铁甲舰时代的英国战舰（四） 炮郭与炮塔（part.2）
佩涅罗珀与赫拉克勒斯
佩涅罗珀号（HMS Penelope 1867）
佩涅罗珀号是皇家海军最后的一艘小型铁甲舰，不过在该舰设计期间，爱德华·里德因病告假，设计工作便落到了他的助手（同时也是里德的妹夫）纳撒尼尔·巴纳比（Nathaniel Barnaby，时任海军舰政司司长）头上。未来他将接替里德成为皇家海军的造舰总监。
对于佩涅罗珀号，海军部希望这艘战舰能有更浅的吃水深度，其中原因已未可知，现在只能推测或许是出于在波罗的海地区作战的需要。由于海军部的这一要求，巴纳比设计的佩涅罗珀号成为了皇家海军第一艘双轴推进的战舰，转向机构同样亦为双舵面。
佩涅罗珀号于1867年下水，1868年完工，该舰水线长79.25m，宽15.24m，排水量4540吨。采用两台三缸水平连杆往复蒸汽机作为动力，每台蒸汽机驱一具螺旋桨提供动力，公试时最大航速可以达到12.76节。佩涅罗珀的辅助动力采用了全帆装，风帆动力下航速约8节。
佩涅罗珀号在舯部主甲板装备了8门8吋前装线膛炮，由68英尺长的6吋中央炮郭装甲和4.5吋横向装甲防护，其中在中央炮郭前后四角处还留出了斜向炮门，且船体在此处向内倾斜，以提供8吋炮一定的前后向射角。在上层甲板还装备有3门40磅后膛炮，其中2门位于舰艏，1门位于舰艉，另还有两门20磅后膛炮作为礼炮。佩涅罗珀号的主装甲带厚6吋，在舰艏和舰艉水线上为5吋，水线下则降低至4吋，并内衬10-11吋厚的橡木。
佩涅罗珀号的装甲及火炮布置，注意中央炮郭前后有提供一定前后向射击角度的额外炮门
佩涅罗珀号在海峡舰队服役了仅仅2年，便在1869年转为哨戒舰。1882年，当英国与埃及爆发战争时，佩涅罗珀号正好随后备舰队在直布罗陀，由于其较浅的吃水因而被派往对亚历山大港实施炮击，尽管遭受了激烈的回击但仅受轻伤，后又参与了占领苏伊士运河的行动。1887年退役后的佩涅罗珀号被送往南非，后被改造为战俘船，并最终于1914年被出售拆解。
赫拉克勒斯号（HMS Hercules 1868）
赫拉克勒斯同样由爱德华·里德设计，属于先前柏勒洛丰的放大型，装甲防御和火力均得到了明显的增强。其主装甲带在靠近水线处厚度达到9吋，并且首先装备了更大的10吋前装线膛炮作为武器。
赫拉克勒斯号于1866年开工，1868年下水并在当年11月完工，全长99.06m，宽18.00m，排水量8816吨。该舰采用了冲角艏和艏楼，安装一台两缸水平筒式蒸汽机，由9台锅炉驱动，最高航速可以达到近14.7节。该舰另装备全套帆装作为辅助动力，满帆状态下最高航速曾达到11节。
赫拉克勒斯号首次装备了更重型的10吋（254mm）前装线膛炮，火炮自重18吨，弹重400-410磅（≈181-186kg），有效射程6000码（≈5500m）。该型火炮可以发射通常弹（高爆弹）、榴霰弹和帕理泽弹（穿甲弹），使用穿甲弹时常采用强装药，其出膛速度可以达到416m/s。
赫拉克勒斯号10吋前装线膛炮的设计模型（现藏于格林威治国家海事博物馆）
10吋前装线膛炮炮弹，从左至右分别为通常弹、帕理泽弹和榴霰弹
赫拉克勒斯号搭载了8门10吋前装线膛炮，均安装于主甲板舯部的中央炮郭内，炮郭在前后四角处同样开有预设的炮门以提供一定的前后向射击能力，在艏艉还分别各有1门9吋前装线膛炮（主甲板）和2门7吋前装线膛炮（上层甲板）。
赫拉克勒斯号的装甲于炮郭布置
赫拉克勒斯号的主装甲带贯穿全舰，厚度为6吋锻铁装甲，并在舰艏延伸至上层甲板处以保护主甲板艏部的9吋炮，而在舰体舯部水线附近有一条厚3吋的额外装甲，使主装甲带在舯部核心部位达到9吋。该舰中央炮郭在侧面厚度由下至上达到8-6吋，横向的装甲在炮郭前部和后部则分别为6吋和5吋。
赫拉克勒斯号的船体设计模型（现藏于格林威治国家海事博物馆）
赫拉克勒斯号建成后服役于海峡舰队，在1872年一次风暴中与诺森伯兰号（HMS Northumberland ）相撞，船底和船舷均受到伤害。1874-75年间赫拉克勒斯经历的第一次改造，加装了蒸汽舵机，之后成为地中海舰队的旗舰直至1877年退役。但在次年，由于俄罗斯的战争危机被重新启用，并安装了两具14吋鱼雷发射管。之后作为后备舰队旗舰直至1890年，在1892-93年间赫拉克勒斯号经历了一次较大规模的现代化改造，其换装了更强力的三胀式蒸汽机，帆装也被全部拆除，更换为了两根军用桅杆，最高航速达到了15.91节。其武备也得到了明显增加，两门7吋炮被3门4.7吋速射炮和2门6吋速射炮取代，并在上层甲板又加装了9门6磅和13门3磅速射炮。此次改造后它在后被舰队中被重新定级为三等战列舰，直至1905年被转为补给舰，更名为加尔各答号（HMS Calcutta）。1914年，其蒸汽机已难以胜任，因而又被转为训练舰，再度更名为菲斯格达二号（HMS Fishgard II），直至1935年被出售拆解。
里德的炮塔舰——刻耳柏洛斯级与阿比西尼亚号
科尔斯上尉对炮塔舰的成功尝试同样吸引了里德的注意力。而这样的机会很快便到来了，在英国维多利亚殖民地（今澳大利亚东南部，该殖民地在1901年与另外5个同样位于澳洲的殖民地共同组成了澳大利亚联邦）和印度殖民地政府的要求下，里德为其设计了三艘用于港口近岸防御的浅水重炮舰，即两艘刻耳柏洛斯级（分别部署于墨尔本和孟买）和另外一艘更小型的阿比西尼亚号（部署于孟买）。
刻耳柏洛斯级（Cerberus-class）
里德在设计这一浅水重炮舰时，参考了先前的设计，发现由于此类战舰干舷较低，甲板上浪不可避免，而炮塔等结构的接缝处造成舱内进水也就不可避免。因此，里德在甲板上部新增了一个由装甲保护的胸墙结构，炮塔、烟道、舰桥均位于该结构之上，从而避免了上浪导致的舱内进水。因之后的浅水重炮舰均采用此设计，因而也称胸墙型浅水重炮舰（breastwork moniter）。
刻耳柏洛斯级包含为维多利亚殖民地建造的刻耳柏洛斯号（HMVS Cerberus 1868，HMVS代表维多利亚殖民地）和为印度建造的抹大拉号（HMS Magdala 1870）。两舰分别于1868与1870年下水，于1870年9月和11月完工。该级舰水线长68.58m，宽13.72m，排水量3398吨，采用双轴推进，由两台双缸蒸汽引擎推进，刻耳柏洛斯号和抹大拉号的最大航速分别达到9.75和10.6节。
刻耳柏洛斯级浅水重炮舰
刻耳柏洛斯级的炮塔同样继续由科尔斯上尉负责设计，两座炮塔分别布置于胸墙结构艏艉位置，每座炮塔搭载2门10吋（254mm）前装线膛炮，由于取消桅杆使每座炮塔均有270°的射界。其10吋火炮射速在装填时需要将火炮完全收入炮塔内，装填完成后再将炮口推出炮塔的炮门，因此射速极低，达到了3分钟/发，相比之下赫拉克勒斯号的射速大约为70秒/发。
刻耳柏洛斯级的炮塔
刻耳柏洛斯级干舷部分全部由主装甲带覆盖，其舯部厚8吋，在艏艉降低至6吋并内衬9-11吋厚的柚木，上部的胸墙结构同样由装甲防护，其舯部厚8吋，在两侧炮塔周边加厚至9吋。其10吋炮炮塔正面厚度达到10吋，侧后则为9吋，另外还有1-1.25吋的水平甲板装甲。另外，该级舰还设计了可以排入海水的舱室，可以在战斗中进一步降低干舷，使战舰更加低矮。
刻耳柏洛斯级装甲布置
刻耳柏洛斯号服役后的第一个任务便是前往地球另一端的墨尔本。为了适应远航，该舰的船壳被临时加高到胸墙高度，并以商船名义于1870年10月29日自查塔姆港起航，但随即因大风天气不得不返回。刻耳柏洛斯号之后又加装了三根临时的桅杆和三桅帆装，于11月再度起航。在经过苏伊士运河时，该舰挂上了维多利亚殖民地的旗帜以蒙混过关（当时英国尚未获得苏伊士运河，而根据与埃及的约定，每年军舰的通过数量受到限制）。这次远航可谓困难重重，因为吃水很浅，该舰在大风天气横向倾斜可达40°，仅能维持10天的货仓又使得它不得不常常靠岸补给，长达五个多月的航行几乎将船员逼到了兵变的边缘。
刻耳柏洛斯级的纸模
好在该舰最终于1871年4月抵达了墨尔本，随后成为了维多利亚殖民地舰队旗舰。刻耳柏洛斯号一直服役到了1901年澳大利亚的建立并被重新并入皇家海军序列，期间并未参与任何战事。1911年，刻耳柏洛斯加入了新成立的澳大利亚海军，其舰名前缀也就更换为了HMAS，但由于动力机构老化，刻耳柏洛斯在一战前和一战期间一直作为移动弹药库。另外，1913年成立的澳大利亚海军学院也曾占用刻耳柏洛斯号的人员编制。
刻耳柏洛斯号的炮塔
1921年，随着六艘J级潜艇被移交给澳大利亚海军，刻耳柏洛斯号被短暂的改造为了二等潜艇补给舰，直至1924年退役出售。该舰于1926年作为防波堤被凿沉于墨尔本南部半月湾，作为度假海滩的防波堤，至今仍可见突出于海面的圆筒状炮塔和上层建筑。
如今作为防波堤的刻耳柏洛斯号
抹大拉号的经历也与刻耳柏洛斯类似，该舰安装了临时桅杆与风帆，加高船体后驶往印度孟买港，并一直在此服役至1901年方才退役。
阿比西尼亚号（HMS Abyssinia 1870）
阿比西尼亚号可以被视为刻耳柏洛斯级的缩水版，进一步降低的干舷高度和胸墙高度，装甲厚度在前者基础上也降低了大约1吋。阿比西尼亚号于1870年2月下水，同年10月完工，全长68.58m，宽12.8m，排水量在刻耳柏洛斯级基础上减低至2948吨。该舰同样采用双轴推进，但换为了功率更低的蒸汽机，最大航速为9.59节，大体与刻耳柏洛斯号相当。
该舰同样装备4门10吋前装线膛炮，布置在艏艉的两座炮塔内，主装甲带的布置与刻耳柏洛斯级相似，但舯部的厚度降低至了7吋，至艏艉厚度同为6吋；胸墙的装甲则降低至了7-8吋，而炮塔厚度则将侧面与后部降低至8吋，炮门处的正面则维持10吋厚度。
拍摄于1892年孟买港的阿比西尼亚号
阿比西尼亚号建成后同样驶往了印度孟买港，一直服役到了1903年，期间在1893年主炮更换为了4门8吋后膛炮。
科尔斯与海军部的战争：君主号与船长号
科尔斯最初的炮塔舰的成功（详见上期）同样刺激了里德，与科尔斯一样，里德开始将目光转向能够真正远洋作战的炮塔铁甲舰。不过科尔斯在这一方向走得比里德更快，早在君权号（HMS Royal Sovereign 1862）建造期间，科尔斯便已经在寻求远洋炮塔舰的建造方案。
与之前的浅水重炮舰不同，在十九世纪六年代，仅采用蒸汽动力时战舰的航程还不足以进行远洋巡航，战舰的作战十分依赖于世界各殖民地或中立国家的加煤站，因而使用风帆作为辅助动力还是远洋炮塔舰所必需的。1863年，海军部便授权科尔斯同巴纳比合作，设计一艘拥有两座炮塔，安三座装三角桅杆的远洋炮塔铁甲舰，但这项工作随着君权号开始海试而被叫停。
1864年，科尔斯再次向海军部提出了建造远洋炮塔舰的提议，海军部为此抽调了朴茨茅斯船坞的首席制图员约瑟夫·斯卡拉德（Joseph Scullard）协助其完成初期设计工作。科尔斯与斯卡拉德在1865年向海军部递交了他们的设计，一艘装备单座12吋双联炮塔的战舰，通过可以收放的舷墙以增高干舷来加强适航性。为此，海军部在1865年组织了一个由海军军官组成的委员会，但原本便同海军部财政司不合的科尔斯，希望能够推荐委员会一半的人选遭到拒绝后，便愤而告病拒绝出席，使得对设计方案作出问答的责任落到了斯卡拉德的头上。
事实证明斯卡拉德并不是一位出色的舰船设计师，尽管委员会对炮塔舰的优越性作出了肯定（包括能够搭载更大口径的火炮、能够旋转的炮塔在作战中可以不受战舰航向的影响、突出的炮塔拥有更好的俯仰角和视野等），但这一设计的劣势同样十分明显：首先沉重的炮塔安装在远离海面的上层甲板之上必定使得战舰重心过高（船体沿用了中央炮郭铁甲舰的设计），在风力或后座力作用下会有较大倾斜，进而暴露出薄弱的炮塔顶部；其次，尽管主装甲带和炮塔装甲足以防御12吋以下炮弹的打击，但破碎的弹片很有可能卡住炮塔的旋转机构，同时也有委员提出炮口的爆风可能会损伤甲板结构；最后，需要在交战时放倒以提供射界的舷墙，会导致操纵风帆的舰员处于完全无防护的境地，同时，即使如此干舷高度是否足够还是遭到了里德本人的质疑。
最后作为妥协，海军部授命爱德华·里德基于该设计进行改进，建造一艘搭载两座炮塔（在一座炮塔被卡住时至少还有一座炮塔能够继续还击）的远洋炮塔铁甲舰，即后来的君主号铁甲舰。而出于对斯卡拉德设计能力的不信任和对科尔斯过大的野心的担忧，科尔斯被完全排除在了这艘新舰的设计行列之外。此举最终导致了科尔斯与海军部的冲突彻底白热化并最终走向了灾难性的后果。
君主号（HMS Monarch 1868）：第一艘远洋炮塔舰
君主号的设计依照了委员会给出的建议，包括由海军总监（第三海务大臣，The Third Sea Lord, Controller of the Navy）罗伯特·斯宾塞·罗宾逊（Sir Robert Spencer Robinson）提出的装备4门12吋主炮，并通过可放倒的舷墙将干舷提高到14英尺。另外还包括将装甲厚度提高至7吋，并且安装艏艉楼，因此导致的前后射界被阻挡问题由两门安装于艏艉的9吋炮弥补。
里德于1865年开始了对该舰的设计，君主号于1866年开始建造，1868年下水并于次年完工。该舰水线长100.58m，宽17.35m，排水量8456吨，采用单轴推进，通过一台双缸水平连杆往复蒸汽机提供动力，其最高航速可以达到14.9节，其建成时是皇家海军航速最快的战舰。
君主号线图
君主号同时也是第一艘装备12吋（305mm）口径主炮的战舰，在两座炮塔内装备了4门25吨型12吋前装线膛炮（RML 12 inch 25 ton gun）。该型火炮最初安装于君主号的4门Mk.I型实际自重23.5吨，之后改进生产的Mk.II自重才达到25吨，主要发射弹重约276kg的帕理泽弹（穿甲弹），也可发射约225kg的通常弹（高爆弹）和榴霰弹。两座炮塔均安装于战舰上层甲板之上，位于中央的烟道前后，炮塔上部则为连接艏楼、艉楼顶部的上层轻甲板。作为对炮塔被艏艉楼阻挡的前后方向射角的弥补，在舰艏上层甲板和舰艉主甲板分别安装了2门7吋前装线膛炮和1门7吋前装线膛炮。
君主号的装甲布置
君主号的装甲防护也同样十分出色，炮塔装甲正面厚度为10吋，侧面为8吋，在炮塔所在舯部的上层甲板与主甲板之间，是类似于中央炮郭的装甲防御区，包括7吋的侧面装甲与4-4.5吋的横向装甲，这一结构即后来所说的中央装甲堡（Central citedal）。自主甲板延伸至水线下5英尺的区域，则是君主号的主装甲带，其舯部为7吋，延伸至艏艉则降低为6吋，以上侧舷的装甲均还内衬12-10吋厚的橡木。另外在烟囱前部，还设有由8吋装甲防护的武装司令塔。
君主号的画作
君主号在当时被认为是相当成功的战舰，但实际上里德对此并不满意，对于一艘依旧采用风帆的战舰而言，其上层甲板并不适宜搭载大口径炮塔，不仅射界遭受了巨大的限制，船只的稳定性也遭受了考验。而对于君主号更加不满的科尔斯，则在君主号设计建造期间，一方面对海军部的官员们发起了舆论攻击，另一方面转向了民间和政客们的支持，并最终得以按照自己的构想建造另一艘远洋炮塔舰船长号。
对于君主号而言则要顺利得多，君主号在本土海峡舰队与地中海舰队服役到了1885年，在此期间曾在1872年接受改装，更改为三桅帆装，并安装了两具鱼雷发射管。1882年时君主号同样参与了对埃及亚历山大港的炮击。1890-1897年期间君主号经历了一次较大规模的现代化改造，桅杆被削减为仅有最低一段，同时换装了新式的三胀式蒸汽引擎，航速得以提升至15.75节，并在烟道前部加装了舰桥，武备也增加了4门12磅和10门3磅速射炮。
现代化改造后的君主号线图
之后君主号作为哨戒舰服役到了1904年，期间曾在1902年随一支七艘战舰组成的舰队前往桑给巴尔，在桑给巴尔苏丹权力交接时期作为力量展示。此次任务后君主号被更名为热沙暴号（HMS Simoon），于1905年出售拆解。
船长号（HMS Captain 1869）
对于君主号一事的不满，使得科尔斯在1865年展开了对包括斯宾塞·罗宾逊在内的委员会成员与海军部的攻讦，最终导致海军部在1866年1月接触了他担任顾问的职务。不过，他的游说以及在炮塔舰设计中积攒的声望，还是让他在当年3月得以官复原职，而来自议会与媒体的支持，最终使得海军部不得不同意科尔斯建造一艘按照其设计构想的远洋炮塔舰，即船长号铁甲舰。
于是，在1866年，科尔斯选择了莱尔德公司对该舰进行设计建造。设计将主炮塔放置在了更低的主炮甲板之上，使得干舷高度下降到了仅仅8英尺，同时在炮塔上层的轻甲板上放置三座三角桅杆，以减少桅杆对炮塔射界的影响。尽管相对于君主号这样的设计确实增加了一些射界，但相比后者14英尺的干舷，海军总监斯宾塞·罗宾逊和首席造舰师爱德华·里德都表示了担忧。但当时的战争大臣兼第一海务大臣（参谋总长）约翰·帕金顿爵士（Sir John Packington）迫于舆论压力，最终批准了船长号的建造。
船长号的部分设计图
船长号于1867年1月30日开始建造，设计水线长97.54m，宽16.23m，排水量7070吨，采用双轴推进，以一台4缸水平筒式蒸汽机作为主要动力，最大航速在海试中曾达到15.25节。其辅助动力采用全帆装，采用三角帆将桅杆支撑于轻甲板之上，除主桅的两脚外均不影响炮塔在下部主甲板的射界。
船长号搭载了两座分别搭载两门12吋前装线膛炮的炮塔，炮塔位于主炮甲板之上，炮塔装甲厚度为正面10吋，侧后方向为9吋。另有2门7吋前装线膛炮安装于艏楼和艉楼上部的无防护区域内。该舰主装甲带厚度为7吋，至艏艉部位降低至4吋，但在炮塔下部的位置厚度则为8吋，但并没有垂直的横向装甲以防护前后方向的炮火。
船长号的模型（现藏于格林威治国家海事博物馆）
从设计上看，船长号除防护略弱于君主号外，其航行性能和火炮射界均优于后者。然而，在建造过程当中，优于科尔斯的告病，该舰的建造未能得到很好的监管，莱尔德造船厂的失误使得该舰最终的排水量达到了7892吨，因为重量的增加致使其干舷高度下降到了6.5英尺。爱德华·里德在内的海军部专业人士对这艘战舰的安全性提出了质疑，然而，海军高层以及莱尔德造船厂却对这些专业意见不以为然，反而导致舆论的压力被转嫁到了里德头上。由于长期的批评与攻讦，里德最终于1870年愤而辞去海军首席造舰师的职务。但这仅仅只是灾难的开端。
船长号的模型（现藏于格林威治国家海事博物馆）
船长号在1870年进入海试，起初的测试则非常顺利，船长号的航速达到了15.25节，同时双轴推进使得它有更好的操纵性。之后，为了测试中央炮郭与炮塔两种设计的优劣，海军部在当年调集了赫拉克勒斯号、君主号和船长号三舰前往今西班牙西北部比戈（Vigo）湾外的海域进行炮术测试。
测试的目的在于鉴别中央炮郭与炮塔舰的射速与准确度，但由于并没有搭载12吋口径火炮的中央炮郭舰，因此选取了赫拉克勒斯号作为代表。测试时，三舰在4-5节的航速下（另说静止状态下），以四门主炮对1000码外的礁石进行连续5分钟的射击，射击均采用帕理泽弹，以仔细调校瞄准后的第一次开火为计时，其结果如下所示：
*投射质量即火炮发射的炮弹总重，是风帆战舰时代衡量战舰火力的重要指标
需要特别注意的是，两艘炮塔舰取得的命中，大部分都是经过仔细调校的首轮齐射所取得的。巨大的后坐力在开火后使得两舰均有明显的横摆，船长号甚至达到了将近20°。另一方面发射后的浓烟对两舰的射击精度影响也很大，位于炮塔之上的瞄准装置操作远比赫拉克勒斯炮身上直接的瞄准器具复杂。
海军部对此并不苛责，毕竟两艘新舰的人员尚需训练，况且炮塔的设计也可以进一步进行改进。但对于船长号，却已没有了机会。测试结束后，船长号跟随另外11艘舰只北上返回本土，它们于9月6日经过了欧洲大陆最西端的菲尼斯特角（Finisterre，该词来源于拉丁语finis terrae，意为大地的尽头）。之后的当天下午，海上风力开始转强，到夜间风力增长到了8级并且开始下大雨。船长号的甲板开始出现严重的上浪，船员将风帆降到了仅剩支索帆和两面上桅帆。但船长号上的局面却并未好转，午夜时分其向右舷的倾斜达到了18度，并有愈演愈烈之势。收帆的命令尚未来得及传达，船长号便于当天午夜倾覆沉没，舰上470余人中，仅27人幸存。在罹难者中，包括时任第一海务大臣和战争事务副国务卿的儿子，随船航行的科尔斯上尉本人也因此葬身大海。
爱德华·里德和库珀·科尔斯上尉，这两位为英国海军早期铁甲舰设计作出卓越贡献的设计师，如今却因为船长号，一位愤而辞职，一位则同自己的作品一起葬身大海。灾难之后的军事法庭将此事主要归咎于，科尔斯上尉蒙蔽了政客和公众的关注，而他的坏脾气与固执又使得他看不到专业人士指出的问题，并且在建造中告病而未能很好的监造；另一方面莱尔德造船厂对排水量的错误计算以及没有正视里德关于重心过高的警告。但同时，也必须看到，这位“始作俑者”科尔斯，在其活跃的19世纪60年代，正是他与里德的合作，让英国海军的铁甲舰，自最初对风帆战舰的改造，走向了属于自己的新时代。