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回复:缺陷的创新——浅析伊丽莎白女王级战列舰的设计

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尽管新战列舰没有完全按照费舍尔的原样构想,费舍尔的意见仍然发挥了很大影响。不仅在1912-13年海军计划将战列舰和战列巡洋舰统一为高速战列舰,还直接大胆尝试了15英寸炮。虽然有准备双联装15英寸炮塔的设计,但15英寸舰炮还没有实际造出来过,从而不能确定其具体性能数据。如果直接按照没有成品的主炮进行战舰的设计,一旦主炮研发的进度出现延误,将推迟这些战舰的完工日期。另一种选择是采用现有的13.5英寸炮,但这显然意味着英国最新的战列舰面对敌方搭载了14英寸炮的新型主力舰时将处于劣势。对于在新舰上直接采用15英寸炮的决定,海军武器局长保证“以他的职业生涯作为担保”,费舍尔也在强力坚持[D]。就结果而言,这一次赌博是顺利的,战舰的工期没有出现火炮制造的延误导致的拖延,而且15英寸炮的性能相当出色。

在新型战列舰上另一主要创新是纯燃油动力。虽然之前有在驱逐舰上尝试,但在主力舰上只是改进支持煤油混烧,这还是首次全部使用燃油锅炉[E]。费舍尔主张采用燃油动力,显然因为其相对燃煤动力有很多优点。燃油锅炉在运行上远为方便,相比需要人力顶着高温高强度劳力铲入燃煤,可以更稳定可靠实现持续最大航速;燃油锅炉所需要的人员编制更少,也更“清洁”更方便维护;燃油燃烧产生的废气更少,增加了隐蔽性;燃油有更大的热值,在相同重量燃料下有更大的续航力。但是燃煤也有很多不可忽视的相对优点:煤炭在英国本土有充足的供应,而燃油不仅价格更贵,且供应依赖于海上运输线;煤炭可以作为侧舷防护的一部分抵御炮弹,而燃油不仅不能,还被认为有更大的火灾隐患。燃油搭载无法超过油舱容积,而燃煤作为固体可以临时增加煤包超载[E]。虽然燃油可以充当水下防御体系的液舱部分,但当时没有意识到这一点。

在驱逐舰上实验燃油动力展示了巨大的潜在收益,燃油相比燃煤显然是更加理想的燃料。在QE级采用纯燃油动力,这一决定影响了英国政府在中东的石油公司买入控股股权[H],甚至在一定程度上影响了后来的中东地区历史局势。在主力舰上创新采用纯燃油动力可以说是争分夺秒的——就在英国下单QE级后不久,美国也订购了第一艘纯燃油动力战列舰俄克拉荷马号。
海军部一些人员相信QE级足以兼顾战列巡洋舰的功能。在QE级之后的1913-14年计划中,基于QE级通过降低航速等修改以减少造价,即成为R级战列舰的基本概念。然而,当英国海军发现QE级的最大航速达不到预想的25节(甚至有期望超过设计指标)时,这些新型主力舰的定位和作用顿时变得尴尬了。更加糟糕的是,在英国海军于1912年到一战爆发前没有计划新造任何战列巡洋舰的同时,德国不仅开工了3艘德弗林格尔级,还计划着搭载35厘米主炮的马肯森级。这不仅迅速缩小了双方在战列巡洋舰的数量差距,还由于英国早期战巡防御过于薄弱而使得问题更加严重。没有最糟只有更糟,情报认为德国的新型战列巡洋舰能达到30节最大航速,这超过了任何英国战巡[M]。随着一战爆发后费舍尔回归掌管海军部,他推出了战时急造战巡的计划。而在后续1915-16年计划有提出类似QE级改进型的设计方案时,遭到了杰里科的坚决反对,杰里科表示介于30节跟22节之间航速的QE类设计是没有意义的,要么就提高最大航速达到30节,要么就按慢速战列舰设计[L]。从事后英国海军的态度来看,QE级作为意图兼具战列巡洋舰的高速性与战列舰的良好装甲防御的“高速战列舰”是失败的。

马肯森级的内部结构和装甲示意图。截取自G.Staff,《German Battlecruisers of World War One》


IP属地:广东19楼2022-12-26 21:14
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    4、新战列舰的设计方案演变
    与一些可谓跌宕起伏、反复无常、方案繁多的设计历程不同,QE级的设计方案演变并不复杂。战争学院认为25节是快速战列舰分队的最低航速要求[D]。为了控制造价的同时尽量满足航速和装甲防御的指标,新型主力舰相比之前的战列舰减少了一座主炮塔,不过因为采用了口径更大的主炮,一次全炮齐射磅重没有因此下降(虽然这一数值并没有多大意义)。在新型主力舰上,英国海军刻意放弃了战列巡洋舰的舰型,这预示了当时认为高速战列舰已经融合了战列巡洋舰和战列舰,并足以取代战列巡洋舰——虽然事后看来并非完全如此。时任海军造舰局局长菲利普·瓦茨(PhilipWatts)在离任前提供了三个方案草图,代号分别是RIII,RIII*和RIV。[A]这些方案均搭载8门15英寸炮和16门6英寸炮,主要参数如列表所示。

    在上表中,铁公爵级的方案参数用作对比。从成为铁公爵级的M4方案,到R系列方案之间的N、P、Q方案实情不明,编号O则似乎没有被使用[B]。P方案被认为很可能是在丘吉尔上任调整之前基于铁公爵级原先提供给1912-13年计划战列舰的设计。海军建造局的1914-19年历史记录中,将一份装备10门15英寸炮的慢速战列舰设计方案认为是QE级的前身,这也可能是P方案[B]。
    新型主力舰的设计可以说基于铁公爵级放大修改而来。虽然在费舍尔的推动下丘吉尔要求新型主力舰采用纯燃油动力,但这一提议在方案设计的开始阶段没有通过,这些方案仍然采用燃煤动力。R3和R3*在布局上一致,主炮为前二后二背负布置,正如QE级建成时那样;但是R3*具有完整覆盖核心区的防雷隔舱,而R3与铁公爵级一致,防雷舱壁只覆盖了弹药库和轮机舱段,锅炉舱段完全依靠煤舱提供水下防御。R3*的主装甲带只在轮机舱段增厚到13英寸,上部装甲带等也相对有所削减,但有更好的水下装甲防御,在锅炉舱段因为有煤舱所以防雷舱壁为1.5英寸,艏艉主炮塔之间的其他区段均有2英寸的防雷舱壁覆盖。R4则在布局上不同,将后两座炮塔夹在机舱前后,类似于虎号战列巡洋舰的布局,且舰艉方向只有两门主炮火力。R4的舰体稍微增大了长宽比,这也许减少了达到航速指标所需的功率,使得动力系统重量略轻。R3方案的预计造价为210万英镑,R3*要少3万英镑,R4则多出3万英镑[D]。尽管R4有舰艉主炮火力更少、造价更贵的缺点,委员会认为R4跟R3*是同样合格的方案[A]。最终委员会选定R3*方案进一步完善设计。

    虎号战列巡洋舰的内部舱室布局


    IP属地:广东20楼2022-12-26 21:18
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      2025-12-25 00:35:34
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      尽管委员会于1912年6月选定R3*方案时没有同意采用燃油锅炉,在之后的讨论中同意采用纯燃油动力。在达到同样续航指标下,燃油需要的载重更少,节省的重量可以用于补足装甲防御。另外,包括丘吉尔在内的一些人员强烈建议在新型主力舰上取消防雷网配置。防雷网被认为搭载于军舰上时不仅已经没有什么作用,在中弹时会挂在侧舷拖曳,极大增加了阻力[A],且或许还有卷入螺旋桨的风险。取消防雷网空出的120吨重量可以用于强化水下防御。于是,基于之前的R3*方案,主装甲带厚度改为最厚处沿舰体长度均匀的13英寸,防雷舱壁也统一为2英寸,这被认为能补足煤舱的防御效果——显然此时还没有意识到液舱对水下防御的价值。

      由于这是首次在战舰上搭载如此多的燃油,在没有进行实验分析的条件下需要增加相应部位的结构强度,这估计会增重300吨[B]。原先用于储存燃煤的大量中甲板空间被腾出,考虑到保持良好通风和水线附近区域水密性的需要,这些空间被用作浴室、衣装室等生活便利设施。
      最终完成设计通过时的主要性能数据如下[7]:
      全长(包括舰艉走廊)196.37m;水线长193.40m;垂线间长182.88m;宽度(最大)27.58m
      常备吃水8.76m;满载吃水9.75m;常备排水量27,500英吨;满载排水量31,300英吨
      常备载油650英吨;燃油最大载量3,500英吨,燃煤100英吨;人员编制831
      兵装:
      8门15英寸42倍径炮,16门6英寸45倍径速射炮,4具21英寸水下鱼雷发射管
      装甲(厚度英寸):
      主装甲带13~6;艏艉装甲带6~4;前后舱壁6~4;炮座10~4;炮塔前/侧/顶13/11/5;司令塔侧/顶/通道11/4/6;烟道1.5;防雷舱壁2;侧舷装甲带衬底2(最低);副炮炮廓装甲6
      动力系统:
      24基大管燃油锅炉
      通常最大功率56,000轴马力(23节);
      过载最大功率75,000轴马力;最大航速(常备状态)25节


      IP属地:广东22楼2022-12-26 21:24
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        弗林贴贴


        IP属地:河南来自Android客户端29楼2022-12-26 21:42
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          非常好的文章


          IP属地:湖南来自Android客户端30楼2022-12-27 08:08
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            IP属地:福建来自Android客户端31楼2022-12-27 08:23
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              牛帖,先顶起来再慢慢阅读
              QE建成时的姿态是我最喜欢的超无畏舰,造型稳重端庄、性能均衡,


              IP属地:广东32楼2022-12-27 08:28
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                。。。。


                IP属地:广东35楼2022-12-27 09:55
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                  2025-12-25 00:29:34
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                  搞得和伊势级一个航速了


                  来自Android客户端43楼2023-01-17 09:13
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                    像厌战号改装后很耐看,就是舰首没加长点显得太短了



                    IP属地:福建来自Android客户端44楼2023-01-25 17:45
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