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大舰巨炮时代,舰炮设计影响维度诸元,战列舰优势火力群设计

送交者: 炫笔伏逼[♂☆★★★不闻风知★★★☆♂] 于 2020-07-16 15:45 已读 1623 次  

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舰载火力要求与舰炮布局,第一次世界大战之前,各国海军均建造了大量的拥有五座甚至六座炮塔的战列舰,日本海军的日向,扶桑,英国海军更是有着无畏级,柏勒洛丰级等等一大群的十炮或者十二炮战列舰,意大利连续多达五艘的使用3-2-3-2-3布局的十三炮战列舰。


但是第一次世界大战爆发前夕建造的战列舰,主炮数量直线降低,英国的复仇级战列舰,伊丽莎白女王级战列舰,海军上将级战列巡洋舰,德国的巴伐利亚级装备了四座双联装主炮,


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意大利海军13炮战列舰在现代化改造当中拆除了舰肿的3联装305MM主炮炮塔。等到一九三五年以后的服役新式战列舰除了乔治五世级战列舰,俾斯麦级战列舰以及黎塞留级战列舰以外,其他的的新式战列舰全部采用了前2后1三座三联装主炮!那么战列舰炮塔设计由双联装为主过渡到三联装为主?火炮数量为什么又从10-12门被削减为了8-9门呢?


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大型水面舰艇在攻击敌方目标时,光学测距仪转动测量间距,并计算目标航向,航速,计算射击诸元,然后调整炮塔指向调整仰角,不同炮塔会携带带有不同颜料的炮弹,半齐射之后,通过光学测距仪测量炮弹炸出水柱的位置判断仰角是否正确。炮弹落在内侧调大仰角,落在外侧降低仰角。战列舰使用半齐射是为了缩短空窗期,保证火力持续,当炮弹的落点将敌军包围时,形成跨射,舰炮进入全速射击阶段,以尽快形成命中。


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注意一个关键词,炮弹的落点,也就是说必须要有足够多的落点才可以进一步矫正射角。


这就导致大型水面舰艇必须拥有至少6门的主炮。如果只有四门主炮,那么战舰就无法采用半齐射以尽快形成跨射,因为只有四门主炮的话,每一次半齐射只有两门主炮参与,数据过少,错误率较高,为了提升火控的准确率就要求每一次设计时必须齐射,然后就是漫长的装填时间,也就是说,射击诸元解算时间长,火控效率低下。


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声望号


这也是为什么?德意志级装甲舰和声望级战列巡洋舰安装了六门主炮的原因,实在不能少了……至于现代舰艇只装备一门舰炮?那啥,你就不考虑一下现代舰炮的射速有多高以及计算机解算射击诸元速度的差别?


阿金库尔级战列舰装备的整整14门的12寸主炮,但是阿金库尔装了14门主炮的原因仅仅是,三流国家战列舰只有一个要求,那就是看起来越强越好,实际性能无伤大雅。这也是为什么,十四炮战列舰只有阿金库尔而已。


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阿金库尔号


是原教旨战列舰预设的使用方式就是扛着一大群主炮然后战列线对轰,而战列舰对轰时,为了保证舰体的稳定,必须降低航速,以降低纵摇与横摇,也就是说,只要能见到对手,那么航速不重要。以日本海军扶桑级战列舰为例。


扶桑级战列舰,长205.13米,宽28.65米,吃水深度为8.69米,标准排水量29,326吨,满载排水量30,600吨,航速22.5节,搭载6座双联装14英寸主炮和16座单装152毫米副炮。


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伸手摘星辰的扶桑


区区22.5节的航速根本追不上战列巡洋舰,面对那些薄壳鸡蛋扶桑只能干瞪眼,而当战列巡洋舰企图向原教旨战列舰发动进攻时,因为战列巡洋舰的舰炮数量小于同级别的战列舰,为了提升命中率必须降低其航速,以提升射击时的稳定性,但是原教旨,战列舰的主炮更多,装甲更厚,真要打起来,战列舰只要不是倒霉到一出门踩了一卡车的狗屎,沉没的绝对会是战列巡洋舰。


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金刚级战列巡洋舰


战列巡洋舰从本质上讲就是一种削弱装甲,降低火力一切围绕航速展开的特化战列舰,因为技术水平有限,动力组功率密度低下,为了保证航速只能尽可能的多塞锅炉,为此需要拉长舰体,但是为了避免吨位的恶性膨胀,必须控制吨位,所以只能削弱装甲与火力,同吨位的战列巡洋舰的火力仅为8~10门大口径舰炮,比同级别战列舰的主炮少了两门以上,但是战列巡洋舰的预设战场就是双方主力编队接触之前的前卫战,以及绞杀敌方的装甲巡洋舰,而不是和敌方战列舰软碰硬,战列巡洋舰非常好的满足的战列巡洋舰的任务目标,问题就是舰队司令从来不认为战列巡洋舰是装甲巡洋舰的削弱版,所以日常拉着战列巡洋舰上战列线……


原教旨战列舰为何使用舰首主炮群+舰舯主炮群+舰尾主炮群的设计模式?舰舯主炮前后射界严重受限,射界狭小。但是原教旨战列舰为了提升战舰对轰时的杀伤力,所以要求在长度有限的舰体上尽可能的安装更多的炮塔,总不能在舰首或者舰尾堆上四个炮塔吧??只能压缩动力组空间,在动力组与炮塔的选项当中选择炮塔了。


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战列巡洋舰则是在火力与速度的选项当中选择了速度,将更多的长度用于安装蒸汽轮机以及锅炉,但是即便如此仍然不够,为了拥有更高的航速,战列巡洋舰会拥有更大的长宽比。


舰炮按照安装方式划分可以分为单联装,双联装,三联装与四联装等形式(酌情往上加就行了,连十二联装速射炮这种神奇的装备都是存在的。)


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在舰炮诞生初期,舰炮联装形式以单装为主,原因是单装舰炮总重小,人力能推动,反应速度快所以单装舰炮在火炮搭载舰诞生以来,就一直活跃于军舰之上,风帆战列舰时代的舰艇,就没有多联装这么一说。铁甲舰诞生的时代,主炮可以用液压推动旋转,不过单装炮也因为其总重小,俯仰速度快而成为了战舰副炮安装形式的不二之选。第一次世界大战结束以后,液压机,电动机小型化,所以副炮的安装形式变为了炮塔式的双联装,但是导弹时代以后,单装炮塔又成为了时代的主流。


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单装炮相对空间大,占地面积小,安装难度低,不存在炮口飓风干扰火炮射击精度的问题,缺点很少,最大也是最明显的缺点那就是一个炮位只有一门舰炮,如果要求战舰装备十门大口径舰炮的话,长宽比都成面条了……,而且炮塔座圈过小,舰面空间浪费严重。


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陆奥的三号炮塔


双联装舰炮是1860到1930都是战舰主炮安装形式的主流形式,炮塔内有两门主炮,炮塔座圈的直径相对较小,没有那么多的空间浪费,而且双联装炮塔的总质量与正面投影均小于三联装主炮,因此在液压机功率相对不足,难以驱动大口径多联装炮塔旋转时,双联装主炮成为了战舰主炮安装形式的主流。


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三联装主炮,因为能够容纳三门主炮,所以炮塔座圈更大,为了确保TDS的宽度,对舰体宽度提出了较高的要求,而且火炮更多,炮塔总质量也就越大,对炮塔伺服电机与轴承的要求也就越高,再加上主炮飓风的干扰,导致中间主炮精度较低。


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四联装舰炮是在一个炮塔里面塞上四门主炮(四联装乒乓炮或者四联装防空炮不在讨论范围)优点是能够大大缩短主炮数量,缺点是炮塔中弹,损失过于惨重,而且过高的炮塔质量也导致四联装炮塔生产难度过大,而且一个炮塔四门主炮,直接导致炮塔直径过大,进而导致只有在舰体线性更为圆润的位置才可以安装炮塔,导致了舰面空间的浪费严重。而且主炮飓风对火炮精度干扰的问题更为凸显,


多联装主炮的特殊形式,共鞍多联装。


双联装,三联装的安装形式确实能够在舰体长度有限的情况下安装更多的主炮,但是,联装数量越多,炮塔座圈的直径,炮塔总质量也就越大。


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对轴承和炮塔伺服电机的要求也就更高,为此诞生了一种,特殊的联装形式,那就是共鞍多联装,即两门或者三门主炮使用同一套火炮炮架,两门或者三门主炮同步俯仰,以降低炮塔质量与炮塔座圈直径。但是,共鞍主炮同一炮塔内的主炮间距过小,炮口飓风严重影响主炮的射击精度。而且主炮无法独立俯仰,也导致了火控效率的下降。所以共鞍多联装设计被认为是不可取的设计,随着液压机功率的上升而被替代


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四联装炮塔的特殊形式,并联双联装炮塔,法国在设计四联装炮塔的时候,在炮塔中部两门火炮设计了一层数十毫米厚的装甲隔壁以避免一发炮弹干掉四门主炮的情况,这种炮塔可以看做将两个双联装炮塔固定在一起。


追求航速的战列巡洋舰需要尽可能的压缩舰宽,所以双联装炮塔较为合适。成为二战主流的三联装炮塔在其诞生之初也有着回旋速度过慢的缺点。四种主炮安装形式各具特色,但是没有完美的设计,只有最合适的设计。


假设一艘战列舰的设计目标为20节航速与12门主炮以及与之对应的防御,那么,采用单联装炮需要布置十二座炮塔,战舰俨然成为火腿肠。


装备了6座双联装356MM主炮的日向级战列舰长208.18米,宽28.65米,吃水深度8.74米,最大航速23节,标准排水量29980吨(1917)


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装备了4座三联装356主炮的宾夕法尼亚级战列舰长185.3米,宽32.4米,吃水深10.2米,设计航速21节,标准排水量:32440-34400吨(1941年)


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装备3座四联装340MM主炮的诺曼底级战列舰长176.4米,宽27米,吃水深8.84米,标准排水量25231吨(无一服役,故而只是理论标准排水量),航速21节


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可以看到四联装炮塔是真的省吨位,非常适合在限定最大排水量时的战舰设计,但是四联装炮塔实在是太省吨位了,如果只要求装备8门主炮,那么两个四联装炮塔足以,但是被一窝端掉的可能性飙升,双联装炮塔想要拥有8门主炮需要4座炮塔,炮塔越多,炮塔被命中的几率也就越高,所以十炮甚至十二炮的战列舰可以说浑身弹药库,容易当爆竹,而三联装炮塔设计,3个炮塔就比4个双联装炮塔的主炮还要多一门,因此相对分散风险,又能够最大限度提升火力的三联装主炮成为了时代的主流。


炮塔多了,火力强,但是三联装或者四联装的炮塔一个比一个宽,对船舷的宽度要求较高,而且采用背负式设计,需要将B炮塔抬高一层,那么动辄几百上千吨的炮塔抬高一层会导致战舰重心大幅恶化,可是如果采用单一的双联装设计的话又会导致战舰炮塔数量过多严重挤压轮机舱面积,在这种特殊的背景下就诞生了混装炮塔战列舰


意大利的加富尔以及安德烈亚多利亚级战列舰3-2-3-2-3布局。以及英国乔治五世级战列舰的4-2-4布局,内华达等的3-2-2-3布局


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将抬高一层甲板布置的主炮缩减为双联装,主甲板的主炮依旧为多联装的设计能够最大限度的折中火力与稳定性,但是仅此而已。


混装炮塔需要拥有两款炮塔,增加了了后勤难度与炮塔的设计成本。因此混装炮塔在历史上仅仅是昙花一现就被淘汰。


原教旨战列舰通常采用,前后部主炮群各两座炮塔,中部主炮群1-2座炮塔的设计,这种设计的战列舰前后半球的火力一般为4门大口径舰炮,左右半球的火力为12门,也就是说,英德两国的十二炮战列舰最大火力区为侧面,因此这种战舰出现的战场为各国海军的本队,天职就是列队对抗而非追逐与反追逐。


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伊丽莎白女王级,复仇级,巴伐利亚以及一战结束之后的战列舰普遍取消了中部主炮设计,这是因为随着战舰航速的提高,舰队司令拥有了越来越多的选择交战与否的权力,射界狭窄的中部主炮群成为大而无当的存在,因此被历史所淘汰,取消中部主炮群之后,可以在舰舯部位安装更多的动力系统,以尽可能的提升战舰的航速。


前后部均衡火力群设计以及前部优势火力群设计


装备4座双联装炮塔或者4座三联装的战列舰往往采用前二后二的主炮布局,这种布局能够最大限度的兼顾各方向交战所需。


北卡罗来纳级,南达科他级,衣阿华级以及大和级,维内托级战列舰使用的是前二后一三座三联装炮塔的设计,前半球火力为6门主炮,后半球火力为3门主炮,前半球的火力为后半球的两倍,仔细观察一下会发现使用三座三联装炮塔的战列舰往往拥有较高的航速,而且这些战舰出现在新锐海军当中,并且海军拥有较强的攻击倾向,因此前部优势主炮射击,在战舰通过高速冲击敌方战舰封锁线的时候,拥有更多的主动性,在这种条件下诞生了黎塞留级战列舰这种彻底放弃后半球火力的奇葩。


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战舰主炮设计绝非随心所欲,各国海军舰炮布局的趋同化演变也是如此,但是在战列舰已经退出历史舞台的今天,战列舰的光辉已经远去,所以战列舰的取舍为何而做也已被遗忘,前部优势火力群设计代表作的黎塞留级战列舰被抨击为后半球火力不佳,却忘记了黎塞留的使命是突破英国海军的防线而非舰队间的搏杀!忘记了共鞍的窘迫与时代的局限,也许历史终究只是历史,战列舰被时代所淘汰也是时代的必然,那么这些昔日的辉煌又有何意义呢?

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