鐵甲時代的開端：勇士號與英國海軍的轉型

我們繼續(xù)回顧世界裝甲艦艦隊的發(fā)展歷史，通過其中的個別代表艦來了解，比如英國的“勇士號”（Warrior），關于它的建造過程我們之前已經(jīng)介紹過。今天，我們將更近距離地了解這艘船。提醒一下，文中會提到英寸、英尺、碼等單位，因為我們講的是英國海軍，所以需要注意這些單位。

在上一篇文章中，我們已經(jīng)大致介紹了這艘船的外觀和性能指標，同時重點講解了它的火炮。但不要忘記，這畢竟是一艘“裝甲艦”，所以接下來我們來講講它的裝甲防護。

在設計新艦時，英國造船師對這個問題采取了非常“嚴謹”的態(tài)度。在艦船設計階段和建造期間，他們進行了大量準備工作，以研究最適合護衛(wèi)艦的裝甲系統(tǒng)。應專門成立的委員會的倡議，在希布里內斯（Shiburness，也許是拼寫錯誤并沒有找到這個地方。）進行了大量對裝甲板的實彈射擊試驗。根據(jù)這些試驗結果，委員會會給出關于裝甲制造技術、最優(yōu)厚度、安裝方式以及其他重要細節(jié)的建議。其中一些對項目技術條件影響最大的試驗，我們會詳細介紹。

這些試驗中包括了對裝甲炮臺“忠誠號”（Trusty）的射擊實驗。這是一艘已退役的艦船（順便說一下，它上面首次安裝了裝甲炮塔?。?，專門改裝用于試驗。它遭受了不同口徑火炮的射擊，這些火炮既包括英國海軍現(xiàn)役裝備，也包括當時剛剛制造出來的火炮，其中就包括由曼徹斯特惠特沃思工廠制造的90磅炮。

“勇士號”部分剖面示意圖

順便提一下，在進行這些試驗射擊時，“忠誠號”炮臺并不是唯一遭殃的對象。1858年，還進行了一系列針對艦船“阿爾弗雷德號”（Alfred）甲板上安裝的鐵板的射擊實驗。同時，對HMS Erebus（厄瑞玻斯號）和“流星號”（Meteor）的炮臺也進行了射擊試驗，這些試驗同樣證明了厚橡木襯板在裝甲下的重要性。有趣的是，“流星號”的木質船體展現(xiàn)出了比“厄瑞布斯號”的鐵質船體更強的抗打擊能力，因為鐵船體在震動中龍骨框架會產(chǎn)生位移。

根據(jù)這些試驗結果，英國海軍部（Admiralty）得出的結論是：在理想條件下，四英寸（約100毫米）厚的裝甲總是可能被穿透，但五英寸厚、配有二十英寸厚襯板的裝甲則不容易被破壞（這就是“多一英寸的效果”，開個玩笑）。正是基于這一判斷，設計師認為在裝甲艦上安裝4.5英寸（約114毫米）低碳鍛鐵裝甲就足夠了。側舷裝甲形成了艦船的“要塞區(qū)”（citadel），在裝甲上開有26門炮的炮口，而船首和船尾則沒有裝甲保護。

補充說明：法國“光榮號”（Gloire）則安裝了厚度為120毫米的鍛造裝甲（主裝甲帶），上層裝甲帶厚度為110毫米。

法國裝甲艦光榮號（La Gloire）

與此同時，還進行了實驗以確定裝甲下襯板的必要性及其最佳厚度。這里同樣采用了“實船實驗”的方式。為此，選擇了一艘老舊艦船“賽努斯號”（Sinus/直譯：海灣），在其木質船體上直接覆蓋了4英寸和6英寸厚的裝甲板，但沒有任何襯板或金屬加固。射擊距離較近，使用的是68磅重的炮彈。

裝甲雖然能承受炮彈命中，但船內的檢查結果令人不安。如果炮彈穿透裝甲，內部結構的破壞相對有限，但裝甲板承受沖擊的震動對木質結構卻是致命的。木構件開裂、斷裂，螺栓被震出，木質框架被破壞，無法承受裝甲板的巨大震動。結果，船只在試射中受損嚴重，而修復只能在船塢完成。在實戰(zhàn)中，這艘船幾乎肯定會被毀。

因此，能夠緩沖炮彈沖擊震動的襯板成為必要配置。如果沒有襯板，就必須采取額外措施加固船體。最終，“勇士號”（Warrior）上的襯板厚度達到了457毫米（16英寸），而光榮號（La Gloire）則為660毫米。

補充說明：根據(jù)O. Parks的記錄，還曾嘗試使用厚橡膠和壓縮棉作為替代襯板，但這一方案被認為毫無效果。

“勇士號”裝甲布局示意

同時，委員會指出，與鍛鐵相比，更適合使用退火廢鐵（annealed scrap iron）來制造裝甲，雖然這種材料的裝甲制造工藝非常復雜且耗時，同時也可以使用軋制鐵（rolled iron）。

補充說明：在1859年8月（“勇士號”下水后），對安裝在“無畏號”的不同類型裝甲板進行了試驗。結果表明，軋制鐵板比鋼板效果更佳，同時發(fā)現(xiàn)層疊裝甲的防護效果不如整體裝甲。

有趣的是，這些試驗并未結束。在隨后的一段時間內，還進行了大量實驗，以確定船體最理想的傾角以及裝甲與船體的固定方式。最初提出用螺栓固定裝甲板的方法未能奏效——炮彈雖然未能穿透裝甲，但沖擊產(chǎn)生的震動會破壞螺栓，使裝甲板被震松甚至脫落！還進行了多層裝甲的實驗。

裝甲艦船體結構

基于這些實驗結果，決定在最初的裝甲艦上僅保護船體中部，即水線及炮座水平。最終，“勇士號”的裝甲帶長度為64.9米（213英尺）。裝甲板自水線下延伸1.52米，高度延伸至上層甲板的橫梁（裝甲帶在水線上方高度為4.88米）。在裝甲船體兩端安裝了與主裝甲帶同厚度（114毫米）的船首和船尾橫向裝甲板，高度同樣延伸至上層甲板。

船首和船尾未裝甲保護，其中包括舵和螺旋槳。部分通過在水線以下安裝防水平臺進行補償，這些平臺可以限制進水量，在船體高于平臺處受損時保持船尾和船首的浮力。

船體結構（示意圖）

裝甲帶板（每塊裝甲板長度為4.65米，寬度1米，重量約4噸）水平鋪設在雙層柚木襯板上。內層襯板的木梁厚度為12英寸，水平固定在鐵質船體上，外層襯板的6英寸木梁則垂直鋪設并連接到內層。裝甲板固定在襯板上，并通過圓錐形螺栓（長度810毫米）與船體連接，螺栓穿過襯板的兩層。螺栓頭平齊嵌入裝甲板內，船體內部擰上螺母固定。裝甲橫向隔板（traverse）板也采用同樣固定方式，但襯板使用英國橡木，相較于柚木更容易因潮濕而腐爛。

水平面上的裝甲板接縫采用“榫槽式”連接，下緣有凸舌。后來發(fā)現(xiàn)，這種固定方式強度不足，因為炮彈擊中接縫附近時，會在距離接縫150–200毫米的地方劈裂裝甲板。隨后建造的裝甲艦不再采用這種連接方式。

為增強船體在炮口區(qū)域的強度，上下加設縱向加勁結構，鐵質船體在加勁結構下加厚，由兩排厚度為?英寸的鐵板組成。加勁結構通過兩條角鐵條固定到船體上。在炮口區(qū)域，裝甲總厚度達到7英寸。此結構后來在愛德華·里德（Edward Reed）設計的裝甲艦上得到了發(fā)展。

“勇士號”裝甲總重量約為1000噸，襯板總重量約為375噸。

上層甲板

早在那時，英國人就考慮到了甲板的防護——炮臺甲板和上層甲板都鋪設了厚15.7毫米的鐵板，固定在梁上，然后在上面覆蓋木質鋪板。

“勇士號”裝甲艦上的最后一個裝甲部件是艦長艙（后來稱作戰(zhàn)斗指揮艙），位于上層甲板的船尾，呈橢圓形，尺寸為4.5 × 2.7米。艙體同樣覆蓋4.5英寸（114毫米）的裝甲，襯以厚12英寸（305毫米）的柚木木梁。下層木梁固定在甲板梁上。不過，這個“堡壘式艙室”設計用于指揮艦長，但并不實用——因為艙內沒有任何傳令裝置，無法真正指揮艦船。所以這個艙室基本上沒有被使用。

最后，簡單介紹一下英國裝甲艦的動力裝置?！坝率刻枴毖b備了由“約翰·潘恩與子公司”（John Penn & Sons，格里諾克）制造的水平式柱塞蒸汽機，并配有噴射冷卻系統(tǒng)。

正如O. Parks所寫：“‘潘恩’公司的柱塞蒸汽機是當時最好的海用蒸汽機，而安裝在‘勇士號’上的這臺機器（指示功率超過5000馬力）長期以來一直是為戰(zhàn)艦設計的最強動力裝置?！?/p>

“勇士號”中部剖面——蒸汽機示意圖

這臺蒸汽機（額定功率1205馬力）有兩個氣缸，其軸線位于水線下方2.13米處。當時，這臺蒸汽機的氣缸被認為是世界上最大的船用氣缸（直徑3.76米，另據(jù)資料為2.845米），不僅是為船舶建造的最大氣缸，也是當時所有制造氣缸中第二大。該裝置能夠將旋轉直接傳遞給軸，這是柱塞蒸汽機的一個特點。

艦上裝有10個飛跨式鍋爐（每個鍋爐4個爐膛），分布在兩個鍋爐艙：蒸汽機的前艙和后艙各5個鍋爐。鍋爐的加熱面積為1849.33平方米（19906平方英尺），工作蒸汽壓力為1.55公斤/平方厘米（22磅/平方英寸）。

在70年代初對“勇士號”進行大修時，鍋爐被更高效的新型鍋爐替換，加熱面積增加到2209.14平方米（23779平方英尺），蒸汽工作壓力提高到1.75公斤/平方厘米（25磅/平方英寸）。

鍋爐艙

裝甲艦采用一臺格里菲斯（Griffith）雙葉螺旋槳（重量按Parks數(shù)據(jù)為10噸，另據(jù)說為26噸），材質為炮銅，直徑7.5米。航行時，如果使用風帆推進，螺旋槳可以通過其上方的專門井口提升到甲板上。有趣的是，這個螺旋槳被認為是可升起螺旋槳中最大的一種，升起它需要約600人力，幾乎相當于整艘裝甲艦的全體船員。后來在維修中，這個升起井被取消，雙葉螺旋槳被換成新的并固定在軸上（考慮到原先升起所需的人力，這也不足為奇）。

除了主機械裝置外，艦上還裝有一臺40馬力的小型蒸汽機，用于驅動水泵、通風機和提升錨鏈（不過蒸汽絞盤直到該類裝甲艦服役約12年后才安裝）。

裝甲艦蒸汽機

從“停止”狀態(tài)啟動時，加熱好的蒸汽機在11秒內就能達到全速運轉（當然，螺旋槳也同步運轉）。反向減速則需要31秒。全速前進切換到全速后退則需要49秒。不過，操控性方面存在問題。

蒸汽鍋爐爐膛

“勇士號”使用了普通直舵，舵葉的浸入面積為12.08平方米（130平方英尺）。后來根據(jù)操縱性能試驗結果，這個浸入面積被增至16.72平方米（180平方英尺）。然而，舵機驅動仍然不理想，舵角只能達到18–25度，而要旋轉到這個角度，需要在舵柄與舵輪之間設置多組滑輪系統(tǒng)。整個操作過程需要多達40名船員！

裝甲艦舵輪

正如O.帕克斯所寫：“……有一次，‘黑王子號’（‘勇士號’型的第二艘艦）在舵偏離縱向中心線30度時進行循環(huán)操舵。舵轉到這個位置花費了1.5分鐘，而完成一次完整循環(huán)則用了8.5分鐘。在舵輪和輔助滑輪上，共有40名船員在操作?！痹谶@樣的舵機驅動下，在狹小區(qū)域里根本無法快速轉向！

后來測得的速度顯示，當同時使用帆和蒸汽時，平均航速約為16節(jié)，最高可達17.25節(jié)（根據(jù)O.帕克斯的數(shù)據(jù)，在測量海里上“勇士號”單用蒸汽航行速度為14.3節(jié)）?？傮w來看，根據(jù)使用經(jīng)驗，裝甲艦的動力系統(tǒng)評價很高：制造精良、維護可靠。艦長科克倫在首航弗里格特號至直布羅陀的報告中寫道，從里斯本出航后，幾乎整整一天都能以13～14節(jié)航速航行，蒸汽機沒有出現(xiàn)任何故障。后來，“勇士號”在英吉利海峽艦隊服役期間，還參加了多次對比試驗，多次確認了這一航速。

此外，也不能忘記，蒸汽“勇士號”需要消耗煤炭，設計儲煤量為800～850噸，這幾乎占動力裝置總重量（1720噸）的一半。據(jù)計算，這個燃料儲備足以支持：滿速航行1170海里（約83小時）、12.5節(jié)航速航行1420海里（約114小時）或11節(jié)航速航行2100海里（約191小時）。當然，還有帆助航，這一點也沒有被忽略。

鍋爐艙剖面圖

1864年，在進行了三年的航行后，這艘裝甲艦被解除武裝并入塢進行部分維護工作。具體來說，更換了炮臺甲板，將螺旋槳改為固定式，在艙口下方開了裝甲孔，加裝了艙室舷窗。原本還計劃用裝甲保護舵機和螺旋槳，但到1867年初接到緊急命令要求艦船重新武裝，這些額外工作未能完成。1868年4月，在斯托克灣進行的新試航中，“勇士號”經(jīng)過六次航行測得速度為14.079節(jié)，指示功率為5270馬力；在6小時海上試航中航速達到13.936節(jié)，功率5092馬力。此時，裝甲艦的排水量為9200噸。

裝甲艦“勇士號”

早在1867年，還進行了配備增大舵面積的新舵試驗，但結果僅比原舵略有改善。從沃登海軍上將的試驗報告摘錄（見下表）可以看出效果有限。

“勇士號”新舵的循環(huán)操舵數(shù)據(jù)

眾所周知，當出現(xiàn)“新事物”時，人們很少完全舍棄“舊的傳統(tǒng)”，通常采取折衷方案。第一批裝甲艦也是如此——盡管配備了蒸汽機和螺旋槳，但仍高度重視帆船性能和帆裝能力。

“勇士號”配備了與80門木質戰(zhàn)艦相當?shù)姆b（下水后為三桅橫帆船），但配備了縮短的前桅桿，且前桅與主桅之間的距離加大，煙囪從中間穿出（高度7.6米，直徑2.4米）。

“勇士號”揚帆航行，示意圖

帆面積為2879平方米（30989平方英尺），若加上側帆（lisels）則為4497平方米。桅桿和橫桿為木制（這是唯一配備木質桅桿和橫桿的裝甲艦），立帆索為鋼絲。前桅高度（從水線到桅頂）為57.45米，主桅為58.45米，尾桅為47.17米。

參考資料：根據(jù)O. Parks的記載，“勇士號”在全部直帆（包括側帆）下創(chuàng)下的最高航速為13節(jié)，這一速度后來僅被“皇家橡樹號”（Royal Oak）超越，而“皇家阿爾弗雷德號”（Royal Alfred）和“君主號”（Monarch）能夠重復這一成績。

有趣的是，在設計階段，曾認為三根桅桿對于如此長的船體可能不夠穩(wěn)妥，曾考慮過安裝四根或五根桅桿，但最終還是選擇了三根。順便提一句，帆裝不僅增加了“美觀與靈動感”，也帶來了額外重量：桅桿及附屬裝備重量為112.3噸，索具（包括附屬設備）58噸，帆（包括備用帆）15.3噸，總計185.3噸的上層負載，這可不容小覷！

“勇士號”的裝甲部分

盡管體型龐大、排水量驚人，但按英國海軍分類，“勇士號”仍列為護衛(wèi)艦，對應編制配員為660人。但非正式來看，考慮其排水量、武裝和裝甲，在當時可相當于六艘一等木制戰(zhàn)列艦，每艘戰(zhàn)列艦配員約850～900人甚至更多。因此，“勇士號”體積幾乎是它們的兩倍，但配員僅為660人遠遠不夠（想想單是抬起螺旋槳就需要600人）。

尤其在天氣良好的情況下，進行任何小型作業(yè)（如操作帆）都需要召集全體船員到甲板上，而普通艦船通常只需一個值班班組即可完成。這種情況導致船員不滿，水手和軍官都不太樂意在這艘護衛(wèi)艦上服役。后來，“勇士號”的配員才增加至705人。在其他英國裝甲艦上，在重新審核編制和戰(zhàn)斗人員表之前，這種現(xiàn)象也屢見不鮮。

戰(zhàn)列艦“勇士號”在樸茨茅斯

總結來看，總體上“勇士號”是一艘相當成功且適航性良好的裝甲艦，與法國的“光榮”級艦船相比，它要先進得多。最重要的是，它對英國造船師的發(fā)展起到了至關重要的作用。在試航過程中，他們已經(jīng)清楚地認識到：裝甲艦不適合沿用針對木制線列艦制定的舊戰(zhàn)術和技術要求。新型艦艇需要新的技術，也需要新的使用學說，這一點為許多人所理解。

正如O. Parks在描述英國木制戰(zhàn)列艦建造派的一位支持者時寫道：“……霍華德·道格拉斯（Howard Douglas）不得不承認，他在多年與海軍激進改革斗爭中失敗。當海軍委員會選擇總造船師提出的替代方案——即鐵制船體艦船時，這位年屆83歲的老將輸?shù)袅俗约鹤詈笠惠嗇^量。在他1861年臨終前，他說：‘我所說的關于裝甲艦的一切都是對的……他們至今對火炮隱藏的威力了解甚少！’”

戰(zhàn)列艦“勇士號”——摘自布拉塞（Brassey）文集

木制艦艇已經(jīng)失去了作戰(zhàn)價值，英國海軍部立即放棄了它們的建造。鐵制艦船的時代來臨了。裝甲艦的時代也到來了。我們以后還會回到這個話題。

（感謝收看本頻道“拌勻”的內容）