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蒙大拿级设计史第一部分

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这篇文章机翻润色自https://warshipprojects.com/2018/09/25/montana-class-genesis-reloaded/
想看就凑合看吧,具体细节最好去看原文
我并没有核对,只是按照习惯来看,美国海军一直使用长吨为单位,所以排水量默认翻译为长吨
蒙大拿级创世纪 - 重装上阵!第一部分:前奏
发布者 CSATAHAJOS
1介绍
在这篇由三部分组成的“重装上阵!”文章中,我们将更广泛地审视 1930 年代末和 1940 年代初的美国海军主力舰计划,主要重点仍然是蒙大拿级。大多数其他海军在同一时期只设计和建造了一级或最多两级一级主力舰,因此可以单独处理。但为了应对不同的挑战,美国海军设计并建造了四个连续的舰级。它们的设计有些平行(特别是最后两个舰级),它们的规划和建设时间太紧凑,如果不详细介绍前面的舰级,就不可能了解清楚蒙大拿级。
我们的故事给我们的启示是,即使所有外部的限制都被削减到最低限度的情况下,战列舰的设计仍然是一个非常微妙的平衡行为。初步的设计一直在海军条约的桎梏下,即使是最终的设计也具有一定的政治考量。
最终获准建造的BB-67级似乎只是在纸面上谈得上是一个无限制的设计,在这个表面之下它仍然放弃了很多东西。要得到一条这样的战舰,居然还要有那么多的问题需要解决,这让设计师和未来的使用者都惊呆了。
它们庞大的规模和庞大的火力再加上一流的防护,这与之前所有的美国战列舰都完全不同。正如我们将看到的那样,它们的设计时间太长了,以至于整个船级都被取消,让日本的大和级拿到了火炮战列舰之王的王冠。
2前奏
军舰,尤其是战列舰,对任何国家来说都是一笔巨大的支出,即使对美国也是如此。所以政府总是试图给海军很多财政上的限制,有时甚至会上升到法律层面。
在最初几年从USS Monitor和HMS Warrior到1890年代初的许多独立舰级上人们就发现,这种钢铁建造的主力舰的发展非常缓慢。在那个时候,大多数海军的主力舰已经达到了适合他们的大小,舰队中的船都是可以重复设计的,他们之间的变化很小。这一时期的舰船都在10000吨左右,这大约是 1860 年代该系列原始铁甲舰的两倍。从1890年到1900年,战列舰的规模几乎没有增长,这是美国海军真正踏入全球舞台的时期,在过去的几十年里,它是一支纯粹的岸边的防御力量。在此期间,以下舰级被建造使用:
BB-1-3,印第安纳级,1895年,10200长吨,仍然仅限在沿海活动。
BB-4,衣阿华,1897年(11400长吨)
BB-5-6,基尔萨格级,1900年,11540长吨
BB-7-9,伊利诺伊级,1901年,11600长吨
然而,国际趋势却是朝着重型二级主炮的方向发展。随着舰炮的发展,这些小口径武器(5-8英寸)能够快速射击(每分钟几次),它们开始对当时流行的短距离战斗中只有轻装甲或没有装甲的上装构成威胁。它们的装甲和速度也有所提高。这些提升对船只的排水量提出了更高的需求,因此1901-1906年期间的设计排水量和成本大幅增加了。美国国会将排水量限制在16000长吨,以控制战列舰成本的增长(排水量的上升几乎相当于成本的上升)。不过即使这些增加的排水量或者说成本对海军来说也是相对可持续性的,至少较新的船并没有完全淘汰以前的舰级。在此期间,美国海军采购了以下混合主炮的战列舰级别:
BB-10-12,缅因级,1902年,12800长吨
BB-13-17,弗吉尼亚级,1906年,14900长吨
BB-18-19,康涅狄格级,1906年,16000长吨
1906年,英国的无畏号投入使用。尽管美国海军早在1902年就考虑过统一口径的战列舰,但直到1903-04年左右才对这些战列舰进行认真的设计工作。为了增加数量,当时正在进行的战列舰建造计划(这些已经在1903年获得授权)在任何无畏舰艇铺设之前就已经完成了。其中包括使用8英寸和7英寸二次主炮的舰艇,以及为了减少成本而减少排水量的最后一级。减少成本是因为从BB-7级到BB-18的成本增速过于惊人了。
BB-20-22和25,佛蒙特级,1907年,16000长吨
BB-23-24,密西西比级,1908年13000长吨
由于国会规定的16000长吨排水量限制仍然存在,美国海军设计师别无选择,只能在这个限制内强行设计他们的第一艘无畏战列舰。这意味着即使使用巧妙的中心线背负炮塔设计,速度也会被限制在18节。此外美国海军也没能选择涡轮机,更大的VTE机械会增加排水量。更重要的是,在尺寸的限制下,主装甲带的厚度并不均匀。缓慢的建造速度也这些船没能在1910年之前加入海军,等服役时它们几乎已经过时了(与已经服役的英国和德国无畏舰相比)。
BB-26-27,南卡罗来纳级,1910年,16000长吨
从那时起,随着无畏舰“热”在世界海军中肆虐,舰船排水量开始迅速升级,新设计建造的船让前几代船完全过时了:
BB-28-29,特拉华级,1910年,20300长吨
BB-30-31,佛罗里达级,1911年,21800长吨
BB-32-33,怀俄明级,1912年,26000长吨
BB-34-35,纽约级,1914年,27000长吨
从上面的清单中可以清楚地看出,几年之内,排水量的增长就和前几十年的增长一样多。怀俄明级和纽约级深受1908年纽波特会议的影响,未来的美国战列舰被设想为最强大,射程最远的单位(考虑到太平洋战争)。国会试图通过将船体成本硬性限制在每艘600万美元来解决问题。总委员会也在此期间上台,由海军民事部长来理智的把控成本。约瑟夫斯·丹尼尔斯(Josephus Daniels)在接下来的几年里一直担任了这个职位,他在控制船舶成本增长方面做得非常好。直到1916年的海军计划(决定的是1919财年及以后的舰艇)之前,美国海军战列舰的规模再次停滞不前。除了日本和一些英国船只外,外国海军也在这个规模附近徘徊,因为为战争的爆发让在建的大型船只无法完成。
BB-36-37,内华达级,1916年,27500长吨
BB-38-39,宾夕法尼亚级,1916年,31.400长吨
BB-40-42,新墨西哥级,1917年,32000长吨
BB-43-44,田纳西级,1920年,32300长吨
1916年的海军计划是美国对正在进行的战争的回应。如果通过,它将在船厂订购10艘战列舰和6艘战列巡洋舰,这是前所唯有的。而且这些船全部配备16英寸主炮,这会使美国海军成为世界首屈一指的海军。如果想形象的了解该计划规模到底有多大的话,可以说这支舰队(如果完成)将等于甚至可能比此前列出的所有级别的船只数的总和更高。这也难怪,第一次世界大战结束后,这些部队受到了公众和政治的严格审查。
BB-45-48(BB-47取消),科罗拉多级,1921年,32600长吨
BB-49-54(全部取消),南达科他级,43200长吨
CC-1 0-6(话说这里为啥是0-6,不是6条船吗)(4条取消,2条改造为航母),列克星敦级,43500长吨
美国的外交巧妙地利用这一政治和公众情绪的变化,与所有主要海军强国达成了全球军备限制协议。(最有可能的是,无论最终的条约如何,该计划都会被取消或削减。显然,它首先针对的是日本,其次是当时结盟的英国。随着1922年华盛顿海军条约的签署,美国海军到达了与英国海军平起平坐的地位,而且不必在上述列出的主力舰上投入巨额资金,此外仍然阻止了日本人的舰队扩张。
专业性意见也越来越反对制造战列舰,飞机在第一次世界大战的最后几年展示了它的效率,更新、更高级类型的飞机性能甚至更有说服力。有一些宣传中(如威廉·比利·米切尔将军对前德国奥斯特弗里斯兰的测试),将飞机描绘成新的海洋之王。另一方面,海军进行了自己的更专业和受控制的测试,得到了更多平淡无奇的结果。然而,这足以证明总委员会投入精力去设计航母是合理的选择。尽管如此,战列舰的地位在1920年代末和1930年代初还是有些值得怀疑的。
非常重要需要说明的是,这是历史上第一次,武器(系统)的发展受到了国际限制,而与他们竞争的武器和反制措施(主要是飞机和鱼雷)却没有受限!因此,当主力舰在1930年代中期恢复建造时,这些新船不得不应对整整一两代发展之后武器的威胁,并且还要在排水量(即能力)严重受限的情况下做到这一点。华盛顿条约的35000长吨排水量和16英寸主炮口径的限制基本上切断了第一次世界大战结束时战列舰的发展。
3条约体系概览
1922年的五国或华盛顿海军条约是众所周知的,我想在这里将其细节保持在相关的最低限度。通常鲜为人知的是后续协议,即分别于1930年和1936年批准的《伦敦第一海军条约》和《第二海军条约》。
《华盛顿条约》规定,美国、英国、日本、法国和意大利全面禁止建造主力舰,该禁令将于1931年12月31日到期。而且在此日期之后的新主力舰不能超过35000长吨的标准排水量*,并且不允许使用任何超过16英寸的主炮。然而,该条约也允许每个现有主力舰增加3000长吨的排水量,前提是这些排水量要用于升级和增强防空和防雷。每个海军的主力舰总吨位(这也意味着船体数量)是有限的。每艘主力舰只能在使用寿命20年后一对一更换(从龙骨铺设开始计算)。例外是皇家海军在新造舰方面被允许建造两艘全新的战列舰,代价是要报废4艘旧舰。这个例外让纳尔逊级得以服役,它为所有条约后的新舰设定了基准。法国和意大利则被允许在条约到期日之前用三艘新建主力舰替换他们的三艘最老的主力舰,因为它们的排水量份额是由前无畏舰填补的。
*《华盛顿条约》定义的标准排水量是指船只全副武装、装备精良并能够准备出海的重量,不包括燃料和锅炉给水。它被引入作为所有海军船只的共同标准,可以让这些船只之间能够比较排水量大小。本文中的所有船舶吨位值均以标准排水量给出。
1930年签订的《第一次伦敦海军条约》则进一步延长了战列舰建造的“假期”或者延长暂停期至1936年12月底。它保持并进一步降低了总吨位限制,导致几艘旧船被废弃。他们希望将单舰排水量限制降低到32500长吨(甚至一度提出17500长吨)——但美国坚持35000长吨。在巡洋舰方面也存在分歧(1927年在日内瓦碰巧有一次失败的会议,专门讨论巡洋舰问题)。总而言之,这显然与1922年的条约形成鲜明对比,当时各方之间的相互协议已经完全失效了。日本仍然对配额减少感到不安,意大利和法国则没有财力立即考虑重大的新造船计划,并且最后苏联没有加入条约。
1935年末,列强再次签署条约,我们称之为《第二次伦敦海军条约》。从这时候开始,达成新的、国际公认的协议的机会似乎非常渺茫。
此外,海军世界的一些新发展对事情产生了深远的影响:
首先,德国的“Panzerschiff”出现了:与任何现有的战列舰相比,它的速度明显要更快,并且拥有足够强大的武器,任何受条约限制的巡洋舰在接近Panzerschiff时都必须三思而后行。只有英国和日本的战列巡洋舰速度和能力足以以优越的火力和防护将这些Panzerschiff击沉;美国海军没有可以对付他们的炮舰
意大利拥有第一级新一代的35000吨战列舰,它们于1934年开工建设;尽管据报道它们符合排水量限制,但法国和英国都对此持怀疑态度(事实上,这些船使用381毫米主炮并且接近38000长吨)
然而,从美国的角度来看,迄今为止最成问题的是日本人,他们要求与他们和英国平起平坐。
不用说,美国和英国都不同意这一点。再加上国际联盟最近因九一八事变对日本实施的制裁,日本人迅速谴责了他们在华盛顿和第一伦敦条约的义务,并退出了谈判。意大利很快效仿。
美国、英国和法国仍需达成某种进一步的协议,但这实际上只对英国人来说很重要(保持他们原有的兵力价值很高),因此他们迫切希望将主炮和舰艇的规模保持在尽可能小的水平。他们提出了12英寸主炮和25000长吨排水量的限制,希望与美国在14英寸左右的主炮和30000长吨左右的排水量签订条约。美国最终同意保留14英寸的主炮限制,但鉴于很可能发生太平洋战争,他们再次坚持35000长吨的排水量限制。总吨位和船体数量的限制也消失了。文件于1936年3月25日签署。
由于最初的五个签署国中有两个已经退出,因此加入了避险或者说自动调整条款:如果到1937年4月1日日本或意大利未能同意14英寸的限制,那么所有签署国的新限制再次升级为16英寸。正如我们现在所知,日本在3月27日宣布,他们不会同意削减口径,这在一写美国和英国舰艇的设计过程中已经是相当晚的时候了。基本上,这意味着条约体系结束的开始,因为很明显日本将超过这些限制来建造船只。
《第二次伦敦海军条约》中还有一项进一步的修正案(第25条)或条款,如果任何非签署国海军大国授权、建造或获取超过上述限制的船只,签署国有权偏离商定的限制。因此,在海军界流传了有关新下水的日本战列舰排水量为46000长吨并配备16英寸主炮的简略消息之后,所有三个签署国都于1938年3月31日援引了第25条,并于7月正式签署了一项协议,将允许排水量提高到45000长吨,同时保持16英寸的最大口径主炮。这仍然是一个很保守的上限,因为非官方的信息暗示日本船只可能拥有18英寸主炮,甚至比官方报道的排水量更大(如果相信有更大的主炮,这是有道理的)。
在此之后,整个条约体系持续了一年多一点,并于1939年9月1日被所有三个成员完全放弃。
4影响新建船只的因素
从1916年《华盛顿条约》取消计划船体到1937年底,美国没有铺设主力舰的龙骨。总委员会和建筑与维修局(主要是它的初步设计部门)仍然投入资源和时间来进行设计,直到1922年之后,并在20年代后期再次为伦敦会议做准备。
正如预期的那样,由于条约的限制,战列舰设计的重点从增加主炮的威力和装甲防护转移到最有效地使用分配这相当紧凑的35000长吨排水量。除了速度和射程之外,远程火控(甚至超出视距)、防空火力和对空弹药的保护措施成为主要因素。换句话说,每个海军都被赋予了一项艰巨的任务,即在采用与第一次世界大战结束时的船只几乎相同的排水量时具有更多的军事价值和能力.
设计工作在1934-35年期间认真开始,当时“海军假日”即将结束,1937年1月1日已将要到来。然而,除了条约和明显的政治和资金限制之外,还有三个因素直接影响美国海军新建战列舰计划。
1.\战列舰作为海军主要作战单位的角色的这个观念在20年代多次受到挑战。总委员会和有影响力的政治家(包括罗斯福)和海军人员认为它将继续存在。毕竟,战列舰在许多战争中证明了它的力量。然而,海军战争学院及其兵棋推演——辅以30年代在现实生活中进行的舰队演习——对发展海军战术绝对至关重要,很好地展示了现代航母和远程潜艇的战斗力和能力。但仍然有许多任务只有战列舰才能完成,比如夜间或恶劣天气战斗,区域拒止任务,但最重要的是确保摧毁包括战列舰在内的敌方水面部队。航母更多地充当支援单位,在侦察和先发制人(试图消灭敌方航母,从而剥夺敌方战列舰队最强大的侦察资源)中必不可少,但决定性的打击仍然由战列线,即集结的战列舰群。
此外,由于没有大规模的支援舰队训练(到目前为止),航母大多是一击奇迹,由最初的大型飞机打击造成最大的伤害,然后由于敌方战斗机和AA的损失极高,每次后续攻击的威力会越来越小。飞机对更小,更快,更有机动性的目标,比如如巡洋舰甚至是驱逐舰的效率也低得多,大多数空投鱼雷比这些舰艇慢,而俯冲轰炸机仅处于早期开发阶段。
兵棋推演高估了30年代可用的飞机的威力,但他们也严重高估了当时现有的高射炮的效率。
最后,有一件事只有战列舰才能做到,那就是能够承受巨大伤害并继续战斗。战争游戏表明,即使是一枚相对较小的炸弹击中航母的飞行甲板,也可能使整艘船无法发射或回收飞机,从而阻止其使用其“主炮”。(这就是为什么美国海军选择没有装甲的双端可用的飞行甲板)。同样的炸弹命中除非非常幸运地击中烟囱,否则几乎不会影响战列舰的战斗力。
幸运的是,最终寻求平衡的舰队理念是,首先以战列舰为骨干,其他一切都以大规模战列舰队为中心。随着纸面模拟的进展,混合战列舰和航母设置的特遣部队的概念成为使用这些资源的最合乎逻辑的方式。然而,现有的慢速美国战列舰极大地限制了航母的战术机动性,同时由于它们的脆弱性,特别是在不太理想的天气或光线条件下,海军将军也不愿意使用航母进行独立作战。因此,快速主力舰受到推崇,以便与航母合作使用。即便如此,在很长一段时间里,最后决战依然是一场日德兰风格的战斗仍然是主要论点,而这需要将所有战列舰集中到一支舰队中,没有独立的行动。
这整个外在因素要求总委员会在战列舰建造中提前考虑其未来的建造计划。这些需要花费最多的时间来设计建造,尤其是炮,炮塔和装甲:制造这些有时需要数年时间,之后才能开始实际的船体建造。此外,在紧急情况下,航母可以从其他舰艇类型改装,但在发生战争时似乎没有办法快速替代成熟的战列舰。这让战列舰的建造数量增加了
2.\30年代中期缺乏合适的工业背景。第一个也是最大的瓶颈是可以建造主力舰的可用、足够大的船台的数量。州有或是公有海军造船厂有五个这样的船台,分为纽约海军造船厂2个,费城海军造船厂2个和诺福克海军造船厂1个。即便如此,如果要两个双船台的船厂能同时建造两艘船,他们也需要2.23亿美元来大规模扩展其配套基础设施。
可能还有6个额外的私人拥有的船台可以使用,纽约造船和干船坞公司(New York Shipbuilding and DryDock Company)、纽波特纽斯SB&DD公司(New York Shipbuilding and DryDock Company)和伯利恒钢铁公司的昆西造船厂(Bethlehem Steel’s Quincy Shipyard)各有2个船台。使用私人造船厂有很多缺点,因为它们的成本要高得多(单船体平均为6100万美元,公共船厂为4100万美元),并且在签订合同后对船舶设计的任何更改都将更加困难,甚至更昂贵。这些造船商也存在一些基础设施缺陷,甚至需要通过使用1.14亿美元的公共资金进行补救!由于航母建造需要很长的船台,即使这么多的投入也还不够,1940年国会授权在海军造船厂建造5个大型船坞,但这些船坞至少需要一年的时间才能开始造舰。
第二个问题是缺乏重型装甲的制造能力。在1922年条约之后,考虑到可能不需要了,大多数钢铁制造公司放弃了他们的设备和专有技术。1939年,年总产量约为19000长吨重型装甲板。而一艘35000长吨的战列舰需要大约15000长吨的装甲,到了1939年,已经有五艘船上了船台,另外三艘船也正在订购中。由于构成甲板和主舱壁的重型装甲板的安装需要在建造的相对较早的时候就进行安装,这完全成了造船的一个痛点。所以再次投入了巨额资金(约2亿美元)用于升级和扩建公有和私营公司的设备。因此,到1940年底,年产能超过了40000长吨,珍珠港事件后则投入更多,到1942年底,月产量已经达到15000长吨!!!
最后,主炮的锻造和炮塔机械仍然是潜在的瓶颈。幸运的是,还是有一些缓解问题的因素。这些部件仅在建造的相对较晚的时期才需要,那是在船体下水后很久了。此外,1916年主力舰计划遗留下来的大量主炮和炮塔机械也可以重新利用。此外,海军炮厂和两家私营公司保留了大部分设备和专有技术,因为大口径主炮需要定期大修,重换衬里甚至整根更换,这基本上意味着由于使用中的正常磨损,仍然需要新炮。为了更好的解决问题,一些资金也流入了第二个公共工厂,即海军军械厂,该工厂可以从1943年开始承担大部分的换衬工作。总而言之,对新主力舰计划至关重要的背景行业的翻新花费了超过五亿美元的税款!
3.\最后,究竟要建造什么的问题仍然存在,这实际上是最难解决的难题之一。总委员会仍然是决定这一点的最高海军权威(专业方面),但是关于这个话题的许多意见来自总统/部长(政治方面),海军战争学院和海军作战部长(战术方面),部分民用战列舰咨询委员会(技术方面)成立于1937年,直至各种海军上将(可操作性方面)担任现役海上执勤职务等。正如可以预料的那样,有这么多人在这件事上有发言权,那就有很多相互冲突的意见和利益。
两个对立的主要问题是:
1.\在慢速(21节)、防护良好且火力精良的战列线作战舰艇与用于特遣部队行动的快速(不低于26节)但相对轻的武备和装甲(即与航母合作的船)之间做出决定。
2.\ 主炮的口径。这与其说是一个专业的问题,不如说是几乎一致赞成使用16英寸主炮。这当然是伦敦条约和国际形势造成的政治结果。美国在1930年代潜在的未来敌***本,因此大部分战略计划都是针对他们准备的。然而,关于日本人计划建造什么以及他们在重建现有船只期间做了什么,可靠的情报信息却非常有限。因此,规划者仍然将英国海军及其舰艇作为基准,当然不是作为未来可能的对手,而是作为技术先进的“竞争对手”。
在我们继续介绍为回答上述问题而建造的实际舰艇级别之前,我们必须看看战列舰存在的理由:重型舰炮!
注:为了保持文本简洁,我将仅使用火炮的官方名称,推迟名称中的公制转换,其他值始终为英制第一/公制第二
5可用的主炮和相关的概念
当华盛顿条约在1922年生效时,美国海军内部有3种主要的主炮在服役或正在开发中。这些是:
16英寸/45 Mark 1,装备1916年计划的第一级船,科罗拉多级;
16英寸/50 Mark 2,装备1916年计划的其余船只;
18英寸/48 Mark 1,仍在开发/建造中。
后一种武器仅处于试验阶段,有一个约50%建造完整度的样炮。它旨在用于可能的未来的战列舰,但只有一些粗略的初步设计,可以用它们计算。在绘图板上还有一个20英寸的怪物,但我们对这门炮知之甚少。
由于口径选择了16英寸,因此没有必要完成这种18英寸/457毫米步枪,因此决定将其转换为一门符合条约的主炮。将一个非常厚的管壁壁,直径为16英寸的内管或衬里插入到了重刻螺纹和稍作修改的炮管中。这就是16英寸/56 Mark 4(Mark 3是略微修改的Mark 2)。使用标准的2100磅(952 公斤)穿甲弹的Mark 4 炮口速度达到了超常的3000英尺/秒(914米/秒)。对于较短炮管的Mark 2和Mark 1来说,这个速度分别是2800fps(853mps)和2600fps(792 mps)。
在1926年至1927年期间,所有这些火炮都进行了几次测试,因为预计战列舰的建造将在1930年之后继续进行。在我们查看测试数据之前,可能需要对两个相关的概念进行一些解释,就是免疫区(IZ)和危险界(DS)。

免疫区概念的图片演示
给定战列舰与给定主炮和炮弹组合的免疫区是由其装甲无法被给定的武器穿透的两个距离定义的。如上面的示意图所示,目标舰在18000码正好被16英寸/45主炮击穿侧舷主装,30000码正好被16英寸/45主炮击穿水平甲板,这意味着它的侧舷主装不会被这门炮在超过18000码的距离外击穿,它的水平甲板也不会被这门炮在30000码的距离内击穿。如果同一个目标面对16英寸/50主炮的打击,其初速更高,所以侧舷主装只能坚持到21700 码内就会被穿透,但水平甲板也会更安全,足可以达到32100码外才会被击穿。
初速越高(由于炮弹更轻或炮管更长的影响),危险界就越大,即使炮弹存在射程误差也会更容易击中。
炮管越长,炮弹的弹道就越平坦(散布误差越小),这意味着命中次数会越多,甚至在更远的距离上击中侧舷的着角也会更小。缺点是,相同距离上对甲板的着角的度数较大,从而降低了穿透力。此外,25000码以外的距离上,16英寸火炮开始更容易击中甲板(即水平)而不是侧舷(垂直)。
换句话说,较短的火炮更适合在更近的距离上穿透甲板,而较长的火炮更适合击穿侧舷,尤其是在低于15000码的距离上。
测试非常清楚地表明,具有13英寸侧舷主装和3.5英寸水平甲板装甲的标准战列舰(内华达级到科罗拉多级)面对16英寸Mark 4主炮是没有免疫区的,其用3000fps(914mps)初速发射的炮弹可以在28800码穿透侧舷主装,并在28000码穿透水平甲板。然而,在这些距离上,大多数命中都会落在甲板上(约75-80%),较短的Mark 2和 Mark 1主炮使用相同的穿甲弹可以分别在26300码和24600码同一厚度的水平甲板。
总而言之,16英寸/50 Mark 2主炮是未来新船的首选主炮,它可以兼顾垂直穿深和水平穿深,同时更轻,更便宜,是更实惠的选择。
然而,在1930年的伦敦条约中并没有增加排水量限制,因此需要寻找一种比16英寸/50 Mk 2更轻但仍然足够强大的主炮。于是1936年开始开发一种新的轻型16英寸炮,预计从1937年开始建造新炮。
这就是16英寸/45 Mark 6,旨在发射一种新的“重型”穿甲弹,也就是重2240磅(1016公斤)的mk5炮弹,通过新的建造方法,主炮的重量能够保持在接近100吨大关的水平(相比之下,Mark 4的重量为188吨,Mark 2的重量约为130吨)。并且随着第二次伦敦条约的签订,口径限制更严格了,因此急需开发现代的14英寸主炮,这就是于36年底,37年初开始设计的14英寸/50 Mark B。在1937年3月日本拒绝接受14英寸的限制后,Mark B的开发就完全停止了,焦点转移回Mark 6,最终没有生产出Mark B的原型炮。此外还有另外两种武器分别在1939年和1940年进入我们的视线:
16英寸/50 Mark 7
18英寸/47 Mark A,Mark A实际上是重新改装的16英寸/56 Mark 4,去除了超厚的衬管并在切下了一段原炮的螺线(因此它现在只有47倍径而不是最初设计的那门Mark 1的48倍径)。
这两种武器都想与新一代的“超重型”炮弹一起使用。Mark 7像Mark 6那样再次设计成一门121吨的轻型主炮,可以以2470 fps(752 mps)的速度发射2700磅(1225kg)的Mk.8 穿甲弹(后来改进为2500/762)。这种Mk.8炮弹具有出色的穿透能力,特别是在较远距离对水平甲板的穿透上,但由于其重量较重,最大射程受到了影响,尤其是用Mark 6主炮发射时射程更短,这也是设计Mark 7的主要原因。由于炮弹的长度增加到了72英寸(183厘米),Mk.8炮弹不能与Mark 1和Mark 2主炮及其现有安装炮塔的装填机构一起使用。值得注意的是,也使用了重达3150磅(1429公斤)的穿甲弹也进行了测试,但由于穿甲体极长,它们在倾斜入射(30°以上)时往往会破裂,因此结果无法令人满意。最终服役的Mk.8也有这种倾向,但程度要小得多,而1944年末采用的Mk.8 Mod.6炮弹重新设计了更圆的弹头,得以完全消除了这个问题。
对18英寸口径的兴趣也在1938-40年左右恢复了,因为有传言说日本新战列舰安装了类似口径的主炮。上面提到的16英寸/56 Mark 4长期以来一直被视为是最佳的战列舰主炮,因为它穿透力出色并且散布很小。在发射3150磅/1429公斤炮弹时,它的穿深甚至可与18英寸主炮相媲美。不利的一面是,极高的初速会使衬管负担过重,以至于它们的测试炮只有50发的完整射击炮弹的有效寿命*。炮管的巨大重量和长度意味着它也需要18英寸级别的炮塔。预计使用重弹的18 英寸主炮在达到类似性能情况下会更轻和更便宜,而且衬管寿命更长。因此,现有唯一的16英寸/56 Mark 4被下令去掉衬管并重新改装,最终在1941年9月造出了18英寸/47炮,临时名称为Mark A。在接下来的一年里开展了一个全面的试射计划,最终这门炮使用3848 磅(1745 公斤)的炮弹和 910 磅(413 公斤)的 IHIC Sample 2发射药达到了3.76亿英尺磅(5.1亿焦)炮口动能。这次射击是美国主炮有史以来炮口动能最高的射击。这次射击的初速为2508 fps(765mps),最大压力为19.91吨每平方英寸(2758 bar)。
不用说,这种配置下的这种主炮可以轻松击穿当时存在的大多数战列舰装甲,在25000码处的水平穿深为6.25英寸(所以说,这个穿深实际上是对应的765mps初速1745kg炮弹而不是nw上列的732mps初速1746.3 kg炮弹?)。只有日本的大和级对这种武器具有免疫区。
*注意:各种来源报告的实际衬管寿命在120-150次之间。然而,美国海军的标准做法要求在剩余寿命降至弹药装载量以下后重新更换衬管,通常是在每门炮90-100发寿命的时候(这是财大气粗还是各国都这样?),否则过度磨损的主炮在危急情况下可能无法发挥主炮的性能。这种武器后来生产的变体也会在这个问题上有所改进。

18英寸47 Mark A和16英寸50 Mark 7和大众披头士的对比图片(该车的重量比两门炮的超重型穿甲弹轻)

...而现在,这门美国最强大的火炮仍然存在。

这是它最初的glory,配有后膛。事实上,Mark 4/A很可能是有史以来建造和试射的最重,最长,最强大的舰炮。(很可惜,即使不考虑别的,德国那个533是不是也试射了。。。直接堵死一切牛鬼蛇神)
下表总结了上述武器最重要的规格
(请注意,第二代主炮(1930+)的穿透能力的飞跃主要是由于穿甲弹的改进)

备注:不幸的是,Mark 4/A没有20000码的垂直穿深数据,只能给出更远射程的数据来进行参考。
6北卡罗来纳(BB-55)级及其设计工作
在经历了很长时间的中断之后,人们对建造战列舰的期望自然很高。新船必须应对多种威胁,同时保持老一代战列舰的火力和防护,并且仍然比那些老船更快:在几乎不到10%的额外排水量的情况下实现所有这些要求是一个真正的挑战。事实上,总共有70多个初步设计被提出,这是迄今为止美国所有主要军舰中最多的设计(比列克星敦还多吗?)。
美国海军第一级条约战列舰的最初设计可以追溯到1934年。在第一系列设计中,大部分设计的时间一直持续到1936年,通过尝试各种各样的理念来满足各种内部要求。从非常缓慢、装备重火力、有或无装甲的变体一直到和战列巡洋舰类似的船只,包括一些带有全后置主炮和总统要求的搭载所有航空设施的设计。
主要的争论实际上是在于以下两个分歧:
1.传统的重炮战列舰的变体,通过放弃速度来加强防护。
2.可以与航母一起作战但必须放弃一定防护和火力才能实现的快速战列舰。
两者都有各自的考量,特别是考虑到潜在的对手,日本帝国海军将来可能会攻击这些船。一方面是快速的金刚级战列巡洋舰,据信其航速为26-27节,可以对美国航母构成致命威胁。另一方面,预计日本将在现有条约到期后立即建造新舰艇,这需要经典的美式战列舰们去对抗它们。前者可以轻松使用九门14英寸主炮,后者只能使用至少八门16英寸主炮(这话真没毛病吗?)。在命运安排下,1935-36年的谈判将口径限制保持在14英寸,更糟糕的是,日本退出了协议,所以可以建造吨位更大的船只了。
因此,第二个系列设计就开始诞生出一些更精致的设计,大多数都会兼顾之前提到的两种设计理念来同时应对这两种威胁。最慢的设计为27节,而最快的设计能够达到30-31节的速度,但这个速度的设计会放弃约30%的火力。最终,方案十六的修订版获胜,这是一艘27节的炮舰,采用了4炮塔12门14英寸炮的设计。副炮则同时使用了5英寸/38高平两用炮的双联和单装两种炮塔,共16门副炮。装甲仍然是一个痛点,尤其是缺乏水下侧装甲。它的批评者指出,这种设计虽然平衡,但在速度/火力/防护的任何一项中的表现都不突出。尽管如此,考虑到35000长吨的严格限制,整个设计应该还是算取得了成功。

BB-55级的动力舱(每个单元对应2个锅炉和1个涡轮机),但SSTG仍然在单独的隔间中。
通过采用轻质的、高压高温的动力,少到四个大型机械室的划分(而不是涡轮电驱动器的庞大细分),部分焊接的结构,将每个零件和配件都切割到最低限度,并结合纵向的框架,最终实现了这一目标。


方案16的模型和剖面图,使用3*4的14英寸/50 Mark B主炮;注意侧舷主装的下端遵循模型和图纸上的波浪图案
在美国设计师手中还有一张尚未用出的王牌。由于有足够的资源,施工开始之前也还有足够的时间,所以开发实际上是有两种主炮配置:
一种是使用三联装炮塔的16英寸/45 Mark 6,尽管条约排除了使用16寸主炮的可能性,但已经为此付出了相当大的努力。
与此同时,另一个项目是开始开发一种现代的14英寸主炮,安装在四联装独立套筒的炮塔中。两种炮的安装和装填机构的设计方式都适合相同的座圈直径!
罗斯福本人将新船推迟到1938财年,所以实际船体的建造将在1937年下半年开始。这意味着与英国国王乔治五世级相比,美国舰艇将大大延迟-英国人已经决定使用14英寸主炮,所以他们在1937年1月1日就开始建造他们的船只。这反过来又使得关于在BB-55级上使用什么炮塔和主炮的决定被潜在的推迟到当年年底。由于日本在1937年3月27日通知条约签署国他们不接受任何限制,美国可以自由地继续使用更大口径的主炮。即便如此,罗斯福也不愿意松口,他不希望美国成为国际口径军备竞赛的执行者。直到德国和苏联传来有关在新建船上使用15英寸甚至16英寸主炮的消息后,总统才于1937年7月下令使用更大的口径的前二后一布置的三联装炮塔。
因此,最终设计从速度火力保护之间的良好平衡转变为一个火力过度,足够快速,装甲防护则有些不足的设计。Mk.8超重穿甲弹的引入使事情变得更糟,因为有效的免疫区被减少到几乎毫无意义的距离。它在面对2240磅(1016kg)炮弹时只有21000-27700码(19.2-25.3km)的免疫区,面对14寸的1500磅(680kg)炮弹时免疫区则有19000-33000码(美国人这思路就奇怪,你防护又没有改,只是自己的口径变了,又不是面对敌人的炮弹装甲更脆了,难道就你这船是设计来自己打自己的吗?)。
与此同时,舰船设计在许多其他方面也取得了进展:
1.副炮的数量增加到10个双联装5英寸/38炮,平均放置在两侧,上层甲板(上层建筑)每侧有个3炮座,下层甲板或主甲板上有每侧有个2个炮座
2.侧舷主装将外置,但角度相当陡峭,为15°(以前为12°)
3.为了应对水中弹的威胁,在水线以下的弹药库上添加了一些装甲补丁,按照波浪轮廓的形状(见上面的模型)
4.勺形船尾布局与艉鳍中的内轴布置相结合,提供了足够大的船尾区域来容纳起重机和两个弹射器;艉鳍还为unopposed side’s shafts(不知道是啥,我也没去查)提供了某种形式的水下爆炸防护
5.前上层建筑中有一个主火控塔,辅以烟囱后面的一个小型二级火控塔;副炮使用了4个具有高仰角测量能力的测距仪(原词high angle capable directors没查是啥),一个在前部,一个在后部,烟囱旁边每侧各一个
这些特征中的大多数都可以说是现代美国海军战列舰的标志性存在,它们在随后的BB-57和BB-61级上使用时出现了一些变化,有些以原始形式重新出现在BB-67级上。
BB-55北卡罗来纳号的龙骨于1937年10月在纽约海军造船厂铺设,并于1941年4月完工。BB-56华盛顿号于1938年6月才在纽约费城开始建造,但仍然在1941年5月投入使用。建造周期相当长,特别是BB-55由于前奏部分(文章开头)描述的瓶颈而相当慢。更糟糕的是,在这两条船的试航中都遇到了严重的振动问题:情况非常糟糕,以至于在一段时间内不允许船舶加速到超过23节。这个问题在海军,特别是参与设计过程的各局中引起了冲击波。这个问题揭示了后续船舶在共享机械布局和船艉设计时将面临相同现象的可能性。幸好通过使用更先进、增加叶片数量的螺旋桨和增设火控设备上的一些支撑在很大程度上解决了这个问题,但它从未完全消失。
因此,直到1942年中早期才真正的把船投入战斗,在最初的问题得到解决后,两人在下半年在瓜达尔卡纳尔岛周围的战斗中被使用。而BB-55运气更差些,成为现代美国海军BB中唯一受到严重水下伤害(来自敌人的攻击)的BB。它的鱼雷防御系统继承自上一代舰艇,采用了5个舱壁以及液空系统,表现得相当好。
南达的超字数了2楼发


IP属地:黑龙江1楼2023-02-15 16:32回复
    啊这南达的发不出来,说是广告贴


    IP属地:黑龙江来自Android客户端2楼2023-02-15 16:55
    收起回复
      2026-04-25 04:59:28
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      IP属地:浙江来自Android客户端3楼2023-02-15 17:06
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        网站图挺多的,可以看看。


        IP属地:重庆4楼2023-02-15 19:31
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          IP属地:天津来自Android客户端5楼2023-02-15 19:32
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            保存了慢慢看,🔝


            IP属地:云南来自Android客户端6楼2023-02-15 20:58
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              IP属地:重庆来自Android客户端7楼2023-02-15 21:11
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                IP属地:黑龙江8楼2023-02-15 22:44
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                  横截面很好地显示了带有严重倾斜的主装及其向下延伸的防护设计


                  IP属地:黑龙江9楼2023-02-15 22:45
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                    IP属地:黑龙江10楼2023-02-15 22:46
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                      IP属地:黑龙江12楼2023-02-15 22:46
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                        8-12楼就是南达的部分,11楼就一个图好像被删了,不过不是很重要,可以去原网站看


                        IP属地:黑龙江14楼2023-02-15 22:49
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                          还有二十英寸炮?


                          IP属地:北京15楼2023-02-15 23:53
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                            IP属地:福建来自Android客户端16楼2023-02-16 00:05
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