CA139级设计史
本帖最后由 akiyama 于 2023-4-12 11:08 编辑1943年5月21日,军械局向总委员会提交了“计划中使用分装弹药、供弹和装填机构能实现至少2倍现有舰炮射速的新式8英寸炮塔设计”。军械局预计新设计的三联装炮塔比当前重巡洋舰上的重约100吨,并认为这种炮塔会使搭载它的新重巡洋舰排水量最多增加400吨。总委员会建议该炮塔设计尽应用到新8英寸巡洋舰建造项目中。
舰船局设计部门负责人在5月上旬就向设计部送去了一份备忘录,声称已在考虑建造4艘新式8英寸重巡洋舰,并要求进一步改进舰船设计。所以当军械局把新速射炮塔的副本发给他们时,他们的设计工作已经有了些许进展。
在总委员会的要求下,舰船局研究了将新式三联或双联装速射炮塔安装在CA-68级(“巴尔的摩”级)上可能造成的影响,并在1943年6月28日提交了一份对比总结。他们估计使用三联装炮塔将使新舰设计的排水量比“巴尔的摩”级高出600吨。搭载双联装炮塔的吨位为12409吨(标准),三联装为12992吨(标准)。三联装每门炮150发备弹,双联装200发;前者弹药库不得不扩大,主装甲带和水平装甲都要向前延伸来保护它。因为速射机构而扩大的座圈直径需要一个尺寸更大结构更强的船体,但是已订购的CA122-138都无法再做出这类设计改动。如果总委员会不接受在“巴尔的摩”级船体上安装双联装炮塔的设计,舰船局建议新设计一级排水量更大的重巡洋舰来搭载这种新式三联装主炮。
在向海军部长提议新重巡洋舰设计的时候,总委员会说: “众所周知我们重巡洋舰上的8英寸主炮射速不尽如人意并亟需改进。总委员会已经就此开展了一段时间的研究。军械局正在研发一种性能出色的8英寸主炮和附属设备。新式火炮、炮座、弹药、设备等设计都相当新颖但尚未完全确定,仍有细节需要完善,尤其是供弹结构。舰船局正与之合作,相信所有问题将很快得到解决……总委员会相信这种火炮应当尽快安装到合适的舰船上,使其对敌舰取得巨大优势。新式重巡洋舰设计还需要其他方面的改进,因为现有设计都已经过时了。委员会相信开发这种新重巡洋舰设计是眼下的当务之急,此设计应当安装3座三联装炮塔,并具备其它将成为未来设计标准的特征……这个设计应当在能够暂时中断当前造舰项目的时候尽快投入建造……总委员会建议自CA139-142舰开始采用8英寸速射炮,新舰的设计应基于此目标开展。”
1943年4月27日,海军部长批准了海军作战部副部长的建议:“建议如此: (a) 尽可能早地完成新式巡洋舰的设计; (b) CA139-142,和将来可能被授权建造的重巡洋舰,都是对现有重巡洋舰建造项目的跟进; (c) 这级巡洋舰应包含基于战争经验得出的一切改进; (d) 如果必要,可以接受CA139-142的完工时间出现一定延期。” 1943年6月14日,海军同伯利恒钢铁公司的昆西福尔河船厂签订合同,建造CA139-142共4艘重巡洋舰。她们将延续改进后的“巴尔的摩”级设计(CA122-138设计)。1943年9月23日,海军要求承包商无视现有CA139-142设计方案,并告知该级舰的设计有待进一步确定。与此同时,CA134舰从上一级中移除,加入CA139-142批次一同设计并建造。在这之后的1944年4月8日,CA143舰被添加到了合同上,合同定下的完工和交付日期如下:
CA1341947年1月15日
CA1391947年3月15日
CA1401947年5月15日
CA1411947年6月1日
CA1421947年6月15日
CA1431947年12月1日
舰船局在1943年7底就开始了初始设计研究,尽管总委员会8月中旬前都没有表明对全新巡洋舰的态度。7月29日的一份手写笔记要求建造一艘改进型“俄勒冈城”级巡洋舰,像“伍斯特”级那样加强甲板防护;该舰不准备加强对巡洋舰8英寸主炮的防护能力,有着和之前的一样的6-4英寸主装甲带。增加的甲板装甲不是为了提高免疫区远界(虽然确实能这样),而是为了应对空中威胁。8月27日接到海军部长授权开始新式重巡洋舰设计后,舰船局的初始设计部门给出了如下的基本设计参数:
类型:重巡洋舰级别:CA139-142,134吨位:标准16700长吨,试航19560长吨长度:垂线间700英尺吃水:试航23英尺11英寸宽度:型宽74英尺,中横剖面武备:主炮: 9门8英寸55倍径火炮,安装于3座三联装炮塔,位于中线 副炮:12门5英寸38倍径火炮,6座双联装炮塔;11座四联装40毫米机炮;20门20毫米机炮载机:4架防护:垂直装甲:主水线装甲带6英寸,试航吃水时5英尺在水线上,5英尺在水线下;从1号炮塔延伸到3号炮塔;上端到第三(防护)甲板;前后端接着与之相同高度和厚度的横舱壁;炮座厚6.3英寸。 水平装甲:第三(防护)甲板3.5英寸厚,前后端和装甲带对齐。主甲板1英寸,覆盖面区域前后端略微超过第三甲板。 舵机装甲:顶部3.5英寸,侧面6英寸底部渐减至5英寸。动力:类型:减速齿轮蒸汽轮机 轴马力:120000 速度:约33.5节锅炉:4 传动轴:4续航:15节时10500英里燃料携带量:燃油2775长吨,柴油145长吨
这个设计有着和之前巡洋舰不同的一点,就是在主甲板敷设一层炸弹甲板。和当时的战列舰一样,这层1英寸厚的装甲可以将穿甲炸弹在到达装甲甲板前引爆,或者抵御薄弹体的高爆炸弹。舷侧的5英寸副炮将下降一层甲板,为博福斯腾出更好的射界。 就像舰船局在6月预言的那样,增大的弹药库体积对设计有很大影响。在这种情况下,弹药库增高到第三甲板,主装甲带向前延伸,而之前的巡洋舰弹药库都在水线下。他们1943年10月估计,更厚的装甲甲板耗费吨位更多:前部255吨,后部440吨。 在听取了各局和部门代表的建议后,总委员会在1943年11月13日向海军部长提交了关于“8英寸和5英寸混合口径重巡洋舰的性能”的建议。附信最后被引用来阐述这个设计的基本思路:
“总委员会研究了装备了很快就能投产和服役的新式速射8英寸主炮的重巡洋舰项目。现有的重巡洋舰设计在很多方面都有提升空间,尤其是8英寸主炮的射速上。有必要创造全新的设计,以引入新的改进措施并让这类舰的效能达到最高。
战争经验已经凸显出了快速而精准的射击在使用现代战术的水面舰夜战中的重要性。现在我们已经可以在只稍微增加排水量的情况下建造一艘拥有最大化攻击力和更强生存性能的重巡洋舰。这样一艘军舰将搭载8英寸速射主炮和两用5英寸副炮,并装备最先进的技术设备。
计划中的新式重巡洋舰能够完成巡洋舰的全部重要职能:摧毁轻巡洋舰,航运袭击,警戒掩护,侦察,岸轰,以及作为特混舰队的一员直面水面和空中威胁。这样一艘船特别适合伴随航母进入敌方海域开展进攻作战。
总的来说,这个设计将完成一艘比之前更强大的、围绕8英寸速射炮设计的巡洋舰。主炮是这艘船的主要特征,对该级舰船的所有要求用途来说都是足够强大的。主炮性能的提升由机械化作业、任意位置装填(最大41°仰角)、更强的控制设备、更好的布局以及许多内部改进实现。这型舰船将第一种装备8英寸速射炮的战舰。8英寸炮预期能达到旧式炮的至少两倍射速。近程防空炮火力充足;它们将拥有比以前更好的布置和配套设备。新舰拥有比以前更好的防护,抵抗水下损伤的能力也有提升。”
委员会附入一份建议从CA134、139、142开始引入的设计特征说明。这些设计参数扩充了初始设计中的简短说明,尤其是下面这些:
装甲:在15700到28000码免疫初速2800英尺每秒、重260磅的8英寸炮弹。水平装甲足以防护7500英尺高度投下的500到1000磅半穿甲航弹。炮塔有8英寸正面,2到3.5英寸侧面,至少2英寸的后面,和4英寸顶部装甲。装甲司令塔有6.5英寸正面和侧面,5英寸后面,4英寸顶部,2英寸底部和5英寸竖井装甲。
次级防护:船体,火控站(除了装甲司令塔),保护舰船指挥和火控管线的竖井,5英寸炮塔、换装室和扬弹机拥有防破片装甲。这些防护是40磅(1英寸)的STS(特殊处理钢)。破片防护优先布置于舰船操控、主炮和副炮火控。瞭望站,以及其他的露天人员战位、机炮待发弹药尽可能地布置了稍薄一些的防破片装甲。要重视保护高处战位的底部而不是顶部。
舱室划分:船上有4个成对布置的锅炉舱和2个主机舱,一个主机舱设置在两组锅炉舱中间。通过分舱和数量最大化的水密横舱壁限制鱼水雷和近失弹造成的损伤。完整的主横舱壁尽可能达到第二甲板的高度。所有的弹药库和动力舱都有内层船底将其和船壳隔开;通过细分舱室和以及在尽可能兼容其它主要性能的同时增强结构来为弹药库提供更多水下防护。
适航性:尽可能优秀的转向半径。有足以在恶劣天气中保持高速航行的坚固结构,设计用于与更大的巡洋舰,航母,战列舰或其他舰艇一起行动。优秀的火炮射击平台。在任意载重时都有优秀的横向和纵向稳定性。
动力:即使一半动力装置受损也能操纵;最大化设备维护和大修的可通达性并避免在维护和大修时拆除舰船结构。
电力:全舰的电力优先由各个锅炉舱中的四台汽轮发电机供应;两台汽轮发电机的功率必须满足一般战斗状态的全部电力需求。应急发电机是装甲盒中为提高生存性和主发电机分开布置的柴油发电机,柴油发电机总功率要能满足5英寸火炮、40毫米机炮、舵机、舰内控制、火控、应急电台和照明的需求。
通讯:电台。能满足作为分队旗舰的舰队通讯需求。
雷达:足以满足对海、火控、对空需求。
舰船指挥:在前部上层建筑,有足够的空间容纳基本操舰事务。舰队指挥和本舰指挥站之间有直接的通讯连接,拥有全方向和天顶视野,拥有防破片和机枪子弹的保护。
轮廓:外形在兼容其它要求的同时做到最小。上层应该尽量简洁,清除易被小口径炮弹或航弹摧毁的脆弱设备,或者阻挡视野、射界的设备。需要更多损管设备、防化、防水雷、防火设备。
为回应海军部长提出的8英寸重巡洋舰性能,舰船局回复初始设计已经基本完成了,标准排水量增加到了16500吨,24英尺的吃水让她拥有足够的装甲干舷。更大的吨位主要由更重的炮塔和更大的炮座、比前级增加的1英寸装甲甲板导致(2.5英寸增至3.5英寸)。舰船局就减重提出了以下建议:通过运行4台1250KW主汽轮发电机中的2台再加上2台位于动力舱首尾的850KW应急柴油发电机来满足战斗供电,这样可以削减汽轮发电机的重量来减重;防破片装甲从40磅STS削减到30磅STS,因为战争经验表明,30磅(0.75英寸)的装甲足以防护8英寸炮弹的破片和最大500磅的炸弹,这个改动能节省约150吨重量;居住设施和补给品基于1500名官兵设计,通过预留额外299个应急铺位及其补给品来满足海军人事局规定的1799人要求。她的炮塔更大,但是没有很好的防护;最大的变化就是增加的1英寸顶部(再次体现应对空中威胁)和0.5英寸后部装甲。此外,舰船局还建议利用省下来的重量在主炮弹药库和动力舱加装2.5英寸的横向防破片隔舱,以限制水平装甲难以抵御的重型航弹直击造成的损伤。军械局赞同舰船局的改动,并建议舰船携带1550轮射击的弹药(根据最近的岸轰经验),并尽可能多地加装对空机炮。
她有两座舷侧Mk37指挥仪,所以她拥有战列舰级别的火控。这在甲板布置上是代价巨大的,但是军械局认为最少要四座;之前的巡洋舰只安装两座是因为吨位和空间限制。同样重要的是,她可能是第一艘搭载两个主炮标绘室巡洋舰,早在1927年海军认识到它们的价值。高处的是新型Mk54指挥仪,用于代替之前巡洋舰上的Mk34型。此外,军械局还想为每座5英寸炮配备短程指挥仪,让舰上防空更难被大量敌机饱和。它们的价值略有争议,因为集中多座炮塔射击一样重要。尽管11座博福斯各自配备Mk51指挥仪,1943年11月后通过用并不充足的空间安装了额外的Mk52指挥仪解决了这个问题。美国舰队总司令兼海军作战部部长欧内斯特·金建议海军部长批准总委员会提交的设计案参数,赞许舰船局的改动,但是维持了总委员会关于弹药携带量和防空炮的要求。他说: “在完善设计的过程中,总是会出现一些细节上的改进。只有在这些改进不至于引起超重、不至于降低主要性能参数——尤其是速度——并且对舰船有利的情况下,它们才会被采纳。”
1944年1月25日,这些设计参数,包括金上将的评价,都被代理海军部长批准。他指出,设计案应该考虑能够在战时状态下增大作战半径。为了让舰船局能够尽早开始准备合同设计和详细参数,1943年12月6日,初始设计部门在舰船性能最终批准前就向合同设计部门提供了初始设计方案。报告中表明试航排水量为19560长吨,吃水24英尺。航空设施尚未确定,因为当时航空局还在研究能否在舰上运作更大更重的飞机。动力设计部门在研究改进动力设备布局,以减少鱼雷命中后损失的动力组数量。进一步的设计研究把官兵住舱分散到艏艉,离各自的战位更近,也能避免一次命中造成巨大人员损失。 三联装8英寸速射炮塔是新设计最主要的特征,海军采取了许多措施推进炮塔结构、换装室、弹药库设计和模型的实验开发。主管炮塔设计的军官对它的发展历程的总结报告摘录如下:
“新炮塔结构设计的初步设计工作由舰船局开展,费城海军船厂的三位工程师促成了这一工作。该局委托费城海军船厂……准备炮塔的施工设计图。在设计过程中,结构被简化,以达到比CA68上的更好的性能。一些更重要的特点如下: (a) 炮座及内部支撑结构改用圆柱,而不是“巴尔的摩”级的截锥型,炮座外壳一直向下延伸到第三甲板。 (b) 所有的炮塔结构都是一样的。2号炮塔的发射药转运室比1号炮塔的高一层甲板。 (c) 桁架结构取代了箱梁结构作为内侧炮架的支撑结构。 作为一种减重手段,高张力钢将应用到炮塔旋转结构主体部分作为结构材料。意识到8英寸药筒的存放和转运问题应该被实验性地解决后,该局……委托泰勒模型水池完成这项工作。无数次测试在C.L.史密斯中校地监督下于动摇平台上完成……最终设计决定将发射药筒竖立存储在发射药库内,并用小手推车转运。发射药库甲板需要覆盖有导电橡胶……在模型水池的旋转平台上测试了橡胶的防滑性能,橡胶和金属药筒之间的相互作用将由军械局研究。 药筒转运实验里还考虑了防火隔板,最终决定在发射药库舱壁上使用了转筒防火结构……一个完整的转筒结构被安排给伯利恒生产;制造好后将运到模型水池测试。 在1943年8~10月,8英寸335磅炮弹转运也在动摇平台上测试。设计决定所有炮弹都储存于炮座旋转结构的旋转储弹环上。为保障炮弹从储弹环转移到扬弹机过程中的稳定性,模型水池研制了一款稳定摇臂……测试时,稳定摇臂的表现很不错,最终被军械局采纳并成为炮塔设计的一部分。为了保证炮塔结构有设计时的强度和刚性,模型水池被委托制作并测试一个1:10比例的金属模型。在军械局的请求下,火炮耳轴处的角度偏转受到格外的重视。模型水池还被委托制造一个同比例的CA68级炮塔进行测试,以获得对比数据。 在炮塔的早期设计阶段就已决定炮塔无需安装测距仪,因为雷达可以实现相同的功能。某些军械局的军官希望炮塔上安装测距仪,军械局以此为基础开展了一些研究。由于需要大量空间和重量,安装测距仪的提案最终被放弃,但是作为妥协,主炮指挥仪上将安装一座26英尺6英寸基线的测距仪。炮塔内安装的马达功率如下表:
项目个数马力总计
回旋机构1125125
俯仰机构32545
扬药机31545
储弹环驱动42080
滑套机构驱动335105
运弹设备27.515
俯仰伺服电机339
回旋伺服电机155
扬弹机32060
总计 519
中央柱体直径定为22英寸。在它的固定基部有一个比发射药转运室平台高6英寸的防水围板,用于预防海水灌入电缆转接箱。 军械局希望压缩空气引射管和布置在炮塔中柱外的消防喷淋分离并用软管连接,软管在发射药平台下方的机井中。费城船厂被要求建造一个实物模型来测试它的可使用性。军械局在炮座装甲的布置上尽可能减少接缝:他们决定一个炮座将由7块全高度的装甲板围成。炮室装甲的设计应使所有装甲板都为平面结构(以简化生产)。除了装甲板和炮室底部钢板之间的接缝,其它所有的炮塔装甲接缝都是焊接的。中等大小的机械设备也能通过后部装甲板上的可拆卸面板更换,但是炮塔顶部却没有这种可拆卸面板。要想更换很大的设备,如火炮滑套,就必须在顶部装甲切出开口。更换火炮身管可以直接经由炮孔完成。 总委员会确定的每门炮备弹量为150发。为了避免出现和一众旧式战列舰一样的超载现象,军械局决定每座炮塔能够允许存放的炮弹数量只能限制在450发。 费城海军船厂说他们想要造一个实物模型,军械局就让他们尽快建成,以获得最大化收益。这个实物模型包括炮室以及炮室底板和上层炮弹转运平台之间的所有设备。 在布置炮塔通风系统上,设计人员做了特别的努力,以防止海水从进气和排气管中涌入炮塔内部。炮塔通风系统专门有一份合同设计图。1943年9月21日召开了一次会议,决定建造一座试验炮塔并在达尔格伦试验场接受测试,保证设计的结构都能正确运作……费城海军船厂被委派制造这个炮塔……模型水池被要求在测试场地射击试验时做好应力计记录。”
初始设计部门被要求基于CA122级设计新船体,他们增大了船体宽度保证稳定性,综合考虑长宽确保足够的装甲干舷——持平或略优于CA122级(该级舰有和CA68级一样的型线,但是改进了布局,重新设计了上层建筑)。初始设计的船体型线在1943年12月6日送到泰勒模型水池,接下来的6个月里通过模型试验开展了深入的测试研究。初始设计里,内轴安装有尾鳍而外轴采用轴支架结构。这一设计随后被安装尾鳍的合同设计方案取代,后来又被安装中线呆木、所有艉轴由支架支撑的模型取代。这些模型测试了不同的尾鳍修改,包括双舵和单舵的版本。他们也研究了尾鳍影响下的船体流线和伴流分布。在1944年5月18日泰勒模型水池的一次有船厂代表和监造官出席的会议后,领导设计的军官决定采纳轴支架、呆木和单舵的舰体方案。1944年5月30日,舰船局长寄给泰勒模型水池负责人一封嘉奖信,感谢对他们在试验研究过程中的努力。 CA139级重巡洋舰的模型测试仍在进行,以确定舵的尺寸和平衡,回转半径以及螺旋桨设计。被批准的船体结构与布局以及电气系统合同设计于1944年4月6日发布,随后在6月28日发布了动力布局。舰体建造的细节说明在1944年6月26日完成,而推进系统的特殊说明和电气设计图于8月12日完成。 设计图和说明的副本被提前交给监造官,让他了解承包商处的信息,保证建造计划尽快准备。1944年3月3日海军部和各局的高层军官们、舰队司令们一起研讨了新型重巡洋舰的初始合同设计。信件中包含对设计的讨论,其中有舰船局的评价。一些要点如下:
排水量——标准排水量将超过性能要求的16000长吨。
吃水——改变船体外形以保持速度和足够水线上装甲高度,这使它增加到24英尺。
舱室细分——这个设计案和“巴尔的摩“级比增加的宽度允许她拥有不同于以往的动力布局。这个布局将采用当前战列舰上的,一座锅炉和一台主机放在一个舱室的方案。这一设计的优点是水下抗损性能更好、可缩短8英尺动力舱长度和简化建造与操作。所有的主横舱壁都达到第二甲板的高度。为了降低被能穿透装甲甲板的重磅炸弹和鱼雷命中后的纵向损伤区域,装甲盒被重型防弹横舱壁划为5个部分。
损害管制——为了得到最好的舱内进水抗性以及尽可能降低防弹横舱壁上的开孔数量,管道系统尽可能分隔开独立布置,让每个保护区域内都尽量拥有完善的设备。此外,装甲盒的前后都有独立的排水系统。
防火——消防总管包括一个在装甲(第三)甲板下、主装甲横舱壁之间的水平环路;在装甲盒以外的区域设置垂直环路,环路上部连接主甲板以下,延伸整个舰体长度的管道的上层管路。装甲盒内外的舱段都配备消防水泵。
武备——8英寸炮塔的高射速使重新研究弹药供应问题变得必要。8英寸炮弹储存于炮塔旋转结构两层储弹平台的旋转储弹环上。它们靠动力驱动的设备转运至扬弹机上。药筒靠两轮手推车搬运。防火的垂直转筒安装于弹药库舱壁上。在一个能朝任意方向摇摆17°的动摇平台上完成的全尺寸模型测试证明,预想中的结构能满足在不利的动摇情况下保持发射药和炮弹供给的速度并维持舰炮最高射速,并且不会增加船员的体能消耗。副炮为安装在6座双联装炮塔内的12门5英寸两用副炮,其布置能满足在对海对空射击中朝任意方向实现最大的投射量,并有良好的火控灵活性。舰首增加了一座40毫米四联装机炮,总数达到12座。
火控——两个8英寸炮标绘室一前一后布置。8英寸炮指挥仪也能控制5英寸炮。5英寸炮有四座Mk37指挥仪和两个标绘室。5英寸炮指挥仪也能控制8英寸炮。每座5英寸炮塔还都配有一座Mk51指挥仪。8英寸炮标绘室内安装了用于Mk37火控系统的Mk1计算机,这使8英寸炮能够对空射击。
飞机——两座弹射器;四架飞机(两架在机库,两架在弹射器上);一座起重机。全部在舰艉。次要防护——作为一种减重措施,防破片装甲从1英寸削减到0.75英寸STS。8英寸炮和5英寸炮指挥仪的线缆竖井分别为1.5英寸和1英寸STS。续航——2900长吨的燃油携带量允许她以单机15节航速巡航10500英里。战时巡航状态主机全开的巡航半径为15节8300英里,20节7350英里,25节5300英里。
动力装置——和“巴尔的摩”级一样,除了取消了巡航轮机。
电力——发电机包含4台1250KW汽轮发电机和2台850KW应急柴油发电机。启动2台汽轮发电机和2台柴油发电机时,发电承载量足以满足作战负荷。汽轮发电机分散在四个动力舱。柴油发电机在动力段前后的独立隔舱。居住性——对通风缺乏冷却的舰船的分析研究表明,通风量的进一步增加并不能显著改善居住条件。舰船局计划将在动力舱上方受热的居住区域安装空调。
舰船指挥和控制——开放式舰桥,舰队舰桥,火控站和前部防空站布置在一起。装甲驾驶台上方的开放式指挥平台能全天候使用,拥有风挡、顶棚,一个海图桌和开放式桥翼;风挡和顶棚可以拆除。
战情中心(CIC)——足够大的主CIC在装甲盒内,靠近前部主炮标绘室。
雷达——搜索雷达包含最新的SK、SG、SP改型,以及敌我识别设备。
相当多的额外装甲用于对抗空中威胁。德国人制造出了制导炸弹,击伤了“萨凡纳”号巡洋舰、击沉了“罗马”号战列舰,这一直萦绕在设计者心头。他们没办法阻止这样的重磅炸弹穿入装甲盒,但如果装甲盒内被重型装甲横舱壁划为多个区域可以有效减少损伤。所以,多余的吨位用于增加4个2.5英寸的STS舱壁,可以阻挡16英寸炮弹的破片,控制高达3000磅穿甲航弹的毁伤。重型隔舱壁在1、2号炮塔间、2号炮塔和前动力组间、两个动力组间、以及后动力组和3号炮塔间。所以,该舰可以在被1枚以上重磅穿甲航弹命中后存活,最多失去1座炮塔或者一个动力组(锅炉和轮机),除非发生弹药库殉爆。但这也不太可能,因为有两个相关案例——“博伊西”号被水中弹命中,“萨凡纳”号被炸弹命中,都引起了弹药库火灾,但是海水在发射药升压爆炸前从破口涌入扑灭了大火。舱壁也能限制鱼雷的毁伤;它们体现了美国巡洋舰防护发展的最新成果。
收到海军部和各局的高层军官们、舰队司令们的评论和建议后,发布的合同设计在1944年5月15日呈给他们,附上了一封回应他们建议的信。一些要点如下;这些在信件的第二段:(a)根据太平洋舰队司令提交,军械局认可,海军作战部长通过的建议,主甲板两侧的两座Mk37指挥仪被移除。(b)相似的,确认保留第12座40毫米机炮。(c)考虑增加的重量对速度、抗损性和装甲干舷的影响,主炮备弹量不能增加。…… (p)大西洋舰队司令认为独立动力组非常好:“动力系统布置使得每个单元都能独立运作。两个动力组内部的单元可以互相交联。两动力组之间的交联仅有热机时保障鼓风机和油泵蒸汽供应以及蒸馏设备蒸汽供给的辅助蒸汽管路和排气管路。”……(r)两座30000加仑的蒸馏设备满足了每天至少60000加仑的淡水需求。一座位于前部动力舱,一座在辅机舱。(s)空气压缩机功率问题的相关回复如下:两座高压汽轮压缩机,3000磅/平方英寸压力时流量20立方英尺/时。四座中压压缩机,200磅/平方英寸压力时流量175立方英寸/分。一座低压压缩机,100磅/平方英寸压力流量100立方英寸/分。中压和低压压缩机之间可交联。……(w)如军械局推荐的那样,舯部40毫米高射炮安装位置增高并间隔布置在舰体中部,提高了效能。
在舰船局长1944年6月24日的一份备忘录上,设计部门的负责人解释了使用单烟囱的原因: “在CA134级的设计中,如果布局允许的话将使用双烟囱。这些舰船在中线上有四座完整的指挥仪,分别是安装长基线(26英尺6英寸)测距仪的Mk54和副炮的Mk37。尽管CA134级比CA68级长了36英尺,但是更大的指挥仪视野和更宽的主炮座圈使两个桅杆间的距离只剩65英尺,只能安装单烟囱。“ 为了改善舰只的外观,桅杆向后倾斜的角度如下:
前桅2°
烟囱2.5°
后桅3°
在完善合同设计的过程中,工程师们一直在寻找减重方法。1944年3月11日呈给军械局的一份要求中表示,减少装甲公差可减重80吨。焊接3.5英寸甲板装甲板也是减重措施。信中写道:
“这级巡洋舰的第三甲板是单层3.5英寸Class B装甲。它的接缝都使用焊接来增强抗弹性能……她的装甲甲板比之前使用单层焊接装甲的舰船厚了1英寸。“ 1944年3月16日的一场设计会议决定,把横向装甲隔壁从6英寸削减到5英寸。装甲盒内的防弹舱壁从4个2.5英寸改为7个30磅STS,把弹药库、主机和辅机舱隔开。 1944年4月30日,舰船局召开了一场讨论焊接船底结构的会议,与会的还有关心各个巡洋舰建造项目的主要船厂和监造处代表。会议报告写道:
“舰船局指出,舭部水密纵壁以内完全焊接的船底结构有更好的抗损性能。战争经验和过去几年的沉箱实验证明,在防护水下爆炸方面,焊接的船底比铆接的表现更好。这些战舰应尽可能多地焊接,但保留舰船局认为需要铆接的部分……舰船局斟酌后同意使用焊接船底。”
1944年11月7日,设计部门负责人寄给造船总监的一份备忘录中总结了船体结构连接的决定。包括把船壳的中碳钢替换成高张力钢;船壳和内层底的接缝使用平焊接;全焊接结构舰艉的中碳钢板使用环缝焊接。 1944年7月15日海军作战部长要求军械局重新检查防空武器和火控系统的问题。在1944年8月31日的公文中,两个局推荐恢复Mk37指挥仪数量到原来的4座,同时在40毫米炮和5英寸炮的指挥仪火控方面再做进一步增加。他们说:
“这些新安装的指挥仪会造成105长吨的净增重……在CA139级的设计过程中,我们尽了全力减重以增加有效的战斗载荷。但是在完成合同设计时,尽管早期设计阶段的型深已经增加了1英尺,装甲干舷在满载时还是比预期的减少了5英寸,但仍能接受。”
设计部门提议略微削减垂直和水平装甲,而不是炮塔和司令塔以补偿增加的重量。欧内斯特·金否决了这个提议并说:“任何被节省下来的吨位都要保留下来,用于安装新的额外的设备,使她能跟上战争和科技的发展。”【原文如此,金应该支持这一建议,因为最终装甲确实削减了,且削减得更多,推测是补偿双联装76炮的重量】
他在1944年3月3日告知军械局和舰船局,海军部长批准把已经授权的轻巡洋舰(包括CL143-149)中的三艘(CL143、CL148和CL149)改为搭载新式8英寸速射主炮的重巡洋舰。舰船局的相关部门被通知了舷号的变更。CA143由马萨诸塞州昆西市的伯利恒钢铁公司建造;弗吉尼亚州纽波特纽斯市的纽波特纽斯造船厂承建CA148和CA149,她们都将以CA139作为原型建造。1944年4月8日,CA143作为Nobs-1103合同的新增舰船,授权给伯利恒钢铁公司建造。同日,CA148和CA149通过Nobs-1647合同授权纽波特纽斯船厂建造。伯利恒作为建造的主导船厂,提供该级舰所有的建造图纸、说明、备料计划和订单。CA143的完工日期定于1947年12月1日,CA148和CA149分别定于1947年的5月1日和9月1日。 根据1945年2月13日的Nobs-2071合同,CA150-153这四艘重巡洋舰的建造将授权给纽约造船公司,按照CA143的图纸和要求建造,施工方案和采购清单由伯利恒提供。暂定1947年6月1日到12月1日之间,每两个月下水一艘。1945年3月27日向公众宣布,这一计划因为战斗舰艇项目的削减被取消。1945年8月13日,CA141中止建造,CA142,143和149被取消。
参考资料
LCDR George A. Andrews , Navy Department , Bureau of Ships,Design Branch CA139 Class Design History 31 March 1945 ,March 2022,Warships International
Norman Friedman,U.S. Cruisers An Illustrated Design History,1984,U.S. Naval Institute Annapolis,Maryland
感谢@JeanBart 的资料与校对
很好,接着发 @akiyama 发完了吗 mathewwu 发表于 2023-4-14 00:29
@akiyama 发完了吗
后面附录什么没翻{:48:} 众所周知得梅因级原设计的四联40炮都被双76炮给取代了,配对的Mk 51机炮指挥仪也被更先进(对比之下是极为先进)的Mk 56所取代。由于127炮的Mk 37高平指挥仪对应抵近战机较无力,Mk 51虽可以顶上,但Mk 51没有雷达测距,所以军械局原计划用改进型的Mk 52机炮指挥仪取代。不过有了Mk 56之后,由于它具有同时输出127与76两种火炮弹道的能力,127炮要应对中近程海空快速目标时可将指挥权交由Mk 56来负责。得梅因级共有4套Mk 56可指挥127与76两种火炮,不过由于尾部2座双76炮距离舰岛上的Mk 56太远,所以改用体积较小的Mk 63机炮指挥仪来操控(雷达天线装在炮座上。)
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