鐵甲時(shí)代的開端：勇士號(hào)與英國海軍的轉(zhuǎn)型

我們繼續(xù)回顧世界裝甲艦艦隊(duì)的發(fā)展歷史，通過其中的個(gè)別代表艦來了解，比如英國的“勇士號(hào)”（Warrior），關(guān)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(huì)提到英寸、英尺、碼等單位，因?yàn)槲覀冎v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(biāo)，同時(shí)重點(diǎn)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(hù)。

在設(shè)計(jì)新艦時(shí)，英國造船師對(duì)這個(gè)問題采取了非常“嚴(yán)謹(jǐn)”的態(tài)度。在艦船設(shè)計(jì)階段和建造期間，他們進(jìn)行了大量準(zhǔn)備工作，以研究最適合護(hù)衛(wèi)艦的裝甲系統(tǒng)。應(yīng)專門成立的委員會(huì)的倡議，在希布里內(nèi)斯（Shiburness，也許是拼寫錯(cuò)誤并沒有找到這個(gè)地方。）進(jìn)行了大量對(duì)裝甲板的實(shí)彈射擊試驗(yàn)。根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，委員會(huì)會(huì)給出關(guān)于裝甲制造技術(shù)、最優(yōu)厚度、安裝方式以及其他重要細(xì)節(jié)的建議。其中一些對(duì)項(xiàng)目技術(shù)條件影響最大的試驗(yàn)，我們會(huì)詳細(xì)介紹。

這些試驗(yàn)中包括了對(duì)裝甲炮臺(tái)“忠誠號(hào)”（Trusty）的射擊實(shí)驗(yàn)。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(yàn)。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(dāng)時(shí)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(hào)”部分剖面示意圖

順便提一下，在進(jìn)行這些試驗(yàn)射擊時(shí)，“忠誠號(hào)”炮臺(tái)并不是唯一遭殃的對(duì)象。1858年，還進(jìn)行了一系列針對(duì)艦船“阿爾弗雷德號(hào)”（Alfred）甲板上安裝的鐵板的射擊實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，對(duì)HMS Erebus（厄瑞玻斯號(hào)）和“流星號(hào)”（Meteor）的炮臺(tái)也進(jìn)行了射擊試驗(yàn)，這些試驗(yàn)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(hào)”的木質(zhì)船體展現(xiàn)出了比“厄瑞布斯號(hào)”的鐵質(zhì)船體更強(qiáng)的抗打擊能力，因?yàn)殍F船體在震動(dòng)中龍骨框架會(huì)產(chǎn)生位移。

根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，英國海軍部（Admiralty）得出的結(jié)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(gè)玩笑）。正是基于這一判斷，設(shè)計(jì)師認(rèn)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(cè)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(hù)。

補(bǔ)充說明：法國“光榮號(hào)”（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(hào)（La Gloire）

與此同時(shí)，還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(shí)船實(shí)驗(yàn)”的方式。為此，選擇了一艘老舊艦船“賽努斯號(hào)”（Sinus/直譯：海灣），在其木質(zhì)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(nèi)的檢查結(jié)果令人不安。如果炮彈穿透裝甲，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞相對(duì)有限，但裝甲板承受沖擊的震動(dòng)對(duì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)卻是致命的。木構(gòu)件開裂、斷裂，螺栓被震出，木質(zhì)框架被破壞，無法承受裝甲板的巨大震動(dòng)。結(jié)果，船只在試射中受損嚴(yán)重，而修復(fù)只能在船塢完成。在實(shí)戰(zhàn)中，這艘船幾乎肯定會(huì)被毀。

因此，能夠緩沖炮彈沖擊震動(dòng)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(hào)”（Warrior）上的襯板厚度達(dá)到了457毫米（16英寸），而光榮號(hào)（La Gloire）則為660毫米。

補(bǔ)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(rèn)為毫無效果。

“勇士號(hào)”裝甲布局示意

同時(shí)，委員會(huì)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(fù)雜且耗時(shí)，同時(shí)也可以使用軋制鐵（rolled iron）。

補(bǔ)充說明：在1859年8月（“勇士號(hào)”下水后），對(duì)安裝在“無畏號(hào)”的不同類型裝甲板進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，軋制鐵板比鋼板效果更佳，同時(shí)發(fā)現(xiàn)層疊裝甲的防護(hù)效果不如整體裝甲。

有趣的是，這些試驗(yàn)并未結(jié)束。在隨后的一段時(shí)間內(nèi)，還進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，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(dòng)會(huì)破壞螺栓，使裝甲板被震松甚至脫落！還進(jìn)行了多層裝甲的實(shí)驗(yàn)。

裝甲艦船體結(jié)構(gòu)

基于這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，決定在最初的裝甲艦上僅保護(hù)船體中部，即水線及炮座水平。最終，“勇士號(hào)”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(hù)，其中包括舵和螺旋槳。部分通過在水線以下安裝防水平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償，這些平臺(tái)可以限制進(jìn)水量，在船體高于平臺(tái)處受損時(shí)保持船尾和船首的浮力。

船體結(jié)構(gòu)（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(shè)在雙層柚木襯板上。內(nèi)層襯板的木梁厚度為12英寸，水平固定在鐵質(zhì)船體上，外層襯板的6英寸木梁則垂直鋪設(shè)并連接到內(nèi)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(nèi)，船體內(nèi)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(qiáng)度不足，因?yàn)榕趶棑糁薪涌p附近時(shí)，會(huì)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(qiáng)船體在炮口區(qū)域的強(qiáng)度，上下加設(shè)縱向加勁結(jié)構(gòu)，鐵質(zhì)船體在加勁結(jié)構(gòu)下加厚，由兩排厚度為?英寸的鐵板組成。加勁結(jié)構(gòu)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(dá)到7英寸。此結(jié)構(gòu)后來在愛德華·里德（Edward Reed）設(shè)計(jì)的裝甲艦上得到了發(fā)展。

“勇士號(hào)”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(shí)，英國人就考慮到了甲板的防護(hù)——炮臺(tái)甲板和上層甲板都鋪設(shè)了厚15.7毫米的鐵板，固定在梁上，然后在上面覆蓋木質(zhì)鋪板。

“勇士號(hào)”裝甲艦上的最后一個(gè)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(gè)“堡壘式艙室”設(shè)計(jì)用于指揮艦長，但并不實(shí)用——因?yàn)榕搩?nèi)沒有任何傳令裝置，無法真正指揮艦船。所以這個(gè)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(dòng)力裝置。“勇士號(hào)”裝備了由“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(jī)，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(jī)是當(dāng)時(shí)最好的海用蒸汽機(jī)，而安裝在‘勇士號(hào)’上的這臺(tái)機(jī)器（指示功率超過5000馬力）長期以來一直是為戰(zhàn)艦設(shè)計(jì)的最強(qiáng)動(dòng)力裝置。”

“勇士號(hào)”中部剖面——蒸汽機(jī)示意圖

這臺(tái)蒸汽機(jī)（額定功率1205馬力）有兩個(gè)氣缸，其軸線位于水線下方2.13米處。當(dāng)時(shí)，這臺(tái)蒸汽機(jī)的氣缸被認(rèn)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(dāng)時(shí)所有制造氣缸中第二大。該裝置能夠?qū)⑿D(zhuǎn)直接傳遞給軸，這是柱塞蒸汽機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)。

艦上裝有10個(gè)飛跨式鍋爐（每個(gè)鍋爐4個(gè)爐膛），分布在兩個(gè)鍋爐艙：蒸汽機(jī)的前艙和后艙各5個(gè)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(duì)“勇士號(hào)”進(jìn)行大修時(shí)，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(tái)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(zhì)為炮銅，直徑7.5米。航行時(shí)，如果使用風(fēng)帆推進(jìn)，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(gè)螺旋槳被認(rèn)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(dāng)于整艘裝甲艦的全體船員。后來在維修中，這個(gè)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(jī)械裝置外，艦上還裝有一臺(tái)40馬力的小型蒸汽機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)水泵、通風(fēng)機(jī)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(jī)

從“停止”狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)，加熱好的蒸汽機(jī)在11秒內(nèi)就能達(dá)到全速運(yùn)轉(zhuǎn)（當(dāng)然，螺旋槳也同步運(yùn)轉(zhuǎn)）。反向減速則需要31秒。全速前進(jìn)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(hào)”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(yàn)結(jié)果，這個(gè)浸入面積被增至16.72平方米（180平方英尺）。然而，舵機(jī)驅(qū)動(dòng)仍然不理想，舵角只能達(dá)到18–25度，而要旋轉(zhuǎn)到這個(gè)角度，需要在舵柄與舵輪之間設(shè)置多組滑輪系統(tǒng)。整個(gè)操作過程需要多達(dá)40名船員！

裝甲艦舵輪

正如O.帕克斯所寫：“……有一次，‘黑王子號(hào)’（‘勇士號(hào)’型的第二艘艦）在舵偏離縱向中心線30度時(shí)進(jìn)行循環(huán)操舵。舵轉(zhuǎn)到這個(gè)位置花費(fèi)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。”在這樣的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，在狹小區(qū)域里根本無法快速轉(zhuǎn)向！

后來測得的速度顯示，當(dāng)同時(shí)使用帆和蒸汽時(shí)，平均航速約為16節(jié)，最高可達(dá)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(hào)”單用蒸汽航行速度為14.3節(jié)）。總體來看，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，裝甲艦的動(dòng)力系統(tǒng)評(píng)價(jià)很高：制造精良、維護(hù)可靠。艦長科克倫在首航弗里格特號(hào)至直布羅陀的報(bào)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(jī)沒有出現(xiàn)任何故障。后來，“勇士號(hào)”在英吉利海峽艦隊(duì)服役期間，還參加了多次對(duì)比試驗(yàn)，多次確認(rèn)了這一航速。

此外，也不能忘記，蒸汽“勇士號(hào)”需要消耗煤炭，設(shè)計(jì)儲(chǔ)煤量為800～850噸，這幾乎占動(dòng)力裝置總重量（1720噸）的一半。據(jù)計(jì)算，這個(gè)燃料儲(chǔ)備足以支持：滿速航行1170海里（約83小時(shí)）、12.5節(jié)航速航行1420海里（約114小時(shí)）或11節(jié)航速航行2100海里（約191小時(shí)）。當(dāng)然，還有帆助航，這一點(diǎn)也沒有被忽略。

鍋爐艙剖面圖

1864年，在進(jìn)行了三年的航行后，這艘裝甲艦被解除武裝并入塢進(jìn)行部分維護(hù)工作。具體來說，更換了炮臺(tái)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(jì)劃用裝甲保護(hù)舵機(jī)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(jìn)行的新試航中，“勇士號(hào)”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(shí)海上試航中航速達(dá)到13.936節(jié)，功率5092馬力。此時(shí)，裝甲艦的排水量為9200噸。

裝甲艦“勇士號(hào)”

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

“勇士號(hào)”新舵的循環(huán)操舵數(shù)據(jù)

眾所周知，當(dāng)出現(xiàn)“新事物”時(shí)，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(jī)和螺旋槳，但仍高度重視帆船性能和帆裝能力。

“勇士號(hào)”配備了與80門木質(zhì)戰(zhàn)艦相當(dāng)?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(hào)”揚(yáng)帆航行，示意圖

帆面積為2879平方米（30989平方英尺），若加上側(cè)帆（lisels）則為4497平方米。桅桿和橫桿為木制（這是唯一配備木質(zhì)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(hào)”在全部直帆（包括側(cè)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(hào)”（Royal Oak）超越，而“皇家阿爾弗雷德號(hào)”（Royal Alfred）和“君主號(hào)”（Monarch）能夠重復(fù)這一成績。

有趣的是，在設(shè)計(jì)階段，曾認(rèn)為三根桅桿對(duì)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(dòng)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(shè)備）58噸，帆（包括備用帆）15.3噸，總計(jì)185.3噸的上層負(fù)載，這可不容小覷！

“勇士號(hào)”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(hào)”仍列為護(hù)衛(wèi)艦，對(duì)應(yīng)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(dāng)時(shí)可相當(dāng)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(hào)”體積幾乎是它們的兩倍，但配員僅為660人遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(gè)值班班組即可完成。這種情況導(dǎo)致船員不滿，水手和軍官都不太樂意在這艘護(hù)衛(wèi)艦上服役。后來，“勇士號(hào)”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(hào)”在樸茨茅斯

總結(jié)來看，總體上“勇士號(hào)”是一艘相當(dāng)成功且適航性良好的裝甲艦，與法國的“光榮”級(jí)艦船相比，它要先進(jìn)得多。最重要的是，它對(duì)英國造船師的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。在試航過程中，他們已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到：裝甲艦不適合沿用針對(duì)木制線列艦制定的舊戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)要求。新型艦艇需要新的技術(shù)，也需要新的使用學(xué)說，這一點(diǎn)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(shí)寫道：“……霍華德·道格拉斯（Howard Douglas）不得不承認(rèn)，他在多年與海軍激進(jìn)改革斗爭中失敗。當(dāng)海軍委員會(huì)選擇總造船師提出的替代方案——即鐵制船體艦船時(shí)，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(guān)于裝甲艦的一切都是對(duì)的……他們至今對(duì)火炮隱藏的威力了解甚少！’”

戰(zhàn)列艦“勇士號(hào)”——摘自布拉塞（Brassey）文集

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

（感謝收看本頻道“拌勻”的內(nèi)容）