德国大型战舰的动力舱相比其他国家设计的如何?是否又臭又长浪费空间、拉长核心区?_风闻
米凯勒_法比恩-伦敦政治经济学院 现代历史硕士-Fool, with tenure.2022-05-27 14:10
以俾斯麦级为例,德国大型战舰的动力舱相比其他国家设计的如何?是否又臭又长浪费空间、拉长核心区?
很复杂的问题,10年前大概吵过,实际上去看一下historiography更早一点二十年前也有一些相关讨论;2022年在知乎问有点恍惚,很不想再回去扯皮。
这个问题核心不是‘动力舱设计’。核心区长度并不只是取决于‘动力舱如何设计’的,和舰型(舰宽/船型)有关系,和烟囱布线有关系,和炮塔布置,防鱼雷系统的厚度和设计也直接相关;最后,这一切的基础都是现有的动力系统选择/技术限制。这些东西不是简单的‘设计设计动力舱’就能解决的问题——说什么‘又臭又长’大概应该去亲自试一试在没有电脑的情况下设计船只再发言。
无论如何,简单简单解释一下这个问题:
BSM(和希佩尔)这样的Burkhardt设计有一些典型的偏好:比如前二后二的布置,以提供预想的射界和火力分配能力;比如双炮炮塔,提供更好的空间和减少火炮之间的影响;比如装甲甲板和穹甲,等等。具体在动力系统上,BSM的典型特点一个是三轴,一个是数量更大但是单位效率略低的锅炉,一个是锅炉集中布置单烟囱设计。
三轴显然是为了节约重量。在1934年11月案例,BSM是四轴的。航速最初定位在33节,但是33节在这一尺寸上显然难以实现,于是持续27节,最大29节作为要求被确定下来。而此时该舰在吨位上已经非常大手笔了。11月案28kn的8炮13in舰标排37800t——超过早期KGV接近黎塞留,只有利托里奥严重超尺寸落成时更大得多。零敲碎打之后重量飙升到39000,之后政治上技术上对尺寸反反复复反悔的结果自然是减重。三轴与四轴的优劣不再表。
锅炉问题经常被视为冗余问题,但是可能不是。BSM的锅炉数量更大(12),单个锅炉的重量很大(53t),而单个锅炉的单位体积/单位重量效率并不是特别高,于是常见的说法是12个小锅炉造成了锅炉室过大的问题,而单个更高效的锅炉才是发展方向。当时常见的对比对象是KGV(单个锅炉单位重量的效率更高),而RN的高压锅炉可没有多么先进。这个问题其实没有那么简单,很难说孤立把动力系统里面的一部分拿出来对比是合理的,但是无论如何和‘设计动力舱’实际上没什么关系。在动力系统选择问题上整个海军从雷德尔到Fuch到Herman Boehm都在不确定中。如果该舰要作为袭击舰活动,那么柴油机提供的续航力,舰员和快速启动/加速的优势显然无法忽视;但是柴油机在此时的技术条件下有没有能力驱动如此大尺寸的舰艇仍然是个问题。袭击理论的支持者认为传统蒸汽轮机会限制舰艇的行动,而此时列克星敦和诺曼底(SS Normandie,邮轮)的turboelectric(aka,QE和T45)看起来也有技术突破的希望。但是此时实际上没有多少时间留给舰队来进行技术试验和测试了。如果F舰要在合适的窗口内动工(此时预计是38年前),就几乎不可能在此前有一艘战舰作为试验舰,新的动力系统进步只能在SS Potsdam and Viktoria这样的大型邮轮上测试——等等等等。这不是设计人员能决定的。倾向于更多锅炉可能是出于损坏/维护时的冗余考虑,但是Dr. Burkhardt(设计人)和加泽科(天字第一号BSM爱好者)常年的通讯联络之后在各作品里后者都没有提到这个问题,所以可能不是,也可能单纯看漏了。
集中布置锅炉是约克代开始的新模式,沙恩和BSM都是这样的设计,视觉上最典型的结果就是单烟囱。优势非常明显,可以把排气问题集中处理在,其他类似设计包括纳尔逊,利托里奥(并不是单烟囱了)。问题当然就是一发或者少数几发命中彻底瘫痪所有锅炉的可能。替代方案一个是一些国际设计中更常见的轮机和锅炉室交错布置(比如,敦刻尔克,KGV,黎塞留,VG,etc),一个是美式的混合布置,比如北卡,从而保证至少一部分锅炉幸存。
这些设计思路,配合对前二后二双炮炮塔的坚持等等,结果就是动力舱‘似乎可以更短一些’。
当然类似于其他‘五万吨只有8炮15in’的评价,这些都属于多年互联网扯皮后的‘矫枉过正的矫枉过正的矫枉过正的矫枉过正’。NO,BSM不是天下无敌;NO,BSM也不是垃圾。为什么BSM会有这么多在重量上如此‘大气’的设计?答案是···该舰的最初设计指标里面找。
BSM不是设计之初就奔着‘对抗一切最大型(35000t+)主力舰’进行的,而是一路上对于一个核心没有改动的设计进行加码的结果。之前说过很多次欧洲30年代小海军竞赛的升级:法意地中海小竞赛的结局,是1929年的特伦托。然后首先,1929,德意志(A)下水。这是万吨(当然后续舰超重)11in主炮最大航速26-28kn的装甲舰,事实上是‘袖珍战列舰’。显然30年代里各国海军严重高估了德意志的威胁,结果是对于RN(和IJN,if it ever comes to that)来说,尚且胡德声望反击虎金刚比叡榛名雾岛‘跑得赢打的赢’;对于美意法俄来说德意志构看起来成了一个技术盲区。于是下一步在1931年,德意志首舰完工的同年,法国议会批准了敦刻尔克来对抗特伦托和德意志。敦刻尔克是一个本身非常复杂的问题,本身设计显然收到法国财政情况以及同时期正在进行的国际裁军/法意双向军控的影响,但是最终结果是25000吨(当然超重),13in新炮,9in/4.5in倾角防护,最大航速接近30节的新舰。
这是1931年,法国海军只拿到了1艘新舰(敦刻尔克)的许可,魏玛德国也只得到了1艘可运行的德意志(德意志,替换普鲁士)。但是到了1932年,德国人从议会拿到了另外2艘德意志的许可(B,舍尔,替换洛特林根;C,斯佩,替换布伦瑞克);法国海军没有得到任何后续舰。而到了1934年,法意的双边小军控谈判无果而终,意大利决心选择‘大’方案来填补7万吨的条约余额(也就是日后的利托里奥和维内托),法国则跟进了1艘敦刻尔克改,也就是斯特拉斯堡,11in/5in的敦刻尔克。斯特拉斯堡批准的结果是法国重新占据了法德之间的领跑位置,现在法国预计会有1艘敦刻尔克和1艘敦刻尔克改,对3艘德意志级和德意志改。德国对此最初的反应,是装甲舰D,也就是日后的沙恩霍斯特。1934年5月希特勒决心扩充海军之后,结果是补充装甲舰E,也就是日后的格奈森瑙。
这就是BSM,也就是装甲舰F计划之初,Burkhardt要面对的情况。日美远在天边,皇家海军的绝对优势无法企及,利托里奥和地中海如今和德国无关,他要面对的最直接显而易见的目标,是13in主炮的敦刻尔克改。这一点记录非常清晰,Burkhardt本人亲口(亲笔)详细地给加泽科描述了其中的过程,Blohm & Voss,Kew的ADM文件以及USN战后的技术档案截至目前没有发现不同的证据。
此时的BSM简言之,比最终成品更接近于放大的沙恩霍斯特。本质上和沙恩霍斯特一样要用来对抗更小的法舰,但是可以用‘偷跑’吨位来满足许多战术优势(比如,四座双炮炮塔的重量和核心区问题vs双炮炮塔的优势+前后四炮塔的火力分配问题,比如布置数量更多但是单个效率更低的锅炉带来的效率降低vs冗余,etc),还额外不需要接受沙恩霍斯特的11in口径限制。
问题在于1934年开始,欧洲/世界范围的海军竞赛开始失控,然后BSM的尺寸随之开始加码。
1934年德国海军内部的情况就不稳定,一系列不同的声音正在辩论究竟下一步要建造什么样的战舰。比如上面提到的的Fuch,他希望尽可能按照其他海军国(aka,上一场战争中击败德国的战胜国们)签订的海军条约系统内的限制造船,避免过于昂贵庞大,刺激其他国家的设计。当然还有Herman Boehm老爷,著名的大舰鼓吹派,一眼看穿德意志的微妙处境要求直接建造和其他海军国平等的主力舰。希特勒此时仍然不希望过于刺激周围国家(虽然他希望买通军方支持),偶尔有朝令夕改的情况,5月会谈中他对雷德尔清楚地表示新舰火炮口径的限制。结果是虽然装甲舰D和E在大小上被放大成了三万吨(沙恩霍斯特和格奈森瑙战斗排水接近三万八千(公)吨,比前两艘KGV一丁点也不小,是正经八百的大型主力舰尺寸),主炮口径仍然只有11in口径。配合上面雷德尔在引擎技术上下注的手抖问题,结果是许多问题上的技术不确定性。
在几乎同时,国际海军军控系统和集体安全正在以肉眼可见的速度崩溃。6月11号,德国得知了利托里奥的存在。利托里奥的存在毫无疑问意味着法国会进一步跟进体量上对等的舰艇(日后的黎塞留,设计在利托里奥公开宣布之前已经开始)。6月16日和27日的会议里进一步记录雷德尔和希特勒考虑风险舰队2.0理论和如何维持对英和平,也就是在此时雷德尔提出了英德3:1/2:1的双边军控可能。如果要相对英达成威胁,那么新舰至少要在航速上和体量上匹敌BCS和英军在条约到期后开工的替换舰(至少包括1937年动工的KGV们)。而到了年底的11月底,日本看起来即将退出条约系统——最终在12月里谈判正式破裂IJN公开放弃了条约的限制,这意味着其新舰尺寸很可能至少是15in4万吨以上。
在这种情况下,1934年11月的BSM第一批设计要求,和日后该舰设计案的模样对比,实际上非常有趣。最初新舰要一定程度上匹敌/威胁涌现的大型国际设计,但是目标仍然是聚焦在斯特拉斯堡上。方案被‘充气’,首先开始于12月21日。显然如果要满足德方希望的一切‘尽善尽美(面多加水水多加面)’的设计细节,11月要求的吨位限制仍然不能够满足要求。于是雷德尔在1月表示‘如果战术性能可以显著提高’,那么35000吨的限制就可以打破。然后,Fuch在和加泽科通讯的时候高速后者,他向希特勒解释条约吨位问题的时候,希特勒表示‘别担心排水量的问题。在船完工之前,我会用政治手段解决这个问题。’35年1月17日-19日,雷德尔决定,威廉港和德意志造船厂的船坞尺寸不应该成为新战列舰尺寸受限的理由,排水膨胀到了39000吨。显然单烟囱设计决不能放弃,炮塔防御和舰体防御当然不能削弱,于是3轴设计被采用,以控制尺寸。5月9日雷德尔决定换用15in等等。
手头没有原件随手贴一下加泽科和摩利根的表格:


‘德意志’,‘沙恩霍斯特’,‘BSM’有时候有其误导性。实际上,这些船就是简单地装甲舰ABC,DE,F。而在设计之初,F舰是有巨大的冗余的:且不说雷德尔是不是决心让舰艇超标到三万七千吨,或者希特勒有没有能力政治上解决三万九千吨的超重舰,仅仅上升到三万五千吨/去掉11in限制,对抗斯特拉斯堡或者敦刻尔克的任务都会容易得多。
然后34年开始,海军军控开始失控,意大利和法国开始一点点加码新舰的尺寸——然后希特勒的野心开始失控,把英国拉入潜在的对手中,于是BSM的‘冗余’就没有那么乐观了。新炮,新配套船坞,动力系统的选择,更高的航速,等等等等,此时一些设计特征的坚持就看起来有些吨位浪费的味道了,一些不能解决的技术选择和要求也变得非常有破坏性。
BSM是个‘有道理’的设计——黎塞留也是,利托里奥也是,大和旅馆也是,KGV也是,是的,北卡也是,或者其他君脑海里正在吐吐沫的对象。BSM当然不是完美的,比如其舰体装甲系统在近距离上的高效率与上层结构的脆弱相性问题,比如其主装延伸问题和上面提到的三轴/锅炉取舍问题,比如防空反雷击炮组分开选择的问题,等等等等。但是这些问题都应该在其设计过程的背景下讨论。这个事情很简单,‘如果德国人愿意用更大的船来做某项工作来实现一些小船无法实现的技术指标’,那么没必要用硬吨位横向比较来过分苛责。否则就会出现‘斯佩/友鹤是最棒的’的情况——事实着实并非如此。理论上,斯佩‘跑得过所有老舰,打得过一切巡洋舰’;事实上,2艘利安德和1艘约克在几乎没什么命中率的距离和情况下就足以迫使之耗尽弹药自沉,而该舰仅仅只是重创甚至没有击沉一艘中型8in舰。
当然可以轻松的坐在2022年指点江山‘如果我是一个将军,我选择T-34而不是虎’;但是这种事简略概括起来永远比实际操作简单。在海上,德军注定要面对优势敌军,至少在F舰构想的时候是这样的:意大利立场不明,德国舰队规模被锁在RN的三分之一而法国舰队仍存,日本远在天边而到其逐渐陷入中国战争后看起来态度此时在软化而不是趋于强硬。用KM自己的话来说,‘德国舰队缺少取得胜利所需要的数量优势,但是任何小的成果都必须努力争取。’用吨位更大的设计来‘偷跑/作弊’的吨位冗余换取一些技术优势是有道理的。从这个角度看,BSM有道理,齐柏林有道理。这不代表其没有问题,其中的许多设计元素的取舍,许多考虑是否必要可以被讨论,但是着实没有必要在动力系统选型久拖不决,新技术迟迟无法到位,航速和续航力要求反复修改,舰艇尺寸在国内政治和国际政治的影响下反复放大缩小的情况下把问题扔给‘动力舱设计’成什么样子上。
‘你去1934年给希特勒手绘设计一下战列舰看看啊’(划掉)
这个问题下面最好的作者一个是Timothy P. Mulligan(档案大师,BSM‘线列舰还是袭击舰’,BSM‘是否完成了准备’的作者);一个是William H. Garzke jr (BSM天字第一号粉丝,和大量设计者保持通讯,水下勘探时协助图片辨识,第一个进入海军部的外国人etc etc,美战盟战轴战和BSM同名书作者,诸多谣言的罪魁祸首(划掉))。
加泽科已经非常著名了,强烈推荐一下Mulligan的几篇文章。
