解析二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦裝甲防護(hù)設(shè)計(jì)(上)
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解析二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦裝甲防護(hù)設(shè)計(jì)
弗林
2021.9.27
純屬業(yè)余愛好者娛樂編寫,非專業(yè)人士,內(nèi)容僅供參考。
導(dǎo)言
???????? 我們常常聽到對于一些大型艦船這樣的評價(jià):“這艘船是不可沉沒的”。大型的艦船,特別是戰(zhàn)艦,往往有著優(yōu)秀的防御設(shè)計(jì),能夠承受大量的損傷而不至于沉沒并保持一定的航海性能。本文將要介紹二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦的裝甲防護(hù)設(shè)計(jì),來展現(xiàn)二戰(zhàn)的大型戰(zhàn)艦是如何設(shè)計(jì)裝甲以提升生存能力并闡述裝甲設(shè)計(jì)的一些重要考慮方面。
???????? 戰(zhàn)艦上用來提高直接抗打擊能力的系統(tǒng)部件可以簡單分為裝甲和緩沖結(jié)構(gòu)這兩大類。許多大型戰(zhàn)艦,尤其是戰(zhàn)列艦,都在重點(diǎn)部位具備厚重的裝甲,使得炮彈不能擊穿裝甲而在非關(guān)鍵部位之外爆炸,從而保護(hù)重要的部分。而為了應(yīng)對水下的魚雷威脅,大型戰(zhàn)艦往往都有精心設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng),防雷系統(tǒng)往往會(huì)騰出較大的縱深空間,在這些空間設(shè)計(jì)了緩沖吸收爆炸能量的結(jié)構(gòu),在防雷系統(tǒng)最內(nèi)層的位置一般具有裝甲以防止減弱的爆炸沖擊及破片進(jìn)入內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
???????? 為了方便論述裝甲布局,有必要先大致了解一下二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)。按照用途,這些結(jié)構(gòu)可以大致分為艦體(包括裝甲系統(tǒng))、兵裝和動(dòng)力三個(gè)大部分。

???????? 艦體是戰(zhàn)艦的基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)。艦體最主要的結(jié)構(gòu)形式是分層甲板。艦體底部是作為基本支撐結(jié)構(gòu)的龍骨,大型戰(zhàn)艦為了增強(qiáng)抗沉性往往會(huì)設(shè)置雙重艦底甚至三層的艦底。多重艦底一般兩層艦底之間的高度在1m左右,這些空間比較狹小低矮,最多作為液艙存儲(chǔ)燃料,不會(huì)用來放置器械。艦底上方逐層建造甲板,每兩層甲板之間的高度一般在2.4m到3m范圍。為了限制進(jìn)水范圍,大型戰(zhàn)艦往往具備由多個(gè)橫向艙壁分隔的水密隔艙,在一些外側(cè)部分還可能有非常細(xì)密的水密劃分結(jié)構(gòu)。一般艦體水線下方和水線附近的水密劃分比水線上的甲板區(qū)域要多。在最上的甲板平臺(tái)之上的建筑結(jié)構(gòu)被稱為上層建筑,主要由艦橋和煙囪構(gòu)成。煙囪就是提供蒸汽的鍋爐排出廢氣的通道,其高度往往和艦橋有關(guān)系。另外,鍋爐還需要專門的進(jìn)氣通道,同樣艦內(nèi)要循環(huán)空氣也需要在一些部位設(shè)置比較大的通風(fēng)口。艦橋最主要的結(jié)構(gòu)形式也是分層結(jié)構(gòu),有些大型火炮戰(zhàn)艦的艦橋結(jié)構(gòu)是在比較寬大的基底部分上設(shè)置高聳的塔狀結(jié)構(gòu)。艦橋的主要功能有瞭望、測距、指揮等等。一般來說火炮戰(zhàn)艦的艦橋分為前后兩部分,前艦橋是主要部分,體積和高度比后艦橋要大?;氐脚烍w部分,由于結(jié)構(gòu)承力、覆蓋區(qū)域等因素,戰(zhàn)艦的裝甲系統(tǒng)和艦體的甲板分層以及設(shè)計(jì)水線位置有非常緊密的聯(lián)系。

???????? 對于二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦而言,兵裝可以分為艦炮、魚雷和航空舾裝三大主要類型。艦炮最常見的形式是炮塔結(jié)構(gòu),在艦底的甲板設(shè)置彈藥庫,在最上平臺(tái)安置炮塔,中間是供彈機(jī)構(gòu)。炮塔由圓柱狀的座圈和盒狀的上部分組成,通過回旋調(diào)整射擊方位。炮塔的回旋部分包括火炮及其裝填、俯仰等設(shè)備,一般自身具備測距儀,以備指揮塔測距儀損壞時(shí)使用。除炮塔結(jié)構(gòu)外,還有非封閉的炮架結(jié)構(gòu)和類似炮塔的封閉式結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的分類取決于供彈機(jī)構(gòu)、回旋部分等等的差異。近代戰(zhàn)艦的大口徑火炮(大于8英寸)都是真正意義上的炮塔結(jié)構(gòu),具備完整的機(jī)械裝填系統(tǒng),除了比如日本重巡洋艦古鷹級新造狀態(tài)時(shí)的單裝20厘米炮這種特例。偏小口徑的艦炮和防空機(jī)炮相對較少采用炮塔結(jié)構(gòu),主要是重量和復(fù)雜度層面的考慮。炮塔最明顯的特征是火炮的聯(lián)裝數(shù),即一座炮塔內(nèi)布置的火炮門數(shù)。在炮塔上最多的聯(lián)裝數(shù)是四聯(lián)裝,而一些非炮塔結(jié)構(gòu)的機(jī)炮可能多達(dá)八聯(lián)裝,因?yàn)樵谘b填供彈這些結(jié)構(gòu)以及空間上的限制較小。


???????? 魚雷武器可以分為固定發(fā)射管和旋轉(zhuǎn)發(fā)射架兩種結(jié)構(gòu),固定發(fā)射管就是潛艇的魚雷武器的結(jié)構(gòu)形式,在一戰(zhàn)時(shí)期的大型戰(zhàn)艦也比較常見,一戰(zhàn)及20世紀(jì)20年代早期的戰(zhàn)列艦的魚雷固定發(fā)射管有各種布置位置,包括水下側(cè)舷、水下艏艉和水上側(cè)舷三種大致位置;旋轉(zhuǎn)發(fā)射架則常見于各類中小型水面艦,同樣具有聯(lián)裝數(shù)的特征,一般在三聯(lián)裝到五聯(lián)裝,早期的一戰(zhàn)驅(qū)逐艦和巡洋艦也有裝備雙聯(lián)裝旋轉(zhuǎn)發(fā)射器的例子,而雙聯(lián)裝因?yàn)閱位钶d數(shù)量不足比較占用空間,在后面就比較少見了。魚雷如果要再裝填是比較麻煩的,二戰(zhàn)潛艇的魚雷裝填時(shí)間在15分鐘以上,水面艦艇在海況適宜環(huán)境下要裝填也很可能要半小時(shí)以上的時(shí)間,而在海況較差時(shí)甚至不能實(shí)現(xiàn)裝填,所以很多搭載了旋轉(zhuǎn)魚雷發(fā)射架的戰(zhàn)艦都沒有設(shè)置再裝填設(shè)備(也有再裝填設(shè)備占用空間重量的原因),其發(fā)射管內(nèi)的魚雷數(shù)量就是魚雷搭載的總數(shù);而日本自從一戰(zhàn)后就一直很重視水雷戰(zhàn)隊(duì)的建設(shè),其驅(qū)逐艦以及巡洋艦有不少型號(hào)都有魚雷次裝填設(shè)備,待裝填的魚雷一般在魚雷發(fā)射架附近的艦體同層甲板內(nèi)部放置,有專用的裝填滑軌。


???????? 航空舾裝嚴(yán)格而言大部分也是艦體結(jié)構(gòu)的一部分。航空舾裝可以按運(yùn)用艦載機(jī)的類型大致分為艦載機(jī)和水上飛機(jī)兩類舾裝。要運(yùn)用水上飛機(jī),一般必須要有彈射器和回收吊機(jī),有些戰(zhàn)艦具有水上飛機(jī)的格納庫。運(yùn)用艦載機(jī)需要起降甲板,一般為了發(fā)揮較大效能還需要有機(jī)庫以及升降機(jī)。日本的航空母艦沒有彈射器,這在一定程度上影響了甲板運(yùn)作效率和出擊架次,當(dāng)然正規(guī)航空母艦使用的彈射器跟一般的水上飛機(jī)彈射器還是有很大差別的。機(jī)庫的高度跟放置艦載機(jī)有很大關(guān)系,一般日本的中大型航空母艦的雙層機(jī)庫總共占用相當(dāng)于三層甲板的高度,而美國的航空母艦因?yàn)闄C(jī)庫有吊掛備用機(jī)和采用甲板停置的原因,其單層機(jī)庫就有相當(dāng)于兩層甲板的高度;一些戰(zhàn)列艦和巡洋艦上收納水上飛機(jī)的機(jī)庫更高,大約要三層甲板的高度,因?yàn)樗巷w機(jī)在機(jī)身下方還有浮筒,比航空母艦的艦載機(jī)要高。


???????? 大部分二戰(zhàn)戰(zhàn)艦的動(dòng)力系統(tǒng)都是傳統(tǒng)的鍋爐-蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)。德國在許多巡洋艦上偏好使用柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)或者柴油機(jī)-蒸汽輪機(jī)混合動(dòng)力,柴油機(jī)動(dòng)力雖然有比較好的續(xù)航表現(xiàn)但是對于萬噸以上的大型戰(zhàn)艦來說是比較缺乏穩(wěn)定性可靠性的,二戰(zhàn)時(shí)期德國應(yīng)用過柴油動(dòng)力的最大的戰(zhàn)艦就是標(biāo)準(zhǔn)排水量約11,000噸的德意志級袖珍戰(zhàn)艦,日本有在潛水母艦上運(yùn)用過柴油機(jī),不過在其航母化改造時(shí)也全部換成傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)動(dòng)力了。言歸正傳,傳統(tǒng)的鍋爐-蒸汽輪機(jī)動(dòng)力主要分為鍋爐、輪機(jī)和軸系三個(gè)部分。鍋爐就是燃燒燃料提供蒸汽給輪機(jī),輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,通過軸系傳輸動(dòng)力給螺旋槳推進(jìn)。二戰(zhàn)時(shí)期大部分大型戰(zhàn)艦都采用四軸推進(jìn),這是為了具有應(yīng)對損壞的余度,實(shí)際上相對減少軸數(shù)增大螺旋槳一般是能增加推進(jìn)效率的。個(gè)別戰(zhàn)艦采用了三軸推進(jìn),基本沒有采用雙軸推進(jìn)的案例。一般動(dòng)力比較充足的戰(zhàn)艦都具有四個(gè)輪機(jī)艙,每個(gè)機(jī)艙分別具有對應(yīng)一根推進(jìn)軸的主機(jī)。考慮到效率問題,大型戰(zhàn)艦往往在主機(jī)外還設(shè)有巡航汽輪機(jī),巡航汽輪機(jī)通常要比主機(jī)小很多。二戰(zhàn)大型戰(zhàn)艦的鍋爐艙室和輪機(jī)艙室的高度都在7m以上,大約相當(dāng)于三四層甲板。二戰(zhàn)時(shí)期新造艦的鍋爐都是燃油鍋爐,油艙一般設(shè)置在艏艉底部,也有在側(cè)舷防雷系統(tǒng)的液艙和雙層艦底之間儲(chǔ)存燃油的例子。

???????? 以上就是對戰(zhàn)艦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大致介紹。下面我們來講述裝甲設(shè)計(jì)的理論原理。

裝甲設(shè)計(jì)原理
???????? 請先思考一個(gè)問題:“戰(zhàn)艦的裝甲是越多越好嗎?”
???????? 絕對不是。
???????? 裝甲的用途是什么?顯然,是阻擋物體或者爆炸能量對艦體及其內(nèi)部造成損害。那么這些損害會(huì)使得艦體出現(xiàn)破損并進(jìn)水,當(dāng)損害的量級達(dá)到一定程度時(shí)艦體就會(huì)進(jìn)水過多,導(dǎo)致傾覆或者直接沉沒。也就是說,給戰(zhàn)艦施加裝甲最終的目的就是使戰(zhàn)艦盡可能難以沉沒。但是,裝甲是非常重的。以水的密度為1,則純鐵的密度是7.5,鋼材的密度在8左右。像30,000噸排水量以上的戰(zhàn)列艦,其裝甲總重往往有一萬噸以上,很多戰(zhàn)列艦的裝甲重量占標(biāo)準(zhǔn)排水量超過三分之一。雖然說增加裝甲厚度和覆蓋范圍是相比強(qiáng)化兵裝和動(dòng)力而言的增加戰(zhàn)艦戰(zhàn)斗力最為簡單可行的手段,但是一般戰(zhàn)艦都有排水量上的限制不能無限制巨大化,并且一艘戰(zhàn)艦首先要能投送火力,其次才是考慮要如何保證生存性來發(fā)揮火力,而絕對不是本末倒置去造一條單純挨打的靶艦。也就是說,嚴(yán)重過剩的裝甲會(huì)相對戰(zhàn)艦的尺寸而言降低整體的效率。另外,過多的裝甲會(huì)占用非常巨大的重量,我們設(shè)計(jì)一艘戰(zhàn)艦考慮抗沉性時(shí)往往會(huì)涉及到儲(chǔ)備浮力這樣的一個(gè)概念。儲(chǔ)備浮力,簡單說就是戰(zhàn)艦的完整艦體減去排水部分所剩下的封閉體積的進(jìn)水容量。戰(zhàn)艦承受打擊的余量顯然跟儲(chǔ)備浮力是成正比關(guān)系。所以一般來說空載的戰(zhàn)艦要擊沉的話比滿載狀態(tài)需要更多的進(jìn)水量。那么施加了大量的裝甲其實(shí)也是在占用艦體有限的儲(chǔ)備浮力,換言之,就像是在自沉。所以,裝甲防護(hù)絕對不是越多越好的。也就是說,裝甲反而是越“少”越好——盡可能少,剛好滿足必要的程度,這才是裝甲設(shè)計(jì)的核心理念。

???????? 那么,為了盡可能減少裝甲,我們首先需要了解不同部位的防護(hù)重要程度。顯然,彈藥庫是一定要盡可能重點(diǎn)保護(hù)的。歷史上有不少彈藥庫殉爆導(dǎo)致沉沒的案例。戰(zhàn)列艦的一發(fā)大口徑穿甲彈的裝藥怎么也不會(huì)超過50千克,一發(fā)21英寸口徑魚雷的戰(zhàn)斗部裝藥一般也達(dá)不到500千克TNT當(dāng)量,但是如果這些炸藥連帶引爆了彈藥庫,后果是不可想象的。大口徑艦炮每門大約有120發(fā)的備彈,一座主炮塔下方的彈藥庫就有兩三百發(fā)甚至更多的大口徑炮彈,而且還包括同等數(shù)量的發(fā)射藥,要知道火炮的發(fā)射藥當(dāng)量總是比炮彈裝藥大很多的。即使是貌似危險(xiǎn)性低一些的深水炸彈庫,其殉爆后果也同樣是非常嚴(yán)重的,當(dāng)然一般搭載深水炸彈的是本身就很缺乏裝甲防護(hù)的驅(qū)逐艦,在戰(zhàn)列艦上是不存在的。那么除了彈藥庫之外,動(dòng)力系統(tǒng)也是需要裝甲防護(hù)的。戰(zhàn)艦本質(zhì)上也是一艘船,如果不能航行,那只相當(dāng)于一個(gè)大型漂浮物。而在戰(zhàn)場上,一艘戰(zhàn)艦如果被嚴(yán)重減速,那它就有被追擊的危險(xiǎn),而如果戰(zhàn)艦已經(jīng)嚴(yán)重失去航行能力,那么它甚至有被敵方俘獲的可能。沒有一艘船是不可沉沒的,保證自己的機(jī)動(dòng)性也就是保證自己的存活性。另外,自20世紀(jì)以來,船舶動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展使得鍋爐使用的蒸汽溫度和壓力不斷提升,高溫高壓鍋爐如果發(fā)生爆炸也會(huì)釋放極大的能量。彈藥庫和推進(jìn)裝置構(gòu)成了一艘戰(zhàn)艦所謂的“核心區(qū)”。通常來說動(dòng)力系統(tǒng)的防護(hù)優(yōu)先級要次于彈藥庫,動(dòng)力出現(xiàn)受損還有比較多的搶救可能,而彈藥庫發(fā)生大規(guī)模殉爆導(dǎo)致的后果往往是不可挽回的。

???????? 為了保證武器系統(tǒng)的效能,在炮塔部分施加裝甲防護(hù)也是有意義的。為了防止炮塔被命中時(shí)內(nèi)部供彈系統(tǒng)到彈藥庫引發(fā)一連串的爆炸,炮塔結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上往往會(huì)重視跟彈藥庫之間的隔離防護(hù),在彈藥庫頂部的甲板會(huì)設(shè)置一層裝甲。魚雷發(fā)射器是比較難以施加裝甲防護(hù)的,或許可以大概構(gòu)想活動(dòng)的裝甲開口來給固定魚雷發(fā)射管提供防護(hù),但歷史上并沒有給固定魚雷發(fā)射管施加良好裝甲防護(hù)的案例;而旋轉(zhuǎn)發(fā)射架其實(shí)是在上層甲板的直接敞開魚雷的一個(gè)架子而已,如果要拿裝甲圍起來還處理活動(dòng)開口之類的那會(huì)極大增加重量,一般在戰(zhàn)斗中要防止魚雷被誘爆只需要及時(shí)射出清空就可以了。雖然說魚雷發(fā)射架的位置比較靠上,發(fā)生殉爆時(shí)下面一般都有一定的裝甲甲板保護(hù),對于較大的戰(zhàn)艦來說魚雷發(fā)射架發(fā)生殉爆通常不會(huì)直接導(dǎo)致沉沒,但是一枚魚雷的戰(zhàn)斗部的裝藥量怎么說也有幾百千克TNT當(dāng)量,幾枚一起爆炸的話可能有一噸以上的TNT當(dāng)量,無論如何還是要盡量避免的。那么為了保障航空運(yùn)用的能力,對機(jī)庫和航空母艦的飛行甲板施加裝甲防護(hù)也是有道理的,但是機(jī)庫是體積比較大的單位而且位于艦體比較高的位置,原則上為了穩(wěn)性是不會(huì)給機(jī)庫還有飛行甲板施加彈藥庫等級的裝甲防護(hù)的。

???????? 那么,燃料需不需要裝甲防護(hù)呢?這當(dāng)然跟燃料的性質(zhì)有關(guān)。重油其實(shí)是性質(zhì)比較穩(wěn)定的,比較難以誘爆。而輕質(zhì)的航空燃油相對就容易被誘爆,歷史上就有航空燃油泄漏揮發(fā)后爆炸導(dǎo)致航空母艦沉沒的慘重案例,所以航空用的輕質(zhì)油庫是需要注意密封性的。至于說戰(zhàn)列艦上的給水上飛機(jī)備用的航空油庫需不需要裝甲保護(hù),這一點(diǎn)我也比較少注意。一般因?yàn)閼?zhàn)列艦的搭載機(jī)數(shù)和艦載機(jī)出動(dòng)頻率要遠(yuǎn)低于航空母艦,所以戰(zhàn)列艦上的航空輕質(zhì)油庫也不會(huì)占用很大空間,理論上納入核心區(qū)是沒有問題的。
???????? 在艦體上布置裝甲時(shí),通常是附加在艦體結(jié)構(gòu)上,一般不會(huì)對艦體結(jié)構(gòu)造成比較大的改動(dòng)。像裝甲甲板就不會(huì)影響甲板分層。那么為了保護(hù)艦體避免進(jìn)水,或許只需要把水下和水線部分的外殼附加一定厚度的裝甲就能限制艦體水下部分的裂口。然而事實(shí)并非如此,水下防護(hù)并不是簡單去增加外殼的厚度,而是去盡量限制爆炸能量的擴(kuò)散,設(shè)置緩沖區(qū)域。根據(jù)水下爆炸試驗(yàn)的結(jié)果,具有一定厚度的外殼在接觸較大當(dāng)量炸藥爆炸時(shí)反而會(huì)產(chǎn)生大量的破片,對水下防御反而是不利的。那么再說到上層建筑的防護(hù),同樣的,因?yàn)樯蠈咏ㄖ奈恢帽容^高,不可能全面施加重甲來保護(hù)整個(gè)艦橋,所以對于大型的火炮戰(zhàn)艦的艦橋防護(hù)通常僅僅是集中防護(hù)司令塔還有一些指揮設(shè)備,艦橋的其他部分是基本沒有裝甲保護(hù)的。

???????? 那么我們已經(jīng)大致了解了戰(zhàn)艦上各個(gè)部分的防護(hù)重要程度。要盡量減少裝甲,一方面是降低裝甲的覆蓋范圍,另一方面就是提供合適的厚度。
???????? 一般來說,2英寸(50.8mm)厚的裝甲足以應(yīng)對飛濺的破片;而對于有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)侵徹能力的炮彈或者航空炸彈,需要更厚的裝甲來避免它們進(jìn)入重點(diǎn)部位造成損害。顯然,對炮彈而言,穿甲能力是跟口徑、彈重以及碰撞速度成正比的,對于空中投擲的穿甲航彈也同樣適用。重巡洋艦的側(cè)舷裝甲可能在3到5英寸(1英寸=25.4毫米)的厚度,防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)對6英寸口徑的炮彈;四萬噸級戰(zhàn)列艦的側(cè)舷主裝甲帶厚度普遍在12英寸以上,考慮應(yīng)對14到16英寸級別的炮彈。那么請思考一下:設(shè)計(jì)防護(hù)應(yīng)對某種口徑的炮彈,就是無論如何這樣的炮彈都打不穿戰(zhàn)艦的裝甲嗎?

???????? 不是。炮彈的穿深是隨著距離而變化的。這非常容易理解,飛行時(shí)間越長,炮彈受空氣阻力所損耗的動(dòng)能越多,末速度就越低,自然穿深也就會(huì)降低了。16英寸口徑的炮彈在炮口處的穿深能超過800毫米,而在兩萬米距離的穿深可能會(huì)降低到400毫米左右。也就是說,任何戰(zhàn)艦的裝甲設(shè)計(jì)在考慮應(yīng)對某種火炮時(shí)都僅僅是考慮在一定距離范圍上不被擊穿,這個(gè)不被擊穿的距離就是戰(zhàn)艦應(yīng)對某種火炮的免疫區(qū)。

???????? 那么請?jiān)偎伎家粋€(gè)問題:為什么一戰(zhàn)戰(zhàn)列艦的甲板裝甲厚度普遍低于二戰(zhàn)時(shí)期的新型戰(zhàn)列艦?

???????? 炮彈的穿甲能力不僅跟炮彈自身的屬性有關(guān)系,還跟裝甲的迎擊角度有關(guān)系。可以想象一下,相同厚度的裝甲板面,炮彈如果要沿直線穿過傾斜的裝甲會(huì)比垂直穿過需要更多的路程,并且傾斜度越大這個(gè)相對厚度的增益效果越多,當(dāng)傾斜度達(dá)到和炮彈速度方向平行時(shí)炮彈就是在裝甲表面上擦過。從一戰(zhàn)到二戰(zhàn),艦炮的有效射程大幅提升,從遠(yuǎn)處落下的炮彈因?yàn)閺椀赖年P(guān)系具有更大的著角,從而擊穿水平甲板的能力更強(qiáng)。并且,傾斜角所引起的效應(yīng)是大于簡單的三角幾何關(guān)系的,這個(gè)具體涉及到對炮彈侵徹裝甲的詳細(xì)受力過程分析。比如說,厚度為100毫米的裝甲板,如果提供45度的迎擊角,從幾何上厚度增加到約141毫米,而實(shí)際抗彈的等效厚度是大于這個(gè)數(shù)值的。傾斜角會(huì)導(dǎo)致炮彈在穿入裝甲過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn),當(dāng)傾斜角夠大時(shí)甚至有可能出現(xiàn)跳彈。所以為了在著角較大的情況下去更容易地?fù)舸﹥A斜裝甲,專門有一種鈍頭穿甲彈,在擊穿裝甲的過程中利用轉(zhuǎn)正效應(yīng)來抵消傾斜度的一些影響。當(dāng)然這些甲彈對抗的細(xì)節(jié)過程是非常復(fù)雜的。
???????? 在了解裝甲的傾斜效應(yīng)后,我們再來分析戰(zhàn)艦應(yīng)對各個(gè)方向射來的炮彈所需要的裝甲防護(hù)。艦體上的側(cè)舷裝甲帶本身往往隨艦體線形漸變具有一定弧度,以及航行的角度,這些都會(huì)影響對炮彈的迎擊角度。一般來說炮戰(zhàn)都是差不多以側(cè)舷平行對敵的,艏艉方向一方面通常火炮的齊射數(shù)量較少,另一方面戰(zhàn)艦是在海上的一個(gè)搖晃平臺(tái),由于力矩之類的關(guān)系,艦體搖晃在縱向上對火炮仰角的干擾更大,所以相對來說側(cè)舷中彈是主要的考慮情況。炮彈在水中會(huì)迅速衰減動(dòng)能,所以應(yīng)對水中彈不需要主裝甲帶那樣的裝甲厚度。但是艏艉方向來襲的炮彈會(huì)通過艏艉的艙室,而這些結(jié)構(gòu)相比并不能像相近空間的海水那樣對炮彈有比較大的動(dòng)能衰減,所以一般裝甲核心區(qū)在艏艉正面的防護(hù)隔壁會(huì)有比較均勻的厚度分布,不同于一般的主裝甲帶在水下部分逐漸削減厚度的情況。那么結(jié)合對迎擊角度的分析,我們?nèi)菀桌斫?,一艘?zhàn)艦的各項(xiàng)裝甲防護(hù)中,核心區(qū)水線附近的主裝甲帶通常是最厚的,核心區(qū)艏艉正面的裝甲隔壁通常薄于主裝甲帶,水平甲板通常會(huì)明顯薄于側(cè)舷主裝甲帶,并且一些水平裝甲甲板的下坡段會(huì)增加厚度來維持相同的防護(hù)效果。

???????? 作為補(bǔ)充,稍微提及一點(diǎn)有關(guān)甲彈對抗的知識(shí)細(xì)節(jié)。在總厚度相同、迎擊角度相同的條件下,分配給多層裝甲帶的防護(hù)體系在對抗炮彈擊穿上通常是不如單層大厚度裝甲板的防護(hù)效果的。從物理上粗略地講,裝甲在抵抗炮彈擊穿的過程中是有一個(gè)整體的吸收沖擊的區(qū)域,而分散給多層的裝甲防護(hù)體系就有幾層沒有同時(shí)吸收侵徹力,只有和炮彈接觸的一兩層在發(fā)揮作用,所以就在總厚度相同的條件下降低了防護(hù)效果。但是,一些戰(zhàn)列艦的側(cè)舷裝甲防護(hù)具有剝被帽體系,通過一層較薄的裝甲帶或者外層的輕度裝甲防護(hù)體系先剝?nèi)ゴ┘讖椀谋幻保僮尨蠛穸鹊难b甲板吸收穿甲彈的動(dòng)能;另外炮彈在先穿過前面的裝甲時(shí)可能會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而在擊穿后面的裝甲時(shí)具有不同的迎擊角度,進(jìn)而影響裝甲的等效厚度。這些分析是很難確定并驗(yàn)證結(jié)論的,可以說是玄學(xué)。

???????? 以上就是對裝甲設(shè)計(jì)原理的大致闡述。接下來我們來對幾個(gè)比較典型的案例進(jìn)行簡單分析。
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