,轻炮亦然,1897年的6英寸炮90秒一发,1907年则为8.2秒一发。无烟火药引起的进步是如此之大,以至于淹没了定装弹的巨大贡献。定装弹与药包弹在射速上有巨大差别,1907年使用定装弹的6英寸速射炮7.9秒一发,1897年时才40秒一发(此处有一句不懂,紧跟上句:with something closer to 10 promised by 军械局)。
无烟火药也促成了较高的初速以及由此而来的较低平的弹道和较高的远程精度。炮术专家们(比如美国的威廉.S.西姆斯海军上将)因而可以在轻型舰炮有效射程之外(即6000-10000码)获得高命中率。6英寸速射炮在远距离上作用有限,而且很明显的是,终有一天8英寸炮也会毫无效果。理性的抉择就是All -big-guns(相比常用的“全重型火炮”的译法,我更喜欢用“全重炮”,三个单音节显得有力,保留了原文的意味)。对美国来说,这次改革很有讽刺意味。1901-1907年间的美国前无畏舰建造高潮迎头撞上了这一系列的舰炮改进,这些军舰一出生便已过时了。
得克萨斯号和缅因号是在中口径速射炮面世之前的1886年设计的。因此其设计中仅有着有限面积的极厚装甲,以防护相对少量的大口径命中弹。相反,大量的中口径高爆弹却可以撕破此类军舰没有防护的上层结构,威胁到火炮的脆弱基座。虽然这些高爆弹不能击沉军舰,但足以使其失去战斗力。于是1889年政策委员会(the Policy Board)提交的设计方案中就提供了针对此类威胁的防护(见第一章)。通常的防御方法是在两舷设置中型装甲,代价是装甲总重量增加,排水量(和成本)也随之增加。但借助于装甲质量的急剧提高,装甲带的厚度(也就意味着重量)可以减少,因而重量增长的危机在程度上有所缓和。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 虽然穿甲弹可以穿透新设的中型装甲,但它只有局部的有限效果。没有装甲,高爆弹会撕开大面积的钢板,但只要有即使是相对轻薄的装甲,其爆炸就能被抑制住。中型装甲通常作为上部装甲带,以保护军舰的结构完整性和适航性。位于水线处的一块薄薄的水平甲板将其与下部装甲带分隔开来,这一甲板有其特别的功能。这类防护系统的一个变种是:一块甲板倾斜到主装甲带下方边缘,而不是上方边缘;穿透了主装甲带的炮弹也必须穿透这块倾斜甲板(应是指济远号的装甲设计)。但另一方面,在倾斜甲板与主装甲带之间的进水仍可能导致浮力和稳性的严重损失,不过这可以通过隔舱化和在此间充填防水材料来克服。在许多军舰上轻型装甲延伸到了首尾两端,以保护浮力、稳性和干舷。
速射炮本身也是速射炮的好靶子。在速射炮发明之前,中口径炮在面对重炮轰击时被认为时完全免疫的。重炮射速太低,因此其每一次射击都不能浪费在副炮上。如果在副炮处命中一发炮弹,最好的战果也只是摧毁许多门副炮中的一门——事实上,很有可能连一门副炮都没有撞上,炮弹就一穿而过了。因此在速射炮大量出现后,它们自己也不得不披上了“复合”装甲。
世纪之交时出现的混装主炮的战列舰的设计是完全合乎逻辑的。因为慢射速重炮的精度有限,只能在近距离交战,而发射高爆弹的速射炮以及机枪机炮在当时通行的近距离交战中很有效。最重型的舰炮会试着去击中装甲带或是主炮,以达到其一击必杀的特有效果。较轻型的舰炮则攻击区域目标,这些缺乏完善防护的区域仅仅是在被大量炮弹命中的情况下才十分脆弱。当重炮变得越来越有效之后,各国海军引入了第三种武器——准重炮(在美国实践中是8英寸炮)。为了抵御6英寸速射炮,各国军舰已经加厚了舷侧装甲,但是新进的准重炮将会击而败之。
[点击查看灌水过滤后的回复]
本帖已赚工分: 15
本帖已赚金币: 0
---------------------------------------------- 【工程集团军军籍】GCJ—J0018
【工程集团军职务】政委
【工程集团军军衔】上将
BlООd︶IГ0Ν
|