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本帖最后由 Flynn 于 2022-2-20 11:09 编辑
写在前面——
本文之前已发布在其他平台，现在也发到论坛分享一下个人之前的架空设计，献丑了。部分参数计算纯属个人方法，未使用SPS等工具。
正文：
导言
历史上著名的华盛顿海军条约，对主力舰的设计建造确定了严格的限制。条约前唯一超过条约限制的主力舰，只有英国的胡德号；而真正意义上符合了华盛顿条约包括之后的第二次伦敦海军条约的35000吨标准排水量限制的新造舰，恐怕只有英国的纳尔逊级和法国的敦刻尔克级，诸如英王乔治五世级、俾斯麦级、维多利奥·维内托级等的新型战列舰实际上都或多或少超出了标准排水量的限制。
条约假日前后的主力舰设计理念有着非常巨大的变化。炮战距离的提升与全新的空中威胁，使得主力舰的水平防御不容忽视；动力技术的进步，以及新时期高速化的趋向，使得除纳尔逊级之外的所有新造战列舰都普遍具有27节以上的最大航速；火炮技术的明显进步使得一二战的炮弹穿甲能力有非常大的差距，这也相应提高了防护标准。诸如此类的发展变化，使得新型主力舰要达到理想指标所需要的排水量明显上涨，即使通过多联装炮塔、采用新型动力装置等方式来减轻重量，也依然不能抑制主力舰进一步大型化的趋势。以美国为例，一战后美国的田纳西级战列舰的满载排水量为33,000吨左右，而二战时期的北卡罗莱纳级的满载排水量已抵近45,000吨。
本文将阐述个人过去几年中一类条约型战列舰的架空设计，这些设计方案具有两座14英寸口径四联装主炮和30节以上航速的共同特点，一言之，14英寸版的黎歇留或者加斯科尼。下面将简要描述这些设计方案的思路与发展变化并根据我现今的观点来评价。
起点：Albertain
最早期的方案是基于类似敦刻尔克型的架空设计加强的结果。运用两座四联装前置的主炮布局，显然一方面可以缩短核心区，另一方面腾出大量空间便于其他设备的布置。当时具体的设计构想没有记载，推测是类似于日本对金刚级改造为高速战列舰的运用考虑，所以在主炮要求上相对放宽。在8门14英寸口径的主炮指标下，良好防护和高速化都能较好地在35,000吨标准排水量限制上得到保证。
由于该方案设计时期较早，当时对战舰内部结构以及数据估算的了解都很模糊，所以肯定存在很多不合理之处。主炮可能是认为采用50倍径能稍微掩饰一分尴尬；注意此设计方案将两座四联装主炮塔比较紧凑地集中布置，而法国的新型战列舰在两座主炮塔之间留有明显的一段长度。显然我当时是以缩短核心区为考虑；而历史上法国的设计师顾虑到一击导致主炮全失的风险，将两座主炮塔隔开一段舱室，该段舱室主要放置发电设备。副炮的设置有无脑堆炮之嫌，尤其是没有考虑航空舾装的运用，在设计图上把机库塞入后舰桥，却又在后舰桥的后方中轴线上背负布置了两座副炮塔，阻挡了水机的运用。副炮与英美新战列舰的思路一致为两用炮，但是在设计图上没有明显给出副炮弹药库的舱室，现在看来弹药库的空间肯定是不够的，可以对比一下英王乔治五世级的分舱。
一言之，改敦刻尔克型的放大加强。该设计主要是在绘图上有较好的进步，对于设计理念则依然是兴趣尝试、盲人摸象，处于起步阶段。
数据验算的开始：“A”号
虽然这个设计方案不属于本文主题，但它是我第一个有较为严谨的数据验算的设计方案，同时也考虑了条约限制，故提及一下。三座380mm45倍径三联装主炮前二后一，28节最大航速，大体可以说是德国版的北卡罗来纳；该方案主要的减重手段是皮带主装，即限制主装甲带的覆盖高度并压低主装甲甲板的高度。
首先，压低主装的覆盖范围并不是理想的手段。只要进水使得装甲盒低于水面，之后的舰体损伤将容易造成更严重的进水，特别是装甲盒上方外侧的进水将可能直接导致侧翻倾覆。然后，虽然22度左右倾斜的350毫米主装甲带在数据上不错，但120毫米的甲板装甲是不足以应对15英寸口径的火炮的。副炮弹药库直接堆在装甲盒上方，有非常大的安全隐患。主装甲带下端的防雷装甲带没有腾出充足的防雷纵深，且接合部位很可能是防雷系统的一个结构强度弱点。舰体的型线图也有很明显的错误，舯部的横截面在壳板底端的过渡部分太内收。
一言之，超出吨位的失败的条约战列舰设计尝试。
减重设计的大量运用：Blaze Class
这一个方案可以说是比较苛求的“完美”条约型战列舰的设计尝试，采用了不少利于减重的设计理念，从设计理解上有较高的完善合理度。
与本文开头的方案类似，被命名为“炽焰”（Blaze）级并设想为英国设计建造的该战列舰，其设计方案采用两座14英寸口径四联装的主炮配置，要求防护上不输于历史上的大部分新型战列舰，航速30节以上，副炮为两用炮。明显不同的是，该方案将主炮布局改为前后各一座，并且采用艏楼型舰体，没有航空舾装，同时在装甲盒设计上还采用了与大和型类似的甲板坡段的形状。下面将阐述该设计方案的各项考虑。
该舰的运用思想是伴随高速舰队作战，要求具备至少30节的最高航速和充足的续航力。当时的想法是为高速舰队提供掩护，能够在前方“抗伤害”。当然现在看来就是个笑话，哪有造出来专门挨打的。也就是说，这一型战列舰的首要任务并不是组成主力舰队的一部分，所以主炮就相对来说不是重要指标。而如果让现在的我来设计，则我会考虑适度削减主装甲带，反正如果要严格符合条约限制，要么就像纳尔逊级那样为了攻防而牺牲机动性，要么就造成阿拉斯加级那种大型巡洋舰更加合适这种“高速舰队支援舰”的角色。又想着防御主力舰级别的火炮又认为对抗主力舰不是首要任务，这本身就是自相矛盾的鸡肋，着实食之无肉，弃之有味。
那么，其设计布局有哪些考量？从宏观布局来看，采用四联装炮塔自然是最大化压缩核心区，同时还采用了艏楼型船体，这样能在具备良好适航性的同时降低部分炮座装甲的覆盖高度以节省装甲和舰体上的重量。副炮为中线前后各一、两侧各二的布局，在确保各方向的火炮门数的前提下减少了副炮总数。动力系统为9锅炉舱3轮机舱，预计最大功率135,000轴马力，在设计排水量下能达到30.5节航速。采用3主机3轴推进也是压缩动力舱的考虑，至于动力舱室的空间是否支持，当时我并没有能力去估测。
该设计方案主要的特点在于装甲。约18度倾斜的主装甲带厚达330毫米，从图纸上看还想采用类似维内托级的复合材质结构。倾斜的主装甲带是不少新型战列舰的特征，通过倾斜角度增加装甲等效厚度。该设计的主装甲带并没有内置，从结构上看应该承担了舰体结构强度，虽然比起内置主装而言能更好地保护储备浮力，但这样有些复杂的结构在工程上有没有受力缺陷是不确定的，因为这样的主装显然跟舰体壳板的线形没有构成整体。防雷系统像是凸舱与多层空液舱的组合，图片比较模糊看不清防雷纵深，目测应该达到5m的合格水平，40毫米厚的防雷舱壁装甲适中。装甲甲板水平段厚140毫米，应该是为了减重而没有达到6英寸；坡段向下倾斜18度左右，与主装甲带垂直衔接，厚度为170毫米。这种坡段可以说是该方案的装甲设计中为了减重的最重要的手段，相比常规的全水平甲板装甲而言，这种形状可以抬高甲板的位置从而减少炮座装甲的面积，或者减少一段主装甲带的长度，均衡了装甲重量与覆盖范围。需要注意的是坡段向下的倾斜角不能太大，否则会成为容易被击穿的防御弱点，即使增厚装甲亦会失去减重效果，得不偿失。
该设计方案，作为条约型战列舰的设计尝试，是成功的，按当时的估算没有超出吨位限制，且采用了大量减重手段。在35000吨标准排水量限制下实现了30节航速与合格的防护，单从这两点看确实不错；然而其8门14英寸口径的主炮火力实在尴尬，作为一艘战列舰不以对抗敌方主力舰为第一要务，却又为其提供了充足的防护，难不成真是为了挨打的“仁义”之舰？——请停止你的宋襄公行为。或许，在某些海战游戏中这样的奇葩设计有点道理，但历史海战不是游戏。以我现在的观点，这种战舰根本就是向条约妥协的鸡肋，8炮版的英王乔治五世改。战列舰理所当然要作为主力舰队的一部分，兵装是绝对不能牺牲的，这种“单舰优越化”的设计看似浪漫，但海战不是一对一击剑，而是舰队之间的较量，如果说是单纯为了跟从以航空母舰为核心的高速舰队，这实在是太特定化的事后诸葛亮了，忽略了二战前战列舰依然作为决战主力的核心地位的思想，而完全根据航空母舰在二战中大放异彩的结果就否认了战列舰的存在意义。
从另一方面看，这也说明要想在35000吨标准排水量下同时实现8~9门15或16英寸口径主炮、在20000~30000码上应对15或16英寸炮的免疫区、高航速这三者是不足够的。让现在的我来做，那就没必要在条约内束缚，整点纸面的欺骗手段，比如设计上预留相当的装甲余量，表面上通过削减防护来降低吨位，实则在建造时为厚装甲的设计完全体。而实际上像俾斯麦级就是宣称标准排水量35000吨实则超出了7000吨左右，各国在条约限制下建造的重巡洋舰也往往通过纸面减少弹药、储水等“消耗品”来偷取吨位。
最后的方案
在“炽焰”型和这一未全部完成绘图的“终末方案”之间，也有不少条约型战列舰的设计尝试，包括全中置主炮、加强版大型巡洋舰等等，此处不作描述，只评价基于“炽焰”型修改而来的终案。
从整体上看，相对“炽焰”而言，将艏楼船型改为平甲板型，调整了装甲结构，其他方面基本继承保留。由于该设计方案的制作日期时隔已久，暂时翻不到当时的全部手稿，只基于记忆和现今的认识来说明评价。
首先，该方案对主炮的考虑是通过适当缩小口径并采用重弹，使得弹道弯曲，能得到相同距离比起更大口径火炮更多的水平穿深，所以在击穿能力上理论上该方案的14英寸口径超重弹不会比起通常的15、16英寸炮弹有较大劣势。从思想上，该方案比起“炽焰”型显然更重视主力舰交战，而不再是一种地位尴尬的大型辅助舰。或许在条约严格的重量限制下做出如此的妥协是较为合理的，然而当时的火炮穿深估算实际上高估了炮弹的水平穿深，这意味着除非在25km外的超远距离命中目标，否则实际上6英寸的甲板装甲在通常交战距离下应对绝大部分16英寸口径及以下的炮弹是完全充足的。并且，即使炮战距离不断提升，甲板区域的受弹面积能否明显超过垂直区域，这一点在当时完全没有考虑。而且过于弯曲的弹道对命中率也会有影响，一般而言在中近距离上平直的弹道所得到的目标受弹区域更广。
然后是明显不同的横截面装甲设计。“炽焰”型的装甲结构被认为在甲板的下坡段存在防护弱点，主要原因是考虑横倾会影响这段装甲的受弹角度，在忽略横倾时这一向下倾斜18度左右的坡段被认为是接近能均衡减轻重量和维持防护效果的边界值，然而在战斗中战舰难免受损进水引发横倾，由横倾以及横摇所附加的角度经过当时粗略的计算被认为会明显降低这段装甲的等效厚度，因为这段装甲本身就有相当的倾斜度。具体的数据变化关系也没必要说明，总之当时在考虑了横倾后，认为这一坡段的向下倾斜度的安全上限需要降低到12度左右。然而，在“终末方案”上，我还是异想天开地整了个鬼点子，将水平甲板的下坡段直接延长到整个舰宽，期望能在维持这一倾斜度较小的同时优化装甲的覆盖空间来节省重量。从设计图看，该方案的甲板装甲向下倾斜10度左右，厚度170毫米，约等效150毫米的水平装甲，完全倾斜的甲板装甲似乎减少了相当的主炮塔炮座装甲的高度，同时也能抑制需要的倾斜度。
实际上不少历史上的战舰设计中甲板或多或少会带有轻微的向下倾斜度。这种结构设计究竟能否达到不影响防护的前提下节省重量，是需要对比其他装甲结构的方案的计算数据的，而我当时并没有对比方案，所以不能定论全倾甲板装甲的减重效果。抛开这种内卷夸张的减重手法，全倾的甲板装甲明显影响了舰体的结构形状，在实际工程中可能存在着受力强度的隐患。中线的衔接突变部分也可能存在被炮弹击中后开裂的强度缺陷，虽然装甲衔接段的弱点不可避免，但这种形状仍然很受质疑。
侧舷装甲带与“炽焰”型明显不同，是与衣阿华级类似的内置并延伸到舰底的大角度倾斜装甲带。“炽焰”型的侧舷装甲设计相对能避免主装甲带外侧的受损进水问题，而该方案应该是考虑到结构强度，认为尽可能整体化装甲带减少突变的衔接部分是有益的，而且这种装甲结构能更好地应对水中弹，虽然相应地可能会减弱防雷效果，但通过优化结构强度避免防雷装甲开裂，或许可以抵消一部分降低了防雷纵深的问题。另外，该方案具有轻度的艏艉装甲带，能更好地保护艏艉较大的浮力区域应对小口径炮弹和破片造成的损伤；然而受当时认知范围所限，并没有在轴系上方设置甲板装甲，虽然如同大和级的考虑是向重量限制的合理妥协，但当时并没有了解到大部分战列舰在轴系上方的装甲防护设计。
其他方面就没有多少有必要详解的了。动力舱采用了4主机4轴的常规配置，最大航速指标依然是30节以上，不过根据当时的计算，在良好海况和舰体光洁度条件下，满载排水量时最大航速为29.7节。“炽焰”型的3主机3轴动力配置可能无法承受135,000轴马力的巨大功率，并且从“炽焰”型的设计图纸上看，主机舱室的给定空间并不充裕。舰体为高干舷平甲板，比长艏楼船型更方便上层设施的布置，且艉部更不容易上浪。副炮为120毫米55倍径两用炮，但是布置较为集中，且当时缺乏对副炮弹药库舱室的规划，可能需要增加核心区长度。
总体而言，该方案的完成度较高（虽然并没有如计划完成所有绘图），在设计上具有独特的概念。虽然仍不确定该方案是否符合条约的吨位限制，它可以说是我的8门14英寸炮高速战列舰概念的最终成果，在绘图、设计流程、计算等方面均体现了我一直以来不断的完善进步，是个人架空史上的一个重要里程碑。
总结
以上介绍了我对一类条约型战列舰设计概念的尝试。不难发现，无论怎么投机取巧，在这些想要超越历史设计完善程度的方案中，主炮一直是一个难以掩盖的弱项。这其实也证明了历史方案中诸如北卡罗来纳级、英王乔治五世级的条约型战列舰的设计在严格的限制下已经做出了相当完善的权衡，对比而言主要通过降低航速为27~28节的档次来保证在限制吨位下具备充足的兵装和防御。另一方面，即使是作为带头签约的英国在反复权衡修正后建造的英王乔治五世级战列舰，也实际上远远超出了条约规定的35,000吨标准排水量限制，达到38,000吨标准排水量，而北卡罗来纳级的标准排水量也超出了条约限制的2000吨以上，只有纳尔逊级战列舰可以说真正地符合条约型战列舰的定义（敦刻尔克级本身就不以迎击战列舰为考虑），这也能反映要在完全符合华盛顿条约或第二次伦敦海军条约的规定下设计全部实现新时期的性能指标的战列舰是无法做到的。
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发表于 2022-2-20 11:08
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