问题

二战时期,下列五炮塔舰艇的多种布置形式,各有什么优缺点?

回答
二战时期,五炮塔舰艇的出现,无疑是海军设计史上的一抹亮色,它代表着当时对海战火力极致的追求。不过,任何设计都有其两面性,五炮塔的布置也不例外。下面我们就来剖析一下这些设计背后隐藏的优缺点,力求做到深入浅出。

一、五炮塔舰艇的出现背景:对绝对火力的渴望

在战列舰发展的黄金时代,各国海军对舰艇火力的追求可谓是“永无止境”。一战的经验让设计师们认识到,在远距离炮战中,更多的火炮意味着更高的弹着密度和更强的杀伤力。然而,舰体尺寸和排水量是有限的,如何将尽可能多的主炮塞进一艘船,就成了一个绕不开的难题。五炮塔的设计,正是这种背景下的一种大胆尝试。

二、多种布置形式及其优缺点分析

为了容纳五座炮塔,设计师们绞尽脑汁,发展出了几种主要的布置形式。每种形式都各有千秋,也各自有着不可忽视的短板。

1. 舰艏两座,舰艉三座(如德国“俾斯麦”级战列舰)

布置特点: 两座炮塔集中在舰艏,三座炮塔集中在舰艉。通常,舰艏的两座炮塔是背负式(前一座在后一座上方),舰艉的三座炮塔也是如此,但可能存在前后排列的方式。

优点:
强大的前向火力: 舰艏的“两座”炮塔(虽然是背负式,但可以视为拥有多个炮管的“区域”)提供了极强的正面火力,能够集中优势火力进行首轮攻击,或者在遭遇战中占得先机。
相对集中的弹药库和装填系统: 将多数炮塔集中布置,可以简化弹药供应和装填系统的设计,理论上能提高射速和效率。
舰体尾部空间更充裕: 舰艉三座炮塔的设计,使得舰体中部和尾部有更多的空间用于布置其他重要设备,例如鱼雷(虽然战列舰鱼雷越来越少)、副炮、高射炮以及船员生活区域等。
理论上的“齐射”效果: 如果设计得当,舰艏或舰艉的炮塔可以实现一定程度的“齐射”,将火力集中于一点,造成毁灭性打击。

缺点:
前后火力平衡问题: 舰艏三座炮塔的布置,使得舰艉的火力相对较弱。在需要进行大角度转向进行侧舷射击时,舰艉的火力输出会受到限制。
结构强度挑战: 将两座大型炮塔安装在舰艏,尤其是背负式设计,会对舰体前部结构造成巨大的应力集中,对船体设计提出了更高的要求,需要加强船体结构以承受这种压力。
后坐力管理: 连续的舰艏炮击会产生强大的后坐力,需要精良的减震和稳定系统来应对,否则会影响火炮的稳定性和舰体的操纵性。
弹药供应的风险: 虽然集中布置可以简化系统,但一旦弹药库或装填系统受损,将导致该区域的火力全失。

2. 舰艏三座,舰艉两座(较为少见,但理论上存在)

布置特点: 三座炮塔集中在舰艏,两座炮塔集中在舰艉。

优点:
极强的正面攻击能力: 舰艏三座炮塔的设计,提供了战列舰可能达到的最强的正面火力,在追击或进行首轮集火时威力巨大。
战术灵活性(理论上): 强大的正面火力允许舰艇在某些战术场合下,不惜代价地压制对手。

缺点:
舰艉火力严重不足: 舰艉只有两座炮塔,使得其回击和侧翼防御能力大大减弱,在遭遇战或需要进行回击时会处于劣势。
舰体前部负担过重: 三座炮塔集中在舰艏,对舰体前部的结构强度提出了近乎极限的要求。船体前部的重量和后坐力会非常可观,可能导致舰艏下沉(Trim by the bow)的风险增加,影响航行稳定性和水上性能。
装填和弹药供应的复杂性: 舰艏三座炮塔意味着需要更复杂、更庞大的弹药存储和装填系统集中在舰艏,一旦此处受损,损失的火力会非常巨大。
视野和操纵性受限: 密集的舰艏炮塔可能会影响舰桥的视野,并且在高速转向时,舰艏的重量和惯性也会对操纵性产生不利影响。

3. 舰艏两座,中部一座,舰艉两座(例如,美国“衣阿华”级的设计思路,虽然其最终是“212”的变体,但我们也可以探讨这种“212”的纯粹理念)

布置特点: 两座炮塔位于舰艏,一座炮塔位于舰体中部(通常在烟囱或上层建筑的前方),两座炮塔位于舰艉。

优点:
火力分布更均衡: 相比于将所有炮塔集中在舰艏或舰艉,这种布置能够更好地平衡舰艇的前后火力,在任何角度都能提供可观的火力输出。
舰体受力更分散: 将炮塔分散布置,有助于分散舰体的结构应力,降低对某个特定区域的负荷,理论上对船体结构的稳定性更有利。
理论上的“全向”火力: 中部炮塔的存在,使得舰艇在进行侧舷射击时,也能通过调整舰体角度,有效地利用舰艏和舰艉的炮塔,实现更全面的火力压制。
更好的视野和操纵性(相比于极端集中式): 中部炮塔的位置相对靠后,可以为舰桥提供更好的视野,并且对船体操纵性的负面影响也相对较小。

缺点:
复杂的弹药供应系统: 需要为分散布置的炮塔设计独立的弹药库和装填系统,这会增加舰体内部的管线布置和整体的复杂性,也增加了发生连锁反应的风险(例如,一颗炸弹可能损坏多个弹药库)。
船体空间利用效率的潜在下降: 中部炮塔可能会占据舰体中部宝贵的空间,影响其他设备的布置,例如航空设施、装甲保护等。
齐射效果受限: 舰艏和舰艉的炮塔难以实现真正意义上的“齐射”,中部炮塔的射击角度也受限,其火力集中度可能不如极端集中式的设计。
高射火力布置的挑战: 中部炮塔的存在,可能会挤占中部甲板上布置高射炮的宝贵空间,对舰艇的防空能力造成一定影响。

4. “212”的变体,但中部炮塔是“转向炮塔”(例如,美国“依阿华”级的实际设计,其第三座炮塔可以进行大角度射击)

布置特点: 实际上,美国“衣阿华”级战列舰虽然拥有五座炮塔,但其布置并非严格的“212”,而是“212”在设计上的优化。其第三座炮塔(位于舰桥后方)并非只能向前或向后射击,而是具备相当大的射击角度,可以覆盖相当大的舷角,甚至可以部分地“转向”射击。

优点:
近乎“全向”的火力覆盖: “衣阿华”级的设计充分利用了第三座炮塔的灵活性,使其在很大程度上能够实现“全向”的火力支援。这意味着在进行侧舷主炮齐射时,第三座炮塔也能参与其中,极大地增强了主炮齐射的火力密度。
避免了纯粹“212”的集中受力问题: 通过将第三座炮塔的位置后移,以及对其射击角度的优化,避免了将过多炮塔集中在舰艏的结构强度问题。
兼顾了前后火力与侧舷火力: 这种布置使得舰艇在面对不同方向的敌人时,都能保持相对均衡的火力输出,并且在需要进行侧舷主炮齐射时,也能最大化火力。

缺点:
对炮塔及炮塔座的设计要求极高: 为了实现中部炮塔的大角度射击,需要设计更复杂的炮塔机构和更坚固的炮塔座,这增加了制造成本和技术难度。
弹药供应的复杂性依然存在: 即使中部炮塔设计得更灵活,其弹药供应依然需要复杂的内部管线布置。
对舰体空间的影响: 中部炮塔依然会占据一定的舰体空间,虽然它提供了更强的火力,但也在一定程度上牺牲了其他功能的空间。

三、五炮塔设计的普遍挑战

无论采用哪种布置形式,五炮塔的设计都面临着一些共性的挑战:

结构强度: 增加炮塔数量意味着增加舰体上部重量,并且炮塔后坐力也会对舰体产生巨大的应力。如何保证舰体的结构强度,使其能够承受舰炮开火时的巨大冲击,是设计中的关键。
弹药供应: 更多的炮塔需要更多的弹药储存和装填设备。弹药通过升降机和输弹机的输送过程,以及弹药库的布置,都必须设计得高效且安全。任何一个环节的失误都可能导致火力的中断,甚至引发灾难性的弹药殉爆。
装填效率: 战列舰的主炮是舰艇的生命线,其装填速度直接影响到舰艇的战斗力。五座炮塔意味着需要设计更复杂的装填系统,如何保证所有炮塔都能以较高的效率进行装填,是一个巨大的挑战。
重量和平衡: 增加炮塔和相关设备会显著增加舰艇的排水量和重心高度。设计师需要仔细计算,确保舰艇的重量分布合理,重心稳定,避免出现过度前倾或后倾,影响航行性能和稳定性。
装甲防护: 炮塔、弹药库和装填通道是舰艇的要害部位,需要给予足够的装甲保护。增加炮塔数量意味着需要更多的装甲板,这进一步增加了舰艇的总重量,也对船体设计提出了更高的要求。
视野和内部空间: 炮塔和上层建筑的布置会影响舰桥和观察哨的视野,从而影响指挥和战斗的效率。同时,舰艇内部空间的合理分配也至关重要,需要为船员、设备、弹药等提供足够的空间。

总结

五炮塔舰艇的设计,是一次对海战火力极限的探索。它展现了设计师们的智慧和勇气,也暴露了一些设计上的妥协和取舍。

“221”(如“俾斯麦”级)的设计,以其强大的前向火力为优势,但存在前后火力不均的问题。
“311”(尽管很少见)的设计,拥有极致的正面火力,但牺牲了太多平衡性和稳定性。
“212”(概念上)的设计,试图在火力分布和结构强度之间取得平衡,但弹药供应和空间利用上存在挑战。
而像“衣阿华”级那样,通过对中部炮塔进行巧妙的设计,使其具备更大的灵活性,则是在“212”理念上的优秀实践,在火力、平衡和实用性之间找到了一个相对完美的结合点。

总而言之,五炮塔舰艇的设计,是一场在火力、防护、机动性、结构强度、成本以及技术可行性之间不断博弈和权衡的过程。尽管它们在某些方面取得了突破,但其复杂性和固有的局限性,也预示着战列舰发展道路上的某种终结。随着航空母舰和飞机在二战中地位的崛起,纯粹的火力至上理念也逐渐被更全面的作战能力所取代,五炮塔战列舰的时代,也因此成为了一段海军设计史上的独特篇章。

网友意见

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没啥优缺点,本质就是在有限的空间里面塞进尽可能大又尽可能多的炮。

比如金刚的4x2x356

到了扶桑变成6x2x356

然后长门口径升级又变回4x2x410

天城再度5x2x410

最后大和终于实现了3x3x460


你所列举的这些船基本上都是条约型巡洋舰,大家都想上尽可能多的203炮,又被条约限制了排水量。装甲也不能不要,为了降低重量就只能缩短装甲区的尺寸了,所以才有了那么多奇奇怪怪的5炮塔布局。

条约一解除,美国巡洋舰的排水量就蹭蹭的往上涨,炮也不见更多,只是布局更加合理了。

再说了,最夸张的还有利根级的4炮塔全部前置呢。

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