日本戰艦的桅杆是怎樣演變成桅樓的?為什麼?

建成時的金剛號

改裝後的金剛號

大和號


瀉藥。

這是個有意思的好問題。

題主的兩個問題分別是:
一、IJN的主力艦的上層建築(Superstructure)是怎麼演變成塔式桅杆的(Pagoda Mast)?
二、為什麼要建成這種塔式桅杆?或者說,為什麼其他國家的不是這樣?

在解答以上兩個問題之前,我們要明確的是:

什麼是塔式桅杆?

首先請看英國戰列艦納胖胖、羅胖胖:

可以看得出來,納胖胖級戰列艦的上層建築也非常非常高。

再看看漢斯的格拉芙·斯佩號的指揮塔:

↑↑↑這是格拉芙斯佩自沉之前的照片,似乎漢斯的船也有類似的很高的上層建築。

哦對了,還有儘管戰史很悲劇但外形高大威猛流利好看的義大利戰艦:

這尼瑪絕對是又長又粗的立在的那裡。

然後我們再看看美畜的船。

↑↑↑馬薩諸塞號戰列艦,這個桅杆也挺高的誒?

↑↑↑密蘇里號戰列艦,這上層建築一點兒也不矮啊。
看到沒?米國船的上層建築也可以很高。

所以大概可以說,20世紀40年代以後,各國的主力艦上層建築其實都不矮。

那麼,IJN的塔式桅杆為什麼會顯得這麼獨特呢。
再看看大和的上層建築:

大和的上層建築跟前面的幾條船一比,其實違和感也不是特彆強烈是不是?

但是!!

反觀IJN其他主力艦,那上層建築又高又粗,違和感咋那麼強烈?
比如塔式桅杆的極致,扶桑君:

問題來了:為嘛同樣是又粗又長的上層建築,扶桑君看起來比其他幾家違和感都強那麼多呢?
關鍵在於細節。
仔細看上面那張電腦繪製的三視圖。
恩?你居然沒看出來?扶桑君的塔式桅杆,是特么空心的!!
啥意思?
納胖胖、漢斯船、美畜船甚至大和,他們高高大大的上層建築,是實心的

「實心的」意思是說,這個高大的「艦橋」,是一上來就建好了的。
「空心的」意思是說,這個高大的「寶塔」,是胡亂搭建的。

類似衣阿華級、大和級、納爾遜級這種高聳的艦橋,是在建設時就搭建的很高,內部都有厚實的裝甲盒,用來保護作戰人員。
而類似金剛、扶桑、長門這種塔式桅杆,是因為在建設時艦橋搭的很矮,出於趕工期的目的,只得圍繞原有的三角桅杆(也會經過加固)不斷搭建,而無法動一場大的手術把整個上層建築重新搭建起來。相應的,那「大寶塔」內部也是無裝甲防護的,頂多防護下飛機的12.7機槍,目測驅逐艦127MM口徑的火炮都能一炮一個大坑。

再次加深下印象吧。
格拉芙斯佩的裝甲指揮塔↓:

大和的上層建築↓:

納胖胖的艦橋:

看到沒看到沒?
人家這是整體的,都規劃好了。

所以,IJN那些奇葩的大寶塔,指的是:
日本早期修建的主力艦上,圍繞原有桅杆、在改裝中搭建的、基本無裝甲防護的上層建築,成為塔式桅杆。

為了更詳細的說明,我找到了Takumi明春的《1/700軍艦模型製作實例》,模型的清晰度要高得多。

↑這是長門的塔式桅杆模型圖,可以清晰地看到,這一系列的上層建築是圍繞著桅杆建造的。

↑這是完成後的樣子,桅杆清晰可見。

而大和,則是這樣的↓

雖然高聳依舊,但已經看不到桅杆了。

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那麼,進入正題……

這種塔式桅杆是怎麼形成的?

早期的無畏艦剛剛出現時,儘管火炮的精度和有效射程已經大大提高,但由於觀瞄設備和炮術發展的限制,人們還沒有想到能夠在20-30公里遠的距離上進行炮戰。

所以那時的主力艦艦橋還沒有那麼高,因為不需要在那麼遠的距離上開始測距和瞄準,只需要放個觀察哨發現就行了。

提問配圖中的第一張,也就是由英國人設計並承建、剛下水時的「金剛」級,作為早期的無畏艦,上層建築沒那麼高。當然,也由於金剛是由英國人負責設計並建設的,而英國人常年征戰的北海海況惡劣,難以遠距離發現、瞄準和交戰,所以牛牛們的慣性思維也是很大的因素之一。相應的,以金剛為代表的早期無畏艦,其艦炮設計仰角通常都被限制在15-25度,這也是無法遠距離交戰導致的。

而隨著觀瞄設備和炮術的發展,以及艦載較射飛機、較射氣球、機械式彈道計算機(用黃銅、鋼鐵、標尺和齒輪製成的計算機,絕對是蒸汽朋克黨神器)等新技術的湧現,人們發現火炮已經具備了在幾十公里以外命中目標的精度,主力艦隊之間在越來越遠的距離上交戰成為可能。

同時隨著射程的延伸,炮彈在空中的彈道也愈發的彎曲,在一定距離以外就幾乎變成了垂直落下,這可以有效的避開敵方主力艦厚厚的舷側裝甲,從甲板的正上方鑽入船體。所以,各國海軍也就爭先恐後的開始延伸自己戰艦的有效射程。

想像一下這個場景,都是同樣配置的主力艦,A的有效射程是30KM,B有效射程還是12KM,交戰時意味著哪怕正面對沖,B也需要從30KM外,頂著A的火炮輸出以20節航速全速前進15分鐘才能進入己方射程。15分鐘,按照20年代前期主力艦2.5發/分的射速這就是30輪射擊,那會兒的新銳扶桑級全力輸出能發射接近400發炮彈。如果A再進行一些機動特意拉開距離,只怕是A把炮彈打光了B還沒開炮呢。

反觀日本的這些主力艦,金剛、扶桑、伊勢、長門四級,其首艦分別是1913年、1915年、1917年、1920年完工。日本人捨不得淘汰掉這些舉全國之力建成的主力艦,又不能坐視這些戰艦慢慢變成漂浮的靶子,只能不斷地改裝。

為了進行遠距離交戰,戰艦必須更早的發現敵人。由於地球曲率的原因,站得高看得遠,那會兒都是目視觀察,所以就桅杆頂端就不止需要觀察手了,負責瞄準的、負責觀測落點的、負責指揮火炮齊射的等等火力指揮單元都要上移,火炮的最大仰角也相應的改裝成40-45度左右以提高最大射程。加上日本一向以夜戰作為自己的法寶,這就更加加劇了日本人圍繞桅杆進行違章搭建的信念。

而到了二戰前夕,隨著對防空力量的需求,日本在主力艦上加裝了大量的防空炮火,這又帶來了更多地防空指揮、火控的需求,這些同樣需要在「寶塔」上搭建。

不過也有例外,比睿號就是徹底拆掉了桅杆,採用了類似大和的構造,但是也基本沒什麼裝甲防護,並直接導致了其悲劇性的沉沒。

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接下來介紹的,是塔式桅杆的優劣和一些其他原因。

優:

·高大威猛,盡顯我
「艨艟八百,海鷲三千」
大日本帝國海軍之氣魄;

·站的高,看得遠;

·有利於多種口徑防空火炮統一指揮(日本主力艦的主炮也會參與防空作戰);

·適合夜戰觀瞄;

·敵方主力艦命中的大口徑穿甲彈很可能直接穿透而不會爆炸;

·建造方便,工期短。

缺:

·迎風面積大,重心上移,不利於穩定射擊和操船;

·裝甲防護薄弱,容易被穿透;

·結構脆弱,容易損壞;

·不利於雷達的配置。

下面隨便閑扯幾句,方便大家理解。

-日本海軍一直以夜間決戰作為目標,所以特別重視目視瞄準和觀測,並極端的重視炮術。

這間接的阻礙了雷達的發展,因為日本人認為雷達不如肉眼精確,更不如肉眼可靠,而在雷達技術發展的初期,這也確實如此。於是日本自始至終就沒能研發出雷達統一指揮主炮射擊的技術,所以日本就越發的重視目視瞄準和觀測。

-雷達技術的薄弱,同時還導致了防空技術的落後,日本人無奈只得在主力艦上大量安裝防空炮,但由於日本沒有研發出無線電近炸引信和防空火炮指揮儀,日本的防空火炮效果很差,看起來跟刺蝟一樣但沒有形成統一的指揮。而這又要求日本人在加裝大量的防空指揮所,分別指揮防空火炮。

-英國人一直在北海活動,北海海況惡劣,所以通常艦橋低矮,觀瞄設備也不那麼多,納爾遜算是個異類。而太平洋通常海況都還不錯,風平浪靜,所以修的高一點兒其實也壓力不大。

-日本人當初為了省錢,艦橋都修的比較小(其實我覺得是牛牛故意使壞),如果要是想大面積改裝必須得整個把艦橋拆掉重新弄一個上去,忒麻煩。日本人就想著繼續省錢,於是只好違章搭建咯。

-當初修這個塔式桅杆的想法是,敵人主力艦的炮彈打過來,由於這裡裝甲太薄,根本不會爆炸打個眼兒就過去了。結果比睿吃了大虧,因為敵人不是主力艦而是重巡和驅逐艦。這裝甲防護興許沒法觸發那些381、406口徑的巨炮炮彈,但203和127的炮彈是足夠觸發了。於是比睿被一炮幹掉了大半指揮人員,隨後起火併成為大量美畜戰艦的靶子……

(讀書不多,大部分憑印象得出,感謝指教。)


補充一下,扶桑級的塔式桅杆看起來最怪異,是因為三號主炮卡在那個位置,桅杆的基座就那麼大,造成頭重腳輕的即視感。

其實這一批戰列艦建造的時候,所謂一戰尾聲時候的超無畏艦,列強的桅杆都不高,在後期的現代化改裝中,或多或少都在加高和複雜化,無非IJN是特別離譜一點。
20年代的美國內華達級戰列艦,還是籠式桅杆,沒有高大的艦橋。

珍珠港被干時候的內華達級是這樣的狀態,是不是也挺大頭娃娃的。


造成這種寶塔型結構的一個原因就是日本的該型軍艦屬於一戰後期英國設計的超無畏戰列巡洋艦,畢竟在日德蘭海戰英帝著實被德國小強一樣的戰巡打哭了,那個時代的軍艦雖然奠定了戰列艦最終的布局結構,但是各種光學儀器,火控儀器畢竟還沒出現或者不適合海戰,所以金剛級從設計開始就沒有想到要安裝如此多的儀器來進行遠程炮戰。日後的扶桑級也只是金剛級的日本自己改進設計版。所以,這幾型軍艦從一開始就不是那麼現代化的軍艦。
第二個原因跟日本海軍的戰術有關。日本重視戰列艦炮戰戰術應該從甲午海戰開始,當時被清軍的鐵甲巨炮打怕了,日本這個民族學習能力還是很強的,所以一直在研究炮戰戰術,終於在對馬海戰中,東鄉平八郎瘋子一樣的走位早就了戰列艦時尚最經典的炮戰之一,實戰中走出完美的z字型。所以日本就一直沉浸在這種勝利之中,對炮戰的研究相當深。以前炮戰都是近距離平射,看誰能把誰打爆,大家不停地加裝甲和加大主炮口徑和倍徑,裝甲不可能無限上升,尤其水平裝甲沒提升一點其對戰艦的排水和航速的要求都是幾何倍數上升,近距離打爆對方,只要口徑差不多大,一般裝甲想要完美防護是非常困難的,並且隨著主炮口徑倍徑增加,生成增強,遠程炮戰也是一個不錯的選擇,另一個原因是戰艦的水平裝甲基本屬於爆破彈也可以輕鬆打爛的階段。所以大家都在用增程穿甲彈,炮彈從遠距離發射,其軌跡可以理解為拋物線,在末端近似垂直下降,其動能和勢能之強,挨上一炮垂直炮彈,絕對把整個區域垂直面打爛了。那時的火炮射程多在30km以上,地球在如此距離上,觀測到的面已經有些許弧度了,這就造成了在遠方軍艦會被海平面遮擋,所以誰的塔壘的高,誰就能佔得先機,日本就是在這樣原始炮戰基礎上,改良戰術。但是日本沒有強大的技術支持,沒有重視,也沒有能力像美帝一樣早戰艦像下餃子,只能改造老艦,整個二戰期間,真正算是現代化的戰列艦也只有長門和大和兩級。可惜日本設想的炮戰沒有在太平洋發生,制空權成為那個時代的主角。日本仍然堅持炮戰戰術,走如此極端化,一種解讀是日本沉浸在過往炮戰的輝煌,二是日本裝備完戰列艦實在沒有實力再發展航空力量。(日本幾艘著名的的航母,如加賀都是從戰列艦和戰巡發展來的,是「海軍假日」的結果,給日本機會的話,日本還是不會發展航母,及時那麼多當時世界一流航母,日本只叫其護航艦隊,在重次大戰中也是不值錢一樣的隨意隨時,這就是海軍建軍思路的影響)
總體來說,一個事物拋棄自己固有的優勢去押注未知事物,這也是不合理的,對於資源匱乏工業薄弱的日本來說,更正統的炮戰和精進的戰術可能是更好地選擇,所以就出現了金剛級這種戰術思想的極端畸形事物的出現。


這種桅樓是塔式艦橋,是舊日本帝國海軍特有的。

根據一戰海戰的教訓,低速、高火力、重裝甲的舊式戰列艦和高速輕裝甲的戰列巡洋艦都不適應新的海戰條件。日本海軍決定建造高速重防禦的新型戰列艦(長門級)。該級艦最大的特點,是採用了當時世界上口徑最大的410毫米主炮。並且為了410mm主炮遠距離炮戰中測試彈著點、以及觀通和指揮的需要,採用了高大的塔式艦橋。之後日本海軍的主力艦紛紛按照這個樣式進行改造或新建。


〔關於金剛和高雄的設計〕 華盛頓條約之後日本海軍主力艦噸位受限,為了對付美國海軍的發展,第一建造順位是裝備重型魚雷的中小型艦船,欲依仗魚雷夜襲戰術重創美軍戰列艦。同時發展了以金剛為核心的第二艦隊,用356毫米主炮撕開美軍條約型重巡對於主力環形艦隊的前出保護,夠高夠大的艦橋能夠為魚雷戰隊提供觀測數據,巨大的桅樓可以容納足夠的旗艦設備用於協調魚雷戰隊的進攻,在適當的時機集中發射全部魚雷。但後來倫敦條約的簽訂限制了中小戰艦的數量,於是海軍航空兵的發展成為了第一順位,金剛級高速戰巡被抽調出第二艦隊以保護航母編隊。由妙高改進的高雄級重巡擁有和金剛級相同的設計作戰目標,同樣有巨大的桅樓。美軍也了解日軍的作戰思想,越來越重視重巡的生存力,隨著阿拉斯加級戰巡的建造,高雄已完全無法勝任突破美軍重巡屏障的任務。基於以上情況,1941年日軍新增了兩條超甲巡的建造計劃,但戰況不利優先建造航空母艦,最終也未建成。 日軍的重巡及以上艦船的桅塔上有數量眾多的指揮所,因此桅塔會分如此多層,而這在其他國海軍中不多見。扶桑/長門之類的桅塔都是三十年代改裝的,當時意識到了在高處增設指揮所的必要性。後期的艦船如大和建成時就有封閉結構的桅塔,相較於改裝的開放式桅塔優點就是加強桅塔防護,保護位於上層的人員。


因為主炮仰角增加,射程增加,需要更好地觀測炮彈落點
跟現代將相控陣雷達放桅杆頂一樣


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