姗姗来迟的新式轻巡——天龙级轻巡洋舰设计史(设计篇)
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)
〔A64と各国軍艦の要目比較〕(ID: 22240101)
C-E. EHP with shaft and shaft bracket 5-5-6 (ID: 20771801)
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)
アジア歴史資料センター
「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000
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)
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 第十二巻 日本軍艦建造史(光人社2003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
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
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,以主力舰的整备更优先,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(也就是当时作为更高机密的一号链雷),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。
布雷巡洋舰C19
在文件〔A64と各国軍艦の要目比較〕(ID: 22240101)中,记录了一个1911年左右(同文件的A64是8月23日)提出的设计番号为C19的布雷巡洋舰设计,次于设计番号为C18的筑摩级,在这里顺便提一下。
布雷巡洋舰C19
基本参数:全长159.41米,垂线间长140.21米,宽15.24米,型深8.84米,前部吃水4.88米,后部吃水5.49米,平均吃水5.18米,常备排水量6000长吨
燃料:常备煤炭700长吨,满载煤炭2100长吨,满载重油450长吨,续航13节-10000海里
动力:出力28500马力,航速27节
武备:4门50倍152mm炮(150发备弹),6门40倍76mm炮(300发备弹),4具533mm水下鱼雷发射器,100枚水雷,6台探照灯,2挺机枪
防御:无
重量分配(单位:长吨)
船体 舾装:2700
设备:340
防御:-
武备:460
动力:1700
煤炭:700
余裕:100
合计(常备):6000
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 *** 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。
因为天龙级是之一款航速超过30节的高速舰,所以基本计划负责人相当辛苦,以大小相近的林仙级为基础,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。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。
最终设计C26
据海军造船技术概要描述,天龙级的设计完成于1915年当年。
平贺让纪念站中有C26案的资料,训令时间是1915年10月2日,应该是天龙级的最终设计。海军大臣刚于一个月前的9月10日向 *** 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。筑摩级的设计番号是C18,1911年左右提出了布雷巡洋舰C19,从C19到C26,有相当多的修正案,可见设计的曲折。
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。
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。
天龙级轻巡洋舰(C26)
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
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)。
另外这里需要提醒一下日本巡洋舰的定位。此前有人曾提到日本轻巡的定位是水雷战队旗舰,这与作为舰队轻巡的英国林仙级不同,所以不能直接比较,但这其实是不对的。
在大正时期的日本海军构想中,小巡(代表是天龙级)和中巡(代表是5500吨级)需要同时承担侦察巡洋舰和水雷战队或潜水战队旗舰两大任务,在最初的构想中,天龙级就要参与前卫侦察;而大巡主要担任侦察巡洋舰,不考虑担任水雷战队旗舰。但在古鹰级之前,日本海军没有真正完工的大巡,所以一部分小巡和中巡不可避免地需要担任侦察巡洋舰进行前卫侦察。
天龙级最终设计是C26还是C33?
这里说一下1940年10月30日舰政本部第四部文件『計画番号表』的问题。
在该文件中,C26被标为天龙级最初设计,而C33是最终设计,而5500吨级的设计番号不明。但实际上,根据jacar文件『公文備考』(「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000)中的川内级原设计图纸标注,5500吨级的设计番号才是C33;同时,平贺让纪念站确实有不少文件记录天龙级是C26,而球磨级的文件标注为「C-33 C-G 6-6-21 Kuma」(ID: 20590104),也证明了C33应是5500吨级的设计番号。由此,证明了昭和时期的文件确为误记,C26是天龙级,C33是5500吨级。
可能由于资料保存不妥、文件散落于各处,到了昭和时代,造船官已经对明治和大正时期的舰船设计资料很陌生了,也就自然会出现各种错误。所以我们在做研究时,必须多加思考,而不能简单地搬运作者的原话。