现实中没有减伤和血条!历史上的防雷带如何呢?
17173 新闻导语
对于造船工程师们来说,如何保护一艘战舰免受来自水下的伤害是一个巨大的难题。在《战舰世界》中,防雷系统的作用被简化为了“降低鱼雷伤害”,但在真实的历史上,战舰的防雷带是一套非常复杂的系统,今天我们就来讲讲防雷带的演变史和不同国家对战舰如何防御鱼雷的解决思路。
对于造船工程师们来说,如何保护一艘战舰免受来自水下的伤害是一个巨大的难题。在《战舰世界》中,防雷系统的作用被简化为了“降低鱼雷伤害”,但在真实的历史上,战舰的防雷带是一套非常复杂的系统,今天我们就来讲讲防雷带的演变史和不同国家对战舰如何防御鱼雷的解决思路。
我们都知道,在早期的战舰设计中,侧面主装甲带是一艘主力舰最重要的防护手段。最初主装带只沿着水线布置,但是随着对弹道研究的深入,人们发现有时炮弹也会命中水线以下的部分,因此主装带的布置也开始向下延,但是这种有限的防护手段针对那些有意攻击主装带以下部位的攻击手段很难起作用,再加上主装带本身过于沉重,在遭到猛烈攻击后很可能会变形伤及后部舱室,引发大量进水,所以要想让战舰免受水下攻击,单纯的延长加宽主装带是不可行的。
为此,一种专门用来防御水下攻击的结构便应运而生,这便是我们今天所熟知的鱼雷防御系统。早期的鱼雷防护结构非常简单,仅仅是用一层船壳包覆从主装带向下至船底转弯处,其内侧就是一层煤舱,目的是用作为储备燃料的煤炭来吸收爆炸的冲击波。
但是这种设计存在一个致命的缺陷,这些煤舱虽然可以吸收爆炸的冲击力,但是它们终究也是舰船的“储备燃料”,因此需要在煤仓的舱壁上开口子才能使用这些煤,但这些燃料输送开口很容易在爆炸时被超压崩开,进而造成进水。因此随后又出现了在储备煤仓里预留一片区域作为膨胀空间,以减少超压崩开输送口的概率。
不过这样的设计仍然治标不治本,且不说这样会浪费煤舱的空间,用煤仓作为防雷带还有一个根源性的隐患,那就是煤炭粉尘本身就是易爆的,当煤仓里的大块煤炭在爆炸冲击力的作用下被粉碎,那么军舰本身就会陷入自爆的隐患中。
使用双层船底和煤仓作为防雷带的设计常见于一些早期的无畏舰上,而随着海军动力革命的进行,燃煤锅炉逐渐淘汰,重油和柴油开始成为军舰的主流燃料,因此海军设计师们也开始重新设计军舰的防雷系统。而经过论证,各国的工程师们开始达成共识,一艘军舰的防雷带要具备以下三个基本功能:
1) 必须能吸收爆炸产生的超压。
2) 必须能拦截爆炸形成的弹片和舰船自身结构的碎片。
3) 必须能防止内侧受保护的隔间进水。
要达成以上三种主要功能,设计师们又总结出了以下五点解决思路:
1) 耗尽气体超压的最佳方法是使其扩散到空气中
2)液体可以有效地消耗碎片的动能,并通过湍流破坏超压气泡。
3) 需要装甲舱壁来防止碎片穿透系统。此外,适当拥有弹性的装甲舱壁也可以用来耗超压气泡。
4) 船的舷侧外壳必须有足够的弹性,可以牺牲硬度来换取韧性,时期在爆炸的冲击下尽可能少地产生破片。
5) 再距离舷侧船壳尽可能远的地方设置一道完全没有开口的舱壁,可以最大程度防止核心舱室进水。
这些理论研究的结果,很快就在战舰的实际设计和建造中得到应用。1915年时,美国海军设计出了5层防雷系统,这套系统的最外层和最内层是完全中空的,第二层到第四层则是以液体填充,并且在后4层舱室之间设置有3道弹型装甲舱壁,这套系统在当时可以算是最完备的防雷设计之一。
而同样是在1915年,英国皇家海军也在声望级战列巡洋舰上开创性地使用了一种凸起型防雷带,这种体型巨大的防雷系统可以最大程度地使鱼雷爆炸的冲击远离主要舱室,并且通过凸起的外形将冲击引导至上方的主装带。不过这种设计由于其蜂腰形的截面降低了水线面积,所以会对舰体的稳定性产生不利影响。
说到这里,有必要来谈谈已经有些被“神化”的普列赛水下防御系统。这套由意大利人开发的鱼雷防御系统最根本的思路就是用防雷突出部中填充的那些燃料、海水和密封的管子来吸收鱼雷爆炸的冲击力。
这一思路本身是没有问题的,但是这套系统也有着致命的缺陷,那就是爆炸冲击波会沿着阻力最小的路径传播,最后他们会集中在内侧的凹形舱壁上,而这里恰恰就是整套系统中最薄弱的部位。换而言之,普列赛系统的理论模型非常美好,可一旦防雷带中的缓冲结构被破坏,那么整套防雷系统的作用就会大打折扣,这也就解释了为什么几艘装备了该系统的战列舰在二战中每次遭受鱼雷攻击时都会吃瘪——除了赶工和材料方面的缺陷之外,普列赛系统在遭受多次鱼雷攻击时本身就表现不佳。
另外,对于二战中兴起的“高速战列舰”来说,鱼雷防御也是一个非常要命的问题。这些追求高航速的主力舰在舰体设计上对舰首和舰尾的要求非常苛刻,而减小阻力的代价就是其无法安装防雷系统,二战中北卡罗莱纳号就曾经被一发鱼雷命中了前部弹药库,可以说是有失必有得的真实写照了。
不过也不是所有的高速战列舰都缺乏鱼雷防护能力,法国海军的黎塞留级战列舰就是一个不错的代表,由于黎塞留级的舯部吃水更深,因此她的防雷带可以保护到更多的舱室。
黎塞留级的防雷带设计本身并没有什么特别之处,但是得益于吃水够深,这套系统依然很有效
作为对比,可以看看俾斯麦,大和和依阿华级的中部防雷带结构分别有什么特点
纵观整个战列舰的发展历程,防御总是会成为其他各项指标的牺牲品,无论是追求航速还是追求火力,往往都要以牺牲防御作为代价。而在这种前提下,舰船水下防御的终极形态就是将全舰的水下舱室进行十分精细的划分,确保诸如动力舱室之类的核心舱不会因为一次鱼雷命中而全部瘫痪。
另一方面,鱼雷作为与无畏舰同时出现的兵器,从其诞生之初就被视为主力舰的头号杀手,这也从侧面证明了战舰设计师们在防雷系统方面做出的努力和研究都是十分有必要的——哪怕是在这场攻防对抗中,防守的一方从来没有获取过优势。
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