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主题:【原创】小猫的原创:旧日本海军主力舰装甲发展史 -- 妖猫drake

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家园 【原创】小猫的原创:旧日本海军主力舰装甲发展史

P.S 很想爆粗口,往HOTMAIL传照片也要用自由门了。。。疯了

前言

1 早期海军装甲介绍

自幕府末期,倒幕强藩和幕府争相建立自己的近代海军。与此同期,欧洲列强的海军正面临由风帆木质战舰到蒸汽铁甲战舰的大变革时期。随着“甲铁”舰等先进铁壳军舰的购入,日本近代海军跳过风帆时代,直接进入铁甲舰时代。在海军铁甲蒸汽革命中,“甲铁”舰为代表的锻铁装甲军舰很快被钢制装甲军舰所淘汰,而1895年,随着克虏伯钢铁厂将镍铬合金钢进行首次渗碳调制处理产出第一块KC克虏伯表面硬化渗碳装甲板开始,欧洲列强海军和军火商争相投入装甲革新竞赛之中。

KC装甲板出现之前,列强军舰的装甲经历过以下几种类别:最初的舰用装甲是以普通锻铁为装甲,这便是“铁甲舰”名字的来源。之后以一般平炉产钢进行锻造得到的高碳装甲板和以锻铁为基板,在其上锻接高碳钢制成的多层复合装甲。自高碳钢开启均质钢装甲时代,通过在高碳钢增加镍、铬等元素得到力学性能更为优秀的合金钢装甲,以镍钢和镍铬钢为代表被铆接在各国的军舰之上。但是由于高碳钢内部碳含量不合适,以哈维法得到的渗碳高碳钢和调质镍钢又成为继均质钢装甲之后的主流装甲钢。图1是我做的KC装甲钢之前装甲钢发展谱系。

图1点看全图

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在力学性能方面,进行过渗碳处理的渗碳装甲(cemmented armor)与非渗碳装甲板(non-cemmented armor)相差甚远。而通过高温煅烧,装甲表面的钢内部结构发生变化,这就是所谓“表面硬化”处理技术,通过非渗碳均质钢表面硬化得到表面硬化均质钢装甲(hardend non-cemmented armor)。表2是装甲钢处理过程分类

表二点看全图

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之所以产生如此多的装甲钢种类,除了冶金技术的日新月异之外,还缘于主力舰各层防御装甲层所要应对的主要威胁各不相同,其力学特性必须有所区别。下面借用平贺让在大正十年(1921年)在日本钢铁协会总会关于装甲钢的演讲中所总结的“主力舰防御要领”内关于各层防御装甲所应对的主要威胁分类。

“主力舰防御要领”(平贺让 大正10年)点看全图

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第一层装甲(图中abc连线部分)

第一层装甲即所谓主装甲,包括水平装甲和垂直主装甲带,其要防御的是敌舰主炮发出的炮弹。实战中敌方炮弹必将以某些角度击中第一层装甲,图2是昭和五十年日本海军炮术史刊刊出的《大口径炮弹弹道性能曲线》。

图2点看全图

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实战中敌方炮弹将以10~20度垂线夹角命中bc连线处的垂直主装甲带,理想状态下,敌方炮弹将全部在主装甲带上发生跳弹或者撞得粉碎,所以bc处的垂直主装甲带表面必须足够坚硬,同时又能保持相当的韧度来防御万一敌弹能够以近乎垂直的角度(甲板垂线与弹着线的夹角,成为击角。以甲板平行线与弹着线的夹角,成为落角)穿入装甲带。随着海军炮术和火炮技术的发展,炮战距离逐步提升,炮弹的抛物线高度日益增加,敌方炮弹在主装甲带的击角也随之增加。

另一方面位于ab连线的水平装甲在早期近距离炮战中只能被敌方炮弹以近乎90度的击角命中,极易产生跳弹,所以早期水平装甲可以做的比较薄,而且选用比较坚韧的钢板。随着炮战距离的增大,敌弹在水平装甲的落角逐渐增加,此时再采用较薄的水平装甲在实战中很容易被击穿。所以此时水平装甲也开始采用表面硬化技术提高硬度。但是其硬化层下的钢制应该相对坚韧,以利于产生跳弹。

第二层装甲(图中dc连线部分)

第二层装甲其实就是早年的穹甲的遗风,是为了阻止击穿第一层装甲的敌方炮弹或者弹片进一步打入舰内。限于平贺让时代的穿甲弹技术,极少有炮弹在击穿第一层装甲之后没有破碎的,但是飞散的弹片还有第一层装甲碎片同样威力可观。为了不被弹片击穿同时也不至于弹片被反弹导致在两层装甲之间跑几个来回,所以第二层装甲表面不能进行硬化,而且应该采用更为坚韧的材质。

防御纵壁(图中ef连线部分)

最早的防御纵壁是为防御敌方水雷,其破坏模式是在接触面上通过冲击波造成舰体外板变形破裂,产生破孔和裂缝导致进水。因此离外板内侧设置防御纵壁。而经过试验,设计师们发现防御纵壁和舰体外板之间必须保留较大空间,避免冲击波直接拍击在防御纵壁,进而传递到龙骨上,损坏舰体结构,导致无法控制浸水。

由于防御纵壁固定在龙骨之上,需要吸收敌方水下爆炸物产生的冲击波,还要能够抵挡飞散的外板碎片,对材质的韧性要求较高,因此一般采用轧制调质的钢装甲。

因此,由于对材质需求不同,一般垂直主装甲带(bc)采用表面硬化渗碳装甲,水平装甲(ab)根据预计炮战距离不同,分别采用高碳钢、H.T.高张力钢板或者一般均质装甲。而一般不会被敌弹直接击中的第二层装甲(cd)则采用高张力钢或者轧制调质钢装甲,防御纵壁(ef)更多采用高张力钢以提供足够的韧性。点看全图

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