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长良级是如何从独舰变为同级六舰的?——长良级轻巡洋舰设计史

作者:霧島代艦_krsmDaikan发布时间:2024-09-20

参考资料

      HP『海軍砲術学校』公開史料

旧海軍艦艇『一般計画要領書』二等巡洋艦(原本)


      平賀譲デジタルアーカイブ

CG1ヲ採用ス 5500Tons 多摩型線図〔線図の説明メモ〕(ID: 20590101)

〔巡洋艦兵装ニ関スル改良調査ノ件報告附図面 第一図:加古級、第二図:長良級、第三図:球磨級、第四図:木曽〕(ID: 22580201) 

作成日: 1921-06-22    

水雷関係要領〔水上発射管主要目・寸法他〕(ID: 21880501)

Arrangement of machinery(ID: 21240101)


      出版物

牧野茂・福井静夫編-海軍造船技術概要(今日の話題社1987年)

阿部安雄・戸高一成編-福井静夫著作集——軍艦七十五年回想記 第四巻 日本巡洋物語(光人社1992年)

福井静夫-日本の軍艦 —わが造艦技術の発達と艦艇の変遷—(出版協同社1959年)

永村清-造艦回想(出版協同社1957年)

石橋孝夫-[図解シップスデータ]日本帝国海軍全艦船1868-1945第2巻 巡洋艦(並木書房2018年)

森恒英-軍艦メカニズム図鑑 日本の巡洋艦(グランプリ出版1993年)

海軍水雷史刊行会-海軍水雷史(1979年)

防衛庁防衛研修所戦史室-戦史叢書第031巻 海軍軍戦備<1>昭和十六年十一月まで(朝雲新聞社1969年)

一、背景

      因为巡洋舰大型化趋势,八四舰队完成案中的6艘3500T小巡被削减为3艘,3艘7200T大巡完全取消,取而代之的是建造6艘5500T中巡+3艘3500T小巡。其中,6艘中巡中的5艘在1918~1919年时已经开工。

      但是到了1920年,实际开工的却是3艘中巡。又到1920年10月25日,日美新闻的报道称,八六舰队完成案的由良号、水无濑号、音无濑号、绫濑号已确定造船厂,小巡为何又冒出来了?个人认为,后面3艘小巡其实就是八四舰队完成案的剩余部分,只是当年其预算全部用来建造中巡了。关于这部分争议的讨论,我们留到夕张篇再做解释。

      对于推迟3艘小巡的原因,在这里做一个假想。

      在5500T中巡设计的1917年前后,6艘中巡+3艘小巡的组合可能还算够用,这个时期英国海军还在计划C级轻巡。但到了大部分5500T级开工的1919~1920年间,英美海军分别开工了吨位达到7500吨的E级轻巡洋舰和奥马哈级轻巡洋舰,5500T中巡在它们面前尚且显得逊色,3500T小巡更不用说了。

      所以虽然原计划1920年开工1艘中巡和3艘小巡,但实际却是3艘中巡。这时将3艘小巡的金额集中在2艘中巡上,牺牲了1艘巡洋舰的名额,这应该是为了让新巡洋舰的性能不那么落后,至少有一定的招架能力。同时对于这部分变更,加藤友三郎海军大臣还在争取让议会批准舰艇改良费,以弥补因临时变更引起的舰船建造计划数量的减少。

      不过有意思的是,3艘小巡的计划也没有立刻被取消,直到1921年准备着手八八舰队完成案时,依然准备建造3艘小巡(只是优先级比较低)。

二、预算

      前文已对八四舰队完成案进行过叙述,长良级前3艘即隶属于八四舰队完成案。本文主要介绍后3艘的补充计划,也就是八六舰队完成案。

      当时日本海军根据一战期间各种战训和国际形势的变化,对八四舰队完成案进行了大幅修改,需要消耗更多的预算。于是,加藤友三郎海军大臣在1917年7月26日向寺内内阁总理大臣提出了关于补充军备的请求,其中提到:

      ……在国内外形势剧变的今天,当然要进行更加合适的补充……在这种情况下,对既定的计划进行紧急的修改是迫在眉睫的……

      在这部分的最后,提出了补充包括巡洋舰在内的辅助舰要求。此外,还请求追加舰艇改良费,作为追加预算。

      接着在1917年10月10日,再度和胜田大藏大臣进行讨论,追加2艘战列巡洋舰。最终,这些讨论构成了八六舰队完成案,作为1918~1923年度的6年计划。该计划通过1917年12月召开的第40届帝国议会的赞助,于1918年3月23日公布。

      这其中的3艘中巡分别是鬼怒号、由良号、阿武隈号。再加上八四舰队完成案的长良号、名取号、五十铃号,共计6艘。

三、设计

      长良级设计相关资料非常匮乏,这里只能根一些零星的描述,勉强拼凑出一段故事。

      第一批5500T级中巡已于1918~1919年开工了,按照计划还剩下最后1艘1920年开工长良号。正因为如此,日本海军开始对长良号进行改良,并采用各种新技术,于是独立成为一级。在后来的计划中,又追加了5艘同级舰。

      在1921年11月10日至12日的3天里,海军省内召开了“球磨级巡洋舰舰型研究会”。参加该会的包括造船官和球磨级的舰长,希望借此听取舰队方面的意见,以对后续中巡进行改进。这部分内容后面会专门介绍,本文仅取和长良级相关的意见。

      对于已经开工的长良级,不改变140mm炮位置,以下对策在没有障碍的情况下适用。

      对建造中的长良级的变更如下:

(1)限制一至四号炮的旋转角度,缓解爆风的影响。

(2)为了缓解六、七号炮对水雷的爆风,限制俯角。

(3)废弃后部发射测量所,将其设备转移到罗经舰桥。

(4)舰桥甲板向后扩展,在射击测距仪和发射测距仪中间设置一个区域,前方为航海及夜战用射击指挥所,后方为发射指挥所,扩展下部甲板为信号所。

(5)在废弃五、六号炮之间的发射测量所后,设置相互的防爆风装置。

(6)为了排除五号炮对后部发射管及其附近的爆风影响,新增覆盖发射管顶部的甲板。

(7)取消后部舰桥,将此处的2.5m测距仪移设到二、三号烟囱之间。

      在平贺让纪念站,有文件「CG1ヲ採用ス 5500Tons 多摩型線図〔線図の説明メモ〕」(ID: 20590101)。根据石桥孝夫在『図解』中的记录,C-G1即是五十铃号的水槽模型编号,也就是长良级。这份文件原本大概是关于长良级采用新舰型的说明,但这份文件也只有封面留了下来,其他内容不知所踪。

      接下来,又不知道经过了多少讨论与计算,最终完成了长良级的设计。不过在舰政本部内,并没有专门为长良级准备新的设计番号,因为后来的那珂号设计图上依然标注的是C33。这上面的关系类似于设计番号同为F41的峰风级、神风级、睦月级驱逐舰。

      『海军造船技術概要』列出的长良级修改点:

(1)首次采用610mm发射管,搭载八年式鱼雷。

(2)修改了舰桥构造物,罗经舰桥的正下方变成了机库,因此舰桥扩大了。但是因为舰桥正面的左右侧呈平整的矩形状,出现了斜前方视野差的问题。

(3)罗经舰桥正下方设置机库,一、二号炮座间设有支基,机库底部前方设置有固定式滑行台。舰上装备一架侦察机,在舰桥的侧壁设置了装载飞机用的起重机。

(4)废除司令塔,在该位置设置操舵室。

      除上述内容外,还对细节做了一些修改。结果,排水量略微增加,航速下降。

   长良级轻巡洋舰(C33第二批)

      设计参数

排水量:标准排水量5170长吨,常备排水量5570长吨

长:全长162.154m,常备水线长158.534m,垂线间长152.4m

最大宽:14.173m

型深:8.839m

常备平均吃水:4.801m

干舷:?

锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,4座同型小型锅炉,2座同型混烧锅炉

蒸汽轮机:4座高压冲动技本式低压反动帕森斯分流式全齿轮蒸汽轮机(鬼怒号以外)/4座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机(鬼怒号)

出力:90000马力

航速:35.25节

燃料搭载量:重油1260公吨,煤炭350公吨(满载状态)

续航力:14节-5000海里

武备:7门三年式50倍140mm主炮,2门三年式40倍76mm高炮,2挺三年式6.5mm机枪,4座双联装八年式610mm

装甲:主装-弹药库25mmHT/动力舱25mmHT+38mmHT,上甲板水平28mmHT,炮盾38mmHT,舵机室-侧舷25mmHT/甲板28mmHT

乘员数:450人

      实测(长良号新造完成实施的重心查定实验)

排水量:常备排水量5496.525长吨,满载排水量6982.585长吨,轻荷排水量4799.123长吨

长:全长162.154m,垂线间长152.4m

宽:14.173m

型深:8.788m

吃水:(常备)前部4.3m,后部5.364m,平均4.832m/(满载)前部5.646m,后部5.847m,平均5.746m/(轻荷)前部3.126m,后部5.486m,平均4.312m

四、技术

   (1)船体及其附属品

      总的来说,长良级与球磨级基本相同。长良级的计划常备排水量增加70长吨,达到5570长吨,计划标准排水量则从5100长吨增加到5170长吨。船体尺寸没有变化,虽然计划吃水一致,但实际吃水略有增加。

      为了减小爆风影响,长良级的后部鱼雷发射器的顶部被密封起来,形成了连贯的船楼结构。


   (2)舰桥

      在增加机库后,相较于球磨级的简单构造,长良级的舰桥变得相当高大。除了机库,舰桥甲板也向后扩展,在射击测距仪和发射测距仪之间新设一个区域,前方作为航海及夜战用射击指挥所,后方作为发射指挥所,扩展下部甲板为信号所。

      在舰桥规模扩大的同时,长良级的罗经舰桥还增加了固定的顶部,后部与三角桅相连。此外,还增加了一层将舰桥与三角桅连接的平台,共两层。

      作为火控,装备了中口径炮用指挥仪,用于指挥140mm炮射击,并在发令所配备了距离钟、在舰桥配备了2台变距率盘乙型。

      由于推进系统的振动过大,5500T巡洋舰的舰艉部分振动也相当剧烈,前文也强调过这个问题。在后来还没开工的川内级上,决定将主炮前移。但已经开工的长良级显然不能进行这种修改,便只将后部舰桥拆除,其2.5m测距仪被移动到二、三号烟囱之间。

      同时被废除的还有五、六号炮之间的后部测量所,其设备被转移到前部的罗经舰桥。


   (3)动力

锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,4座同型小型,2座同型混烧,蒸汽压力18.3kg/cm²,蒸汽温度饱和(锅炉舱尺寸:长40.23米×宽12.597米×高7.545米×面积494.7m²×每平方米马力181.9)

蒸汽轮机:4座高压冲动技本式低压反动帕森斯分流式全齿轮蒸汽轮机(轮机舱尺寸:长28.04米×宽12.496米×高7.695米×面积345.1m²×每平方米马力260.8)

推进器:直径3.353米,节距3.429米,桨叶3叶,数量×4

设计参数:航速35.25节(10/10全力)/24节(后退),出力90000马力,(除鬼怒号外)推进轴转速380rpm(高压轮机2780rpm,低压轮机2270rpm)/(鬼怒号)推进轴转速385rpm(高压轮机2710rpm,低压轮机1390rpm)

燃料:重油1247~1284长吨、煤炭340~360长吨(满载)

续航力:14节-5300海里

电气设备:涡轮式110V/600A×1,往复式110V/600A×2,发电量198kW

      1)动力系统

         ①蒸汽轮机、锅炉

      由于动力系统没多少变化,所以可以继续参考上面这张球磨级的图纸。

      在大正时期,日本引进了各种外国一流公司制造的轮机,将其装备在各种舰艇上进行比较研究,最终对技本式蒸汽轮机的成功产生了很大影响。

      本级只有鬼怒号(川崎建造)采用了布朗-柯蒂斯式主机,取消了巡航轮机,另外在锅炉上配备了过热器。

     锅炉为吕号舰本式锅炉,其中有6台大型专烧(8560马力)、4台小型专烧(8040马力)、2台混烧(6250马力),共计12台,配置在3个锅炉舱中。 

         ②公试结果

      关于公试,各舰的最高航速分别为:长良号92687.7马力-34.887节(密闭排气)、五十铃号92740马力-35.142节(密闭排气)/88520马力-34.9节(普通排气),名取号91127马力-34.93节(密闭排气)/89281马力-34.42节(普通排气)、由良号94331马力-35.178节,鬼怒号95411马力-35.454节(密闭排气)/90556马力-34.27节,阿武隈号94005马力-34.615节(普通排气)。

      从数据上来看,各舰想要达成设计的35.25节也依然是很难,这其中只有密闭排气状态下的鬼怒号满足,其余达到35节的有五十铃号和由良号,需要约93000~94000马力,超出了设计时的90000马力。

      在续航力测试上,以名取号为例,标准续航(1922年7月22日公试)14.45节-5143马力下,1公吨重油可航行4.225海里,搭载量换算为6460.3海里;巡航(1922年7月12日公试)15.79节-5143马力下,1公吨重油可航行2.8海里,搭载量换算为4281.2海里。

      而设计指标为14节-5000海里(仅用煤为925海里),可见名取号这次测试是远远超出了设计指标,14.45节下的续航距离达到了6460.3海里。

         ③供电系统

      长良级的动力系统本身没有大变化,但在发电机上,增加了1台涡轮式发电机,发电容量从154kW增加到198kW。


   (4)防御

主装:弹药库25mmHT,动力舱25mmHT+38mmHT

水平装甲:上甲板28mmHT

炮盾:38mmHT

舵机室:侧舷25mmHT,甲板28mmHT

      在防御上,长良级大体上和球磨级一致,但废除了司令塔防御。


   (5)武备

火炮武器:7门三年式50倍140mm炮(每门120发,电动扬弹药机×4),2门三年式40倍76mm高炮(每门200发,扬弹药机×2),2挺三年式6.5mm机枪(每挺15000发),2门山内式47mm礼炮

水雷武器:4座双联装八年式610mm鱼雷发射器(12枚八年式618mm鱼雷,最大16枚),2台武式V型225气压鱼雷用空气压缩机(后3艘为250气压),2条水雷敷设轨道(48枚一号水雷甲),1个破雷卫,2个中防雷具一型改一,2个二型测深器,2个一型通海阀

      1)主炮

      在球磨级完工之后,其主炮存在爆风影响其他设备、火炮本身受振动影响过大等问题,后来还需要设置飞机滑行台,于是决定在长良级上进行修改。长良级已经开工,所以主炮布局不会发生变化,与此前的球磨级一致。

      根据原设计,一号炮具有前90°后45°射界,二号炮具有前60°后50°,三~四号炮具有前86°后56°,五~六号炮具有前60°后60°,七号炮具有前60°后90°。

      本级限制了1~4号炮的旋转角度,在“球磨级巡洋舰舰型研究会”的附图中,因为搭载飞机,二号炮的后部射界被减小为30°;因为搭载水雷的缘故限制五~七号炮俯角,其中六号炮后向射界的俯角(原图标注仰角,但应是俯角)限制在4°,七号炮的全射界俯角限制在5°,五号炮尚未确定。

      由于废除了后部舰桥,后部主炮之间需要设置防爆风结构,以免相互干扰。

      2)防空武器

      长良级的防空武器配置和球磨级完全一致。2门三年式76mm高炮被设置在一号烟囱两侧位置,2挺三年式6.5mm机枪被设置在三、四号主炮后方的艏楼边缘位置。

      3)鱼雷

      到了设计长良级的时候,战列舰已经进入了超无畏时代,与之相对抗的鱼雷也需要增加装药、强化威力。另外随着主力舰战斗距离的延伸,533mm鱼雷的射程也不够用了。

      于是,长良级强化了鱼雷武器,采用了新式的八年式610mm鱼雷,并搭载相应的八年式鱼雷。在鱼雷发射器的装备方式上,与球磨级相同,单舷可发射4枚鱼雷,射界为前后各35°。日本海军用“×年式”称呼鱼雷发射器,也是为了隐藏鱼雷的性能。

      相较于球磨级的六年式533mm鱼雷,本级采用的八年式610mm鱼雷的炸药量从205kg增加到345kg。为了增加射程,内部气压从原来的150atm增加到195atm,所以雷速和射程分别由26节-15km增加到27节-20km、38节-10km,大大增加了威力。另外为了增加气压,还提高了空气压缩机的能力,长良级前3艘便从原来的205kg/cm²增加到225kg/cm²,后3艘则采用了250kg/cm²。

      八年式鱼雷由佐世保海军工厂的丹野大佐和吴海军工厂的松下正泰大佐研究开发,1919年(大正8年)开发成功。佐世保为八年式一号,吴为八年式二号,均被作为兵器采用。


   双联装八年式610mm鱼雷发射器

      重量

发射管:8.3公吨

发射管相关兵器:0.15公吨

合计:8.45公吨

旋转装置:人力、机械

      电动机

功率:5马力

转速:450rpm

电压:220V

      转一圈所需时间

人力:1分30秒

机械:1分

鱼雷装填时间:?

      5)水雷

     水雷的配置与球磨级无异,也是2条轨道48枚一号水雷甲。但在研究会上有提到关于爆风干扰水雷的担忧,为此限制了主炮的俯角。

      6)航空

      另一方面在航空上,参考球磨级木曾号的实验结果,并将其实用化,在舰桥结构前方设置跨越二号炮的固定式滑行台,起飞轮式舰载机。

1930年的长良号,可以清晰地看到其滑行台。
1932年,正在准备起飞飞机的长良号。

      但由于搭载是舰载机,其行动范围受到限制,只能在舰队训练等场合使用。而且作为第一款国产战斗机的十式舰战,航程只有500km左右,如果要在索敌、侦察后返回陆基基地,那么母舰只能离开陆地200km左右。

      到了1930年,鬼怒号在滑行台上装备了吴式二号二型弹射器,搭载了一四式水上侦察机,才终于实现了实用化。而美国的奥马哈级在1921~1924年完工时就装备了弹射器和水侦,从这一方面可以看出日本的一些落后之处。


   (6)重量分配、稳性

 

 (7)定员

      与球磨级相同,长良级的定员表也发生了多次变化。依次有1919年7月14日的内令215、1921年4月30日的内令164、1924年4月29日的内令108。在三份表中,定员数分别为439人、450人、438人。详细内容可参考上篇。

 五、建造

       在建造长良级时,为了应对八八舰队计划,也让从没有建造巡洋舰经验的造船厂也进行相应的建造,扩展强化了日本国内的军舰建造技术和能力。于是,向浦贺船坞分别订购了2艘长良级(五十铃号、阿武隈号)。

   (1)八四舰队完成案的第一批3艘

      第一批长良级隶属于1917年度的八四舰队完成案。

      长良号建造番号为第六号中型巡洋舰,由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力8,122,495日元,武备4,140,371日元,合计12,262,866日元。1920年9月9日开工,1921年4月25日下水,1922年4月21日完工。

      五十铃号建造番号为第七号中型巡洋舰,由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力7,141,925日元,武备3,741,673日元,合计10,883,598日元。1920年8月10日开工,1921年10月29日下水,1923年8月15日完工。

      名取号建造番号为第八号中型巡洋舰,由三菱长崎造船厂建造。建造费为船体、动力11,150,932日元,武备4,244,583日元,合计15,395,515日元。1920年12月14日开工,1922年2月16日下水,1922年9月15日完工。


   (2)八六舰队完成案的第二批3艘

      第二批长良级隶属于1918年度的八六舰队完成案。从第二批开始,没有再见到建造番号的记录,不过按照顺序排下去应该也是有可能的?

      由良号由佐世保海军工厂建造。建造费为船体、动力11,086,205日元,武备4,156,571日元,合计15,242,776日元。1921年5月21日开工,1922年5月15日下水,1923年3月20日完工。

      鬼怒号由神户川崎造船厂建造。建造费为船体、动力11,164,109日元,武备3,570,864日元,合计14,734,973日元。1921年1月17日开工,1922年5月29日下水,1922年11月10日完工。

      阿武隈号由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力11,214,507日元,武备3,873,380日元,合计15,087,887日元。1921年12月8日开工,1923年3月16日下水,1925年5月26日完工。

      1923年9月1日的关东大地震,对阿武隈号的工事造成了影响。当时阿武隈号正在浦贺船坞舾装,船体本身没有受到损失,但工厂的损失很大,舾装品、辅机类设备被烧毁,必须等待工厂恢复能力,因此工事推迟了约一年完成。最初预定1924年春完工。

      在上文已经提到建造费的问题,这里提一下建造费的两个极端。最高的是浦贺建造的五十铃号(10,883,598日元),最高的是三菱长崎建造的名取号(15,395,515日元),差额达到了450万日元左右。

六、服役及评价

      大体上来说,长良级和球磨级的基本参数基本一致,在鱼雷上采用了最新的610mm鱼雷,虽然单舷鱼雷数没有提升,但在威力上得到了大幅提高,也算是一部分的弥补。此外,由于此前经过了球磨级的各种测试,航空舾装也变得成熟,在完工时就能搭载飞机,侦察、索敌能力大幅提高。

      长良号早期担任训练舰,1924年12月1日编入第二舰队第五战队。五十铃号完工时担任训练舰兼警备舰,接收炮术、水雷学校的指挥,1923年12月1日编入第一舰队第三战队。名取号1922年12月1日编入第二舰队第五战队。由良号1923年4月1日编入第二舰队第五战队。鬼怒号1922年12月1日编入第二舰队第五战队。阿武隈号1925年6月5日编入第一舰队第三战队。

      以长良级和后来的川内级为代表的5500T轻巡是日本军舰中少有的余裕充足的设计,因此服役后能很好地进行改造,多年来活跃于第一线,担任水雷战队旗舰或主力舰直卫巡洋舰,是日本巡洋舰的中坚力量。


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