长良级是如何扩展到同级六舰的?——长良级轻巡洋舰设计史(技术篇)
一、技术
(1)船体及其附属品
总的来说,长良级与球磨级基本相同。长良级的计划常备排水量增加70长吨,达到5570长吨,计划标准排水量则从5100长吨增加到5170长吨。船体尺寸没有变化,虽然计划吃水一致,但实际吃水略有增加。
为了减小爆风影响,长良级的后部鱼雷发射器的顶部被密封起来,形成了连贯的船楼结构。
(2)舰桥
在增加机库后,相较于球磨级的简单构造,长良级的舰桥变得相当高大。除了机库,舰桥甲板也向后扩展,在射击测距仪和发射测距仪之间新设一个区域,前方作为航海及夜战用射击指挥所,后方作为发射指挥所,扩展下部甲板为信号所。
在舰桥规模扩大的同时,长良级的罗经舰桥还增加了固定的顶部,后部与三角桅相连。此外,还增加了一层将舰桥与三角桅连接的平台,共两层。
作为火控,装备了中口径炮用指挥仪,用于指挥140mm炮射击,并在发令所配备了距离钟、在舰桥配备了2台变距率盘乙型。
由于推进系统的振动过大,5500T巡洋舰的舰艉部分振动也相当剧烈,前文也强调过这个问题。在后来还没开工的川内级上,决定将主炮前移。但已经开工的长良级显然不能进行这种修改,便只将后部舰桥拆除,其2.5m测距仪被移动到二、三号烟囱之间。
同时被废除的还有五、六号炮之间的后部测量所,其设备被转移到前部的罗经舰桥。
(3)动力
锅炉:6座吕号舰本式大型专烧锅炉,4座同型小型,2座同型混烧,蒸汽压力18.3kg/cm²,蒸汽温度饱和(锅炉舱尺寸:长40.23米×宽12.597米×高7.545米×面积494.7m²×每平方米马力181.9)
蒸汽轮机:4座高压冲动技本式低压反动帕森斯分流式全齿轮蒸汽轮机(轮机舱尺寸:长28.04米×宽12.496米×高7.695米×面积345.1m²×每平方米马力260.8)
推进器:直径3.353米,节距3.429米,桨叶3叶,数量×4
设计参数:航速35.25节(10/10全力)/24节(后退),出力90000马力,(除鬼怒号外)推进轴转速380rpm(高压轮机2780rpm,低压轮机2270rpm)/(鬼怒号)推进轴转速385rpm(高压轮机2710rpm,低压轮机1390rpm)
燃料:重油1247~1284长吨、煤炭340~360长吨(满载)
续航力:14节-5300海里
电气设备:涡轮式110V/600A×1,往复式110V/600A×2,发电量198kW
1)动力系统
①蒸汽轮机、锅炉
由于动力系统没多少变化,所以可以继续参考上面这张球磨级的图纸。
在大正时期,日本引进了各种外国一流公司制造的轮机,将其装备在各种舰艇上进行比较研究,最终对技本式蒸汽轮机的成功产生了很大影响。
本级只有鬼怒号(川崎建造)采用了布朗-柯蒂斯式主机,取消了巡航轮机,另外在锅炉上配备了过热器。
锅炉为吕号舰本式锅炉,其中有6台大型专烧(8560马力)、4台小型专烧(8040马力)、2台混烧(6250马力),共计12台,配置在3个锅炉舱中。
②公试结果
关于公试,各舰的更高航速分别为:长良号92687.7马力-34.887节(密闭排气)、五十铃号92740马力-35.142节(密闭排气)/88520马力-34.9节(普通排气),名取号91127马力-34.93节(密闭排气)/89281马力-34.42节(普通排气)、由良号94331马力-35.178节,鬼怒号95411马力-35.454节(密闭排气)/90556马力-34.27节,阿武隈号94005马力-34.615节(普通排气)。
1922年7月18日,全速公试中的名取号
公试中的由良号
从数据上来看,各舰想要达成设计的35.25节也依然是很难,这其中只有密闭排气状态下的鬼怒号满足,其余达到35节的有五十铃号和由良号,需要约93000~94000马力,超出了设计时的90000马力。
在续航力测试上,以名取号为例,标准续航(1922年7月22日公试)14.45节-5143马力下,1公吨重油可航行4.225海里,搭载量换算为6460.3海里;巡航(1922年7月12日公试)15.79节-5143马力下,1公吨重油可航行2.8海里,搭载量换算为4281.2海里。
而设计指标为14节-5000海里(仅用煤为925海里),可见名取号这次测试是远远超出了设计指标,14.45节下的续航距离达到了6460.3海里。
2)供电系统
长良级的动力系统本身没有大变化,但在发电机上,增加了1台涡轮式发电机,发电容量从154kW增加到198kW。
(4)防御
主装:弹药库25mmHT,动力舱25mmHT 38mmHT
水平装甲:上甲板28mmHT
炮盾:38mmHT
舵机室:侧舷25mmHT,甲板28mmHT
在防御上,长良级大体上和球磨级一致,但废除了司令塔防御,这是因为滑行台的设置阻碍了司令塔视野。
(5)武备
火炮武器:7门三年式50倍140mm炮(每门120发,电动扬弹药机×4),2门三年式40倍76mm高炮(每门200发,扬弹药机×2),2挺三年式6.5mm机枪(每挺15000发),2门山内式47mm礼炮
水雷武器:4座双联装八年式610mm鱼雷发射器(12枚八年式618mm鱼雷,更大16枚),2台武式V型225气压鱼雷用空气压缩机(后3艘为250气压),2条水雷敷设轨道(48枚一号水雷甲),1个破雷卫,2个中防雷具一型改一,2个二型测深器,2个一型通海阀
1)主炮
在球磨级完工之后,其主炮存在爆风影响其他设备、火炮本身受振动影响过大等问题,后来还需要设置飞机滑行台,于是决定在长良级上进行修改。长良级已经开工,所以主炮布局不会发生变化,与此前的球磨级一致。
根据原设计,一号炮具有前90°后45°射界,二号炮具有前60°后50°,三~四号炮具有前86°后56°,五~六号炮具有前60°后60°,七号炮具有前60°后90°。
本级限制了1~4号炮的旋转角度,在“球磨级巡洋舰舰型研究会”的附图中,因为搭载飞机,二号炮的后部射界被减小为30°;因为搭载水雷的缘故限制五~七号炮俯角,其中六号炮后向射界的俯角(原图标注仰角,但应是俯角)限制在4°,七号炮的全射界俯角限制在5°,五号炮尚未确定。
由于废除了后部舰桥,后部主炮之间需要设置防爆风结构,以免相互干扰。
2)防空武器
长良级的防空武器配置和球磨级完全一致。2门三年式76mm高炮被设置在一号烟囱两侧位置,2挺三年式6.5mm机枪被设置在三、四号主炮后方的艏楼边缘位置。
3)鱼雷
到了设计长良级的时候,战列舰已经进入了超无畏时代,与之相对抗的鱼雷也需要增加装药、强化威力。另外随着主力舰战斗距离的延伸,533mm鱼雷的射程也不够用了。
于是,长良级强化了鱼雷武器,采用了新式的八年式610mm鱼雷,并搭载相应的八年式鱼雷。在鱼雷发射器的装备方式上,与球磨级相同,单舷可发射4枚鱼雷,射界为前后各35°。日本海军用“×年式”称呼鱼雷发射器,也是为了隐藏鱼雷的性能。
相较于球磨级的六年式533mm鱼雷,本级采用的八年式610mm鱼雷的 *** 量从205kg增加到345kg。为了增加射程,内部气压从原来的150atm增加到195atm,所以雷速和射程分别由26节-15km增加到27节-20km、38节-10km,大大增加了威力。另外为了增加气压,还提高了空气压缩机的能力,长良级前3艘便从原来的205kg/cm²增加到225kg/cm²,后3艘则采用了250kg/cm²。
八年式鱼雷由佐世保海军工厂的丹野大佐和吴海军工厂的松下正泰大佐研究开发,1919年(大正8年)开发成功。佐世保为八年式一号,吴为八年式二号,均被作为兵器采用。
双联装八年式610mm鱼雷发射器
重量
发射管:8.3公吨
发射管相关兵器:0.15公吨
合计:8.45公吨
旋转装置:人力、机械
电动机
功率:5马力
转速:450rpm
电压:220V
转一圈所需时间
人力:1分30秒
机械:1分
鱼雷装填时间:?
5)水雷
水雷的配置与球磨级无异,也是2条轨道48枚一号水雷甲。但在研究会上有提到关于爆风干扰水雷的担忧,为此限制了主炮的俯角。
6)航空
另一方面在航空上,参考球磨级木曾号的实验结果,并将其实用化,在舰桥结构前方设置跨越二号炮的固定式滑行台,起飞轮式舰载机。
1930年的长良号,可以清晰地看到其滑行台。
1932年,正在准备起飞飞机的长良号。
但由于搭载是舰载机,其行动范围受到限制,只能在舰队训练等场合使用。而且作为之一款国产战斗机的十式舰战,航程只有500km左右,如果要在索敌、侦察后返回陆基基地,那么母舰只能离开陆地200km左右。
到了1930年,鬼怒号在滑行台上装备了吴式二号二型弹射器,搭载了一四式水上侦察机,才终于实现了实用化。而美国的奥马哈级在1921~1924年完工时就装备了弹射器和水侦,从这一方面可以看出日本的一些落后之处。
(6)重量分配、稳性
(7)定员
与球磨级相同,长良级的定员表也发生了多次变化。依次有1919年7月14日的内令215、1921年4月30日的内令164、1924年4月29日的内令108。在三份表中,定员数分别为439人、450人、438人。详细内容可参考上篇。
二、建造
在建造长良级时,为了应对八八舰队计划,也让从没有建造巡洋舰经验的造船厂也进行相应的建造,扩展强化了日本国内的军舰建造技术和能力。于是,向浦贺船坞分别订购了2艘长良级(五十铃号、阿武隈号)。
其中对于1920~1921年度,每年度建造的3艘长良级中,都有1艘的预算来自于1918年度的八六舰队完成案(中巡预算),其余2艘则来自1917年度的八四舰队完成案(重新分配小巡和大巡预算)。
1)1920年度的之一批3艘
长良号建造番号为第六号中型巡洋舰,由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力8,122,495日元,武备4,140,371日元,合计12,262,866日元。1920年9月9日开工,1921年4月25日下水,1922年4月21日完工。
1921年9月20日,下水后舾装中的长良号,右下角记录了当时的重量分配
五十铃号建造番号为第七号中型巡洋舰,由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力7,141,925日元,武备3,741,673日元,合计10,883,598日元。1920年8月10日开工,1921年10月29日下水,1923年8月15日完工。
1921年1月30日,工事中的五十铃号
名取号建造番号为第八号中型巡洋舰,由三菱长崎造船厂建造。建造费为船体、动力11,150,932日元,武备4,244,583日元,合计15,395,515日元。1920年12月14日开工,1922年2月16日下水,1922年9月15日完工。
1921年1月21日,工事中的名取号
1922年2月16日,名取号的下水仪式
2)1921年度的第二批3艘
从第二批开始,没有再见到建造番号的记录,不过按照顺序排下去应该也是有可能的?
由良号由佐世保海军工厂建造。建造费为船体、动力11,086,205日元,武备4,156,571日元,合计15,242,776日元。1921年5月21日开工,1922年5月15日下水,1923年3月20日完工。
1922年2月15日,由良号的下水仪式
鬼怒号由神户川崎造船厂建造。建造费为船体、动力11,164,109日元,武备3,570,864日元,合计14,734,973日元。1921年1月17日开工,1922年5月29日下水,1922年11月10日完工。
1922年11月19日,完工后不久的鬼怒号
阿武隈号由浦贺船坞建造。建造费为船体、动力11,214,507日元,武备3,873,380日元,合计15,087,887日元。1921年12月8日开工,1923年3月16日下水,1925年5月26日完工。
1925年2月,接近完工的阿武隈号
1923年9月1日的关东大地震,对阿武隈号的工事造成了影响。当时阿武隈号正在浦贺船坞舾装,船体本身没有受到损失,但工厂的损失很大,舾装品、辅机类设备被烧毁,必须等待工厂恢复能力,因此工事推迟了约一年完成。最初预定1924年春完工。
在上文已经提到建造费的问题,这里提一下建造费的两个极端。更高的是浦贺建造的五十铃号(10,883,598日元),更高的是三菱长崎建造的名取号(15,395,515日元),差额达到了450万日元左右。
三、服役及评价
大体上来说,长良级和球磨级的基本参数基本一致,在鱼雷上采用了最新的610mm鱼雷,虽然单舷鱼雷数没有提升,但在威力上得到了大幅提高,也算是一部分的弥补。此外,由于此前经过了球磨级的各种测试,航空舾装也变得成熟,在完工时就能搭载飞机,侦察、索敌能力大幅提高。
1924年10月2日,服役后的长良号
长良号早期担任训练舰,1924年12月1日编入第二舰队第五战队。五十铃号完工时担任训练舰兼警备舰,接收炮术、水雷学校的指挥,1923年12月1日编入之一舰队第三战队。
1923年8月9日,服役后的名取号
名取号1922年12月1日编入第二舰队第五战队。由良号1923年4月1日编入第二舰队第五战队。
1922年11月10日,完工当日的鬼怒号
1922年11月19日,完工后的鬼怒号
鬼怒号1922年12月1日编入第二舰队第五战队。阿武隈号1925年6月5日编入之一舰队第三战队。
以长良级和后来的川内级为代表的5500T轻巡是日本军舰中少有的余裕充足的设计,因此服役后能很好地进行改造,多年来活跃于之一线,担任水雷战队旗舰或主力舰直卫巡洋舰,是日本巡洋舰的中坚力量。