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海权争霸,英德战列巡洋舰主要技术指标对比

2019-05-17  cat1208

著:(意)米凯莱·科森蒂诺;(意)鲁杰洛·斯坦格里尼 

译:贾雷

不断提高主炮口径和航速,是英德两国战列巡洋舰发展的主要推动力。这两个因素也造成了两国战列巡洋舰尺寸吨位的节节攀升,但双方采取的方式各有不同。在德国战前的战列巡洋舰设计中,从“冯· 德· 坦恩”号到“德弗林格尔”级,设计排水量从29965 吨增至31000 吨,这主要来自火炮数量、口径和装甲防护的增加。

英国在一战前所设计的战列巡洋舰中,从“无敌”级到“不倦”级,其设计排水量增量相对较小(约800 吨),但到了“狮”级问世时,增量就非常明显了(约7500 吨),其次是“虎”号。英国战列巡洋舰排水量的增加有两个主要原因。一是主炮口径增大,从第一代战列巡洋舰的12 英寸变为“狮”级和“虎”号的13.5 英寸。而事实上装备12英寸主炮的“无敌”级战列巡洋舰在性能上已经戏剧性地被德国海军装备11 英寸主炮,但装甲防护更好、航速更快的“冯· 德· 坦恩”号和“毛奇”级所超越了。第二个原因则来自主炮塔布局的调整,以及随之而来的主机空间和上层建筑布局的重新设计。这导致了舰体长度的增加,反过来又对全舰的功率、主机重量和航速产生了影响。

(上图)停泊在新西兰利特尔顿港的英国海军“新西兰”号战列巡洋舰,照片中可见其4 座主炮塔中的3 座。对更强大的火力的追求,是英德两国战列巡洋舰发展的主要动力之一。〔图片来源:亚历山大·特恩布尔图书馆,新西兰〕

英国在第一次世界大战期间的战列巡洋舰设计很大程度上受到了战争优先的政策和相关费用开支的影响。“声望”级战列巡洋舰排水量的小幅下降是由于该级的主炮数量(6门)相比“虎”号(8 门)有所减少,不过“声望”级的主炮口径从13.5 英寸增加到15 英寸,部分补偿了主炮在数量上的减少。同时,在这一阶段设计的英国战列巡洋舰在舰体长度和航速方面也有所提升,特别是对舷宽的有效限制改善了舰体在水中的航行性能。然而,后来“勇敢”级的设计却使得这一趋势发生了重大逆转。“勇敢”级由于政治原因被称作“大型轻巡洋舰”,但其排水量略大于19000 吨,仍然被公认为属于战列巡洋舰。最后,另一个重大的变化出现在英国最后一级战列巡洋舰—只建造了一艘“胡德”号的“海军上将”级的设计中。根据日德兰海战之前的原始设计,“海军上将”级战列巡洋舰的估算设计排水量约30300 吨,这大大超过了“虎”号和“声望”级的水平。对于该级来说,排水量的大幅增长主要源自4 座双联装15 英寸主炮塔的配备,但装甲防护方面的一些提升对此也有所推动,不过日德兰海战中的惨痛教训戏剧性地改变了一切。1920 年年初,吸取了日德兰海战的经验教训后重新设计的“胡德”号在倾斜试验中达到了46600 吨的满载排水量。此外,“胡德”号的舰体长度达到了860 英尺,也是英国战列巡洋舰中的魁首。

就战列巡洋舰的航速而言,费舍尔勋爵在其担任第一海务大臣期间,近乎偏执地要在这一方面取得对德国战列巡洋舰更大的优势。于是英德两国的设计师们不约而同地试图在设计上将动力和舰形推向极致,以求不断提高军舰的航速。相比之下,英国的设计似乎更为有效,至少在海上航行试验中是这样,不过那些海试中的航速数据都是在设置好的试验条件下达到的,实战中很难再现。实际上英国战列巡洋舰的海试是在深水海域进行的,而德国人由于地理因素限制,战舰试航都是在一个水深要浅得多的封闭海域内进行的,这会使德国军舰的测试航速偏低1—1.5 节。因此,如果要评估两国战列巡洋舰的海试情况,就需要引入一个校正系数来对各级舰的纸面性能数据进行平衡。从“冯·德·坦恩”号的27 节到“德弗林格尔”级的28.5 节,德国战列巡洋舰的最高航速数据是与合理的海况、舰体和锅炉的整洁程度等客观条件息息相关的,并且海试中的主机功率输出值大大超出了其设计值。英国的战列巡洋舰中,只有“声望”号和“胡德”号的航速在全功率测试中达到了略高于32 节的水平,而它们的前辈们的最高航速在25—29 节之间。要确定德国战列巡洋舰在诸如多格尔沙洲和日德兰海战这样的实战中是否跑出了其最高航速并不容易。相反,英国战列巡洋舰却经常以全速前进。

德国战列巡洋舰在第一次世界大战前的技术发展趋势在战争期间德国实施的战列巡洋舰发展计划中得到了证实,尽管这些计划全都未能完成。“马肯森”级战列巡洋舰和“约克”级代舰的排水量都增加到了37400 吨。虽然无法确定某一艘在“约克”级代舰设计完成之后开工或建成的德国战列巡洋舰的排水量将会超过37400 吨,但完全有理由推测,德国新式战列巡洋舰的排水量有超过39400 吨的趋势。战争结束前几个月,在德国海军部最后完成的“4 位数编号大型巡洋舰”(GK-xxxx)系列初始设计中,就有从设计排水量“仅有”29530 吨、航速33 节到排水量44290 吨不等的多个方案。

如前所述,主炮的配置也影响着英德两国战列巡洋舰的布局设计。英国和德国早期的战列巡洋舰,如“无敌”级、“不倦”级和“冯· 德· 坦恩”号,其设计上的一个共同特点是舰体舯部安装有一对舷侧双联装主炮塔。加上舰艏和舰艉的双联装主炮塔,德国战列巡洋舰可以同时以8 门主炮的火力进行舷侧齐射;而英国的“无敌”级由于舯部两座舷侧主炮塔的位置不尽合理,只能实现6 门主炮的舷侧齐射。德国随后设计建造的“毛奇”级和“塞德利茨”号则遵循了与“冯· 德· 坦恩”号相同的主炮塔布局模式,但由于“毛奇”级和“塞德利茨”号在舰艉配备的是2 座以阶梯状上下设置的双联装主炮塔,可同时进行舷侧齐射的11 英寸主炮数量达到了10 门,在火力上比英舰更胜一筹。所有配备有舷侧主炮塔的战列巡洋舰都有一个共同的缺陷,即舷侧主炮塔向对面一侧进行跨甲板射击时,炮口爆风会对舱面和上层建筑的附属物造成严重的破坏,这一问题在“无敌”级和“不倦”级上尤为突出。而早期德国战列巡洋舰的舷侧主炮塔间的间距更大,两炮塔在纵向上还被一个较短的甲板室隔开,设计上更为合理。英国后来在设计“狮”级战列巡洋舰时只保留了一座舯部主炮塔,不过仍然能够达到8 门主炮的舷侧齐射火力强度。

英国的“虎”号和德国的“德弗林格尔”级则摒弃了舷侧主炮塔组的设计,取而代之的是在艏艉各安装2 座主炮塔的布局方式。虽然2 座前主炮塔实际上是呈背负式设置,但由于要为舰体内的主机布置让出空间,2 座后主炮塔的纵向间距很大。这一主炮布局特点在“马肯森”级和“约克”级代舰上得到了延续,而德国最后的“4 位数编号大型巡洋舰”在设计时则包含了多种安装单个和背负式双联装主炮塔的主炮配置方案。英国的“声望”级战列巡洋舰配备的是一对背负式前主炮塔和单独的一座后主炮塔,但该级的主炮口径要大于其前辈战列巡洋舰。最终,皇家海军在末代战列巡洋舰“胡德”号上干脆配备了前后两对背负式主炮塔,这也反映出该舰的设计渊源,即最初由费舍尔勋爵所提出的所谓“设计融合”概念。

在舰体结构上,从“无敌”级到“胡德”号的所有英国战列巡洋舰的一个共同点,就是拥有一个很长的艏楼甲板,其长度约占到了舰体全长的80%。这种设计是为了保证足够的舰体强度,并避免上层甲板在高速航行时上浪。相较而言,德国战列巡洋舰走的是另一条设计思路。“冯·德·坦恩”号的艏楼甲板要比和该舰同期的英国战列巡洋舰要短,但这一部位在德国一战前的后续战列巡洋舰设计中被加长了。与之相反,“马肯森”级和“约克”级代舰采用的都是平甲板设计,以补偿因装备了更大口径的主炮而带来的全舰增重。不过在原则上,英德两国所有的战列巡洋舰都因舰体长度和排水量的攀升而导致了舰体整体挠度的增加,所以都应当在设计上对舰体结构进行改进—只有英国的“勇敢”级是个例外。

为了获得更好的耐波性,英国战列巡洋舰的舰艏被设计为圆形,而德国战列巡洋舰的舰艏则被设计为“阶梯”状,以便在舰体中线位置上安装水下鱼雷发射管。

对英德两国战列巡洋舰尺寸的对比可以从其最大舷宽和长宽比数据来考量。英国所拥有的船坞的大小,是影响英国战列巡洋舰和战列舰的尺寸的一个主要因素,同时也限制了英国海军主力舰的设计,以致其最大舷宽不能超过90 英尺。而德国包括战列巡洋舰在内的主力舰舷宽可以达到近百英尺,这样就为战舰的装甲、武备、动力和横向稳性等关乎战斗力的方面提供了提升改进的余地,并且较大的舷宽也有利于更好地划分与安排舰体内部空间。由于第一海务大臣费舍尔勋爵关注战舰的航速远甚于装甲防护,因此英国战列巡洋舰的长宽比更高,其数字从“无敌”级的7.15 到“声望”级的8.77 不等;对手德国的战列巡洋舰的长宽比也从“冯· 德 · 坦恩”号的 6.45 增加到了“约克”级代舰的7.49。

另一个有意思的方面体现在正常载重条件下的英德两国的战列巡洋舰的干舷高度对比上,对舰船来说,这也是一个受到技战术运用需求影响的重要特征。英国战列巡洋舰的艏、艉、舯部干舷高度通常都比德国军舰的要高,这是因为德国军舰不像英国军舰那样被部署在世界各地,而主要是在海水浮力较小的北欧浅海海域活动。德国战列巡洋舰较低的舯部干舷使得副炮炮廓过于靠近水面,不利于副炮的操作;而英国战列巡洋舰的舰艏和舯部干舷高度通常分别为30 英尺和24 英尺,舰艉则降至18—19 英尺。德国战列巡洋舰的干舷高度要比英舰低大约5—6 英尺,直到设计“马肯森”级和“约克”级代舰时,舰艏和舯部的干舷高度才略有增加。德国第一代战列巡洋舰艉部过低的干舷导致舰艉甲板上浪比较严重,尤其是在全速航行时。后来,德国人为“塞德利茨”号设计了更高的舰艉干舷,这一问题才告解决。

如照片中所见的那样,德国海军第一代战列巡洋舰较低的舰艉干舷造成后甲板上浪严重,尤其是在全速航行时。这一缺陷在“塞德利茨”号和后续各舰的设计中得到了部分弥补。(图片来源:《R. 斯坦吉里尼图片集》)

在英德两国的战列巡洋舰上,桅杆的主要作用是安装火控、无线电通信和操舰设备,不过两国军舰的桅杆形制和结构却各不相同。几乎所有的英国战列巡洋舰都配备有三脚前桅和单柱式后桅,只有仅配备了三脚前桅的“虎”号是个例外。“狮”号在建成时,前烟囱后安装了一组前倾的三脚桅,但这种桅杆布局遭到了皇家海军军械专家们的严厉抨击,专家指出烟囱的高温和排烟会干扰到桅杆上观测台内的人员。于是,通过海试验证后,这种布局先后进行了两次调整:第一次是加装了一根单柱桅;随后又被改为三脚桅,以便也能安装射击火控指挥仪。与“狮”号同级的“皇家公主”号安装的也是三脚前桅,后来的“玛丽女王”号亦是如此。

英国设计师偏好采用三脚桅,可能是由于单柱式桅杆在军舰高速航行时会发生剧烈振动,妨碍火控指挥,以及需要在桅杆上安装比德国战列巡洋舰所用的同类设施更重的观测台。虽然德国人早在“布吕歇尔”号装甲巡洋舰上就使用了三脚桅,但德国战列巡洋舰最初采用的前后桅杆还都是单柱式。然而在日德兰海战之后,德国战列巡洋舰“德弗林格尔”号换装了一组支脚张开角度很大的沉重的三脚前桅。后来的“马肯森”级和“约克”级代舰在主桅设计上也都采用了三脚桅。

在发电能力方面,德国战列巡洋舰上配备的发电设备要比英舰的更丰富,因为德国战舰不像英舰那样许多设备仍使用蒸汽动力驱动,而是种类和数量都更多的电气设备,如涡轮泵、涡轮风扇、舱面机械等,需要战舰自行为其提供足够的电力。德国战列巡洋舰的发电功率从“冯· 德· 坦恩”号的1200 千瓦稳步增加到了“马肯森”级的2320 千瓦。此外,德国战列巡洋舰配备的是涡轮发电机和(或)柴油发电机,设备标准化程度较高,每台发电机的输出功率也相同;其电气主环路工作电压为220—225 伏。与之相反,英国战列巡洋舰的发电机由往复式蒸汽机和蒸汽轮机驱动,只有“胡德”号配备了柴油发电机。总输出功率从“无敌”级的630 千瓦到“声望”级的775 千瓦不等,“胡德”号的输出功率最高,为1600 千瓦;电气主环路工作电压最初为105 伏,后来固定在了220 伏的标准上。

就稳性而言,下表列出了英德战列巡洋舰(舰级或单舰)在满载条件(通常是在实战中达到)下进行倾斜试验时确定的稳心高度。

从表中可知,德国战列巡洋舰的稳心高度要高于英舰。这就意味着德国战舰相对更为“僵硬”,在波涛汹涌的海面上晃动也相对会更为剧烈,其舰体结构将承受更大的压力。但高稳心有助于提高整舰的稳定性,这将给火炮射击带来积极影响。

谁控制海洋,谁就控制了整个世界

文节选自《英国和德国战列巡洋舰:技术发展与作战运用》

本书是一本关于英国和德国战列巡洋舰的“全景式”著作,它囊括了历史、政治、战略、经济、工业生产以及技术与实战使用等多个角度和层面,并将之整合,对战列巡洋舰这种独特类型的舰种进行整体的分析、评估与描述,明晰其发展脉络、技术特点与作战使用情况,既面面俱到又详略有度。同时附以俄国、日本、美国、法国和奥匈帝国等国的战列巡洋舰的建造与使用情况,全方位展示了战列巡洋舰这一舰种的发展情况与其重要性。

除了翔实的文字内容以外,书中还附有大量相关资料照片,以及英德两国海军所有级别战列巡洋舰的大比例侧视与俯视图和为数不少的海战示意图等。

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    来自: cat1208 > 《武》

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