无敌:修订间差异
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为了彻底压倒美国海军为列克星敦级装备的[[美国三联16英寸炮(MK6)]]和日本为长门与天城级装备的[[日本41厘米连装炮]],新舰的主炮被定为18英寸口径。同时,因为具体需求尚不明确,因此对新舰的尺寸和航速并未加以限制。 | 为了彻底压倒美国海军为列克星敦级装备的[[美国三联16英寸炮(MK6)]]和日本为长门与天城级装备的[[日本41厘米连装炮]],新舰的主炮被定为18英寸口径。同时,因为具体需求尚不明确,因此对新舰的尺寸和航速并未加以限制。 | ||
最初的两个方案被命名为LII和LIII,仍沿用了类似海军上将级的船型,但采用了奇怪的全平甲板、非背负式主炮布局,导致核心区长度极长。采用这一设计的原因可能是因为重心低,并且可以减轻船体重量。 | |||
这一方案还有厚到离谱的18英寸10度倾斜主装甲带,但却是高度仅有水线以上1.8米的皮带主装,同时主装甲甲板也只有一层厚度8.75英寸,不过在两侧向下倾斜与主装甲带相接,且倾斜段厚度达到13英寸,部分缓解了皮带主装的问题,同时确保了主装甲甲板高于弹药库和轮机舱一层以防崩落。这套奇怪的防护设计可能同样是为了尽可能降低重心和减重。尽管如此,这一方案的总吨位还是达到了恐怖的近5.1万吨,而航速只有25-26节,被定为战列舰方案。 | |||
虽然设计非常怪异,但这一设计还是有一些正面的创新:它在英国海军主力舰设计上首次引入了与船体结构结合的防雷鼓包设计,以及空腔-液舱- | 虽然设计非常怪异,但这一设计还是有一些正面的创新:它在英国海军主力舰设计上首次引入了与船体结构结合的防雷鼓包设计,以及空腔-液舱-鱼雷隔舱结构。这些设计都将沿用到后来的所有皇家海军主力舰上。此外,它还首次用塔式舰桥取代了传统的主桅,尽管尚没有考虑装甲<del>[[威尔士亲王]]觉得很赞</del>。 | ||
这一版设计还确定了其他一些重要指标,比如防雷鼓包的防护指标为340千克TNT当量、双层底厚度为2.3米以防护装药量约130千克的水雷。与上面提到的海军上将级改进方案的经验一起,LII和LIII方案为我们的主角铺平了登场的道路。 | 这一版设计还确定了其他一些重要指标,比如防雷鼓包的防护指标为340千克TNT当量、双层底厚度为2.3米以防护装药量约130千克的水雷。与上面提到的海军上将级改进方案的经验一起,LII和LIII方案为我们的主角铺平了登场的道路。 | ||
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在武器方面,为了确保能够压制竞争对手所建造中的所有战舰,皇家海军仍希望新舰能配备18英寸主炮(甚至一度考虑过使用[[无比]]的20英寸主炮,但因不想让军备竞赛过热而作罢),但由于当时只有埃尔斯威克一家公司能够铸造18英寸主炮(就是安装在[[暴怒]]上的那一门),因此为了有更多选择,还决定采用16英寸主炮作为后备——尽管最后在16英寸主炮的竞标中,还是埃尔斯威克击败了维克斯-阿姆斯特朗。 | 在武器方面,为了确保能够压制竞争对手所建造中的所有战舰,皇家海军仍希望新舰能配备18英寸主炮(甚至一度考虑过使用[[无比]]的20英寸主炮,但因不想让军备竞赛过热而作罢),但由于当时只有埃尔斯威克一家公司能够铸造18英寸主炮(就是安装在[[暴怒]]上的那一门),因此为了有更多选择,还决定采用16英寸主炮作为后备——尽管最后在16英寸主炮的竞标中,还是埃尔斯威克击败了维克斯-阿姆斯特朗。 | ||
早在1920年3月,为确保能够匹敌美国的列克星敦级战列巡洋舰,海军部委员会就确定新型战列巡洋舰的航速应当不低于后者的33.25节,最好能达到33.5节。但这一指标过于苛刻,实际基本无一方案能达到,因此后来又被下调至32节。战列舰的航速要求则是与伊丽莎白女王级相当的23.5-25节——在伊丽莎白女王级的失败之后皇家海军已经确信中高速战列舰的设计思路是条死路,但考虑到包括南达科他在内一系列“新”慢速战列舰已经达到了这一航速,因此估计23节将是下一代慢速战列舰的“基准”航速,就像无畏舰的21节那样。 | |||
在此基础上,经过一系列实弹打靶测试研究后,恩考特和阿特伍德在1920年5月将新舰方案的防护水平确定为三个等级: | |||
*1:对18英寸炮完全免疫; | *1:对18英寸炮完全免疫; | ||
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*3:对15英寸新炮完全免疫。 | *3:对15英寸新炮完全免疫。 | ||
战列巡洋舰被要求至少达到2级防护水平,底线则是3级;战列舰则被要求底线2级,最好能达到1级。由于根据情报分析表明美国16英寸舰炮和日本41厘米舰炮的穿深都不会显著高于15英寸新炮,所以3级防护能力即完全免疫15英寸新炮被确定为新主力舰确保能够压制美日主力舰的防护水平底线。 | |||
同时,在这一时期还确定了新舰的设计尺寸需求,即必须能够进入皇家海军已有的船坞,而不需新建船坞建造或维护。这将新舰的尺寸限定在260米长、33米宽的范围内,这是朴茨茅斯和罗斯这两个皇家海军主力舰主要基地的船坞尺寸(虽然利物浦格莱斯顿有一座320米长的船台,但那是用于建造民船的,因此只有在战时才可考虑)。尽管紧急情况下这两地的船坞还可以通过在首尾接沉箱的手段再加长10到20米,但皇家海军只有一套沉箱,而且安装工作需要三周时间来准备,也就是说如果新舰的尺寸超标到280米级,那么虽然仍能够在已有的海军船坞建造,但一次只能建造一艘。尽管战后英国接收了德国海军的基尔8号浮船坞,在改装之后其长度达到293米、最大起重达到6.5万吨,但基尔8号部署在马耳他,而新型主力舰不可能千里迢迢跑到马耳他去建造和维护,必须要在本土基地入坞,因此最好还是遵循之前的尺寸限制,以免出现可用船坞严重受限的问题。此外,考虑跨洋机动的需要,新舰的尺寸最好也要确保能通过巴拿马和苏伊士运河。 | |||
在新研究框架下,基于LII/LIII进一步推出了经过改进的战列舰方案L2/L3(二者和LII/LIII名字和长相都很像,但却是有前后关系的不同方案,所以不要混为一谈)。在此基础上,进一步衍生出最早的两个战列巡洋舰方案K2/K3。但是,LII/LIII尺寸过大的问题仍然被这两个方案继承,因此阿特伍德和古道尔试图将L/K方案缩小以满足入坞限制。但不用做什么计算,他们也能很快发现,要把超过5万吨的吨位塞进260米长的船体里、同时还要满足战列巡洋舰的长细比,将导致像油轮一样恐怖的方形系数,令船体彻底变成一块砖头。为了挽救航行性能,阿特伍德不得不放弃缩短船体,结果K方案的尺寸迅速增长到了不可接受的范围。 | |||
通过引入方艉,最终K2/K3的长度终于控制在了270米,勉强满足入坞要求,主装甲带高度也达到了水线以上2. | 在此之前,恩考特一直对完整船艉的作用有所怀疑。在他看来,传统巡洋舰艉在舵以后的末端尖端几乎没有吃水部分,因此很可能对船舶的航速没有贡献。位于哈斯拉尔的海军部实验工厂(Admiralty Experiment Works)在1920年3月对恩考特的这一想法进行了一系列水池模型测试,结果证明他的直觉是对的——将舰艉舵面以后的船体沿横截面切除,对船舶的性能几乎没有任何负面影响,却能够显著减少船体长度和重量,甚至还能减少一部分高速阻力,这就是所谓的方艉。这一设计很快被L和K方案引入,并沿用到随后的所有方案中。 | ||
通过引入方艉,最终K2/K3的长度终于控制在了270米,勉强满足入坞要求,主装甲带高度也达到了水线以上2.95米、水线以下2米。尽管如此,其厚度难称理想,只有12英寸。同时,K2/K3方案的总吨位达到了甚至比LII/LIII更高的52,000-53,000吨,而航速虽然有所提高,但仍然只有29节,甚至不如胡德,吃水也显著增加,虽然仍然能够通过巴拿马运河,但只有在空载的情况下才能够勉强通过苏伊士运河,这在实战中显然是不可接受的。吨位的增加主要是由于防护水平的提高,即便采用了重点防护设计,但K2/K3方案的装甲重量还是比胡德增加了足足40%。此外,18英寸主炮也显著重于15英寸。尽管采用了内倾主装来提高防护水平,但相应的,由于船体超重,外部船壳被迫削到极薄,导致侧舷突出部极易进水。同时,主装甲带的高度仍然无法与主装甲甲板相接,留下了一条巨大的天窗。 | |||
由于这些缺陷证明现有布局依然不可行,K和L系列方案同样只停留在草案阶段。尽管如此,在K/L方案的设计中海军部仍然得到了一些宝贵的经验。除了方艉这个革命性的船型设计之外,还有一点就是三联装主炮塔在总重、可用火炮数量和防护性能方面都优于双联装炮塔。尽管海军许多将领出于个人对旧型无畏舰的喜好始终坚持双联装主炮,但在此后的设计中,除部分战列舰之外,基本都只采用三联装炮塔方案。 | 由于这些缺陷证明现有布局依然不可行,K和L系列方案同样只停留在草案阶段。尽管如此,在K/L方案的设计中海军部仍然得到了一些宝贵的经验。除了方艉这个革命性的船型设计之外,还有一点就是三联装主炮塔在总重、可用火炮数量和防护性能方面都优于双联装炮塔。尽管海军许多将领出于个人对旧型无畏舰的喜好始终坚持双联装主炮,但在此后的设计中,除部分战列舰之外,基本都只采用三联装炮塔方案。 | ||
下一个方案J3本质上则是对海军上将级改进方案的进一步挖掘,试图看看在海军上将级基础上改进的潜力如何——可能是[[胡德]] | 下一个方案J3本质上则是对海军上将级改进方案的进一步挖掘,试图看看在海军上将级基础上改进的潜力如何——可能是[[胡德]]的海试结果让皇家海军觉得老阿姨还可以再抢救一下罢。 | ||
这一方案在海军上将级改进方案的基础上引入了三座三联装15英寸新炮。根据老阿姨的海试经验,将主机设计额定功率增加到15万马力,使预期航速能够达到32节,同时尝试将吨位和尺寸维持在海军上将级的水平。尽管如此,这一设计的代价是灾难性的防护水平:与LII/LIII高度相差无几、根本挡不住弹药库的皮带主装(还有比胡德更潜艇的干舷),以及在15英寸主炮面前与纸糊无异的4英寸装甲甲板。同时,即便在武备和装甲上付出了如此之大的代价,航速仍然无法达到所期望的33节目标。这一切与L/K级的灾难充分证明,在现有的限制条件下,常规艏艉布置主炮的主力舰布局设计,潜力已经走到头了。 | |||
====颠覆常规==== | ====颠覆常规==== | ||
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在J3案的设计过程中,恩考特意识到的另一个严重问题是,战列巡洋舰的大功率主机意味着大面积的轮机舱通风口和烟囱尺寸,这无异于巨大的投币口。如果敌舰炮弹从平行于舰体的方向射来,那么对于艏艉布置主炮、主机舱位于中部的传统布局来说,炮弹极有可能直接从这两个巨大的投币口砸进就位于轮机舱前后的主弹药库,从而重演日德兰冥场面。{{黑幕|老阿姨的悲剧:在研究老阿姨改进方案的过程中海军部已经发现了她的十个甚至九个弱点,但最终针对这些弱点的改进没有一个落实到她自己身上}} | 在J3案的设计过程中,恩考特意识到的另一个严重问题是,战列巡洋舰的大功率主机意味着大面积的轮机舱通风口和烟囱尺寸,这无异于巨大的投币口。如果敌舰炮弹从平行于舰体的方向射来,那么对于艏艉布置主炮、主机舱位于中部的传统布局来说,炮弹极有可能直接从这两个巨大的投币口砸进就位于轮机舱前后的主弹药库,从而重演日德兰冥场面。{{黑幕|老阿姨的悲剧:在研究老阿姨改进方案的过程中海军部已经发现了她的十个甚至九个弱点,但最终针对这些弱点的改进没有一个落实到她自己身上}} | ||
也是从这时开始,恩考特<del>这回不是德谍了</del> | 也是从这时开始,恩考特<del>这回不是德谍了</del>提出采用全前置主炮布局(另有一说称是阿特伍德和古道尔提出),并将轮机舱移动到舰艉,这样一来敌舰炮弹砸穿通风口后砸进弹药库的概率就降低了一大半——即便没有任何防护强化,也只有舰艉方向射来的落弹才会存在这种可能性。当然,这意味着主炮将失去几乎全部的舰艉方向射界,不过大量的战例已经证明对于战列巡洋舰来说舰艉主炮的使用率极低——毕竟战巡的主要角色就是侧翼包抄和高速拦截,而新主炮布局在这两个方向上的射界甚至比传统布局更为优秀。 | ||
全前置主炮还有许多额外好处:主炮弹药库和轮机舱核心区彼此分离,并且都非常集中,意味着核心区长度被缩短到最小,从而能够显著降低装甲所需的重量。同时,锅炉舱和弹药库都能更接近设计厚度最大的舰舯,从而受到更好且更完善的保护,尤其是防雷系统和水中弹防护在舰舯附近最佳。此外,同样是由于上述这些核心区域集中在最厚的舰舯部位,包括炮塔和锅炉在内的重量载荷对船体结构造成的弯矩和惯性矩影响也大大减轻了,从而能够减轻船体结构重量、改善机动性;同时,被大幅度后移到舰艉的烟囱,将能够一劳永逸地解决从无畏舰时代开始就一直困扰皇家海军主力舰的一大严重问题——由于常规布局中主桅和前烟囱太近,主桅上的值班军官经常在低航速和顺风下被飘过来的浓烟变成熏肉。{{黑幕| | 全前置主炮还有许多额外好处:主炮弹药库和轮机舱核心区彼此分离,并且都非常集中,意味着核心区长度被缩短到最小,从而能够显著降低装甲所需的重量。同时,锅炉舱和弹药库都能更接近设计厚度最大的舰舯,从而受到更好且更完善的保护,尤其是防雷系统和水中弹防护在舰舯附近最佳。此外,同样是由于上述这些核心区域集中在最厚的舰舯部位,包括炮塔和锅炉在内的重量载荷对船体结构造成的弯矩和惯性矩影响也大大减轻了,从而能够减轻船体结构重量、改善机动性;同时,被大幅度后移到舰艉的烟囱,将能够一劳永逸地解决从无畏舰时代开始就一直困扰皇家海军主力舰的一大严重问题——由于常规布局中主桅和前烟囱太近,主桅上的值班军官经常在低航速和顺风下被飘过来的浓烟变成熏肉。{{黑幕|罪魁祸首是费舍尔老爹为了减少舰艇的被弹面始终追求最大限度缩小上层建筑面积,因此把烟囱和主桅放得极近——费老爹甚至还设想过直接拿烟囱当主桅的方案,这下不是熏肉是烤肉了}} | ||
在拥有了这一革命性布局之后,恩考特放手一搏,设计了I3方案。这一方案完全抛开了入坞限制,从而拿掉了在长细比和主机动力上的枷锁,试图看看在新布局下能够造出怎样的怪物。最终的结果是一艘长达282米、装备三座三联装18英寸主炮,拥有厚达7寸的弹药库装甲甲板、8寸的上部主装甲带和12英寸/25度倾斜的主装甲带,同时还能达到32.5节高速的庞然大物,并装载有当时主力舰四轴推进能够承载的最大功率、高达18万马力的主机。这是皇家海军有史以来设计过的第三大(仅就船体尺寸而言)主力舰,仅次于无比和后来的狮级战列舰。即便如此,在防护水平相比K2/3有极大提高的情况下,I3方案的船体重量居然还反而减少了250吨,排水量“仅”有5.17万吨,比K2/3方案的5.2万吨还要轻!而庞大的主机组和轻量化的船体,则让航速足足增加了3.5节!新布局在减重和提高航速方面的优势得到了充分的体现。 | |||
I3的性能如此完美,下一步要做的就是如何将其进一步缩小到满足入坞限制的水平了。H3系列方案试图通过去掉一组主炮来减少吨位和尺寸,其中H3a去掉了舰舯主炮塔,H3b和c则去掉了舰艏主炮塔。由于去掉一组主炮的大幅减重,H系列方案的排水量足足减少了7,000吨之多,而主机仍维持18万马力不变,因此能够真正满足33.5节的极速指标(减重最极端的H3c甚至有望达到33.75节),并且将尺寸控制在入坞限制要求的262米长。同时,去掉一座主炮塔还能解决I3的一个小缺陷:由于被前移的Y炮塔挤占了舰舯这一原本是副炮的理想位置,I3只能在舰桥两侧放置一对副炮塔,其他副炮都只能放在舰艉,一定程度上影响了副炮射界。在取消一座炮塔之后,H3可以把副炮重新挪回舰舯。 | |||
尽管如此,6门主炮是火控校射所需的最小数量下限,这意味着这一方案几乎没有损伤裕度。任意一个主炮塔被击中或故障损坏都会立即导致战舰的火力密度和精度严重下降,这对于需要单独在远海作战、可能需要很长时间才能回港进行修复的战列巡洋舰而言是难以接受的。 | 尽管如此,6门主炮是火控校射所需的最小数量下限,这意味着这一方案几乎没有损伤裕度。任意一个主炮塔被击中或故障损坏都会立即导致战舰的火力密度和精度严重下降,这对于需要单独在远海作战、可能需要很长时间才能回港进行修复的战列巡洋舰而言是难以接受的。 | ||
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G3级的防空火力为六座QF 4.7英寸Mark VIII防空机炮,最大俯角-5°,最大仰角90°,发射23千克重的高爆弹,膛口初速749米/秒,射速8-12发/分钟,最大射高为9,800米,水平有效射程则少得多。设计中还计划安装四座八联40毫米QF 2磅Mark VIII机炮(也就是所谓的八联装40毫米砰砰炮),其中两座在烟囱前方(《战舰世界》的G3级和I3级建模还原了这一设计特征),两座在舰艉。该炮以590米/秒的初速发射0.91千克的炮弹,射程3,500米,射速约为每分钟96-98发。 | G3级的防空火力为六座QF 4.7英寸Mark VIII防空机炮,最大俯角-5°,最大仰角90°,发射23千克重的高爆弹,膛口初速749米/秒,射速8-12发/分钟,最大射高为9,800米,水平有效射程则少得多。设计中还计划安装四座八联40毫米QF 2磅Mark VIII机炮(也就是所谓的八联装40毫米砰砰炮),其中两座在烟囱前方(《战舰世界》的G3级和I3级建模还原了这一设计特征),两座在舰艉。该炮以590米/秒的初速发射0.91千克的炮弹,射程3,500米,射速约为每分钟96-98发。 | ||
由于自无敌级诞生以来英国战列巡洋舰对鱼雷攻击的奇怪重视,G3级也计划配备两座向侧舷发射的水下鱼雷发射管,鱼雷弹库和发射管室位于台甲板上、舰艏炮座的正前方。每座发射管平时备雷为6条,在战时可增加到8条。在早期设计中使用的是常见的21英寸(533毫米)鱼雷,此后在1921年8月的终稿中鱼雷口径被加大到24.5英寸(620毫米)。24.5英寸Mark | 由于自无敌级诞生以来英国战列巡洋舰对鱼雷攻击的奇怪重视,G3级也计划配备两座向侧舷发射的水下鱼雷发射管,鱼雷弹库和发射管室位于台甲板上、舰艏炮座的正前方。每座发射管平时备雷为6条,在战时可增加到8条。在早期设计中使用的是常见的21英寸(533毫米)鱼雷,此后在1921年8月的终稿中鱼雷口径被加大到24.5英寸(620毫米)。24.5英寸Mark I鱼雷的战斗部装药为743磅(337千克)TNT,使用富氧空气驱动,为此还在终稿中为鱼雷舱增加了一台高压氧气压缩机。其速度/射程有两档可调:35节/15,000码,或30节/20,000码。 | ||
值得一提的是,由于高富氧助燃剂的危险性,恩考特对G3级装备氧气鱼雷坚决反对,而英国皇家海军最终也放弃了为战舰装备氧气鱼雷的计划。而他们的“好学生”日本海军,将在二十年后以[[61厘米三连装氧气鱼雷|同样的装备]]痛击米英鬼畜——同时也面临着同样的风险。{{黑幕|[[鸟海]]含泪点赞}} | |||
====火控系统==== | ====火控系统==== | ||
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如前所述,为了防护烟囱和通风口造成的天窗,艉楼上的烟囱和通风口区域被一个35米长的装甲盒包围,从而阻挡后方小角度入射的炮弹落入X炮塔弹药库。烟囱装甲盒最厚处位于烟囱基座前部,达到12英寸,并内倾21°。侧面和后面的不同区域则分别变薄到9英寸、6英寸、5英寸和4英寸。这一设计是在G3定案中才引入的,之前的方案都没有确定烟囱装甲盒的设计(也可能是没有细化)。 | 如前所述,为了防护烟囱和通风口造成的天窗,艉楼上的烟囱和通风口区域被一个35米长的装甲盒包围,从而阻挡后方小角度入射的炮弹落入X炮塔弹药库。烟囱装甲盒最厚处位于烟囱基座前部,达到12英寸,并内倾21°。侧面和后面的不同区域则分别变薄到9英寸、6英寸、5英寸和4英寸。这一设计是在G3定案中才引入的,之前的方案都没有确定烟囱装甲盒的设计(也可能是没有细化)。 | ||
主装甲甲板的长度与主装甲带一致,并在两舷向下逐渐倾斜2. | 主装甲甲板的长度与主装甲带一致,并在两舷向下逐渐倾斜2.5度,从而与主装甲带上缘相接形成完整的装甲盒。与侧舷主装甲带一样,装甲甲板的厚度也分为前后,前装甲甲板覆盖全部主炮弹药库和前6个锅炉房,厚度达8英寸;后装甲甲板则覆盖直到最后端副炮弹药库的区域,在后3个锅炉房上方为4英寸<del>天窗最后还是留下了一点</del>,在机舱和副炮弹药库上方则为7英寸。装甲甲板与主装甲带一样向艏方向延伸14米以保护鱼雷弹库,并逐渐变薄到6英寸;艉部延伸则长32.5米,厚度减薄到3英寸。 | ||
炮塔正面装甲厚达17.5英寸,侧面和后面厚度分别为9和13英寸,顶部厚度则为8英寸。炮座装甲为14至11英寸,视不同炮位的落弹风险有所不同,即面向外侧为最厚的14英寸,其他方向为11英寸。司令塔装甲为9-12英寸,通讯管装甲8英寸,火控台装甲3-5英寸。 | 炮塔正面装甲厚达17.5英寸,侧面和后面厚度分别为9和13英寸,顶部厚度则为8英寸。炮座装甲为14至11英寸,视不同炮位的落弹风险有所不同,即面向外侧为最厚的14英寸,其他方向为11英寸。司令塔装甲为9-12英寸,通讯管装甲8英寸,火控台装甲3-5英寸。 | ||
G3级配备的防雷鼓包设计最大防护当量为340千克TNT,包括外部的空腔、内部的液舱和鱼雷隔舱,空腔内填充了空心无缝钢管以减少进水,不过战后对此设计的实验结果表明,将两层空间全部设置为液舱的效果更佳。鱼雷隔舱由两层0.875英寸/22毫米高强度钢构成,设在舷内4. | G3级配备的防雷鼓包设计最大防护当量为340千克TNT,包括外部的空腔、内部的液舱和鱼雷隔舱,空腔内填充了空心无缝钢管以减少进水,不过战后对此设计的实验结果表明,将两层空间全部设置为液舱的效果更佳。鱼雷隔舱由两层0.875英寸/22毫米高强度钢构成,设在舷内4.1米处。鱼雷防护系统配备有压缩空气吹除装置,在侧舷被击中后能够在15分钟内完成扶正。船体也设计有双层底,厚度在5-7英尺左右,能防护装药130千克的水雷。 | ||