在有限的吨位下，战列舰如何平衡主炮口径和主炮数量的关系？
在有限的吨位限制下，设计一艘战列舰的主炮口径与数量之间的平衡，是一项极其考验设计者功力的艺术。这不仅仅是简单的“大炮更多还是炮更大”的二选一，而是在性能、成本、战术需求以及技术可行性之间进行的复杂权衡。想要深入理解这个平衡点，我们需要拆解其中的关键考量因素，并模拟设计师的决策过程。
首先，让我们抛开那些冰冷的参数，设想一下一位经验丰富的老兵，他站在设计图纸前，脑海里勾勒着即将诞生的钢铁巨兽。他要考虑的，是这艘船要在未来战场上扮演怎样的角色，它的对手是谁，它的优势又在哪里。
一、 主炮口径的诱惑：一击毙命的渴望
主炮口径越大，通常意味着：
更大的穿甲能力： 能够击穿更厚的装甲，无论是敌方战列舰的侧舷主装甲带，还是塔楼式指挥所。想象一下，一发炮弹带着毁灭性的能量，撕裂敌舰的防御，这是何等的威慑力。口径的提升往往能带来跨越式的打击效能，一枚大口径炮弹可能抵得上两三枚小口径炮弹的威力。
更远的射程： 大口径舰炮的炮管更长，初速也可能更高（虽然这不绝对），这使得它在炮战中能更早地发现并攻击敌人，占据射击优势。在视线受限的海况下，这一点尤为重要。
更大的爆炸威力： 炮弹弹头更重，装药量也更大，爆炸产生的破片杀伤范围更广，对舰体结构破坏力更强。它不仅仅是穿透，更是摧毁。
然而，口径的增加也伴随着沉重的代价：
重量的激增： 这是最直接的限制。更大的炮管、更重的炮座、更厚的炮塔装甲（为了保护如此重要的武器）、更粗壮的后坐力吸收装置，乃至为此配套的更强的舰体结构和动力系统，都会让战列舰的吨位迅速攀升。在有限的吨位下，多选择大口径主炮，很快就会触碰到吨位天花板，不得不在其他方面做出牺牲。
射速的下降： 大口径炮弹装填更加复杂，需要更强大的起重设备和更长的装填时间。这意味着在一定时间内，大口径主炮的“火力倾泻”能力会低于数量更多的中小口径主炮。
弹药的消耗与携带： 大口径炮弹体积庞大，单位重量大，意味着在有限的弹药库空间里，能携带的弹药数量就有限。
后坐力的挑战： 炮弹发射时的巨大后坐力需要坚固的炮塔和舰体结构来承受。过大的后坐力可能对舰体造成应力集中，影响舰体的稳固性和寿命。
二、 主炮数量的魅力：火力覆盖的优势
增加主炮数量，尤其是在同一口径下，可以带来：
更高的单位时间火力输出（集火能力）： 虽然单发威力可能不及大口径，但多门火炮同时开火，可以形成更密集的弹幕，提高命中概率，特别是对付速度较快的目标或进行区域压制。就像一支小部队人数众多，可以更有效地封锁某一片区域。
更高的容错率： 万一某门主炮失效，其他火炮依然能够正常作战，保证了战列舰在火力上的持续性。这是一种“多点保险”的策略。
更强的齐射效果： 多门主炮在同一时间发射，可以更有效地集中火力攻击敌舰的某一部分，制造局部优势，例如集中火力攻击敌舰的舰桥或炮塔，争取速战速决。
然而，数量的增加同样带来了不可忽视的负面影响：
舰体布局的复杂性： 更多的炮塔意味着需要更多的炮塔基座、更多的弹药升降机、更多的装填管路、更多的射击指挥设备。这会增加舰体内部结构的复杂性，占用大量空间和吨位。
弹道散布的扩大： 即使是口径相同的火炮，由于制造精度、炮管磨损、装药批次差异等原因，其弹道也会有细微的差别。当火炮数量增多时，这些细微的差别叠加起来，会导致集火时的弹道散布范围扩大，降低远距离命中精度。
火力分配的难题： 面对多个目标时，如何有效地分配火力成为一个挑战。可能需要更复杂的指挥系统来协调。
装填与射速的瓶颈： 如果舰艇吨位限制了弹药升降机的效率、装填人员的培训和轮换能力，那么即使炮塔数量再多，其整体射速也会受到限制。
三、 平衡的艺术：设计者如何在局限中寻路
在有限的吨位下，设计者需要像一位精明的厨师，在有限的食材和调料中做出最美味的菜肴。他们会从以下几个方面进行权衡：
1. 战略定位与假想敌：
如果主要对手是同样拥有重装甲的战列舰： 那么大口径主炮的穿甲能力就变得至关重要。设计者可能会倾向于选择口径更大的火炮，例如德国的“俾斯麦”级战列舰采用了15英寸（380毫米）主炮，在当时已经算是威力不俗，但数量上相对其他国家的战列舰有所减少。而美国的“依阿华”级则装备了16英寸（406毫米）主炮，这是当时世界上口径最大的战列舰主炮之一，虽然炮塔的数量不如早期的战列舰，但单炮威力极强，旨在能击穿任何现役战列舰的装甲。
如果需要对抗巡洋舰或进行支援作战： 那么数量多、射速快的火炮可能更有优势。例如一些轻型战列舰或装甲巡洋舰，会选择相对小一些但数量更多的主炮。
2. 火炮技术与舰体结构：
早期： 早期战列舰设计往往倾向于在有限吨位内堆砌更多的中小口径主炮，例如12英寸（305毫米）或13.5英寸（343毫米）。例如英国的“纳尔逊”级战列舰，尽管吨位相当大，但为了实现前置三联装炮塔的激进设计，减少了舰体后部的炮塔数量，强调了前向火力。
后期（二战时期）： 随着冶金技术和火炮制造工艺的进步，能够制造更大口径且更可靠的火炮。这使得设计者敢于在有限的吨位下，追求“质”的飞跃，即更大口径主炮。例如美国的“北卡罗来纳”级和“南达科他”级战列舰，虽然吨位比“依阿华”级小，但都装备了16英寸主炮，这无疑是在吨位和火力之间做出的一个大胆取舍。它们通过巧妙的结构设计，将主炮全部布置在舰体前部，并减少了后部副炮的数量，将吨位集中到最大化主炮的效能上。
3. 弹药携带与射程考量：
如果需要执行长途奔袭或远距离炮战的任务，那么射程和弹药携带量会成为重要因素。大口径炮弹的射程可能更远，但携带量受限。设计者需要估算任务需求，来决定是优先保证弹药数量还是单发威力。
4. 成本控制：
更口径的主炮及其配套系统制造和维护成本更高。在国家资源有限的情况下，设计者也需要考虑经济效益，在性能和成本之间找到一个最佳的平衡点。
5. 船体设计与布局优化：
现代战列舰的设计早已摆脱了早期舰体前后都布置炮塔的模式。例如，将所有主炮集中布置在舰体前部，甚至采用“前轻后重”的布局，这样可以在保证强大前向火力的同时，减小舰体后部的结构复杂性，并为副炮和防空炮腾出空间。炮塔的设计也会力求紧凑，例如采用三联装炮塔，可以在占用更小空间的同时，增加单炮塔的火力。
举例说明：
想象一下我们只有区区35000吨的吨位，要设计一艘战列舰：
方案A：12门14英寸（356毫米）主炮。 这样可以在舰体中部和后部布置多个双联装炮塔，保证了火力密度和覆盖范围，射速也相对较快。但面对400毫米级别的装甲时，穿甲能力可能略显不足。
方案B：9门16英寸（406毫米）主炮。 采用前两后一或前一后二的三联装炮塔布局。这样可以最大化单发炮弹的穿甲和杀伤力，在炮战中拥有巨大的优势。但是，炮弹体积大、重量重，携带量会受限，射速也相对慢一些。并且，为了承受这16英寸炮的后坐力，舰体和炮塔的结构需要更加坚固，这会占用相当多的吨位，可能导致副炮和装甲厚度需要妥协。
最终的选择，取决于设计师对海军战略和战场环境的判断。在战列舰的黄金时代，我们看到了各种各样的尝试：从拥有12门13.5英寸主炮的英国“伊丽莎白女王”级，到装备9门16英寸主炮的美国“依阿华”级，再到拥有6门18英寸主炮但数量较少的日本“大和”级（虽然其吨位也相对更大，但可以看出对口径的极致追求）。每一次设计，都是在有限的吨位下，对火力、防御、速度、续航、成本等各种要素进行精妙的平衡。
总而言之，在有限的吨位下平衡主炮口径和数量，是一个持续的技术迭代和战略博弈过程。它不是一个静态的公式，而是一个动态的权衡，需要在不断变化的战场需求和不断发展的技术能力之间找到那个最适合的“甜蜜点”。设计师的艺术，就在于如何将这有限的吨位，转化为战场上最致命的武器。
首先，让我们抛开那些冰冷的参数，设想一下一位经验丰富的老兵，他站在设计图纸前，脑海里勾勒着即将诞生的钢铁巨兽。他要考虑的，是这艘船要在未来战场上扮演怎样的角色，它的对手是谁，它的优势又在哪里。
一、 主炮口径的诱惑：一击毙命的渴望
主炮口径越大，通常意味着：
更大的穿甲能力： 能够击穿更厚的装甲，无论是敌方战列舰的侧舷主装甲带，还是塔楼式指挥所。想象一下，一发炮弹带着毁灭性的能量，撕裂敌舰的防御，这是何等的威慑力。口径的提升往往能带来跨越式的打击效能，一枚大口径炮弹可能抵得上两三枚小口径炮弹的威力。
更远的射程： 大口径舰炮的炮管更长，初速也可能更高（虽然这不绝对），这使得它在炮战中能更早地发现并攻击敌人，占据射击优势。在视线受限的海况下，这一点尤为重要。
更大的爆炸威力： 炮弹弹头更重，装药量也更大，爆炸产生的破片杀伤范围更广，对舰体结构破坏力更强。它不仅仅是穿透，更是摧毁。
然而，口径的增加也伴随着沉重的代价：
重量的激增： 这是最直接的限制。更大的炮管、更重的炮座、更厚的炮塔装甲（为了保护如此重要的武器）、更粗壮的后坐力吸收装置，乃至为此配套的更强的舰体结构和动力系统，都会让战列舰的吨位迅速攀升。在有限的吨位下，多选择大口径主炮，很快就会触碰到吨位天花板，不得不在其他方面做出牺牲。
射速的下降： 大口径炮弹装填更加复杂，需要更强大的起重设备和更长的装填时间。这意味着在一定时间内，大口径主炮的“火力倾泻”能力会低于数量更多的中小口径主炮。
弹药的消耗与携带： 大口径炮弹体积庞大，单位重量大，意味着在有限的弹药库空间里，能携带的弹药数量就有限。
后坐力的挑战： 炮弹发射时的巨大后坐力需要坚固的炮塔和舰体结构来承受。过大的后坐力可能对舰体造成应力集中，影响舰体的稳固性和寿命。
二、 主炮数量的魅力：火力覆盖的优势
增加主炮数量，尤其是在同一口径下，可以带来：
更高的单位时间火力输出（集火能力）： 虽然单发威力可能不及大口径，但多门火炮同时开火，可以形成更密集的弹幕，提高命中概率，特别是对付速度较快的目标或进行区域压制。就像一支小部队人数众多，可以更有效地封锁某一片区域。
更高的容错率： 万一某门主炮失效，其他火炮依然能够正常作战，保证了战列舰在火力上的持续性。这是一种“多点保险”的策略。
更强的齐射效果： 多门主炮在同一时间发射，可以更有效地集中火力攻击敌舰的某一部分，制造局部优势，例如集中火力攻击敌舰的舰桥或炮塔，争取速战速决。
然而，数量的增加同样带来了不可忽视的负面影响：
舰体布局的复杂性： 更多的炮塔意味着需要更多的炮塔基座、更多的弹药升降机、更多的装填管路、更多的射击指挥设备。这会增加舰体内部结构的复杂性，占用大量空间和吨位。
弹道散布的扩大： 即使是口径相同的火炮，由于制造精度、炮管磨损、装药批次差异等原因，其弹道也会有细微的差别。当火炮数量增多时，这些细微的差别叠加起来，会导致集火时的弹道散布范围扩大，降低远距离命中精度。
火力分配的难题： 面对多个目标时，如何有效地分配火力成为一个挑战。可能需要更复杂的指挥系统来协调。
装填与射速的瓶颈： 如果舰艇吨位限制了弹药升降机的效率、装填人员的培训和轮换能力，那么即使炮塔数量再多，其整体射速也会受到限制。
三、 平衡的艺术：设计者如何在局限中寻路
在有限的吨位下，设计者需要像一位精明的厨师，在有限的食材和调料中做出最美味的菜肴。他们会从以下几个方面进行权衡：
1. 战略定位与假想敌：
如果主要对手是同样拥有重装甲的战列舰： 那么大口径主炮的穿甲能力就变得至关重要。设计者可能会倾向于选择口径更大的火炮，例如德国的“俾斯麦”级战列舰采用了15英寸（380毫米）主炮，在当时已经算是威力不俗，但数量上相对其他国家的战列舰有所减少。而美国的“依阿华”级则装备了16英寸（406毫米）主炮，这是当时世界上口径最大的战列舰主炮之一，虽然炮塔的数量不如早期的战列舰，但单炮威力极强，旨在能击穿任何现役战列舰的装甲。
如果需要对抗巡洋舰或进行支援作战： 那么数量多、射速快的火炮可能更有优势。例如一些轻型战列舰或装甲巡洋舰，会选择相对小一些但数量更多的主炮。
2. 火炮技术与舰体结构：
早期： 早期战列舰设计往往倾向于在有限吨位内堆砌更多的中小口径主炮，例如12英寸（305毫米）或13.5英寸（343毫米）。例如英国的“纳尔逊”级战列舰，尽管吨位相当大，但为了实现前置三联装炮塔的激进设计，减少了舰体后部的炮塔数量，强调了前向火力。
后期（二战时期）： 随着冶金技术和火炮制造工艺的进步，能够制造更大口径且更可靠的火炮。这使得设计者敢于在有限的吨位下，追求“质”的飞跃，即更大口径主炮。例如美国的“北卡罗来纳”级和“南达科他”级战列舰，虽然吨位比“依阿华”级小，但都装备了16英寸主炮，这无疑是在吨位和火力之间做出的一个大胆取舍。它们通过巧妙的结构设计，将主炮全部布置在舰体前部，并减少了后部副炮的数量，将吨位集中到最大化主炮的效能上。
3. 弹药携带与射程考量：
如果需要执行长途奔袭或远距离炮战的任务，那么射程和弹药携带量会成为重要因素。大口径炮弹的射程可能更远，但携带量受限。设计者需要估算任务需求，来决定是优先保证弹药数量还是单发威力。
4. 成本控制：
更口径的主炮及其配套系统制造和维护成本更高。在国家资源有限的情况下，设计者也需要考虑经济效益，在性能和成本之间找到一个最佳的平衡点。
5. 船体设计与布局优化：
现代战列舰的设计早已摆脱了早期舰体前后都布置炮塔的模式。例如，将所有主炮集中布置在舰体前部，甚至采用“前轻后重”的布局，这样可以在保证强大前向火力的同时，减小舰体后部的结构复杂性，并为副炮和防空炮腾出空间。炮塔的设计也会力求紧凑，例如采用三联装炮塔，可以在占用更小空间的同时，增加单炮塔的火力。
举例说明：
想象一下我们只有区区35000吨的吨位，要设计一艘战列舰：
方案A：12门14英寸（356毫米）主炮。 这样可以在舰体中部和后部布置多个双联装炮塔，保证了火力密度和覆盖范围，射速也相对较快。但面对400毫米级别的装甲时，穿甲能力可能略显不足。
方案B：9门16英寸（406毫米）主炮。 采用前两后一或前一后二的三联装炮塔布局。这样可以最大化单发炮弹的穿甲和杀伤力，在炮战中拥有巨大的优势。但是，炮弹体积大、重量重，携带量会受限，射速也相对慢一些。并且，为了承受这16英寸炮的后坐力，舰体和炮塔的结构需要更加坚固，这会占用相当多的吨位，可能导致副炮和装甲厚度需要妥协。
最终的选择，取决于设计师对海军战略和战场环境的判断。在战列舰的黄金时代，我们看到了各种各样的尝试：从拥有12门13.5英寸主炮的英国“伊丽莎白女王”级，到装备9门16英寸主炮的美国“依阿华”级，再到拥有6门18英寸主炮但数量较少的日本“大和”级（虽然其吨位也相对更大，但可以看出对口径的极致追求）。每一次设计，都是在有限的吨位下，对火力、防御、速度、续航、成本等各种要素进行精妙的平衡。
总而言之，在有限的吨位下平衡主炮口径和数量，是一个持续的技术迭代和战略博弈过程。它不是一个静态的公式，而是一个动态的权衡，需要在不断变化的战场需求和不断发展的技术能力之间找到那个最适合的“甜蜜点”。设计师的艺术，就在于如何将这有限的吨位，转化为战场上最致命的武器。
网友意见
几个点：
1.时代。默认指挥仪成熟以后的时代（1910后）的话，大致可以分为一战，间战期前中期，间战期末期到二战中期，二战末期四个时代。
其中对火炮数量硬要求最高的大概是中间两个时代，因为火控装置相对于预期交战距离较为落后。rn在30年代希望主力舰具备至少8门主炮以应对远距离炮战需求。之前和之后则可以看到各种各样更少的主炮设计，之前就不说了（毕竟声望造了出来而且实战中不仅没有打不中人，甚至打的还挺准的），而之后在30年代末到40年代，英美都有一批6门主炮的战列舰方案。
2.因素
技术上来说，4门主炮的战舰也不是不能进行远距离炮战，费舍尔时代对此就有不少设想（虽然某些未免有些想的太好了）。
虽然更多的主炮无疑可以增加校射效率（最简单的理解方式就是单位时间内有更多的校射机会），但考虑到实战中射速较低的情况，更多的主炮带来的校射机会实际上没有纸面上的那么多。
从另一方面来讲，炮管联装数更少的主炮塔便于安排更简洁的炮塔内部设计，并且也便于提升射速。而且原理上来说，也更可靠。
这个可靠，我随便找个方面来说，比如说瞎火弹问题。
主炮射击时碰到某门炮瞎火/击发失败的概率（接近10%）并不低，这是因为一方面是多门火炮一起击发，概率累积的缘故，另一方面也是由于当时的底火相对不可靠。
而一旦击发失败，就需要排除瞎火弹的发射药，这可比枪械瞎火弹的排除麻烦的多，需要几分钟的时间，而这段时间内瞎火弹出现的整个炮塔，出于安全考虑，是不能执行开火的。这是战列舰战斗射速难以达到理论循环射速值的一个重要原因。
而显然，这种情况下，4门双联装主炮的战列舰，比三座三联装主炮的战列舰就更占便宜，前者只会有一门炮被连带停火，而后者会有两门炮被连带停火。
当然，如果极端一点，全单装火炮设计，则不会有连带停火问题，但是这就是属于舍本逐末了。
3.设计需求
如第二点中提到，rn在30年代需求主力舰至少8炮打前提里包含一个远距离交火需求，这就是需求的体现了，也是整个设计最终决定采用较多主炮还是较少主炮的核心因素：
主炮较少的战列舰，性能上的牺牲体现在校射效率降低上，而并不是无法执行校射（没人要造2炮战列舰吧），也就是说，只是量变，不是质变。既然是量变，那就有和战舰其他性能进行交换取舍的可能性。较大口径的较少主炮自然会牺牲一些性能，但毫无疑问也可以带来另一些性能上的提升，而任何领域的工业产品设计，说白了，本质上，都是从用一些优先级较低的需求去交换其他优先级较高的需求这个基本点出发的。
同样是基于这一点，可以认为，没有一个所谓的“最佳主炮数量”，只有“最适合某型战列舰设计”的主炮数量。
就以声望级为例，声望作为一型应对qe建造后战巡荒紧急建造的战巡，它的需求就是便宜，建造迅速，只需要有基本的性能需求而不需要非常优秀的性能。这种情况下，声望性能上只要求较少的主炮（戴主任回忆录和档案里都提到最早的声望需求就是个4炮舰），只要求防护不低于不倦级，但需要较高航速（纯燃油，32节）的设计取舍，毫无疑问就是合理的。但在另一种情况下，这样做是否合理呢？我只能说不一定合理，或者当时说不清合不合理，比如说h3各个子方案（主炮数量和口径相同，但布局不同）采用的6门18寸主炮。
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