缺陷的创新——浅析伊丽莎白女王级战列舰的设计
本帖最后由 Flynn 于 2022-12-26 18:16 编辑近期写了篇文章，在论坛也发出来，献丑了。
缺陷的创新——浅析伊丽莎白女王级战列舰的设计
A PROBLEMATIC INNOVATION : A BRIEF ANALYSIS OF THE DESIGN OF QUEEN ELIZABETH CLASS BATTLESHIPS
弗林
2022年10月21日
主要参考资料：A.《BritishBattleships of World War One》(R.A.Burt)B.《TheBritish Battleship 1906-1946》(N.Friedman)C.《WarshipMonographs Queen Elizabeth Class》(J.Campbell)D.《Ensign4 Queen Elizabeth Class Battleships》(A.Raven &J.Roberts)E.《TheGrand Fleet Warship Design and Development 1906-1922》(D.K.Brown)F.《Anatomyof the Ship : The Battleship Warspite》(R.Watton)G.《SirJohn Fisher’s Naval Revolution》,Chapter 8 (N.A.Lambert)H.《TheGreat Naval Race Anglo-German Naval Revalry 1900-1914》,11Churchill (P.Padfield)I.《 “THECAVALRY OF THE FLEET:” ORGANIZATION, DOCTRINE, ANDBATTLECRUISERS IN THEUNITED STATES AND THE UNITED KINGDOM, 1904-22》,P192-204(R.A.Peeks)J. Naval-Encyclopedia,Queen Elizabeth Class Battleships (1913)战列舰论坛：K. 为什么是QE：保守派的观点 (LeSoleil)L. 英国海军初代快速战列舰的设计构思和问题(LeSoleil)M. 英国战巡防御问题：对设计决策变迁的考察(LeSoleil)N. 战列线与快速侧翼—1900-1914年的皇家海军战术 (原作STEPHEN MCLAUGHLIN，翻译changfeng)
导言
近代的武器技术史上，英国人总是充满创新精神，在海军方面更是如此。1906年建成的无畏号战列舰，淘汰了次口径火炮，统一搭载5座双联装12英寸炮，使得之前的所有战列舰全部过时了。通过统一多门大口径舰炮，在更远的距离（5000码以上）能比混搭口径更有利于火控提升命中率，且大口径火炮在较远距离上保有明显的穿甲和危险区优势。1909年开工建造的俄里翁（Orion）级战列舰则将主炮口径增加到13.5英寸，开启了超无畏舰的时代。1912年度计划的伊丽莎白女王级战列舰，不仅进一步将主炮口径提升到15英寸，还采用了纯燃油动力并将设计航速提高到25节。伊丽莎白女王级（以下简称QE级）被一些资料认为是高速战列舰的鼻祖，兼顾战列舰的良好装甲防御和战列巡洋舰的高速性，引导了主力舰未来的发展趋势。然而，QE级并不是完美的设计——最快只能达到23.9节航速，而主装甲带13英寸的最厚区域也十分狭窄。QE级的概念是如何产生的？又为什么无法实现足够的高速而成为“不快不慢”的鸡肋？在本文中，我将对QE的设计背景过程进行大致的介绍，并简单评析其各方面的性能表现。
1、1912年英国海军面临的挑战随着沙俄海军的大部分主力舰队在日俄战争的覆灭，英国海军所面临的形势发生了戏剧性的变化。无畏舰的诞生则让各国海军的军备竞赛被翻洗重来——无畏舰被认为能在前无畏舰无法有效射击的距离上摧毁对手。虽然通过率先建造无畏号使得英国海军抢占了发展先机，但技术的迅速发展意味着其他势力有赶超的机会，而新型战舰更大更贵，这显著增加了各列强之间海军军备竞赛的耗费。英国的工业产能和经济实力在第二次工业革命中已经不再遥遥领先，甚至被美国、德国超越。沙俄海军已不再对英国构成多少威胁；日本作为英国的盟友暂时不用顾虑；美国虽然潜力巨大，但从地缘环境、海军规模等方面来看，和英国不太可能发生较大冲突；倒是德国是一个非常现实且巨大的威胁，不仅因为其有可能建立起欧陆霸权，尤其是其海军建设和殖民扩张的意愿强烈，显然是英法这两个老列强的头号对手。让我们清点一下1912年之前各国的无畏舰数量。英国有10艘无畏舰、4艘战列巡洋舰，还会有4艘超无畏舰于1912年陆续服役；德国有7艘无畏舰和2艘战列巡洋舰；美国有6艘无畏舰；日本、法国、意大利等还没有无畏舰服役。单从无畏舰数量（加上战列巡洋舰）来看，英国对德国有150%以上的优势；既然法国现在站在英国一方，地中海方面的防御可基本上由法国担任来对付意大利和奥匈帝国，使英国皇家海军将主力集中在北海封锁德国海军。尽管英国海军仍然是当之无愧的第一，德国海军的扩张对其构成了严峻的挑战。到1912年，德国在建的主力舰有：1艘赫尔戈兰级、5艘皇帝级、3艘国王级战列舰，和戈本号、塞德里茨号、德弗林格尔号战列巡洋舰，对比英国是4艘俄里翁级、4艘英王乔治五世级、4艘铁公爵级战列舰，和2艘不倦（Indefatigable）级、3艘雄狮级和1艘虎号战列巡洋舰。将这些计入现有的海军舰艇，则英国和德国在无畏舰的数量对比是22：16，战列巡洋舰是10：5。尽管在激烈的造舰竞赛中，英国人勉强保住了相对优势，但这不代表英国海军就一定能消除德国海军的威胁。即使在战舰数量上有优势，对人员的良好训练对于发挥战斗力是必要的，而大量服役的新型主力舰导致英国海军人力紧张。尽管被封锁无法突破北海，德国海军可以选择适当的时机集中全部力量，而英国人要做出应对却不一定能——战舰总需要定期维护。太过庞大的舰队，在调度使用上也是困难的，但如果采用分队则有被敌方集中歼灭的危险。而且，德国的战列巡洋舰比英国同类有明显更好的装甲防御。在单舰的质量竞赛中，虽然英国海军率先建造了大量装备13.5英寸炮的超无畏舰，但日本向英国订购的金刚号战列巡洋舰已经装备14英寸炮，有情报表明美国和德国的新式无畏舰都在装备14英寸炮（虽然有关德国国王级的主炮口径情报是错误的）。这意味着英国当前最新的主力舰面对敌方更大主炮口径的新舰将不具有优势。
2、一战前的技术发展和作战假设无畏舰意于使远距离炮战成为可能，这跟鱼雷性能的逐年升级有很大关系。一旦鱼雷射程超过了舰炮的有效射程，战舰将面临着鱼雷的巨大威胁，尤其是这一时期的战舰在水下防御设计上并不完善。在无畏舰诞生后，鱼雷性能的升级没有停止，甚至继续在超越舰炮火控技术的进步所提升的有效炮战距离。1904年，英国的18英寸MK VI鱼雷在27节航速下有2000码射程；1908年12月，21英寸MK I热动力鱼雷在30节航速下已经达到7500码射程，这已经达到当时认为的通常舰队决战的距离。尽管鱼雷性能已经有如此巨大的进步，其甚至还有提升的潜力，英国海军已经在研发一型能全速行驶12000码的鱼雷。而随着远洋大型驱逐舰的出现，这些舰艇在承担反雷击任务的同时，也显然有更强的雷击能力。尽管鱼雷和雷击舰的发展对战列舰构成了巨大威胁，鱼雷的速度比炮弹慢得多，这意味着要打的提前量和在路程上耗费的时间也更大，也就可以机动规避。1911年计划的铁公爵级战列舰引入了6英寸副炮，这被认为有应对日益增加的鱼雷威胁的原因。更大口径的副炮不仅提升了有效射程，还增加了单发炮弹的毁伤能力，一发6英寸炮弹被认为“足以瘫痪一艘现代化驱逐舰”。然而敌方驱逐舰仍然可以在6英寸炮的有效射程外发射鱼雷，尤其是我方迎头追击时，这将缩短鱼雷实际需要的射程。并且，高速雷击舰在驶向雷击阵位时可以有很大的相对距离变化率，现有的火控设备无法有效组织引导防御火力。雷金纳德·培根（Reginald Bacon）认为，战列舰上主炮的炮口暴风会对副炮射击造成严重干扰，且“就像被扔雪球的老先生多了根棍子一样，增加了安全距离，但也就这样了”。他认为更好的解决方案是在辅助舰艇上搭载6英寸炮执行反雷击任务。在铁公爵级和虎号搭载的6英寸副炮还被认为有望对敌方战列舰发挥速射炮的作用，这在1911-12年计划的战列舰被要求搭载的25%的6英寸炮弹必须是穿甲弹上得到体现。这看起来与不断提高炮战距离的趋势相互矛盾，但在特定的北海环境下是有理由的。海军少将斯特迪（Sturdee）争辩道：“在北海，平均每三十天中有二十五天的能见度不超过一万码，在大约6000码才是开始交战的距离，这相对削弱了无畏舰对前无畏舰的优势。”另一个容易注意的事实是德国的无畏舰都装备了5.9英寸副炮。英国的情报部门评估，德国公海舰队试图在远小于8000米的距离交战，也许还小于5000米，以使用他们的高射速副炮。1910年，英国海军情报部门认为德国海军最近放弃了远程炮战训练并转向近战（然而实际并非如此）。这让英国海军感到满意，因为复杂的坡伦（Pollen）火控设备的研发并不顺利，加上昂贵的费用，导致英国海军放弃了研发机械化火控系统的努力。然而，在较近的距离作战显然又增大了鱼雷的威胁。尽管英国的费舍尔勋爵可以说是对战列巡洋舰概念最为狂热的推崇者，英国也建造了数量最多的战列巡洋舰，英国海军自身却没有对这些高速轻甲战舰有一套完整统一的运用理论。在费舍尔的海军创新构想中，战列巡洋舰将直接成为新时期的主力舰，不仅可以用来保护海上交通线摧毁任何敌方的水面袭击舰，还能参与主力舰队决战。然而形势发生了变化，此时英国战列巡洋舰要应对的首要目标显然是德国的无畏化大型巡洋舰，而无敌级、不倦级那不忍直视的薄弱装甲显然难以胜任；狮级在装甲上得到了强化，但这也导致排水量和造价超过了同时期的英国战列舰，而德国的德弗林格尔级已经将主炮升级为50倍径12英寸炮。握有航速优势的战列巡洋舰，可以作为快速分队对敌方舰队进行包抄，抢占优势阵位进行T头打击，这对于双方都是如此。如此使用战列巡洋舰必然要冒着被敌方集中火力的风险，而装甲更为完善的德国战列巡洋舰似乎更能胜任这一点。另外，德国战列巡洋舰的存在将牵制英国战列巡洋舰，这就导致在战列舰决战中英国舰队缺乏合格的高速舰起到快速侧翼的作用。（说白了就是无敌级和不倦级防御太差，只能凑数。）
3、英国海军内部对新型主力舰的意见冲突1911年秋天，温斯顿·丘吉尔就任英国海军部第一大臣。在日俄战争前夕，英国的海军建设要求“两强标准”，即英国海军的规模要比第二、第三大的海军联合起来还要更多。然而进入到超无畏舰时代，不仅早就淘汰了数量庞大的前无畏舰，新战列舰的吨位和造价也一年比一年增加。对英国海军来说，此时再追求“两强标准”显然是不现实的，而且也毫无必要，于是将目标调整为在无畏舰数量上不低于德国的160%。为了缓解英德海军军备竞赛给英国带来的巨大财政压力，丘吉尔尝试说服德国跟英国进入“海军假日”，如果德国放弃1913年计划建造的3艘主力舰，英国将同意不建造对应的5艘新主力舰，这将为英国极大地节省海军预算。然而德国人并不同意。德国皇帝表示，海军假日的谈判“只可能在盟友之间进行”。对放缓军备竞赛的尝试失败是显而易见的，当时的欧洲局势已经紧张到矛盾一触即发的程度，在这种情况下作为新兴帝国主义的德国显然不会愿意去“为了和平”而削减军备。当英国海军部开始研讨1912-1913年的主力舰计划时，费舍尔尝试对丘吉尔灌输他对新型主力舰的观念。费舍尔对推动英国海军创新有非常大的影响力，无畏号就是他主张率先建造的；但他的观点总是令人感到疯狂而偏激。1911年11月，费舍尔向丘吉尔推销他的新型战列巡洋舰构想：装备8门15英寸炮，采用燃油锅炉，最高航速达到30节。为了不使排水量过大将造价控制在两百万英镑以内，这种战舰将依赖于细密的水密区划来保证生存性，而缺乏厚重的装甲。费舍尔相信这些新型战舰将“迫使其他海军重新考虑他们的建造计划，从而使我们抢占先机”。费舍尔似乎在尝试让丘吉尔和其他海军部成员全盘接收他的战列巡洋舰套路。他对于装甲的相对忽视似乎缺乏理性，这也许是因为他对海战和战舰受损的理解过时了，对大型战舰的抗沉性能过于自信；也可能是他相信先发制人才能确保海战胜利，要先手打击对方并让对方无法还手，而装甲对此只是占用武备和动力系统重量的累赘。费舍尔对丘吉尔劝说道，“海战中最重要的因素是航速！它使得你可以选择在你想要的时间，位于你想要的地点，以你想要的方式展开战斗。”费舍尔希望在1912-1913年的海军造舰计划中直接排除战列舰的份额以全部建造战列巡洋舰，丘吉尔一开始遵从了这一建议。然而，不是所有英国海军部人员都认同费舍尔在主力舰上牺牲装甲确保航速的做法。1911年末，丘吉尔发现海军部中没有一个顾问准备接受这一发生在新型主力舰上的巨大变化。三位高层人员，布里格斯（Briggs）、巴腾堡，以及布里奇曼（Bridgeman），反对放弃建造战列舰只建造战列巡洋舰作为新型主力舰的决定。在海军部的一些人看来，当前战列巡洋舰的造价已经超过了同期战列舰，却因为装甲相对薄弱而无法完全胜任跟战列舰交战的任务。在财政紧张的条件下，为什么要耗费更多的资金，去建造一型不一定打得过对方最新战列舰的主力舰呢？列表：英国同期战列舰和战列巡洋舰的造价对比
战列舰战列巡洋舰
舰级造价（英镑）舰级造价（英镑）
无畏1,813,100无敌1,768,995
涅普顿1,715,258不倦1,536,769
俄里翁1,918,778狮2,068,337
铁公爵1,900,000虎2,209,000
基于“最贵的必须是最强的”这种逻辑，海军部中那些反对战列巡洋舰而支持高速战列舰的人员对于QE级概念的看法是这样的：为了达到航速要求，移除舯部的主炮塔，腾出的空间和重量将允许塞入更多锅炉，从而提供足够的功率；由于外国最新的主力舰已经开始搭载14英寸炮，加上减少了一座主炮塔，这些高速战列舰必须进一步采用15英寸口径主炮；外国同期主力舰均搭载6英寸左右口径的副炮，英国的新型战列舰也将沿用铁公爵级的6英寸副炮；出于造价的限制，装甲防御水平相比之前的英国战列舰没有明显提升。海军部中高速战列舰的提倡者相信，QE级这种高速战列舰足以取代战列巡洋舰，结合了拥有战术优势的高航速和最猛烈的重火力，同时还有明显强于狮级战列巡洋舰的装甲防御。然而理想很美好现实很骨感，实际上QE级达不到起码的航速要求，这就使其在战术作用上成为了不伦不类的鸡肋，既不能胜任分配给战列巡洋舰的职责，跟21节的慢速战列舰编队又显得浪费，也不足以编成主力舰队当中的快速分队。 实际上，有关QE级概念起源的具体理由是不明确且也许无从得知的，因为其相关的历史文件已经遗失。大致看来，丘吉尔向海军部中的“保守派”妥协，将QE级的概念从费舍尔异想天开的“超级狮”改为兼具良好装甲防御的高速战列舰，专门编组为快速战列舰分队。这些高速战列舰还有被认为应对德国战列巡洋舰可能抢占英国主力舰队T头的威胁。当费舍尔得知他的战列巡洋舰概念被篡改成高速战列舰时，他暴跳如雷。 尽管新战列舰没有完全按照费舍尔的原样构想，费舍尔的意见仍然发挥了很大影响。不仅在1912-13年海军计划将战列舰和战列巡洋舰统一为高速战列舰，还直接大胆尝试了15英寸炮。虽然有准备双联装15英寸炮塔的设计，但15英寸舰炮还没有实际造出来过，从而不能确定其具体性能数据。如果直接按照没有成品的主炮进行战舰的设计，一旦主炮研发的进度出现延误，将推迟这些战舰的完工日期。另一种选择是采用现有的13.5英寸炮，但这显然意味着英国最新的战列舰面对敌方搭载了14英寸炮的新型主力舰时将处于劣势。对于在新舰上直接采用15英寸炮的决定，海军武器局长保证“以他的职业生涯作为担保”，费舍尔也在强力坚持。就结果而言，这一次赌博是顺利的，战舰的工期没有出现火炮制造的延误导致的拖延，而且15英寸炮的性能相当出色。 在新型战列舰上另一主要创新是纯燃油动力。虽然之前有在驱逐舰上尝试，但在主力舰上只是改进支持煤油混烧，这还是首次全部使用燃油锅炉。费舍尔主张采用燃油动力，显然因为其相对燃煤动力有很多优点。燃油锅炉在运行上远为方便，相比需要人力顶着高温高强度劳力铲入燃煤，可以更稳定可靠实现持续最大航速；燃油锅炉所需要的人员编制更少，也更“清洁”更方便维护；燃油燃烧产生的废气更少，增加了隐蔽性；燃油有更大的热值，在相同重量燃料下有更大的续航力。但是燃煤也有很多不可忽视的相对优点：煤炭在英国本土有充足的供应，而燃油不仅价格更贵，且供应依赖于海上运输线；煤炭可以作为侧舷防护的一部分抵御炮弹，而燃油不仅不能，还被认为有更大的火灾隐患。燃油搭载无法超过油舱容积，而燃煤作为固体可以临时增加煤包超载。虽然燃油可以充当水下防御体系的液舱部分，但当时没有意识到这一点。 在驱逐舰上实验燃油动力展示了巨大的潜在收益，燃油相比燃煤显然是更加理想的燃料。在QE级采用纯燃油动力，这一决定影响了英国政府在中东的石油公司买入控股股权，甚至在一定程度上影响了后来的中东地区历史局势。在主力舰上创新采用纯燃油动力可以说是争分夺秒的——就在英国下单QE级后不久，美国也订购了第一艘纯燃油动力战列舰俄克拉荷马号。 海军部一些人员相信QE级足以兼顾战列巡洋舰的功能。在QE级之后的1913-14年计划中，基于QE级通过降低航速等修改以减少造价，即成为R级战列舰的基本概念。然而，当英国海军发现QE级的最大航速达不到预想的25节（甚至有期望超过设计指标）时，这些新型主力舰的定位和作用顿时变得尴尬了。更加糟糕的是，在英国海军于1912年到一战爆发前没有计划新造任何战列巡洋舰的同时，德国不仅开工了3艘德弗林格尔级，还计划着搭载35厘米主炮的马肯森级。这不仅迅速缩小了双方在战列巡洋舰的数量差距，还由于英国早期战巡防御过于薄弱而使得问题更加严重。没有最糟只有更糟，情报认为德国的新型战列巡洋舰能达到30节最大航速，这超过了任何英国战巡。随着一战爆发后费舍尔回归掌管海军部，他推出了战时急造战巡的计划。而在后续1915-16年计划有提出类似QE级改进型的设计方案时，遭到了杰里科的坚决反对，杰里科表示介于30节跟22节之间航速的QE类设计是没有意义的，要么就提高最大航速达到30节，要么就按慢速战列舰设计。从事后英国海军的态度来看，QE级作为意图兼具战列巡洋舰的高速性与战列舰的良好装甲防御的“高速战列舰”是失败的。
4、新战列舰的设计方案演变 与一些可谓跌宕起伏、反复无常、方案繁多的设计历程不同，QE级的设计方案演变并不复杂。战争学院认为25节是快速战列舰分队的最低航速要求。为了控制造价的同时尽量满足航速和装甲防御的指标，新型主力舰相比之前的战列舰减少了一座主炮塔，不过因为采用了口径更大的主炮，一次全炮齐射磅重没有因此下降（虽然这一数值并没有多大意义）。在新型主力舰上，英国海军刻意放弃了战列巡洋舰的舰型，这预示了当时认为高速战列舰已经融合了战列巡洋舰和战列舰，并足以取代战列巡洋舰——虽然事后看来并非完全如此。时任海军造舰局局长菲利普·瓦茨（PhilipWatts）在离任前提供了三个方案草图，代号分别是RIII，RIII*和RIV。这些方案均搭载8门15英寸炮和16门6英寸炮，主要参数如列表所示。列表：设计方案的性能诸元
名称铁公爵级R3R3*R4
排水量（英吨）24,00027,00027,00027,300
垂线间长（米）176.78182.88182.88187.45
宽（米）27.4327.5827.5827.43
吃水（米）8.538.698.698.69
水线装甲带（英寸）121312~1313
上部装甲带8~68~668~6
司令塔11121112
炮座装甲（最厚处）10111011
炮塔正面11121112
炮塔顶部4~3555
防雷舱壁1.5~11.5~12~1.51.5~1
在上表中，铁公爵级的方案参数用作对比。从成为铁公爵级的M4方案，到R系列方案之间的N、P、Q方案实情不明，编号O则似乎没有被使用。P方案被认为很可能是在丘吉尔上任调整之前基于铁公爵级原先提供给1912-13年计划战列舰的设计。海军建造局的1914-19年历史记录中，将一份装备10门15英寸炮的慢速战列舰设计方案认为是QE级的前身，这也可能是P方案。 新型主力舰的设计可以说基于铁公爵级放大修改而来。虽然在费舍尔的推动下丘吉尔要求新型主力舰采用纯燃油动力，但这一提议在方案设计的开始阶段没有通过，这些方案仍然采用燃煤动力。R3和R3*在布局上一致，主炮为前二后二背负布置，正如QE级建成时那样；但是R3*具有完整覆盖核心区的防雷隔舱，而R3与铁公爵级一致，防雷舱壁只覆盖了弹药库和轮机舱段，锅炉舱段完全依靠煤舱提供水下防御。R3*的主装甲带只在轮机舱段增厚到13英寸，上部装甲带等也相对有所削减，但有更好的水下装甲防御，在锅炉舱段因为有煤舱所以防雷舱壁为1.5英寸，艏艉主炮塔之间的其他区段均有2英寸的防雷舱壁覆盖。R4则在布局上不同，将后两座炮塔夹在机舱前后，类似于虎号战列巡洋舰的布局，且舰艉方向只有两门主炮火力。R4的舰体稍微增大了长宽比，这也许减少了达到航速指标所需的功率，使得动力系统重量略轻。R3方案的预计造价为210万英镑，R3*要少3万英镑，R4则多出3万英镑。尽管R4有舰艉主炮火力更少、造价更贵的缺点，委员会认为R4跟R3*是同样合格的方案。最终委员会选定R3*方案进一步完善设计。列表：不同方案的重量分配
名称方案RIII方案RIVQE(新建时)
舰体（英吨）9,034 8,900
装甲8,750 8,600
兵装4,5464,6354,550
动力系统3,9503,7003,950
设备670 750
燃料650 650
余量100 100
总计27,70027,539?27,500
尽管委员会于1912年6月选定R3*方案时没有同意采用燃油锅炉，在之后的讨论中同意采用纯燃油动力。在达到同样续航指标下，燃油需要的载重更少，节省的重量可以用于补足装甲防御。另外，包括丘吉尔在内的一些人员强烈建议在新型主力舰上取消防雷网配置。防雷网被认为搭载于军舰上时不仅已经没有什么作用，在中弹时会挂在侧舷拖曳，极大增加了阻力，且或许还有卷入螺旋桨的风险。取消防雷网空出的120吨重量可以用于强化水下防御。于是，基于之前的R3*方案，主装甲带厚度改为最厚处沿舰体长度均匀的13英寸，防雷舱壁也统一为2英寸，这被认为能补足煤舱的防御效果——显然此时还没有意识到液舱对水下防御的价值。 由于这是首次在战舰上搭载如此多的燃油，在没有进行实验分析的条件下需要增加相应部位的结构强度，这估计会增重300吨。原先用于储存燃煤的大量中甲板空间被腾出，考虑到保持良好通风和水线附近区域水密性的需要，这些空间被用作浴室、衣装室等生活便利设施。 最终完成设计通过时的主要性能数据如下：全长（包括舰艉走廊）196.37m；水线长193.40m；垂线间长182.88m；宽度（最大）27.58m常备吃水8.76m；满载吃水9.75m；常备排水量27,500英吨；满载排水量31,300英吨常备载油650英吨；燃油最大载量3,500英吨，燃煤100英吨；人员编制831兵装：8门15英寸42倍径炮，16门6英寸45倍径速射炮，4具21英寸水下鱼雷发射管装甲（厚度英寸）：主装甲带13~6；艏艉装甲带6~4；前后舱壁6~4；炮座10~4；炮塔前/侧/顶13/11/5；司令塔侧/顶/通道11/4/6；烟道1.5；防雷舱壁2；侧舷装甲带衬底2（最低）；副炮炮廓装甲6动力系统：24基大管燃油锅炉通常最大功率56,000轴马力（23节）；过载最大功率75,000轴马力；最大航速（常备状态）25节 1912-13年度计划建造4艘QE级战列舰。由于马来亚联邦的出资馈赠，得以额外建造一艘QE级，并被命名为马来亚号（HMS Malaya）。1913-14年度计划则建造5艘R级战列舰。也许是意识到QE级的航速不足，若要保证良好运用以QE级编组的快速分队则不得不在舰队两端都布置一组快速分队，这就需要更多的QE型高速战列舰。丘吉尔希望加拿大能提供3艘QE级的经费从而能实现两组各4艘QE级战列舰组成的快速分队，但这一提案在1913年被否决了。在1914-15年度计划中，本来考虑一艘类似QE级的高速战列舰设计（与QE级的设计不同），但由于战争的爆发而被取消。列表：QE级各舰的建造信息
名称铺设下水建成制造厂轮机商造价（￡）
伊丽莎白女王21/10/191216/10/19131915年1月朴茨茅斯沃尔森德3,014,103
厌战31/10/191226/11/19131915年3月德文波特Haw. Leslie2,524,148
刚勇31/1/19134/11/19141915年2月费尔菲尔德费尔菲尔德2,537,037
巴勒姆24/2/191331/12/19141915年10月约翰·布朗约翰·布朗2,408,000
马来亚20/10/191318/3/19151916年2月阿姆斯特朗沃尔森德2,945,709
前半部分的注释
注释参考《NavalWeapons of World War One》(N.Friedman)。详见JSTOR，《Averting the Great War? Churchill’s Naval Holiday》(J.H.Maurer)。对此可以参照战列舰论坛LeSoleil的贴子《[讨论] 费舍尔的战巡防御观》。引用参考资料。尺寸由英尺转换保留两位小数。RIII和RIV的数据源于参考资料，没有给出RIV的其他重量数据，故按等于RIII计，如此则RIV的排水量实际要略小于RIII。但RIV的舰体有更大长宽比，布局也不同，如果造价确实更贵，猜测排水量应更大（此表中的RIII与前面给出的R3常备排水量有增加），在舰体和装甲重量应该与RIII不一致。QE新建时的重量分配取自，注意在建成后还有各种修补导致增重；严格来说，这个重量分配应该是在改用纯燃油动力后接收的RIII*方案计算值，按照参考资料。23.9节的成绩是Barham于1916年7月6日测得的平均最大航速，这是QE级在一战时期较为完整的海试记录数据中最快的，马来亚号在同年的4小时最大功率海试中以更大的轴马力却只达到23.5节（详见参考资料）。不过根据参考资料，厌战号在1915年的海试中，以过载75,510轴马力达到24.65节航速，这也许表明如果没有超重，在27,500英吨排水量下是有可能达到25节航速的。在一战后实施的改装增设防雷凸舱后QE级的航速均有所下降。对于Barham的公试成绩详见参考资料。数据对照参考资料。有关QE级编成快速分队的讲述，详见参考资料。
5、建成后的修改情况 QE级的设计存在缺陷，而在建成后反映的问题也导致需要修改。 在5艘QE级中，只有首舰伊丽莎白女王号在新建时按照设计搭载了16门6英寸炮，舰艉的4门副炮由于位置太低极易进水而根本不实用，于是其余4艘建成时没有搭载舰艉的4门副炮，相应开口被密封；作为补充，在艏楼甲板两侧各设置了1门6英寸甲板炮。然而，这些位于舯部的甲板炮虽然相比有更好的射界，在供弹和防御方面存在缺陷。伊丽莎白女王号随后在1915年也移除了舰艉的4门副炮，并增加了艏楼的2门6英寸甲板炮。5艘QE级的6英寸甲板炮在1916年都被移除了，可能有日德兰海战中暴露的副炮防御问题的原因。另一种观点是，随着意识到航空攻击的威胁增大，这些6英寸甲板炮被移除替换为3英寸防空炮。 QE级最明显的缺陷是航速没有达到指标，其中一个很大的原因是超重。在结构补强等修改增重后，5艘QE级的重载排水量都在33,000英吨左右，相应的平均载重状态大约为29,200英吨，这已经明显超出了设计的27,500英吨。吸取日德兰海战的教训强化弹药库装甲防御后，1917年9月，伊丽莎白女王号的重载排水量已经达到34,050英吨，超出设计将近三千吨。如此程度的超重主要有以下原因：由于舰体前部的结构框架比大部分先前的英国无畏舰都更稀疏，需要对舰体前部的侧板增加支撑结构补强，以解决早期海试时在恶劣天气下反映的板件结构震荡问题（panting）；对艏楼甲板补强，以应对主炮炮口暴风；在6英寸炮炮廓增设中线隔壁；通风系统增设大量阀门以保护水密舱室；增设注水和燃油泵设备，通过对特定舱室注水、将燃油抽向更高侧以恢复平衡。到1917年9月，作为吸取日德兰海战的教训，强化了对弹药库的防护和安全设施，弹药库上方的中甲板装甲和前部6英寸副炮炮廓的倾斜面装甲以及紧靠末端15英寸炮药库的舱壁都增厚1英寸。相应地，副炮每炮备弹从150发削减至116发以平衡增重。 5艘QE级一直服役到二战时期，在一战后各舰均进行了诸如增设防雷凸舱等改造，而伊丽莎白女王号、厌战号和刚勇号还接受了大规模的现代化改造。限于篇幅，对这些改造的要目和效果本文不予介绍了。
6、各项性能评析6.1 舰体 QE级的舰体在型线上与先前的英国战列舰（如铁公爵级）十分近似，但由于移除了舯部炮塔，艏楼得以延伸连接到X炮塔。采用纯燃油动力移除了大片的煤舱，提供了充裕的生活区域，尤其是在主甲板。 尽管与铁公爵级相比，QE级的舰体增加了长宽比，但仍然明显不如战列巡洋舰修长，方形系数也偏大，这影响了最大航速。QE级的水线长度不到200米，这对于高速主力舰来说实在太短了。另一个原因是，25节的最大航速指标是在仅仅搭载650英吨燃油的常备排水量下的，这本身就颇为牵强，而实际的超重又进一步降低了航速。列表：对比不同战列舰的尺寸和公试成绩
舰名巴勒姆金刚长门兴登堡
隶属英国日本日本德国
公试排水量（公吨）32,76827,58037,39631,500
水线长（m）193.40211.84213.60212.5
宽27.6228.0428.9629.0
长宽比7.007.557.387.33
吃水9.918.229.839.57
方形系数0.6190.5650.6150.534
最大航速（节）23.927.526.426.7
功率（轴马力）70,79078,27585,47895,777
QE级的GM值比先前的英国战列舰都明显更大，但仍然不如一些德国主力舰。较大的GM值虽然有利于抗沉性不易因进水倾覆，但会减小横摇周期，不利于火控和人员舒适性。QE级较大的GM值原因不明，猜测与相比之前的英国战列舰少了一座主炮塔有关。通过对比不难发现QE级的舰宽较小，虽然这一尺寸大约符合在迪文波特、直布罗陀和马耳他的干船坞的限制，更可能的原因是尽量降低GM值，以减缓横摇的速率提高稳定性便于火炮射击。QE级的平均横摇周期为14秒。列表：QE级的稳定特性
状态轻载常备重载
平均吃水（米）8.959.1910.19
GM值（米）1.711.802.38
最大稳性角383839
倾覆角586979
排水量（英吨）28,25029,20033,100
QE级的舰体高度，从艏楼甲板到舰底的距离约为16.3m，从上甲板到舰底的距离为14m(46英尺)。QE级的超重问题也明显影响了干舷，降低了适航性，尽管常备排水量下的GM值没有因为超重而与设计值有多少偏差。在10.16m吃水下，QE级的干舷除以舰体长度平方根的1.1倍的比值只有0.73，这一数值明显偏低，甚至比后来的R级战列舰更低，而跟铁公爵级相近。R级和铁公爵级的适航性均表现不佳。在伊丽莎白女王号于1915年2月1日驶往直布罗陀进行炮术训练并前往达达尼尔海峡时，明显反映出较差的适航性。战舰有轻微的艏倾，舰体极易上浪，埋首后恢复非常缓慢，且在迎着海浪行驶时，前部的主炮塔几乎一直遭到海水冲刷。比较值得注意的是，虽然德国海军的主力舰普遍干舷更低，其适航性能却是令人满意的。
6.2 动力系统QE级的动力系统主要由24基燃油锅炉和4台直接传动蒸汽轮机组成。24基锅炉分布于4个锅炉舱，每个锅炉舱分别在长度和宽度上排列两基和三基锅炉；4台蒸汽轮机分布在3个轮机舱，其中外侧推进轴的轮机位于两侧的轮机舱，内侧两轴的轮机一同位于中间的轮机舱。伊丽莎白女王号、刚勇号和马来亚号采用B&W式锅炉，而厌战号和巴勒姆号采用亚罗式锅炉。在轮机型号方面，巴勒姆号和刚勇号采用布朗•寇蒂斯式汽轮机，内轴各由一台高压汽轮机（正向）和低压正向/倒退汽轮机驱动，外轴则是中压正向汽轮机和高压倒退汽轮机；伊丽莎白女王号、厌战号和马来亚号采用帕森斯式汽轮机，外轴为高压正向/倒退汽轮机，且在高压轮机前端还有“反馈式”（reaction-type）齿轮减速传动巡航汽轮机，内轴则配置低压正向/倒退汽轮机。这三艘QE级搭载的巡航汽轮机显著提升了巡航速度下的燃油经济性，尽管在无畏号跟伯勒洛丰级上的巡航汽轮机并不成功。列表：对比不同主力舰的动力系统参数
舰名伊丽莎白女王铁公爵狮德弗林格尔
蒸汽工作压力(kg/cm2)16.5 16.216.5
锅炉受热面积（平方英尺）98,16263,756 132,073
锅炉舱全长（米）43.934.857.939.1
轮机舱全长25.621.534.130.9
与铁公爵级相比，QE级为了提升4节最大航速，需要将动力系统的设计最大功率增加到2.5倍以上，相应地动力系统的重量也明显增加。如此巨大的提升航速的代价，也许是因为其舰体长宽比不够大，方形系数也不够小，导致严重限制了最大航速。QE级的动力系统功率重量比要明显大于铁公爵级，这应该有采用燃油动力的主要原因，也可能因为搭载了更多的锅炉。德国的德弗林格尔号大型巡洋舰在海试中达到76,600轴马力的功率，这与QE级的动力最大出力相近，而德国主力舰的动力系统相比有更加细密的舱室分划，锅炉也更加轻量紧凑。以德弗林格尔号为例，其搭载14基燃煤锅炉和4基燃油锅炉，采用两组直接传动帕森斯式汽轮机四轴推进，锅炉设备重量为1,342英吨，一共有12个锅炉舱和4个机舱；而伊丽莎白女王号、巴勒姆号和马来亚号的锅炉设备重量分别为1,534、1,631和1,887英吨。对于实际的动力系统总重，伊丽莎白女王号是3,534英吨，巴勒姆号是3,582英吨，马来亚号是4,037英吨。列表：对比不同主力舰的动力系统功率重量比
舰名巴勒姆铁公爵玛丽女王兴登堡
动力系统重量（英吨）3,5822,4605,3103,632
最大出力（轴马力）76,57532,78483,35095,777
功率重量比21131626
尽管从节省动力系统的重量和舱室长度来看，德国的战列巡洋舰要明显优于英舰，这主要是采用了细管锅炉的原因，英国海军对于细管锅炉也有应用在小型舰上，但在主力舰上一直到胡德号才采用，这是因为细管锅炉虽然明显更轻便紧凑，有巨大的空间重量收益，但相比大管锅炉而言更需要频繁维护，长时间使用的性能表现下降更快。维护性对于英国海军的主力舰非常重要，因为必要的维护会暂时削弱英国海军能够及时部署的兵力，从而给德国海军提供集结所有主力舰进行决战的空挡时机。由于战争原因，QE级的海试并不充分，这导致英国海军对它们的航速乐观高估了。在日德兰海战中，由QE级编成的第五战列舰分队达到的实际航速大约为23.8节。伊丽莎白女王号在初步海试中最大达到57,133轴马力的功率，其余4艘QE级在海试中的最大动力功率如下：厌战号77,510；刚勇号71,112；巴勒姆号76,575；马来亚号76,074。刚勇号在5艘QE中最慢，最大功率最低，这是因为在高压喷嘴的区别。伊丽莎白女王号在大约15节航速下需要11,000轴马力，燃油消耗9.3吨每小时，续航距离为5,500海里；在大约22节航速下需要55,000轴马力，燃油消耗28吨每小时，续航距离为2,650海里。列表：QE级设计计算的航速-功率-油耗-续航表格
航速（节）252422.520.5
功率（轴马力）75,00060,00045,00030,000
油耗（吨每小时）40.531.425.218
续航距离（海里）2,1002,6003,0363,872
由于续航数据比较错综复杂，无法确定QE级的续航性能是否比起先前的英国主力舰有所下降，不过QE级的燃料搭载总重确实明显要低于之前的英国主力舰，比如英王乔治五世级最大搭载3,100英吨燃煤和840英吨燃油，狮级最大搭载3,520英吨燃煤和1,135英吨燃油。采用纯燃油动力使得QE级相比先前的英国战列巡洋舰减少了一座烟囱，这能腾出更多的上层甲板布置空间。一个细节是，QE级仍然搭载了100吨左右的燃煤，这些是提供给厨房烹饪使用的。厌战号在1934年将烹饪设备改为采用燃油。QE级新造时的发电设备为两台150千瓦燃油发电机和两台200千瓦涡轮发电机，提供220伏电压、可达到3,100安培电流的电力输出。在1916年，决定给QE级以及R级、声望级和勇敢级这些15英寸炮搭载舰再增设一台200千瓦发电机，以增加供电的余量避免一台发电机受损给其他发电机增加过大负担，尤其是在夜战条件下。列表：QE级的用电设备及其电力需求
设备名称电流（安培）设备名称电流（安培）
探照灯电机500舵机200
低功率电机805英寸换气扇20
隔离器207.5英寸换气扇90
主无线电9012.5英寸换气扇370
Hummer交流电机3017.5英寸换气扇250
淡水和清洁(Sanitary)水泵4020英寸换气扇70
发射药库制冷设备20035英寸换气扇360
50吨舱底泵450鱼雷发射管闩电机——
升降机(Lifts)90照明850
提弹井40散热器(Radiators)280
Dredger扬弹机40合计4,070
QE级沿用自无畏号的并排双舵配置，无畏号采用并排双舵是担忧因为采用蒸汽轮机适配效率导致需要更多轴数和直径更小的螺旋桨会降低操纵性。伊丽莎白女王号在1915年于直布罗陀出现右侧一台轮机的叶片脱落，不过由于足够的舵效得以继续以18节驶往达达尼尔。然而，在日德兰海战中，厌战号的舵机发生故障，导致其缓慢接近德国舰队，打转了两圈，成为了被集中火力的目标，厌战号因此受到的损害迫使其退出战斗。厌战号的舵机故障是由于长期在高航速下大负荷使用舵机，导致推动轴承（thrustbearing）过热，进而导致差速器不能及时响应舵轮。在上部和下部指挥塔的舵轮操作起来十分费力，这些地方的操舵装置不能发挥作用。最终临时提供的水流冷却了推动杆，使舵机恢复正常，但此时因为收到报告称舵机室已经进水，不得不在轮机舱操舵了。刚勇号在1916年5月4日也发生了类似的舵机故障。另外，QE级的内侧螺旋桨有严重的磨损，这是因为在转向时内侧的螺旋桨会受到外侧螺旋桨的水流干扰。对策是在转速超过200rpm，超过5度舵角时对外侧推进轴降低转速。
6.3 主炮QE级被认为所取得的成功，很大程度上要归功于其主炮的优秀性能。尽管在QE级上采用15英寸炮是一项紧急的决定，一旦火炮研制出现问题将拖延QE级的完工日期，实际上这些新炮不仅没有影响QE级的工期，还有着超出预期的出色的性能，甚至被装备在二战后建成的英国最后一艘战列舰前卫号上。15英寸MK I炮基于13.5英寸MK V炮进行设计。1912年1月，丘吉尔指使以“实验型14英寸炮”作为代称，进行新主力舰采用的15英寸炮的研制。一门火炮将在四个月内完成制造以进行测试。总共制造了两门样炮，分别由埃尔斯维克(Elswick)和维克斯设计制造。埃尔斯维克的样炮（编号E597）在结构上不同，没有B管，采用埃尔斯维克式“三动短臂”炮闩，这种炮闩被认为能明显减缓射击时的反冲(slam)。不幸的是这门样炮在测试中出现了A管的问题。于是，另一门具有分离的B管和维克斯式炮闩的样炮设计为后续制造采用。1914年5月6日，对炮塔进行的性能测试，通过了验收，这意味着新炮及时完成了研制，没有因此推迟新主力舰的工期。15英寸MK I炮采用当时英制舰炮传统的线紧(wire-wind)工艺，英国海军认为这相比筒紧工艺能明显降低重量。然而，与德国在巴伐利亚级战列舰上采用筒紧工艺的38厘米炮相比，英制15英寸炮明显更重。1914年法国施耐德为意大利制造的15英寸40倍径炮也采用筒紧工艺，同样明显轻于相应对比的两种英制炮（63英吨对比维克斯式的83.56英吨）。这其中主要的原因其实是英制炮采用较高的安全系数，英制炮设计承受的极限标准是其钢材的抗张强度而非弹性极限，这大致相当于承受弹性极限的2倍，而德制舰炮为1.5倍，法制炮为1倍。在后来英国人对德国舰炮进行测试时，认为德制炮的设计更有利于提高精度，因为在重心位置非常牢固，身管重量也明显更轻，这能减少火炮随着时间受重力作用的弯曲变形，以及开炮时的偏振。另外，线紧工艺似乎有不足以承担炮管纵向强度的问题，无法以此制造过长的大口径舰炮。列表：15英寸42倍径MK I舰炮的性能参数身管重量：100英吨（包括炮闩）；火炮全长16.520m，炮膛长度16.002m，线膛长度13.115m发射药194kg柯达火药(Cordite)，药室容积30,650立方英寸，膛压3,071kg/cm2通常射速：36秒/轮备弹数100，身管寿命335
15英寸MKI炮主要采用以下几种炮弹：被帽穿甲弹(APC)，被帽通常弹(CPC)和高爆弹(HE)，弹重均为1920磅（871千克），装药分别为27.4千克的苦味酸、58.6千克的黑火药（之后改为TNT），和101.6千克的苦味酸。英国海军一战时期的穿甲弹有众所周知的早炸问题，苦味酸作为炸药太敏感，且穿甲弹弹头材质太脆，加上引信设计不合格，导致英国海军的穿甲弹往往触碰在敌舰的装甲表面立即爆炸，而不是穿入内部起爆，这显著降低了杀伤力。不过如果要换为不敏感的TNT装药，则需要可靠的“二阶”引信确保起爆，这种引信设计复杂。到1918年，英国海军完成了新型被帽穿甲弹的研制，这种新弹显著提升了穿甲性能，装药也改为60%三硝基苯酚和40%二硝基苯酚的混合物。然而，直到1918年12月，15英寸炮搭载舰的备弹中，新型穿甲弹仍然没有占到30%。 英国海军在之前采用长身管和增加发射药的12英寸50倍径炮单纯通过提高炮弹初速来增加穿甲能力的尝试是失败的，发射药在炮弹离开炮口时仍未全部燃烧，严重影响了散布界（精确性），同时也降低了身管寿命。于是，在13.5英寸炮上采用较重的炮弹，这虽然降低了炮口初速，但保留了良好的精度，且因为降低了炮管烧蚀而具有充足的身管寿命。英国海军在15英寸炮上沿用重弹思路，使这一型舰炮有非常低的散布，且其1920磅重的炮弹在装药量上都超过英国12英寸口径同种炮弹的两倍，具有明显更大的破坏力。一份研究显示，在日德兰海战英国军舰击中德国主力舰的104发大口径炮弹中，有31发都来自由QE级组成的第五战列舰分队，且它们的射击条件更差，能见度更低、距离更远。在对德国主力舰命中的大口径炮弹中，毁伤最严重的一发来自巴勒姆号或者刚勇号的15英寸炮弹击穿了塞得利茨号艏楼甲板左侧，在距离舰艏65-70英尺的位置穿入，在上甲板距离右舷6英寸处爆炸，在舰体外壳上撕开了10英尺x13英尺的破洞，导致其舰艏区域大量进水。列表：15英寸MKI炮4crh穿甲弹的仰角-射程-存速-落角
仰角射程（米）存速（米每秒）落角
2.64,5706323.0
5.99,1405417.3
10.113,72046813.6
15.618,29042022.3
QE级搭载的15英寸MKI双联装炮塔较为紧凑，炮座直径为9.30m，回旋部分重量为770英吨。作为对比，13.5英寸MKII双联装炮塔的炮座内径为8.53m，重量600英吨；德国巴伐利亚级搭载的38cm双联装炮塔炮座内径为10.00m，重量约850英吨。15英寸炮塔比之前的炮塔都更重，这对支撑结构设计提出了挑战。炮塔的旋转、火炮俯仰以及弹药提升、装填的动力均为液压，由4个涡轮泵提供。火炮俯仰速率为5度每秒，炮塔回旋速率为2度每秒。弹药库采用上药下弹布置，火炮装填可在全角度范围（-5°~+20°）进行，但由于在较大仰角下存在炮弹固定不够紧导致掉落的风险，一般还是在5度或者更低的仰角进行装填。另外，液压机械缺乏足够的动力，无法保证在将火炮调整到较大仰角的同时接受其他负载，这明显降低了射速。在20度最大仰角下采用1920磅炮弹的射程约为22千米，这在当时是足够的。搭载15英寸MKI炮塔并采用背负式布局的战舰并不能使上部火炮朝正向射击，因为上部火炮的炮口暴风会钻入下部炮塔的观测孔，对人员造成冲击伤害。
6.4 副炮和鱼雷 QE级的副炮为6英寸45倍径MKXII炮，以861米每秒初速发射100磅重的炮弹，在14度最大仰角下射程为12,339米。这些舰炮的理论射速可达每分钟7发，但QE级的副炮发射药供应使用一种缓慢低效的系统(Miller’s Hatch)，其供应能力要远远低于这一数值，这就需要直接就近堆放大量的备用发射药，而这显然增加了安全隐患，正如在日德兰海战中马来亚号因此遭到的损害所展示的那样。在吸取日德兰海战教训的改造中，副炮发射药的供应设备被替换为dredger式提升井。尽管QE级原先设计在舰艉搭载的副炮位置太低不实用而被拆除，位于前部的12门副炮同样经常遭到海水冲洗，尽管比起铁公爵级的副炮位置明显靠后（从A炮塔两侧后移到B炮塔），为了保证前向的射界和射数的布置方式使得这部分甲板区域极易上浪。这些位于炮廓的副炮的后向射界也比较狭窄，前6门炮的射界为从正前方转向后侧0~119度，后6门为13~135度。列表：6英寸45倍径MKXXII炮的性能参数炮重6,998千克；火炮全长7.105m，炮膛长度6.858m，线膛长度5.856m；药室容积1,770立方英寸，发射药12.3千克，膛压3,150kg/cm2，身管寿命670 QE级共搭载4基21英寸水下鱼雷发射管，位于A炮塔和Y炮塔弹药库外侧各布置2基，总共可以搭载20发鱼雷。这些发射管向下倾斜2度，前部的发射管方位角为80度，后部为100度。QE级搭载的鱼雷在24节航速下射程为13,710米，在19节航速下为16,909米。 6.5 火控设备 在新建成时，QE级在每座主炮塔上和司令塔配备一座15英尺测距仪，在后舰桥的鱼雷控制塔和前舰桥顶部各有一座9英尺测距仪。到1919年，伊丽莎白女王号、厌战号和马来亚号将B、X炮塔的测距仪替换为30英尺测距仪，其余两舰在1921-22年进行了同样的改动。在舰艏和以下4个控制点设有15英寸炮的观瞄点：司令塔内的火炮控制塔、司令塔顶部的火炮指挥仪、位于高处的火炮控制塔、“X”炮塔和通信站(Transmitting Station)。6英寸炮的控制部原先也设有4个，分别是左/右舷6英寸炮控制塔、通信站、顶部观测点和一个位于甲板上的额外控制站点。在1917年，认为在前舰桥顶部可以更好地指挥6英寸副炮，在相应部位配置了距离和偏转(deflection)的持续接收机并接入电路。 4座15英寸炮塔每座为一组，可以在通信站和炮塔本部之间切换连接。前部12门6英寸炮每侧以前后3门炮为一组。QE级各舰配有一个MarkIV*德雷尔火控台和4个德雷尔炮塔控制台。 QE级的鱼雷火控与铁公爵级不同，在通信站没有火控设备，鱼雷的火控设备位于司令塔和鱼雷控制塔，两处各有4套设备对应控制4具发射管，每套设备包括：Mark I鱼雷控制器、Mark II偏角陀螺仪、一副射击手枪和一具发射锣。
6.6 装甲防御 QE级的装甲防御并不能说很充足，尤其是与其装备的15英寸主炮相比较。虽然其主装甲带最厚处比铁公爵级增加了1英寸，但覆盖区域十分狭窄，而上部装甲带也从铁公爵级的8英寸削减到6英寸。在原先8.76米的设计吃水下，QE级的主装甲带分别有2.74米和1.22米高度在水线上下方，而13英寸的最厚部分总共只覆盖5英尺（约1.52米），在下端削减至8英寸，在水线上方只延伸到1.37米高，然后削减到6英寸与主甲板平齐。而实际上由于QE级的超重问题，主装甲带最厚处有较大部分都要被埋在水下。在主装甲带上方的6英寸上部装甲带覆盖了主甲板到上甲板之间的部分，区段长度与主装甲带一致；在上甲板到艏楼甲板的前部副炮段也有6英寸厚的装甲带。这些6英寸厚的装甲只能应对大口径高爆弹和小口径炮弹，对于大口径通常弹和穿甲弹则是明显不够的。在主装甲带前后依次有6英寸和4英寸的艏艉装甲带，覆盖高度与主装甲带一致。QE级的主装甲带覆盖了A炮塔和Y炮塔中线之间的部分，大约占水线长度的59%。装甲核心区的前部装甲舱壁为6英寸，后部舱壁为4英寸。 作为前日德兰时期的设计，QE级对于甲板防御并不重视，甚至为了控制重量和铁公爵级相比也有所削减。在新建时，QE级的中甲板包括延伸到主装甲带下端的“穹甲”只有1英寸厚，各层甲板除核心区外侧的下甲板之外都没有超过2英寸厚。这样的甲板防御应对远距离弯曲弹道的大口径穿甲弹可谓聊胜于无，即使是在日德兰海战后的改造也只是在弹药库上方的中甲板增设了一层HT（高张力钢）材质的1英寸装甲。列表：QE级的甲板装甲厚度
甲板部位装甲厚度（英寸）
前部6英寸副炮上方的艏楼甲板1
上甲板（舯部）2，1.25
主甲板（前后）1.25
主甲板（舯部）1
中甲板（舯部）1
下甲板（前部）3，1
下甲板（后部）3，2.5
经常与QE级拿来对比的，是后续R级战列舰的装甲设计。与瓦茨的设计形成鲜明对比的是，戴恩考特设计的R级一方面取消了主装甲带的削薄，整体厚度不变；另一方面将装甲甲板（外侧向下延伸形成穹甲）抬高一层，外侧加厚到2英寸。QE级的主装甲带厚度不均匀，这需要更加复杂的生产工序从而增加造价。瓦茨认为，装甲甲板应当尽可能保持在低处，只需略高于水线，这样当炮弹从上方射入时就会穿过较多层甲板而难以抵达，从而只需考虑应对防御破片；而戴恩考特则指出，这在纯燃油动力主力舰上是不可取的，战时的载重会让这层位置的甲板位于水线下方，而这些主力舰没有煤舱充当侧舷防御。戴恩考特认为抬高装甲甲板能增加被装甲保护的船舷高度，从而提高战舰的抗沉性能。不过，R级相比明显较低的GM值显然影响了它们日后进行现代化改造的空间。 QE级的炮塔装甲为正面13英寸、侧面和背部11英寸、顶部5英寸（马来亚是换用一种更坚固材质的4.5英寸顶部装甲），这是相对充足的；然而炮座装甲就明显不足了（这也是英国战列舰的通病），在上甲板以上区段的侧部为10英寸，这最好再增加2~3英寸；在上甲板下有装甲带保护的部分降低到7英寸，到中甲板降低到4英寸。结合当时英国海军在炮塔防火措施上的不足，加上英国海军使用的发射药十分烈性，大口径穿甲弹命中英国主力舰的炮塔将很可能引发火灾蔓延到弹药库造成毁灭性的殉爆。位于炮廓的副炮对于防御也是一个问题，无法提供足够厚的装甲防止被大口径穿甲弹击穿，一旦被穿甲弹击中引爆在副炮附近堆放的待发弹药，将造成严重后果。在日德兰海战中，马来亚号右舷3号6英寸炮被一发大口径半穿甲弹以20-25度射入艏楼甲板爆炸摧毁，引爆了附近堆放的部分发射药，最终导致整个右舷的副炮全部失效，造成102个人员伤亡。火焰穿入弹药提升井进入炮弹室，还好在舰员的紧急操作下没有引爆准备提升的10包发射药。一旦这些炸药被继续引爆，有可能整个6英寸炮的弹药库都会被引爆，进而引爆15英寸主炮的弹药库，造成毁灭性后果。另外，这些副炮所需的开口也影响了舰体水密性，除非把它们直接放置在甲板上方，但这必然要考虑主炮炮口暴风的影响。 在日德兰海战中，巴勒姆号被大口径炮弹击中6次，马来亚号7次，而发生舵机故障的厌战号被大口径炮弹至少击中15次。在日德兰海战QE级遭受的命中当中，最严重的一发命中厌战号的装甲带，击毁了左侧的饮用水舱(feedtank)并导致左侧轮机舱大量进水。命中部位的平均装甲厚度为7.5英寸，如果QE级的主装甲带没有削薄部分，也许这发命中的炮弹就不会击穿。一发大口径炮弹击穿了巴勒姆号的1.25英寸上甲板，接触主甲板爆炸，在甲板上炸开7英尺x7英尺的缺口，爆炸的破片穿过下甲板到达6英寸炮弹药库，也击毁了一台液压泵，不过剩下3台液压泵能够维持4座主炮塔的正常运行。爆炸的火焰穿过右舷2号6英寸副炮，引燃了一些发射药，同时还穿过一个通道抵达位于平台甲板的发电机室。对于由德舰5.9英寸炮造成的损害，只有一发命中厌战号Y炮塔左炮造成的损害较为严重，导致这门主炮必须更换。 QE级的防雷体系主要依靠2英寸厚的装甲舱壁，由两层1英寸HT钢组成，这些防雷舱壁与横向舱壁共同构成了包裹核心区动力舱和弹药库的内部装甲盒。QE级首次实现了完整覆盖整个装甲核心区的防雷舱壁，且由于采用纯燃油动力，这些防雷舱壁不需要煤舱舱门的开口，不过需要足够的结构强度和密封性承受燃油的液体压力。QE级的防雷舱壁布置在外侧，距离舰体外壳只有10英尺（约3米），外侧为油舱和延伸的双层舰底液舱。根据英国海军在1914年的测试，较厚的装甲舱壁应该被尽量布置在外侧，内侧的薄舱壁则需要在爆炸时不会与变形的外侧舱壁接触传导能量。然而根据德国海军的水下爆炸试验，应该反过来将较厚的装甲舱壁尽量内置，而外侧的舱壁和船壳应该尽可能轻薄以降低爆炸产生的破片损害。英国海军在1914年9月的一次会议总结认为，单纯由多层薄舱壁构成的防雷系统是没有用处的，最好的防雷设计是在一系列空舱液舱之后设置装甲舱壁，内侧的水密舱壁不会受到外侧保护舱壁变形接触。与爆炸接触的第一处舱室应该为空舱以起到缓冲作用，液舱应该位于防护舱壁后方抵御破片。这些观点与美国海军得到的结论相似，后者研发出了“三明治”式的多层防雷系统，首次装备在田纳西级上。随着鱼雷装药量的增大，QE级和之前的所有英国主力舰的水下防护都显得不足，这也是为什么在一战后对QE级进行了增设防雷凸舱等改造。 QE级的排水能力是一项巨大缺陷。在QE级的每个锅炉舱只有一个消防舱底泵和一个喷射器，排水能力为每小时275英吨，而铁公爵级每个锅炉舱的排水能力达到每小时1,100英吨。QE级的整体排水能力只有950英吨每小时，远逊于德国主力舰。
7、总结 单从融合战列巡洋舰的高速性与战列舰的良好装甲防御的高速战列舰而言，显然QE级并不是成功的设计，既没有足够的航速，也在装甲防御上有所妥协，而造价与铁公爵级相比也有不小的提升。如果QE级能修改为战列巡洋舰的舰型增加长宽比，也许能解决航速问题，虽然这或许意味着更大的排水量和更高的造价。由于QE级实际上并不能兼顾战列巡洋舰的任务，在1912和1913两年的计划中，英国海军没有建造新的战列巡洋舰，导致英德双方战列巡洋舰的数量差距迅速缩小，迫使费舍尔在战时增设急造战巡计划。 不过，QE级通常被认为是无畏舰时代高速战列舰的开端，日本海军借鉴QE级设计的长门级，就同时实现了26节的航速和同期日本战列舰的装甲防御，还装备了更大口径的41厘米主炮。而英国海军在后续的胡德号上也许真正同时实现了优秀的装甲防御和最高级别的航速，但排水量已经超过4万吨，而主炮火力与R级相当。直到1930年后动力技术的飞跃进步，使得制造更大功率而足够紧凑、轻便的动力装置成为可能，从而在不提升动力系统占用空间重量的条件下可以大幅提高航速，新造战列舰的航速才普遍提升到27节以上。 尽管QE级远远不是完美的设计，它们都能及时建成并赶在日德兰海战前服役，它们搭载的15英寸巨炮在日德兰海战中表现出优秀的精准度和巨大的破坏力；而尽管航速没有达到指标，它们相对其他慢速无畏舰较快的航速，以及相比R级更低的重心，使得它们在英国海军预算有限的限制下能得到比R级更完善的现代化改造，在新型战列舰建成之前实际上是英国海军的核心主力，且在第二次世界大战中也发挥了重要的作用，参加了非常多的战役。与其充满缺陷的性能相比，QE级在两次世界大战中为英国海军做出的贡献则是不可否定的。后半部分的注释：方形系数精确到三位小数，不计海水密度；巴勒姆号的数据参考，舰宽根据所述，实际建成比设计值略多，吃水按照给出的平均32ft6in换算精确到两位小数；金刚号、长门号的数据引用《图解旧日本帝国海军战列舰史》；兴登堡号的数据参考《The Kaiser’sBattlefleet German Capital Ships 1870-1918》(A.Dodson)和《German Battlecruisers of World War One》(G.Staff)，注意兴登堡号的航速测试是在浅水环境，估计在深水能达到27.5节，公试排水量取满载值。这里，对于参考资料的记述有矛盾，认为伊丽莎白女王号在1915年拆除了舰艉4门副炮并增设6英寸甲板炮，则将时期记为1915-16年期间；认为1917-18年这些甲板炮被替换为防空炮，而记载是在1916年就都移除了甲板炮。巴勒姆号的动力系统重量引用，最大出力引用的（应该是接收）海试数据；铁公爵号的动力系统重量引用（设计值，与实际有偏差），最大出力引用1913年的海试；玛丽女王号的动力系统重量引用《Battlecruisers》(J.Roberts)，不包括机械师储备(Engineer’s Stores)，最大出力引用海试中的最大值；兴登堡号的动力重量数据引用。根据图纸测量估算，存在误差。QE的动力舱尺寸参考，由英制换算精确到一位小数，蒸汽压力取自，由235psi换算得；铁公爵级和狮的数据取自；德弗林格尔号的数据引用《German Battlecruisers of World War One》(G.Staff)，蒸汽压力数值与QE一致，但为生成压力，可能与工作压力有偏差，受热面积由12,270平方米换算得到，舱段长度测算得到。数据取自，原文续航距离单位为miles，根据计算推测应为海里(nautical miles)更加贴近。参考J.Roberts，《Battlecruisers》。截取自ProfileMorskie 5《Brytyjskie Pancernik HMS Warspite》，根据25节75000shp推测为设计数据，具体出处不明。此处续航距离为推算得到，取载油量3,400英吨，这里按照参考资料，3500吨是设计方案，3400吨为实际的燃油最大载量。按照参考资料，一台燃油发电机的功率为450kw，这可能有误；此处按照TheDreadnought Project上QE条目的记述为准。更精确地，为每炮110发炮弹加上6发榴霰弹（Shrapnel Rounds）。参考The Dreadnought Project的QE条目。引用自TheDreadnought Project, Queen Elizabeth Class Battleship (1913)。注意这里合计的电力需求明显大于供应值，可能是对于供电估计有所保守，也有可能确实不能同时满足全部电力需求。详见Navweaps上的英国15英寸42倍径MarkI条目。此处对于埃尔斯维克样炮的问题，在《Naval Weapons of World War One》(N.Friedman)中记述不同，为锻造失败。详见《NavalWeapons of World War One》(N.Friedman)。参考《NavalWeapons of World War One》(N.Friedman)和Navweaps；膛压由19.5英吨每平方英寸换算得。在一战后为了进一步增加杀伤效果，将混合比例调整为70/30。详见Navweaps。参考Navweaps，此处射表的炮口初速为732m/s。详见Navweaps中英国15英寸42倍径MKI炮的条目。参考Navweaps，Britain 6"/45 (15.2 cm) BL Mark XII and Mark XX。参考TheDreadnought Project, Queen Elizabeth Class Battleship (1913)。详见TheDreadnought Project, Queen Elizabeth Class Battleship (1913)。基于参考资料横剖面的注释。在参考资料的表中，QE级中甲板包括穹甲部分的厚度为1.25英寸。（全文完）
在The Dreadnought Project网站上的QE条目，提到了一些比较有意思的信息：
1、采用纯燃油动力的一个优点是可以在海上补充燃料，避免了被蹲点潜艇袭击的风险
In a paper of 5 December, 1913, Churchill referred to:The argument for the design of the 'Queen Elizabeths' was fully explained to the Cabinet last year, and nodoubt can be entertained of the decisive military advantages inherent in the creation of a fast division ofvessels of the maximum fighting power. The fact that oil-burning ships can refuel at sea, and thus avoid thegrowing submarine menace which will await them near their coaling bases, is a newly realised advantage offirst importance.
2、布里奇曼在QE级设计过程当中的影响？
Soon after Queen Elizabeth was completed, Sir Francis Bridgeman, who had been First Sea Lord when she was designed,wrote to his friend Jack Sandars that "I regard her & her sister ships as my special children." This pronouncement isinteresting in light of his 1912 suggestion that the 1912 programme should be repeat Iron Dukes, and that the QueenElizabeths be deferred until 1913.
另外对于QE级的副炮备弹数量，文中参考Campbell的QE书给出的从每炮150变为116发，但之后我感觉这里可能有误，QE级原先的副炮备弹量按照其他资料提到的是每炮130发，比如在DKB的《大舰队》里从QE级到R级的方案对比表中给出的就是130发（而R级是150）。
我认为标题和定位还是有争议的。
首先，QE是不是创新？因为所谓fusion style早在1906、07就很多人提了。QE的前身狮虎也普遍被认为就是兼具战列舰属性的。如John French找到的狮级设计档案里的说法：
“Legend particulars are also given for the “Indefatigable” & “Hercules”, for the purpose of comparison as in consequence of the increased armour protection the new vessel may be regarded as a battleship as well as a cruiser.”
燃油动力和15寸炮都只是子项，如果要造成战巡这两项也依然成立。那QE创的是哪门子新呢？
其次，QE的缺陷是怎么来的？和创新有关吗？
其实没有。归根结底是1-保守派的慢速主力舰至上思维和2-现实中的财政限制导致在现实政治框架下无法建成理想的新式融合型主力舰。
按莫尔备忘录的说法，QE的预算的真实造价比虎还要低。它是一个追求省钱同时满足保守派诉求的玩意。这最终导致了它航速不足没法替代战巡角色的重大缺陷。
所以要我说，它应该算是保守的代价。
感谢楼主对QE级的火控介绍，尤其是副炮和鱼雷部分，一般很少会提及。以前一直误会“X”炮塔背后的装甲塔是后主炮指挥塔，原来只有鱼雷火控功能。图E3/8左右舷的两个圆桶是副炮指挥仪吧？多半的照片都看不清楚。
拙贴从电影截图看1927年皇家海军的火控作业有几张主炮火控核心舱的实物照——深藏在“A/B”炮塔之间的通信站(Transmitting Station，我翻译成计算室），这里面光是德雷尔火控枱的直接操作员就有八个，周边还有十来个接收及传输参数及指令的人员。可惜还是没见过“X”炮塔内部的后备火控站的照片及图面，不知是怎么配置的（《海军火力》只有炮塔火控枱设备的照片）。
mathewwu 发表于 2022-12-28 14:25
感谢楼主对QE级的火控介绍，尤其是副炮和鱼雷部分，一般很少会提及。以前一直误会“X”炮塔背后的装甲塔是 ...
有关火控我其实不怎么熟悉，the dreadnought project上归纳的非常详细，我也只是取其中的一小块个人好理解的部分了
Flynn 发表于 2022-12-28 14:41
有关火控我其实不怎么熟悉，the dreadnought project上归纳的非常详细，我也只是取其中的一小块个人好理 ...
感谢。The Dreadnought Project这篇我也看过，2020年版似乎没什么改动，“X”炮塔的主炮指挥设备说明也还是"?"。 海军部中高速战列舰的提倡者相信，QE级这种高速战列舰足以取代战列巡洋舰
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海军部认为女王可代替战巡，是基于费舍尔原先构想的超级狮，或建成前误以为其航速能达到26乃至28节吗（“英国战巡防御问题”帖提到的）？
或者说，若达到25节设计航速，在海军部看来，就能凑合充当战巡（贝蒂：我不挑），还是只能编为战列舰舰队两端的快速分队了？
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