解析二战大型战舰装甲防护设计（下）

2021-10-08 20:34 作者:秋羽美奈子Official 0人读过 | 我要投稿

本期内容上下合计约22,000字，自己写的，如题。部分图片纯属个人兴趣制作。

解析二战大型战舰装甲防护设计

弗林

2021.9.27

纯属业余爱好者娱乐编写，非专业人士，内容仅供参考。

（接上期内容）

以上就是对装甲设计原理的大致阐述。接下来我们来对几个比较典型的案例进行简单分析。

典型案例简析

纳尔逊级战列舰

首先我们来看英国在一战后条约时期建造的纳尔逊级战列舰。

这一级战列舰可以说具备很多划时代的特征，其采用了许多革命性的设计理念，这些理念得到了认可并延续到二战时期的新型战列舰上。纳尔逊级战列舰是英国在华盛顿条约的限制下建造的第一级战列舰，为了在严格的条约限制下最大化地发挥性能，它具有和先前的战列舰非常多的不同特点。首先要与当时美日最新的战列舰竞争，因此纳尔逊级没有使用先前广泛应用的15英寸双联装炮塔，而是采用了16英寸口径火炮以持平美日新锐舰并采用了三联装炮塔。其次，因为排水量上的限制是非常苛刻的，纳尔逊级战列舰相对舍弃了高速性能，从而保证在兵装和防护上不输于当时任何一艘战列舰。这是比较合理的，动力技术的进步提高了动力系统的功率重量比，使得达到相同输出功率所需要的动力装置更轻更小；而当时大部分战列舰的航速在21节左右，如果要和英国的战列巡洋舰组成编队那需要达到30节以上的航速，这样就不能保证防护性能了。事实上纳尔逊级战列舰的防护能力在条约时期乃至二战时期都是非常出色的，能超过它的战舰基本上都具有明显大很多的排水量。但是从另一方面来讲，缺乏高速性也影响了纳尔逊级战列舰的调度灵活性。

那么先来分析纳尔逊级战列舰的基本布局。纳尔逊级战列舰非常独特地采用了全前置的主炮布局，使用了炮塔式副炮，舰型为高干舷平甲板。全前置主炮的意图是集中主炮弹药库的防护区域，同时使用三联装炮塔来缩减核心区。其实这种集中布置主炮不完全能缩短核心区，如果是日本设计师那说不准会把纳尔逊级的品字布局改成妙高级重巡洋舰前部主炮那样的布局来进一步缩短核心区，并且这种布局使得整艘战舰的重心都受到影响，不仅是存在艏倾，重心位置也偏前，使得操纵性恶化。如果进一步采用两座四联装炮塔，相对可以缓解一些问题，就像法国的新型战列舰那样。把这种全前置布局改成前二后一的相对保守的布局其实对核心区长度没有很大影响。不过总体而言，纳尔逊级战列舰所体现的集中防护的设计思想对减轻装甲防护重量还是有很大作用的。核心区的装甲盒以及主炮塔和司令塔是集中重甲防护的区域，核心区前方的舰艏区域没有装甲，核心区后方仅有对轴系和舵机室的装甲防护。许多人可能会质疑，舰艏的大部分区域没有装甲防护，这样不会有严重的进水问题吗？这就涉及到一战时期战列舰的“完全防护”和二战时期战列舰的“集中防护”的设计思路变化。从一战的经验来看，战列舰的炮战距离已经比战前设想的要大幅提高，即使有各方面的因素能提升远距离的射击精度，战列舰的中弹频率比起一战及之前的战例都要降低，所以由大量中弹严重损坏无装甲区域的概率下降，不会有严重的因为大量中弹使得一个浮力区域大量进水的情形，更多是要考虑单发炮弹击穿核心区造成严重甚至致命损害的情况；另一方面，穿甲弹为了提高贯穿之后的损害效果往往使用较长延时的引信，而穿甲弹命中薄弱装甲防护的区域会直接完全穿过，这些区域的结构不足以触发穿甲弹的引信，使得穿甲弹“无害通过”，也就是过穿。而如果在艏艉布置了一定厚度的装甲，反而可能会留住穿甲弹在内部爆炸；这些区域也不可能提供核心区那样厚的装甲防护。所以集中防护的设计理念在一战后是非常正确且实用的。当然，要注意这些无防护浮力区的水密分划，另外也可以提供轻度的应对破片的防御。

纳尔逊级战列舰的核心区防护中，弹药库区段的主装甲带以及装甲甲板都比动力区段的要厚一些。整个核心区装甲盒完整连续，倾斜主装甲带和大厚度装甲甲板构成装甲盒最主要的部分。主炮弹药库段的侧舷装甲带厚达14英寸，甲板装甲约6.25英寸，炮座装甲15英寸，主装甲带具有约23度的倾斜度。副炮以炮塔形式布置在艉部，副炮弹药库位于动力舱后方，与一战时期常见的炮廓式副炮布局不同，所以不需要在主装甲带上再布置上部装甲带。纳尔逊级战列舰取消了一战战列舰常见的穹甲结构。穹甲在战舰的装甲设计上有着较为悠久的历史，可以追溯到防护巡洋舰时期。对于低平的弹道而言，穹甲相比垂直的侧舷装甲带具有非常强力的效果，主要由于比较明显的倾斜效应。而随着交战距离的提升，炮弹的弹道变得弯曲，迎击角度出现变化，此时穹甲不仅因为抗弹效果相对下降而降低了价值，其本身占用较大布置空间的弊端也变得明显。举个简单的例子，假设炮弹到达时和水平面的夹角是20度，穹甲跟水平面的夹角为45度，倾斜主装甲带和垂直线的夹角为20度，则此时倾斜装甲带和穹甲具有相近的迎击角度，而穹甲比倾斜主装甲带明显更占用空间。那么装甲带的倾斜度是否越大越好呢？当然不是，随着倾斜度的增大，装甲带要覆盖相同高度区域所需要的长度也会增大，并且倾斜部分的空间难以布置设备；另外，倾斜装甲带对于结构强度的要求也比垂直装甲带高，纳尔逊级战列舰的主装甲带倾角已经算很大的了，可以说差不多是可行的上限。纳尔逊级的装甲甲板厚度远远超过了之前的任何战列舰，并且将厚度集中在单层主防御甲板，虽然水平防护区域的面积非常巨大，但是之前的战列舰在设计时可以说都没有预想到交战距离会比战前所设想的要大幅提升，所以纳尔逊级战列舰比起当时任何一艘战列舰都有远为巨大的免疫区。主炮塔座圈15英寸的厚度相比14英寸的倾斜主装而言在等效厚度上有所不如，不过考虑到炮塔座圈的圆柱形状有很大概率增加相当的迎击角度，这一点上的不平衡可能问题不大。美国在后来的北卡罗来纳级战列舰上有更大的炮座装甲和主装的差值，其主装甲带厚约12英寸，而主炮座圈装甲达16英寸。

纳尔逊级战列舰的装甲设计还有很多细节，就不再过多讲述了。虽然纳尔逊级在当时可以说是具有绝对第一的防护力，但是也有防护弱点。主装甲带的覆盖高度仅比一层甲板的高度多一些，核心区水下大部分区域缺乏一定厚度的内置装甲带，缺乏应对水中弹的装甲防护；装甲盒的装甲甲板位置也比较低，上方有两层舰体甲板，这使得炮塔座圈需要的防护区域高度较长，虽然说一战时期的战列舰也有比较长的炮座防护段，但是它们具备上部装甲带并且一般有数层装甲甲板。偏低的装甲盒使得舰体进水达到一定程度后核心区的主防御甲板会被海水浸没，当炮弹继续命中水线附近区域时很可能会导致更加严重的进水。二战的新型战列舰都具有比纳尔逊级战列舰更高的装甲盒防御甲板位置和更大范围的主装甲带。另外，纳尔逊级战列舰在主炮段之外的核心区装甲有所削减，尤其是甲板装甲的削减幅度较大；副炮弹药库段的装甲防护水平也是不如主炮弹药库段的。有关副炮部分的装甲防护细节我也不太记得了；总之，纳尔逊级战列舰在副炮部分的装甲防护相对来说是存在缺陷的，虽然说副炮弹药库殉爆相对没有主炮弹药库殉爆的情况严重，但是副炮弹药库所储存的弹药量级也是足以导致战舰沉没的。假设一发6英寸炮弹约50千克，装药量可能有1千克——具体我也忘记这些炮弹的大概参数范围了——那么一门炮的备弹设为200发，一侧的6门炮总共有1200发备弹，那么这些炮弹的装药加起来就有1吨多，这还不计发射药和另一侧的火炮的弹药库。并且纳尔逊级的副炮炮塔座圈的防护区域明显是比较大的，而如果不能保证足够的防护来达到设计要求，那么这些在副炮段的装甲就显得有些浪费重量了。

以上是对纳尔逊级战列舰的装甲设计简析。接下来我们来讲述日本高雄级重巡洋舰的装甲设计。

高雄级重巡洋舰

重巡洋舰可以说是小型舰和大型舰之间的一个分水岭。驱逐舰以及较小的轻巡洋舰主要通过机动性作为保护，不会强调具备应对中小口径舰炮的直接防御能力；重巡洋舰大部分都具有一万吨以上的排水量，在机动灵活性上肯定不如驱逐舰这类轻型舰艇，相对因为更大的体量而具有更好的适航性和稳定性，并可以装载一定厚度的装甲。另一方面，重巡洋舰依然强调航速，二战大部分新型战列舰的最大航速在27节到31节，而重巡洋舰的最大航速通常在31节到34节，个别高速的例子能达到36节左右，和许多驱逐舰相当。

在近代海军史中，日本一直是一个非常努力的国家。当然，日本那时的军国主义和殖民主义是疯狂的，并且在战争中充分表现其罪恶性；抛开这一点，日本在建设海军上的投入不得不说非常下功夫并且取得了很多成效。事实上，日本在条约时期设计建造的高雄级重巡洋舰可以说是各国的条约重巡洋舰中综合实力最强的——当然，一方面因为日本瞒报了吨位，实际上高雄级在新造时的标准排水量超出了条约规定10,000吨的10%以上；另一方面这一型战舰的装甲设计也有比较多的取舍。

高雄级重巡洋舰搭载了5座双联装8英寸炮塔，前三后二分别呈品字和背负的布局，具有12基锅炉和4个主机舱，在输出超过13万轴马力的功率下以公试13,000吨左右的排水量能达到35节航速。其主炮体现了日本自八八舰队构想以来所认为的5座双联装炮塔具有优越性的观点，在长门型战列舰之后所计划的加贺、天城以及纪伊型战列舰或战列巡洋舰无一不是采用5座双联装41厘米口径炮塔的火力配置。从火炮的数量上看，高雄级跟前后的妙高级、最上级一致具有10门8英寸舰炮的火力，在所有重巡洋舰中是最多的，能够持平的好像只有美国的盐湖城级重巡洋舰；但是一方面日本重巡洋舰存在一定程度的火炮散布问题，另一方面其炮塔射速较低，仅达到每分钟3轮，一分钟投射量为30发，而德国的希佩尔海军上将级的8英寸舰炮能达到12秒一轮装填，其装备的8门主炮一分钟投射量达到40发，美国的德梅因级更是有着6秒左右一轮装填的高射速，其一座三联装炮塔一分钟就能达到30发投射量，所以日本的重巡洋舰在火力上不一定具有很大优势。自从日俄战争之后，日本一直认为机动性是战舰的一个重要优势，高雄级重巡洋舰比英美的条约重巡洋舰普遍快了2到4节，能够超过它的可能只有意大利的高速轻防护的条约重巡洋舰。言归正传，日本在高雄级乃至从青叶级之后的万吨重巡洋舰上要求面面俱到，在火力、航速、航空、鱼雷上无一不具有亮点，同时有着比起英美一系列“纸糊”的条约重巡洋舰明显更优秀的装甲防护。

其实从布局上就能看出，装甲防护对于高雄级重巡洋舰是相对次要考虑的方面，完全不同于纳尔逊级战列舰为了节省装甲重量而做出各种牺牲。高雄级同时搭载了5座双联装炮塔和巨大的动力舱段，具有非常巨大的核心区。重巡洋舰由于尺寸的限制，其动力舱顶部往往高出设计吃水状态的水线上一层甲板左右的高度，而大多数战列舰因为有8m以上的吃水，整个动力舱往往能完全位于水线下方。另外，受到舰宽的限制，重巡洋舰的动力布局只能在宽度上布置两个舱室，而战列舰之类的更大型的战舰往往能够在宽度上布置三个甚至四个舱室，所以重巡洋舰的动力舱段往往显得狭长。这里不得不说日本人是执着而又有些苛求的。观察高雄级以及妙高级的核心舱段分区，你会发现前后的弹药库跟动力舱之间几乎没有任何缝隙，完全是紧贴着的；而前部品字布局的炮塔也是紧挨在一起，如果炮塔形状设计变更一下可能就不能正常转动了。这是非常夸张地压缩核心区的设计，其实如果改成三座三联装炮塔完全可以节省很多核心区长度，但是受于舰宽、设计制造技术以及对炮术等一些固定思想的局限，日本人并没有在重巡洋舰上实现搭载三联装8英寸炮塔。

对于标准排水量10,000吨左右的重巡洋舰来说，舰体的结构重量需要大约4,000吨；5座8英寸双联装炮塔重约850吨，计上其他的兵装，武器系统总重量约1,000吨；动力系统设计稳定最大功率130,000轴马力，按60左右的功重比，其动力系统总重量（不计燃料、锅炉用水等）约为2,200吨；那么按照高雄级重巡洋舰实际大约11,500吨的标准排水量，先乘以90%以除去一些杂项，剩下约10,000吨的重量中留给装甲的份额约为3,000吨。以上是我的估算，和真实数据会存在一定偏差。通过对数据的观察分析不难发现，条约对于重巡洋舰的10,000吨标准排水量限制是很苛刻的。如果高雄级严格按照条约限制设计建造，那么至少要削减1,500吨的重量，这意味着必须去牺牲至少一项的性能。兵装通常来说是不能拿来牺牲的；牺牲动力对日本海军不大可能被接受，而牺牲动力来争取防护的比较典型的例子有意大利的扎拉级重巡洋舰，虽然扎拉级也肯定超出了条约限制吨位的10%以上。英美的“纸糊”“棺材”条约重巡洋舰就相对选择削弱装甲。

下面我们来稍微详细一点讲述高雄级的装甲设计考虑。一些重巡洋舰的装甲防护设计和主力舰非常类似，可以说就是缩小版的主力舰，具有完整的集中防护的核心区装甲盒；而高雄级的核心区是相对分开防护的，弹药库区段和动力舱段的装甲盒并不是一个连续的整体，这也是重巡洋舰上常见的一种装甲设计模式。弹药库区段的装甲盒明显比动力段的要整体降低了一层甲板，在弹药库段和动力舱段的装甲盒之间有一层横向装甲舱壁。这种布局显然增加了炮塔所需要的装甲防护面积，同时降低装甲盒的部分相对更容易因为中弹而进水。那么这种布局难道就是完全不利的、错误的吗？当然不是。其实从妙高级一直到利根级以及计划中的伊吹型中，日本的重巡洋舰一直非常轻视对主炮炮塔的装甲防护，甚至完全可以说日本重巡洋舰的炮塔防护就是裸奔的，因为根本就没有像样的炮座装甲，只是在炮塔和弹药库之间的提弹区域有一定的装甲，炮塔自身也缺乏一定厚度的装甲。驱逐舰搭载的4英寸炮甚至一些3英寸炮都足以导致日本重巡洋舰的主炮塔被损毁。当然，最好还是要给主炮塔提供足够的跟核心区其他部分同级的装甲防护，而只要炮塔部分区域中弹不会引发弹药库殉爆，这种取舍是可以节省在炮塔上的较多装甲重量的。另一方面，随着舰体线形的渐变，在舯部动力舱前后的舰体区域，舰宽会有较大幅度的减少，这对于本来舰宽就不是很充裕的重巡洋舰来说影响是很大的，尤其是对弹药库段的水下防雷纵深。如果是单纯为了防雷纵深来腾出艏艉弹药库区段的水下防护空间，恐怕还没凑够防雷纵深就已经占完舰宽了。所以高雄级在弹药库区段仅仅设置了水下区域的装甲盒，并没有将装甲盒抬高到水线以上的甲板。另外，其动力舱段已经占用了相当的舰体长度，相对来说弹药库段水线附近缺乏装甲所引起的进水问题就没有那么严重了。

高雄级重巡洋舰的侧舷装甲带，在动力段厚度为4英寸，弹药库段最厚处达到5英寸，延伸到水下渐变到38毫米。动力段甲板为外侧32毫米内侧35毫米，弹药库段的甲板装甲可能略厚一点。高雄级的核心区装甲厚度主要是装甲带比较出色，不到1.5英寸的甲板装甲可能最多只能防御驱逐舰级别的火炮，而4英寸的侧舷装甲带应该能够在约13,000m距离外应对大部分6英寸炮弹，要应对8英寸级别的舰炮还是不够充足的。真正意义上能够完全防御8英寸炮弹的可能只有意大利的扎拉级重巡洋舰，其侧舷装甲带厚达6英寸，具有约70毫米的装甲甲板。不得不说高雄级在侧舷装甲带和甲板装甲之间的不平衡有些匪夷所思，其主装甲带还具有12度的倾斜，而重巡洋舰和战列舰相比其甲板装甲的面积相对侧舷装甲带的面积没有战列舰那样的比值大，并且作为不如小型舰机动灵活的大型舰，在应对空中轰炸时肯定是比较笨拙的，所以需要一定的甲板装甲来应对俯冲轰炸，所以高雄级重巡洋舰虽然单从侧舷装甲的厚度来看很不错，但是其对甲板装甲的忽视不得不说是一个比较大的问题隐患。值得注意的是高雄级还具有重点设计的水下防护，动力段的主装甲带下方跟防雷凸舱衔接，防雷凸舱和舰体内部的交界还设有超过2英寸厚度的水下装甲，可以看出高雄级是很重视应对水中弹的防护的，这也是日本一战后的大型战舰普遍的设计特征。其防雷凸舱的结构设计或许是师从于英国从声望级战列巡洋舰到胡德还有“嘘嘘”这些战列巡洋舰的水下防御设计，而防雷结构后方的弯曲的装甲带又和长门型战列舰的水下防御结构相似。其实我觉得这种在重巡洋舰上重视水中弹防护的设计有些神经过敏，甚至有些一战战列舰的水下防御设计都不如高雄级设计的防护水平，结合其对水平装甲还有炮塔防护上的忽视，总有些异端的感觉。但是从另一方面讲，高雄级在实战中的中雷损伤情况或许表明其水下防御设计包括在之后现代化改造中对水下防御的进一步强化是成功的。

以上就是对高雄级重巡洋舰的装甲简析。接下来我们来讲述英国光辉级航空母舰的装甲设计。

光辉级航空母舰

航空母舰与传统的火炮战舰在设计理念上具有非常巨大的差别。对于一般的火炮战舰，重量往往是其最优先考虑的设计因素，而在航空母舰上，空间布局往往是最重要的设计因素，重量上的限制没有火炮战舰那样明显。为了有效地运用舰载机，成熟时期的航空母舰都具有几乎覆盖甚至超过整个舰体甲板范围的飞行甲板，同时在飞行甲板下方具有一层或两层机库。显然，飞行甲板必须达到一定长度才能满足舰载机起降调度作业的需要，最为小型的护航航空母舰（CVE）全长约180m，常见的中型航空母舰有220m左右的舰体长度，而大型航空母舰的舰体长度可达250m以上，现今的十万吨级核动力航空母舰已经达到了300m以上的长度。另外，如果要作为良好的舰载机运用平台，航空母舰必须要有很好的稳性和适航性。这些因素使得航空母舰不可能小型化，并往往朝着大型化的方向发展。

虽然航空母舰在设计特征上和传统的火炮战舰有非常明显的差异，但是对航空母舰来说传统的装甲盒等装甲防护概念也是适用的。一战后的早期航空母舰甚至普遍装备了舰炮，具有和一些重巡洋舰对抗的能力，而到二战时期航空母舰的职能越来越明确，并且航空母舰单舰作战的情况到二战时期已经明确是不可能的，加之航空舾装和舰炮不能在限制吨位上达到“1+1>2”的效果，所以大部分航空母舰都没有主要考虑对海武器。虽然说越到后期航空母舰作为舰队核心的地位越明显，但是一直到二战后的几年间，舰炮都还是一类主要的海军武器，加之航空母舰相对许多巡洋舰明显更大的体量，冷战之前的航空母舰都需要考虑应对舰炮的装甲防护。当然，和其他大型战舰一样，航空母舰同样需要考虑应对鱼雷和航空炸弹的防护。

英国在1940年左右建成的光辉级航空母舰可以说在设计上饱受争议、褒贬不一。有人说，这种航空母舰具有装甲保护的飞行甲板，能够很好地抵御轰炸不至于失去航空作业的能力，从而可以在高烈度的敌方空袭环境下极大地提升航空母舰的作战效能和生存能力；有人说，这种航空母舰为了装甲防护而对很多方面的性能都做出了牺牲，其可怜的36架载机量仅相当于之前的英国皇家方舟号航空母舰的一半，作为航空母舰来说这极大地削弱了运用航空兵进行侦察、攻击和拦截的能力，同时厚重且位置偏高的装甲使得光辉级航空母舰的干舷偏低并抬高了重心，这对适航性和稳性都是很不利的，所以光辉级航空母舰为了装甲防护而相对严重削弱了运用航空兵力的能力，还不如多造几艘皇家方舟号。两种说法当然都有道理，至于说究竟要如何评价这一型航空母舰，至少有一点是毫无疑问的：作为第一型真正意义上的“装甲航空母舰”，其在海军舰艇设计史上有着重要的意义。

事先声明，个人对航空母舰的设计相对了解较少，并且选择光辉级其实是临时变更了案例，准备比较仓促，所以很多地方不能比较细致准确地讲述。

光辉型航空母舰可以说就是在皇家方舟号航空母舰的基础上改进，其具有很多跟皇家方舟号相同的设计特征。封闭式舰艏、飞行甲板延伸超过舰体长度，这些都是现代航空母舰的特征；动力舱段在宽度上布置三个舱室，采用三主机三轴推进，应该是达到占用空间和出力之间的平衡。其排水量介于美国的约克城级和日本的翔鹤级航空母舰之间，而相对舰型显得粗短，特别是水线处舰宽达到29.2m，显然英国海军并不强调高速性。方形系数略低于0.5，偏低的方形系数是绝大多数航空母舰的舰体特征，也是很多巡洋舰的特征，有利于高速性，而对于航空母舰而言更多的意义是在一定排水量下获得更大的尺寸，从而拥有更大的甲板发挥更好的航空运用效能。光辉型航空母舰将两座4.5英寸联装炮编为一组，在四角各自设置了总计16门4.5英寸防空炮，同时也布置了若干3英寸炮和40mm博福斯防空炮等防空武器。那么言归正传，下面我们来分析光辉级航空母舰的一些装甲防护细节。

相对其他的一般航空母舰而言，光辉级航空母舰在机库和飞行甲板上额外施加了装甲防护，同时也具有包裹核心区的主装甲带以及装甲盒。我对光辉级的一些参数进行了大概的估计，其跟日本的大凤型航空母舰类似，舰体结构和装甲的重量加起来占标准排水量的80%左右。光辉级航空母舰抵御轰炸主要是靠位于两基升降机之间的3英寸装甲甲板，和日本的大凤型航空母舰类同，能够抵御俯冲轰炸的500千克炸弹。光辉级比较大的特点是将机库侧面施加了和主装甲带相同厚度的4.5英寸装甲，同时取消了直接覆盖在动力舱顶部甲板的装甲，不像一般的二战航空母舰具有和巡洋舰相似厚度、位置的装甲盒，可以说是直接把装甲盒大幅抬高到飞行甲板的高度位置的设计。

为了更好地了解光辉型的装甲防护设计，需要了解其机库的设计特征。观察横断剖面图，你会发现光辉型的机库布局似乎比较浪费空间：其机库底层到动力舱顶部足足有两层甲板的高度，而光辉型航空母舰就只有一层机库，这一层机库就占用了三层甲板的高度。好像英国人是在故意浪费空间一样。事实当然不是如此。像日本大凤型以及大凤改型等等的航空母舰设计虽然从侧面结构图上看，机库底层到动力舱顶部只有一层甲板高，但是从横断剖面图看你就会发现，锅炉舱上方的烟道仍然挤占了下层机库的很多空间，所以光辉型这种机库到动力舱两层的高度也不算很大问题，更何况光辉型的13m干舷（飞行甲板离水面的高度，因为光辉型似乎是和舰体结构融合的封闭式机库结构以及采用封闭式舰艏，其干舷高度也就是飞行甲板的高度）在航空母舰中已经偏低了，要是再降一层甲板恐怕就会导致适航性不合格了。而实际上，光辉型的机库并不具有三层甲板分层的高度，顶上一层是间断不连续的空间，作为仓库、控制平台等等，并不参与到格纳舰载机的机库高度，所以光辉型航空母舰的机库实际上是占用两层甲板的高度，大约5m。那么有人会问了，改成双层机库不好吗？确实，我没记错的话，光辉级航空母舰的后续批次中为了解决舰载机数量和吨位太不相符的问题，改成了双层机库结构。但是英国的设计师应该有重心这方面的考虑而比较保守地没有在一开始就设计成双层机库，并且这些后续采用了双层机库的航空母舰将机库的侧面装甲削减至1.5英寸，而且很可能要对舰体甲板分层进行一些适当调整，即便如此这些航空母舰还是存在机库高度严重不足的问题，以至于无法运用后期更高的舰载机。光辉型的机库面积其实还不错，长约140m宽约19m的矩形区域，面积达到2,600平方米，大概按照一架舰载机的嵌入占用面积为10x12x0.6=72平方米的话可以格纳36架这样的舰载机。

光辉级航空母舰并没有采用倾斜的主装甲带，也没有很大的必要采用一定倾斜角度的主装甲带。倾斜主装甲带常常使得舰体外缘一部分区域位于装甲带外侧，被命中时容易导致这些区域进水，并且倾斜主装甲带不仅覆盖相同高度需要更多的板面长度，还会比垂直装甲带明显更占用内部的布置空间。实际上4.5英寸厚的侧舷装甲完全能应对驱逐舰级别的5英寸及以下口径的炮弹，也具有应对轻巡洋舰6英寸口径炮的较大免疫区，不需要再通过倾斜布置装甲来提升等效厚度。主装甲带随着舰体线形渐变而在靠近艏艉的部分有一定倾斜，这并不是刻意为了倾斜度而如此布置的，只是刚好附在舰体外侧取决于其形状罢了，从理论上讲这样刚好强化了末端的装甲等效厚度，而一般的核心区布局是动力舱在中间弹药库在前后两端，这样刚好是一种符合防护等级的布局分配，实际上我觉得设计师并没有刻意强调这一点。值得注意的是，主装甲带覆盖的长度并不是其装甲盒的核心区长度，这一点我自己在复制图纸时也标注错了。其核心区装甲盒的前后横向装甲舱壁相对位于主装甲带两端内部，也就是说主装甲带在前后末端覆盖了比核心区多一截的部分。一般来说核心区装甲盒应该是完整的包裹，像这样多出来一截主装甲带会浪费重量和防护区域的空间。那么对于这种设计布置的合理性的推测，我个人是这样认为的：一方面这样多出来的重量对光辉型航空母舰来说影响不是很大，而且核心区本来就很短，还不到水线长度的一半，所以稍微多覆盖一些水线也是可以的；另一方面这样也是对核心区装甲盒前后舱壁的防护效果的平衡，因为这些装甲舱壁本来也不厚，为2.5英寸，而相对靠内的部分炮弹如果要击中的话还需要穿过一定区域的舰体结构，这些结构本身也对炮弹的动能有所削减。所以相对靠外的部分就可以在这些部位的外侧再施加一层装甲，来平衡防护效果。这些只是我自己的猜测，不能确定是不是就是设计师的原意。

由于对整个机库侧面还有飞行甲板施加了不错的装甲防护，光辉型就没有像很多航空母舰那样在主装甲带上端的差不多位于动力舱顶部上面一层的甲板再施加装甲防护。其实这是一种节省装甲重量的手段。很多人可能无法想象，名义上的“装甲航空母舰”，其甲板装甲可能还不如很多航空母舰的位于机库底部的防御甲板的装甲厚。当然，光辉型航空母舰位于飞行甲板的3英寸装甲是为了抵御轰炸避免容易被炸弹给飞行甲板炸出巨大缺口而失去航空作战的能力，3英寸的厚度应该是足够应对大部分轰炸情况的了，如果再增加厚度那么对重心等等的影响就会显得很不利了。而一般航空母舰的“防御甲板”只是为了防止因为一般的轰炸导致弹药库殉爆或者严重失去动力减速这类的情况。那么为什么光辉型还要把主装甲带往上覆盖到机库一直连接到飞行甲板的装甲呢？其实如果是在动力舱上方再施加一层水平装甲的话，比如说增加2英寸厚的装甲，那么相对防护面积来说，从主装甲带上端到飞行甲板三层高度，两边的装甲带加起来差不多15m的板面宽度，而甲板最宽处和水线最宽处相当，达到29m，也就是说粗略地估计的话两边装甲带加起来的防护面积相当于相同长度的甲板防护面积的一半，那么对甲板施加2英寸的装甲相应对机库两侧能够施加4英寸左右的装甲。既然重量上差不多，那么也许增大一下防护面积是不错的，在一些意外情况下能够做到机库不容易被中小口径舰炮造成较大损伤，这也有很不错的实战价值，并且这些机库侧面的装甲带或许能够更好地支撑飞行甲板的装甲重量，相应就不用担心在飞行甲板施加装甲所导致的一些结构受力的问题了。以上只是我自己的猜测，我自己的参考资料里并没有提及这些设计考虑，所以可能不代表当时设计师的真实想法。当然具体的参数影响不会这样简单，设置机库侧面的装甲比起相同重量的动力舱顶部的装甲甲板显然对重心影响更大，并且机库的范围长度显然比动力舱段以至于核心区段要更长，所以考虑到应对核心区外的机库下方破片防御，光辉型在机库底部还设置了1英寸的轻薄装甲。

光辉型在3英寸飞行甲板装甲前后的升降机附近甲板区域也设置了1.5英寸厚的装甲，而没有给升降机和前后更加末端的甲板部分施加装甲。升降机部分的区域并不能用于格纳舰载机，英国人也不像美国人那样，并没有考虑在甲板上直接停放舰载机；而为了相对控制装甲的重量，光辉型设计的飞行甲板装甲范围已经足够了。日本的大凤型航空母舰也具有类似的装甲甲板布局，其飞行甲板的装甲范围位于两基升降机之间，没有给升降机以及更前后外端的部分设置装甲，不过其飞行甲板装甲也没有完全覆盖全部宽度，并且大凤没有光辉型那样的厚重机库装甲。光辉型和大凤型没有给升降机提供装甲防护的可能考虑是担心影响升降机的工作效率从而影响舰载机的整备时间，日本人在后来的由大和级战列舰3号舰改造的信浓号航空母舰上对升降机也施加了和飞行甲板同样的3英寸级别的装甲。顺便一提，大凤之前的日本中大型航空母舰都具有三基升降机，而大凤型因为考虑到在甲板中间开一个升降机范围的大口会降低甲板结构强度从而影响防御性能，就去除了中间的升降机只具备前后总共两基升降机，不知道光辉型有没有同样的考虑。

最后，再大致提及一下其他方面。光辉型航空母舰的水下防雷系统应该是常见的多层空液舱加内层装甲带的结构，具有一侧4m的防雷纵深，系统刚好覆盖整个动力舱的高度以及核心区的长度范围，防雷装甲厚度为1.5英寸。这样的防雷系统不能说是最好的，但也还不错，有合格的防雷纵深以及一定程度的防雷装甲。然后是对主武器的装甲防护，光辉型的4.5英寸口径火炮是几乎没有装甲防护的，只有火炮平台附近的甲板区域具有1.5英寸厚的装甲。从结构图纸上看，其下方的输弹机构等也没有装甲，这一部分的装甲设计理念我也不了解，就不阐述了。光辉型航空母舰给舵机室提供了装甲盒，其侧面和顶部的装甲厚度为3英寸，前后装甲舱壁厚度为2英寸，但是并没有很多战列舰那样的在核心区装甲盒后方延伸到舵机舱室的轴系装甲防护，应该是出于节省重量的考虑，并且实际上轴系还有螺旋桨这些部位的装甲防护可以说是任何战舰都不可避免的弱点。顺便一提，日本航空母舰在动力舱段的侧舷装甲带较薄，像大凤型的动力段装甲带只有2英寸左右的厚度，而在这层装甲带内部也只有一层约1英寸厚的装甲带。显然这样薄的装甲带肯定不是主要考虑应对舰炮的防护，我个人猜测是应对轰炸的近失弹的破片类防护。

那么以上就是对光辉级航空母舰的装甲设计的大致分析。通过对三个典型案例的分析，想必能够对大部分二战大型战舰的装甲防护设计有一定程度的认识了解。接下来我们来分析一个特例，观察一些比较精细微妙的装甲设计。

进阶：特例分析

日本设计建造的大和级战列舰是历史上排水量最大的战列舰，无疑是战列舰发展史的巅峰，不仅仅因为其具有近代战列舰中最大口径的主炮、最厚重的装甲防护等出色性能，还因为其采用了很多独到的设计细节。当然，它也是当时日本军国主义疯狂的象征，同时也象征着大舰巨炮时代的落幕。此处我只讲述这一型战列舰的一些装甲防护考虑。

大和级战列舰是作为日本对付美国的“决战兵力”而设计的。日本海军部认为，要想在国力无法比肩美国的现实下实现对美国太平洋主力舰队决战的一定优势，是不可能从主力舰数量上去和美国竞争的，而必须通过建造少数“超级战列舰”来实现质量上的绝对优势。显然，这种战列舰的设计建造工作是当时的最高机密，而日本人在保密这一方面做的确实成功，甚至连山本五十六都不知道大和级战列舰的主炮口径，而美国人一直到1944年击沉武藏号时才通过照片得到了大和型战列舰相对准确的性能估计。

先来了解一下大和型战列舰的大致布局。虽然大和级战列舰具有夸张的尺寸和排水量，但是实际上它的设计也必须要考虑重量和空间上的因素而做出妥协。大和型战列舰非常明显地体现了集中防御的设计理念，努力压缩了装甲核心区范围，并且对剩余的大范围艏艉区域没有施加侧舷装甲。日本人终于在大和级战列舰上实现了三联装主炮，之前的日本战列舰均采用双联装主炮塔。不仅如此，大和型战列舰还对动力舱段采用了夸张的四舱宽度布局，虽然这样导致大和型战列舰的防雷纵深其实是不够的，不过它有相当厚度的水下装甲带和巨大的排水量，并且其水下防护优先考虑应对水中弹而不是鱼雷，所以日本的设计师决定通过这种四舱宽度布局来缩短核心区长度进而节省装甲重量。另外，一开始海军部甚至要求这种超级战列舰还必须具有30节的航速，但是考虑到要达到这样的高速会使得舰型过于巨大，最终妥协为27节左右的最大航速。

大和型战列舰作为日本海军的“决战超级兵器”，被要求具有相当大的对16英寸级别舰炮的免疫区，所以其各方面的装甲厚度可以说都是史无前例的。此处不再分析各部分考虑的防护所需要的装甲厚度，重点讲述大和型战列舰装甲设计的一些形状布局。

值得注意的是，其核心区装甲盒的前后横向装甲舱壁也是跟主装甲带类似那样在上下方向上倾斜的，这使得侧舷主装甲带和前后部分的装甲所衔接的部分有比较复杂的形状。大多数战列舰的核心区装甲盒前后舱壁都是垂直的，显然日本人在防护上追求的比较极致，对前后舱壁也通过倾斜布置来增加等效厚度。侧舷主装甲带并不是贴在舰体表面完全覆盖前后两座主炮塔的范围长度，而是分别在炮座中线位置附近直接内收再跟前后装甲舱壁衔接。这很好理解，节省装甲的防护面积减轻重量。当然，这使得内收区段的装甲盒外侧的舰体部分容易因为损伤而进水，这就是权衡重量和防护区域的问题了。日本人在条约时期的金刚代舰一些方案中甚至考虑了相当内置的侧舷主装甲带，这种内置的装甲带离舰体外壳有相当一段距离，虽然这样显然能缩减很多防护面积，但是可以说是极端的，所以大和型战列舰并没有将侧舷主装甲带内置，其舯部的装甲盒覆盖了全部舰宽。

下面可以说是最重要最有意思的一个设计细节。在大和型的装甲盒上，装甲甲板在外侧具有一段向下的斜坡再与主装甲带顶部相连接。一般来说，没有必要整这样一些复杂的结构，不仅会复杂化舰内设备的布置考虑，还容易存在结构强度的问题。实际上日本海军的设计师在大和型战列舰上做出了非常多的节省装甲重量的努力，这个设计细节当然也是其中的一部分。如果是固定装甲盒的防御甲板位置，这种斜坡可以节省一段主装甲带的面宽；而如果是固定主装甲带的覆盖范围，则这种形状能够抬高装甲盒主水平甲板的位置，从而减少主炮塔座圈的装甲防护面积。这样解释可能比较抽象，那么简要概括地说，这种形状设计相当于削去了装甲盒上主装甲带和甲板衔接部分的一些“边角料”，从而达到防护区域和装甲重量的平衡优化。当然，理想上可以根据一些数学上的分析来无限地削去这些“边角料”，从而得到一个曲面的装甲盒来达到理论上的最优解，显然实际制造上这样的精密技术不太现实。其实这种形状跟一些坦克的装甲防弹结构有异曲同工之妙。像这样符合数学优化原理的设计可以说是天才的、一般人无法想象创造出来的。那么是不是说这体现了日本海军设计师精雕细琢的一个重大成就呢？不好意思，这种巧妙独到的设计并不是日本人的独创，其真正的原创者是英国人，早在1922年签署华盛顿海军条约之前英国的海军舰艇设计师就在图纸上的N3、G3两型主力舰上表现了这样的装甲结构。然而，有趣的是，这种巧妙的装甲设计却并没有被英国人在他们的战舰上实现，至少我所见过的英国战舰装甲设计中并没有实际建成的采用了这种结构设计的例子；反倒是被日本人学到并拿来应用，不仅在大和级战列舰上采用了这样的设计，在最上级重巡洋舰的装甲盒上也有这种形状结构。可能著名日本海军舰艇设计师平贺让经常被海军爱好者戏称为“平抄抄”就有这样的一些原因。

值得注意的是，大和型战列舰的这种“穹顶甲板”（我自己这样称呼）与英国的N3、G3型战列舰有向下倾斜坡度上的明显差异，在英国人的设计上主装甲甲板向下倾斜的坡度明显更大，我印象中是18度以上；而在大和型上这一倾斜度为10度左右。显然，这种坡段的倾斜度不能太大，否则会导致装甲对炮弹的迎击角度接近垂直，反而不能起到相对防护效果来减轻装甲重量的效果。那么可以大致地参考主装甲带的倾斜效应来估测这种坡段的一个倾斜度上限。纳尔逊级战列舰约23度倾斜的14英寸主装甲带一般有着超过16英寸的垂直等效厚度，那么大致推测这种甲板的向下坡段倾斜度应该不能超过23度。如果是这样，那么大和型战列舰上的这一设计或许比英国海军的设计更加保守，英国图纸舰上相对更激进的倾斜度或许能够起到更大的节省重量的作用。然而，事实应该不会如此简单。战舰是海上的一个武器平台，不可避免存在一定的横摇，显然这会影响装甲的迎击角度，从而影响装甲的防弹效果。根据大致的倾斜效应的估计，随着迎击角度从零不断增加，当达到某一临界值后装甲的垂直等效厚度会开始急剧下降。也就是说，如果对这种甲板坡段设置的倾斜角接近这一临界值，那么舰体横摇的影响就会很可能使得某一时刻装甲的迎击角超过这一临界，从而对抗弹性能有较大影响。以上只是一个非常模糊片面的说法，具体我也不能给出一个足够清晰明确的解释。总之，从这样的观点来看，英国那样的相对激进的设计是存在隐患的，而日本大和型战列舰的相对保守的这一坡度才是比较完备的。另外，在英国N3、G3的设计图纸上，坡段比起水平段的装甲甲板厚度仅多出1英寸，如果我没记错的话；而大和型的倾斜度更小的坡段比水平段的装甲也多出了30毫米左右，这也能一定程度地支持这样的观点。

从侧面的剖面图看，大和型战列舰在二号主炮塔附近的装甲甲板也通过一定的倾斜来同样地“削去边角料”节省一部分炮座装甲重量。主装甲甲板的坡段在核心区装甲盒前后也存在，并且装甲加厚到340毫米，应该是因为这些部分的坡度比横向的要更大。其主炮塔座圈的装甲厚度达到相当夸张的560毫米，不过这个是侧面最厚的厚度，炮座前后的边缘区域的装甲厚度有所削减，显然这也是根据炮弹来袭的方向以及命中概率这些方面的分析来优化装甲厚度的分布以提高效率。同样地，侧舷装甲带斜向内收的区段相比基本贴合舰体的区段减少了厚度，显然主要考虑的是侧舷正对敌的情况，不然带一定的斜向前后的航向角度的话这些内收段的装甲带反而有更接近垂直的迎击角度。大和型战列舰的其他很多装甲设计细节想必不用我再详细阐述了，通过上文的内容应该足够了解并评价这些设计布局的很多细节考量。稍微补充一下，大和型在烟道区段的动力舱上方装甲甲板结构比较特殊，似乎是蜂窝状结构的叠加厚度为360毫米的装甲，在支持排烟通道的同时也苛求这里的抗弹性能，而上方的烟道设置了2英寸左右的轻度装甲防护。另外，其还在核心区弹药库段的舰底设置了三层舰底的防护结构并且施加了舰底的2到3英寸左右厚度的装甲，而动力舱段与大部分大型战舰一样只是双层舰底结构没有装甲钢，因为在动力段要实现那种三层舰底的防护结构比较困难，不过在之后的大和改型战列舰也就是797号舰的设计上对动力段也采用了三层舰底，并且对其他的很多细节结构有所修改。

大和型战列舰的装甲防护设计可以说是所有战列舰中最为复杂精妙的。当然大和型战列舰也存在一些防护设计的问题，这里就不再论述了。其实我个人觉得大和型战列舰的装甲防护很保守，很多地方的装甲厚度都远远超出了其他的战列舰设计，如果是我的话就会考虑削减主装甲带、移除舰底装甲等等的修改，当然作为一个后来的业余爱好者，我没有资格去完全根据自己的想法来批评当时设计师的各种考虑。