超无畏的黎明：金刚级战列巡洋舰设计史（下）

技术

船体

军舰比叡（子炮搭载状态）

完工时的金刚船体长214.6米，水线长211.84米，最大宽28.04米。为了满足高速，金刚级的长宽比约为7.57，接近狮级的7.62，舰型比较细长。

常备排水量27500吨，标准排水量26330吨。船体采用长艏楼、高舰艏干舷设计。除了为改善凌波性而采用剪形舰艏外，整体上与英国主力舰比较相似。服役之后，金刚级的凌波性方面并没有负面评价，整体设计比较成功。

上层建筑和同时期的日本战列舰类似，前后桅均采用三角桅设计，3烟囱排烟。

兵装

1.主炮

金刚级的主炮为45倍14吋炮，是在1911年11月的内兵令19号中正式采用。为了隐藏真实口径，在英国人的文件中被记录为「12-in Vickers Mark "J"」，内兵令也明确要求暂时称其为「四三式十二吋炮」。不过很快在第二年5月18日的内兵令10号中，便去掉了口径隐藏的要求。维克斯制造的炮被称为「14-in Mark "A"」，日本人称之为「四三式/毘式十四吋炮」，在日本制造的炮被称为「四一式十四吋炮」。自1917年10月5日的内兵令17号开始，14吋炮改称36糎炮，正式采用公制单位。

四一式和四三式/毘式两个型号的区别在于尾栓设计。其中，四一式尾栓的设计者是当时的造兵中监（相当于中佐）有坂鉊藏博士，采用时间是1908年（内兵令149号）。这款尾栓减少了操作所需空间，炮塔尺寸也因此有所缩小。除此之外，两者的炮身设计完全一致。I、II、III4、IV型为四三式/毘式炮， III、III2、III3为四一式炮。

服役时，金刚为8门I型炮，比叡为4门II型炮（一号和二号炮塔）和4门III型炮，而榛名为8门III型炮，雾岛为8门II型炮。I型和II型更换内膛之后成为了III4型，而III型成为了III2型。到后来，各舰更换主炮的情况逐渐不明确。

这款火炮的口径稍大于英国当时采用的13.5吋炮，这是日本首次采用世界上口径最大的舰炮。

四三式/四一式35.6cm炮（由于比较复杂，这里就只列出搭载上舰的I~III型炮数据）

身管长：45

炮身全长：16.002m

弹程：13.9m（I型），13.9/13.99（II、III型）

药室容积：283.5（I型），303.2/294.9（II、III型）

膛腔断面积：1015cm²

炮身重量：83.4t

膛线数：84

膛线缠度：28

膛线深度：3.05mm

最大膛压：30.9kg/mm²（I型），30.5kg/mm²（II、III型）

初速：790m/s（I型），800m/s（II、III型）

寿命：250~280发

炮身构造：丝紧四层

弹药

穿甲弹（五号）

弹重：635kg

发射药：131.9kg/90C2（I型），136.5/90C2（II型），133/90C2（III型）

药囊数：4

维克斯式双联装35.6cm炮塔

金刚的主炮仰角为-3°~+25°，最大射程25800米。后续各舰考虑到射程过剩，将最大仰角减小到+20°（射程22500米），其他不变。

金刚服役时，采用的炮弹是模仿哈德菲德公司设计的被帽穿甲榴弹和被帽榴弹，于1912年采用。在1913年，模仿法国施耐德公司设计的新型被帽穿甲弹，设计出了三年式穿甲弹（简称三年帽）。这款炮弹是大正时期日本海军普遍采用的穿甲弹。三年式穿甲弹采用时拥有和同时期英国穿甲弹相当的能力（采用绿弹之前），大致可以击穿三分之二到四分之三口径的装甲。但缺点是与当时英国的穿甲弹一样不耐冲击，容易自毁（面对倾斜装甲时效果非常不佳）。另外由于装药和信管问题，早爆和信管失灵的情况也不少。意识到这些问题之后，日本海军开始开发新式穿甲弹。

主炮布局方面，相较于狮级战列巡洋舰和爱尔兰级战列舰，金刚级取消了将炮塔布置在舰体中部的设计，所有炮塔集中在艏艉方向上，增加了炮塔射界。与B39~41不同的是，后部两座炮塔中间布置了轮机舱。将来进行改造时，两座炮塔中间的布置将受到限制。

完工时每门主炮的炮弹搭载量为80发，战时搭载量为100发。经过改装之后，每门主炮的搭载量固定在100发。

2.副炮

金刚的15cm副炮在1912年6月正式作为兵器被采用（内兵令第15号）。在1917年，与主炮一同改为公制，称为15糎炮。与主炮相同，也因为尾栓型号分为毘式和四一式两个型号。其中，毘式型号为II型，四一式为III型。除了金刚搭载II型外，其余各舰全部搭载III型。后来金刚的II型炮被更换为统一的III型炮。副炮的仰角为-5°~+15°，最大射程12.4km。

由于45kg左右的炮弹对日本人的体格来说太重，长时间作战时难以维持射速。所以，从后来的伊势级战列舰开始采用弹重约为38kg的14cm副炮，以更好地完成击退驱逐舰的任务。

毘式/四一式15cm单装副炮

口径：152mm

身管长：50

炮身全长：7.62m

弹程：6.67m

药室容积：26.14L

膛腔断面积：186cm²

炮身重量：8.36t

膛线数：42

膛线缠度：30

膛线深度：1.27mm

最大膛压：29kg/mm²（II型不明）

初速：850m/s

寿命：367发（II型不明）

炮身构造：三层加压

弹药

通常弹（四号）

弹长：571.7mm

弹重：45.36kg

装药量：2.573kg

发射药：12.5kg/37DC

药囊数：1

3.其余火炮

金刚服役时，每座主炮塔上面搭载了2门40倍76mm子炮。布置这款炮的目的是击退鱼雷艇之类的小型高速艇，但其作用越来越小，实际只有金刚号搭载了这种炮。

金刚前部主炮，可以看到二号炮塔上搭载的两门子炮（1913年）

其余三舰临时搭载了4门四一式76mm炮，分别布置在烟囱两侧，单舷2门。

自1916年采用训练用的短3吋外膛炮（次年改称四一式短8糎外膛炮）后，金刚级的子炮被分别撤去。

正在使用外膛炮训练的扶桑五号和六号炮塔（1924.10.27）

考虑到航空威胁的增大，金刚在1918年间搭载了新式的三年式76mm高炮。另外为了近距离防御，还搭载了4挺施耐德公司的6.5mm机枪。

4.鱼雷发射器

金刚级搭载8具侧舷533mm水下鱼雷发射器，单舷4具。其中金刚、比叡两舰的发射器由英国制造。

上图可以清楚看到金刚级两舷的鱼雷发射器的布置方式（水线下的圆圈）。

金刚级搭载四四式二号鱼雷24枚。从1917年开始，改用六年式鱼雷。

六年式鱼雷略图

随着交战距离的延伸，主力舰搭载鱼雷的作用越来越小。而且主力舰在高速航行时水压过大，水下鱼雷弹道受到干扰，难以正常发射。另外在水下布置鱼雷发射器会影响舰船的水密设计（比如陆奥的鱼雷室就曾经有进水的例子）。所以在后续改装中，鱼雷发射器被逐渐撤去。

防御

虽然金刚级后续3舰的建造在国内完成，但大部分材料还得依赖外国生产（横须贺建造的比叡材料甚至接近全部进口）。所以金刚级的装甲也是大量来自外国生产的。

金刚级完工时使用的垂直装甲为KC，水平装甲为NS钢。日本海军将维克斯公司生产的渗碳装甲称为VC装甲，一直使用到长门级。日本海军通过对英国生产的装甲进行了比较测试，最终决定采用维克斯公司生产的渗碳装甲。虽然称为VC，但实质上是KC装甲的一种。

相较于同时期的英国战巡，金刚级的主装厚度减小了1吋，为203mm。而炮塔装甲则增加了1吋，达到了254mm。

所以，金刚级的主装相比同时期的狮级更加薄弱。但金刚级主装的优点在于覆盖了炮塔段，而狮级仅覆盖了动力段。狮级的上装覆盖范围相比金刚也更小，上甲板部分无防护。狮级的水线装甲覆盖范围相比金刚级也更小。

203mm主装面对13.5吋以下口径的主炮时可能有一定效果，但152mm的上装存在风险。随着炮战距离延伸，远距离的大落角炮战的炮弹可能击穿上装部分进入舰体内，造成致命损伤。

金刚级的水平防御思路和当时的英国主力舰一样，通过露天甲板装甲阻挡命中甲板的炮弹，或使之爆炸（由于设定的交战距离较近，炮弹的弹道较为平直，难以击穿一定厚度钢板构成的露天甲板）。而下层的19mm穹甲，则是为了防止进入舰内的炮弹对重要区域造成损伤。这种设计在近距离交战是有效的，但在远距离炮战时，水平防御的缺陷就暴露无遗了。

穹甲装备工事中的雾岛

金刚级的穹甲为19mmNS钢。从防护效果来说，穹甲只能阻挡击穿侧舷装甲的弹片，防止对重要区域造成损伤，而不能像长门的76mm穹甲那样阻挡炮弹。

金刚级的炮座为229mm，炮塔正面装甲为254mm，炮塔顶部76mm。与其他部分防护一样，炮塔相关防护的防御也是不足的，在后来的改造中有必要重点强化。

根据日俄战争的经验，金刚级的主装下段连接76mm装甲，以防御水中弹。

动力

1.锅炉

金刚级完工时搭载36座亚罗式混烧锅炉（比叡为伊号舰本式混烧锅炉），四座并列布置。锅炉为亚罗公司开发的三胴水管式混烧锅炉，上部为蒸汽筒（胴板长3.47米，内径1.27米），下方为两个水筒（胴板长3.09米，内径0.33米），上下筒之间由直立式蒸发管（水管）连接。蒸发管受热面积400m²，火床面积6.7m²。

锅炉有3个煤炭焚烧口（炉筒），装备3台效率为200kg/h的喷燃器。燃烧方式为煤炭上散布重油燃烧的方式。当时煤炭依赖人力加入，为了长时间了维持良好的燃烧效率，均匀投炭的火床深度为2米，锅炉的大小受限。因此，金刚级搭载了36座锅炉。

亚罗式水管锅炉搭载作业，右侧为雾岛的舰艉。拍摄于三菱重工长崎造船所（1914年）

为了减少锅炉的搭载量，金刚级的蒸汽压力增加到19.3kg/cm²，蒸汽温度饱和。每座锅炉出力1777马力，36座锅炉出力64000马力。单座锅炉重24吨，效率为74马力/t。

伊号舰本式锅炉

与其他三舰不同的是，二号舰比叡搭载的是伊号舰本式混烧锅炉，同为36座。这是日本海军大型舰船首次搭载伊号舰本式锅炉，此前这款锅炉一直搭载于中小型舰艇。伊号舰本式锅炉是舰政本部造机部门仿造英国的亚罗式三胴锅炉，并加以改进、制式化的产物。修改的部分是将原设计的直立式水管改为弯曲式设计。

修改之后的伊号舰本式锅炉蒸发管受热面积增加到402m²，蒸汽压力19.3kg/cm²，饱和温度，3座200kg/h喷燃器。其他方面的数据不明，推测和亚罗式锅炉一致。

而由民间造船厂建造的榛名、雾岛两舰按照维克斯公司提供的图纸建造，采用的是亚罗式锅炉。

2.蒸汽轮机

主机为2座复式两用改良帕森斯式高低压二胴直结蒸汽轮机。相比一般的帕森斯式蒸汽轮机，改良型的全长缩短。为了改善低出力时恶化的燃料经济性，将高压蒸汽轮机段落开头修改为大热落差的冲动式，以实现工作蒸汽的高压化。而其他部分（低压蒸汽轮机的全部）则依然为传统的反冲动式。

在4轴推进的金刚中，2组高低压蒸汽轮机并列配置，在同一车室内设置巡航段落和后退段落的高压蒸汽轮机连接外轴，内置后退段落的低压蒸汽轮机与内轴相连。两组蒸汽轮机计划全力转速与推进轴同为290rpm。

比叡和雾岛的主机和金刚是同一型号的。最初两舰的主机都被考虑在三菱长崎制造，但由于完成时间的关系，比叡的蒸汽轮机被三菱辞退，并由维克斯公司制造。而担任榛名建造所的神户川崎和布朗公司缔结了进口蒸汽轮机制造的技术合作，所以主机是冲动式的布朗-柯蒂斯式。

2座改良帕森斯式和布朗-柯蒂斯式蒸汽轮机均是每组对应2座凝汽器。不过布朗-柯蒂斯式蒸汽轮机比改良帕森斯式更轻。单算蒸汽轮机本体，榛名为929t，其余三舰为1002~1028t。算入锅炉水和燃料后，榛名的动力系统为4337t，其余三舰为4444~4465t。

推进器为三叶结构，外轴直径3.66米，内径3.75米。

另外，金刚的电气设备相比此前主力舰有很大进步。全舰搭载发电机7座，发电量1105kW。

3.动力布置

Th：高压直结蒸汽轮机，Tl：低压直结蒸汽轮机， Bm：混烧锅炉

随着蒸汽压力上升，锅炉数得以减少。再加上采用改良帕森斯式和布朗-柯蒂斯式蒸汽轮机尺寸的缩小，锅炉室和轮机舱的长度缩短。相较于狮级战巡，三号炮塔和动力舱的配置得以更加合理。

锅炉布置在并排两列、四行的8个锅炉舱中。以舰艏到舰艉的方向为正方向，第一行锅炉室搭载了6座锅炉，其余各锅炉室均搭载4座锅炉。

金刚级由3座烟囱排烟。第一行锅炉室由一号烟囱排烟，第二行由二号烟囱排烟，三、四行由三号烟囱排烟。因为二号烟囱连接的锅炉最少，所以尺寸也是最小的。后来由于一号烟囱排烟对舰桥有影响，从比叡开始一号烟囱后移并增高。

两组蒸汽轮机也被中心纵壁分割为两部分，左右前部轮机舱各并列设置了一组高低压二胴型直结蒸汽轮机。高压蒸汽轮机连接外轴，低压连接内轴。所有传动轴的旋转方向都是向外旋转。

公试成绩 建造计划

在日本海军认可最终设计案472C后，一号舰伊号装甲巡洋舰（后命名金刚）于1911年1月17日在维克斯公司的巴罗造船厂开工。次年5月18日下水，并于1913年8月16日完工。

二号舰卯号装甲巡洋舰（后命名比叡）于1911年11月4日在横须贺工厂开工，1912年11月21日下水，1914年8月4日竣工。

三号舰二号装甲巡洋舰（后命名榛名）于1912年3月16日在川崎神户造船所开工，1913年12月14日下水，1915年4月19日竣工。

四号舰三号装甲巡洋舰（后命名雾岛）于1912年3月17日在三菱长崎造船所开工，1913年12月1日下水，1915年4月19日竣工。

金刚最初预算的建造费为1679万日元（造兵529万）。根据海军省年报记录，各舰的实际建造费（括号内为造兵费）依次为2758万（1085万）、2427万（1091万）、2654万（1057万）和2675万（1091万）日元。

由于榛名、雾岛两舰是日本首次在民间造船厂建造的主力舰，两家造船厂的竞争非常激烈。自1912年6月相继开工之后，两舰几乎以一致的进度建造着。之后，三菱长崎建造的雾岛在1913年12月1日下水，相比14日下水的榛名提前了2周时间。这次下水提前的主要原因是长崎港的大潮来得更早。之后榛名舾装过程中的动力机械系留试验延迟，川崎造船所造机最高责任者因此剖腹谢罪。

两舰均于1915年4月19日竣工服役。这次同日服役也被认为是海军考虑到两家公司竞争而统一竣工时间的结果。