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(中二自设)A号战列舰的设计方案定型

2021-12-11 22:01 作者:秋羽美奈子Official  | 我要投稿

现在来看2018年前的东西真的羞耻(oAo)

问就是自己中二时期中学生时整的活

为了表示现在的自己与过去的差距先放几张比较后期的东西镇定一下罢(-w-)

好了,开始社死看自己早期的稚嫩尝试吧。槽点过多,当一乐就好(-w-)


A号战列舰的设计方案定型

作者:Flynn

前言:以前写了这篇文章,当时设计算法才刚刚成型,做了一个战列舰设计,认为有必要把这个过程都记录下来~然而由于各种原因(滑稽),作者一直拖延直到今天(2018年2月2日)才开始把稿件打字到文档上.....不过还是认为大家会很期待的。当然,随着作者设计水平的提高,这个A号战列舰方案的问题也渐渐被作者发现。尽管这个设计槽点满满,在设计史上的贡献是不可忽视的。仅此,作为纪念。

 


正文~

    在完成了那个疯狂的装上了200mm厚的主装甲带A号重巡洋舰的设计框架后,我们的设计组(作者注:其实就是作者本身啦)又完成了A号战列舰的方案定型,也进行了大致的设计。A号战列舰的性能数据已经在上页有所介绍。其标准排水量将近37,000吨,装备9门380mm45倍径主炮,主装甲带最厚达350mm,航速28节。和条约失效后的二战新型战列舰(大和级不计)相比,该方案的性能是比较优秀的,在攻、防、速三者的取舍都较为均衡,可以说在设计组的计划方案历史上有着划时代的意义。下面就将设计组的方案定型过程记录。

    在A号战列舰设计开始以前,设计组就已经完成了一个战列舰舰体的设计。在完成了A号巡洋舰的大致方案后,设计组的理念已经有了相当的变化,又加上设计算法的进一步完善,我们的设计组需要一个新方案来实践这些设计理念的更新。于是A号战列舰计划便浮出水面。设计组之前的方案,舰体都是临时的灵感,这种随机性在A号战列舰的方案论证期间引发了设计组的不满。而设计组手中算得上完善的舰体设计,也只有上文所提到的那一个。按照舰体的尺寸,该战列舰的常备排水量约为39,958t。又由于设计组之前也论证过条约型战列舰的设计方案,新方案的要求也就确定下来:在条约限制下建造一型新型战列舰。

 


   按照条约规定标准排水量35,000吨的限制,设计组参考了英王乔治五世级、北卡罗莱纳级等新型战列舰的设计后,做出了以下的预判:首先在舰船攻击性方面,新型战列舰必须要有能和其他战列舰抗衡的火力。设计组认为,356mm口径舰炮对于新型战列舰交战已经底气不足,设计组也不想通过加大倍径的手段来提高炮弹穿深(作者注:其实还可以考虑发射药的装药量)。因此,新型战列舰的主炮口径至少为380mm。为了具备充分的火力,设计组认为至少要装备8门380mm火炮,因此先前的一个6门380mm炮的高速战列舰方案被果断废弃。那么主炮口径定为多少合适呢?主炮塔采用什么布置呢?


    按照设计组的计算,首先为了节约排水量,4或5基联装炮塔方案不如3基三联装或2基四联装的方案。如果装备12门主炮,则在保证防御和航速的情况下其标准排水量会超过40,000吨。而四联装炮塔需要更为细密的防护以防止火力的损失,其故障率估计也较高(作者注:这个在史实上,英国的新型战列舰PRINCE OF WALES在和俾斯麦号战列舰交战时其四联装炮塔故障频发,不过....也可以说是当时作者本人对四联装炮塔有偏见吧),四联装技术也遭到设计组的质疑,而且按照设计组的计算,假设主炮口径为356mm,则装备3座三联装炮塔的重量是2,853吨,而2座四联装炮塔的重量直接攀升至3,379吨!尽管四联装炮塔可以减少更多的主装甲带长度,最终装甲全重可能都差不多,甚至采用四联装的方案更轻,设计组还是选择了较为稳重的三基三联装炮塔方案。一座380(mm口径三联装)炮塔的重量是1,156吨,而406mm炮塔重达1,426吨,420mm炮塔重1,595吨。考虑到排水量的严格限制,设计组最终采用了三基380mm45倍径三联装炮塔,前二后一的方案。

    参照北卡罗莱纳的设计,设计组采用了主装甲带约20度倾斜,厚度300mm的保守方案,而由于甲板是个占用装甲重量的大户,设计组将其厚度压至120mm,这是设计组认为的能防御美国战列舰406mm重弹的最低厚度(作者注:这不就是重视主装轻视甲板么?其实120mm的甲板装甲要面对二战新型战列舰的话还是有待提升的)。为了进一步降低排水量,同时之前A号巡洋舰方案也反映出主装过低导致舰船载重严重受限和浸水问题,最终设计组决定将主装甲带的水线上高定为1.59m,水下深度2.38m(作者注:显然当时作者的压低装甲带的思想)。至于航速方面,设计组认为30节的航速对于条约型战列舰来说,所需的动力配置重量会较高,而26节的航速无法满足二战时期的需要,28节刚好合适,和英美新型战列舰也差不多。续航力的要求自然要有,设计组给出的指标是15节时不低于7,000海里。 (作者注:这个要求真的低了,这是一战的比较好的水平,二战对于战列舰来说这样的续航能力还有些不够用)

    A号战列舰的方案基本上定下来了。从数据看,是一艘标准的新型战列舰,各方面都比较均衡,在该排水量下的战斗力是比较优秀的(设计组估计北卡罗莱纳级的标排肯定不止35,000吨,而King George V更是达到38,000吨)。不过,副炮要怎么选择呢?重视对舰火力而装上203mm舰炮?设计组认为,随着航空技术的飞跃发展,新型战列舰必须要有强大的防空火力,于是参考英美的高平两用炮的方案,选用了8基127mm61倍径联装炮塔的配置(作者注:严格来说按照德国标准,口径应该为128mm,下文有说明)。该火力同样足以应对雷击舰和一些轻巡洋舰,而面对重巡洋舰级别的对手,设计组认为对方受弹面积较大,也不太可能用近距离雷击的战术,交给主炮就行了,因此就没有选用其他的对舰火炮。

    根据以上的判断,设计组做出了A号战列舰的初始方案:全长228.4m,宽31.7m,常备吃水8.7m。兵装就不再说;动力配置为6基重油专烧锅炉,4基齿轮传动蒸汽轮机四轴推进,主机最大出力120,000hp,航速28节。炮座装甲为400mm,装甲全重预计为7,000吨。该舰标准排水量35,276吨,常备39,195吨,满载43,550吨。

    仅仅超出276吨的标准排水量的结果让设计组感到十分满意。不过其21.8度倾斜的300mm主装甲带让设计组有些不满。这只是一个保守的样板,而设计组一直有着重视大型战舰防御能力的思想,因此设计组试图将其提高到350mm的厚度,预计足够抵御自身主炮。令设计组感到万分震惊的是,在修改了主装之后,战舰的排水量并没有设计组预想中的骤增,而是只增加了不到400吨!从21.8度倾斜的300mm装甲带到同倾斜度的350mm装甲带,其防御性能的提升是显著的,前者只能应付330mm级别舰炮的轰击,对于356mm舰炮已底气不足,而后者足以防御在20,000m交战距离射来的380mm炮弹!这样的防护提升效果对于新型战列舰交战而言,意义是不言自明的。然而,这样的修改仅仅增加了不到400吨的排水量,这让设计组十分惊讶。初始方案的主装全重为1,711t,其中水线上的300mm等厚部分占1,068t,水下部分占643t。修改方案主装重2,012t,其中水线上占1,165t,水下847t。水上等厚的主装部分居然仅增加了97t,而主装的浸水部分由于厚度的提升,原先为300~100mm(平均120mm),被提高到了350mm~100mm(平均170mm),重量增加了204吨。看来仅仅高3.97m的主装甲带对于排水量的节省益处良多。修改后战舰的标准排水量为35,609t,常备39,565t,满载43,962t。

 

    基本设定完成时的预计数据:

    全长228.4m  宽31.7m  水线长222.1m  常备吃水8.72m 满载吃水9.7m 

    方形系数:0.64  长宽比:7

    兵装项目:3基380mm45倍径三联装炮塔,8基127mm61倍径联装炮塔,防空机炮,火箭弹

    排水量:标准35,609t  常备39,565t  满载43,962t

    动力系统:重油专烧锅炉6基,齿轮传动蒸汽轮机4基四轴推进

              主机最大出力120,000hp  锅炉温度300摄氏度  蒸汽压力30kg/cm2

              最大航速约28节  续航指标15节时7000海里

    装甲数据:主装甲带:水线上高度1.59m,厚度350mm;水线下高度2.38m,厚度

              350~100mm(平均170mm)

              甲板装甲120mm  炮座400mm  炮塔前部457mm  司令塔400mm

    重量分配:舰体16,000t  锅炉350t*6(2,100t)  轮机600t*4(2,400t) 

              装甲7,300t  主炮塔1,156t*3(3,469t)  副炮塔97t*8(779t)

              燃油搭载0~6,000t

    装甲重量详细:主装甲带2,012t(水线上方1,165t  下方847t)

                  甲板2,700t  炮座1,506t 其他~

    设计组对这个方案十分满意。这个时候,有人(作者注:其实就是作者自己)认为可以进一步上调主装厚度至380mm、400mm甚至430mm(已经超过了大和级的主装)(作者注:然而却没有想过加甲板,重视主装的数据而忽视了甲板,这不是一战时期的思维?),反正重量增加也说得过去,而防御性能有恐怖的提升。但设计组讨论后认为没有必要刻意进一步强化,拔苗助长是过分强求的,21.8度倾斜350mm的主装甲带已经够用了,而且也超过了许多战列舰(包括北卡罗莱纳级)的水平,加之设计组不想进一步越过35,000吨标排的界限,该提议没有被采纳,不过被作为日后的设计参考。又有人指出,主装甲带高度过低,仅高出水面1.59m,而战舰在满载状态下吃水会加深1m左右,并且在海战中进水也是家常便饭,设计方案需要增加主装甲带的高度。这个观点直接与设计组的压低主装换取厚度的理念相侼,因此被不客气地一棍子打死。于是,按照这个方案,设计组开始进行初步的详细设计。

    为了使舰体前后重量平衡,设计组将前炮塔到舰首的距离调至略大于后炮塔到舰尾的距离,将动力组件集中于舯部。然后是动力配置的问题。怎么配置?用常规的锅炉舱-轮机舱布局?还是为了防御着想,设计组决定将锅炉舱分布到主机室的两侧,作为主机的炮灰使用,同时把剩下空出来的宽度辅以多重分层的油舱。这种设计与美国超无畏舰''田纳西''级十分类似。由于战列舰宽度较大,该方案可以说完全没有问题。不过动力系统只有6个锅炉舱,无法覆盖四个主机室的长度;而如果采用2主机2锅炉并排的话,舰宽就很勉强了。于是该舰的动力装置布局变得很奇特:两个轮机舱并列在重油舱后面,两侧是总共6个锅炉舱,之后是两个主机舱并排布置。由于这种布置使得舰舯的舱室空间绰绰有余,设计组把剩下的部分差不多塞满了重油舱。一方面设计组对续航要求不高,另一方面,设计组对油舱泄漏和诱爆十分敏感(俾斯麦号战列舰被英舰击穿油舱,顿时成了英国侦察机的焦点),把燃料舱全置于装甲盒内就不打算于艏艉再附加燃料舱了。

 

    然后是副炮和上层建筑。作为新型战列舰,该舰也搭载了水上飞机和相应的航空设施,

同时在后舰桥内设置了机库,预计共搭载3架水上侦察机。由于该舰的设计是德国风格(防御结构主要和美国类似)(作者注:其实只是水下的分层隔舱搭配油库类似而已),设计组采用了与俾斯麦级战列舰类似的横向固定弹射器。这种设施会占用舯部空间,设计组决定把副炮集中于前方,和航空设施错开。至于说为何不用可动的纵向弹射器,那种东西摆在舯部太占空间,放在艉部又影响主炮射界(设计组不打算修改舰体,使舰艉甲板高度降低),还是用横向的好。

    副炮是8基127mm61倍径联装高平两用炮。严格来说,按照德国的标准,该炮口径应为128mm。不过也只差1mm,设计组也懒得改这个细节,就这样继承原先方案。一方面要紧凑集中以减少空间占用,另一方面也不能过度集中,否则一枚炸弹就可能瘫痪掉一侧的防空火力。于是副炮被分成前后两组,每组的两座炮塔以背负式布局。那么,一个关键的问题来了:副炮的弹药库放哪里?收进装甲盒吗?设计组尴尬地发现,装甲盒的空间已经被动力装置和油舱给填满了!(作者注:叫你主装低)而如果撤掉前面的重油舱,则副炮炮塔无法被全部顾及炮弹的传送,如果完全在前面集中堆炮,一方面炮塔过于集中,另一方面前主炮的射界也将受到影响!又要不集中堆炮,又不能太多影响主炮射界,还不能再随便修改动力组件的布局(锅炉舱、轮机舱最好和弹药库保持间距),折衷的结果是不得不在120mm中甲板上面摆弹药库了。紧接着,让设计组头疼不已的问题来了:对于副炮弹药库该如何防护?



    这个确定装甲厚度的问题着实让设计组感到棘手。为了限制排水量,设计组原先的方案竟然是不设任何装甲以轻装上阵!这样的极端方案自然遭到了设计组内部部分人员的强烈反对。战列舰和驱逐舰那种以机动性作为保护的轻型舰艇是不一样的!而且一旦弹药库内的600颗127mm炮弹一起爆炸,随之又引爆旁边的600枚127mm炮弹....就算120mm中甲板及下面的动力舱无大碍,一方面估计一侧的副炮直接报废,战舰将损失不少防空火力,另一方面舰员的生命不是想神风就回天的!于是设计组否决了这个极端方案。随之而来的新方案则有些难以确定:有人主张装上350mm的重甲(作者注:其实都是作者本身自己想的),有人主张侧面以200mm装甲防护,还有人打算和主装一样搞成倾斜....水平防御也是五花八门的方案。整个设计工作顿时陷入僵局。

    在设计组为副炮防护焦头烂额的同时,对装甲重量的重新细算让设计组感到一丝轻松。原先没有详细设计的论证阶段,对于主装甲带的长度给出的估计值是126.9m,然而实际设计时设计组发现该舰主装全长仅为107.9m!结果是主装全重更为1,711t,其中水上部分991t,水下720t。这样看来,标准排水量只会略微超出35,000t。这对设计组可谓有所勉励。

    经过长时间的商榷,设计组做出了以下判断:如果给予副炮防御(以针对)战列舰主炮的待遇,这是不实际的:副炮弹药库没有纳入装甲盒内(作者注:叫你主装低),再施加重甲会增加太多重量,而且参考史实战列舰的设计,也很少有给副炮主装待遇的例子。考虑到实际海战的情况,设计组认为能够应对轻巡洋舰的主炮就足够了,于是将侧面装甲厚度确定为150mm(作者注:其实这个有点多,对于火炮穿深不能简单地用等口径穿透装甲来计算,另外对于重巡主炮的完全防护也有待商榷)。不过,对于弹药库长方体的内侧,为了减轻重量,同时设计组认为炸弹从副炮和烟囱之间的''缝隙''落入甲板在内侧爆炸的概率很低,就没有在此处施加装甲了。当然,别忘了前后弹药库之间要用装甲隔开。这个隔壁的厚度设计组倒是没有确定,估计在50mm~80mm范围内(隔壁是两层分开的装甲)。

    至于水平防御方面,如果要仿制主装甲带和120mm中甲板装甲的装甲盒样式,设计组估计这会浪费不少重量,于是尽量压缩了装甲防御区,只对副炮弹药库包裹起来就够了。结果是该舰的''上装''被收纳入舰体内部。对于倾斜装甲方案,设计组认为这样的结构强度会有问题,也会导致舰体内部结构复杂化,就没有予以采纳。虽然收缩了装甲区域,使得水平装甲的面积并不多,但为了减重,最终设计组将其厚度定为50mm。

    至此,对副炮弹药库的装甲方案也就确定下来了。设计组于是开始计算大致设计完成后的战舰排水量。本来设计组认为就要大功告成,一个计算错误却再一次让设计组忙碌起来。


   
在完成大致设计后,主装甲带的重量得到了修正,这个是没有问题的。而水平装甲也没有大的变动,仅由2,700t变为2,696t。然后是上装部分,设计组原先计划把两个同侧弹药库一块防护,这样的防护区域大于定型后的方案。尽管如此,原先方案中上装仅重318t。然后是主装下延的防雷突出部装甲,其防御区长度与主装相同,斜高3.27m,平均厚度为85mm,重495t。对烟道装甲的计算,设计组预计其展开面积为500平方米,约为甲板的1/5~1/6,重量为450t。然而最后在炮座装甲的计算上,设计组发现了之前犯的一个致命错误:之前估计炮座装甲的高度为4m和6.4m(抬高的炮塔),然而该战舰主装较低,实际上装甲高度应为5.55m和8.72m!结果是炮座装甲直接从原先的1,506t升至2,074t!又加上对于一些细节重量在原先方案中的估计偏差,实际上该舰的装甲全重已经超过了8,000吨!这将意味着该舰的(标准)排水量会超过36,000吨!这已经超出了设计组的忍受范围,对此设计组不得不想办法削减装甲了。

                            定型之后的设计方案

    舰体数据同  兵装同  动力系统同 

    装甲数据:  主装甲带:水线上1.59m,350mm(991t)  主装倾斜21.8度

                          水线下2.38m,350mm~100mm(平均170mm)(720t)

    主装全重1,711t    甲板防御面积2,995平方米  装甲120mm(2,696t)

    副炮弹药库段  装甲  侧部150mm  顶部50mm  前后80mm    (约250t)

    防雷突出部装甲  100mm~70mm(平均85mm)  斜高3.27m(495t)

    烟道  装甲  50mm~120mm  估计展开面积500平方米(450t)

    炮座装甲400mm(2,074t)  舵机装甲  侧部400mm(倾斜)  顶部140mm 

                                         前后200mm(倾斜)

    前后防御隔壁装甲厚度与主装、防雷突出部相同    司令塔400mm

    装甲全重(预计)8,300t

    炮塔防御:前部460mm  侧部250mm  顶盖140mm  前盖350mm

    排水量:标准36,720t  常备40,800t  满载45,000t

            常备吃水9m  满载吃水10m

    然而现实是无情的:尽管1,000吨的重量对于一艘常备排水量40,000吨的战舰算不上什么,但无论如何设计组都无法在保证战斗力的情况下减掉这1,000吨的排水量!如果把甲板装甲削弱至100mm,则装甲重量可减轻大约500吨,但正如前文所述,120mm的厚度已经是设计组的底线了!如果削减主装甲带,一方面这也减不了多少重量,另一方面这会导致战舰防御性的大幅下跌。炮座的装甲也削不动了(作者注:其实很多战列舰的炮座都没有400mm这样的厚度。意大利的新型战列舰Vittorio Veneto级,炮座也不过是350mm。德国著名的俾斯麦级有上部装甲带,炮座少一点也没有大问题。即使是以坚固防御性出名的英国条约型战列舰Nelson Class,其炮座也只是达到15英寸,381mm,已经算很不错了。炮座装甲能够超过400mm的,除了超战列舰大和级的变态一般的560mm,也只有美国的二战新型战列舰和法国的黎歇留级而已),水下装甲也不能撤掉。那么干脆改成6门主炮算了!然而这种削弱火力的方案是不可能被通过的。那么把舰体的重量砍掉1,000吨不就行了么?无奈的是,16,000吨的舰体也是设计组在常备排水量40,000吨的情况下给出的底限....最后设计组不得不承认,按照目前的算法,该方案的标准排水量已经超过了36,000吨,达到了36,720吨。

    从设计组原先的设想来看,该方案可以说是一个设计的失败。虽然该方案的性能满足了要求,甚至在防御性能上达到了更高的水平,但是排水量已经超出了设计组给出的限制。没能在规定排水量范围内完成设计,可以说就算是设计失败。另外,关于锅炉和轮机舱室的大小在后来也遭到设计组的质疑,可能还需要上调蒸汽压力。在设计过程中,设计组也犯了不少疏忽性错误,这不是一个好现象。最后的对于舵机室和推进轴的防御方案也是临时确定的,在一开始并没有考虑进去,到现在设计组还在担心推进轴上未设甲板装甲以减轻重量会导致推进轴的防御弱点。

    不过,从设计组的架空历史记录来看,该方案可谓是一块重要的里程碑。它实践了设计组的算法更新,首次运用了已经完成的舰体模板,同时在装甲防御结构上的进步也是显而易见的(作者注:然而这种装甲结构有诸多缺陷,包括水下防御设计)。该方案对于舰体(战舰)排水量的估计精确度已经远远超过先前,同时结合设计理念、对各项目数据的预计和计算以及方案的可行性等等这些方面也和先前的完善程度大不相同。该方案可以说是目前(10月14日2017年)设计组所准备的最完善的设计方案(作者注:其实也可以说是直到今天-2月9日2018年-所最完善的方案,因为后来的设计基本上只是画个框架,不会像这样把舰体各层甲板分层画出来而且画舰桥,全局俯视图预览和装甲填充预览图这么详细)。尽管设计工作仍然停留在模板、框架的阶段(作者注:不就是少了线图嘛),像舰桥的功能、分层设计,舰体区域的详细规划,防空机枪的方案等等还没有完成(作者注:这是要上天啊?!搞出来这些就成仙了),对于设计组而言,A号战列舰方案足以作为一个长久的纪念。

                                                                     --正文END


以上就是本期专栏的全部内容了。有想法或者建议欢迎....找18年的我去理论一番在评论区留言。

18年的我不是现在的我

下期(?)预告:(架空自设)“完美”条约型战列舰的探索历程

弗林你说好的新专栏就这样拿旧活水过去了

放几张预告图吧没错还是中二时期画的


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