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夕张级的同级舰有3艘?——夕张级轻巡洋舰设计史

作者:霧島代艦_krsmDaikan发布时间:2024-09-30

参考资料


      平賀譲デジタルアーカイブ

〔要目比較表〕(ID: 22150201)

夕張基本計画説明 大正10.6.12(ID: 22170901)

〔軍艦夕張防禦及兵装略図〕(ID: 22171201)

〔「列国軍艦設計ノ大勢ニ就テ」附属図表:夕張・加古 線図〕(ID: 60402201)


      アジア歴史資料センター

「軍艦夕張製造一件」(Ref.C08050709900)

「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)

造船協会-日本近世造船史 大正時代(1935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)

前言

      前文已经介绍过了夕张级的设计经过,本文主要介绍夕张级的技术特点以及建造服役等方面。

一、技术

      其实在技术内容上,上篇引用的平贺让文件已经说明了很多。本文主要深入介绍,因此前文提到的内容可能会有省略。


(1)船体及其附属品

      1)船体

      夕张级也采用了艏楼结构,同时还采用了独具特色的双曲线艏。这种舰艏上下两部分曲线构成,和勺型艏一样考虑了链雷的威胁,但凌波性更好。另外,整体向前突出,有利于在舰艏附近设计较大的外飘。这种舰艏缓解了纵摇引起的冲击,防止艏波冲上甲板,提高了凌波性。

      从下面这张图可以看出,舰艏附近有明显的外飘,但到了箭头附近变得平整了,一般认为这是为了确保二号炮的射界而采取的措施。

      船体构造采用彻底的轻量化,将装甲作为船体构造。作为侧舷外板的19mmHT、防御用的37mmNVNC、上甲板的25mmNVNC一同作为强度构件。另外,艏楼之后的侧舷采用内倾设计,也有助于减轻上层构造重量,这也是一大特点。

      在舰艉形状上,和天龙级一样是椭圆形。排列在舰艉甲板上的箱状物是一号水雷的储存处,可携带48枚。一号水雷是军机,绝不允许发表这部分的有关照片。

      相较于球磨级,夕张级的船体重量从38%以上降低到31.5%。另一方面,装甲及防御板的重量从约4%增加到9%,得到了显著增加。如果合计防御板和船体,则是从42%变为40%,没有太大变化。也就是说,夕张级在增加防御重量的同时,还将其算入船体强度,因此在减重的同时还维持了充分的强度,这也是夕张级以后的巡洋舰设计比其他国家更有利的一大原因。另外,武备重量从6%增加到8%,显示了本级的特长。

     船体构造的一部分跟驱逐舰一样,有镀锌的必要,铆接上也多采用细铆,还需要很多山形锻造工作,以及材料需要兼作纵向和横向强度等,要极度利用。这种减重手段势必会增加建造费,但考虑到舰船较小,总价还是偏低的,最后实际发现每长吨建造费也偏低。

      在和安全性息息相关的纵向强度上,即使是轻构件,不仅没有丝毫牺牲,反而还有余裕。

      在使用寿命上,以往的驱逐舰下水后可使用约20年,巡洋舰则是28~29年,本舰大约介于期间,为25年左右。对于容易腐蚀的部分,采取加厚或采用锌铁等简单的方法。

      2)船体附属品

      由于此前5500T级的半平衡舵实际使用效果不佳,夕张级开始使用平衡舵。

      夕张号最初采用和5500T级相同的薄钢板舭龙骨,后来在实际使用中发生了损坏,便修改为和大型舰一致的填木舭龙骨。

      3)舾装

      舾装上最显著的是,将原本依照惯例设置在后部的士官居住区移动到舰桥正下方的中下甲板上,因此舰桥和士官居住区之间的联系变得方便。这也成为了以后新舰常常采用的方式。

      像这种有利的方面有很多,但也存在不少不利的方面。由于舰型太小,所以居住区域狭小。虽然平贺让要求的人均居住面积要高于球磨级,但必须在非常接近水面的下甲板上也设置居住区,这部分的居住性并不好。

(2)舰桥

       夕张级的三角桅嵌入舰桥结构,并在顶部安装了射击指挥所,这是区别于5500T级的新构造。

    火控设备的基本配置与前型一样,是1台中口径高炮射击用指挥仪、2台变距率盘乙、1台距离钟(计算器)。而在测距仪上,有3台武式3.5m测距仪,其中1台设置在高炮后部(图纸上在烟囱后方,后来因为探照灯占据位置而后移),可通过滑轨左右移动,另外2台设置在舰桥左右侧。


(3)动力和烟囱

      1)动力系统

锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,2座同型小型,蒸汽压力18.3kg/cm²,蒸汽温度100℉过热(锅炉舱尺寸:长28.803米×宽9.936米×高6.4米×面积286.1m²×每平方米马力199.2)

蒸汽轮机:3座帕森斯式高压冲动低压反动式全齿轮蒸汽轮机(轮机舱尺寸:长25.755米×宽9.936米×高6.4米×面积259.6m²×每平方米马力219.6)

推进器:直径3.124米,节距3.429米,桨叶3叶,数量×3

设计参数:航速35.5节(10/10全力),出力57990马力,推进轴转速400rpm(高压轮机2750rpm,低压轮机2250rpm)

燃料:重油180长吨(常备)/482.806公吨(计划满载)/918.398公吨(新造满载),煤炭100长吨(计划满载)/0(新造)

续航力:14节-5000海里

电气设备:往复式225V/300A×2,225V/177A×1,发电量175kW

         ①蒸汽轮机

      在舰本五部的建议下,夕张级采用了和神风级驱逐舰同型的蒸汽轮机,数量从2台增加到3台,3轴推动,设计出力57990马力。

         ②锅炉

      夕张级有6座吕号舰本式大型专烧锅炉,出力分别为7660马力,合计45960马力;剩余2座原为混烧锅炉,后改为小型专烧锅炉,每座出力6020马力,合计12040马力。以上8座锅炉合计58000马力,约等于设计的57990马力。

         ③公试结果

      夕张号1923年7月5日在甑岛冲进行全力公试,当时公试排水量为3463.25长吨,实际结果为61328马力,转速409.669rpm,航速34.784节。与球磨级一样,夕张号也没有达到设计最高航速。

      在1923年7月12日,进行了14节标准续航测试,当时的状态为3071马力-14节,消耗1公吨重油可航行3.821海里,换算可得续航距离为3509海里。在另一次续航测试中,对应5500马力-17.95节,消耗1公吨重油可航行3.66海里,换算可得续航距离为3361海里。与成功的5500T级不同的是,夕张级的续航缩水十分严重,完全没有达到指标。

      2)烟囱

      夕张级首次采用了诱导烟囱,虽然存在增大烟道阻力的不利因素,但在舰桥结构配置、前部甲板主炮配置等方面具有不可估量的优势,便被以后建造的大量舰艇采用了。福井静夫认为这种烟囱有以下优点:

①避免烟囱的排烟和热气对舰桥和前桅的各指挥所造成不良影响。

②由于前部主炮空间增大、舰桥结构和前桅的大型化等原因,舰桥结构覆盖在前部锅炉舱上,不得不将前部烟囱向后弯曲设置。

③为了确保露天甲板上布置各种装备的口径,以及使射界和视野开阔。

      从烟囱上来说,烟囱等上层构造给人一种新颖的感觉,给各国都带来了冲击。

      夕张号作为实验舰,在完工后其烟囱出现了问题。当时在高速航行时,舰桥后方的空气变得稀薄,排烟便被吸入,从而造成倒流。作为对策,在1924年的改造中将烟囱顶部加高2m,效果极好,外观也变得更加威风了。


(4)防御

弹药库:侧舷19mmHT,甲板25mmNVNC,前后部隔壁19~25mmNVNC

动力舱:侧舷外层19mmHT,内侧37mmNVNC,甲板19~22mmNVNC,前部横壁19~25mmNVNC,后部横壁31mmNVNC

炮盾:37mmNVNC

舵机室:侧舷19mmHT,甲板19mmNVNC

      在防御配置及船体构造方面,也采用了新设计。最重要的是,防御用装甲在船体上的装备、装甲之间的接头强度都得到了增大,而且防御装甲也成为了船体构造的一部分。最初使用装甲充当船体承力结构的是八八舰队的加贺级和天城级,不过装甲采用嵌接来增加接头强度的方式,还是夕张级率先采用的。后来这种设计出现在各国的军舰上,但当时只有夕张号。

      此前已经介绍过动力舱外壳触发引信、内层装甲阻挡炮弹的防御思路,这里将介绍汽艇部分的防御细节。

      1)动力舱

      关于动力舱部分的设计,由37mmNVNC内侧装甲和25mmNVNC内侧甲板构成“内装甲盒”,而外侧19mm侧舷和19mmHT外侧水平(上图材质标注错误)构成外壳,用于触发引信。此外,通风口装甲为31mmNVNC,外壳和内侧装甲的连接部分为25mmHT。

127号肋位为锅炉舱,191号肋位为轮机舱

      这张图的锅炉舱在上面已有叙述,这里主要针对下方191号肋位的轮机舱。轮机段除了有和锅炉舱相同的结构外,还在内层轮机舱表面设置了19~22mmHT的顶部装甲、25~28mmHT的垂直装甲,以及19~22mmHT的水下装甲延伸。

      通过这张动力舱俯视装甲图可以得知,动力舱外段甲板装甲厚度是不固定的,厚度范围为16~22mmHT。

      在动力舱的横壁上,后部弹药库上方部分为31mmNVNC,前部上甲板到下甲板是40mmNVNC,下甲板到船舱甲板是19mmNVNC。

      2)前部弹药库

      前部弹药库被完全设置在水下,其顶部高度要低于动力舱主装的下缘,所以只设置了水平装甲。其中,前部弹药库前端水平装甲为22mmNVNC,后端为19mmNVNC。作为横壁,前部横壁为25mmNVNC。

      3)后部弹药库、舵机室

      后部弹药库高出了水线,所以设置有垂直装甲。水平装甲和前部一样,为19~22mmNVNC,但形状十分奇怪,19mm部分呈阶梯状左舷后部和右舷前部有两块22mm的部分。垂直装甲各有差异,左舷前部上甲板部分为25mmNVNC,下甲板为19mmNVNC,后部上甲板为31mmNVNC,下甲板为22mmNVNC,右舷的前后部正好相反。

      后部舵机室采用方形装甲盒,其中顶部13mmHT(有字迹修改为16mm),侧面19mmHT,前后横壁16mmHT。


(5)武备

火炮武器:6门三年式50倍140mm炮(单装、双联装各2座,每门备弹150发,纵扬式、横扬式扬弹机各2台)、1门三年式40倍76mm炮(备弹200发,2台纵扬式扬弹机)、2门山内式短47mm礼炮、2挺刘易斯式7.7mm机枪

水雷武器:2座双联装八年式610mm鱼雷发射器(8枚八年式610mm鱼雷,最大10枚),2台武式V型200气压空气压缩机,2条布雷轨道(48枚一号水雷甲或64枚五号水雷改一),2个扫海具,2个中破雷卫一型改一,2台二型测深器,2个一型通海阀

电气设备:2台225V/300A涡轮发电机,1台225V/177A柴油发电机,2台斯佩里式90cm手动探照灯,2台30cm信号用探照灯,2kW信号灯

航海、航空设备:1台斯佩里式五型(单式)转轮罗盘,一号系留观测气球及其装置

短艇:2艘9m汽艇,2艘9m舢板,1艘6m通船

      1)主炮

      在主炮上,夕张级从球磨级的7门改为6门,全部中线配置,所以单舷有效炮数均为6门。在艏艉方向上,也均为3门炮的火力。所以无论在哪个方向上,夕张级的6门炮都能对抗球磨级的7门炮。相对于炮自身的朝向而言,一、四号炮都是单侧前向90°、后向50°射界,二、三号炮是前向90°、后向60°。

      其中,二、三号炮位采用双联装,因此在全舰的配置上比较容易。这是日本巡洋舰首次采用的双联装炮,炮与炮架被设置在炮室内。这种设计可以保护炮员不受波浪和风雨的袭扰,要显著优于此前的半开放式炮盾。

      如下图支撑结构所示,炮室内部是没有炮塔结构的,包括扬弹机,弹药需要炮员从附近的扬弹口搬运进来。

   三年式14cm双联装炮A型

      炮架机能

最大俯仰范围:-7°~30°

最大射程:19000m

发射速度:10发/分

装填时间:?

旋转速度:4°/s

俯仰速度:8.6°/s

装填方式:人力

扬弹药速度:?

操作人员数:?

炮架弹药定数:300发

      炮架尺寸

辊轮盘直径:1.5m

炮身间隔:0.79n

炮身后座长:0.381~0.388m

      原动机

旋转动力:电动

俯仰动力:电动

驻退推进机构:油压发条式

      炮盾装甲

正面:50mm

      炮架重量

旋转部:36.48公吨

炮身:10.95公吨

炮盾部:2.11公吨

炮架:14.89公吨

      制造

制造厂、年度:佐世保工厂,1923年

制造数:16+

      2)防空武器

      夕张级装备了1门三年式76mm高炮,设置在两座鱼雷发射器之间的平台上,和天龙级一样可兼顾两舷射击,但位置更为良好,拥有左右舷各120°的射界。

      3)鱼雷

      在鱼雷武器上,将双联装610mm鱼雷发射器配置在船体中心线上,可向两舷发射。相较于球磨级左右舷各2座,在单侧效率相同的情况下,重量和空间更为有利。当然中线配置也并非完全有利,川内级的鱼雷单侧有60°射界,而夕张号只有20°。

      通过以上主要武备的调整,舰船一般配置的设计变得更加有利。

      4)水雷

      在水雷武器上,与前型配置一致,但在舰艉处设置了水雷库。


(6)稳性、重量分配、定员

二、建造


   (1)外贸小巡计划

      最初在1920年8月25日,日本海军考虑向英国订购预定1923年完工的小巡,并在9月29日向英国公司交涉。根据〔軽巡英国発注関係資料〕(ID: 21700201),该小巡的如下:

      外贸小巡

计划常备排水量:3700长吨以内

武备:4门50倍140mm炮(常备120发,满载150发),1门76mm高炮(常备200发,满载300发),8具533mm鱼雷发射器(12枚),1台1.5m测距仪,2台2.5m测距仪,1台2m高射测距仪,2台90cm探照灯

防御:动力舱侧舷水线62mm,甲板25mm

动力:齿轮蒸汽轮机,航速33节,续航力14节-5000海里(仅用煤炭14节-800海里),使用混烧锅炉

小艇:9m汽艇×2,8.5m舢板×2,8m&6m小艇各×1

      从数据上来看,虽然不能完全对上,但很像是天龙级的小改进设计,除了鱼雷和排水量之外的参数都能对上。至于冲突的部分,可能是因为当时在实际使用中,发现天龙级鱼雷发射器的滑轨设计并不实用,所以修改为单舷2座双联装鱼雷发射器,并因此造成排水量增大。

      当时日本海军向阿姆斯特朗、维克斯、约翰·布朗、卡梅尔·莱尔德四家公司提出要求,各公司分别提出一些方案。其中,造价最低的是8,560,000日元,最高的是11,920,000日元。

      根据永村清的描述,舰政本部当时正在商讨在哪建造小巡。永村来到东京见到了第三部长山本开藏中将,山本说可能会在英国建造,并任命永村为监督官。但据说英国方面不想建造余裕这么少的军舰,加上造价比国内高,可能性能也并不令人满意,所以最终决定在佐世保建造。

   (2)正式建造

      1)夕张号

      夕张号的建造准备十分迅速。自6月提案后,似乎9月就完成了发布了制造训令所需图纸。对此个人推测,虽然迅速安排建造的要求会在一定程度上加快进程,但藤本之前可能已经有不少的准备,之后在4月发布节省建造费的训示后正好向平贺提案,平贺6月再正式向上级提案,所以能在9月就完成图纸的绘制。

      1921年12月5日向佐世保海军工厂发布制造训令,1922年6月开工,1923年3月5日下水,平贺当时以第四部长代理的身份出席了下水仪式。5个月后的7月31日完工,仅用1年2个月就完工了。原本川内级的加古号就预定在佐世保海军工厂建造,所以夕张号可能挤占了其船台,导致其建造计划拖延,直至取消。

      夕张号的预算包括船体费1,944,673日元、动力机械费2,350,000日元、备品费77,668日元,合计4,372,342日元,不包括武备费。根据各年度海军省年报记载,船体、动力5,261,125日元,武备2,334,250日元,合计7,595,375日元,不到5500T级中建造费最高的名取号的一半,相当于最低的由良号的七成。对于完成常备排水量,每长吨单价为2165日元,同等情况下的球磨号为2342日元,可以发现单价也有所降低。

      2)夕张号舰名的由来

      据jacar文件「軍艦夕張製造一件」(Ref.C08050709900)描述,当时觉得用“濑”命名不吉利(如日俄战争中触雷沉没的初濑号),舰政本部提出了“加茂”(kamo)、“木津”(きづ),但因“加茂”发音接近已经完成的“球磨”(kuma),而“木津”和“伤”(きず)一样。

      有人提出还没有以北海道的河川命名的舰船,有些遗憾,于是便内定了北海道的“夕张”(读法:ゆうばろ/ゆふばろ)和“名寄”(读法:なよろ)。舰政本部认为这样的读法不会让人联想到是河川名,也不是常见的读法,于是请求将读法改为「ゆうばり/ゆふばり」(夕张)和「なより」(名寄)。最终采用的就是“夕张”。

      3)后续舰

      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,当时4艘川内级已确定建造厂,预定1922年之后开工。而在4艘川内级后,出现了3艘以“濑”结尾的巡洋舰(水无濑号、音无濑号、绫濑号)。传统说法认为这是川内级的后续舰,但它们与中巡的舰名截然不同,很像是另外一级。

      再加上前面已经提到,“绫濑”这一舰名是夕张号的原定舰名,而夕张号属于小巡计划,所以推测这3艘舰名接近的巡洋舰都是小巡。当时3艘都还没确定建造厂。

      但是在平贺让的力争之下,海军方面同意先建造1艘夕张号(也就是这里的绫濑号)。至于后续2艘小巡,可能要等到后续年度跟着5500T中巡、8000T大巡一同开工了。

      之后由于辅助舰竞争,日本海军致力于建造装备200mm主炮的大巡,就将剩余的水无濑号、音无濑号与5艘5500T中巡的建造计划一起取消了。

三、服役及评价

      夕张号1923年7月31日完工,担任第一预备舰。9月6日爆发关东大地震,到30日为止,夕张号一直承担横滨、品川的警备任务。在此期间,分别在8日将横滨刑务所的295名囚犯、23日的135名囚犯运往热田,关押在名古屋刑务所。

      1923年12月1日,夕张号编入第一舰队第三战队。

   (1)夕张号的技术

      夕张级减重的着手点在于改善武备、防御、船体构造等方面,结果是为了实现相同的航速和续航,所需出力、燃料也减少了,于是排水量进一步减小。

      夕张级在各方面都采用了新方式,这是舰艇设计上的一大进步。另外在建造过程中,现场工事也特别注意了减重。但即便如此,在实际完成时,相对于预定常备状态的3300长吨排水量,整体的重量超过了200长吨。

      本舰完成后,实施了各种实验研究,确认了其性能,证明了其设计的优秀性。其中,夕张号最为突出的进步就是改善了5500T级的振动问题,这种问题广泛存在于当时的高速舰艇上。当时平贺让亲自参与试验,在夕张号的舰桥上几乎感受不到振动。根据当时的振幅测定,全速情况下的舰桥振动约为5500T级的三分之一,最后部的炮位附近更是不过四分之一。

      此外,凌波性、动摇周期也都很优秀。在公试的强浪面前,舰艏依然十分干燥。此前5500T级的动摇周期为11.7s,夕张号则达到了很大的12.7s,加之附带有力的轻龙骨,在动摇上是极为有利的。为了便于操纵,航洋性也不输于5500T级。

      但是在作为巡洋舰使用这一目的上,排水量比大舰小是不可接受的。例如:

①在常备状态能发挥一定航速,但到了满载状态时的下降显著;

②在风平浪静时,能正常发挥航速,但到恶劣天气时下降显著;

③在续航力上,也有类似情况;

④居住性不良好。

      虽然本级没有连续建造多艘同级舰,但根据本舰的建造,各部分的配置诸如武备、动力、船体舾装等,都是巡洋舰上的大进步,并被运用到后续巡洋舰设计上。

      考虑到后续巡洋舰都是在此基础上进行的发展,所以即使存在一些问题,但作为试制舰依然是成功的。

   (2)列强眼中的夕张号

      在简氏海军年鉴中,夕张号也是当年唯一一艘在重要条目栏中,被专门用大规格铅字“特别说明”的舰船。哪怕其他战列舰和航空母舰也没有的待遇,却被这艘只有3100长吨的小巡洋舰获得了,足可见夕张号的优秀性。特别说明写道:

      这艘值得注意的军舰,是日本海军的造船官计划以3100长吨的排水量,使其具备与球磨级及名取级相差无几的航速和攻击力,现在,本舰作为水雷战队旗舰使用。从外观上看,本舰与现存的任何巡洋舰都是完全不同的特别。

      这份特别说明一直刊载到1933年版。到了1934年,可能是因为更加值得大书特书的日本重巡陆续出现,大书夕张号的时代已经过去,便被删去了。

      当时年鉴的编辑者奥斯卡·帕卡斯在晚年曾对福井静夫说:

第一次看到夕张号的完成照片时,真是令人震惊。

当时(1924年初),夕张号的情报逐渐被英国海军部知晓,在英国造船官之间引起了轰动。

      在1924年4月的英国议会上,这逐渐问题化了。当时海军部报告了关于夕张号和建造中的古鹰级(未下水)的推测参数,并发展到需要解释说英国巡洋舰一定比日本新轻巡洋舰差的事态。

      当时以英国的《工程师》杂志和美国的《巴尔的摩太阳报》为首,世界著名报纸和杂志纷纷刊登了“日本的新轻巡可怕”的报道。


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