Chief Constructor:总建造师,是建造和维修局局长(Chief of the Bureau of Construction and Repair)的担任另一个职位。
Chief Intelligence Officer:海军情报局(Office of Naval Intelligence)局长,在1911年之后改名为Director of Naval Intelligence。
1911年春,美国国会批准建造两艘战列舰(内华达号和俄克拉荷马号),其设计成为美国海军后来研发和建造的战列舰的标准。本文的目的是表明,海军部研发出这种设计,是由于档案中详细记录的现代官僚组织(modern bureaucratic organizations)决策研究中的一些因素。更具体地说,我们想要解释为什么在这种情况下,尽管存在明显的阻力,但组织因素对于产生非增量结果(nonincremental result)至关重要。也就是说,从当时海军战列舰设计过程的历史来看,实际研发的设计是一个遥远但消息灵通的观察者无法预料到的。我们的观点是,即使在那个时代,海军军官也将海军部的行政组织(administrative organization)视为该部门履行其最基本职责的核心。事实上,内华达级的案例是海军专业人员(Navy professionals)改变其行政模式的最好例子之一,有利于让创新成为海军部工作中的常见情况。为了有效地阐述这一观点,我们首先应回顾影响选择这一具体的重要事件和技术因素,然后我们将尝试说明为什么组织改革是创新的关键。
The Development of Modern Battleship Designs
现代美国海军起源于1880年代,最初它并不是为了对主要海军强国已有的强大舰队实施进攻性行动而设计的。直到1890年的国会批准,海军才选择了足够强大的军舰来对抗其他国家的军舰,而且1890年之后,海军造舰项目才将重点放在战列舰和装甲巡洋舰等主要舰艇上。1890年至1904年间,国会批准了25艘战列舰和10艘战列舰尺寸的装甲巡洋舰(battleship-sized armored cruisers)。这些批准使美国海军在主要海军强国中仅次于英国海军,但美国海军的设计是在和皇家海军非常不同的情况下开发的。美国军舰建造得太快,难以吸收现役舰艇的经验到下一级军舰。这意味着美国的设计往往是赌博,在理论设计研究和海军战争学院(Naval War College)进行的游戏盘模拟(gaming board simulations)的基础上下注。到1904年,美国海军有12艘一线战列舰(first-line battleships)服役,还有12艘处于不同建造阶段,第13艘已经批准但尚未建造。此外,8艘大型装甲巡洋舰正在建造,还有2艘即将铺设龙骨。在这种情况下,设计不能完全基于经验,尽管当时海军技术的快速发展对设计的实践评估提出了更高的要求。
1906年英国皇家海军建造的无畏号使这个问题变得更加复杂。无畏号淘汰了所有已有的战列舰。无畏号没有配备大口径、中口径和小口径火炮的混合炮组,而是只携带大型武器和一些小口径火炮来击退鱼雷艇的攻击。可靠的远程鱼雷的生产和大口径火炮的精确远程齐射等技术发展使得战列舰设计必须做出相应的改变,美国设计师(就像每个主要海军的设计师一样)已经开始设计新型战列舰的性能参数。但新情况的出现恰逢美国海军开始通过老式前无畏舰获得足够的实践经验。实际上,大白舰队(Great White Fleet)1907-1909年的巡航给海军带来了前所未有的舰队经验。不幸的是,这些努力获得的实践经验虽然没有浪费,但与当时得到海军同意和国会批准的无畏型战列舰设计并没有很大关联。海军技术的飞速发展使海军设计者无法获得他们想要和需要的经验。然而,海军建造和维修局(Bureau of Construction and Repair)在无畏号下水后的五年内就准备好了合适的设计,最后成为所有未来造舰项目的基本标准。
Navy Administration and the Design Process
自1880年代复兴以来,海军一直通过一系列独立的局(Bureaus)进行行政管理:航海局(Navigation),负责军舰的调动和人员;建造和维修局(Construction and Repair),负责设计、监督船体的建造和维护;蒸汽工程局(Steam Engineering),负责采购和安装推进机械;军械局(Ordnance),负责设计、生产火炮和弹药;造船厂和船坞局(Yards and Docks);装备局(Equipment);供应和账户局(Supplies and Accounts),最后是药品和医疗局(Medicine and Surgery)。比局级别更高的只有文职海军部长(civilian Secretary of the Navy)和他的少数参谋。没有常设的海军顾问可供海军部长咨询,事实上也没有专门的官员负责协调各局的工作。该组织的分权特征非常明显。海军部长们尝试了多种技巧,在海军部的行政管理中增加更多的协调和规划。直到第二次世界大战之前,国会都拒绝了建立海军“总参谋部”(general staff)的尝试,但较早之前就已经制定了一些跨越不同局管辖范围的协调措施,尽管是不完善和逐渐实行的。
军舰的设计和建造主要涉及建造和维修局、蒸汽工程局和军械局,但根据法规,所有这些局在行政上都是独立的。为了让设计的决策过程有基本的组织,1889年成立了一个造舰委员会(Board on Construction)。委员会成员包括建造和维修局、蒸汽工程局、军械局、装备局和造船厂和船坞局的局长,以及海军情报局长(Chief Intelligence Officer)。造舰委员会的职责包括确定设计指标、解决设计问题以及对海军军舰建造的官方监督。通常的流程是由担任总建造师(Chief Constructor)、负责建造和维修局的海军少将向整个委员会提供一些概要设计(outline designs)。其他委员会成员可以提出或要求替代设计(alternative designs)。每个局将对最终由造舰委员会最终正式考虑的设计发表评论。初始方案(preliminary plan)完成后,将会和一份解释设计细节背后原因的备忘录一起上交给海军部长。如果委员会内部对推荐的设计存在严重争议,则会提交多数派和少数派报告。然后,这些图纸将被交给众议院和参议院海军事务委员会(House and Senate naval affairs committees),并在主要的舰队司令部之间分发,以征求评论和对概要设计细节的批评。
从最初的草图到初始设计(preliminary design)的周期可能长达两年,但时间长并不是一个主要问题。真正的缺陷是造舰委员会既没有时间也没有意愿深入考虑涉及军舰设计的任何战略和战术问题。其中包括真正重要的问题,例如舰队应具有的续航力、可能面临的敌人(因此需要装甲和武器装备),以及港口、航道和船坞所施加的限制的性质和意义。在美西战争期间,海军部长暂时设立的战略委员会(Strategy Board)考虑了这些问题。战略委员会的成功促使海军部长在1900年成立了总委员会(General Board)来考虑战略和舰队备战问题。1903年,海军部长要求总委员会为海军部制定一项长期造舰计划,包括提出军舰的性能参数。这使得总委员会与造舰委员会发生了冲突,直到1909年后者解散,两者之间的争端才最终得到解决。
造舰委员会的解散是海军部内年轻军官为争夺影响力而展开的一场更大规模斗争的结果之一,他们中的许多人认为局系统(bureau system)是创新和理性管理的障碍。他们的指责一定程度上是事实。美国海军非常独特但尺寸较小的无畏型战列舰(南卡罗来纳号和密歇根号)的最初动力来源来自建造和维修局之外,只有西奥多·罗斯福总统(President Theodore Roosevelt)的干预才促使该局开始认真研究此类设计。年轻的海军军官们通过向罗斯福总统求助,克服了军械局对他们的技术的反对意见,从而迫使军械局在炮术上进行了创新,这对有效使用无畏舰是非常必要的。在罗斯福的第二个任期即将结束时,年轻的“叛乱分子”(insurgents)决定在他们的主要政治盟友仍然具有影响力的情况下一劳永逸地强制解决这一问题。其结果就是1908年7月召开的纽波特(位于罗德岛州)会议(Newport Conference),表面上是为了调查最近建造的无畏舰设计的缺陷。然而,这次会议实际上是对战列舰设计的一般问题和战列舰设计过程的一次调查。更清楚的说,这是与总统关系密切的军官试图让各局难堪的尝试,此前在全国发行的期刊上发表了书面攻击,并在一系列参议院听证会(Senate hearings)上提出了一系列批评性证词。会议由总委员会成员、前线指挥官(line commanders)和海军战争学院的工作人员主导,并受到总统的压力。对于当时尚未确定性能参数的战列舰,会议要求建造和维修局制定几项设计,并提交给一个由正式军官组成的特别委员会进行评估。这个“新”委员会的成员将是经验丰富的前线军官,没有直接的工作职责。由于总委员会成员的要求与这些特点非常吻合,一年之内,这个“特别委员会”实际上已经成为总委员会,并制定了一套新的船舶设计流程。
在旧系统下,没有详细的设计要求。来自建造和维修局的总建造师只要提出若干设计,造舰委员会就会通过它们。1910年后,总委员会会提出详细的设计要求,然后建造和维修局的船舶工程师会尝试满足这些要求,但往往会提出抗议。建造和维修局最初的设计将受到蒸汽工程局和军械局的批评,如果分歧无法妥协,则会由海军部长(有时是总统)进行仲裁。1911年春国会批准的两艘战列舰的性能参数是在1910年春由总委员会首次提出的,而舰艇本身的建造实际上是在1912财政年度,即1911年7月之后开始的。这意味着设计过程是连续的、对抗性的。虽然总委员会正在考虑影响其成员对未来军舰性能参数投票的证据,但它也在与负责已订购的军舰建造以及尚未批准的军舰设计的三个局(建造和维修局、军械局和蒸汽工程局)进行谈判,或者在它们之间进行谈判。1910年后,这三个局为其设计和研发人员制定了年度计划表(annual schedule),以及组织人员工作的最后期限。此外,各局仍然可以根据自己的研究提出独立建议,他们绝不是总委员会的奴隶。
总委员会很清楚并支持为美国舰队设定的战略目标,这些目标非常重视战列舰的续航能力和战斗力。早在1903年,委员会就得出结论,维持门罗主义意味着美国战列舰的航行距离必须达到6000英里(9700公里)。这种对续航力和无需补充燃料即可远距离航行的能力的重视一直持续到战列舰时代的末期,这主要是因为总委员会在20世纪初就预测到美国海军未来的对手可能是德国和日本。如果与日本发生战争,美国舰队必须穿越遥远的距离:例如旧金山和马尼拉(Manila)距离7500英里(12100公里)。因此,从1908年起,美国战列舰被设计成能够在巡航速度下航行8000英里(12900公里)。总委员会始终强调需要强大的战略机动性,即使这意味着美国军舰在战术上会比日本或德国同时期的军舰慢。交战时一两节的差距并不被认为是像续航能力那么重要的因素。事实上,大白舰队的航行是为了向日本证明美国战列舰队可以在日本本土水域进行战斗。
总委员会还必须应对其他限制。例如,战列舰必须设计成能通过巴拿马运河的船闸,而大型战列舰即使可以通过运河(至少在1942年的蒙大拿级之前),但仍然需要足够数量而且足够深的船坞和航道——而这些都需要花费大量资金。国会也有一些限制,首先是排水量,其次是成本。前者最终于1906年被取消,而后者直到1916年国会批准才被取消。最后,活跃的海军部长有机会影响造舰计划,总委员会很快就会遇到一位在对抗对美国军舰的战斗力和尺寸的限制上非常出色的部长(约瑟夫斯·丹尼尔斯,Josephus Daniels,威尔逊总统任期内的海军部长)。
The Origins of the Nevada Design
有证据表明,“1912年战列舰”(Battleship 1912,内华达号和俄克拉荷马号,战列舰编号36和37)的设计并不是故意背离渐进主义(incrementalism),尽管与伊丽莎白女王等同时期的战舰相比,它显然是故意背离的。该设计的基本特征是燃油动力(而不是煤炭)、四个主炮塔中的紧凑布置以及所谓的“全有或全无”(all or nothing,即重点防护)的装甲防护。后者是一种装甲方案,其结构的非重要区域完全不受装甲板保护,而推进机械、弹药库、操舵设备和主炮炮塔等重要部件则用最厚的可用装甲保护。这三个基本特征与早期的方案背道而驰,总委员会审查了舰队对之前无畏舰设计的批评,从而推动了这些新颖特征的发展。1910年初春,建造和维修局征求了这些批评意见,同年5月,建造和维修局的设计师起草了此前最新设计的改进版本,并在蒸汽工程和军械局分发。总委员会首次能够确定战列舰方案的性能参数,并于6月发布了“1912年战列舰”的正式性能规格。
级别 | 总排水量 | 船体 | 装甲 | 机械 | 武器 | 年份 |
纽约 | 27000 | 8063 | 8965 | 2390 | 2582 | 1911 |
内华达 | 27500 | 7972 | 11309 | 1900 | 2586 | 1912
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注释:船体重量包括鱼雷舱壁(torpedo bulkheads)、炮塔结构(但不包括炮塔装甲)和上层建筑中的轻型装甲板。装甲重量包括炮塔装甲、装甲甲板以及重型甲板下方的支撑结构。请注意内华达级如何在少一个炮塔的情况下携带相同数量的14英寸火炮,并在基本相同的排水量下携带更多的装甲。
Source: Battleship Design and Development, 1905-1945, by Norman Friedman (London: Conway Maritime Press, 1978), 166. For diagrams of the protective armor of such ships, see 60-61.
总委员会成员了解了对早期无畏舰设计的批评,他们决心防止之前级别的缺陷在1912年战列舰中继续存在。总委员会和建造和维修局的工作人员之间必然会因1912年战列舰的设计而发生对抗,这一事件既是对总委员会影响力的考验,也是对纽波特会议创建的新管理体系的考验。
基本的技术问题是如何最好地让战列舰的装甲抵御自身携带的火炮的攻击,同时仍然为战列舰提供足够数量的重炮以攻击敌方战列舰,而所有这些都需要在有限的排水量内实现。最后的限制就是问题所在。如果可以忽略成本和尺寸限制,那么设计问题就可以得到解决,而不会严重影响总委员会所期望的任何一项重要性能(射程、火力、防护等)。但对尺寸和成本的必要限制意味着任何可接受的设计都必须是严格的技术妥协。几乎没有什么技术因素是可以忽视的。设计师们非常清楚装甲重量、船体尺寸和排水量等因素之间的相互作用。例如,重型火炮意味着高处的重量,这降低了船舶的稳定性并对其纵向结构造成了很大的压力。足够的装甲保护意味着巨大的重量,如果想它成为好处而不是负担,就必须将装甲融合到船体框架结构中。也就是说,装甲必须既能保护舰船,又能支撑舰船。自重只会加剧军舰抵抗波浪作用、重力以及炮弹和鱼雷破坏的物理应变问题。重炮和厚装甲意味着一艘大型军舰,但大型军舰价格昂贵,难以入坞,并且需要更大的引擎才能以足够的速度推动它们在水中航行。而且,随着船舶尺寸的增大,它们需要更多的装甲保护,以在受损情况下保持结构稳定性。这导致了更大的船、更大的火炮和更重的发动机。必要的技术要求会自我膨胀,迫使尺寸大幅度增加。
因此,船舶建筑师和工程师面临的困境是真实存在的:技术因素迫使其尺寸大幅增加,而政治因素则朝相反的方向发挥作用。在确定1912年战列舰的性能参数时,总委员会迫使各局面对这个困境。在海军选择建造无畏舰之后,建造和维修局制定的战列舰设计在不同级别之间只发生了轻微的增加。额定排水量(nominal displacement)从16000吨增加到27000吨,主炮从8门12英寸火炮增加到10门14英寸火炮,但设计背后的基本原则没有改变。此类舰艇的目的是在相对较近的距离内与对手交战,对方发射的大口径炮弹几乎水平地接近目标。因此,旨在保护内部机械和弹药库空间的甲板装甲是有限的,这些空间已经被垂直侧面装甲所保护。垂直或者说侧面防护的目的是保护舰船的中心部分免受各种尺寸的炮弹的攻击,而副炮的防护不是针对大口径炮弹,而是针对大约相同口径的火炮发射的炮弹。装甲并不是集中和厚度均匀的,而是分散的,旨在保护舰艇的不同区域免受不同类型武器的攻击。但即使在纽波特会议之前,这一设计原理就因新的发展而变得过时,特别是那些允许战列舰能够准确射击20000码距离目标的技术。在这样的距离,炮弹有相当的概率命中战列舰的水平装甲,而小口径火炮基本没什么破坏。舰队内的军官们意识到了这一变化,他们希望从一开始就设计出一艘能够与实力大致相当的对手进行远距离战斗的战列舰。当总委员会发布1912年战列舰的正式性能参数时,这一要求得到了组织的重视。
建造和维修局、军械局和蒸汽工程局努力满足总委员会设定的最后期限和要求,针对技术要求和政治要求之间的冲突制定了具体的解决方案。建设和维修局只赞成对1911年战列舰的设计进行渐进式修改,既可以简化设计程序,又可以使最终设计满足国会于1911年春季设定的预期吨位限制。然而,总委员会态度坚决,军械局与蒸汽工程局开发的几项创新使建造和维修局免于不得不承认无法在有限排水量上制定平衡设计的尴尬。1910年秋,蒸汽工程局提议1912财年建造的战列舰应使用燃油而不是煤炭作为燃料,总委员会同意了。1910年5月,军械局下令对新型三联装14英寸炮塔的生产进行绘图估算,并根据这些估算,于1911年1月下令生产这种炮塔。到1911年3月,建造和维修局已经准备好几个替代设计,等待总委员会和海军部长的批准。通过使用燃油,建造和维修局能够为战列舰提供出色的续航力,并且燃油带来的减重可以用来增加装甲防护。三联装炮塔允许建造和维修局的船舶工程师将主炮放置在每艘船的装甲区艏艉两端的四个炮塔中,这种方式将弹药库和机械空间分开,减轻了重量,平衡了火炮对舰船结构的负载,并使舰船的物理尺寸保持在最小。建造和维修局还发现,放置在主装甲带上方的重型装甲甲板可以很好地防御落下的炮弹和以小角度撞击的炮弹,同时增加了舰艇的物理强度。因此,可以公平地说,技术局与总委员会对抗中最终产生的设计并不是一项大胆而深刻的决定的产物。相反,它是各个行政单位之间的日常互动以及每个单位内部尝试解决特定设计或工程问题的结果。
设计过程和创新
The Design Process and Innovation
我们相信,这个设计过程虽然有时很尴尬,但也许是1912年战列舰的创新设计得以产生的主要原因。解决问题的创新需要的一般组织条件已经被当时研究复杂组织的学者记录下来。值得注意的是,在1910年总委员会的行政职责扩大之后,这些条件就存在了。作为政策制定和政策执行之间的桥梁,总委员会是相当独特的。总委员会成员接受过船舶工程师培训,熟悉解决设计问题的分析模型。总委员会与负责解决特定设计问题的专家之间不存在严重的技术差距。真正的隔阂不在于海军部内部,而在于海军部和国会之间,随着海军要求增加舰艇或国会频繁提出成本问题,国会对海军技术问题和模型的无知而导致的冲突例子有所增加。经过1915年之前的多次对抗后,答案已经很明确了:要么众议院和参议院的海军事务委员会(naval affairs committees in the House and Senate)允许海军在某一类型军舰被批准后不受干扰(例如成本上限或吨位限制)地设计军舰的性能参数,要么海军事务委员会必须发展足够的专业知识来挑战海军部。前一种做法被采用,也许是不可避免的。
总委员会面临的基本问题是将其要求强加给各主要局带来的政治问题。这一过程虽然成功,但也产生了许多怨恨情绪,并在委员会和各局工作人员之间引发了激烈的冲突。随着时间的推移,总委员会被认为相当独裁,并且经常被指责为落后和独断。然而,批评者们没有意识到,整体规划必须与设计直接、刻意地相互影响,前者才能发挥作用。技术局有专门的设计人员,不参与日常行动任务,只有像总委员会这样的小组才能将战略需求转化为设计要求。事实上,像总委员会这样的机构就适合这项任务,其成员不参与日常行动任务,但对参谋工作经验丰富,而且往往在技术领域也经验丰富。海军军官团规模较小,而且要努力为所有高级军官提供前线和参谋职位的经验,因此总委员会的成员对技术局的程序或职责绝不会感到陌生。年轻的前线军官经常攻击总委员会思想落伍,但在本文所讨论的时期内,并没有证据支持这一说法。再次强调我们的观点,如果创新要定期而不是零星地、制度性地而不是由于个人(因此是反常的)行为而发生,那么像总委员会这样的机构是必要的。
1910年,来自海军部人员结构、前线军官、外国竞争和文职当局的创新压力巨大。各个主要海军都面临着同样的基本问题:如何在排水量有限的情况下,设计一艘能够防御自身火炮的战列舰。但这种困境最终还是服从于国家军事政策的需要。在将这些需求以实际要求的形式表述时,总委员会给予设计过程前所未有的专注。一般来说,总委员会强调(1)对战略机动性的需求,(2)对坚固程度和最优秀防护的需求,而不是尽可能高的速度,(3)对最大口径的可用火炮的需求,以及(4)对军舰能够在一条战列线上并肩作战的能力的需求。这些“要求”确定后,塑造了美国未来30年的战列舰设计,这就是重点,总委员会将战略概念转化为具体的设计要求,从而为技术局提供了共同的目标。
总委员会确定了1912年战列舰的性能规格后,就不能再修改设计的基本要求了。建造和维修局正是这么做的,但与总委员会平等协商的努力遭到了严词拒绝,设计者最终给了总委员会一系列符合总委员会性能要求的具体方案。在总委员会确定总体设计特征后,技术局可以(并且确实)寻找满足这些要求的方法。我们认为,这正是推动纽波特会议的改革者想要的程序。它还有一个额外的好处,即保证前线军官(他们组成总委员会)确定军舰设计的基本性能要求。这不仅允许前线军官决定其装备的特点,而且还(尽管存在相反的抗议)使参谋军官摆脱了干扰他们高效工作的职务。
此外,总委员会和各局会持续交流,一旦确定了总体设计特点,总委员会就相信各局人员能够处理具体问题。由此赋予各局的自由裁量权导致了三联装炮塔的开发,总委员会对军械局工作人员的技术能力有足够的信心,愿意赌这一创新的成功。各局和总委员会之间的持续交流也导致了燃油的创新。蒸汽工程局将使用燃油的建议提交给委员会,委员会考虑了建造和维修局的反对意见,即需要煤炭来吸收和抑制鱼雷爆炸,最后建造和维修局的反对意见被驳回。但此后不久,总委员会批准了建造和维修局的建议,即进行水下防护系统实验,以确定如何使用燃油作为针对战列舰侧面爆炸的武器的缓冲材料。最终的结果(用于1916年战列舰)是一个非常有效的鱼雷防御系统。各局与总委员会以及彼此之间的互动往往是激烈的,但同时解决了问题,而且,由于不同团体联系紧密,解决问题的成果被纳入了实际设计。
外国观察家对此并不认同。他们没有参与该过程,不知道最终设计并不是初始设计参数的逻辑结果。我们的观点不是设计过程保证了特定的成果,而是设计过程需要鼓励创新和协调。例如,1912年战列舰最终设计的特点是厚度大并且厚度均匀的侧面主装甲,顶部有厚重的水平装甲覆盖,但这并不是总委员会最初想要的。1911年6月,军械局指出,不可能生产由建造和维修局提出并受到总委员会青睐的锥形主装甲板(tapered side armor,类似伊丽莎白女王)。此时是基本设计被总委员会批准之后两个多月。面对这一点,建造和维修局同意了军械局关于使用水线以上厚度均匀的侧面主装甲板的建议,甚至取消了一些内部破片防护装甲以增加主装甲的厚度(从而增加强度)。这就是最终方案,它看起来非常连贯和平衡,是创新、妥协和意外发展的产物。然而我们的观点是,组织因素使得设计过程虽然是发展的,但绝非随意的。
我们认为,1912年战列舰的设计准备工作并不是一个对现代美国海军历史没有意义的孤立事件。最终的设计体现了总委员会的重要性和行政权力。在1910年的辩论和决定之后的三十年内,总委员会决定了美国军舰的设计特点。我们认为,总委员会的行政影响力如此决定性和强大,是因为总委员会履行了必要的行政职能。通过这样做,总委员会使得美国海军成功在缺乏实践经验的领域开发出一系列非常成功的大型军舰设计。