大炮和鱼雷的时代
从19世纪末一直到现在一战在美国,军舰发展的最大动力是大炮和鱼雷之间的竞争。这些武器的改进对水面战舰的设计和使用产生了巨大的影响,从巨大的无畏战列舰到小型的鱼雷船.
武器
枪支
到1900年,11到13.5英寸的重型主炮的操作方式发生了重大变化口径发射的炮弹重达1300磅。在19世纪90年代,这种武器通常每5分钟发射一次子弹,而6英寸的枪每分钟发射5到10发子弹。随着动力控制变得更加容易和精确,大型火炮变得更加有效。到1900年,一门12英寸的枪每分钟可以发射一到两次瞄准射击。
与此同时,重型火炮的射击水平开始提高。尽管在整个19世纪后期,线膛枪变得越来越大,初速也越来越快,但火力控制却没有相应的改进。由于这个原因,有效的作战范围没有扩大到3000到4000码。然后,人们发现a船的横滚和俯仰可以系统地进行补偿这样,每一发子弹都可以以与大海相同的角度发射,而且射程几乎完全相同。通过在估计范围内发射多组炮弹或齐射,可以获得更高的精度。齐射引起的飞溅模式将使修正成为可能。到第一次世界大战结束时,火力控制已经有了足够的改进,射击15,000到20,000码的火炮可以达到5%的命中率。这意味着一艘船以每分钟一到两次的速度发射10门重炮,预计两到三分钟后就能命中。
增加射程的价值有两个原因。首先,一艘可以在超出敌人能力范围内进行打击的船只可以从容地避开并摧毁敌人。其次,改进的火炮射程增加了对新型远程鱼雷的保护。
鱼雷
修改和适应最初的设计,迅速使鱼雷强大的武器.方向控制在19世纪90年代通过陀螺仪控制转向舵得到了很大的改进。另一个重大改进是使用热机推进。1917年,英国公司引进热机和反旋螺旋桨,研制出高性能蒸汽驱动的马克四世鱼雷。与此同时,一家美国公司,E.W.布利斯公司,成功地使用涡轮驱动改进的怀特黑德设计。(这Bliss-Leavitt鱼雷一直广泛使用到第二次世界大战。到1914年,鱼雷通常有18或21英寸长直径以45节的速度可以达到4000码,以接近30节的速度可以达到10000码。
甲
鱼雷的威胁迫使舰艇设计者为战列舰提供水下保护。将煤仓放置在靠近船体外部的计划被证明是不切实际的,但第一次世界大战期间的研究表明,将水下爆炸与船体内部保持一定距离的基本想法是正确的。在皇家海军在美国,现有的船只都安装了外部凸起物或“水泡”,以使爆炸远离船外,而新船则建造了专门设计的舱室层,以吸收爆炸的冲击。
在战争很明显,更长的射程意味着更多的炮弹会落在甲板上,而不是舷侧装甲上。因为这些范围在日德兰战役在美国,后来设计的甲板装甲较强的船被称为后甲板船日德兰半岛.
推进
蒸汽涡轮发电机
虽然武器是军舰发展的主要动力,但推进系统的变化也很重要。1890年,推进系统完全由往复(也就是说,活塞式蒸汽机,动力有限,而且容易震动。为了逃避这些限制,战舰设计者采用了蒸汽涡轮发电机,运行更加平稳,并且没有固有的限制。涡轮机应用于驱逐舰从大约1900年到1906年的战列舰。
涡轮推进的主要缺点是,真正高效的涡轮运行得太快,无法驱动高效的螺旋桨。解决方案是降低涡轮速度到可接受的螺旋桨速度通过传动装置.到1918年,单一减速器已经司空见惯。在两次世界大战期间的后期,美国海军采用了双减速传动装置,允许更高的涡轮速度,而不需要螺旋桨运行得更快。
燃料
燃料也成为一个主要问题。煤炭相对便宜且容易获得;然而,它燃烧起来不干净,在海上很难从一艘船转移到另一艘船。石油另一方面,它燃烧干净,可以很容易地在海上转移。此外,它的热含量比煤高,所以同样重量或体积的石油可以把船开得更远。的美国在1910年左右,新船改用石油燃料转换从1915年至1916年的伊丽莎白女王级战列舰开始,英国开始使用石油。战后,其他国家的海军也纷纷效仿。
内燃
相比之下蒸汽机,汽油或柴油发动机通常根本不需要照管,可以非常紧凑,可以很容易地启动和停止。这种发动机使建造小型、快速的沿海扫雷舰、潜猎艇和机动鱼雷艇成为可能。内燃被认为特别适合于潜猎者,因为它们必须在监听轰鸣声时停止引擎潜艇然后在听到什么声音的时候突然启动它们。