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回复:屑船?神舰?浅析俾斯麦级战列舰的设计

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前卫满载是不是俾斯麦大点。


IP属地:辽宁来自Android客户端21楼2022-04-07 07:04
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    设计历程的注释
    1. 虽然此处为1936年定型设计方案的数据,但俾斯麦号在建造时预设为垂直艏,直到39年冬才改为大西洋艏。绝大多数数据中俾斯麦型全长为250.5m,我粗略的测算也确认该长度为大西洋艏状态下的数值。由于实在搜不到垂直艏状态的全长,虽然仍然可以用设计图纸测算,此处暂时照搬原资料不变了。
    2. 统计不同资料中的重量分配表总是不一致的。虽然此处直接引用了kbismarck.com的数据,但在对比其他资料后,我推断此处应为提尔皮茨号1944年状态的重量分配,而不是俾斯麦号建成时的统计数据。我之前的推测是设计估算与建成统计的差别,目前我认为这里是引用资料本身的错误了。在18年版的解剖战舰俾斯麦(即引用资料B)中也照搬了kbismarck上的数据,我认为实际上kbismarck把1944年状态的提尔皮茨号的重量给统一用在俾斯麦号新建状态了。
    插图防吞


    IP属地:广东22楼2022-04-07 07:06
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      2025-12-25 16:21:14
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      回到后面对各方面的评析
      主炮
      俾斯麦级战列舰搭载4座双联装共8门380毫米52倍径主炮,炮塔前二后二各自背负布置。德国在俾斯麦级上采用了传统的双联装炮塔,双联装的形式不仅体现在主炮上,还体现在两类副炮上。采用双联装炮塔可以同时打击更多不同方位的目标,但比起三联装、四联装炮塔会需要更多的核心区长度,不利于减轻装甲重量。虽然已经实现了三联装的15厘米和28厘米口径的炮塔,德国并没有在俾斯麦级战列舰以及后续的战列舰上采用三联装炮塔,这或许反映出德国海军对于新型战列舰保守的设计思想。

      与一战时期巴伐利亚级的38厘米炮弹相比,俾斯麦级战列舰的主炮炮弹更重,尽管在发射药的数据上有所降低,但由于炮管更长,新型38厘米炮的炮口初速也有所增加。一战时期由于预想的交战距离下炮弹弹道会比较平直,此时采用高速轻弹有利于提高射速,而采用重弹不仅会降低炮弹速度,还存在弹体强度上的问题;但到二战时期战列舰的交战距离已经极大地提升,此时轻弹存速性能差的弱点就变得明显了。通过对比不难发现,俾斯麦级的主炮炮弹比起英法意的38厘米炮弹仍然更轻,而在炮口初速上也仅高于英方,单从炮弹质量和速度来看,理论上俾斯麦级的主炮穿甲性能处于劣势;但是,法国的38厘米炮在实战中出现过炸膛事故,这在一定程度上反映没有对其进行充分的性能测试,而在减装药下,炮口初速降低到785米每秒;而意大利维内托级的38厘米炮不仅明显身管寿命较低,还存在散布界较大的问题。炮弹性能和火炮体系的可靠性之间当然需要平衡。


      IP属地:广东23楼2022-04-07 07:10
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        德国二战时期的大口径舰炮明显偏重,这与其一战时期较轻的舰炮形成了鲜明对比。在炮尾增加重量会移动重心,这有助于炮塔配平。所有德国的大口径舰炮采用药筒装填发射药,这也导致装填机械相对复杂并增加了重量,但配合采用滑动楔形装填机械,可以实现较高的射速。俾斯麦级的主炮塔内,两门炮的间距较大,这当然有利于减小干扰提高射击精度,然而主要是在两门炮之间设置了扬弹机,这一点常被诟病,增加了炮塔尺寸。俾斯麦级的主炮最大仰角仅为30度,但35.5千米的最大射程也足够了,射程超过30千米时无法确保足够的精度,并且考虑到北海能见度低的作战环境,也不需要太大的射程;而抬高仰角限制需要修改机械结构,增加了炮塔重量,同时也增大了炮塔上的开口。俾斯麦级的38厘米炮在22.4度仰角下射程为30,000米,考虑到横摇的影响,30度最大仰角是足够的。
        副炮
        俾斯麦级战列舰的副炮由6座双联装15厘米炮和8座双联装10.5厘米炮构成,分别负责对海和对空的火力。在副炮方面,英美的新型战列舰采用两用炮,这显然可以节省重量并装备更多的火炮,然而由于对空性能对射速和旋转俯仰速率都有要求,这限制了两用炮的口径,在一定程度上影响其对海的效能。
        尽管在当今的电子游戏中德国战列舰常常被塑造成副炮火力猛烈的形象,并且一些德国战舰确实具有明显较强的副炮配置(例如装甲巡洋舰),事实上俾斯麦级战列舰并不能说具有突出的副炮火力。与黎塞留级相比[14],俾斯麦级在对海方面的副炮无论是数量还是投射量上都明显不如。当然,如果将10.5厘米高射炮也计入对海副炮,那么这样的副炮火力相比大多数战列舰确实高出不少;然而同样也可以把黎塞留级的10厘米高射炮以及大和级的12.7厘米高射炮计入对海火力。尽管在战役中有将10.5厘米高射炮作为对海武器使用的实例,设计考虑上这些火炮并不参与到应对敌方驱逐舰的火力。


        IP属地:广东24楼2022-04-07 07:12
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          注释,数字乱了懒得一个一个改了
          1. 数据参考《Naval Weapons ofWWII》、《Naval Weapons of WWI》;俾斯麦号的装填时间为4度仰角时数据;巴伐利亚号有将火炮俯仰角从-5~16度提升到0~20度;黎塞留号的主炮装填时间为25-40秒,应该与仰角有关,原先填入25秒,后参考Navweaps上的注解,填入战后改善装填机械能达到32秒一轮射击的数据;维内托号的主炮身管寿命为110-130发。
          2. 散布单位为米;俾斯麦级的散布数据参考kbismarck.com,维内托级的参考Seaforth出版社《The LittorioClass Italy’s Last and Largest Battleships 1937-1948》,注意维内托的数据仅为估计值。
          3. 数据参考Navweaps;由于各种数据之间匹配困难,部分穿深对应的距离不严格精确。为方便对比,统一参考基于美国经验式的数据。穿深数值单位为毫米,记述为垂直穿深/水平穿深。
          4. 设计上黎塞留级原定搭载5座三联装15厘米炮,侧舷9门;实际建成时删减了前2座炮塔,腾出的空间用于增加防空武器。
          5. 数据引用《Naval Weapons ofWWII》;注意此处维内托的15厘米炮塔重量不包括炮盾(Weightless Shield);装填时间给出范围的,取最大值;此处俾斯麦级的15厘米炮装填时间为最小值,而根据参考资料[F],由于人力装填的原因,只能做到12秒的装填速度。
          插图防吞




          IP属地:广东25楼2022-04-07 07:14
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            GM是啥?横稳中心高?


            IP属地:山东来自Android客户端26楼2022-04-07 07:38
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              装甲防御
              战列舰可以说是最强调防御设计的舰艇,而德国战列舰也经常给人留下抗沉性能优异的印象。在各国的新型战列舰中,俾斯麦级战列舰具有最大的装甲重量占比,其装甲重量仅次于日本的大和级战列舰。然而,俾斯麦级同时也具有最大的防御范围,并且其装甲设计明显类似于一战时期的战列舰,相对采用“完全防护”而不是“集中防御”的设计理念,这导致俾斯麦级的装甲厚度以及免疫区并不算出众。尽管在袖珍战舰上尝试了新颖的装甲设计,在重巡到战列舰这些大型舰艇上,德国海军采用了保守的设计理念,这一点常被后人诟病,由于过大的防护范围而降低了装甲厚度,导致“浪费吨位”。而这些保守思想的支持者则表示,由于德国大型战舰经常独自作战,需要全面防御来限制舰体的受损进水范围,并且考虑到作战环境以近战为重,相对的水平防御上的弱点可以谅解。这或多或少都是以事后者的角度来评价,当然历史进展的经验教训是必要考虑的,但也要引入当时的局限和设计需要,否则自然会以偏概全了。


              IP属地:广东29楼2022-04-07 07:47
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                俾斯麦级与其他新型战列舰在装甲设计上的主要区别有:采用垂直主装甲带,保留上部装甲带,主装甲甲板位于下甲板并用穹甲与主装甲带衔接。倾斜主装甲带通过增大炮弹侵入的角度提高抗穿能力,相应地往往由于内置而缺乏对外侧浮力的保护;集中防御对防护范围的牺牲,往往导致取消上部装甲带以节省重量;穹甲曾经有过风光的时代,相比垂直主装甲带通过倾斜效应在大幅提高抗弹性能的同时节省重量,但俾斯麦级的穹甲也明显占用了大量空间,并且主装甲甲板的位置较低,减少了核心区空间。
                俾斯麦级战列舰主要采用三种材质的装甲:KC(克努伯渗碳钢,KruppCemented)用于装甲带和主炮塔装甲,Wh(Wotan hart,等价于匀质钢)用于甲板装甲和副炮塔装甲,Ww(Wotan weich)专用于纵向防雷舱壁。俾斯麦级的KC装甲具有较好的性能,优于美国的ClassA装甲钢但由于渗碳厚度偏大而略逊于英国的同类装甲。一些资料直接给出了等价的厚度数据,但炮弹穿深受多种因素影响,应对不同的炮弹在不同的接触速度和角度下,不同材质的装甲各有优劣。通过渗碳处理,装甲在表面得到硬化,甚至能直接瞌碎弹体,但硬化也使得钢质变脆,所以需要在装甲内侧保留较好的韧性。对于甲板装甲,其迎击炮弹的角度较大,此时匀质装甲能充分发挥对炮弹的偏转效应[E]。对于防雷舱壁装甲,不需要考虑对抗穿甲弹,而需要抵抗爆炸产生的冲击,所以采用软化处理的高韧性的Ww钢。


                IP属地:广东30楼2022-04-07 07:49
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                  2025-12-25 16:15:14
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                  在抵抗大口径穿甲弹的防护体系上,俾斯麦级的320毫米主装甲带与120毫米穹甲以及45毫米防雷装甲构成的体系往往成为吹捧的一大亮点。如果考虑到主炮塔段主装甲带具备的倾斜角,那么这三层装甲的合计抗弹效果更加突出了。得益于较厚的穹甲,由这三层装甲构成的体系可以说是所有战列舰当中无与伦比的,尤其是在近距离上更加难以击穿。然而穹甲并不是德国人的独创,其他国家没有采用这种装甲结构自然有道理。由于炮战距离的增加使得炮弹落角增大和弹道更加弯曲,水平防护无论是需要的装甲厚度还是受弹面积都增大了,同时穹甲的效益也明显降低。单从倾斜效应考虑,炮弹落角为20度时,倾斜20度的主装甲带与向下偏折30度的穹甲具有相同的迎击角度,而穹甲明显占用更多空间。在其他采用穹甲的近代战列舰上,穹甲一般用于抵抗破片,而不是刻意考虑应对穿甲弹。

                  由于kbismarck那俩截面发出来会莫名其妙变胖,就懒得补了


                  IP属地:广东31楼2022-04-07 07:51
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                    与其他新型战列舰相比,俾斯麦级在水平防护上排位垫底。值得注意的是,多层的装甲防护体系在抵抗击穿的效果上不等同于简单的厚度叠加,一般而言多层防护体系比起相同厚度的单层体系的防护效果要差,而介于两者之间的贴合叠加的体系的防护效果也介于两者之间。由于俾斯麦级的装甲布局相对复杂,在衡量水平防护时需要考虑不同的情况,即弹道通过的各层装甲的可能。就炮弹而言,第一道装甲是主装上方的145毫米上部装甲带或者50毫米露天甲板装甲(在副炮附近为80毫米),然后是110毫米的穹甲(弹药库段120毫米)与45毫米防雷舱壁,或者80毫米的水平甲板装甲(主炮弹药库段95/100毫米)。这几种情况下体系的等效水平装甲厚度如列表所示。尽管俾斯麦级战列舰在水平防护上不如其他新型战列舰,要击穿这样的防护体系,俾斯麦级自身的主炮至少也要26.5千米的距离,如此远的距离下要命中目标等价于摸奖了。当然,英国的大口径舰炮相比具有更弯曲的弹道和更大的弹重系数,这有利于提高水平穿深,而对于具体的击穿数据则限于统计标准等多方面因素的差异,此处不做定论。在著名的丹麦海峡战役中,英德战舰的交战距离在14~22千米范围,这样的距离下俾斯麦级的水平防护还算能应对。然而,俾斯麦级的主炮发射药直接布置在下甲板之下,这意味着即使没有完全击穿,一旦造成穿孔,就可能引发致命的发射药殉爆[19],对比而言英王乔治五世级将发射药置于舰底并覆盖防破片装甲,明显减小了隐患。


                    IP属地:广东32楼2022-04-07 07:52
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                      尽管从抵抗大口径穿甲弹的角度而言,俾斯麦级的水平防御存在不足,其多层防护体系也不是一无是处。145毫米的上部装甲带与50毫米露天甲板足以防御重巡洋舰的8英寸主炮,这意味着中小口径的舰炮无法对其大部分舰体空间造成损伤。另外,穿过145毫米上部装甲带或者50毫米露天甲板足以触发引信,对于一些延迟较短的情况,炸弹会在接触下甲板装甲前爆炸,而足够厚度的下甲板装甲可以抵御爆炸产生的破片和冲击波,从而保护了核心区。比如,考虑航空炸弹以垂直角度击穿50毫米露天甲板后还有200米每秒的速度(随便编的),引信延迟0.01秒,则在爆炸前通过了2米,而露天甲板到下甲板足足有5米的距离;又比如一发38厘米炮弹以约15度落角击穿了上部装甲带触发引信,延迟0.035秒(即俾斯麦级的主炮穿甲弹引信延迟),在存速500米每秒(编的)的情况下于爆炸前通过了17.5米,而俾斯麦级的舰宽达到36米,这确实可能使得炮弹在接触下甲板前爆炸。


                      IP属地:广东33楼2022-04-07 07:53
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                        在水下防御方面,俾斯麦级战列舰的表现也不佳。尽管防雷舱壁到船壳的距离合格,其水下防御体系的舱室划分存在缺陷,主要是在防雷舱壁外缺乏一层空舱,直接与液舱接触,导致爆炸能量经由液舱传递至防雷舱壁时缺乏一段必要的缓冲。无论是防雷还是对抗水中弹,这样的体系都是不足的。在实战中,俾斯麦号被威尔士亲王号命中一发水中弹,造成严重侧倾。尽管这发水中弹较深,俾斯麦级的主装甲带向下延伸的幅度仍然明显不足,然而受重量限制也无法实现充足的覆盖深度了。



                        IP属地:广东34楼2022-04-07 07:54
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                          俾斯麦级战列舰的主炮塔装甲防护也存在不足。主炮塔炮座装甲为340毫米KC,在露天甲板下方到核心区这段降低为220毫米,因为其外侧有上部装甲带和露天甲板的保护。就厚度而言,在新型战列舰中只有英王乔治五世级的炮座装甲更薄。主炮塔前盾为360毫米KC装甲,尽管比炮座略厚,其内偏的小角度以及炮管需要的开口都会降低等效厚度。炮塔顶部装甲为130毫米,厚度对比其他新型战列舰明显偏低。主炮塔前方连接顶部和前盾的穹段180毫米装甲是一个可能的防护弱点,其向下偏折的角度约26度,在面对较大落角(20度及以上)的炮弹时缺乏足够的等效厚度。德国炮塔的拱形常常被后人诟病,由于减小了迎击角度而降低了抗弹效果,不过这种形状减小了表面积,应该有减轻重量的目的。



                          IP属地:广东35楼2022-04-07 07:56
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                            IP属地:黑龙江来自Android客户端36楼2022-04-07 09:35
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                              2025-12-25 16:09:14
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                              IP属地:广东37楼2022-04-07 09:51
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