战 舰

一份关于战斗舰艇的

建造，防护，稳性，转向等方面

的教科书

作者：Edward L. Attwood

作者简介：英国皇家海军工程师会员，格林威治皇家海军学校前海军工程讲师，《船舶工程理论教程》和《当代主力舰》的作者，船舶建造几何学教材“Laying off”的联合作者。

本书有大量图表。

1917年第六版

翻译：弗林

纯属个人业余爱好，仅供交流学习使用；个人水平有限，难免与原意存在偏差，个人的额外注释以【】标出。

Tip：此书第一版为1904年，故对于战舰设计的介绍仍以这之前为主。

第三章 各种战舰的舰底结构

英国海军需要在全世界的各处部署兵力，需要各种类型的战舰。如果要在这一章完全讲述英国海军每一种舰艇的建造细节，这是显然不可能做到的。我们能够做到的或者需要的，是了解那些个别主要类型的舰艇的建造规范。我们将会看到，一艘战舰的设计用途会对其设计建造有巨大的影响。

一等战列舰

这些战舰具有厚重的装甲和武器，其航速与巡洋舰相比要慢一些。这些战舰在建造上一个显著的特性是将内层舰底一直向上延伸到防护甲板的位置。近期战列舰的横截面设计如图例12，13和13A所示。双层舰底的间距在舰体中线为3.5英尺（约1.07米），向上逐渐减小，并以垂直舱壁的形式延续到防护甲板上。作为补充，在内部还有一层煤舱舱壁，于是在侧舷和舭部，即在通过线条AA和BB的路径上，要穿入舰体内部的核心区需要穿透三层舱壁；在底部则只需要穿透两层舰底。在最近的战列舰设计上，内层舰底延续到下防护甲板，在通过线条AA的路径上对锅炉舱构成了4层舱壁的防护。这种布局是很重要的，因为战舰的水下部位有可能受到撞击或者其他类型的攻击。

在如图例13A所示的纳尔逊勋爵号上，我们可以注意到其舰底很平整以便于入坞，这种设计是现在的惯例。其横截面的特定形状对于进入特定船坞是必需的。

在皇家海军，三等巡洋舰以上的所有舰艇都采用双层舰底布局。双层舰底在船体外壳受到损伤时内部还有一层（舱壁），并且双层舰底的空间总是分划为若干个水密舱，从而控制任何可能出现的受损情况的受损范围。这其中一部分空间顺便用于存储锅炉储备用的淡水以及燃油。任意一个双层舰底的舱室，包括侧舷液舱，都可以根据需要进行注水以纠正由损伤导致的横倾或者纵倾（见第九章）。

在君权级战列舰上，防御甲板是水平的，其侧端为8.5英尺高（约2.6米）的装甲带，如图例11所示。在更近期的战舰上，装甲带削减了厚度并增加了覆盖范围，防护甲板在中线附近为水平布置，但是在外侧向下弯折到装甲带的下端（如图例12，13和13A）。

纵向骨架。——这些舰船的主体框架采用纵向系统，在其双层舰底上得到了充分的体现。双层舰底长度范围的艏艉之间位于防护甲板下的框架（大约为舰体长度的三分之二）由3.5英尺高的竖直龙骨(?)和每侧5个或者更多的纵梁组成(?)，纵梁的数量取决于舰船的宽度（见图例12）。在这些竖直方向的龙骨当中，第二个和第四个纵梁是水密性的，从而将一侧双层舰底的空间分割为6个水密舱室。竖直龙骨和纵梁是连续不断的，后者到双层底末端逐渐收拢。竖直龙骨厚度为25磅（5/8英寸，约16毫米），在底部有两个4.5英寸x 4.5英寸（约114毫米）的角钢，在顶部有两个4英寸x 4英寸的角钢。这些材料跟内层舰底的板件以及水平底(flat keel)的内外板(?)，共同组成了船体关键的脊柱 (backbone)部分（见图例3）。竖直龙骨的相邻板件由30磅（3/4英寸，约19毫米）的三排铆钉对接带连接（图例14）。顶部和底部的角钢相邻部位由衬接角材(bosom pieces of angle)相连接，如图所示。所有的铆钉紧密排布以保证水密性。纵梁为17.5磅（7/16英寸，约11毫米），底部有一个3英寸x 3.5英寸的角钢，顶部有一个3英寸x 3英寸的角钢。对于25磅（5/8英寸）外层舰底所用的7/8英寸铆钉必须使用3.5英寸法兰钢，在其他部位则使用3/4英寸铆钉。纵梁通常相对外层舰底垂直布置，不过在最近的舰船上（图例13）4号纵梁水平放置，以构成侧舷煤舱的平底。铆钉的布局方式取决于纵梁是否水密。位于第二和第四号【纵梁】的铆钉排布非常紧密（图例15），采用双排铆钉对接。对于一般框架的连接则只要求铆钉的间距为7到8倍径。第一、三、五号【纵梁】采用带搭接的对接(lapped butts)（图例16），铆钉间距相对更大。这些纵梁具有空洞以减轻重量，不仅如此，这对于连通各舱室也是非常必要的。这些非水密性的纵梁在底部也有如图所示的空洞，以便于让水排向抽水泵。

我们可以观察到，在当前所建造的更长的战舰上，上文所提到的构件(scantling)会有所增加，纵梁要采用三排铆钉搭接，第三号纵梁或者入坞龙骨采用三排铆钉双倍对接带连接【有关铆钉布局和板件的连接方式，在本书第二章有非常详细的说明】，竖直龙骨也采用这种连接方式。同样地，对于非水密性的纵梁会具有通道孔，【由于开孔导致的结构强度损失】通过在孔洞下面铆接一片板件来补偿。

横向骨架。——横向穿过舰体双层舰底的骨架采用“间夹布局”(intercostally)，即为夹在纵梁之间的短片。相邻的骨架通常间隔4英尺（约1.2米）。这些骨架分为三类，(1)衬板肋骨(bracket frames)，(2)轻质整体肋板(solid plate frames lightened)，以及(3)水密骨架。在这三者当中第二种是最常用的，被应用在从第四号纵梁往上到装甲下面的部位，以及沉重的炮座和主机下方。第三种被用于主横向舱壁下方（内层底被制成连续的），以及之间的间隙（见图例52）。衬板肋骨被用在剩余的部位。在一艘船上总共780个横向骨架当中，有456个是整体肋板，180个是水密骨架，144个是衬板肋骨。

衬板肋骨采用如图例17那样的方式建造。5英寸x3.5英寸的深角钢(deep angles)被用在内外层舰底，而对于这些的每一角(? bay)用两个15磅（3/8英寸，约9.5毫米）的衬板肋骨铆接，其内边由3英寸法兰钢加固。这些会由3英寸x3英寸的角钢片跟竖直龙骨和纵梁相连接。

整体肋板（如图例17所示）由15磅板件组成，通过3英寸x3英寸的角钢与内层舰底、竖直龙骨等部位连接，以及通过3.5英寸x3英寸的角钢与外层舰底连接。每一块板都用角钢条加固，且都具有尺寸足以使得船员通过进行检查的孔洞来减轻板件重量。

水密骨架（见图例17）跟竖直龙骨和水密纵梁共同将双层舰底之间的空间分割成大量的水密舱室。这些骨架在横向舱壁下的是由15磅重（3/8英寸）的板件构成，在其他部位的则为12.5磅重（5/16英寸，约8毫米）的板件。这里的空间由板件紧密填充(?)，环套角钢(staple angle)被用在顶部和底部，如图所示。这使得整个结构非常牢固，这一整个部件采用密致的铆接，以确保水密性和没有缝隙。这些框架受到特别的加固，如图所示，在第一区块(? bay)采用三个槽钢，在直到第四号纵梁的其他区块则采用一个槽钢和两个角钢。这种极大程度的加固措施是为了保证结构能承受这些重型船只在干船坞时会受到的巨大应力。近期的舰船在侧舷配有入坞龙骨，如图例13A所示。在这些例子当中，对水密骨架的紧固件就没有上述那么多了。

附加骨架，既有纵向也有横向的，被应用在主机下方作为坚固的支撑结构。

装甲背后以及上方的支撑结构。——装甲背板的特性要考虑到作为装甲的坚固支撑结构的必要用途。庄严级(Majestic class)战列舰的9英寸主装甲带的背板由15英寸厚、间隔24英寸的肋板(plate frame)组成，在其边角使用了角钢，如图例18所示。作为补充，在前后部位也附有梁架，如图所示。装甲背板在顶部和底部有支架板提供牢固的支撑。

在最近的舰船上，装甲背部避免使用层叠式的结构，而使用10英寸到12英寸壁高的槽钢，前后有加固梁。在4英寸到6英寸的轻薄装甲背后使用7英寸Z形钢条。

装甲上端的结构由6英寸Z形钢组成。

图例18A展示了纳尔逊勋爵号上对12英寸和8英寸装甲背后的支撑结构设计。我们可以看到，这些结构由两个10英寸角钢背靠背铆接组成，一直到主甲板，而外侧的部分只从主甲板延续到上甲板(?)。

舰体末端的舰底结构。——在上文中我们介绍了双层底区段的舰底结构，大概覆盖了舰体三分之二的长度。对于舰体末端的舰底结构在设计原则上是不一样的。在这些部位，纵向结构强度要求不是很高，这些骨架主要的作用是加固舰底外壳的板件。相应地我们会看到，【在舰体末端】对于竖直龙骨两侧的横向骨架一直延续到防御甲板，这些骨架的布置更加紧密，间距为3英尺（约0.9米）。

竖直龙骨仍然是连续的，但是不再具有水密性，这些结构由竖直的底板(? floor-plate)构成，其内外端(?)采用角钢跟舰底连接。在这上面的结构由6英寸Z形钢条构成。在图例19中，底板(floors)顶部用一层水密平板覆盖，Z形钢条的内部边条被切下以嵌入结构。这种方式跟把整个Z形钢条嵌入结构相比（见图例41）对于舰体侧舷的水密结构会有更好的表现。

正如上文所述，竖直龙骨在舰体从头到尾都是连续的，但是只覆盖了双层舰底长度区段的每侧5个纵梁在其末端的形态会有所变化。它们要么扭转跟一个纵向舱壁或者平台相接，要么收束到如图例19所示的方式。下面那种是由位于每个底板之间的肋板(intercostal plate)简单组成的，而上面那种逐个由10英寸Z形钢条塞入骨架(?)，内部有连续的3英寸x3英寸角钢。图例20详细地展示了一个纵梁是如何收束通过3个肋位到Z形钢条部位的。这种形状是必要的，以避免在艏艉部位出现任何的结构强度突变点。

在防御甲板上面的横向骨架仍然是3英尺间距，由6英寸Z形钢条构成。在近期的战舰上，舰艏末端具有不同厚度的装甲，在这些装甲背后的结构采用2英尺间距以提供良好的支撑。在舰艏最末端处，位于撞击舱壁(collision bulkhead)前部和防御甲板下方的结构由一个固板构成，使用角钢跟外层舰底等部位连接。这些板件具有孔洞以减轻重量。

值得注意的是，尽管内层舰底也许在距离舰体两端六分之一的长度就不再覆盖了，在这两边其实还有一层内壁一直延续到末端，这层内壁为水密平板，构成了仓库等舱室的底板（见图例19）。

一等巡洋舰

这种战舰在一些例子中能够达到甚至超过战列舰的排水量，排水量意味着舰船的整体重量。在近期设计上区分战列舰和一等巡洋舰的要点是，前者具有更厚的装甲，侧舷装甲的防御范围也许更大，具有更重的武器，而后者在装甲和武器上相对较弱，但是具有较高的航速。以下的对照表格将会展示这样的区别：——

将无敌号和无畏号对比，我们会发现前者的装甲更薄，主炮更少，这样节省下来的重量就可以用于装备出力明显更大的动力设备。舰体和装甲所占用的重量，在无敌号上是9600英吨，而在无畏号上是11,100英吨。

在最近几年间，大型巡洋舰的设计经历了巨大的变化。在埃德加号、强大号(Powerful)和王冠号(Diadem)上，装甲防御主要由水线附近的一层厚甲板提供，甲板上方储放的煤炭对防御也有辅助作用（见图例21和22）。随着采用克努伯制造工艺带来的装甲材质的巨大进步，我们可以在克雷西级上采用覆盖范围更广的6英寸装甲的设计。这种侧舷装甲带结合厚甲板的设计从此以后就成为了一等巡洋舰的防御设计模板（见图例23和23A）。

在埃德加号和王冠号上（图例21和22），内层舰底延续到防御甲板，但是在后续舰上，如图例23所示，内层舰底只延续到舭部。这能腾出更多的煤舱空间。同样地在一些巡洋舰上，上部的煤舱舱壁直接删掉了，这能便于燃煤转运。我们可以看到在最近期的设计上，双层舰底一直延续到防御甲板，还有一个整体的纵向舱壁一直延续到上部煤舱，如图例23A所示。

很多一等巡洋舰，包括一些埃德加级以及所有的王冠级、强大级和克雷西级，在舰底外部附加了一层混合了木料和铜的外皮。这是因为这些战舰需要长时间泡在海水中不入坞。我们发现铜质外皮对于舰船来说是最好的防垢材料。然而，在舰船的建造当中，带套跟不带套相比肯定要付出一些代价，比如会增加一开始的造价，以及降低航速。这一问题在后面章节讨论阻止舰体长垢的时候会再次讲到。

一等巡洋舰的舰底结构。——以图例23所示的巡洋舰剖面结构为例，我们可以看到，竖直龙骨的高度达到42英寸（约1.07米），厚度为25磅（八分之五英寸，约16毫米）。这一高度在舰体的整个长度段上保持一致，除了在机舱增加到5英尺（约1.5米）。顶部的两个角钢规格为3.5英寸x3.5英寸，底部的角钢为4.5英寸x4.5英寸。每侧有4个纵梁，其中第二号和第四号是水密的。这些纵梁覆盖了双层舰底的长度区段，相当于舰体长度的一半。

其双层舰底部分的横向骨架跟上文对战列舰的描述相似。4英寸装甲背后的结构由8英寸Z形钢条构成，具有纵向加固梁。剩余部位的结构，无论是纵向还是横向，基本上跟上文所述的战列舰所采用的形式相仿。

在这种战舰上，由于往复式蒸汽机的巨大功率，在轮机舱的船底结构被建造得特别坚固。竖直龙骨的高度为5英尺，还设置了附加纵梁作为一般纵梁的补充，以给主机提供坚固的支撑。

二等巡洋舰

这种战舰大部分都采用木头和铜包裹舰体，被用于在海外站点服役，需要一直在海中停留很长的时间。典型的二等巡洋舰剖面结构如图例24所示。我们可以看到防御甲板和其上方的煤炭构成了这些战舰的防御系统。这些战舰保留了双层舰底带来的好处，但是其覆盖程度比起我们之前所述的战舰类型来说要少一些，只延续到煤舱舱壁。

这种战舰的构造如图例25所示。它具有一个连续的竖直龙骨，其规格为36英寸高（约0.91米）和17.5磅厚（7/16英寸，约11毫米），其顶部有两个3英寸x3英寸的角钢，底部有两个3.5英寸x3.5英寸的角钢。两侧各有两个纵梁，其厚度均为15磅（3/8英寸，约9.5毫米），其中第二号纵梁是水密的。双层舰底覆盖了主机舱和锅炉舱段的长度，相当于比舰体长度的一半少一点。

对于横向结构，外部的钢条为7英寸x3英寸，从龙骨延续到防御甲板，间隔约4英尺。在双层舰底内部，法兰支架板以如图所示的方式布置，具有必要的水密骨架和整体肋板。在双层舰底侧面设有一个大型的10磅（1/4英寸，约6.4毫米）支架，以确保横向结构强度应有的连续性。在第二号纵梁和防御甲板之间，在骨架条的背部设有2.5英寸x2.5英寸的边角(reverse bar)（在图例25中不小心漏掉了），这里还有一个纵梁，如图所示。在防御甲板上方的结构由6英寸Z形钢条构成。舰体末端的舰底结构，包括底板等部位，基本上跟战列舰上的设计相似。此处的肋间距为3英尺。

该舰的防御由水平1.5英寸、穹段3英寸厚的防御甲板提供，燃煤的布置会尽可能提供最多的防御效果。

布里斯托级和韦茅斯级二等巡洋舰在结构上与上文所述相似，但总体上采用更加厚重的构件(scantling)，具有明显更大的长度型深比。这些战舰没有防垢层。

傲慢级(Arrogant)[1]二等巡洋舰是专门用作舰队巡洋舰的，这些舰船没有防垢层。其防御模式一如既往由厚甲板结合侧舷煤舱组成。在侧舷下面有一个附加纵向舱壁，将内层舰底与防御甲板相连接（见图例26）。

[1]其三艘为傲慢号，复仇号(Vindictive)和暴怒号(Furious)。

二等巡洋舰是皇家海军的所有舰艇中配有双层舰底的最小的战舰类型，而在剩余的战舰类型上我们需要考虑放弃由内层舰底提供的防御价值。

三等巡洋舰

在这些战舰上我们要考虑的情况是不一样的。这些船没有双层舰底，而其舰体板件很轻薄，必须得到很好的加固。所以对于这些战舰来说，采用纵向龙骨是不太合适的，最好采用横向龙骨。这类战舰的剖面结构如图例27所示，其舰底结构的布置在图例28中有更详细的展示。这里的肋间距全都是24英寸（约0.61米）。10磅（1/4英寸）底板覆盖了舰体两端舭部之间的区域。这一板件在中线有一条狭缝，以使得中线龙骨可以连续通过。4英寸x3英寸的骨架条从中线延续到两侧的防御甲板，3英寸x3英寸的边角钢条连续覆盖了两侧甲板之间的区域，紧贴着底板顶部，如图所示。在确保骨架穿过部位的煤舱舱壁保持水密性这里存在一定的困难。为了让结构能达到要求，舱壁截断到边角钢条的位置，在每一组骨架之间下面设有碟形板(dished plate)，如图所示。在防御甲板上面的结构由4英寸Z形钢条构成。

这些舰船的纵向骨架由中线龙骨和每侧两个侧舷龙骨组成。中线龙骨由间夹板件组成，每个位于相邻的【横向】骨架之间，厚度为15磅（3/8英寸，约9.5毫米），由2.5英寸x2.5英寸的角钢与底板连接。这些板件延伸到底板上方，连接到两个3英寸x3英寸的角钢上(?)。间夹板件的下端连接到3英寸x3英寸的连续角钢。作为补充，还有两个连续的内龙骨面板(rider plate)，每个尺寸为9英寸x12.5磅（5/16英寸，约8毫米），沿着底板的顶部覆盖。侧龙骨也是间夹的，顶部具有一个内龙骨面板，如图所示。在防御甲板下面，位于主机舱前后的区域，这里的船底结构如图例28所示，用一个4英寸Z形钢条跟10磅（1/4英寸）底板相连接。在防御甲板上方的结构由4英寸Z形钢条构成。

在最近的三等巡洋舰上，其截面如图例28A所示，需要更大的纵向结构强度，因为它有更大的长度型深比。在这些例子上，竖直龙骨是连续的，在顶部和底部有3英寸x3英寸的角钢，竖直板件为21英寸x3/8英寸。底板和边角钢条没有连续穿过煤舱，这提高了舰底的水密性。舰体外壳板件也比之前的同类舰更厚，特别是舷顶列板(sheer strake)和龙骨板件。

殖民地炮舰。(Sloops)——一种数量巨大的舰船，大概1000吨排水量，被称为炮舰，它们是专用于驻扎在海外据点的。它们的动力功率较小，舰体用木料和铜质包裹，基于上文所述的原因。

这种舰船的剖面如图例29所示。这些战舰的一个特点是没有任何防御甲板。不过，在侧舷煤舱水线附近会有一个隔板。这个隔板可以尽量将上面的燃煤挡住，来维持防御效果，同时在舰体外壳被击穿时也能起到【限制进水】维持稳性的辅助作用。

这些舰船采用横向结构体系，肋间距为24英寸。在煤舱水密隔板下方有一个4英寸x3英寸的骨架条（见图例30），从一侧铺设到另一侧。在煤舱舱壁之间有一个10磅（1/4英寸）的底板，在顶端有一个3英寸x2.5英寸的边角。一个3英寸x2.5英寸的边角钢条跟舱壁上方的骨架条相连接。在煤舱隔板上面的结构由4英寸Z形钢条组成。我们可以看到，煤舱隔板将整个横向结构完全分隔开了，为了确保横向结构强度的连续性，还需要按如图所示那样的方式增设支架板。

中线龙骨（见图例30）由15磅（3/8英寸，约9.5毫米）的间夹板组成，这些板件位于每一组框架之间，由3英寸x3英寸的环套角钢(staple angle)将平底龙骨跟底板连接(?)。这些间夹板件延续到底板上，连接到两个3英寸x3英寸的连续角钢。在每侧也布置了一个间夹龙骨。

驱逐舰。——这类舰艇的一个关键性能是航速，我们会通过精细的设计、使用高质量材料和精密的制造工艺来尽可能降低舰体结构的重量。一种典型的驱逐舰的剖面结构如图例31和32所示，前者展示了结构的横向剖面，后者则是那些提供纵向结构强度的部位。

这些舰艇采用横向结构体系，具有一个骨架、底板和一个倒角(?)。加强肋骨(deep frame)布置在间隙处(?)。这些舰艇在中线上具有一个间夹龙骨，其顶部和底部有连续角钢。主机和锅炉的基座会以辅助提供纵向结构强度的方式布置。对板件大量应用折边(flanging)以节省用角钢条作为连接部件的重量。甲板的结构强度是特别重要的，因为当这些舰艇处于中垂状态时(sagging)甲板会受到很大的应力。在这种情况瞎，位于甲板梁(?)之间的甲板会有变形的趋向，而这些甲板都是由轻薄板件构成的，为了确保它们能够承受住这样的应力，这些甲板会用纵梁充分加固。在间隙部位设有深梁(deep beam)。