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姗姗来迟的新式轻巡——天龙级轻巡洋舰设计史

作者:霧島代艦_krsmDaikan发布时间:2024-09-12

巡洋舰设计史序言

      目前,主力舰设计史的基本框架已经完成,剩下的工作只有完善。于是现在准备开个新坑,介绍日本巡洋舰。

      正如之前考证绫濑那篇文章所述,目前巡洋舰相关资料确实有限,甚至包括日本的博物馆、图书馆等也缺少相关图纸(比如本文介绍天龙级,其舱室图甚至出自松本喜太郎的讲义,而没有发现正式图纸)。而且,流入国内的相关资料也不多。

      种种情况,导致很多人对巡洋舰的印象仅限于完成状态,而对设计经过的了解几乎为零,难免产生一些不正确的固有印象。也就是说,这艘船很出名,大家都知道它的存在,也可能知道它的经历,但唯独不知道它是怎么设计出来的。

      相对于之前的主力舰系列,本人也没有购买足够多的巡洋舰相关书籍。这里将力图最大化地利用现有资料,重现巡洋舰的设计发展史,为读者带来一个与固有印象截然不同的故事。

      在这里,必须肯定研究者石桥孝夫巨大的贡献,他在2007年东京大学公开平贺让资料(也就是平贺让纪念站)后,对这些资料进行了深入的研究,成果发表在2018年出版的书籍『[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』中。

      由于现阶段的局限,以及日后会陆续发现的新史料,第一版设计史难免存在问题。对于这些问题与缺陷,以后会逐步增补修正。

      (这个系列会写得很长很长,不知道读者有没有耐心看完……)

本文参考资料

      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

〔天龍型断面図〕(ID: 20830401)

〔天龍型断面図〕(ID: 20830301)

C-E3. EHP with appenages. 7-5-11. (ID: 20771901)

C-E. EHP with shaft and shaft bracket 5-5-6 (ID: 20771801)

C-E3. 5-11-15 (ID: 20771701)

C-26 Light Cr.(訓)天竜之図 4-10-2(ID: 20771601)

天竜 dispr sheet(訓). 6-3-19(完) (ID: 20771501)

天竜Lines (完)(横) 8-11-18(ID: 20771401)

天竜.龍田(訓). 6-3-19(ID: 20771301)

C26. 天龍.竜田(訓). 6-3-10(ID: 20771202)

〔「天龍、龍田 Stress (訓)」1/4・2/4・2/4・4/4〕( ID: 20771201)

〔計算メモ〕 (ID: 20771103)

〔シャフトブラケット関係メモ・図面〕(ID: 20771102)

〔天龍型断面図〕(省略后续10份同名文件)

水雷関係要領〔水上発射管主要目・寸法他〕( ID: 21880501)

      防衛庁防衛研究所図書館

「帝国海軍各種砲煩兵器設計データー記錄 その1」(⑥技術-兵器-3)

      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)

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)

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

      (注:这部分内容完全是日本人的视角)

      就像以日俄战争为契机,开始无畏舰化的战列舰一样,巡洋舰也出现了变革的倾向。

      而在这其中,助力变革的是船体结构材料和动力系统等的进步。于是,装甲巡洋舰和防护巡洋舰分别演化成了战列巡洋舰和轻巡洋舰。

      新的轻巡洋舰一改此前防护巡洋舰依靠穹甲防御的模式,在侧舷安装了轻装甲,以抵御效率更高的中小口径火炮的攻击。

      在日俄战争前后,提高小型防护巡洋舰的航速,出现了侦查巡洋舰,开始显现出向轻巡洋舰转变的趋势。

      日本海军最后的防护巡洋舰筑摩级在1912年完成,是防护巡洋舰向轻巡洋舰过渡时期的舰船。该级是日本海军最早采用蒸汽轮机的巡洋舰,航速26节,在当时算是高速舰。随后,防护巡/轻巡的建造进入了一段很长的空白期。

      在这个空白期时,蒸汽轮机的发展非常迅速,开始催生航速达到30节左右的轻巡。到了1914年,也就是一战爆发前后,英国海军完成了林仙级轻巡洋舰。随后英德完成了大量的轻巡,是舰队活动中不可或缺的部分。

      另一方面,日本驱逐舰的舰型也开始大型化,它们采用了蒸汽轮机,并引进了重油专烧锅炉,实现了更高的航速。

      因此,日本海军也希望建造一些新式的轻巡洋舰。这些轻巡将作为1907年以来构想的八八舰队的辅助舰,负责侦查、索敌,担任水雷战队旗舰,指挥驱逐舰作战。

二、预算

      此段仅对预算进行简要描述,详细内容请参考CV37720128

      在一战前的变革中,日本海军很难跟得上节奏。这是因为在日俄战争后的时间里,由于经济困难、西门子事件的影响和陆海军军备不均衡等问题,在议会上提出的预算一直难以通过,海军造舰计划大大推迟。

      在1914年提出的“八四舰队整备案”中,以主力舰的整备最优先,因此不包括巡洋舰。

      到了1915年9月10日,加藤海军大臣向大隈内阁总理大臣提交完成八四舰队的舰艇补充计划。对此,防务会议于9月13日作出决议修正,这就是1916年度计划。该计划中包括2艘3500长吨巡洋舰,也就是后来的天龙级。

      终于,该计划在1915年12月召开的第37届帝国议会上得到赞助,并于1916年2月24日公布。

      当时防务会议决定的第二宗旨是,前述1915年9月13日提议的军备补充计划剩余部分留待1917年度开始执行。所以随后,该计划在1917年6月21日召开的第39届(特别)帝国议会上提出,经过赞助,于7月20日公布。这也就是1917年度的八四舰队完成案,具体预算如下表:

      该完成案最初计划建造3艘轻巡洋舰(球磨级)和6艘小型巡洋舰(天龙级),最后经过各种调整而没有按计划实现,具体情况留待后续解释。

三、设计


   概说

      在英国完成林仙级后,日本海军参考其设计,在矶风级驱逐舰的基础上尝试扩大,设计一款新式轻巡。基本计划的负责人目前不明,推测是时任计划主任近藤基树造船总监的下属。

      天龙级设计的主要内容如下:

      1)拥有高航速,并且拥有足够大的续航力。

      2)在巡航航速下,可以使用煤炭作为燃料。

      3)具有足够强的火力、强大的雷击能力,并且装备足够数量的某种武器(也就是当时作为最高机密的一号链雷),能够经常有效地使用。

      4)保证轻装甲防御。

      5)在长时期的风暴中也能独自航行。

      6)具备作为水雷战队旗舰的设施。

      7)在能满足以上各项要求的范围内,尽量将排水量控制在最小范围。

      接下来,设计中需要考虑的事项有:

      1)航速和舰型(日本海军首次利用舰型实验所的模型来模拟船体形状,从而决定船型)。

      2)强度、是否采用HHT钢(超高张力钢)。

      3)增强稳性。

      4)安全性、采用全双层底构造。

      5)所有武器的中线配置。

      6)是否采用双联装炮塔和移动式鱼雷发射器(由于舰宽比驱逐舰大,发射时需要将发射器移动到侧舷)。

      7)四轴或三轴时,主机和推进器的配置方式。

      8)防御配置。

      9)动摇、是否采用稳定器。

      10)高速推进器的减震。

      11)减轻重量。


   最初的方案C26?

      平贺让纪念站中有C26案的资料,训令时间是1915年10月2日,应该是天龙级的原案。海军大臣刚于一个月前的9月10日向政府提出了八四舰队完成案的意见。

C-26 Light Cr.(訓)天竜之図 4-10-2(ID: 20771601)

      其中,与C26相对应的水槽模型是C-E。

      据石桥孝夫描述,1915年时还发布了双联装140mm炮的试制训令,但后来取消了(可能是舰型不合适),推测这与同时期的天龙级有关。


   依靠水槽试验决定舰型

      如前所述,天龙级是最早通过水槽试验决定船体形状的日本巡洋舰,此前的巡洋舰都是根据经验和复制英国同类舰船来决定的。所以对日本海军来说,天龙级是划时代的。

      舰型试验所设立于1908年,由在舰政本部担任设计主任的近藤基树造船总监担任代理所长。水槽试验是从1911年左右正式开始的,近藤被正式任命为所长,在1923年该所成为海军技术研究所前,一直担任该职务。

      因为天龙级是第一款航速超过30节的高速舰,所以基本计划负责人相当辛苦,以大小相近的阿瑞托莎级为基础,完成了最初的舰型设计。

      但是在进行水槽试验后,发现该舰型无法实现33节航速,因此建议水线长度延长20英尺(6.6m)。

      设计者认为延长会有强度上的问题,用兵方面也认为会增大转向半径,所以也反对。但最终,还是根据提案延长了水线长度,在进行了4次修改后,最终决定了舰型。

最终案C33对应的模型C-E3

      另外关于舰艉形状,也进行了关于以往的巡洋舰型和驱逐舰型的比较实验。最终得出结论,对于天龙级及以上的航速,驱逐舰型舰艉更有利。

      据海军造船技术概要描述,天龙级的设计完成于1915年当年。从C26到最终通过水槽试验决定时的C33,共经过了8个方案,可见设计经过的曲折,有相当多的修正案。而再往前看,筑摩级的设计番号是C18,从C18到C26,也经历了9个方案。

   天龙级轻巡洋舰(C33)

排水量:常备排水量3497.697长吨*,满载排水量4513.993长吨,轻荷排水量3038.967长吨

*福田启二『軍艦基本計画資料』记录3553.8长吨,福井静夫『日本の軍艦』、『昭和造船史』记录3948长吨,后者或许是3498长吨误记

长:全长142.646m,水线长139.556m,垂线间长134.112m(常备状态)

宽:12.344m

型深:7.468m

吃水:常备状态-前部3.658m,后部4.267m,平均3.962m/满载状态-前部4.737m,后部4.819m,平均4.778m/轻荷状态-前部2.93m,后部4.192m,平均3.561m

干舷:舰艏6.401m,中央3.505m,舰艉3.658m(常备状态)

锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,2座同型小型,2座同型混烧

蒸汽轮机:3座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机

出力:51000马力

航速:33节

燃料搭载量:重油920长吨,煤炭150长吨(满载状态)

续航力:14节-5000海里

武备:4门三年式50倍140mm主炮,1门三年式40倍76mm高炮,2挺三年式6.5mm机枪,2座六年式三联装533mm鱼雷

装甲:主装-弹药库25mmHT/动力舱25mmHT+38mmHT,上甲板水平22mmHT~25mmHT,司令塔(操舵室)50mmHT(叠加),炮盾38mmHT,舵机室-侧舷25mmHT/甲板22~25mmHT

乘员数:332人

四、技术

   (1)船体及其附属品

      1)船体

      为了实现高速,要么装备大功率主机,要么采用阻力小的船型。对于当时的军舰,由于动力系统功重比较小,所以高速舰的动力舱几乎占了全舰一半。因此,包括居住区域在内,各舱室的配置很困难,不得不牺牲居住性等。

      在该条件下,要想实现高速,只能依靠船型来解决,在船体开发上不断挑战稳性和强度极限。

      本级采用艏楼型船体,舰艏为勺型。之所以采用这种舰艏,是因为当时日本海军秘密开发了一号水雷。这是一款互相连接的链式水雷,航行中的舰船一旦被其挂上,就会爆炸。因此,日本海军设计出了能避免该问题的舰艏形状。不过这种勺型艏的凌波性不佳,后来就被S型舰艏代替了。

这张图纸是松本喜太郎在战后的蓝图装订册第二卷,收录自战前东大工学部船舶工学科的讲义用教材『軍艦構造と艤装』,是为数不多的天龙级图纸。
艏楼是指在全通甲板上建造的构造物,侧面与外板连续,形成水密区域。而且在舰艏部位设置1/3长度的艏楼,对凌波性也有效果。

     相较于前型筑摩级,天龙级要小不少,常备排水量只有3500长吨。从外观上看,作为轻装甲的“驱逐领舰”,类似于谷风级驱逐舰的放大型。

     天龙级的船体以直线为主,轮廓简洁,这是通过模型水槽实验决定的,全力时舰艏波和舰艉波较小,于是实现了阻力较小的高速船型。

      船体构造为从双层底延伸至上甲板的双层船壳,没有正经的装甲,只在中央侧舷的25mmHT钢上再叠加了38mmHT钢。上层甲板为25mmHT钢,兼作船体承力结构。

      为了实现高速,从平面图来看,舰艉的形状呈平缓的椭圆形,垂直的侧舷从水线附近开始,以曲面向船底弯曲。

〔計算メモ〕 (ID: 20771103)

      2)船体附属品

         ①舭龙骨

      舭龙骨是安装在船体上的装置,用来减小航行时的横摇。

      对于在水上航行的舰船来说,动摇是不可避免的。动摇包括横摇、纵摇和艏摇,三者复杂地混在一起,使船体摇动。

      作为减小动摇的对策,机械上的解决方法包括,搭载对潜直升机的大型护卫舰所装备的减摇鳍,以及破冰船、巡视船等设置的抗横摇水舱。当然一般来说,更多的是使用直接安装在船体上的舭龙骨,而且除了破冰船外的上述舰船也安装了舭龙骨。

      舭是指从船体侧舷和船底之间的弯曲部分,舭龙骨就安装在这里。为了防止在靠岸或入坞时遭到损伤,舭龙骨的尺寸不会超出船体和侧舷的尺寸。

天龙级的舭龙骨形状属于下面的A型

         ②轴系和整流罩

     轴系是指将主机的旋转传递给推进器(螺旋桨)的轴、接受推进器推力的推力轴承以及在中间支持轴的承座(bearing)。另外,从减速装置到螺旋桨的轴不止一根,而是由推力轴→中间轴→船尾轴→螺旋桨轴等几根轴构成的,各轴通过接头耦合连接。

轴的构造可以参考利根级的情况

      日本巡洋舰几乎都是四轴舰,但天龙级恰恰是例外,是三轴。螺旋桨轴本应平行于船体中线和基线,但因为船体宽度、吃水、主机的配置位置、舰艉形状以及螺旋桨等诸多因素,即使会稍微牺牲效率,也必须带有一定倾斜角度。

天龙级轴系方向。除了中轴外,左右轴都略微倾斜。

      整流罩是一种用薄钢板制成的覆盖板,用于覆盖船尾轴、螺旋桨轴和接头,减小在船尾管出口附近产生的乱流。

以妙高级为例的示意图
整流罩形状

         ③螺旋桨

      巡洋舰安装的螺旋桨与其他舰艇一样,是向后倾斜10°的乌帽子型,桨翼的横截面是圆弧形的。四轴舰的螺旋桨都是想外旋转的,三轴的中轴暂且不明。

      1.一体铸造的螺旋桨,由轴套和桨翼构成,轴套的内径配合螺旋桨轴的锥形加工。另外内径刻着键槽,和螺旋桨轴的键槽契合以防打滑。

      2.将螺旋桨固定在螺旋桨轴上后,安装螺帽,为防止螺母松动而注入填充材料。

      圆弧形的桨翼,如下面的剖面图所示,背面(形尾处)扁平,正面鼓起呈圆弧状。这个形状有不容易发生空洞现象的优点。

         ④舵

      军舰的舵的用处是,在舰队行动的编队中保持运动、对攻击目标进行迅速转向运动,躲避以及对鱼雷和炸弹攻击等,需要具备高强度的转向能力。

      日本巡洋舰一般采用平衡舵,天龙级也不例外。巡洋舰安装的平衡舵的舵轴前后都有舵面,舵轴前后的舵面都能承受阻力,有助于转向。

天龙级的舵为单舵

      操纵舵的舵机的动力为蒸汽和电动液压。舵机都是通过自动装置为舵提供所需角度,舵机通过应差发停阀与操舵装置连接。舰桥的舵轮到应差发停阀的部分称为操舵装置。


(2)舰桥

天龙级新造状态舰桥详细图,属于美国返还资料。这张图由造兵部门绘制。

      新造时,舰桥上装备了无型号(试制)的中口径炮用指挥仪装置,测距仪上则在前后装备了2座五年式2.5m(2.7m)和2座四年式1.5m测距仪。

      在使用上图中的训练机时,会按照如图所示的方式,安装在指挥仪上使用,平时储存在其他地方。

      直到开战时,天龙级的指挥仪也一直没有被换装,但有可能在中途进行了改造。

      另外,发令用装置上,配置了距离表,甚至一直保留到了最终状态。另外在舰桥处装备2座变距率盘乙作为测的兵器,后来又追加了新的变距率盘和测的盘。

      新造时没有鱼雷发射用的指挥仪装置,进入昭和时期后才装备了四年式指挥仪,在开战前换装了新装备。

      天龙级使用的须式90cm探照灯是由美国斯佩里公司生产的,前后舰桥各有一座。


   (3)动力和烟囱

      1)动力系统

         设计参数

锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,2座同型小型,2座同型混烧,蒸汽压力18.3kg/cm²,蒸汽温度100℉过热(锅炉舱尺寸:长32.613m×宽10.972m×高6.477m×面积343.1m²×每平方米马力157.4)

蒸汽轮机:3座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机(轮机舱尺寸:长23.164m×宽10.896m×高6.477m×面积250.1m²×每平方米马力210.5)

推进器:直径3.048m,节距3.137m,桨叶3叶,数量×3

设计参数:航速33节(10/10全力)/22节(后退),出力51000马力,推进轴转速400rpm

燃料:重油920长吨、煤炭150长吨(满载)

续航力:14节-5000海里

电气设备:往复式110V/600A×1,110V/400A×1,发电量110kW

      其中,天龙级两舰的中轴蒸汽轮机由川崎造船厂制造,其他的轮机和锅炉均由负责建造的造船厂制造。9组减速装置(3组预备)中的6组由三菱长崎造船厂制造,其余3组由英国卡梅尔·莱尔德公司制造。

        ①蒸汽轮机

      天龙级的轮机与同时期建造的谷风号驱逐舰、江风号驱逐舰是一致的。自从制定在谷风级驱逐舰上装备布朗-柯蒂斯式全齿轮蒸汽轮机的计划后,本级也决定装备3座该轮机。这款主机是约翰3座约翰·布朗公司设计的复式全齿轮蒸汽轮机,前部轮机舱配备2组双外轴轮机,后部轮机舱配备中轴用轮机。本级也是日本海军中最初采用全齿轮蒸汽轮机的军舰。高压轮机3000rpm,低压轮机1800rpm,通过齿轮装置使推进轴的转速减慢至400rpm。

      因为舰型本身较小而轮机出力大,所以舰体的型深小,轮机舱的高度低矮,甲板间的空间小,上部居住区深受轮机舱的热气困扰。

      但是,这个时期的蒸汽轮机在公试中,转子叶片频繁发生故障,出现叶片脱落、折损等。天龙号在完工后的1919年4月进行第一次公试时,左舷低压蒸汽轮机的转子叶片就发生了断裂。即使对此采取了各种对策,故障还是持续发生。

      这些故障多是由轮机旋转时的振动引发的共振现象导致的,但当时还无法查明原因,最终解决这个问题花费了约10年时间。

      随后关于叶片抗振强度,日本海军对材料、结构以及工作原理方面都进行了深入研究,并于数年后,终于通过采用不锈钢乙,出现了舰本式蒸汽轮机,才最终解决了高速旋转的蒸汽轮机的叶片故障问题。不过,对于防止因叶片振动而导致疲劳断裂的切实对策,是要到解决临机调问题时才确立的。


         ②锅炉

      本级是首次采用重油专烧锅炉的日本巡洋舰。锅炉为吕号舰本式锅炉,有6座专烧大型、2座小型、2座混烧小型,共计10座。其中,这10座锅炉被配置在3个锅炉舱内,其中2座混烧锅炉位于一号锅炉舱,再往前是煤仓。

      大正时期,出于燃料上的考虑,有一部分锅炉是混烧式的,而且仅靠混烧锅炉就能实现巡航航速。

      后来同样采用混烧锅炉的5500T轻巡对其进行了改造,但本级一直使用到战沉。

         ③公试结果(天龙号/龙田号)

最高航速:34.206节/32.765节(设计33节)

出力:59829.9马力/58686马力(设计51000马力)

推进器转速:439.8rpm/432.6rmp(设计400rpm)

      其中,天龙号是1919年5月26日在浦贺水道进行公试,排水量3421长吨;龙田号1919年1月30日在三重冲进行公试,排水量3435.47长吨。

标准续航14.48节-2783马力-4045.08海里/14.17节-2475马力-3955.14海里(天龙号/龙田号,下同)(设计14节-5000海里)

巡航22.76节-11205马力-3290.84海里/23.62节-12444马力-2608.14海里

      标准续航公试上,天龙号1919年6月3日进行,结果是在标准14.48节航速下,出力2783马力,1吨重油能航行3.958海里(换算数据如上);龙田号1919年2月16日公试,标准14.17节航速,出力2475马力,1吨重油能航行3.87海里。

      巡航公试上,天龙号1919年6月6日进行,结果是在22.76节航速下,出力11205马力,1吨重油能航行3.22海里;龙田号1919年2月14日公试,23.63节航速,出力12444马力,1吨重油能航行2.552海里。

      从最高航速的公试结果上来看,天龙级的表现确实不太行,龙田号距离设计指标还有差距。而在续航方面,两舰在14节左右的标准续航航速下,可能只能够实现4000海里的续航距离,明显没有达标。


   (4)防御

60lbs:38mm;40lbs:25mm;35lbs:22mm

       天龙级的防御被控制在了最小限度,侧舷装甲上,仅在动力舱部分,在船体的25mmHT外板上再叠加38mmHT钢板,覆盖范围达到了水线以下76cm。弹药库部分则只有25mmHT,相当薄弱。

      上甲板采用22~25mmHT钢作为结构材料,边缘部分25mm,中部22mm,在防御上多少能起到一些作用。司令塔装甲则是50mmHT(叠加),通信管也有一定的弹片防御。总的来说,防御上的布局设计相当保守。


   (5)武备

火炮武器:4门三年式50倍140mm炮(备弹120发/门,2台横扬式扬弹机),1门三年式40倍76mm炮(备弹200发),2挺三年式6.5mm机枪(备弹15000发/挺),2门山内式47mm礼炮,1门140mm炮用装填演习炮

水雷武器:2座六年式三联装533mm鱼雷发射器(计划搭载四四式二号鱼雷,实际搭载12枚六年式533mm鱼雷,最大16枚),2台武式V型200气压空气压缩机,2条水雷敷设轨道(48枚一号水雷甲),1个破雷卫(天龙号3个),2组中型防雷具一型改一,2组二型测深器,2组一型通海阀

测波装置:1台测波器三号

电气设备:

一次电源-1台110V/400A/44kW往复式发电机,1台110V/600A/66kW往复式发电机,1台12kW半柴油发电机

二次电源-2台15V/35A发电机(直流变压器通报用),1台20V/600A发电机,1台20V/400A发电机

探照灯、信号灯:2台须式90cm手动探照灯,2台40cm信号探照灯,2kW信号灯

航海设备:4台磁罗经,1台须式五型单式陀螺罗盘,1台普通测深仪,1台保式测程仪,1台斯佩里式航迹自绘器

光学设备:2台武式2.5m(2.7m)测距仪,2台四年式1.5m(1.37m测距仪),5台弹着观测镜

小艇:1艘9m内火艇,3艘9m舢板,1艘8m通船,1艘6m通船

      1)主炮

      天龙级采用的是4门50倍140mm炮作为主炮,全部配置在中心线上。其中,前部2门中间由舰桥隔开,后部2门由后舰桥隔开。

      这款火炮在1914年制式化,当时被称为5.5吋炮,1917年10月5日之后才被改为“50口径三年式14cm炮”。以下数据皆出自『図解』。

   50口径三年式14cm炮

      炮身名称

型名:Ⅲ

炮身型号:三年式

尾栓型号:三年式

      炮身尺寸、重量

实际口径:140mm

身管长:6.999m(50倍)

炮身全长:6.235m

弹程:6.05m

药室容积:25L

膛腔横断面积:157cm²

炮身重量:5.475公吨

      膛线

膛线数:42

膛线缠度:1/28

深度:1.4mm

沟宽:?

      炮性能

最大膛压:?

初速:850m/s

炮口威力:?

寿命:315发

       制造

炮身构造:筒紧式

初炮制造年:1914

制造厂:吴海军工厂

制造数:?

      弹药

   ①穿甲弹

弹长:552.7mm

弹重:38kg

装药量:2.01kg

   ②通常弹

弹长:552.7mm

弹重:38kg

装药量:2.776kg


常装药发射药种类:10.22kg40C2

药囊数:1

   50口径三年式14cm炮D型

      炮架机能

最大俯仰范围:-7°~25°

最大射程:16000m

发射速度:10发/分

装填时间:?

旋转速度:3°/s

俯仰速度:8°/s

装填方式:人力

扬弹药速度:?

操作人员数:8

炮架弹药定数:120发

      炮架尺寸

炮身后座长:0.381/0.388m

      原动机

旋转动力:电动/人力

俯仰动力:人力

驻退推进机构:油压发条式

      炮盾装甲

正面:38mm

      炮架重量

旋转部:18.676公吨

炮身:5.475公吨

炮盾部:5.291公吨

炮架:7.599公吨

      制造

制造厂、年度:横须贺、佐世保工厂,1919年

制造数:?

      众所周知,在该炮被采用之前,使用的是维克斯公司生产的毘式(维克斯式)50倍152mm炮。这款中口径炮最初被装备在金刚号战列巡洋舰上,随后采用新式的四一式炮尾,并被装备在后续的金刚级战列巡洋舰和扶桑级战列舰上。在随后的实际操作中舰队发现,以日本人的体格来说,152mm炮的45kg炮弹弹重过大,难以长期维持连贯的发射。于是,开发了弹重减小到38kg的140mm炮,并作为伊势级战列舰和长门级战列舰的副炮,以及后续轻巡洋舰的主炮。

      天龙级轻巡洋舰装备的单装炮被安装在圆锥台炮架上(甲板炮),人力装填,安装了仅能保护操作人员免受海浪袭扰的简易半开放式炮盾。这种甲板炮结构简易,2台扬弹机不会直通炮位下方,而需要人员再从扬弹口搬运到炮位。

      上图中最大俯仰角数据出自福井静夫战后整理的「砲塔・砲架」,与昭和造船史中「15センチ砲以下の中小口径砲の主要性能」的数据不同,后者记录为-5°~35°。不过按照35°来算,炮盾顶盖的一部分必须切断,所以该数据可能有误。

      在防研资料「帝国海軍各種砲煩兵器設計データー記錄 その1」(⑥技術-兵器-3)中,D型俯仰范围被记录为-7°~25°,『図解』也采用这个数据,可靠性应该更高,所以本文采用『図解』数据。


   2)高炮

      日本海军将以飞机为目标进行射击的火炮称为高角炮(高仰角炮),我们称之为高炮。

      日本海军最初装备高炮的是在一战时期搭载海军航空队飞机,出击青岛的若宫号“航空母舰”。当时德国占领了青岛,修建要塞,并配备了飞机。当时若宫号为了抵御德国飞机,将驱逐舰和水雷艇安装的57mm重速射炮改造为高炮使用,后来称之为5cm高炮。

      到天龙级轻巡洋舰时,已经出现了新式的三年式76mm高炮。天龙级装备了1门该炮,并将其设置在后部主炮后方的位置。

      这款高炮是日本海军专门设计的第一款高炮,由作为平射炮的四一式40倍76mm炮改造而成,仰角75°,并安装了简易环形瞄具。在1916年的内令中,被称为3英寸大仰角炮,后来改称40倍8cm高角炮,到大正末期又改称40倍三年式8cm高角炮。

高炮不使用时,应以最大仰角固定,以免妨碍通行

      虽然该炮的旋转俯仰都依赖人力,但大正时期飞机速度较低,尚且能够满足需求。虽然不清楚操作人员数量,但推测也是以平射炮的5人为标准。大正末期的对空榴霰弹使用30s复动引信作为延时引信,在发射前手动设定。一般情况下,由炮位瞄准单独射击,似乎也尝试过依靠高射装置进行方位盘射击,但没有实用化。

      本炮由吴海军工厂和日本制钢所负责制造,横须贺海军工厂似乎没有参与制造(包括其他高炮)。

   三年式40倍76mm高炮

      炮身名称

一般称呼:40倍8cm高角炮

型名:Ⅷ

外形型号:三年式

尾栓型号:三年式

      尺寸、重量

实际口径:76.2mm

身管长:3.203m(40倍)

全长:?

弹程:2.66m

药室容积:2.1L

膛腔截面积:47cm²

炮身重量:0.685公吨

      膛线

膛线数:24

缠度:1/28

深度:1.02mm

沟宽:5.9mm

      性能

最大膛压:21.6kg/mm²

炮口威力:137公吨∙m

寿命:1500发

      制造

炮身构造:单层加压式

初炮制造时间:1916年

制造厂:吴海军工厂、日本制钢所

      弹药(通常弹,药荚)

弹长:321.9mm

弹重:5.99kg

装药量:0.407kg

常装药发射药:0.927kg(20C2)


   单装三年式40倍76mm高炮C型

      炮架性能

俯仰范围:-5°~75°

最大射程:10800m

最大射高:7000m

发射速度:13发/分

装填时间:4.5s

旋转速度:4°-54′/s(手轮转一圈)

俯仰速度:1°-28′/s(手轮转一圈)

装填方式:人力

扬弹药速度:?

操作人员数:5

炮弹定数:200发

      炮架尺寸

最大退却长:381mm

      炮架动力

旋转方式:人力

俯仰方式:人力

驻退机:油压

推进机:发条

      重量分配

炮身:0.584公吨

炮架:2.416公吨

备用品附属品:0.392公吨

合计:3.392公吨

      制造

制造厂:吴工厂


   3)机枪

      日本的机枪·机炮历史较短,是从进口世界优质产品,取得生产权,从而实现国产化开始的。机枪·机炮分为舰载、陆用和飞机用的。1907年,陆军将口径小于11mm的称为机枪,超过11mm的称为机炮,但海军将其全部称为机枪。

      三年式机枪最初被称为“三年式机炮”,到1921年时再改称“三年式机枪”。其由东京炮兵工厂制造,1916年开始采用,为气冷式、气压式重机枪。陆军也在1923年设置了重型三脚架,将其用作对空机枪,但估计海军的枪架是单独设计的。

      天龙级共有2挺三年式机枪,位于后部鱼雷发射器后方、三号主炮前方的位置。


   三年式机枪(1916年采用)

      尺寸、重量

口径:6.5mm

全长:1.204m

枪重:26.6kg

重架重量:27.5kg

      性能

初速:755m/s

射速:400发/分

最大/有效射程:3700m

瞄准器:铁环式

驱动力:人力

操作人员:2人

      弹药

弹重:0.009kg

弹药包重量:0.021kg

弹仓容量:30发(保弹板)

弹仓重量:0.765kg


   4)鱼雷

      天龙级装备了2座三联装533mm鱼雷发射器,被配置在烟囱前后的上甲板中心线上。由于巡洋舰宽度较大,所以采用了滑轨装置,可以朝左右两舷移动:

      但是由于使用效果不佳,在1933年时废除了该装置,转而加高鱼雷发射器的高度。

      作为鱼雷,在设计时考虑使用四四式二号533mm鱼雷,完成时已经有了新式的六年式533mm鱼雷。计划搭载12枚,最大可搭载16枚。

      鱼雷用空气压缩机方面,有2台巴尔&斯特劳德公司生产的2台武式V型200气压型。

   六年式三联装533mm鱼雷发射器

      重量

发射管:11.8公吨

发射管相关兵器:150kg

合计:11.95公吨

旋转装置:人力、机械

      电动机

功率:10马力

转速:600rpm

电压:110v

      转一圈所需时间

人力:50s

机械:37.5s

鱼雷装填时间:50s


   5)水雷

      舰艉有两组水雷敷设轨道,左右各可搭载24枚一号链雷(军机武器)。在进入昭和时期以后,该武器被废除,改为搭载56枚九三式水雷。

舰艉的两条轨道


稳性和定员

      稳性和定员数据如下,本文就不专门列出了。

建造

   (1)1916年度计划舰

      2艘天龙级隶属于1916年度计划,其制造训令于1916年5月12日发布给横须贺和佐世保镇守府,划入二等巡洋舰(当时的划分标准线是7000长吨,不满即为二等)。其中,天龙号建造番号为“第一号小型巡洋舰”,龙田号则是“第二号小型巡洋舰”。

      天龙号于1917年5月17日开工于横须贺海军工厂,1918年3月11日下水,1919年11月20日完工。龙田号1917年7月24日开工于佐世保海军工厂,1918年5月29日下水,1919年3月31日完工。从筑摩级完工刻算起,已有整整7年的空白期。

      最初的建造预算为4,591,320日元,其中船体1,645,000日元、动力2,115,000日元、装甲5460日元、备品30,413日元、武备795,447日元。不过根据海军省年报累计额,天龙号和龙田号的实际建造费分别超出预算60多万和120多万日元,虽然超额比较多,但对这个时期的所有舰艇来说都是可接受的,并不限于本级。


   (2)1917年度计划舰

      在1917年度计划(八八舰队完成案)中,再度列入了6艘小巡计划,从预算金额来看应是天龙级的。

      但是在之后的调整中,小巡被削减了3艘,计划1920年开工。这3艘剩余的小巡预定舰名分别是水无濑号(浦贺造船厂)、音无濑号(三菱造船厂)、绫濑号(佐世保工厂)。

      但到1920年时,实际开工的却全是长良级轻巡。3艘小巡并没有立刻被削减,到1920年度提出的八八舰队完成案计划时,再度被提上议程。1921年,开始准备建造计划,但还没有立即确定造船厂。最终1922年绫濑号(后来改称夕张号)开工,后续2艘小巡可能也准备下一批建造,但受条约影响被全部取消。

      其中不知道在哪个节点,小巡的方案被出自驱逐舰的F42替代,不再是C33了。这部分内容将在后面介绍夕张号时详细讲解。

使用情况及评价

      总的来说,从当时的技术和战术思想来看,天龙级算是一级成功的高速轻巡。特别是与作为原型的林仙级比起来,在排水量差不多的情况下,航速高4节,火力大致相同(4门140mm炮对2门152mm炮+6门102mm炮),雷击更强(2座三联装533mm鱼雷发射器对2座双联装533mm鱼雷发射器)。

      完成后,两舰编入1920年度联合舰队第一舰队第一水雷战队、第二舰队第二水雷战队,担任旗舰,成为具有足以率领驱逐队的航速、武备的最初的水雷战队旗舰。

      但是,这种“高光时刻”是短暂的。随着5500T轻巡的逐渐服役,天龙级让出了水雷战队旗舰的位置。天龙号自1928年担任第一舰队第一水雷战队旗舰后,就再也没有再任此职了。此后更多地负责中国方面的警备、担任防卫部队旗舰。

      这其中的一个原因,是天龙级的航速无法再跟上大型化、高速化的新型驱逐舰了,而且天龙级这种没有搭载水上飞机余地的小型轻巡,其用途也受限。

      在使用时,还存在居住性糟糕、高温问题严重,且在高速航行时舰艉居住区的振动相当剧烈,凌波性也不充分。

      在之后参加太平洋战争时,也几乎没有进行任何的改造。


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