对角线式主炮布局铁甲舰设计思路辨析(二)
三、意大利级
在1873年开工建造了2艘杜里奥级铁甲舰之后,意大利人在1876年又有两艘更大的铁甲舰动工,即“意大利”(Italia)号与“勒班陀”(Lepanto)号。杜里奥级已经是非常强力的战舰,拥有最重型的火炮和最快的航速,而意大利级还要在其基础上更进一步。
【意大利号铁甲舰的模型】
意大利海军部对这级新战舰提出了四项要求,前三项分别是大航程、高速、重火力,与杜里奥级一脉相承;而第四项在整个海军史上都不多见:能将大量陆军部队运送到意大利海岸的任何一点。这既是对于建造巨型战舰的交换,舰队必须担负起海岸和陆上防御的任务,也是意大利独特环境所必需,因其多山的地理特征,铁路建设困难,海运是运输军队的最快捷方式。这样一来,为了容纳部队,就需要巨大的内部空间,也就意味着新舰要采用高干舷设计。
其设计最初也自然是在杜里奥级的框架之下完成。上一期我们讲过旋台舰的重心问题,大多数旋台舰都必须采用低干舷、将旋台布设于低位置;如果想提高干舷,就必须减轻上部重量——意大利级在最开始也就是这样做的,其火炮数量相比杜里奥级减半,旋台仍是两座,布局也类似,但每座旋台里只有一门17.7英寸100吨前膛炮。同时,水线装甲带也被完全取消,全舰只靠穹甲提供保护,这也节省出了大量吨位来分配给动力装置。
【勒班陀号,可以看到其并无水线装甲带】
然而在1877年末,设计师们又尝试着将主炮恢复到4门。1878年,战舰开工2年之后,决定为其配备最新的阿姆斯特朗17英寸后膛炮,同时为了解决火炮增多之后的重心问题,决定放弃沉重的旋台,转而采用露炮台设计。所谓露炮台,是在火炮下方保护其旋回与装填机构的环形装甲壁,它并不保护火炮本身,也不随之转动,从而减轻了重量。这让意大利级能够进一步抬高干舷,从而满足运载部队的需求,同时也彻底解决了上浪问题。
【意大利级的17英寸炮及其露炮台。需要指出的是,其露炮台装甲围壁厚达480mm,重900吨,加上4门105吨火炮及附属机构,主炮部分总重超过1400吨,虽然比不上杜里奥级,也和不屈号接近(不屈号的两座旋台各重750吨)。意大利级能维持重心和稳性,更多是靠其庞大的舰体:这级1876年开工的战舰有着1.55万吨的重载排水量,这个数字直到1889年才被当年开工的君权级超过】
上图展示了意大利级的露炮台设计。这种由乔治·伦道尔设计的露炮台在后来被英国人广泛应用,最大的特征是其围壁的顶端是封闭的,其操作人员都在这个封闭结构的内部,火炮的装填也是通过仰起15度、将炮尾沉入围壁内来完成的。在作战时,整个炮组的人员中只有一人暴露,即火炮的瞄准手,他位于两门主炮之间。这样的露炮台是基本不用担心人员被弹片和高处俯射的机枪火力杀伤的,装填手后来也有了独立的轻型防盾。
这里稍作总结:意大利级的火炮布局直接延续自杜里奥级,而露炮台设计则是源于高干舷和运兵的独特需求。然而,露炮台与对角线主炮布局是一个良好的组合么?对此我们会在下文加以详解。
四、定远级,以及炮口爆风问题
一般读者对北洋水师的定远级铁甲舰大概比较熟悉了,这级在德国设计建造的战舰在德国萨克森级铁甲舰的基础上对舰体稍作修改,而火炮布局参考了不屈号,又结合了德式露炮台设计:“现在中国拟造之船,议仿‘英弗莱息白’及‘萨克森’之制,集二者之长,去二者之弊……似可列于当今遍地球第一等铁甲船……”
【威海的定远号复原纪念舰】
【萨克森级铁甲舰】
萨克森的设计如上图所示,其舰艏有一对露炮台模式安装的主炮,舯部则是另外4门由装甲围壁保护的主炮。德式露炮台与上文意大利级的露炮台完全不同,其结构如下图所示:
【德式露炮台】
可以看到,其装甲围壁很直接地敞开,其上没有任何封闭结构。而火炮装填方式也是简单粗暴,靠安装在火炮后方的小型起重机来完成。这样虽然简单,还能做到全向装填,但全部炮组人员都是暴露在外的,很怕破片与机枪杀伤。
而定远级的露炮台对此稍作改进,在露炮台顶端加了一层随火炮一同旋转的轻型防盾,如图:
【定远的露炮台】
不过,这样设计并非什么好主意。在丰岛海战中,类似结构的济远号就被一发炮弹命中了防盾,它引爆了炮弹,带起的大量破片在封闭结构内来回反弹,造成了很大的伤亡——如果没有防盾的话,那发炮弹原本会从火炮上方直接掠过的。受这一战结果的影响,到大东沟海战时,定远、镇远与济远都拆除了防盾。
定远级的整体布局则如下图所示:
【完工时的定远级二号舰镇远号】
有了前面的铺垫,我们再来审视定远号就会发现她是很有意思的杂糅设计。低干舷、艏艉楼与不屈号类似,但她对不屈级的模仿并未完全到位,火炮位置不在正中,而是比较靠前;这本来会让其炮位一定程度上失去对抗上浪的能力,但她又具备加高了一层甲板的露炮台,解决了这个问题。可这样一来,模仿自不屈号的对角线布局的意义又在哪里呢?
露炮台与对角线布局组合,实际上极大限制了射界——定远级的主炮射界是远远比不上杜里奥级与不屈号的。下面我们通过一份英国官方档案来说明此事,这份档案是1905年费舍尔勋爵为无畏舰设计而召集的委员会所作出的最终报告。
【报告封面】
这一段简述了炮口爆风问题。简单来说,就皇家海军当时的12英寸炮塔而言,前后背负式设计会使下层炮塔受到上层炮口爆风影响,导致必须在错开中轴线30度的情况下才能规避这个问题。
这段则简述了对角线设计在炮口爆风上的问题。大意是,装甲巡洋舰设计E中,舯部对角线布置的两座炮塔理论上有着30度的共同射界,但考虑到炮口爆风影响,实际可用的射界几乎没有。这种设计的真正意义在于,当一侧炮塔失效时,对面的炮塔可以一定程度上替代。
下图就是对应的装甲巡洋舰E设计,可以看到舯部两座主炮的对角线排布状况:
这张图则绘出了炮口爆风的影响范围,最外层线即为12英寸炮:
而英国12英寸炮塔如下图所示,其炮塔上的开口只有图中标着数字6的瞄准窗,以及火炮伸出的炮门:
这样大小的开口就已经足以让爆风倒灌进炮塔、对炮塔内人员造成损伤了,现在读者可以返回上面观察定远级的情况。
如上图所示,在炮口同向时,前侧炮位刚好处于后侧火炮炮口爆风的最强影响范围内。由于其炮盾与装甲围壁的连接处滑轨并非密封,毫无疑问也会出现倒灌的情况,更不用说撤去炮罩以后了。换言之,无论是前后方向,还是侧舷方向,定远的4门主炮都只有2门可以安全射击——这当然算不上什么优秀设计。尽管也可以让一侧露炮台的炮手在另一侧射击时提前隐蔽起来,但请注意这些火炮使用的还是褐色火药而非无烟火药,射击后的黑色硝烟会完全遮蔽瞄准手视线;硝烟消散的速度制约着射速,而让两侧主炮依次射击则把硝烟消散的速度拉长了一倍,也就是说射击频率降低了一倍——那与直接用单侧2门主炮开火又有什么差别呢?
意大利级当然也存在同样的问题,而与定远级不同的是,其主炮炮组只有一人暴露在外,且由于本身就依托封闭结构,可以在数秒内就完成隐蔽,此时硝烟尚未弥漫开来,另一侧主炮就可以立刻进行同方向射击。不过这样也并无多少实际意义,由于其主炮威力太强,在靠近舰体的方向上进行射击都会对舰体和上层建筑造成很大的破坏,因此其实际射界也是非常有限的。
(未完待续)