条约时代的皇家海军（1)——纳尔逊级战列舰研发之路

2022-12-17 21:51 作者:Showtime-100 0人读过 | 我要投稿

在华盛顿谈判期间，美国提出了35000吨的主力舰吨位限制。这是英国主力舰设计第一次受到这种明确的限制。在这之前，皇家海军的设计师们确实存在限制尺寸和排水量的压力，但这通常是为了限制成本（根据每吨成本估算），并确保船舶能够适应现有的浮动码头。固定的吨位上限会导致了船舶主要重量（特别是武器、防护和动力系统）的权衡将主导设计过程，即使是很小的细节也必须经过仔细审查以减轻重量。 1921年11月20日，DNC提供了几种战列舰和战列巡洋舰的可行方案。11月23日，贝蒂海军将参谋部对美国提议的看法（大概是查特菲尔德编写的）电告给了总监。考虑到委员会最近的政策是首先建造战列巡洋舰，总监建议首先被考虑的设计应该是战列巡洋舰1号案。通过大幅削减武备至6门15英寸火炮，她将拥有G3同等级的防护。其速度为30节，续航力应与G3相匹配。完成这一设计后，DNC应进行战列舰1号设计，该设计将满足除速度以外的同战列巡洋舰1号案的所有要求（美国马里兰号的航速为23节，英国人认为这也是新的日本战列舰航速）。11月24日，DCNS列出了DNC的要求。 11月30日，DNC提交了两份战列巡洋舰的设计——F2案与F3案。F2按总监要求设计：6门15英寸火炮以双联装形式安装在三个炮塔内；排水量3.5w吨；拥有7000海里的续航能力（以保证在远东地区，即未来可能的主要战区作战）。防护能力略有下降。G3设计中将弹药库集中在最小区域的理念得到了进一步贯彻。三个炮塔均安装在与彼此相邻的区域上，A、B炮塔在同一平面，X炮塔则在B炮塔后侧上方。X炮塔后方为指挥塔与舰桥。为了沿袭G3的水下防护，F2需要与G3几乎相同的龙骨设计（以此为防雷带提供足够的深度）。排水量的大幅减少导致船只长度和吃水深度相应减少，船体重量和设备重量也有所降低。

F3案类似F2案，但具有三联装炮塔（9门15英寸主炮），双轴传动（F2为112000 SHP，F3为96000 SHP）。其主装甲带较F2案削弱一英寸，变为12英寸。F2案重载情况下极速29.5节，轻载情况下30节，F3案则在两种情况下均慢于F2案一节。

DNC认为根据最近的测试，装甲的质量较G3级有所提高，因此甲板厚度可以有所削弱。两个方案都有内倾18°的主装甲带。F2案弹药舱附近13英寸，轮机舱附近12英寸；弹药库上覆7英寸，但轮机舱上覆仅3.5英寸——为了控制吨位必须的代价。两个方案均具有与G3相同的鱼雷防护（防750磅鱼雷战斗部）。两种设计中，6英寸火炮都集中在舰舯部，这再次限制了弹药库上方7英寸装甲的覆盖范围。与G3相比，双联装6英寸火炮炮塔从8个减少到6个（F3为4个）。两个方案都有4门砰砰炮，配备两具622毫米鱼雷发射管。尽管F2案完全可行，但F3仅有“通过最大程度的谨慎和采用我们新且特殊的设计形式”才能将其吨位限制在3.5w吨内。整个11月，DNC及设计师们都忙于战列巡洋舰的设计工作，在得知英国获得了两艘战列舰的建造吨位后，战列舰的设计工作也被提上日程。DNC决定以F3案为模板设计战列舰，但将会使用16英寸主炮而非十五英寸。除此之外，她将拥有12门六英寸火炮和四门4.7英寸高射炮。与战列巡洋舰设计沿袭G3相同，战列舰的设计事实上是缩小版的N3，但其装甲防护需要重新设计:弹药库附近主装甲带14英寸，上覆8英寸装甲；轮机舱附近13英寸，上覆4-5英寸装甲。炮塔正面与指挥塔装甲将达到15英寸。水下防护设计能够抵御750磅鱼雷战斗部。这份设计于当年12月7日上交，预计排水量35370吨，其中包括一千吨燃油。这份设计便是纳尔逊级战列舰的基础——O3方案。十天后，12月17日，DNC告知阿特伍德更加具体的要求:46000的轴马力和23节的最高航速；新型的高强度钢应大量应用于船体以减重；主、副炮的备弹量应削减以减轻重量；六英寸副炮的应被削减为八门（最终未改动）。阿特伍德制作了两份草图:第一份满足了起初所有的设计要求，排水量35550吨；第二份将锅炉数量由八个削减为六个，并重新设计了舰桥和控制塔而非沿袭G3，由此将排水量降低到35000吨。12月19日，DNC检查了初步设计并考虑了阿特伍德的进一步减重建议。由于采用十五英寸主炮是不可接受的，阿特伍德建议削减一英寸水平装甲（DNC则选择削减半英寸，英国人总是折中的.jpg）。而关于舰桥，DNC坚持G3设计，但要尽可能减轻重量。除此之外，DNC暂时接受使用新材料的建议，下令开展相关应力实验。

两天后DNC决定削减主装甲带宽度（德谍英考特上线，他妈的，皇家海军怎么变成这个样子），略微降低上甲板高度，如有可能，尽量在强度甲板和上甲板间两层甲板展开作业以提供更多的生存空间和更深的船体结构（减轻了船体应力，缩小了构件体积）。第二天DNC确定了主装甲带宽度:水线上延伸五英尺，水线下两到三英尺，布局样式应与胡德类似，但如有必要可对其前后略做调整。重载排水量为35500吨。12月23日他上报了基本尺寸和预计速度。此时的排水量包括了1000吨燃油重量。按照古道尔的预想，O3案排水量应为35500吨而DNC将其削减到35000吨。主炮布局应同F3案以缩短主装甲带长度。弹药库防护同G3，主炮塔正面厚度略薄于G3。主炮备弹削减至八十发左右。反驱逐舰用六英寸炮以双联装形式分布在六个炮塔内。防空武器有四门4.7英寸炮和四门砰砰炮（总监想要六门来着）。配有两具622毫米水下鱼雷发射管。与G3相同，可搭载两架水上飞机，起飞平台位于两个炮塔顶部。主装甲带倾斜角度同F2/3案，由于六英寸炮集中于船尾，其弹药舱均被轮机舱附近较薄的装甲带覆盖，前方无任何防护而后方有一块五英寸装甲，实验表明这比G3提供的防护好一些。指挥塔由15英寸装甲保护。这可能是英国第一艘在设计过程中DNC解释了对于轰炸和德国人使用的远程爆炸艇防护问题的主力舰。动力方面，与F3案与G3相比，O3将引擎置于锅炉前，以防止烟雾干扰火控系统。出力为45000时该舰预计航速23节，装载3500吨燃油以16节速度续航可行驶5500海里。在O3方案设计工作如火如荼展开时，华盛顿的会议上关于海军条约的细节也在不断完善。起初美国海军委员会建议标准排水量应在固定燃料，弹药和其他消耗品占比的情况下确定，但很快有人反对，因为这样做使得对海军作战半径要求较小的国家获得更大优势，同时这会对各国已有舰船吨位统计造成困难。最终各国认定标准排水量应是舰船完全运行但不包括任何燃油和备用给水时的排水量（但这仍然对于作战范围较大的海军不公平，因为他们需要为舰船预留更多空间）。得知标准排水量不包含燃油后，12月26日，一些细节被修改的新方案再度上交。这份方案中，添加了两门4.7英寸高射炮和四门砰砰炮，连带其火控装置和探照灯共增重225吨。为了平衡额外增重，弹药库上方装甲被削减至6.75英寸，轮机舱上方装甲被削减至4.25英寸；炮塔正面拐角装甲削减至11英寸，顶部装甲削减至7.5英寸。相对的，六英寸炮塔正面装甲增至1.5英寸，指挥塔正面装甲额外增加两英寸。而这份方案中变化最明显的是X炮塔降至与A炮塔同一水平面，B炮塔被提高至原X炮塔高度，这使得其射界异常优良，仅存在正后方十五度的盲区——我们最熟悉的，“纳尔逊”级主炮的金字塔布局就此形成。以上这些修改的基础建立在六英寸副炮全部移至舰艉之上。不久之后人们会发现，这样的布局对舰桥的玻璃不太友好，但当时DNC并未特别关注这一问题。

在深化设计过程中，DNC在细致关注考察并修改了船体结构和材料强度后，节省了很多重量。虽然干弦增高使得舰船投影面积变大，但也提供了更多船体空间。次年六月，DNO抨击了设计中采用的已在G3/N3上得到验证的内置主装甲带设计，这令设计团队无比惊讶。抨击的依据是在多格尔沙洲之战中，皇家海军“狮”号战列巡洋舰由于一枚11或12英寸炮弹命中导致大量进水差点沉没，但这枚炮弹并未击穿其主装仅引起形变。这份设计使得其水线容易受到此类攻击。同时，DNO的贝克豪斯还质疑了倾斜装甲的合理性，因为通常作战中敌方炮弹很少垂直航向角射入，他提出十度倾斜角便足够了，但DNC指出十度倾斜角于15000码处提供的防护等效于设计案于17500码处提供的防护。 DNO还指出了防鱼雷舱壁被击穿的隐患。为了验证这一点，在“壮丽”号战列舰的实弹试验中专门进行了相关爆炸了模拟。比新船舱壁更薄的侧舱壁没有被击穿或严重变形，然而其内部由于受压过大导致燃油泄露。DNC指出，这块舱壁与较厚舱壁的连接方式并不安全，否认了DNO的指责。但DNC也的确进行了改动。进一步的试验表明，入射角大于70度时，炮弹将会以与入射角成更大角度的轨迹弹起。除非它以低速撞击，否则这种炮弹一般不会爆炸，也不太可能完保持完整。如果它在船壳内爆炸，也将与防鱼雷舱壁保持一定距离。 1922年2月6日，O3方案最终版本——“纳尔逊”级战列舰获得批准；9月11日，图纸被提交与委员会，于9月22日获得批准。1923年1月1日，海军部正式下发造舰合同，龙骨铺设工作于三天前展开。在未来二十余年中，皇家海军的中坚力量“纳尔逊”级战列舰就此诞生。关于“纳尔逊”级战列舰的主炮设计，请移步@Jean_Bart_1955大佬在站内专栏【无畏舰时代舰炮的供弹和装填系统Part4——英国“纳尔逊”级三联装16英寸炮塔-哔哩哔哩】 https://b23.tv/pwD5hOs