英国皇家海军战舰设计发展史
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作者(英) 大卫·K. 布朗著
出版社江苏凤凰文艺出版社
ISBN9787559446053
出版时间2020-07
装帧平装
开本其他
定价239.8元
货号3516783
上书时间2024-10-17
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导语摘要
◎英国皇家海军副总设计师代表作，诸位战舰总设计师的毕生经验◎揭示皇家海军称雄的秘诀，披露战舰设计的窍门◎深入浅出、通俗易懂
作者简介
1953年毕业于朴次茅斯战舰设计学院，同年作为助理设计师加入英国皇家海军造船部，20世纪80年代出任副总设计师。他先后参与并主持了多型作战舰艇的总体设计，其中包括23型护卫舰、“海洋”级直升机航空母舰。1988年布朗先生退休后，将精力放在了写作上，题材以战舰设计为主。他出版了一系列著作，其中对欧美海洋军事文化影响深远的一套作品，当属他撰写的五卷本“英国皇家海军战舰设计发展史”。
目录
本书是“英国皇家海军战舰设计发展史”系列的第2卷, 记述了1860年到1905年间, 工业革命技术突飞猛进的大形势下, 英国皇家海军从世界第一艘铁甲舰到世界第一艘全大口径主炮战舰的技术发展历史。主要介绍了这一时期的战舰总体设计、装甲防护和动力机组的发展。
内容摘要
本书介绍了1860—1905年英国战舰设计的发展，以200多张插图展示战舰外形的变化，以数十张表格反映战舰性能的提升，涵盖主力舰、巡洋舰、驱逐舰、鱼雷炮艇等舰种，以主力舰的设计思路演变为主线索，辅以弗劳德水池试验、实船打靶测试、实战研究等内容，重点讲述了技术发展对造船材料、船型、火炮、防御、船体稳定性、动力机械等方面的影响，以及这些方面的变革对战舰总体设计的影响。回溯了英国战舰设计在这45年间经历的挑战、变革与新生；还原了从铁甲舰到前无畏舰的艰难突破过程。
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◎英国皇家海军副总设计师代表作，诸位战舰总设计师的毕生经验 ◎揭示皇家海军称雄的秘诀，披露战舰设计的窍门 ◎深入浅出、通俗易懂
精彩内容
从各个角度来看，“勇士”号几乎都体现了技术的循序渐进，而非跨越式的革新，1该舰的船体形态、结构是那个时代传统造船工艺的优秀典型，其蒸汽发动机采用了已经充分得到实践检验的“约翰·宾空心活塞杆”（JohnPennTrunkEngine）式设计，可该舰那为数众多的火炮大多还是滑膛前装炮（SmoothboreMuzzle-Loader），而且这些火炮排成的长长炮阵占据了船身全长的相当大一部分。比起之前的战舰，只有该舰的装甲算取得了重大的新发展。该舰的真正创新性体现在这方方面面的设计元素是如何整合在一起的，从而令该舰成为1860年时世界上最大、最强的战舰。这样看来，甚至会觉得该舰最主要的成功是在心理上的：海军军官、设计师以及政治家和炮术专家们第一次意识到，新战舰不一定非要因循之前的战舰设计，不一定只能在之前的基础上做非常轻微的调整改进。从现在开始，变革会来得越来越快。
设计团队
“勇士”号的设计是成功的，尽管还有下文将要探讨的几点缺陷。这成功的设计主要归功于四人。
鲍德温·韦克·沃克爵士于1848年初成为海军总设计师，1859年这一职务更名为海军部审计长（ControlleroftheNavy）。他有丰富的海上服役经验，深受海军信任，而他的圆滑与善解人意也在很大程度上弥合了设计师们和前任总设计师西蒙兹之间的不睦。他算是一位能干且讲求诚信的管理者，除了首相德比伯爵以及财务大臣迪斯雷利之外，他能得到当时多数政治家的信任，他和这位财务大臣在上一届政府中曾交锋过。他的职责和今天的海军部审计长大不一样，他主要负责为新战舰确定设计参数，如速度、火炮的数量和种类等，现在则由海军总参谋部（GeneralStuff）负责这项工作。对于技术问题，他是保守的改良派，当技术变革势在必行时，他能够认识到这一点并付诸实施。他已经带领海军经历了一次重大技术革新，那就是引入加装了螺旋桨推进的蒸汽动力传统木制战列舰，以及克里米亚战争中的许多技术新发展。
“勇士”号的具体设计由伊萨克·瓦茨负责，他在历史上没有留下太多痕迹。1797年2他生于普利茅斯（Plymouth），1814年入读战舰设计学校（SchoolofNavalArchitecture）。他似乎是先在朴次茅斯港当了多年主任造船师（Foreman）（可能从1833年到1847年），直到1847年5月12日才成为希尔内斯（Sheerness）海军船厂厂长（MasterShipwright），1848年5月4日升入海军部，成为副总设计师（AssistantSurveyor，即资深战舰设计师），任期和他出色的前任约翰·艾迪（Edye）有所重叠。1859年海军部机构重组，他成为“海军总造船师”（ChiefConstructoroftheNavy）。他很明显比较刚愎自用，不太听得进建议。技术上，他并非真的锐意创新，但在他的大型木造巡航舰上，在“勇士”号上，以及后来的早期炮塔舰（第三章）上，他敢于并且能够将当时的技术发挥到极限。关于“勇士”号的设计，他也承认还有别人的贡献，比如鲍德温·沃克、托马斯·劳埃德[ThomasLloyd，总机械师（ChiefEngineer）]，特别是他还很罕见地承认了他的助手约瑟夫·拉奇（JosephLarge）的贡献。劳埃德对机械和推进系统的卓越贡献已经在前一本书中介绍过了，后续章节对他后来的工作也将会有所涉及。
在“勇士”号的施工图纸上署名的是拉奇。当时就像今天一样，图纸的署名是件大事，代表着设计者正式确认他对这份设计负责。也许瓦茨病了，才只好让拉奇署名。不过如果将署名和瓦茨非常难得地提及了拉奇的贡献联系在一起看，也许这暗示拉奇对“勇士”号设计的贡献远比今天所承认的大。“勇士”号能诞生，第一海务大臣（FirstSeaLord）帕金顿以及书记（PoliticalSecretary）科里（Corry）在政策上的强力支持也是非常重要的，不应该被遗忘。
“勇士”号的动力机组1860年，经“船用蒸汽机委员会”（CommitteeonMarineEngines）调查，总机械师的合同往来和技术活动并无任何异常。13当时有人抱怨海军发动机制造合同总是只授予泰晤士河上的少数几个厂家，但该委员会愿意相信海军部审计长和劳埃德的证词，即海军选择发动机制造商是依据厂商的报价、产品可靠性、该厂现有技术团队的业务素质和经验水平。“船用蒸汽机委员会”在报告中指出，海军用发动机对性能的要求不同于商船用发动机，具体如下：动力机组要整个布置在水线以下；在不影响发动机效率的情况下，发动机的设计要尽量简单；发动机各个部件都必须布置得容易拆装，方便按需拆卸、更换。
该委员会也认可高温高压蒸汽的应用价值，只是当时还没有使用高压蒸汽的可靠条件。委员会建议大功率发动机应采用约翰·宾空心活塞杆式设计，低功率发动机应采用“回引连杆”（ReturnPistonRod）式设计，这款发动机由汉弗莱斯发明，而后约翰·宾和莫兹利（Maudslay）厂均能生产制造。
“勇士”号的动力机组代表了那个时代的最高工程技术水平。该舰有10座箱形烟管式锅炉（SmokeTubeBoxBoiler），这些锅炉炉体以熟铁制成，内部火管则采用黄铜，因为经验表明，黄铜比铁更耐电化学腐蚀。锅炉灌水测试的最高蒸汽压达到每平方英寸40磅，而平时使用时，锅炉安全阀的安全压力设定在每平方英寸22磅，不过实际服役过程中，这些锅炉一般只在每平方英寸15磅的蒸汽压下工作。在正常工作状态下，每个锅炉可以容纳17吨海水。
锅炉产生的蒸汽通过一个冷凝分离器进入那台双缸双动式单次膨胀空心活塞杆式发动机，这台发动机通过一根驱动轴带动一具螺旋桨。汽缸的蒸汽断气阀可以通过阀门上的联动机械装置在很大范围内进行改变。蒸汽冷凝器上方有一个总控制台（StartingPlatform），除了可以控制发动机组的开机关机，还可以控制机组上所有阀门。船上还有一台小型的辅助发动机（‘Donkey’Engine），用来驱动减摇水柜的水泵（BilgePump）、灭火用的泵水喷水系统（Firemain），还用来带动煤灰卷扬机把煤灰提升到上甲板去好倒到舷外。这台辅助发动机还能带动一些通风风扇，这样火炮甲板就能维持比舷外稍高的气压，所有火炮发射时产生的烟雾就能够自己从炮门中跑出去，这算是这艘战舰上许多巧妙的创新点之一。
“勇士”号发动机舱定员95人，包括军官和水手。克服了刚开始遇到的一点技术问题后，该舰的发动机组就表现得非常稳定了。该舰在海峡舰队服役期间，总共航行了51000海里，退为“一级预备役”舰之后，又总共航行了36000海里。在海峡舰队服役期间，该舰在海上有36%的时间都是完全依靠蒸汽动力航行，还有42%的时间是机帆并用，只有22%的时间是完全依靠风帆航行。在一般巡航状态下，该舰的发动机以每分钟25—30转的速度运转，只用4个或者6个锅炉，大约能达到最高航速的一半。
这段历史时期里，所有战舰的耗煤量记录，都随着煤的质量、测量方法、船底污损情况（Fouling）、海况而发生非常大的浮动，况且舰上机械师对发动机的调试使用经验是决定耗煤量的最关键因素，所以下表中的耗煤量数据也只是发动机操作水平不错时的一个平均值。
要注意，当时其实并不太在意耗煤量太大这个问题，因为在本土海域内活动的话，煤的价格只有每吨0.8英镑，而在地中海海域活动，煤的价格也只是每吨1.5英镑。就像斯考特·罗素评价（商船）时所说的那样：“燃料成本很低，只要可以保证加煤这个活一个人就干得了，煤燃量这个事就不值得我操心。如果需要两个人才干得了，那我才要考虑省省煤。”当时这种巨大的耗煤量，使得跨越大洋的航行是完全离不开风帆的。
该舰1874年接受了改装，而且还修正了原始设计和建造中带有的缺陷、不足。蒸汽断气阀经过改装，能够更早地中断蒸汽供应，这样就能够更充分地利用蒸汽膨胀做功，而且该舰还安装了新式锅炉，带有过热器（Superheater），这样就能减少蒸汽中夹带的水分（Carry-OverofWater）。大概到1870年的时候，这种过热器已经非常常用了，它的功能更多的是为了减少蒸汽带水（Priming）引发的不良后果，而不是为了提高蒸汽机的效率。
“勇士”号设计的不足瓦茨和劳埃德虽然在“勇士”号的设计上没有弄出什么差错来，但这是一个全新的设计，完全可以囊括进来更多的改进提升。那个重量不小的“具肘艏”（KneeBow）纯粹是为了外形美观才加上去的，平白给船体最前部增重40吨；而且当时相信，船头船尾如果重量过大，就会增加战舰在大浪中航行时的埋首（Pitching），因此“勇士”号上的装甲带没有一直延伸到船头船尾，这样看来保留“具肘艏”就显得非常奇怪了。这种观点似乎是长久以来形成的一种固定认识，而且当时弗劳德关于船舶在海浪中航行的阻力理论也增强了这种认识，可是直到运算能力非常强的计算机出现以前，都无法定量分析这种效果。实际上，船体重量沿着全船的布局，只要是在现实情况允许的范围内，那么都基本不会对埋首有什么明显的影响。
关于“勇士”号的高海况适航性（Seakeeping），当时留下了不太一致的记录，不过第一任舰长霍恩·A.A.科克伦（HonA.A.Cochrane）的记录应该是可靠的。他说4该舰能够迎着8级大风开到10—10.5节，这时候的海况也已经相当于“强上帆‘两次缩帆’风”（‘StrongDoubleReefedTopsail’Wind），而迎着高海况时的大浪航行，可以开到3.25—4节。顶着8级大风前进的时候，该舰几乎没有上浪，不过这时候海况和风势并不相称，而且浪花破碎拉成的飞沫（Spray）也不少。科克伦说该舰曾经在船体横摇（Rolling）达到23°的情况下，在海水从炮门涌进船体的时候，仍然能够进行瞄准演练（TargetPractice）。海军上将F.沃登在他撰写的1866年演习报告中称，“勇士”号在6级强风（StrongBreeze）从船体侧后方吹来（OntheQuarter）的时候，依靠风帆以8节的航速航行，螺旋桨处在降入水中的位置，就很容易船体失控侧转（Broach）。
该舰头尾缺乏装甲防护，这可能并不像当时许多人理解的那样是非常严重的缺陷，因为该舰头尾做了细化分舱，而且就算船头船尾全部进水淹没，整艘船的吃水也只会增加26英寸（约0.67米）。操舵装置（SteeringGeart）完全没有装甲防护，倒是一个比较严重的问题了，尽管舵机只是一个很小的目标，很难被命中。然而，在有装甲防护的舷侧炮阵之外，还有不带防护的暴露炮位，这就是个很不好的设计了。
“勇士”号初次到海上试航的时候，大家觉得其风帆航行品质不错，但在后来的服役过程中似乎出现了一些问题。西蒙兹海军上将曾在1871年说，“勇士”号和“黑王子”号（BlackPrince）单独行动时依靠风帆航行效果很好，但是它们没法依靠风帆编队航行，“它们迎风打舵（PuttheHelmUp）之后看不到效果，不会在两三分钟内转向下风（GoOff），它们会从一边直接转到另一边……它们不听话，没法操纵”。早期铁甲舰的风帆航行品质将在后文稍作概括，但西蒙兹的看法基本上适用于“勇士”号及其后续战舰。
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