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战列舰采用全前置主炮设计能否节省装甲防护面积? 第1页

  

user avatar   yi-yiding 网友的相关建议: 
      

大道理是:不是全前置节约防御面积,而是集中布置节约防护面积。

实际上如果愿意全部都放在舰尾也可以节省装甲重量。简而言之,所谓主装甲区,无非要盖住轮机舱,弹药区——假设我现在把主装变成给一张纸条,把需要保护的核心舱室变成需要用白纸遮盖住的尺子上的几个刻度。那么可以思考这个问题:

盖住1cm和5cm的刻度需要的纸条最短是多少?

盖住1cm和50cm的刻度呢?

需要遮盖(保护)的刻度(舱室)(弹药库和轮机室都算)越是集中在一起,就越可以用短的纸条(轻的装甲带)盖住。

好,现在我们已经学会1+1=2了,同学们在习题里自证一下哥德巴赫猜想··· ···


如果舰艇每个模块的长度一定,那么是否在舰艇中任意组合各个模块的位置不会影响装甲区总长呢?

这就说来话长了。一个基本原则是:船中段最宽。

我们一点一点看。首先,如果一条船,假设我们给定一个固定的吃水——为了在特定港口停泊必须达到这一吃水深度不能增加——同时也给定一个特定吨位——为了满足技战术要求不能低于这个特定吨位。

其次,我们给定一个固定的主机机组,功率确定——同时给定一个固定的航速要求。那么在这种环境下符合常理的思路实际上是浅吃水,大吨位,高船长的舰艇。比较典型的是强盛级(1897)——浅吃水=更多港口可以使用,细长船型=恒定吨位和主机功率下的高航速。强盛级本身一万四千吨的排水量舰长高达164m(oa总长),远远长于同时代吨位类似(或者更大)的主力舰。

那么,假设这样一条“船”——而非战舰,不设武器,我们要如何布置防御呢?

最不希望发生的事情,是轮机舱被击中,出现大规模减速。进水或许会导致船只倾斜,部分舱室无法使用,但是并不会直接导致舰艇立即失去行动能力;相比之下,轮机一旦受损,将导致舰艇几乎立即的损失。在这种环境下,我们希望尽可能多的把主装甲带敷设在轮机室上。比如1861年的勇士级铁甲舰就是典型的反面典型,就完全把防御能力集中在了舰艇的中部,让整个舰尾的机械几不设防,也给当时全球最强大的铁甲舰招来了一身骂名:

为了保护航速,我们需要两方面下手:首先,轮机室应当获得一等保护;其次,轮机应该尽可能分散布置,避免单发击穿损失全舰全部航速。比如1931年利安德级第二批,将原先一体的轮机室分为了两部分,以舰体空间为代价换取了机器安全。

如果舰艇的长度更短——就需要更短的装甲带来覆盖整个轮机室,那么同样重量下轮机室的装甲厚度就可以更大。

反之,如果舰艇长度更长,那么就可以把多台机器之间拉开距离,即便一部分机器受损,也可以保持一定航速。

矛盾吗,还没完。

如果舰艇的长度变短,那么吃水增加,可供使用的港口就会减少;如果舰艇长度变短吃水不变,那么舰艇宽度就会增加,船型设计不够优秀的环境下会导致冲刺航速下降。

现在,带着这些选项,我们要往上文这条船上添加主炮了。


假设我们要添加一门主炮。

我们希望主炮位于一个不会被遮挡视线的位置——虽然并非必须,但是聊胜于无;其次我们需要一个主炮对舰桥尽可能影响较小,而且不会影响机器的位置,那么放在舰体中央轮机室和舰桥中间就并不合适,于是我们把这门火炮布置在舰首或者舰尾。

如果布置在舰尾和轮机的传动机构重叠,那么会减小被弹面积,但是一旦被命中会两开花——而如果布置在舰首,则主炮弹药库也要布置在舰首,装甲带防御需要延伸到舰首,这是就是上文的利安德问题。射界反而是最小的问题:在尾楼清理出一个能够大角度侧前方射击尾部炮塔的空间并不困难(J级和部族级炮位变化),而真正百分之百同行向追击几乎不会发生(巡洋舰倒是很有可能)。

现在轮机舱也不是第一问题了,弹药殉爆会成为大麻烦,所以你需要集中装甲保护弹药库。


现在我们要增加一门主炮。

增加在哪里呢?

可以选择的布置方式仍然是:

舰体中部布置,让舰艇内弹药库和轮机舱错开。

在船首布置,与原炮台处于同一水平高度。

在舰首布置,superfire,也就是高于原炮塔前后布置。

在舰尾布置。

1890年,怀特在设计特拉法加级时给出的答案是在舰尾布置。这似乎和上文的直接直觉相违背。

在舰体中部注定要由一条完整的装甲带保护起来的环境下,向前布置双炮塔(所谓的集中布置主炮)并不会带来比前后布置火炮更大的防御收益。这也就是题主最初的问题——实际上在前无畏舰时代里还有更大的问题:superfire首先带来了制造难度和成本,而此时怀特手中没有完备的主武器superfire对舰体安全性的完整测试结果(RN从头到尾都没有搞类似的测试),直接强行堆叠武器显然是危险的。其次,Superfire本身会拉高舰体的重心,这一点相对显而易见。特拉法加级作为低干舷铁甲舰本身并不受此影响。

于是最简单也是最安全的方案就是主炮正常布置在舰首舰尾的开阔区域。相比之下,分散弹药库的影响几乎可以忽略不计,最典型的例子就是沙俄几乎全套无畏舰和超无畏舰——以及BCS的狮级。

甘古特级23370的排水,594的全长,因为完全没有superfire而略长但是远远没有长到不合理的水平,而甘古特级还是轮机舱和弹药库直接混连咧。


集中布置火炮的优势似乎并没有在早期设计里体现出来,毫无疑问,单个炮塔内更多的火炮数量有助于缩短防御区——以机械可靠性下架为代价。但是集中布置火炮是否有助于减少装甲覆盖面积呢?

在有些环境下确实是会的。

但是例子并不是N3,G3或者O3纳尔逊,一个极好的例子是KGV。

饱受诟病的KGV的垂直主装,弹药库附近的厚度是大于轮机舱附近的。在前后设置两个主武器弹药库,就意味着前后的主装都有一个15寸的防御区,而中间部分是14寸,整个装甲由三部分组合而成,两头厚中间薄。换句话说,如果舰艇的主装甲带是一条厚度完全一样的平板,那么题主提出的“前后置换顺序总长度不变”是成立的(比如USN的Standard type BB和之后大多数新式高速战列舰)。但是在此时并非如此。弹药库附近的装甲厚度要高于轮机舱,那么如何用大厚度的装甲带最高效率地覆盖所有的弹药库呢?答案是集中布置——KGV因为纳尔逊的主炮震动问题深为忌惮主炮全部集中所以没有成为最合适的案例,但是在3×4和4×3的问题是没有和甘古特犯一样的错误。

实际上还不止——炮塔本身的重装甲和弹药输送机制导致炮塔本身重量就非常大,集中部署火炮在某些宽体主力舰上反而有的放矢。说白了,“集中部署主炮从来都不少见”,我们简单回顾下USN的早期无畏舰就会发现这种部署比比皆是,只不过通常不像N3,G3设计那样极端:

在标准战列舰的“all or nothing”出现前,为了保证大量的投射量需要大量炮塔,又希望保持铁王八的防御力,美国海军一直在干“集中部署炮塔”的工作,实际上在俄怀明身上看得无比明显,注意舰体中后部黑压压的一大片乌七八黑的··· ···反倒是RN因为走了不少弯路,直到超无畏舰才用上类似的结构。


结语:

1,炮塔前置不会节省防御面积。

2,炮塔集中布置也不会节省防御面积。

3,但是炮塔集中布置可以让弹药库相对集中,允许一个统一的高强度的防御区将其覆盖。

4,superfire结构,多联装炮塔可以在相同主炮数量的前提下减少炮塔总长或者直接减少炮塔数量(标准战列舰);大口径火炮可以减少火炮数量的需求(快速QE级),这些都可以减少防御区长度

5,如果防御面积一定(主装一定),有较好的防御能力,那么紧凑的战舰将有效降低核心区域被弹面积。(SBB)

6,如果防御本身就极为贫弱,那么不如拉开舱室之间的距离保证各个部分不会同时失去战斗力。(条约巡洋舰)




  

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