关于穹甲位置的一个小思考

第四弦

一般认为，对于防护甲板设计而言，将其中段抬高到水线以上并与煤舱防护、细化分舱等要素结合起来，意味着这种设计走向成熟。我并不是要推翻这样的观点，只是打算提一个小问题：把防护甲板抬高，对于一些战舰而言是好的做法么？

Brown在Warrior to Dreadnought中讲到了意大利人的一些打靶测试：


1876年，为了决定杜里奥级该采用什么样的装甲，意大利人在La Spezia的靶场进行了实弹射击测试。接受测试的靶板如下：

英国Cammell公司的22英寸锻铁装甲板；
法国Marrel公司的22英寸锻铁装甲板；
由以上两家提供的12+10英寸三明治式锻铁装甲板；
法国Creusot公司的22英寸钢制装甲板。

这些靶子先由10英寸与11英寸炮射击，最后用杜里奥级的100吨17.7英寸炮射击。钢甲靶板上的钢板尽管都变形脱落了，但也使炮弹本身碎裂，木制背板未被击穿。铁甲靶板则都被击穿了。法国锻铁装甲板的硬度可能更高一些，更容易让炮弹破碎，但其本身也更易碎裂。

1882年，为了决定意大利号的露炮台装甲材质，意大利人又在同一靶场进行了测试。英国John Brown和Cammell公司以及法国Creusot公司都提供了19英寸装甲板，安装于20英寸木制背板上，前二者为钢面铁甲，后者仍是钢甲。使用的火炮仍是17.7英寸100吨炮，炮弹为Gregorini冷却硬化铸铁弹，每个靶子射击两次，钢面铁甲被击碎，而钢甲几乎没被破坏。

1884年意大利人再次进行了测试，这一次是为了勒班陀号选择装甲。英国人认为上次测试的结果是固定钢面铁甲的铆钉数量少于钢甲造成的，于是这次统一了数量。参与实验的厂家与装甲板厚度都没有变化。意大利人打算在靶子正中用100吨炮射击一次，四角用10英寸炮射击四次，结果英国装甲在100吨炮射击过后受损严重，在被10英寸炮射击两次之后即被损坏，而法国钢甲仍能抵挡10英寸炮设计。不过三个靶板都抵御不了100吨炮。


如果这些重型炮弹有这么强的穿甲能力，那么让3-4英寸的防护甲板面对炮弹直击或许是很危险的，就算没被炮弹直接击穿，也有可能造成装甲板开裂崩落，对其下区域造成损伤。Brown在The Grand Fleet中也讲到了爱丁堡号实验中对防护甲板的射击效果：

Three experimental decks were built behind a ¾in bursting screen. Details were:

K. 2in KNC chilled on 1in mild steel.

L. 1½in KNC on ¾in mild steel.

M. 1½in mild steel on ¾ mild steel.

A 12in APC plugged shell fired against deck K broke up but made a large hole and many fragments got below. A similar shell was deflected on hitting deck L but made a big hole in the deck. Deck M was hit by a 12in CPC which was deflected and burst beyond the deck, but again left a large hole in it.

尽管这是用APC射击的，过去的帕利赛弹和锻钢弹很难与之匹敌，但此时的装甲材质也不是过去能比拟的。当时的人们似乎也不认为厚度较低的防护甲板能对抗大口径炮弹射击。1881年5月，在讨论科林伍德号的后续舰时，海军大臣询问巴纳贝一艘配备4门80吨火炮、25英寸装甲、航速16节的战舰要多大，巴纳贝在回复的同时反过来建议把舰体装甲改成12.5英寸的弧形装甲甲板。这似乎是一个很好的例证。

另一个例证是以下几张图：



维多利亚级战列舰，注意图中的Debris Deck；






埃德加级防护巡洋舰，在其防护甲板之下也有这层甲板；


布雷克号防护巡洋舰，这层甲板换了个名头，但也是存在的。

理论上来说在防护甲板的下方加一层防破片甲板当然是最优解，但也有相应的问题：如图中所示，由于高度受限，这些甲板都得让锅炉顶端凸出去，它本身只能保护司炉工，无法完全阻止锅炉本身被崩落的装甲碎块和弹片损坏。这层甲板似乎也仅有锅炉舱里才存在，蒸汽机舱里我并未找到类似的东西。

而在没有这种设计的情况下，让相对较薄的防护甲板藏在水线下、以当时的交战距离几乎不可能被直击的位置，只是充当一道重型水密甲板来使用，也未尝不是一个好主意。尽管对储备浮力的保护变弱，但对核心舱的保护效果很有可能是变好了的，此时它基本只会被弹片击中，3-4英寸的厚度自然足够。

（当然，如果考虑到当时大口径火炮的实际命中能力极低，而当时的人们对此是考虑在内的，那么这个问题的解读方式就会完全反过来）

以上一点浅见，欢迎交流指正。

kentwong5a28

我赞成穹甲顶部高于水面，原因还是44大佬的战争经济学问题。

大口径炮装弹时间以分钟计算，概率乘概率之下命中防护弱点打坏锅炉的概率低的可忽视。此外，锅炉不像轮机和弹药库，受损一两台不算致命伤。

与其担心重炮超低概率直击弱点造成轻伤，还是解决速射炮大概率打烂水线的问题更要紧。

LeSoleil

穹甲高于水线的基本原理应该和奥兰多级的失败及其争议与后来的里德与巴纳比之争直接相关吧

甲带巡的失败就是无法保护浮力，巴纳比的穹甲船也被里德攻击放弃首尾浮力，那么穹甲就必须保护浮力，那么唯一的选择就是历史那样了。
（后者也说明保护水线很大程度上是个很魔障的需求，直至无畏舰时代都是如此）

第四弦

LeSoleil 发表于 2021-4-12 01:25
穹甲高于水线的基本原理应该和奥兰多级的失败及其争议与后来的里德与巴纳比之争直接相关吧

甲带巡的失败就 ...

穹甲高过水面这种设计应该是从默西级开始的（RN内部我没有找到更早的），起源是82年1月初巴纳贝让怀特设计的16节鱼雷舰。因为鱼雷射程短，攻击过程中可能会遭受相当程度的火力打击，所以使用了加厚的穹甲：水平段2英寸，倾斜段3英寸，至于此时是否高过水面就不清楚了，反正最终设计是高过水面的。这种设计如果不是怀特引入的，那么就应该是这一年加入海军部委员会担任Civil Lord的伦道尔引入的。

之后在新默西（奥兰多前身）上，伦道尔把倾斜段从3英寸加厚到6英寸，之后又修正为10英寸装甲带。伦道尔似乎认为艾斯美拉达和默西是两种不同的设计类型（我正文的观点现在看其实跟他有点像），弗里德曼British Cruisers of the Victorian Era第四章注释18这样写道：

Rendel wrote that a 6in belt would have been equivalent to the 3in slopes of the Merseys, but it was considered insufficient. Armour weight including the conning tower rose from 450 to 880 tons. Having designed the world's most famous export protected cruisers, Rendel had particular insight into the change from deck to side protection. His Esmeralda had her entire deck underwater; the Mersey decks rose well above the water on the centreline. The underwater deck was almost impossible to hit from the side, but shot could rip up a ship's waterline unimpeded. To limit the effect of such damage, Esmeralda used cork (to exclude water) and coal (as side protection). The deck in Mersey could be penetrated by a shot passing through the ship above water. Rendel refused to assign definite values to the two alternatives, preferring to say that the greater the resistance of the deck, the greater the safety of a ship protected like a Mersey, and that the new ship with her thick belt must be more secure against sinking or capsizing than Esmeralda. He proposed substituting it for New Mersey and buying an Esmeralda for trials.

从艾斯美拉达到奥兰多的演进逻辑我想是这样的：因为会承受大量打击，所以需要对储备浮力保护更好的设计（高过水面的穹甲）；因为抬高穹甲后它会遭受直击，所以需要加大厚度；而穹甲倾斜段厚度加大到一定程度后，将其变成垂直装甲带显然能更好地保护储备浮力。伦道尔认知中3英寸倾斜段相当于6英寸垂直，那么新默西的6英寸倾斜段大概也就相当于12英寸垂直，奥兰多就相当于牺牲了2英寸的垂直防护换取更好的储备浮力保护，当时来看也还算是比较划算的。

第四弦

kentwong5a28 发表于 2021-4-9 10:04
我赞成穹甲顶部高于水面，原因还是44大佬的战争经济学问题。

大口径炮装弹时间以分钟计算，概率乘概 ...

讨论问题不要穿越，这些问题出现的时候还没有服役的中口径QF（中口径舰炮打击储备浮力的问题还是存在的，但程度不一样重要性自然也就不一样）
关键问题是厚度：Italia的4英寸防护甲板大概率挡不住大口径炮直击，那么当然也就没理由认为艾斯美拉达的1英寸防护甲板能挡住6英寸直击。简单来说，抬高的穹甲需要一定的厚度来支持，具体厚度取决于面对的主要打击类型。如果不能确保某一厚度，低于水线的防护甲板只会损失储备浮力，高过水线就会造成储备浮力和核心舱的双重损失。楼上已经发了，这其实是不同类型的设计，不是单纯的优劣就能概括的。

kentwong5a28

第四弦 发表于 2021-4-13 11:42
讨论问题不要穿越，这些问题出现的时候还没有服役的中口径QF（中口径舰炮打击储备浮力的问题还是存在的， ...

我考虑的是1880年代小口径速射炮和「多管炮」已经服役，那时候交战距离如此的近，要考虑这些小炮的威胁。
  
如果这些小炮的大量命中对浮力威胁不大，再加上大口径炮命中数极低，那么穹甲顶部低于水线的设计更划算，能节省不少重量。

第四弦

kentwong5a28 发表于 2021-4-13 12:13
我考虑的是1880年代小口径速射炮和「多管炮」已经服役，那时候交战距离如此的近，要考虑这些小炮的威胁。
...

当时小口径QF对设计方面最大的一个影响貌似是让RN在6吋、8吋和9.2吋炮上面都加了轻型炮盾，仅此而已
至于用它们打击储备浮力，以前和LeSoleil版主的讨论里面有提到就不多说了，内容出处是Warship2019上面讲Italia的那篇文章
总之应该不是多大的威胁，当时最大的也就6磅QF，理论上1200码能击穿1.75吋锻铁，突破船壳后能不能突破软木层或许都是个问题，更别提装药量小的可怜，不太用指望这东西能炸烂船壳

LeSoleil

第四弦 发表于 2021-4-13 11:32
穹甲高过水面这种设计应该是从默西级开始的（RN内部我没有找到更早的），起源是82年1月初巴纳贝让怀特设 ...

我提里德巴纳比之争的意思就是，引起争议的那批中央堡垒舰就是巴纳比学习意大利手法的产物。里德的说法就是认为那种首尾穹甲挡不住重炮、会造成浮力损失进而船沉掉。

防护甲板抬高不抬高多少和甲带巡的皮带会不会埋在水下是一回事。除了WOWS思维，普通设计师都不能接受这种风险吧（至少是将其定义为风险再去权衡其他因素吧）。