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唯一跑过36节的5500T轻巡是哪一级?——川内级轻巡洋舰设计史

作者:霧島代艦_krsmDaikan发布时间:2024-09-22

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)


      アジア歴史資料センター

「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(1)」Ref.C08051364900

「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000

「大正10年5月20日 新艦起工予定及同造船所名の件」Ref.C11080338400


      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、背景和预算

      在一战结束后的1919年6月2日,加藤友三郎海军大臣向原内阁总理大臣提出关于充实海军军备的议案,再由内阁进行长期的审查和修正,将预算要求提交给1919年12月召开的第42届帝国议会。虽然已经得到了众议院的通过,但众议院本身由于选举法牵连而解散,预算也不了了之。

      不过在这之后的1920年6月29日特别召开的第43届帝国议会上,再次提出了类似的1920~1927年度的8年预算要求,并得到了赞助,于1920年8月1日公布。这也就是八八舰队完成案。

      在该计划中,包括4艘大巡和8艘中巡。在这8艘中巡中,可以肯定的是前4艘是本文的主角川内级,后4艘或许会采用新设计,将留待下一篇再做讲解。

      作为1922年才开工的新巡洋舰,必然就会吸纳此前的众多经验,做一些适当的修改,以满足最新的思路。川内级正是如此,为了满足最新的燃料政策,以及在开工前召开的“球磨级巡洋舰舰型研究会”提出的改正意见,开始改进设计。

二、设计


   (1)初期设计

      大概在确定八八舰队完成案后(约1920年前后),舰政本部开始了中巡的设计。对于马上开工的第一批中巡,仅进行了有限的修改。

      在jacar文件「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(1)」(Ref.C08051364900)中,收录了田路坦在1921年3月17日起案的文件,其中的备注记录道:

1)虽然在以往的轻巡洋舰(球磨级、长良级)上,有10座专烧锅炉和2座混烧锅炉,但鉴于重油见底的现状,将专烧锅炉设为8座,混烧锅炉设为4座,仅用煤炭下的最高航速和巡航航速分别设为14节和12.5节。

2)将2座专烧锅炉改为混烧锅炉的结果是需要另外设置横断煤库,将重油库的一部分改为煤库,需要增设一座烟囱,因此需要改变炮和发射管的位置,仓库及居住发生一些变化,重量增加约25长吨,与最初的球磨级计划相比,增加约95长吨(根据发射管的增加、新设飞机起飞装置等),其排水量约为5595长吨。

      由此,这次修改的主要内容是,根据最新的燃料政策,将2座小型专烧锅炉改为混烧锅炉,以缓解将来开战时的重油储备问题。

      下面这张图出自jacar文件『公文備考』(「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000),标注为“大正10年度(1921年度)中型巡洋舰大体计划图”,设计番号C33。在这份文件中还给出了其要目。

   C33第三批(括号内为球磨级对比)

排水量:5595长吨(5500长吨)

轴马力:90000马力(90000马力)

航速:35.25节(36节)

重油专烧锅炉数:8座(10座)

专烧出力:77000马力(83500马力)

混烧锅炉数:4座(2座)

混烧出力:13000马力(6500马力)

混烧最高航速:18节(12.5节)

混烧续航航速:15节(11.5节)

煤炭最高航速:14节(10节)

煤炭续航航速:12.5节(8节)

重油搭载量:1010长吨(1260长吨)

煤炭搭载量:570长吨(370长吨)

全续航距离:14节-5000海里(14节-5300海里)

煤炭续航距离:1200海里(925海里)

      下面还备注道,根据排水量的增加,航速降低0.25节,但球磨级的公试最大航速35.52节(多摩号),所以1921年度巡洋舰的航速为35.25节。对此,海军军令部第一班(末次信正)于1921年5月11日回应:

      高航速是巡洋舰巡洋舰任务上位居第一位的必要条件,同意本修改的条件是,航速确实只降低0.25节。

      根据上面这张图,我们可以得知以下细节:

1)舰艏:类似于英国的E级轻巡,已经初具后来双曲线艏的外观,这是根据此前使用勺型艏的驱逐舰和天龙级轻巡的实况总结出的经验。

2)烟囱:锅炉的修改使得烟囱增加到4座。可能是参考英国设计,烟囱略微倾斜。

3)舰桥:舰桥向后延伸至桅杆处,而且此时后舰桥还未拆除。舰桥前方的滑行台可旋转。

4)火炮:主炮布局和球磨级一致,此时还未前移后部主炮。高炮被配置在一号烟囱两侧,而二号烟囱附近被小艇占据。

5)鱼雷:后部鱼雷发射器裸露,上方仅有尺寸有限的甲板延伸。

      比较有意思的是,这张图纸记录垂线间长153.62m,和实际的5500T巡洋舰共通的152.4m不同。

      另外对于滑行台,这里的“旋转”和木曾号不同。木曾号的旋转部分是设置在二号主炮上的,前后都有固定轨道,要旋转到指定角度后才能形成连续的轨道;而这张图纸上的旋转部分则设置在二号主炮后方的甲板上,相当于木曾号靠近舰桥的那部分滑行台可旋转。

      这种滑行台的具体用法是,先将飞机运到旋转式滑行台上,然后滑行台向侧面旋转一定角度,飞机就朝着侧面起飞。当然,这些看似精巧的方式基本都华而不实,一点都不实用,还是固定式滑行台这种简易保守的方式最实用。


   (2)研究会的修改

      在此前经常提及的1921年11月10~12日“球磨级巡洋舰舰型研究会”上,对还未开工的川内级提出以下修改意见:

1)限制二号炮的旋转角度,缓解对飞机和其他部分的爆风影响。

2)为了缓解六、七号炮对水雷的爆风,限制俯角。

3)将三、四号炮稍稍前移,以免爆风对配置在其后方的高炮的影响,将位于后方的短艇放置在高炮前方。

4)后方七号炮在高速航行时振动太大,无法使用,因此取消后舰桥,将七号炮移动到此处,后桅移动到五、六号炮中间。

5)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。

6)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。

7)五、六号炮之间设置互相的防爆风装置。

8)76mm高炮装填训练炮改为简易式。

      在研究会的文件中,包括一张加古级(即我们所熟知的川内级)的俯视图:

      由这张图我们可以得知,当时为了减小主炮对滑行台的影响,将限制二号主炮的后部射界;为了减小对水雷的影响,将六号主炮限制在最小4°仰角,七号主炮限制在最小5°仰角。此外,由于推进器导致的振动过大,将后部舰桥拆除,七号主炮前移,后桅从原本的六、七号主炮之间移动到五号主炮的后方,预计在后桅处设置防爆风结构。

      另外,将高炮向后移动到二号烟囱侧面,原本位置的小艇前移到艏楼尾部(相当于一号烟囱侧面)。为了隔绝爆风,在后部鱼雷发射器顶部设置甲板。


   (3)修改完成

      最终完成时,又在研究会的基础上实施了其他的修改。其中最明显的,莫过于将此前提到的不实用的旋转式滑行台改为了固定式。在舰艏上,不知道是不是因为时间仓促,没有时间绘制新的型线图,新式舰艏并没有运用在最初建造的川内级上,只有后来因为关东大地震导致船体完全损毁、之后重新开工建造的那珂号采用了。

      相比此前的长良级,有以下改进点:

1)从燃料政策上看,增加了混烧锅炉。另外在专烧锅炉上,也放弃了大小锅炉混用的配置,只留下8座大型锅炉。

      这样的结果是锅炉舱的分舱被修改,在第一、二号锅炉舱中分别搭载2座混烧锅炉,第三、四号锅炉舱分别搭载4座专烧锅炉,烟囱变为4座。煤库也设置在第二、三号锅炉舱之间。

2)为了减小140mm炮的爆风对发射管的影响,将前部的一、二号发射管位置后移,置于一、二号烟囱之间。

3)七号炮的位置前移,同时变更后桅位置。

   川内级轻巡洋舰(C33第三批)

      设计参数

排水量:标准排水量5195长吨,常备排水量5595长吨

长:全长162.154m(那珂号162.458m),常备水线长158.534m,垂线间长152.4m

最大宽:14.173m

型深:8.852m

常备平均吃水:4.801m

干舷:?

锅炉:8座吕号舰本式专烧锅炉,4座同型混烧锅炉

蒸汽轮机:4座高压冲动低压反动帕森斯式全齿轮蒸汽轮机(神通号以外)/4座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机(神通号)

出力:90000马力

航速:35.25节

燃料搭载量:重油1050公吨,煤炭580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挺刘易斯7.7mm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:452人

      实测(川内号新造完成实施的重心查定实验)

排水量:常备排水量5771.342长吨,满载排水量7256.378长吨,轻荷排水量5093.546长吨

长:全长162.154m,垂线间长152.4m

宽:14.173m

型深:8.799m

吃水:(常备)前部4.249m,后部5.511m,平均4.88m/(满载)前部5.789m,后部6.711m,平均5.836m/(轻荷)前部3.409m,后部5.461m,平均4.434m

常备干舷:舰艏7.62m,中央4.034m,舰艉4.267m

三、技术

   (1)船体及其附属品

      川内级的船体延续5500T级标准设计。由于以上修改,排水量进一步增大,比球磨级大了95长吨,虽统称为“5500T轻巡”,实为“5600T轻巡”。

      在设计图上,川内级采用了类似于英国E级轻巡的舰艏,但实际建造时却依然采用的是传统的勺型艏。

勺型艏和双曲线艏的比较

      不过后来在横滨船坞建造的那珂号在1923年遭遇了关东大地震,船体被烧毁,在重新建造时,就采用了最新式的双曲线艏。后面神通号在美保关事件中舰艏损坏,修复时也改为了双曲线艏。

         

   (2)舰桥

那珂号(左)和阿武隈号(右)的比较

      川内级的舰桥呈立方体形,与前型长良级形成了鲜明对比。对比可以发现,川内级的舰桥结构得到了扩充,已经非常靠近前桅了。根据研究会的计划,扩充部分的上部前方为航海及夜战用射击指挥所,后方为发射指挥所,下部甲板为信号所。

      与长良级一样,川内级在舰桥内设置了机库,并在前方设置固定式滑行台。不过可以注意到,川内级的机库门形状与长良级不同,可以参考以下照片:

川内号(新造公试?)

      在火控设备上,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。另外,新造时舰桥顶部设置了测距仪。


   (3)动力和烟囱

      1)动力系统

锅炉:8座吕号舰本式带过热器专烧锅炉,4座同型混烧,蒸汽压力18.3kg/cm²,蒸汽温度饱和(神通号100℉过热)(锅炉舱尺寸:长40.23米×宽12.597米×高7.545米×面积488.3m²×每平方米马力186.4)

蒸汽轮机:4座高压冲动低压反动帕森斯式全齿轮蒸汽轮机(神通号以外)/4座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机(神通号)(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263.1)

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,推进轴转速360rpm(高压轮机2700rpm,低压轮机2150rpm)

满载燃料:重油1010长吨,煤炭570长吨(jacar)/重油1050公吨、煤炭580公吨(海军造船技术概要)

续航力:14节-5000海里

电气设备:涡轮式225V/400A×2,柴油式225V/200A×1,发电量225kW

         ①蒸汽轮机

      本级3艘中,川内号和那珂号装备的是4座高压冲动低压反动帕森斯式全齿轮蒸汽轮机,而神通号(川崎建造)装备的是4座和鬼怒号(长良级)相同的布朗-柯蒂斯式蒸汽轮机,没有配备巡航轮机。

         ②锅炉

      此前的球磨级和长良级的锅炉为10座专烧锅炉和2座混烧锅炉,而川内级则改为了8座专烧锅炉和4座混烧锅炉。其中,专烧锅炉出力9625马力,8座合计77000马力;混烧锅炉出力3250马力,4座合计13000马力。12座锅炉出力90000马力。

      当时日本稳步推进八八舰队计划,而由于日本海军服役舰艇的不断增加,担心难以承受重油的消耗,所以当局决定增加混烧比例,将2座小型专烧锅炉改为混烧锅炉。

      在燃料上,球磨级为1260公吨重油和350吨煤炭,而川内级为1050公吨重油和580公吨煤炭。

         ③公试结果

      设计时因为排水量增大,预期航速下降0.25节。但由于设计航速36节的球磨号公试中并未达到指标,最高的多摩号仅35.52节,所以预期排水量更大的川内级的设计航速为35.25节。

      而在公试最高航速上,川内号97657马力-36.189节,神通号94883马力-35.107节,那珂号96282马力-35.504节。

      不得不说,川内级绝对是5500T轻巡中最争气的一级。虽然设计指标比其他两级都要低,但川内号却达到了前所未有的36.189节,而那珂号也实现了超出指标的35.504节,总体来说比前两级要成功。

      在续航测试上,1924年3月15日的标准续航测试,川内号以3732马力-13.38节,消耗1公吨重油可航行4.335海里,换算可得续航距离为6060.33海里;同日的巡航测试上,川内号以6919马力-17.12节,消耗1公吨重油可航行3.538海里,换算续航距离4946.12海里。总的来说,川内级的续航力和长良级一样,也超出了设计指标不少。

      2)烟囱

      在提高锅炉混烧比例后,烟囱数量从此前长良级的3座增加到了4座。由于烟囱数量的增加,川内级的外观貌似显得有些“古典”。

      从图纸上来看,川内级一号烟囱负责一、二号锅炉舱的4座混烧锅炉排烟,后部的二、三、四号烟囱兼顾三、四号锅炉舱排烟。相较于长良级,二、三号锅炉舱之间新设的煤库、四号锅炉舱尺寸过大都是被迫增加一座烟囱的原因。


   (4)防御

     川内级的防御设计与长良级一致,此处不再赘述。


   (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挺刘易斯式7.7mm机枪,2门山内式57mm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610mm鱼雷,最大16枚),2台武式V型250气压鱼雷用空气压缩机,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

     川内级的主炮为标准的7门140mm炮,但根据球磨级的使用实况,对布局进行了修改。

      根据爆风问题,限制了部分主炮的射界和俯仰范围。考虑到推进器导致后部振动剧烈,将后舰桥拆除,后桅前移到五号主炮后方,七号主炮前移到原后舰桥的位置,远离推进器。

     2)防空武器

      川内级的防空武器包括2门三年式76mm高炮、2挺刘易斯式7.7mm机枪。

      三年式高炮最初设置在一号烟囱侧面,后来考虑到爆风影响,被调整到二号烟囱侧面。

      在机枪上,采用了新式的刘易斯式7.7mm机枪,替换了此前球磨级和长良级使用的三年式6.5mm机枪。

      从外观上来看,刘易斯机枪貌似是水冷式的,但其实是空冷式,枪身用粗散热筒包裹着。

   刘易斯7.7mm机枪

口径:7.7mm

全长:990mm

枪身长:601mm

重量:11.3kg

射速:600发/分

供弹方式:弹鼓型47发

      3)水雷类武器

      按日本海军的水雷类武器划分,川内级的主要武器有4座双联装610mm鱼雷发射器、2条水雷敷设轨道。配置上和此前的长良级一致,此处不再赘述。

   (6)稳性和重量分配

   (7)定员

      在1924年4月29日的内令108中,川内级定员为446人。具体如下表:

 

 四、建造

      川内号由三菱长崎造船厂建造。建造费为船体、动力9,436,442日元,武备4,298,972日元,合计13,735,414日元。1922年2月16日开工,1923年10月30日下水,1924年4月29日完工。

      神通号由神户川崎造船厂建造。建造费为船体、动力9,658,239日元,武备3,984,672日元,合计13,642,911日元。1922年8月4日开工,1923年12月8日下水,1925年7月31日完工。

      那珂号由横滨船坞建造。建造费为船体、动力10,974,122日元,武备3,905,055日元,合计14,879,177日元。1922年6月10日开工,1925年3月24日下水,1925年11月30日完工。

      在1923年发生关东大地震时,那珂号正在横滨船坞的船台上,工事已经进行到上甲板,接近下水了。但由于地震的影响,一部分船体被烧损,工厂也受到了很大的损失。于是,一部分船体需要重新建造,并且还需等待修复工厂,所以下水和完工时间比预定时间晚了1年。和阿武隈号一样,重新进行的工事属于“特急工事”,终于赶在古鹰级完工之前结束了。值得注意的是,借着这个机会,那珂号的舰艏被修改为双曲线艏,成为了唯一一艘从完工时就是双曲线艏的5500T轻巡。

      对于四号舰加古号,根据jacar文件「大正10年5月20日 新艦起工予定及同造船所名の件」(Ref.C11080338400)记载,其预定于1922年度以后开工,预定建造厂为佐世保海军工厂。

      1922年时,日本共开工4艘巡洋舰,除了3艘川内级,还有1艘夕张号。于是,加古号可能被推迟到下一年。但当时已经召开华盛顿会议,日本紧急修改辅助舰建造方针,将未开工的5艘5500T中巡全部取消,转而建造4艘7100T大巡(也就是后来的古鹰级),所以作为川内级四号舰的加古号从未开工,其舰名则被大巡继承。

 五、服役及评价

      川内号1924年5月10日编入第二舰队第五战队,神通号1925年8月5日编入第一舰队第三战队,那珂号1925年12月15日编入第一舰队第三战队。

      川内级和长良级一样,是5500T轻巡中的顶梁柱,舰队的重要组成部分。在完成之初,同时作为舰队侦察、索敌的重要力量,担任主力舰队的前卫,以及水雷战队的旗舰。即使随着重巡洋舰的诞生与大量服役,5500T轻巡逐渐退居二线,仅仅担任水雷战队和潜水战队的旗舰,但也发挥着重要作用,在之后20年里一直是不可或缺的角色,直到更新锐的轻巡(阿贺野级和大淀级)接替。


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