海權爭霸,英德戰列巡洋艦主要技術指標對比

著:(意)米凱萊·科森蒂諾;(意)魯傑洛·斯坦格里尼

譯:賈雷


海權爭霸,英德戰列巡洋艦主要技術指標對比



不斷提高主炮口徑和航速,是英德兩國戰列巡洋艦發展的主要推動力。這兩個因素也造成了兩國戰列巡洋艦尺寸噸位的節節攀升,但雙方採取的方式各有不同。在德國戰前的戰列巡洋艦設計中,從“馮· 德· 坦恩”號到“德弗林格爾”級,設計排水量從29965 噸增至31000 噸,這主要來自火炮數量、口徑和裝甲防護的增加。

英國在一戰前所設計的戰列巡洋艦中,從“無敵”級到“不倦”級,其設計排水量增量相對較小(約800 噸),但到了“獅”級問世時,增量就非常明顯了(約7500 噸),其次是“虎”號。英國戰列巡洋艦排水量的增加有兩個主要原因。一是主炮口徑增大,從第一代戰列巡洋艦的12 英寸變為“獅”級和“虎”號的13.5 英寸。而事實上裝備12英寸主炮的“無敵”級戰列巡洋艦在性能上已經戲劇性地被德國海軍裝備11 英寸主炮,但裝甲防護更好、航速更快的“馮· 德· 坦恩”號和“毛奇”級所超越了。第二個原因則來自主炮塔布局的調整,以及隨之而來的主機空間和上層建築佈局的重新設計。這導致了艦體長度的增加,反過來又對全艦的功率、主機重量和航速產生了影響。


海權爭霸,英德戰列巡洋艦主要技術指標對比


(上圖)停泊在新西蘭利特爾頓港的英國海軍“新西蘭”號戰列巡洋艦,照片中可見其4 座主炮塔中的3 座。對更強大的火力的追求,是英德兩國戰列巡洋艦發展的主要動力之一。〔圖片來源:亞歷山大·特恩布爾圖書館,新西蘭〕

英國在第一次世界大戰期間的戰列巡洋艦設計很大程度上受到了戰爭優先的政策和相關費用開支的影響。“聲望”級戰列巡洋艦排水量的小幅下降是由於該級的主炮數量(6門)相比“虎”號(8 門)有所減少,不過“聲望”級的主炮口徑從13.5 英寸增加到15 英寸,部分補償了主炮在數量上的減少。同時,在這一階段設計的英國戰列巡洋艦在艦體長度和航速方面也有所提升,特別是對舷寬的有效限制改善了艦體在水中的航行性能。然而,後來“勇敢”級的設計卻使得這一趨勢發生了重大逆轉。“勇敢”級由於政治原因被稱作“大型輕巡洋艦”,但其排水量略大於19000 噸,仍然被公認為屬於戰列巡洋艦。最後,另一個重大的變化出現在英國最後一級戰列巡洋艦—只建造了一艘“胡德”號的“海軍上將”級的設計中。根據日德蘭海戰之前的原始設計,“海軍上將”級戰列巡洋艦的估算設計排水量約30300 噸,這大大超過了“虎”號和“聲望”級的水平。對於該級來說,排水量的大幅增長主要源自4 座雙聯裝15 英寸主炮塔的配備,但裝甲防護方面的一些提升對此也有所推動,不過日德蘭海戰中的慘痛教訓戲劇性地改變了一切。1920 年年初,吸取了日德蘭海戰的經驗教訓後重新設計的“胡德”號在傾斜試驗中達到了46600 噸的滿載排水量。此外,“胡德”號的艦體長度達到了860 英尺,也是英國戰列巡洋艦中的魁首。

就戰列巡洋艦的航速而言,費舍爾勳爵在其擔任第一海務大臣期間,近乎偏執地要在這一方面取得對德國戰列巡洋艦更大的優勢。於是英德兩國的設計師們不約而同地試圖在設計上將動力和艦形推向極致,以求不斷提高軍艦的航速。相比之下,英國的設計似乎更為有效,至少在海上航行試驗中是這樣,不過那些海試中的航速數據都是在設置好的試驗條件下達到的,實戰中很難再現。實際上英國戰列巡洋艦的海試是在深水海域進行的,而德國人由於地理因素限制,戰艦試航都是在一個水深要淺得多的封閉海域內進行的,這會使德國軍艦的測試航速偏低1—1.5 節。因此,如果要評估兩國戰列巡洋艦的海試情況,就需要引入一個校正係數來對各級艦的紙面性能數據進行平衡。從“馮·德·坦恩”號的27 節到“德弗林格爾”級的28.5 節,德國戰列巡洋艦的最高航速數據是與合理的海況、艦體和鍋爐的整潔程度等客觀條件息息相關的,並且海試中的主機功率輸出值大大超出了其設計值。英國的戰列巡洋艦中,只有“聲望”號和“胡德”號的航速在全功率測試中達到了略高於32 節的水平,而它們的前輩們的最高航速在25—29 節之間。要確定德國戰列巡洋艦在諸如多格爾沙洲和日德蘭海戰這樣的實戰中是否跑出了其最高航速並不容易。相反,英國戰列巡洋艦卻經常以全速前進。

德國戰列巡洋艦在第一次世界大戰前的技術發展趨勢在戰爭期間德國實施的戰列巡洋艦發展計劃中得到了證實,儘管這些計劃全都未能完成。“馬肯森”級戰列巡洋艦和“約克”級代艦的排水量都增加到了37400 噸。雖然無法確定某一艘在“約克”級代艦設計完成之後開工或建成的德國戰列巡洋艦的排水量將會超過37400 噸,但完全有理由推測,德國新式戰列巡洋艦的排水量有超過39400 噸的趨勢。戰爭結束前幾個月,在德國海軍部最後完成的“4 位數編號大型巡洋艦”(GK-xxxx)系列初始設計中,就有從設計排水量“僅有”29530 噸、航速33 節到排水量44290 噸不等的多個方案。

如前所述,主炮的配置也影響著英德兩國戰列巡洋艦的佈局設計。英國和德國早期的戰列巡洋艦,如“無敵”級、“不倦”級和“馮· 德· 坦恩”號,其設計上的一個共同特點是艦體舯部安裝有一對舷側雙聯裝主炮塔。加上艦艏和艦艉的雙聯裝主炮塔,德國戰列巡洋艦可以同時以8 門主炮的火力進行舷側齊射;而英國的“無敵”級由於舯部兩座舷側主炮塔的位置不盡合理,只能實現6 門主炮的舷側齊射。德國隨後設計建造的“毛奇”級和“塞德利茨”號則遵循了與“馮· 德· 坦恩”號相同的主炮塔布局模式,但由於“毛奇”級和“塞德利茨”號在艦艉配備的是2 座以階梯狀上下設置的雙聯裝主炮塔,可同時進行舷側齊射的11 英寸主炮數量達到了10 門,在火力上比英艦更勝一籌。所有配備有舷側主炮塔的戰列巡洋艦都有一個共同的缺陷,即舷側主炮塔向對面一側進行跨甲板射擊時,炮口爆風會對艙面和上層建築的附屬物造成嚴重的破壞,這一問題在“無敵”級和“不倦”級上尤為突出。而早期德國戰列巡洋艦的舷側主炮塔間的間距更大,兩炮塔在縱向上還被一個較短的甲板室隔開,設計上更為合理。英國後來在設計“獅”級戰列巡洋艦時只保留了一座舯部主炮塔,不過仍然能夠達到8 門主炮的舷側齊射火力強度。

英國的“虎”號和德國的“德弗林格爾”級則摒棄了舷側主炮塔組的設計,取而代之的是在艏艉各安裝2 座主炮塔的佈局方式。雖然2 座前主炮塔實際上是呈揹負式設置,但由於要為艦體內的主機佈置讓出空間,2 座後主炮塔的縱向間距很大。這一主炮佈局特點在“馬肯森”級和“約克”級代艦上得到了延續,而德國最後的“4 位數編號大型巡洋艦”在設計時則包含了多種安裝單個和揹負式雙聯裝主炮塔的主炮配置方案。英國的“聲望”級戰列巡洋艦配備的是一對揹負式前主炮塔和單獨的一座後主炮塔,但該級的主炮口徑要大於其前輩戰列巡洋艦。最終,皇家海軍在末代戰列巡洋艦“胡德”號上乾脆配備了前後兩對揹負式主炮塔,這也反映出該艦的設計淵源,即最初由費舍爾勳爵所提出的所謂“設計融合”概念。

在艦體結構上,從“無敵”級到“胡德”號的所有英國戰列巡洋艦的一個共同點,就是擁有一個很長的艏樓甲板,其長度約佔到了艦體全長的80%。這種設計是為了保證足夠的艦體強度,並避免上層甲板在高速航行時上浪。相較而言,德國戰列巡洋艦走的是另一條設計思路。“馮·德·坦恩”號的艏樓甲板要比和該艦同期的英國戰列巡洋艦要短,但這一部位在德國一戰前的後續戰列巡洋艦設計中被加長了。與之相反,“馬肯森”級和“約克”級代艦採用的都是平甲板設計,以補償因裝備了更大口徑的主炮而帶來的全艦增重。不過在原則上,英德兩國所有的戰列巡洋艦都因艦體長度和排水量的攀升而導致了艦體整體撓度的增加,所以都應當在設計上對艦體結構進行改進—只有英國的“勇敢”級是個例外。

為了獲得更好的耐波性,英國戰列巡洋艦的艦艏被設計為圓形,而德國戰列巡洋艦的艦艏則被設計為“階梯”狀,以便在艦體中線位置上安裝水下魚雷發射管。

對英德兩國戰列巡洋艦尺寸的對比可以從其最大舷寬和長寬比數據來考量。英國所擁有的船塢的大小,是影響英國戰列巡洋艦和戰列艦的尺寸的一個主要因素,同時也限制了英國海軍主力艦的設計,以致其最大舷寬不能超過90 英尺。而德國包括戰列巡洋艦在內的主力艦舷寬可以達到近百英尺,這樣就為戰艦的裝甲、武備、動力和橫向穩性等關乎戰鬥力的方面提供了提升改進的餘地,並且較大的舷寬也有利於更好地劃分與安排艦體內部空間。由於第一海務大臣費舍爾勳爵關注戰艦的航速遠甚於裝甲防護,因此英國戰列巡洋艦的長寬比更高,其數字從“無敵”級的7.15 到“聲望”級的8.77 不等;對手德國的戰列巡洋艦的長寬比也從“馮· 德 · 坦恩”號的 6.45 增加到了“約克”級代艦的7.49。

另一個有意思的方面體現在正常載重條件下的英德兩國的戰列巡洋艦的幹舷高度對比上,對艦船來說,這也是一個受到技戰術運用需求影響的重要特徵。英國戰列巡洋艦的艏、艉、舯部幹舷高度通常都比德國軍艦的要高,這是因為德國軍艦不像英國軍艦那樣被部署在世界各地,而主要是在海水浮力較小的北歐淺海海域活動。德國戰列巡洋艦較低的舯部幹舷使得副炮炮廓過於靠近水面,不利於副炮的操作;而英國戰列巡洋艦的艦艏和舯部幹舷高度通常分別為30 英尺和24 英尺,艦艉則降至18—19 英尺。德國戰列巡洋艦的幹舷高度要比英艦低大約5—6 英尺,直到設計“馬肯森”級和“約克”級代艦時,艦艏和舯部的幹舷高度才略有增加。德國第一代戰列巡洋艦艉部過低的幹舷導致艦艉甲板上浪比較嚴重,尤其是在全速航行時。後來,德國人為“塞德利茨”號設計了更高的艦艉幹舷,這一問題才告解決。


海權爭霸,英德戰列巡洋艦主要技術指標對比


如照片中所見的那樣,德國海軍第一代戰列巡洋艦較低的艦艉幹舷造成後甲板上浪嚴重,尤其是在全速航行時。這一缺陷在“塞德利茨”號和後續各艦的設計中得到了部分彌補。(圖片來源:《R. 斯坦吉里尼圖片集》)

在英德兩國的戰列巡洋艦上,桅杆的主要作用是安裝火控、無線電通信和操艦設備,不過兩國軍艦的桅杆形制和結構卻各不相同。幾乎所有的英國戰列巡洋艦都配備有三腳前桅和單柱式後桅,只有僅配備了三腳前桅的“虎”號是個例外。“獅”號在建成時,前煙囪後安裝了一組前傾的三腳桅,但這種桅杆佈局遭到了皇家海軍軍械專家們的嚴厲抨擊,專家指出煙囪的高溫和排煙會干擾到桅杆上觀測臺內的人員。於是,通過海試驗證後,這種佈局先後進行了兩次調整:第一次是加裝了一根單柱桅;隨後又被改為三腳桅,以便也能安裝射擊火控指揮儀。與“獅”號同級的“皇家公主”號安裝的也是三腳前桅,後來的“瑪麗女王”號亦是如此。

英國設計師偏好採用三腳桅,可能是由於單柱式桅杆在軍艦高速航行時會發生劇烈振動,妨礙火控指揮,以及需要在桅杆上安裝比德國戰列巡洋艦所用的同類設施更重的觀測臺。雖然德國人早在“布呂歇爾”號裝甲巡洋艦上就使用了三腳桅,但德國戰列巡洋艦最初採用的前後桅杆還都是單柱式。然而在日德蘭海戰之後,德國戰列巡洋艦“德弗林格爾”號換裝了一組支腳張開角度很大的沉重的三腳前桅。後來的“馬肯森”級和“約克”級代艦在主桅設計上也都採用了三腳桅。

在發電能力方面,德國戰列巡洋艦上配備的發電設備要比英艦的更豐富,因為德國戰艦不像英艦那樣許多設備仍使用蒸汽動力驅動,而是種類和數量都更多的電氣設備,如渦輪泵、渦輪風扇、艙面機械等,需要戰艦自行為其提供足夠的電力。德國戰列巡洋艦的發電功率從“馮· 德· 坦恩”號的1200 千瓦穩步增加到了“馬肯森”級的2320 千瓦。此外,德國戰列巡洋艦配備的是渦輪發電機和(或)柴油發電機,設備標準化程度較高,每臺發電機的輸出功率也相同;其電氣主環路工作電壓為220—225 伏。與之相反,英國戰列巡洋艦的發電機由往復式蒸汽機和蒸汽輪機驅動,只有“胡德”號配備了柴油發電機。總輸出功率從“無敵”級的630 千瓦到“聲望”級的775 千瓦不等,“胡德”號的輸出功率最高,為1600 千瓦;電氣主環路工作電壓最初為105 伏,後來固定在了220 伏的標準上。

就穩性而言,下表列出了英德戰列巡洋艦(艦級或單艦)在滿載條件(通常是在實戰中達到)下進行傾斜試驗時確定的穩心高度。


海權爭霸,英德戰列巡洋艦主要技術指標對比



從表中可知,德國戰列巡洋艦的穩心高度要高於英艦。這就意味著德國戰艦相對更為“僵硬”,在波濤洶湧的海面上晃動也相對會更為劇烈,其艦體結構將承受更大的壓力。但高穩心有助於提高整艦的穩定性,這將給火炮射擊帶來積極影響。

誰控制海洋,誰就控制了整個世界


本文節選自《英國和德國戰列巡洋艦:技術發展與作戰運用》


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