|
本期内容约11,000字，资料源自网络，介绍了美国海军高速战列舰的发展简史。  世上最快战列舰的发展简史：美国海军的高速战列舰Development of the World’s Fastest Battleships 原作者：J. David Rogers 翻译：弗林 非专业人士，个人翻译，仅供学习交流使用。 部分意译可能与原意有偏差；对于原文明显的错误或者个人有不同观点，我以中文括号【】额外注释。 导言衣阿华级战列舰代表了二战前夜传统战舰发展的顶峰。它们的设计是在一个充满政治和财政方面限制的时期诞生的，在这个时期自由党和保守党(liberals and conservatives)就美国需要应对的海外威胁及其应对方式的问题展开争论。1936年，新签订的伦敦海军条约禁止建造超过35,000英吨排水量的战列舰。出于对日方海军建设相关情报的自信，美国开展了一型45,000吨“超级战列舰”的设计，这种战列舰将是有史以来最快速的。一年后伦敦条约正式生效；限制条款被升级以对应衣阿华级战列舰的建造。当衣阿华级在1943-44年登场时，它们是最快和生存性最强的水面舰，而且它们（在二战后）一直到1991年又经历了三次军事冲突。这些战列舰是如何能一直良好地经受住时间的考验的？答案在于在它们的发展中所包含的出色的工程技术、充足的远见，以及政治上的机密性。 华盛顿海军条约如果要揭示衣阿华级战列舰的发展史，那么在讨论工程技术的同时也必须提及政治因素。引导了20世纪30年代晚期主力舰设计的发展历程充满了复杂和曲折。尽管一些事件看起来也许毫不相干，将它们合计起来所得出的在军事、工程、政治和财政上的领悟和收获持续影响到了今天。 在一战期间和战后的时期，主力舰的建造变得越来越复杂，且陷入军事预算的严重限制当中。在第一次世界大战期间(1914-1918)，美国船舶建造和维修局设计部门的海军工程师忙碌地投入到吸收战争经验的持续设计修改当中。欧洲方面激烈的冲突在无休止地持续着，不过没有引起美国海军的关注热情(?)，直到1916年的日德兰海战。这场战斗的结局基本上重置且奠定了之后25年的海战理论。 其中一个日德兰海战得出的重要结论是，未来的主力舰（搭载巨炮的战列舰）必须在装甲防御上做出巨大改进[1]。航速因素被考虑次要于保持长期在远处行动能力的自持力（例如英国海军对德国舰队的封锁）。搭载了大炮的战列巡洋舰演化成为可以迅速做出应对的单位，在突发的威胁应对中需要迅速冲刺的机动性（这和当时陆地战争当中骑兵的用法非常相似）。  大部分当时的观察者得出的日德兰海战的另一个结论是，一个规模庞大、武器精良的舰队可以将潜在的敌方舰队困在沿岸，无论单舰的质量如何。在战术上，德国人深刻地感受到了他们在数量和战术位置方面的劣势[2]。由于在弹药存储和防护设计上更加完善，他们的战舰受到的损伤明显更小。但是，英国人实现了将德国公海舰队锁在港口的战略胜利。 在这一重要时刻，数量优势的简单道理呈现在所有人面前，用于主力舰的预算急剧上升。美国也不在例外。1916年8月，美国国会通过了一项坚决的海军建设计划，包括了前所未有的建造规模，战列舰和战列巡洋舰合计16艘，这些战舰总共的火力超过了当前整个海军的两倍。这些“订单”使海军建造和维修局不堪重负，此时设计上的演化进步正在迅速进行着。 1918年11月，第一次世界大战结束，而大部分美国主力舰仍然在建造或者设计阶段。美国国会在战后1919年的海军法案基本延续了庞大的资金流，足以完成规模宏大的世界大战时期建设计划。1919年海军法案包含着纯粹的政治目的。国会认为没有必要继续完成海军建设计划，不过以此让英国加入了新成立的国联组织，这是威尔逊总统所支持的。当时美国的造舰计划在战舰的排水量和主炮口径上都大于英国方面，因为美国的战舰设计更晚，吸收了英国（的造舰计划）所不具有的战争经验和新技术。  图例1：在1920-21年开始建造的6艘列克星敦级战列巡洋舰的最终设计外观。最初的设计方案需要7座烟囱。这是第一级具备球鼻艏的主力舰【1】，球鼻艏的作用由RADM D.W.Taylor在华盛顿海军造船厂的拖曳模型测试中发现。球鼻艏在25节航速时能节省6%的阻力。（图例源自Breyer，1970） 1921年，随着沃伦·哈丁的进入，美国行政部门发生了变化。同年，通过了一项海军预算，这意味着美国将试图成为一个跟英国平起平坐的海军强国，或者甚至超过英国，既然美国的主力舰将会更新且装备更大口径的主炮。1921年海军预算法案继续提供了建造总共16艘战列舰/战列巡洋舰的资金（图例1）。这对威尔逊政府的裁军打算和英国工党造成了巨大打击。美国海军即将实现的至高实力使得美国成为战略武器裁减条约(?)的引导者。其他签约国前往试图阻止美国海军的建造计划。在这一方面，美国海军法案起到了意料当中的推动作用。 1921年7月11日，哈丁总统组织了5个海军强国的海军会议，参与国包括英国、美国、日本、意大利和法国。在英国，议会势力试图通过废弃新的海军建设来缓解经济压力。他们通过同意美国海军持有同等于英国海军的数量规模实现了这一点，尽管英国保有的主力舰更老旧、主炮口径更小[3]。美国国务卿在1921年11月12日于华盛顿特区召集了5国代表，制定了后世所知的华盛顿海军条约。他们的整体目的是限制主力舰的数量和尺寸。在这之前政治因素从未对战舰设计产生过如此重要的影响。但是，在第一次世界大战(1914-1918)期间已经发生了巨大的工业和技术进步，在巨大冲突的阴影下正推动着海军军备竞赛，而当时的第一海军强国——英国——已经因为一战而遭到巨大损失。与此同时，正在设计和建造中的现代化战列舰已经需要巨大的财政支出，需要政府仔细地考虑，尤其是在当时开始了个人所得税和国家债务(?)。  图例2：RADM David W.Taylor（最左边），船舶建造和维修局局长，以及RADM John K.Robinson（最右边），船舶工程局局长，端着一个在1922年3月建造中的列克星敦级战列巡洋舰的模型。在前方是一个由战列巡洋舰舰体改造而成的航空母舰设计模型，在1922年华盛顿海军条约生效后有两艘列克星敦级实现了这样的改造。图片源自海军历史中心。 条约在1922年2月6日签订，最后一个签署国在1923年8月17日批准。与任何一个之前的国际协定不同，华盛顿条约专门限制了主力舰的单个和总计的吨位。每艘战列舰不得超过35,000英吨，航空母舰27,000吨，改造航空母舰33,000吨。这些“条约排水量”包括了通常排水量的所有项目，除了燃料和饮用水。另外，包括了一项模糊不清的条款[4]，允许（对主力舰）“利用”额外的3000吨进行改造以强化水下防御和防空武器[5]。这项条款有可能是因为比利·米歇尔将军在前不久进行的对军舰的航空轰炸实验取得的成功（Melhorn，1974）。美国和日本意图将他们所拥有的其中几艘最大的战列巡洋舰改装成为航空母舰（图例2和3），这些改造航空母舰将成为他们在间战期处于雏形的航空母舰攻击舰队的核心，具有比任何其他主力舰都更快的航速。 条约时期(1926-36)在华盛顿条约失效之前的十年间(1926-1936)，同盟的海军势力当中的保守派意识到（将来的）轴心国正迅速地开展充满野心的扩军计划。日本在1934年底已经退出了条约（她有权退出）并且刻意对她的海军建设计划保持“一团迷雾”，这激发了英美观察者的各种胡乱猜测。  图例3（上图）：美国列克星敦号(CV-2)的舰艏视角，在1934年于旧金山湾的锚地。这张照片很好地展示了流线型的巡洋舰舰体纤细的舷弧。当1922年晚期停止了原本的建造工程时，列克星敦级的舰体完成度在26%至30%。这一边界可以从舰体涂装色泽的变化观察得到。（图片源自作者收藏） 图例3（下图）：美国萨拉托加号(CV-3)的舰艉视角，1934年。可以清楚地看到舯部2.5英尺的凸舱和向舰艉封板(stern transom)的渐变线形。注意由如此切变的舰艉线形才能将螺旋桨以较大间隔布置。单舵和巨大的长宽比使得该舰具备高航速，但是转向性能差，这点在第二次世界大战被证明是很麻烦的。（图片源自作者收藏）  作为华盛顿条约的签署国之一，日本必须汇报其海军建设的所有细节（尺寸，兵装，防御，以及动力系统）。日本方面的严格保密很快就引发了有关日本试图建造搭载16英寸炮的超级战列舰和将特鲁克环礁打造成“太平洋的直布罗陀”的流言。1938年1月，英国驻日大使正式询问日本是否在建造超过35,000吨的战列舰。日本拒绝回复以避免提供任何信息，他们也不再有必要告知英国（因为日本已经退出了条约）。在多次交涉后，1938年12月，海军部长M.Yonei声称，日本人“暂未开始建造40,000或45,000吨的战舰”，正如西方情报部门的推断。这份外交声明在一定程度上是正确的——日本人建造中的超级战列舰在排水量上已经超过了60,000吨！ 对航速的追求到1935年，已经得出了通过长宽比可以估算12米赛艇最大可行航速的经验公式，即航速（节）等于水线长度（英尺）的平方根的1.408倍。在那个时期，对设计航速的估计基于诸多舰体形状在模型水槽的研究、对螺旋桨大模型的测试，以及对自推动模型的测试(Taylor, 1991; King, 1971; Carlisle, 1998)。 然而，将模型测试的结论推广到实体上，并不是直接放大的。在水流特征上存在巨大差异，因为水的粘度和重力场都不能在模型水槽测试中缩小。模型必须足够大以在舰体周围产生涡流，从而评估阻力。对主力舰而言，这通常意味着模型舰体需要超过20英尺的长度（约6米）来产生大于2000的雷诺系数，这是产生层流和涡流的边界数值。 在提高航速的早期尝试中，显然在航速超过30节时，螺旋桨产生的空泡现象[7]是最重要的注意事项。所以，如果需要进一步提高航速，那么改进螺旋桨设计是必不可少的。当产生空泡时，螺旋桨效率急剧降低，而且有可能对螺旋桨造成损伤。对高速下螺旋桨产生空泡的模型测试被证明是不够有效的(Raven, Feiler, 和 Jesperson, 1947)。于是注意力被放在对全尺寸螺旋桨原型的测试当中，通常是安装在驱逐舰上的（1500吨型驱逐舰莫里号(Maury,DD-401)在1938年于旧金山外的船厂测试中，在52,000轴马力的功率输出下达到了42.8节航速）。 在间战期间，舰体形状发生了明显变化，出于生存性能和延长续航距离(operational radius)的考虑。增设了舰体凸舱以应对鱼雷，三重舰底被视为应对水雷的强化防御手段。由于进一步转向燃油锅炉，可以在舰体外侧和防雷凸舱的舱室内搭载更多的额外燃料。在英国的伊丽莎白女王级上，增设（宽度）达到13.1英尺的凸舱，长宽比从7.13降低到6.29，航速降低了1至2节。在主力舰当中，只有英国的声望号能够达到且保持29节航速——这是因为在1936-39年的大规模改造中更换了锅炉，节省的空间使得可以增加40%的燃料搭载能力。为了保持航速，需要改善舰体形状以补偿增加舰宽（对航速的不利影响）。然而，战列舰都是慢速的，符合流体力学的限制(?)，最大航速都不超过25节。  1933-34年，美国海军执行了对主力舰的持续航速实验。1933年，美国萨拉托加号(CV-3)通过保持超出180,000轴马力设计功率的212,000轴马力功率输出，实现了以33.4节的平均航速从加利福尼亚州的圣佩德罗(San Pedro)抵达珍珠港。期间达到了35.6节的最大航速，并将其保持了16小时（尽管这些数值仍然是世界纪录，萨拉托加号在1941年12月从圣迭戈到珍珠港的紧急航行中超过了这些数字，保持了218,000轴马力的功率）。 在当时，萨拉托加号如此突出的航速成绩是意想不到的。由于她巨大的燃料搭载量，她不仅能在短程冲刺中跑的比驱逐舰更快，还具有4倍的续航距离优势。海军一些人员对于一种具有战列巡洋舰航速和续航距离的战列舰概念充满兴致。列克星敦号和萨拉托加号的表现证明这是完全可行的。在大卫·泰勒船舶模型水槽对超过20英尺长度的舰体模型的测试表明，对巨大的战列巡洋舰舰体而言，长速比大概下降到这样的关系：主力舰航速等于水线长度平方根的1.19倍。 1936年的伦敦海军条约当华盛顿海军条约即将到期时，美国和英国的自由派打算用一个新条约作为替换。保守派持反对态度，指出日本、德国和意大利正进行着富有野心的扩军计划，建造着最新型最现代化设计的战舰。自由派暂时取得了胜利，引导了在1936年3月26日签订的伦敦海军条约（签署国只有英国、法国和美国）。华盛顿条约（对战列舰的）限制的35,000吨排水量和16英寸主炮口径被继承【3】。唯一增加的限制是针对德国的袖珍战列舰的，限制（轻型）巡洋舰的排水量不超过8000吨，主炮口径不超过10英寸（正建造中的德意志级袖珍战列舰搭载11英寸炮）。伦敦海军海军条约于1937年1月1日正式生效，计划持续到1942年12月31日。 对于保守派来说，这项条约的签订是一个沉重的打击，他们认为英国及其盟友所持有的数量优势正被迅速侵蚀。总计来看，轴心国具有能抗衡英国和美国其中一方的实力。从1934年开始，美国海军的计划者开展了45,000吨型的“超级战列舰”的设计，作为日本退出华盛顿条约的回应。因此，伦敦海军条约对于当时收集到的情报所预见的一点征兆来说是一次巨大的打击[6]。海军部高层知道（日本）建造超级大的大和级战列舰的情报，但这项情报不能被公开。【4】 第二次文森法案(1938)1936年的海军法案授权建造这17年以来的第一级美国战列舰，尽管伦敦海军条约仍然限制战列舰排水量不超过35,000吨、主炮口径不超过14英寸。不过有一个例外条款允许建造更大的战列舰，如果一个签署国退出或者打破了条约，正如日本在1937年所做的那样，而当时(1937)北卡罗来纳号和华盛顿号正在建造中（图例4上图）。这允许它们的主炮可以从12门14英寸炮升级到9门16英寸炮，不过装甲防御保持在应对14英寸炮弹的水准（即原先的设计）。  在新的伦敦海军条约生效的16月内，情报部门表示轴心势力正迅速地建造着超出条约限制的主力舰。这项新闻反映，美国、英国和法国正把自己锁定在一个不利的位置，而且相对轴心势力的差距还在不断增大。美国立法部门(Legislature)内部的保守预感是，另一场战争正在逼近，而伦敦条约只由不想被卷入另一场冲突的3个西方国家签署。到1938年5月，共和党议员卡尔·文森提交了最终成为第二次文森法案的一项新的舰队建设法案，授权将美国海军的实力提高20%。 新的文森法案条款忽略了伦敦条约的限制。1938年6月30日，英国代表起草了一份补充协定，反映1936年条约当中的“升级条款”，允许将主力舰的标准排水量限制放宽到45,000吨。这项补充协定的缘由是日本对于英国最近的协商所表现的敌意。如此消极的回应只能被视作放纵邪恶：日本人正准备着什么新型武器，它们一定会是巨大的(?)。Yonei先生迟缓的回应（在被询问后11个月才答复）来的太晚，不能打消西方的怀疑，对最近生效的伦敦海军条约的调整得到确认。结果是，第二次文森法案授权建造45,000吨的战列舰。订下了6艘战列舰，包括4艘南达科他级（图例4下图）和衣阿华级的前两艘，衣阿华号和新泽西号。  图例4（上图）美国华盛顿号(BB-56)的线图，1944年状态。她是北卡罗来纳级的二号舰，第一批条约过期之后的战列舰。由于伦敦海军条约的限制，她的装甲在设计上只足以应对14英寸炮弹。注意充足的舰宽(? wide transom)和紧凑的布局，这是用以压缩核心区来降低装甲重量的特殊手段。图片源自Breyer(1970)。 图例4（下图）美国亚拉巴马号(BB-58)的线图，南达科他级的二号舰。这一级战列舰体现了具备最大火力的紧凑化设计的顶点，但是最高航速只有28节，不足以持续伴随快速航空母舰特遣部队。图片源自Breyer(1970)。 
|
|
|
