一战结束后到华盛顿海军条约之间的英国系列战列战巡设计
本帖最后由 伊吹 于 2022-2-6 11:44 编辑论坛里其实已经有这一系列设计的介绍了，不过比较简略，这算是发一个详细点的，主要是翻译https://warshipprojects.com/2017/09/27/washington-cherry-trees-ii-part-3/这篇文章，黑字部分是翻译，红字是我自己的吐槽，由于并非逐词翻译且个人能力有限，有不准确的地方还请指正。由于英国一寸装甲实际相当于24.9mm，文中涉及厚度的尽量转化为英寸
一、设计背景一战结束后，英国海军在欧洲已经是实至名归的第一（其实放大到全球都是吧？），但这并不是高枕无忧的，至少三分之一的战列战巡装备的都是12寸主炮，跟13.5寸和15寸的超无畏相比各方面都弱了一大截，这些老旧的无畏舰不能指望太久，急需更新。而当时正在建造的胡德虽然已经相当优秀了，但毕竟只有一艘，而且还没造完。到了 1919 年，又出现了两个有力的海军挑战者：日本海军和美国海军。虽然这两个威胁很大程度上是自己教出来的，比如他们教了日本几十年，还把胡德的计划全盘透给了美国。当时在美国建造的六艘列克星敦级战列巡洋舰的计划最高航速为 33.5 节，已经明显超过 胡德的 31.5 节，更重要的是，它们已经装备了8门更大口径的16寸50倍径炮，同时建造的六艘南达科他级战列舰更是装备了12门。而且南达的速度为 23.5 节，这意味着只有伊丽莎白女王级和胡德才能在速度和防护与之匹敌。还不止这些，已经完工的田纳西级和科罗拉多级也是相当强力的对手。日本的工业和军事实力较弱，但他们更有可能成为对手（英国人是这么认为的），因为他们已经抄袭了英国海军的一切，毫无疑问，他们迟早会试图超越他们的主人，至少在远东和太平洋是这样的。英国不像了解美国那样了解日本军舰，但由于与平贺让等其他日本海军设计师的多年合作，他们还是知道现在日本海军已经能够建造一流的战舰了。1919 年，日本最先进是尚未完成的长门级战列舰，它本质上是一艘放大的伊丽莎白女王级战列舰，装备了 16.1 英寸火炮和更高的航速（26节），实际上这与英国制造商在胡德设计过程的初步阶段所考虑的非常相似。日本人已经意识到高速所提供的战术优势了，因此他们相应地计划了所有未来的舰艇。此外，日本海军没有旧船消耗金钱和精力，因此即使资源有限，他们也可以专注于建造更强大的新船。新建的2艘土佐级战列舰和四艘天城级战列巡洋舰每艘装备了 10 门 16.1 英寸火炮，并且这些军舰都能够达到至少 27 节的航速，这毫无疑问是相当强大的海上力量。正是在这种情况下，英国人开始了他们的下一步军舰设计。
二、这一时期海军火炮和装甲的前瞻设计战舰时第一重要的无疑是他们的武器，主炮的口径几乎决定了其他所有的因素，诸如相应的装甲、动力重量、炮塔的尺寸，这反过来又决定了最小的舰宽和其余各种相关联的因素。为了超过当时正在建造的各式战舰，英国人想装备18寸舰炮，但在1919年或是1920年，只有Elswick这一家公司能承接这么大口径舰炮的制造，反之要是缩小到16寸，那选择就多了。当时英国现役的主力15寸舰炮炮重100吨，能以753米/秒的初速发射870公斤的穿甲弹，但相比之下，美国的16寸mk2舰炮炮重137吨，但可以以838米/秒的初速发射952公斤的炮弹，威力大大提升，甚至更老更短的16寸mk1也能达到792米/秒的初速，这相当让英国人担忧。幸运的是，英国有18寸40倍径的mk I，这种由15寸mk I简单放大而来的主炮能发射1506公斤的穿甲弹，虽然只有693米/秒的初速。1919 年 11 月，英国开始了18寸45倍径炮的设计和制造，拟定了3个原型，采用不同的制造工艺，第一个采用传统的绕线结构，第二个采用全钢结构，第三个则采用了middle ground solution（术语不知道该怎么翻，实际意思感觉就是前两个结合了一下，一半绕线一半不绕），布线仅到炮管中间。英国采用了绕线工艺以增加横截面结构强度，让炮管可以承受更高的气压以及更高的初速而不会膨胀。该方法是将一根极长的金属丝缠绕在炮的内部结构或 A 形管周围，然后再用外层护套覆盖。然而，这种方法的缺点是炮管在纵向上更容易发生下垂等变形。所以当时大多数英国大口径火炮的倍径只有 45 甚至 42。（这应该就是广为人知的英国丝紧工艺了，被日本学去造了大和的主炮）相比之下，更普通的全钢结构需要更厚的炮管壁，这意味着相对它的口径炮管会更重，这反过来又意味着在制造超大口径的情况下会出现其他问题。之后参考克虏伯的工艺搞出了第四种方案，将炮管的零件单独精密加工再组装。一番比对之后，Woolwich的设计重量较低，只有134.5吨，可以以762米/秒的初速发射1505公斤的炮弹，后来经过一些射击试验，决定采用更高的初速发射更轻的炮弹，于是有了807米/秒和1322公斤这个组合，MD45发射药的问题也有了解决方案，总体上取得了良好的进展，但是1922年1月华约来了，这些武器的进一步研究也就停止了。其实1920年时，还有关于装备20寸或21寸的讨论，但是怕与美国的军备竞赛升级，海军部很快停止了这种做法。实际上Elswick的确有能力建造最大21寸42倍径的主炮。英国人可能从Goodall那里得知美国至少有一门18寸原型炮（18寸48 倍径mk1，1315 kg 炮弹，823米/秒初速 ，178 吨重），并且还要进一步扩大到20寸。日本也开始了480mm炮的试射，虽然炸膛了。此外，当时海军部可能不清楚，法国的Schneider公司也开发了450mm/45的主炮，128吨的炮管能够以875米/秒的初速发射1350-1400公斤的穿甲弹。这样大口径的军备竞赛英国人觉得太过分了（小钱钱吃不住了），最终他们还是回到了16寸，建造了纳尔逊级，这也是最后一款采用了绕线结构的舰炮，108吨的炮管重，以823米/秒的初速发射928公斤的炮弹。不过第一次测试不太理想，平均初速只达到了813，不仅炮管过度磨损，还降低了精度。这是因为炮弹太短了，导致章动严重。解决方案是采用新的膛线，把初速降低到815。经典的第一次世界大战问题，也就是劣质穿甲弹和早炸问题已经在 1920 年被解决了，不过仍然存在一个主要问题，低速重弹和高速轻弹哪个好？尽管轻弹存速差，但重弹也因为更长的弹体而存在大角度着弹碎裂和跳弹问题，所以18寸炮弹从1505公斤降低到了1322公斤（事实上看nw后来又降到了1287公斤），16寸则从1056公斤减至928公斤。下表说明：世界上存在或计划于 1920 年的海军舰炮，口径至少为 400 毫米或更大。标有*的舰炮仅存在于绘图板上，它们的炮弹重量和初速是估计值，其余的舰炮都至少开始建造一门原型炮了。英国的15/42 Mark I 和Vickers 16/45作为参考也在表内，前者是英国战列舰和胡德的主炮，而后者是英国制造商已经生产过最大的火炮枪支，但未服役。炮口动能不是唯一的性能指标，但很好地显示了这些武器的相对威力。这表里还是存在一些问题的，比如日本炮用的实际上是91弹的弹重
国家舰炮名实际口径（mm）穿甲弹重量（kg）初速 (m/s)炮口能量 (MJ)
美国USN 16”/45 Mark 1406952792299
美国USN 16”/50 Mark 2406952838334
美国USN 18”/48 Mark 14571315823445
美国USN 20”/45 Mark 1 *5081860792583
英国RN 15”/42 Mark I381870753247
英国RN 16”/45 Mark I406928823314
英国RN16.5”/45 Mark I *4191158727306
英国RN 18”/40 Mark I4571506683351
英国RN 18”/45 Mark II4571323808432
法国MN 450mm/45 Mk 1920A4501366875523
德国KM 420mm/45 SK L/45*4201030800330
日本NK41cm/45 Type 404101020790318
日本NK48cm/45 Type 364801770--
日本NK46cm/50 Type 464601550800496
英国Vickers 16”/45 exp4061116757320
除了主炮口径之外，另一个重要的问题是舰炮及其炮塔的数量。一战的主力舰都是双联装炮塔，这样结构更简单、重量更轻、炮塔更小，此外间距大，这样被命中时炮管报废的概率低。但在猎户座设计时其实就已经有三联装炮塔的想法了，并在胡德设计时又浮出了水面。其他海军已经使用过一段时间的三联装炮塔了，比如美国、奥匈的联合力量、德国（等一下这个时期德国真的有吗？）、意大利，法国甚至设计了四联装炮塔。但三联装的设计终究因为时间和经验问题没有被采用。尽管三联装有一些缺陷，更重的回旋部重量、更大的甲板开口等等，但仍有一个关键优势，节省空间，这反过来又允许了更短的船体和更集中的防护。这意味着一艘50000吨的战列舰，如采用3x3的布置不仅会比4x2多一门炮，还能节约1000吨的重量以增强防护最后，Elswick的设计再次击败了 Vickers，无论是18寸还是16寸（有其他来源认为16寸是 Armstrong中标）。Vickers的18寸炮塔设计没有保存下来，据推测应该是沿用了16寸的设计，回旋部重量为1700-1730吨，座圈直径（是这个意思吧）为11.4米，炮座直径12.2米。16寸的回旋部重量为1560吨，座圈直径为10米，炮座直径11.7米（后来装到纳尔逊级上减重到了1464吨）。两种炮塔的主要区别在于 457 毫米炮塔的弹药处理是完全机械化的。这两种炮塔最大仰角设置为 40°，装载仰角设置为 3°。除了火炮开发之外，主力舰的另一个主要武器系统也是一项重要的工作：鱼雷（当时确实如此）。到 1924 年才完成的 24.5英寸MarkI氧气动力（不过这个其实是混合氧气的）的超级鱼雷可以以 35 节的速度在 13.7 公里处发射 340至 445 公斤的装药，这在当时已经是闻所未闻的性能。如果速度降低，它们可以达到惊人的 18.2 公里，轻松进入战争期间经历过的射击距离。为巡洋舰和驱逐舰开发的较小的 21 英寸变体被取消，因为纯氧燃料驱动系统对搭载它们的船只也是相当的危险。因此，20 年后的日本人仍然需要展示与这些武器相关的威力和危险（感觉这句话的意思是：这东西太危险你日本人也把握不住）。最后，我们来到了主力舰的另一个重要组成部分：装甲。英国的前卫船只并非具有最先进的装甲防护（尤其与德国相比），虽然更新一些的舰船能让任何人满意。它们的主要缺点（这也并非英国独有）似乎是炮塔顶部和装甲甲板的厚度不足。早期的船只也缺乏鱼雷防护与注排水能力。1921年，英国海军对前德国战列舰巴登进行了相当彻底和可控的试射（可控倒是可控，但彻底还不至于吧，感觉很多东西也没测明白）。这条船无疑代表了德国海军在第一次世界大战期间最先进的水平，它的防护无疑是世界上最好的，装甲钢质量与英国的标准非常相似。与英国海军舰艇相比，其垂直装甲不仅厚覆盖面积也大，尽管甲板也相对较薄，毕竟它很大程度上遵循了德国海军非常喜欢的渐变装甲布局方案——他们相信短程交战，并且还预计小口径的高爆弹会对其主力舰构成威胁。它根据受防护部位的重要性，混合使用中型和轻型装甲，对于高爆弹不仅防护有效并且覆盖区域相当大，但这也意味着同样的吨位和尺寸下，分给武备和动力的重量要更少。日德兰海战中这种布置相当有效，有很多船在大量备弹后仍然存活，当然现在我们知道，炮弹早炸功不可没。此外，由于必须重新制造和更换许多装甲板，这些舰艇遭受的损坏也使这些舰船停泊了一个月。尤其是 381 毫米炮弹的破坏力非常大，因为它们的纯动能已被证明足以具有毁灭性。英国人重新设计了他们的炮弹，推出了 4crh的Greenboy系列炮弹，这些炮弹更重、更稳定，并采用了新的引信设计。这项 1921 年的测试正是使用这些新炮弹进行的。结果清楚地表明了新炮弹的优越性，表明了美国海军自 1916 年内华达级以来就已经使用的“全有或全无”装甲方案是相当有必要。381 毫米Greenboy在20公里轻松穿透了250毫米的垂直表面硬化装甲。实际上，甚至巴登的350毫米炮塔正面也被从15公里的模拟距离和18°的角度击穿（不过这一发并没有炸，不清楚是什么原因）。但一个类似的炮弹从30° 的角度无法穿透同样厚的350毫米指挥塔，所以这大约是这些炮弹的上限（350毫米，在15公里处的倾角小于20°）（讲道理这个范围还是太宽泛了，差这么大倾角穿甲能力要差不少呢），这对于当时来说是非常好的结果。另一方面，几个具有相同总厚度的较薄板的防护效果要差得多：另一枚 381 毫米炮弹在15公里处穿透14度倾角的250毫米上装，然后穿过30毫米防崩落甲板和13毫米上甲板装甲，并在右舷烟囱后起爆。冲击和剥落产生的装甲薄片和炮弹碎片损坏了两台锅炉。最后一发半穿在42°着角下击穿了上部 180毫米炮塔或炮座装甲，然后击穿了炮座的180毫米下部，令人印象深刻！在真实情况下这个炮塔已经失去作用了。在炮击之后，进行了一些炸弹试验，这些试验在每次击中后都仔细检查了舰况。巴登的表现出奇的好，直接在装甲甲板上引爆的 816、250 和 235 公斤炸弹造成的破坏可以忽略不计，只有一枚 235 公斤炸弹成功地击穿了它命中的无装甲的甲板。大约在同一时间，上述飞行小队在美国对战列舰东弗里斯兰进行了类似的轰炸试验。那艘船比它老了两代，防护能力稍差，但即便如此，它也显示出相似的结果，只有最大的 907 公斤炸弹近失弹有足够的能量来破坏它。较小炸弹无法对静止的报废船只造成足够的伤害以使其沉没。英国得出结论，炸弹及其当前的投掷方法（即水平轰炸）并不能对装甲主力舰构成重大威胁。鱼雷则不然！人们相当关注针对鱼雷和水雷的水下防护，因为回想起来，这些被证明是第一次世界大战期间对付此类大型船只的最危险的武器。英国早期的解决方案是使用防雷鼓包，这些鼓包本质上是在现有的船壳又覆盖了一层巨大的船壳。从字面上看，它的形状像一个纵向鼓包，以使其具有流体动力学效率，并且通常覆盖约三分之二的船长。R级船首先改装，后来像胡德这样的船在设计阶段就将这个功能集成到了原始船体中不用改造了。早期版本的鼓包被纵向细分为多个部分，并装有所谓的由金属制成且直径不同的破碎管，这些管子是为了吸收水下爆炸的冲击效应。胡德的第二代系统有一个 38 毫米的主防雷舱壁，其外侧是破碎管，然后在它们与鼓包外壳之间留有空隙。在空间允许的情况下，他们还安装了第二个厚20 毫米的防雷舱壁和中间的油舱。胡德防雷系统最深处的深度为 4m，整个系统被认为可以抵御 227 公斤装药的鱼雷。进一步的测试表明，如果将破碎管换成水，同样的效果仍然存在，并且提供了在损坏的情况下额外的储备浮力恢复。该系统的最终版本能够防护340 公斤 TNT 装药。
三、胡德的变体时期1920年3月报告的1919年委员会报告表示，尽管存在新的空中和水下威胁，但主力舰仍然是海洋之王：换句话说，巨炮重甲战舰仍然是任何用于公海的现代舰队无可争议的基石。这也意味着占主导地位的海军需要建造最好的甚至可能是最大的此类舰艇，同时还要符合最新的要求，例如压倒性的火力、出色的装甲和鱼雷防护以及高速。为了达到高速，他们愿意放弃一些火力和防护。这份报告和引言部分中详述的外部政治局势让英国海军及其领导人非常清楚他们需要新的战舰，并且他们现在就需要它们，否则就会被美国海军赶超，甚至是日本！因此，1920/21 财政年度批准了3艘战列舰和1艘战列巡洋舰，因为现有舰队很快过时了，改为 4 艘战列巡洋舰。在政治上，这意味着我们今天所知道的G3级战列巡洋舰的开始，在受到很大政治影响后，它以纳尔逊级战列舰的形式出现了。实际上，在海军内部发生了很多政治上的争端。Eustace Tennyson-d'Eyncourt (DNC) 和他的杰作胡德以及渐变防护被人当靶子打。反对派的主要发言人是著名的Frederick Dreyer上尉，他在日德兰海战期间是Jellicoe海军上将的舰队炮兵军官，他以集中火力控制之父的身份赢得了不可否认的声誉。在他看来，鉴于战争期间战斗范围增加（通常长达 18 公里），渐变防护已经过时。此外，在战斗距离更远的未来战斗中，大部分炮弹都将命中甲板，构成胡德垂直防护的大部分的轻型（<100 毫米）和中型（100-250 毫米）装甲在任何距离都会被穿透，对大于406mm的大口径舰炮不会有一点防护作用。Dreyer 建议回归19 世纪后期的“全有或全无”装甲布局，加强装甲甲板和炮塔顶部，减少防护面积，使用最厚的装甲来进行垂直防护。当然，这样做的代价是在防御高爆弹和小口径穿甲弹上倒退了一大步——但第一次世界大战和最近的测试经验表明，就造成的伤害而言，大口径的穿甲弹是最危险的。前一种关于主力舰保护的观点强调使用尽可能多的装甲层数，以便尽可能多的阻隔损坏，即使炮弹穿透了外层，炮弹也会被内层挡住。在不选边站的情况下，有必要指出Dreyer的逻辑中的两件重要的事情，在我看来，这在很大程度上是海军上将参谋部决定采用全有或全无装甲的原因。首先，如果我们接受有效射程增加到15公里或更多，那么仅此因素就可以降低高爆弹的有效性——这通常被认为是全有或全无想法的致命弱点。由于距离增加，几乎可以理所当然地认为命中率（已经低至3-4%）将进一步下降（下降到1%范围内）。在对马岛的短距离战斗范围（2-4公里）确实可以保证即使是较小的快速射击火炮也可以参与交战，向俄罗斯船只发射大量高爆弹，撕裂并烧毁其上层建筑和无装甲部件，对人员造成毁灭性影响。即便如此，仅仅11年后，在日德兰半岛，如此小口径的火力的已经很难发挥了：德国人的主炮没有使用高爆弹，而且他们的150毫米副炮在白天战斗的大部分时间里都处于有效射程的边缘。与对马岛相比，德国人的命中数相当低（尽管有更多的船只），即便如此，3 艘英国主力舰也遭受了毁灭性的打击。另一方面，英国人也怀疑他们对德国人造成了巨大的伤害，尽管他们的整体命中率更低。因此，未来大口径命中的数量将与射程的增加成反比减少似乎是相当合乎逻辑的，这立即表明了在这种情况下什么是最大的威胁：大口径穿甲弹。装甲要能够防护这种最大的威胁是合乎逻辑的，即使这意味着对于高爆弹和更小口径穿甲弹的防护能力要大大降低。换句话说，未来的战斗结果将由极少但非常大口径的炮弹命中决定。除此之外，不能忽视海军火炮的快速发展（这是战舰的本质）：虽然在1905年大口径是指305毫米，但到1916年，大口径 成了381毫米，战后几年，在1920年设计师可以非常预计 457 毫米甚至508 毫米火炮将在当时设计的战列舰上投入使用。这种武器的杀伤力比它们的前辈高出数倍。所以完全阻止任何此类射弹以避免灾难性结果是有意义的。这解释了下文详述的设计中使用的极厚装甲 - 更重要的是，采用倾斜装甲以获得更大的效果。我们优秀的老 DNC 将这些评论视为人身攻击，并且是有原因的——他在给Dreyer 的信函中写道，Greenboy 炮弹的性能有点夸大其词，他认为应该更复杂地看待舰船防护（即在几个板块相互作用的系统方法中）。此外，他认为着角通常在 20-30° 之间，而不是宣传的 0-10° 范围（接近垂直），这意味着穿透能力要低得多。但DNC自1918年5月起还是主动招募了首席设计师Attwood，为未来的主力舰建造提出了新的想法和方法。第一步是基于胡德的船体，有四个变体：在前两个中，双联装 381 毫米炮塔被改为三联装。三座炮塔将使排水量上升到44000吨，而速度仅略微下降；四座炮塔并保持胡德的150000马力将使水线长增加到273m，排水量50000吨。在接下来的阶段，试用了三座三联装 457mm/40 炮塔，两前一后布局。令他们惊讶的是，如果他们愿意放弃4节的航速，即使采用这种武备也不用增加重量了。如果采用四个这样的炮塔，水线长将增加到273m，排水量将增加到50000吨，速度同样慢了4节。总而言之，很明显，HOOD 的设计已经过时了，必须尝试新的设计，而Attwood则正在尝试。由于在过去，装甲最重的中间部分的长度，主防护区（被主装甲带和甲板装甲覆盖）是由保持船体漂浮所需的浮力水平定义的。现在，由于射程更长，命中率更低，因此期望两端损坏到足以依赖于中间部分的浮力是没有意义的。因此，装甲带长度可以大大减少以节约所需的重量去增加厚度，因为单次的命中打停船甚至击中弹药库完全摧毁船只的可能性似乎远高于缓慢进水导致千疮百孔沉没的结局。再次开始设计的是两个改进的胡德变体，这一次是装甲发生了变化：变体“A”是一艘44200吨的船，通过缩小防护区，它的中间装甲带从7寸增加到了11寸；“B” 则取消了5寸的上装和7寸的中部装甲带，将主装增加到了13.5寸。这两种方案中由于防护区变小了，甚至甲板也可以更厚重了：上层甲板为 4寸，主甲板为 2寸。在这种情况下，DNC和theThird Sea Lord都向Attwood提出了战列巡洋舰的新计划。他们提出要采用涡轮电动、减速齿轮涡轮组合的两轴或四轴推进的，航速29节。Attwood仅用 110.000 SHP（胡德的三分之二）就能满足，同时由上方提到的变体“A”的装甲进一步改进：中部装甲带仅增加到12寸，但取消了穹甲，甲板一直延伸到主装上沿，就像当代美国海军战舰一样。1919 年 7 月，他们进一步增加了主装的倾角（胡德为 10°）（等一下胡德不是12度吗），以增强防护。然而，船的侧板不得不与更陡峭的装甲保持一致，这减少了水线面积，稳定性变差了。幸运的是，Attwood或DNC（我们不知道）发现可以采用内置主装。这就是胡德的全有或全无防护的变体 - 配备15寸主装带和6寸甲板装甲（仅43130 吨）（不对前面不是由A变体发展来的吗？主装还是12寸啊，B才是15寸但那个又没有上装）！实际上，1919年9月设计师在增加装甲防护方面更进了一步：他们降低了主装的高度（原因是主装上的命中概率进一步降低）到只有 2.5m，可以在主防护区外安装6寸甲板以及8寸的炮塔顶了。1919-20年冬天，胡德的变体已经走到了终点——尽管从修改 胡德中获得的经验在接下来的整个设计过程中发挥了非常重要的作用，但这依然只是基础中的基础。
四、1920年春天的“L”系列设计如前所述，设计新战舰的主要因素是主炮口径和类型的选择，这决定了舰艇的大部分特性。1919 年底，英国海军的明确选择是15英寸/42MarkI和18英寸/45Mark II两款舰炮。他们对美国的16寸火炮的性能有一个相当清晰的认识，还怀疑日本的长门拥有410毫米火炮，所以他们坚持了海军的座右铭：“英国海军必须做得更好！” ——也就是说，新舰艇选择了18寸火炮（二战。。。）。在第一次尝试中，有两个非常有趣的设计，命名为LII和LIII。它们的所有主炮塔都布置在主甲板层，没有背负炮塔；LII前后有两个双联装炮塔，而LIII则是前二后一的三联装炮塔。这导致射界相当有限，并且还导致弹药库过长。唯一的优点是重心低，这可能就是它被设计出来的原因。18寸的主装带长度约为 150 米，但水线以上仅1.8米高，水线下仅1米，非常窄——这是从1919年9月的计划中延续下来的。唯一的装甲甲板，主要的装甲厚度为8.75寸，位于主装上方一层，因此装甲倾斜（仅20°坡度，与40-45°左右的经典穹甲相比）被重新引入。为了弥补其上方没有任何其他装甲以及对来袭炮弹有利的倾斜角度，它被制成非常厚，为13寸。鱼雷防御系统的设计也是向前迈出的一大步，将凸起完全整合到船体结构中，并且它纵向划分为外部空仓-内部液舱-容纳舱壁部分。主炮为由八门或九门18寸火炮，辅以8个双联装6寸炮塔的副炮。船体的总体形状继承自胡德，LII在最后的炮塔后面有一个削减的后甲板，以减轻一些重量。更有趣的是，这种设计首次使用了类似桥的塔式结构，没有任何装甲保护，甚至取消了经典的大型装甲指挥塔（但实际上这在几次重新设计的胡德中很常见）（海军上将太多了，只好请你们死一死了）。这两个初步设计似乎是关于使用18寸火炮并提供与相同口径的装甲同时适应现有码头限制的可行性研究。然而，异乎寻常的武器布局和非常狭窄的主装甲带和倾斜的甲板侧面似乎表明不可行。1920年6月11日，海军上将参谋部着手为新船定义精致的特性。建议的最大尺寸设置为244X30.5X11米，这样一条45000吨的船仍然允许使用新疏浚的苏伊士运河，并且可以使用英国基地周围可用的干船坞。战列舰的最低航速为23节，战列巡洋舰的最低航速为33节（以赶上列克星敦）。航程要求为16节时5500海里。主炮固定为九门18英寸/45MarkII火炮中，最大仰角为40°，弹药为每门火炮100发。副炮塔为8座16门6寸速射炮，辅以4-6门4.7寸高射炮和至少4座砰砰炮。防护要求弹药库能防护18英寸/45Mark II，其他部分能防护美国16英寸/50Mark 2。此外，参谋部还建议将装甲甲板的倾斜角减小到10°，并在主装甲甲板下方加厚一到两层甲板，以充当防崩落。有趣的是，建议在相当长的船首和船尾安装一些轻型装甲，以至少对那里的高爆弹有一定的防御能力。鱼雷防御继续被指定针对340公斤炸药（建议将其提高到445公斤，但对于限制在30.5米宽的船体来说，这似乎不切实际）。一个2.3m的双层底应该能够比较有效防护130kg炸药。因此，有了这些要求，1920年夏天，刚回国的Stanley Goodall正式开始了这项工作——他在美国海军的建筑和维修部门工作时获得了相当多的信息和经验——加入了Attwood。
五、干船坞问题进一步的研发必须先看看当时的可用的干船坞是否能够满足设计，这对从胡德开始的任何主要船舶设计来说都是最大的限制。1920年英国最大的干船坞是位于Liverpool的Gladstone船台。它的尺寸为320X36.5X13m，不能说是小，但这是一个不属于海军的商业设施，因此只能在战争的情况下可靠地依靠它。更糟糕的是，海军造船厂的情况更加惨淡。虽然 Tennyson-d'Eyncourt希望有365X45.7X14m的船台，但严峻的现实是，即使Devonport, Chatham, Gibraltar和Malta的主要基地，最大的船台甚至还没有达到Gladstone的规模。在Portsmouth和Rosyth情况要好一些，后者的基地有三个大约260X33X12m尺寸的船台。在紧急情况下，可以通过采用浮动沉箱将长度再延长10m，但三个码头只有一套设备，这意味着没有沉箱时它只能容纳一个258m长的船体。主要的海军基地Portsmouth拥有258m长的“C”和“D”船台。如果沉箱在两端都处于扩展位置，则可以将其提升到281m，但这需要3周的准备工作，这意味着这更多的只是纸面上的选择，而不是实际的解决方案。战后从德国人手中收购的前德国Kiel 8号浮船坞稍微缓解了合适船坞的整体短缺，新船东对其进行了加长。这样，Malta就有了一个293X42.6X11.8m的船台，起重能力为65000吨，对于预定的船只来说绰绰有余。尽管如此，关于新船大小的决定因素仍将是Rosyth和Portsmouth的可用码头，因为这些是预定的母港。下图说明：1917 年可用的主要码头列表
六、1920年10月的第一对战列舰-战列巡洋舰L-K新的命名顺序是在1920年10月引入的，战列舰计划按从L到Z的顺序排列，而战列巡洋舰则按相反的顺序从K到A表示。字母旁边的数字表示每个炮塔的炮数（2=两个炮管3=三个炮管）。较小的更改在最后会增加一个额外的非大写字母，例如H3c。根据1920-21财政年度的原始顺序，设计工作进行了一对战列舰和战列巡洋舰的设计。由于超出可用船坞的大小是不切实际的，因此设计师试图尽可能地遵守这个限制。不幸的是，强加在他们身上的260X33X12m尺寸意味着要将所有东西都放入这个体积中需要非常高的方形系数-换句话说，这艘船将像砖头一样。最初，他们开始使用更长和更宽的船体，这允许更精细的船体线条，从而产生更好的流体动力学特性。在相同的推进力下这能增加额外的半节速度和更好的操控性。位于Haslar的海军流体动力学研究基地研究出了一种称为方尾的解决方案。很长一段时间以来，DNC和其他设计师都怀疑舵杆后面的船尾尖端几乎没有浸入水中，因此对船体在水中的性能影响非常小。模型测试证明了这种想法是合理的，因为即使是缩短10米船尾这种最狂野的方案对阻力的影响也很小。在方向舵的右侧切割甚至更好，实际上意味着与全长船体相比没有区别，在低速和中速时阻力增加 1-2%，但在高速时却能减少阻力！因此，从本质上讲，该解决方案获得了轻微的速度优势，其他一切都与全船体长度模型相同（也就是说，方尾的原理其实就是在不实际增加长宽比的情况下获得增加长宽比的好处？）。这一设计深受设计师们的喜爱，因而除了一型设计之外，以下系列中的所有其他变体都采用了这一设计，因为它们可以显着减少吃水线长度而没有任何明显的缺点（只是在巡航速度时需要的动力略多）。从战术角度来看，把18英寸/45Mark II火炮布置在四个双联炮塔并保持前后均匀分布在背负炮塔中的布置仍然被认为是最佳的。但从占空间、重量和火力的造船的角度来看，三联装炮塔也有无可争议的优势：三座三联装炮塔额外多1门火炮，同时能节省1000吨重量。从这个思路他们设计了战列舰“L2”和“L3”以及战列巡洋舰“K2”和“K3”。战列舰船体为262X33.5m的，而战列巡洋舰则为270X33米。带有“2”的版本具有上述经典炮塔布局，所有四个炮塔都具有 300° 射界，提供了非常好的散步和火力投射。带有“3”的版本有九门火炮，前甲板上的两座三联装炮塔相互背负，第三个炮塔位于上层建筑的后方，面向船尾。较大的三座炮塔必须通过减少上层建筑长度来补偿，以提供类似的射界，并且不能将非常重的炮塔和结构推得太远（前后主炮塔间距不能太大），因为这会导致船体上的弯曲应力过大。战列舰的弹药设置为每炮100发，战列巡洋舰的弹药设置为每炮80。副炮塔是按照海军上将参谋部规定的要求，在8个双联装炮塔中布置了16门6寸速射炮，这些炮塔平均分布在战列舰的上层建筑两侧，战列巡洋舰则以3朝前、1朝后的模式布置在主甲板层。战列巡洋舰有两个巨大的烟囱，尺寸与胡德相同，因为动力要使用与前身相同的布局和功率输出。战列舰只有一个烟囱，因为它们只有一半共70000 SHP的动力。前者有4个螺旋桨，后者只有2个，但所有4个变体都有3个锅炉舱——显然，在速度更快的战列巡洋舰的情况下，它们体积更大，最高航速为29节，而不是慢速舰艇的24-25节.所有四个设计的上层建筑的整体形状和船体布局非常相似，这些设计引入了方尾。另一方面，胡德的痕迹还是留下来了，但块状、堡状、全封闭的主塔和舰桥也是新的，重甲的指挥塔又回来了（上将落泪）。此外，塔式结构可以将导向器和主测距仪抬得更高，最高可达水线以上28m。虽然空间需求主要是由于指挥部人数和规模的增加，宽敞的舰桥和高处的指挥塔也是理想的解决方案。为了更好的信号和无线电天线，两个经典的三脚桅填补了塔式结构的不足，一个在它后面，另一个主桅杆在基础上层建筑的后端。只有主指挥塔，没有船尾指挥塔或次要单元。船的其余上层建筑遵循相当经典的路线，主桅杆和烟囱之间的船积载、探照灯、甲板配件等按照现行做法分布。（一堆名词有的真没看明白是什么）另一方面，船体并非经典造型。如前所述，为了保持干舷恒定，横桁艉首次与一条平齐的甲板斜桁线一起出现。更根本的改变是新的装甲布局，表面上看不出来，比如遵循全有或全无的原则和一些额外的东西。主装甲带作为结构部件安装在内部，就像内壳一样。主装甲带的顶部边缘距离外壳约1m，水线以上延伸2.95m，在水线以下延伸2m（居然有接近5米高？真没看出来）。真正令人震惊的是主装的25°倾角，战列舰的厚度达到了15寸，战列巡洋舰的厚度也达到12寸。等效分别相当于450毫米和360毫米。这比所有现有的国内外军舰都要强，尤其是国内舰艇甚至无法接近这些值。迄今为止最接近的是“R”级战列舰的13寸装甲带，但没有倾斜，因此有效厚度要少得多。在战列巡洋舰中，胡德有一条类似的主装带，但它的倾斜度仅为“K”设计的1/3左右，并且主装带的12寸部分侧面投影很小。当然，设计权衡中的每件事都有一个缺点，这里要付出的代价是外层船壳的脆弱性。即使是小的碎片或高爆弹也可能打穿外壳导致进水。正是为了应对这种威胁，Goodall和他的团队进行了仔细的计算，以将主装带和船壳之间的空间尺寸保持在最小，即使完全淹没也不会危及稳定性。所有4种设计的主装甲带和甲板的长度都各不相同，它从最前面的“A”型炮座的前缘开始，到最后一个“X”或“Y”型炮座的后缘稍稍靠后。战列舰的横向舱壁厚12寸，战列巡洋舰的横向舱壁厚11寸，并且全部倾斜45°以提供额外的等效。主装甲甲板略高于主结构甲板下一层甲板的装甲带上缘。它的侧面略微向下倾斜以连接到装甲带的上边缘。主结构甲板也有1.5寸厚的装甲，在主装甲甲板下方还有额外的1寸防崩落甲板，但这只覆盖了弹药库。我们获得真正巨大价值的地方是主装甲甲板，它的水平部分为8寸，而外侧与垂直方向呈65°倾角的部分则拥有9寸的厚度。这种从完全平坦的甲板到倾斜的甲板的转变是由非常陡峭的带式装甲强制转变的——为了保持装甲体积恒定并能够将锅炉完全安装在装甲保护之下，甲板必须在中间升高以找回在船底和船舷丢失的空间。为了提供相同的防护，倾斜部分比平坦部分恰好厚1英寸，但奇怪的是，无论 BC 和 BB 的主要平坦部分的厚度如何，差异总是相同的（可怕的天窗啊，怎么想的，弃疗了？这防护根本不相同，白浪费了8寸的甲板）。主甲板的平坦部分向船尾不断减薄至5寸，向船头减至2寸；炮塔本身最终得到了大规模防护（与英国迄今为止的做法相反），较慢的设计采用18寸的炮塔正面、14寸侧面和8寸的顶盖，而较快的设计则分别为15寸、12寸、8寸。炮座同样巨大，“L”系列舰艇的15寸向下逐渐变细至12寸，“K”系列舰艇则为12寸至10寸。至少有一个消息来源表明，战列巡洋舰使用向下锥形炮塔设计以补偿稍低的值的可能性很高。即使考虑到这一点，战列巡洋舰的整体防护设计也是针对15寸武器设计的，只有战列舰设计的厚度在抵御其自身的18寸炮弹方面完全令人满意——这显示了18寸/45 Mark II的巨大威力。每种设计的总装甲重量如下（列出胡德用于比较）：L2:52100吨排水量 / 18850 吨装甲L3:51100t/ 17800tK2:53100t/ 17310tK3:52000t/ 16060t胡德:41500t / 13650t同样，它清楚地表明，相对仅在2-3年前被认为受到了很好的保护的胡德，装甲的重量也增加了近40%（“L2”），而总排量增加了25%，其中很大一部分差异都花在了大幅提升军备上。水下威胁必须击破 2.5 m 深的双层底或2寸厚的装甲舱壁才能穿透舰船——该系统应能承受海军上将参谋部要求中定义的340 kg弹头的爆炸。固定舱壁则处在距离外壳大约4.5m的部分。部分保护是集成的防雷鼓包提供的，纵向分为外部空舱和内部液舱。尽管这四种变体体积庞大，但所有这四种变体都可以适应Portsmouth和Rosyth的码头（勉强），并且可以通过巴拿马运河的船闸，但是它们的吃水深度太深，无法在不卸下所有他们大部分的液体/燃料负荷和大部分弹药的情况下通过苏伊士运河，这在战争的情况下是不切实际的。第一系列的计划是朝着新的快速战舰概念迈出的一大步，但战列巡洋舰（当时最重要的）证明并没有完全满足设计团队的要求，与33.5节的列克星敦相比，速度只有29节（图里是30节啊），日本的天城级的额定航速也为31-32节，尽管目前英国人还没有对此了解多少（这是与B62搞混了吧）。更糟糕的是，即使是自己内部比较，胡德也能跑到更快的31.5节......批评者也没有放过战列舰的设计，其主要缺点被认为是相对较短的装甲带（尽管在这方面国际上的其他舰船也好不了多少）（渐变防护还没玩过瘾啊）。由于这些点，“L”和“K”系列停留在初步阶段，并着眼于新的设计，首先是高优先级的战列巡洋舰，因为订单已从之前的3战列舰1战列巡洋舰改为4战列巡洋舰。
七、1920年9-10月向战列巡洋舰的全力进发：J3, I3, H3a, H3b, H3c上一个系列的要点是三联装炮塔在平衡重量（速度）/火力/保护三重奏方面的经济性（三重奏有四个很正常）。设计者很早就意识到了这一点，随后的设计除了一个例外都放弃了双联装炮塔——这对战列巡洋舰的设计尤其重要，因为它可以在重量最小的情况下获得高速。有趣的是，第一个新设计“J3”倒退了一步：这是最后一次尝试利用胡德的船体。本质上，他们更新了1918年5月对这艘著名舰艇的重新设计，当时是布置了三个三联装18寸炮塔，但这一次变成了假设的15寸/50炮，再次使用了三联装炮塔。主装甲带移回外置，但它的倾斜度保持在 18-20°，完全平坦的主装甲甲板设置在主装带的上边缘。甲板的厚度从“K”的6寸减至4寸。动力没有太大变化，根据胡德试航的经验，依然定为150000 SHP的额定值，在未知船宽的情况下计算航速达到了32 节。然而，这种设计在防护方面放弃了太多，43100吨仅布置了12780吨装甲，这个值甚至比胡德本身还低，它的最高速度仍然比最前沿的差1.5节。无论如何，进入超高速领域需要在其他方面付出极高的代价，美国海军的设计者在列克星敦设计过程中也艰难地学会了这一点。除此之外，DNC还意识到与战列巡洋舰相关联的巨大烟囱和进气口在水平防护中留下了缝隙。如果敌人在近距离（落角较小）从前方开火，炮弹很有可能很容易穿过这些开口（即使它们受到装甲格栅的保护）并最终落入后面的弹药库。为了减轻这种风险，D'Eyncourt在9月底或10月初提出了将动力舱和相关开口从船的中部移动到船尾部分并将后炮塔放置在原位的想法（全前置）。这意味着风险降低，只有直接来自船尾的攻击才有概率，但这不太可能发生。再一次俗话说“没有痛苦 - 没有收获”：上层建筑也必须一起移动，因此很难向舰尾方向开火了，然而，过去战争的经验表明，无畏舰几乎从未向舰尾方向开火。DNC相信这是一石三鸟，实施了这个绝妙但有风险的解决方案：1. 由于船尾的盲点非常狭窄，它通过装甲甲板开口将弹药库击中的可能性降低到几乎为零2. 烟囱以这种方式从主塔结构中移除，解决了严重的烟雾 - 火控干扰问题，这是早期无畏级训练中反复出现的问题3. 以前由动力舱占据的空间现在可以被弹药库使用，这反过来又允许进一步集中装甲防护：足以在弹药库上对相对较小的船体部分安装大规模的装甲，由于它们可以放在位于船体中间的新的、非常宽敞的位置4. 这个新位置还意味着弯曲应力降低到最低限度，因为极重的炮塔和炮塔没有压在船体的两个远端，由于炮塔切口，船体强度进一步降低；重心也更靠近船体中部，使操作更容易5. 另一方面，动力舱可以很长，因为现在不再需要将炮台保持在最靠近中间部分的要求——更长的动力空间允许更多的冗余，并且如果一个空间被损坏或淹没，影响也更小6. 虽然只是锦上添花，弹药库在中部可以获得尽可能深的鱼雷防护，而不是被塞进由于精细的船体线条而导致 TDS最弱的“角落”从上述思路出发，1920年11月设计了战列巡洋舰形式的“I3”和战列舰形式的“M3”（这个将在后面讨论）。“I3”与“J3”完全相反。设计师们竭尽全力，意识到只有进一步增加推进力和船长才能获得非常高的速度。多亏了这个，一个真正的怪物出现了，即使是对于列克星敦和天城来说也将是压倒性的对手。这艘282m长的怪物是英国在1944-45 年重新设计狮级战列舰之前设计的最长的（但不是最重的！）主力舰。与“K3”相比，DNC的新设计在保持相同武器装备的同时增加了3.5节的速度，并且在弹药库上的水平装甲甚至从之前的7寸/6寸增加到8寸/7寸；并且作为“K3”的致命弱点的炮座变成了12寸的统一厚度，同时总排水量居然减少了 250 吨！（代价是动力舱水平装甲只有5寸/4寸）在“I3”设计中，倾斜的主装带和船体外壳之间的空隙被计划用小直径金属管填充（跟胡德一样），以提高TDS的强度和作为对穿甲弹剥被帽的材料。增加的船体尺寸承载了一个巨大的4轴180000SHP的动力舱。这是当前使用4轴的螺旋桨设计的最大可能功率——不采用更多轴是毫无疑问的，因为它们需要更宽的船体。如此大的功率使得这头野兽能够以32.5节的速度行驶，考虑到这艘船所携带的武器和装甲，这是一个惊人的数字。堡垒形状的舰桥、重型指挥塔和方尾、内置25°主装的平甲板船体一样继承自“K3”。 舰桥位于前两个和后（中）三个炮塔之间。船尾上层建筑的前部呈楔形，以最大限度地提高后炮塔的发射角：但仍有大约 40°宽的范围仍然被它阻挡，巨大的烟囱正好位于楔形的尖端。朝后的三脚桅放置在烟囱后面，第二根朝前的辅助三脚桅正好位于尾部上层建筑的后端。副武器也参考了“K3”，但由于炮塔的分布发生了变化，新的布局需要它们换个位置。一对放在舰桥旁边，而三对被移到船尾，中间一对在前向和后向的上方背负。这种布局可以被批评为次优级别，因为火力的分布使得最有用处的前方却只有更少的火炮，而最后两对弹药升降机甚至没有被装甲带覆盖，这使得它们成为潜在的弱点。不难想象为什么放弃了这样完美的设计变体：由于它的巨大长度，只有Gladstone码头才能建造，这是一个决定性因素。那么他们如何在保持其大部分品质的同时从根本上缩短船？第一个答案出现在1920年12月，它选择牺牲一个炮塔，将主炮减少到6门，但其他方面是在成功但是超大的“I3”上改进的。这种思路产生了包含3个子变体的“H3”系列。“H3a”可能是三款中最优雅但也最实用的一款：位于舰桥后面的中间炮塔和它的弹药库被简单地剪掉了。重量减轻了惊人的7000吨，实际上，随着装甲的加强，重量增加得更大，但是水线长度缩短了20米。180.000SHP的动力和它的布置方式延续了“I3”，它的装甲保护保持不变，依然是4寸甲板和12寸主装。另一方面，弹药库防护可以提高到“L”系列战列舰的水平，这意味着完全保护免受18寸打击。炮座增加到14寸，仅比“L”少1寸，其余值与“L”相同（8寸/9寸甲板）。这是该系列中第一个在主装甲甲板上采用防崩落保护的设计，这是一个相当平衡的设计，但有一个主要缺点：60°宽的尾部射界盲区。副炮延续了“K”的设计，现在中间炮塔已经消失，空间可以再次用于副炮了。由于尺寸和重量大大减小，最高速度进一步提高了1节，达到所需的33.5节，同时仍然适合相关的干船坞。另一个设计，“H3b”放弃了它最重要的A炮塔以及它的炮座和支撑部分。前B炮塔保持在原来的升高位置，以便保持良好的向后射界，更重要的是，出于同样的原因，它们甚至将中部炮塔提升到相同的高度。这意味着尾部射界盲区减少到仅20°，同时主炮不会干扰继承“I3”布局的副炮。装甲与变体“a”完全相同，但更高的炮塔需要更宽的船体，这将让速度降低到 33.25 节。最后，“H3c”想要解决“b”抬高炮塔的负面影响，因此这个方案的主炮塔被降低到主甲板一层，这反过来也降低了CT和主控制塔的高度，减少了装甲重量，并使用更窄的船体获得更高的速度：高达 33.75 节。付出的代价是中间炮塔和副炮的尾部射界：在这种情况下，所有快速射击武器都必须放置在尾部，4对副炮中有3对的弹药处理室没有被装甲覆盖。从纸面上看，“H”系列似乎真的很有吸引力，尤其是变种“a”，因为它们满足了尺寸、装甲和速度的要求。然而，炮兵对这些设计皱眉，因为他们不喜欢少量的主炮：单边6门炮是有效测距齐射的最低要求。对他们来说真正的问题是将武器集中到两个炮塔中，这意味着在战斗损坏或机械故障的情况下，一半的武器都会无法使用，从而直接瘫痪这艘巨大的船。
八、第一版G3与“H”系列大致同时，1920年12月正在研究另一种“G3”设计。同样基于“I3”，设计师减少了主炮的口径而不是炮塔的数量。为此，他们使用了同样处于开发阶段的舰炮，16.5寸/45 MarkI ，基本上这将“I3”设计和布局缩小到“H”系列的大小（46500吨、262m长）。装甲除额外减少了1300 吨外几乎与“H”型设计完全相同，主要是动力舱水平甲板从4寸/5寸变为2寸/3寸——在这里它们仍然保持平坦和倾斜部分之间1寸的差异，尽管可以说这里1英寸的差异比“L”8寸vs9寸的差距更多（是没天窗了，整个都成天窗了，倒退回日德兰的水平防护了）。由于主炮塔的尺寸较小，烟囱和后部上层建筑提供的障碍较少，因此射击弧度提高了10 度至30度。动力没有改变，180000 SHP的动力舱能够把这艘船推到33节。海军部在1921年1月选择了这种设计进行改进。
九、战列舰M2、M3与“I3”大致同时，还有一艘战列舰设计草图，但与战列巡洋舰相比，这方面做出的改进要少得多。“M3”于1920年11月作为对应“I3”的战列舰而设计。由于这时战列舰的设计重点从高速转向重型保护，因此所需的23.5 节速度（可能是与伊丽莎白女王级相匹配）可以用不到三分之一的战列巡洋舰动力系统来满足，仅仅56000 SHP就足够了。这实际上是非常了不起的，并且证明了方尾的效率是合理的，因为伊丽莎白女王级需要75000 SHP来实现24.5节（实际24节）的设计速度，即使排水量小了13000吨！功能较弱的动力占用的空间相对较小，并且只需要一个相当小的烟囱。到目前为止，在这个系列中这种设计的独特之处（甚至在实际建造的纳尔逊中仍然存在）是动力舱的相反顺序：锅炉被移动到轮机的后部！这种安排提供了几个优点，同时只需要最小的代价。首先，热蒸汽管线不必绕着或靠近中间的炮塔。在早期的无畏中，这是一个主要问题，因为热蒸汽管道加热了巨大的钢结构，进而加热了发射药并降低了弹道性能，从而导致中间炮塔的射击性能参差不齐。此外，通过这种布局，即使是单个小烟囱也可以进一步向后移动，从而减少对中央火炮的任何阻碍，并将射击死角从“I3”的 40° 减少到 30°。由于弹药库的占比明显比动力舱大，因此使用不同厚度的装甲带和甲板装甲方案毫无意义，因此采用了相同的厚度。25° 倾斜的15寸主装，顶部有一个8寸/9寸的倾斜侧板。炮塔和炮座全面防护18寸穿甲弹。副炮采用了“I3”的布局鱼雷防护和双层底与“L”系列相同。与之前的战列舰 “L”相比，由于采用了新布置，他们设法在减少5000吨排水量的情况下携带相同的武器和装甲，同时进一步享受“I3”的其他好处。作为战列舰设计，海军上将参谋部顽固地坚持在经典的4X2布置中使用双联炮塔的想法。Goodall和 Attwood准备了一种变体来满足这种需求，命名为 M2，他们使用了双联炮塔，总共8门炮，指挥塔位于两对炮塔之间。M2比M3重了2750吨，同时牺牲了1门火炮——它所获得的只是更好的武器分布。毫无疑问，M3才是要走的路。对这一初步设计仍有两个批评者：倾斜的舱壁和维护手动装载6寸快速副炮所需的大量人员。DNC建议为他们使用三联装炮塔，并让他们像主炮一样使用弹药升降机。然而，由于 18寸主炮的重量，这个解决方案总体上可能不会好很多，并且没有详细制定。
十、最著名的：1921年1月至8月G3的详细变体 1920年底，第三海务大臣召开会议，从上述设计中选择了G3和M3设计，以进一步发展。G3在它的初步设计中已经相当先进，但它仍然有一些必须解决的明显缺点，例如相对较薄的动力舱甲板装甲（仅2寸）。因此，DNC要求提供新的计划，将其加厚到3寸，然后再增加到4寸。额外的1125吨重量通过下面几个步骤得到补偿：1、 副炮从8个减少到6个双联装炮塔（后来又恢复了）–节省了100吨2、 覆盖弹药库的主装带前部14寸的高度减少了30厘米–节省了115吨3、 同一区域的装甲甲板变为几乎完全平坦，厚度统一为8寸 –节省了125吨4、 轻微减少了炮塔装甲，又节省了 75 吨总共削减了710吨，但总排水量仍为 47500 吨。对装甲进行了其他更改，例如，主装倾角降低到要求更低的18°，这也是因为一些担忧开始浮出水面，与25°装甲带一起出现的稳定性问题-后者主装和船壳之间的空间太大了，如果损坏，可能会吸收过多的水。为了进一步降低这种风险，在空间里放满了小直径的金属管，就像胡德一样。可能是外壳偏转的原因，前后横向舱壁从先前的倾斜变成了垂直的。此外，问题在于33节以上的速度是否合理，特别是与最初产生这一要求的列克星敦相比在防护方面的巨大差异。多亏了Goodall与美国海军设计部门C&R的合作，英国设计师们对列克星敦有了一个全面的了解。最后，工作人员认为优化动力和减轻重量是值得损失半节的。以前的18台锅炉可以改为20台单独的更小、更现代的单元。采用这种方式后功率下降到160000 SHP，导致最高速度降为了32节。为了控制重量，主武器发生了变化：从16.5寸/45 MarkI他们转到了 16寸/45 MarkI，这是一个相当合乎逻辑的步骤，因为后者已经在建造中。这也进一步减轻了重量，因此可以恢复16门副武器和高30厘米的主腰带。炮塔“X”这个舰桥后面的炮塔的后向射界达到了60+10° 。这个额外的10°是因为这仅能在战争条件下使用，由于靠近枪口，爆炸可能会损坏烟囱。六寸炮的布置也发生了变化：初步的设计只有一对这样的炮塔在真正有用的地方，在舰桥的两侧，其余的都集中在船尾在走廊甲板下方，几乎就像炮廓炮。这是一个主要问题，因为如果来自走廊甲板的损坏碎片很容易阻塞炮塔，并且将它们放置在凹槽中没有了炮塔设置的其他优势，比如它严重减少了射界。因此，后面副炮中的一对被重新安置在前对的右后方靠近舰桥，处于相当好的射击位置，面向前方。这样一来，必要时可以有4个炮塔以40°的仰角向最重要的前向开火（这意味着它们可以使用这些火炮的最大理论射程）。另外两对以类似的方式设置在船尾，面向船尾，一对在主甲板上，另一对在走廊甲板上，都在后部装甲带的防护区内。从船头到船尾有以下发射角可供选择：第一对：前90°/后60°；第二：70°/ 80°；第三：70°/90°；第四：60°/ 90°。为了弥补这一点，他们在一定程度上重新设计了船尾上层建筑的形状以及三脚桅的数量和布置，在烟囱后面只有一个主桅杆，由船尾最尖端的一个小杆桅杆支撑。1921年4月，鱼雷武器也发生了变化，以前的21寸发射管换成了全新的24.5寸发射管，以及海军上将参谋部想要的氧气驱动的447公斤弹头鱼雷。6月，他们甚至增加了一台氧气压缩机。DNC对此并不热情，在他看来（确实如此），在几乎没有保护的狭窄船首部分储存浓缩的几乎液态氧和重型弹头有相当大的危险。他想完全丢弃鱼雷，因为上一场战争的经验表明，鱼雷室从一开始就是主要的进水区域。但他没有成功，甚至最终的纳尔逊级上也安装了鱼雷管。在1921年上半年，使用180000SHP 动力的想法重新浮出水面，但这会使水线长度增加8米，从而无法在Portsmouth停靠。长度增加的主要原因是更新的、较小的锅炉每个的输出较少，因此给定的额定值需要更多个，这需要更多的空间——由于巴拿马运河的兼容性要求，加宽船体是不可能的。更宽的船体无论如何都会降低速度。总而言之，无法在Portsmouth停靠，增加了200吨的额外重量，同时增加了350000英镑（原文Ł这符号是个啥？）的总价格，对于一艘已经非常昂贵的9000000英镑的船只这被认为是不值得的。 人们不得不承认，考虑到现有基础设施和其他外部因素，英国战舰的发展已经达到了极限。海军上将参谋部于1921年8月12日以最终形式批准了这些计划，这是华盛顿海军裁军会议开始前3个月。最终的装甲配置如下：1. 14寸倾斜18°的主装，覆盖了弹药库和最前面的锅炉；12寸倾斜18°的主装，覆盖了锅炉和轮机的其余部分；前后横舱壁分别为12寸和10寸，垂直安装（0°）2. 8寸厚的水平装甲甲板，覆盖弹药库和最前面的炉；6寸厚的水平装甲甲板覆盖了下一个锅炉房和 4寸厚的水平装甲甲板在其余的锅炉和大部分轮机上，在船尾最后的轮机和副炮弹药库中央增厚至7寸；所有这些甲板都从中心线非常缓慢地向外倾斜（终于没天窗了）3. 在这些旁边有次级装甲甲板，水线水平一直到船尾（龟背形）和不同厚度的鱼雷室上方（见图）4. 主炮塔有17寸的正面、8寸的顶盖、13寸的前侧面和9寸的后侧面与背部，而副炮塔则统一为1寸厚5. 炮座的侧面为14寸，正面和背面的厚度在11寸到13寸之间，具体取决于它们保护的角度；副炮弹药库也有1寸6. 烟囱前到后逐渐从12寸到4寸逐渐变细，甲板上的切口上有统一的6寸装甲格栅7. 最后，指挥塔为14寸，roond（这是啥？是roof？）为 203 毫米，主炮指挥器及其通讯管为5寸由于次级较低的装甲甲板，这种布局不能被称为纯粹的全有或全无，但它肯定放弃了大部分以前的中型和轻型防护板。然而，很长并且大部分没有保护的船头部分仍然引起了相当多的批评。鱼雷防御与之前的设计相比基本上没有变化，纵向舱壁之间的空间充满了大约2000吨的水。然而，根据最新的研究，这里还有另一个“技巧”，类似于潜艇在紧急情况下用来炸毁压载舱的方法。该系统涉及一个阀门系统，该系统使用需要非常高压的空气，在发生不对称损坏的情况下可以吹出部分水。这种方式失去的浮力可以在几秒钟内恢复，防止负面影响。不幸的是，没有进一步的细节是已知的，后来的英国战列舰设计也没有这一切的迹象。投标书于9月3日发送给以下船舶和武器制造商：Beardmore、John Brown、Cammel Laird、Vickers、Fairfield、Armstrong Witworth、Harland and Wolff、Swan Hunter。有4 个最佳报价被接受，它们是：Beardmore，3.786.332 英镑（机械分包给 Vickers）John Brown，3.879.000英镑Fairfield，3.900.000英镑Swan Hunter，3.977.175英镑合同要求建造时间为30-36个月，直至试运行。价格不包括武器、火控和装甲——但包括配备上层建筑和所有机械的完全装配好的船体。排除的主要部件由海军部提供，后者将这些物品承包给其他不同的制造商，主要是Vickers和Armstrong。他们得到了16寸（16个）和六寸（32个）炮房（这是啥？）的订单，阿姆斯特朗提供了三个备用炮塔。37 门（一个备用）16 英寸/45 Mark I 枪的订单分布如下：Elswick，13门Vickers，15门Beardmore，9门装甲板（除了炮塔装甲由炮塔制造商提供）也在大厂家之间分配，所有四个承包商都为所有四艘船提供组件（这样他们确保建造进度不会因为任何供应商的违约而遭受太多损失）。例如，所有的“A”炮座都由Vickers提供，而“X”则来自 Cammel-Laird；由John Brown和Armstrong负责炮塔“B”的支撑结构。其余的物品被分的更零碎了。最终没有铺设龙骨，所有订单都在1922年2月被取消，与华盛顿的裁军谈判同时进行，尽管在该计划上已经花费了超过50万英镑，甚至由于私人公司建造者都被罚款。幸运的是，并不是所有的东西都没用，因为前两套炮塔可以为后来的罗德尼和纳尔逊重复使用，即使这些炮塔也需要许多修改（主要是减轻重量）以适应这些船只。有些次级海军文献经常将这四艘船根据最终确定的G3计划建造为无敌(II)级。通常甚至会描述每条船的名称，都以相关的“IN-”部分开头，但官方消息没有提及这些，因此这些可以被认为是推测性的（也就是说，官方根本没定下来叫什么名字）。
十一、进一步的战列舰计划：N3、O3——1921下半场由于战列舰被推迟到1922-23年计划，所以它们的详细设计被搁置了。1920年11月被淘汰的“M3”被用作进一步开发的基础，但实际工作是从 1921 年夏末开始的。G3最终设计中包含的所有更改都被接管并实施，包括装甲的重新分布（作为防崩落甲板引入的战列舰，与“M3”相比这是一个重要的区别）和新的副炮塔布局。轮机放置在前的反向动力以及18寸的主炮口径仍然存在。应第三海务大臣的要求，鱼雷防护系统进行了升级，由防护340公斤装药增加到445公斤装药。为了实现这一点，整个系统必须有更大的深度来吸收增加的能量，因此外壳和保持舱壁之间的距离需要增加。这里的问题与“G3”的动力舱相同，船必须通过巴拿马运河的船闸，因此总宽度有最大限制。除了将长度增加15m之外别无选择，由此获得的内部体积被拉长但更窄的动力和弹药库空间耗尽了。当然，这也需要更长的装甲防护面积，总共增加了2500吨的排水量。弹药容量从100 rpg减少到90rpg算是一点补偿。装甲源于“G3”并进行了一些更改，但大部分厚度都继承自“M3”，因此这是之前两种设计的融合。只有主装存在不同厚度的设计，弹药库前部为15寸，动力舱变薄为13.5寸，而在后部锅炉舱的一半和二级炮塔弹药库之后，后部再次增加到15寸。主装带尾部的这种增加仅是该变体所独有的。甲板保护在整个重要部分保持恒定的8寸 - 从中心线向外倾斜非常轻微。鱼雷室也被8寸的下层甲板覆盖，舵机室被尾部的龟背形甲板（6寸厚）保护。主防护区的横向舱壁则为垂直的14寸。主炮塔变薄了（与“M3”相比），从前到后是356-245-229，副炮塔和弹药库由统一的1寸保护，有两对副炮塔处在后部主装带的防护下。双轴推进，速度为23-23.5节该详细计划于1921年7月6日作为“N3”提交给海军上将参谋部。有趣的是，主炮的口径被视为最高机密。由于这个要求，导致了DNC在1921年8月对Attwood的评论（即18寸炮将被放弃，因为它太大并且具有严重的爆炸效应），重新设计的“N3”出现在最近才曝光。DNC还怀疑，由于美国海军的新型16寸炮舰艇 ，海军上将参谋部将要求设计一种带有12门16寸炮的设计，而不是目前的9门18寸炮主炮。这样至少皇家海军不会推动口径竞赛。此外，将“G3”设置为 16寸主炮，战列舰和战列巡洋舰使用相同口径在后勤方面将是有利的。从这个思路来看，没有新的详细设计，基础“N3”进行了修改，增加了15m水线长度，在舰桥前后各安装两个16寸/45 MarkI 三联装炮塔，有点向“M2” 的炮塔布局的概念。推进力增加到60.000 SHP以保持23节，排水量从基础型号的48000吨增加到50700吨。它没有进一步详细说明，但装甲很可能会减少以容纳第四个（虽然更小）炮塔和炮塔（也就是说，16寸的n3是拿出来唬人的）。最新研究表明，实际上已经准备了进一步的“O3”设计。这没有提交给海军上将参谋部，因为它在1921年12月才准备好，当时它已经确定未来的战列舰将被华盛顿条约限制为 35000吨和16寸火炮。这个版本更像是一个“对冲”赌注，以防条约可能以某种方式失败。但正如我们现在知道的那样，它没有，“O3”标记后来被重新用于纳尔逊级的设计工作。这个新发现的设计非常粗略。它是一个扩大的“N3”，其尺寸与战列巡洋舰“G3”相同，以最大限度地利用对接限制提供的尺寸。根据现有信息，这将是一艘261m长、51000吨的船舶，配备60000SHP动力，有两个烟囱，航速为23.5节。武备与“N3”相似，由于长度增加，装甲有所减少，主装甲甲板在弹药库上方减少到7寸，在动力舱上方减少到5寸。据推测，两个烟囱和更长的船体表明这采用了交替（ER-BR-ER-BR）机械布局或涡轮电力推进的完全重新设计。然而，即使是基本的“N3”变体也没有完全完成，例如锅炉的确切数量和烟囱吸收保护细节都没有设置。（可以发现N3进度还不如备受关注的G3，连G3都没有名字，很难想象N3会有名字）
十二、在华盛顿的阴影下：战列巡洋舰 F2、F3 五国条约也称为华盛顿海军会议，于1921年11月召开。美国代表团的第一个建议就是限制未来战列舰的排水量——经过多次谈判，最终确定为35000吨。在这一点上，主炮口径的限制仍然只是一个想法。率领英国代表团的海军上将Beatty想知道这种吨位的可能性，因此他秘密要求DNC制定一些符合这一新标准的草图。由于海军上将参谋部的战列巡洋舰定位，“G3”设计被设计为更小的吨位。随着这种人为限制的引入，越来越明显的是，未来的舰艇都将在火力-保护-速度之间取得平衡。11月30日，DNC推出了两款战列巡洋舰草图，“F2”和“F3”。前者也是第三海务大臣提出的，通过削减主炮来解决减重的问题。在这个计划中，只有六门15寸火炮布置在三个双联装炮塔中。为了保持'G3'水平的装甲，所有的炮塔都集中在前甲板上的舰桥前面，只有最后一个'C'炮塔有所升高。“F3”则保留了9门火炮，三个三联，口径也是15寸，这在动力上付出了代价，功率从“F2”的112000SHP到这里只有90000，速度同样从30节下降到29节。两个版本都保留了18°倾斜的内置主装带，其在弹药库上的厚度为13.5寸，在动力舱上的厚度为15寸，7寸和3.5寸的装甲甲板以相同的顺序覆盖它们。TDS防护保持在340公斤，但双重底深度有所下降。副炮仍然存在，“F2”是两对双联炮塔和单装炮，而“F3”只剩下两对双联炮塔。两个24.5寸水下鱼雷发射管源于自“G3”。 “F2”仍然保持在35000吨以下，而“F3”已经勉勉强强正好35000吨了，后续改进时很容易超出。然而这个系列仍然是一个死胡同，因为进一步的讨论引入了“战列舰假日”，所以战列舰的变体甚至没有脱离图纸，下一个战列舰设计，新的“O3”出现在纳尔逊级初步设计中。
非常好的资料帖{:63:} 先前搜集F2/F3战巡时有注意到这篇正想着花上两个月努力读 想不到一个不留神就被楼主翻好了
这下子就算逃避原文不必看 神也会原谅我了吧(?)
原作者可能是把重心放在设计发想 设计背景 设计限制等议题上讨论
所以并没有仔细校对过一些数据 比如说胡德号之类的被楼主纠正不少
但全篇讨论似乎有涉及一些本论坛权限文章 对个人来说还是很有助益
另外还解释了一些战舰设计方法论 比如说传统的艏艉主炮布局容易导致长力臂翘曲而产生应力结构问题
纳尔逊式的全前置主炮容易落在船体重心而有利 主弹库容易跨入船舷最宽区等 非常有趣
但讨论黎塞留时容易攻击的前部水下线型不利 A炮塔弹库干扰TDS等倒是没有讨论
结尾F2/F3的段落跟个人之前阅读原文的心得相比没有什么出入
但毕竟是废案 要想知道更多细节恐怕是奢求太多了吧
oopsgeez 发表于 2022-2-4 17:49
先前搜集F2/F3战巡时有注意到这篇正想着花上两个月努力读 想不到一个不留神就被楼主翻好了
这下子就算逃避 ...
我这个翻译也就是看个大概，具体扣细节的话还是要去看原文才稳 楼主你那里纳尔逊主炮初速是不是有问题， 开始是813，怎么后来又增加了，纳尔逊的火炮在后来不是减少装药量了吗？初速应该降低啊啊 可爱的小狮子 发表于 2022-2-5 17:29
楼主你那里纳尔逊主炮初速是不是有问题， 开始是813，怎么后来又增加了，纳尔逊的火炮在后来不是减少装药量 ...
最终他们还是回到了16寸，建造了纳尔逊级，这也是最后一款采用了绕线结构的舰炮，108吨的炮管重，以823米/秒的初速发射928公斤的炮弹。不过第一次测试不太理想，平均初速只达到了813，不仅炮管过度磨损，还降低了精度。这是因为炮弹太短了，导致章动严重。解决方案是采用新的膛线，把初速降低到815。
是这段吧，纳尔逊原定是823初速，然后测试发现不行，换了膛线并降速了。
减装药是指1930年后把发射药498 磅MD45换成495 磅SC280的事吧，那个不在本文讨论范围内 伊吹 发表于 2022-2-6 11:43
最终他们还是回到了16寸，建造了纳尔逊级，这也是最后一款采用了绕线结构的舰炮，108吨的炮管重，以823米 ...
哦，是这样啊
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