克诺珀斯级战列舰: 皇家海军的史前战列巡洋舰（上）

冷炮历史2021-03-16 06:19

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1892年，为了应对中国的定远级战列舰，日本从英国订购了两艘战列舰–富士号与八岛号。在英法的指导下，日本的设计师在一代人的时间内取得了数百年的进步，已经开始自主设计巡洋舰。但他们仍然觉得自己暂时无法承担设计战列舰的工作。

东方的新威胁

富士级战列舰的效果图

于是，日本人试着寻求威廉-怀特爵士的指导，后者也刚刚负责了开启前无畏舰时代的君权级战列舰的设计建造工作。这级战列舰给人的印象是如此深刻，以至于日本人决定将他们的新战列舰打造成君权级的稍小型改进版。

改进之处主要在于主炮火力，包括以新式无烟火药为基础设计的12英寸炮已经完成，并用于英国1892-1893计划中的庄严级战列舰。新炮的重量仅有46吨，而君权级上面旧的13.5英寸炮重67吨。所以，节约的重量可以在露炮台设计的基础上为火炮安装重型装甲护罩，从而形成炮塔结构。日本人决定采用这种新炮与炮座炮塔机构。

参加维多利亚女王登基60周年检阅式的富士号战列舰

除此之外，富士级的防护与君权级基本相同。同样有18英寸的水线装甲带、4英寸的上部装甲带，但主炮炮座要薄一些。需要指出的是，此时哈维装甲已经基本成熟，怀特在声望号与威严级的设计中已经充分利用了新装甲的优势。威严级的9英寸哈维装甲防御能力与旧的18英寸钢面铁甲对等，而防护面积能够扩大一倍。

怀特将此事也告诉了日本人，但后者令人奇怪地决定不改变布局。稍后又决定将18英寸装甲带直接换成哈维装甲，从而打造出极度过剩的水线防护，而上部装甲带防御仍然不足。新船的副炮也与君权级基本一致，10门6英寸速射炮中的4门置于主甲板的装甲炮廓中，其余6门则在上甲板，由炮盾保护。反雷击武器则全由3磅/2.5磅47mm速射炮组成，相比君权级的6磅/3磅组合要轻得多。动力也略强于君权级，结合其小得多的排水量（正常排水量12450吨），赋予其很高的航速。其中，自然通风航速高于17节，强压通风航速超过18.5节（八岛号试航中达到过19.227节）。总的来说，这是一艘缩小了两千吨的君权级，但配备了威严级的主炮。

富士级的主炮，其结构与威严级基本一致

但炮塔装甲要薄很多 以降低重量、改善稳定性

富士级真正被皇家海军注意的特别之处在于其尺寸。确切来说，就是吃水能在携带100吨载重的情况下，顺利通过苏伊士运河。由于她们不必在远离基地的地方活动，而且拥有足够多的可用码头，因此也不需要像皇家海军的海外型战舰那样包裹底部铜皮。这便是她们能维持较浅吃水的重要原因。怀特认为富士级的稳性尽管足够，但还不能完全达到皇家海军的标准。

除此之外的其他方面似乎都值得密切关注。由于自己和其手下人员与日本人进行过密切合作，他得以在1895年3月向审计长提交一份展示了富士级细节的报告。

富士级战列舰的整体布局与装甲图

1894-1895年的中日甲午战争在当时可谓意义重大。19世纪后期发展出来的火炮与防护理念，终于有机会得到一次较为全面的检验。后文会提及这一战在技术层面造成的影响，不过此时更直接也更显著的影响是日本海军俘获了北洋水师的镇远号战列舰。

1895年5月13日，海军部委员会在审计长费舍尔的房间里开会。专门讨论1896-1897年度要建造的战列舰的数量和类型，DNC怀特与DNI（海军情报主任）也在场。考虑到外国的造舰计划，下一年的战列舰数量被定为5艘。怀特指出，考虑到富士级战列舰与日本俘获的中国战列舰可能会被实施改造以强化战斗力。所以，新建造的这些一等战列舰中，必须要有一部分能够通过苏伊士运河。之前的二等战列舰百夫长级显然是不足以对抗富士级的。这个意见得到了与会各方的首肯，会议上也讨论了新战列舰的具体指标，我们会在下一节叙述，并展示当时战列舰的完整设计过程。

定远级铁甲舰的复原CG

设计过程

在海军部开会的 费舍尔爵士

在会议上，新战列舰被认为应该具备与声望级相同的速度与燃料装载量。但要有4门在威严级上面配备的12英寸主炮，并安装在炮塔内。前主炮轴线要在水线以上25英尺，后主炮则是23英尺。

副炮也要与声望号一样，另外还要配备8门12磅炮、12门3磅炮和5具鱼雷发射管，4具在水下，朝侧舷发射，1具在舰艉水上位置，由装甲防盾保护。6英寸炮最好装在侧舷的双层炮廓内，这样正前正后都有4门火炮可以开火。6英寸炮的备弹量可以削减到每门150发。吃水约26英尺。舰艏干舷22英尺，舰艉19英尺，这与巴弗勒尔号相同，比声望号要高。

双层炮廓设计，图中下层的6英寸炮并未画出。双层炮廓的上下两层共用弹药提升通道能简化结构、节约重量，并且赋予二者相同的射界，不会互相影响。如果上下炮廓错开，在朝向艏艉射击时，较靠前的那个炮廓就容易受到靠后炮廓的炮口爆风影响。

1907年的克诺珀斯级海洋号 可以看出其侧舷的副炮有较好的前向射界

两天之后，5月15日，怀特给自己手下的设计师邓恩、W. E. 史密斯和卡德威尔寄去了一份手写的备忘录，提出了具体的要求：

重型武备 4门12英寸炮，安装在圆形炮座中（和凯撒号一样）。

轴线高出水线的高度 舰艏25英尺 舰艉23英尺、每门炮60发炮弹

二级武备是 10门6英寸炮，安装在炮廓中。4门在上甲板（和声望号一样），6门在主甲板上。其中4门要能朝向与龙骨平行的方向开火。每门炮150发炮弹。

辅助武备至少与声望号一样，但如果可能的话多加4门12磅炮。

桅杆数量2。每个都有1座桅盘（在下端，和Talbots号一样）以及1座探照灯站。前桅要尽可能轻。

速度和声望号一样，煤炭供应同上

装甲堡统一的6英寸炮座，在装甲堡以上的部分12英寸，以下6英寸装甲堡的长度，视提供的机械与锅炉以及环绕炮座、安装中轴扬弹机所需而定。

由于采用长度尺寸较小的中轴扬弹机和圆形炮座，装甲带的长度可能比威严级更短。在装甲堡的前后，看看从水下甲板到主甲板的2英寸前部侧舷装甲和1英寸后部侧舷装甲的重量要求是多少。

战舰不会被包裹木壳和包铜。可能的话，吃水不能超过26英尺11英寸。和百夫长级一样的干舷。底板和君权级一样，舭龙骨为 3英尺深。

新的二等巡洋舰拥有？？12000马力

询问首席工程师他是否想用贝尔维尔锅炉。

成型后的克诺珀斯级战列舰

5月30-31日，第一份附有重量分配表的草图设计已经完成。此时新舰被称为“新声望”。实际上，怀特与他手下设计师的工作就是把一套威严级的武备安装进声望号的舰体，因此必须想方设法节约重量。从怀特的备忘录中可以看到他打算采取的手段。对于装甲最为厚重的炮座，他使用了圆形而不是之前体积更大的梨形。安装10门6英寸副炮而不是12门，备弹量是150发而不是200发。

最主要的牺牲还是装甲。主装甲带从威严级的9英寸削减到6英寸。并从一开始就得到海军部委员会的认可。有学者称之为“野兽的本性”。如果需要浅吃水、高速和重型武备，那当然要有所让步，而削减防护被认为是可以接受的。反过来，像声望号那样配备10英寸主炮倒是难以容忍。

富士级炮塔与炮座的俯视图，可以看到其炮座截面呈梨形，如果能变成正圆形就能节约很多重量，怀特也确实是这么做的。

在初步草图的基础上，设计工作在接下来的几个月继续推进。这项工作推进的较为缓慢，因为新舰需要更精确的重量计算。通常来说会留出3.5-4%的排水量，这被称为“委员会余量”，来防备可能的超重。在威严级上面它被削减到200吨，而新舰由于需要严格限制吃水，这个余量被进一步削减到100吨。

由于新舰的舰体会更长更宽，为了确保强度要使用更厚的龙骨底板，也是为强化稳定性还需要增设舭龙骨。重量预计将达到5250吨，超过了声望号的4640吨。这也进一步加大了设计师工作的压力。怀特的备忘录里提到了贝尔维尔锅炉，这种水管锅炉比传统的圆形火管锅炉轻便得多，看起来能很好地解决重量问题。可减少的这些重量都位于底舱，反过来削弱了战舰稳性，这都需要设计师做出详细的计算来反复调整。

19-20世纪间的军舰设计大师 威廉-怀特

9月，有人提出了在新舰上引入6英寸与4英寸的混合副炮配置。4英寸炮是之前4.7英寸炮的替代品。后者被认为有点笨重，安装在炮舰与巡洋舰上不太方便。4英寸炮的弹头重31磅，加上药筒，整枚炮弹对于单人而言也并不沉重，弹药传输、装填都非常迅速，也就带来了良好的投射量。这种建议一方面是出于强化投射量的考虑，因为此时6英寸副炮已经开始有了威力不足的迹象。既然6英寸和4英寸在战列舰装甲面前没太大区别，那么不如强化投射量以提高打击无防护区域的能力。同样也是为了强化反雷击能力，此时6英寸炮的灵活性是不足以打击雷击舰的，而4英寸炮可以。

结合了以上提议，10月的第一周，詹姆斯-邓恩以DNC的名义给审计长写了一封信，提交了三张新舰的草图设计。所有方案都有相同的4门12英寸主炮和12门12磅反雷击炮。只不过，方案A拥有10门6英寸副炮。全部置于装甲炮廓之内，每舷前后各一各双层装甲炮廓，舯部则是一个单层炮廓。方案B是12门6英寸副炮。舯部的单层炮廓被取消了，取而代之的是一道4英寸哈维装甲带。连接了前后两个双层装甲炮廓，装甲带上开出炮门。安装2门6英寸炮，之间用隔板隔开。方案C在B的基础上把4英寸装甲带后的合计4门6英寸副炮换成8门4英寸副炮。这样合计拥有8门6英寸、8门4英寸。所有方案的稳定性与重量分配都大致相同。下图展示了这三个设计方案。

邓恩提交的三个设计方案

10月9日审计长给DNC做了正式回复：出于“已经充分讨论过的原因”，我们决定在武备上采用建议的替代方案。在声望号主甲板两舷各增加2门6英寸速射炮，去掉主甲板上单个的6英寸炮廓，并用4英寸哈维装甲保护上甲板与主甲板之间的侧舷。正如草图B所示，6英寸炮之间会有装甲档板，以此取代草图A所示的布置。这里“已经充分讨论过的原因”，显然与该级舰的初衷——削弱防护以安装重型武备是一回事，所谓“the nature of the beast”。

之后的设计就在方案B的基础上进行。由于设计过程中吨位快速上升，艏艉的1.5英寸与1英寸装甲带被取消，舰体延长到400英尺的建议也被拒绝。即便如此，吨位也已经上升到13250吨。10月19日，首席工程师约翰-德斯顿爵士与其手下人员开始研究动力系统的具体布局，此时已经决定使用贝尔维尔锅炉。到了11月，工程师们承诺，20台贝尔维尔水管锅炉在自然通风的情况下即可提供比原本要求的强压通风12500马力更强的动力。12月11日，设计已经有了足够高的完整度。于是正式提交给海军部委员会，并在1月11日被批准。此时，人们已经在寻找装甲堡装甲的投标公司。下图展示了之后的细化设计，注意此图是按照400英尺长度绘制的。

1895年10月的草图，结合了首席工程师设计的动力系统，其最大的特征就是后倾的三烟囱，外观灵动飘逸，好似巡洋舰。图中也展示了主甲板夹在装甲炮廓之间的6英寸炮的具体布局，能看到中间那道装甲隔板，这能一定程度上防止连带杀伤。

（未完待续）

克诺珀斯级战列舰: 皇家海军的史前战列巡洋舰（中）

冷炮历史2021-03-17 06:21

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在设计方案提交给海军部委员会并获得批准之后，新舰在设计上本应尘埃落定。但这次怀特本人出来横插了一杠子。

1896年4月16日，怀特结束了自己的地中海考察与度假休息。此时动力系统的部分已经设计完毕，从排烟角度来看首席工程师的三烟囱布局是最优的。但怀特对此表示不满，认为这种布局在纵向上占据的长度过大，挤占的过多空间会让舰面工作变得困难。首席工程师此时已经准备将设计图拿出去招标，对怀特的意见他自然很恼火。但怀特已经绕过了他，抢先找到二人的共同上司也就是审计长，对这个设计做了清算。之后怀特可能不无得意地写信给首席工程师说：

我们将采用有两座烟囱的修正计划。这些是竖直的，而不是像更早的设计那样倾斜。据了解，使用三座烟囱符合审计长（费舍尔）的意愿，但正如现役意见所显示的，这样会让舰载小艇运作困难，在某些情况下可能是危险的。因此，审计长同意使用两座烟囱，从而减少了5吨的重量。

1900年在中国站服役的荣誉号，竖直的双烟囱确实赋予其更静态、更威严有力、也更战列舰的外观；三座后倾的烟囱则更巡洋舰一些，灵动飘逸，惹人遐想。

由于此时图纸尚未完成，还有一些“浮动时间”可用，因此这样的修改是可行的。怀特喜欢并一直采用的并列双烟囱是不可行的，但首席工程师还是在4天内把烟囱改成前后串列的两座。

1905年的 克诺珀斯级战列舰

与此同时，怀特还对副炮进行了重新设计，将原来排布得相当紧凑的副炮分散到更大的长度上。同时将全部12门副炮都置于装甲炮廓之中，通过把炮廓正面从6英寸削减到5英寸来平衡多出来的重量。但后来由于厚度较薄的硬化装甲难以弯曲，又被迫恢复到6英寸。怀特在备忘录中指出，大东沟海战的经验表明原来的炮位设置并不合适，临近的炮位很容易被一次炮弹爆炸大面积破坏。即便有隔板也是如此，而单独的装甲炮廓中，不仅一个炮廓不会受到另一个被攻击的影响，甚至其中的炮手都可能意识不到其他炮廓被攻击。

这样，克诺珀斯级的副炮布局就与之前的威严级几乎一样，但设计出发点并不相同。怀特还削减了炮塔装甲与前部横舱壁装甲，加厚了装甲堡内部的防护甲板装甲。他的工作是卓有成效的，最终的设计排水量是12900-12950吨，比预计的要低不少，而弹药供应甚至回到了威严级水平——主炮备弹80发，副炮备弹200发。

以上两张照片中，第一张是克诺珀斯号，第二张是威严级乔治王子号，可以看到为了前后向射界，前者的下层副炮的前后炮廓明显地往舷外突出，这是与威严级的一个较大的差别；但二者的副炮位置几乎完全相同

1896年5月底，最终的设计得到了海军部委员会的盖章。而在此之前议会就通过了1896-97年度海军预算，其中包括5艘新战列舰。不久，一些被选中的公司接到了投标邀请。必须在6月15日之前派遣1名代表，带着一份授权函到海军部复制图纸以便投标。投标书必须在1896年7月21日中午之前送到海军部。这5艘战列舰就是克诺珀斯级，分别被命名为克诺珀斯（Canopus）、歌利亚（Goliath）、海洋（Ocean）、阿尔比昂（Albion）、荣誉（Glory）。

在1897-1898年度计划中，海务大臣们建议再建造4艘克诺珀斯级，但日本此时又订购了更大的战列舰，使用了诸多新技术，于是海军大臣决定不把新舰限制在克诺珀斯级的框架内，这造就了可畏级战列舰，计划中的4艘战列舰最终只有1艘是按照克诺珀斯级建造的，即报复号（HMS Vengeance）。这就是全部的6艘克诺珀斯级。

克诺珀斯级最终的设计排水量12950吨，垂线间长390英尺，宽74英尺，吃水26英尺，舰艏干舷24英尺3英寸，舰艉干舷19英尺。相比之前的一等战列舰威严级，其舰艏干舷略低而舰艉略高，不过二者的适航性与操纵性能并无很大的差别。在舰体长度相等的情况下，更浅的吃水会让转弯半径更大一些。总的来说，克诺珀斯级也拥有良好的线型与舰体设计，在远东的服役一直都令人满意。

克诺珀斯级的二视线图

武备

克诺珀斯级战列舰的船艏主炮

克诺珀斯级配备了4门12英寸35倍径Mark VIII型后膛炮，也被称作46吨炮。这种火炮由伍尔维奇阿森纳的皇家兵工厂设计，由维克斯公司制造，也是最早应用缠丝工艺炮管的火炮之一。总长数英里的钢丝被紧密缠绕在火炮衬管上，外面由外管包裹。它能带来更强的承压能力，因为柯达无烟火药的引入显著提高了峰值膛压，这种工艺也就显得非常必要。

在174磅无烟火药的推动下，这门火炮能把850磅的弹丸以2350英尺/秒的初速打出。其炮口动能仅比旧的13.5英寸炮低了不到一成，而截面动能密度远远超出，也就带来了强大的穿甲能力，弹道也更平直，更易命中。

12英寸炮的后膛机构，图中也部分展示了其截面，红框圈出的部位即为炮身的缠丝结构

克诺珀斯级的主炮相对于以往英国战列舰的主要改进在于其火炮安装（Mounting，这个词是炮塔、炮座及其内部装填、旋回等机构的统称）。之前主炮的扬弹机与装填杆位于梨形炮座的凸出部分，需要火炮指向舰艏或舰艉轴线方向，炮身仰起，炮尾沉入炮座中。这样才能装填，装填杆可以直接将炮弹推入炮膛。

考虑到如此装填过于缓慢，炮塔内往往也会储存一部分炮弹。有专门的装填杆，而发射药由一个小型升降机送入炮塔内。不过，炮塔内能储存的弹丸是有限的，因此这种方式只能改善短时间内的射速，对长时间交战的持续射速并无多大帮助。而这种装填方式还带来一个更为显著的弱点：炮塔的侧面面积一般远大于正面面积，仅仅是为了节省重量。其装甲厚度更薄，在指向艏艉装填的时候，炮塔就变成了一个庞大而脆弱的目标。

指向侧舷的12吋35倍径炮的炮塔，可以看到其侧面的巨大面积

富士级的炮塔与炮座，蓝框内是炮座内部的装填机构，红框内是炮塔装填杆。

皇家海军意识到，法国海军的炮塔能进行真正意义上的全向装填，这成了他们改进的动力。在威严级的最后2艘，凯撒号（HMS Caesar）与光辉号（HMS Illustrious）上面，之前由埃尔斯维克设计的B.II型Mounting被废弃，新的B.III型由惠特沃斯公司设计，其炮座是圆形截面而非梨形，炮座下半部分的内部是下段弹药提升井，它是固定的，向下延伸到炮弹库与发射药库，向上则伸入炮塔下方的换装平台（working chamber），后者与炮塔是一体的，随炮塔一同旋转，内部装有直接通往炮尾的上部扬弹机，炮弹会从下段提升井内提升上来，一具液压吊车将其转移到上部扬弹机上，再提升到炮尾位置，炮塔内的装填杆将其填入炮膛。圆形炮座的体积小于梨形炮座，从而大大节约了重量。

B.III型被设计成二段式结构的另一个重要原因，也是这种结构的优势，在于它的安全性更好。之前的梨形炮座，其弹药提升是一段式的，炮座顶端的装填机构实际上与弹药库直接相连，如果一枚炮弹穿入炮塔或炮座上端并爆炸，那么产生的火焰完全有可能直接抵达弹药库，从而摧毁全舰。二段式设计没有这种问题，不存在直接的连接路径，而下段弹药提升井处于侧舷装甲带的屏护之下，以当时的交战距离，弹道非常平直，炮弹只能先击穿侧舷装甲带才能抵达炮座，而抵达这里还不会爆炸的炮弹，这个时期尚不存在。

一种二段式全向装填机构，图中只展示了上段，红框圈出的部分就是working chamber，可以看到其中也能储存一部分炮弹。注意这并非B.III型的炮塔，图中的装填角度为7.5度，而B.III型为固定13.5度

克诺珀斯级最初打算配备这种B.III型Mounting，不过它也不是完全令人满意。二段式由于多了一次中转，毫无疑问也降低了射速：B.II型Mounting发射炮塔内储备的炮弹时，平均约70秒1发，从弹药库提弹时100秒1发。如前面的图片中所展示的，B.III型能在换装平台内放置一部分炮弹，当装填这部分炮弹时，火炮可以每65-80秒发射一发炮弹。而当炮弹来自弹药库时，这个时间就延长到90-109秒（不过这个时间里面也包括了瞄准。如果立即开火的话，这个时间能缩短三分之一到一半）。不能说速度没有提升，但确实很有限。因此，在第一批5艘克诺珀斯级中，只有克诺珀斯号、歌利亚号与海洋号这三艘安装了B.III型Mounting。

被抢走生意的埃尔斯维克自然不会这样善罢甘休。他们之前已经提出了两个新设计，但都没被接受，反而人们认为保持埃尔斯维克拥有连续不断的订单是至关重要的。于是在他们的游说下，被允许再尝试一次，而这个努力的成果就是B.IV型Mounting。如果按我们前面所讲的，那么它其实是一种倒退：尽管具备全向装填能力，但其提弹装置是一段式，从弹药库直接提升到炮尾，完成装填。这是DNO的建议，他认为之前的二段式太复杂。不过，这种改进并未获得相应的收益：它的实际射速并没有提升，原因在于在装填杆把炮弹送入炮膛之前，装载炮弹的提弹架都不能下降返回弹药库，这实际上拖慢了装填流程，而之前的二段式由于上下端之间存在中转，下段是可以直接返回的。第一批克诺珀斯级中的另外两艘，阿尔比昂号与荣誉号使用了B.IV型Mounting。

B.IV型Mounting，整个弹药提升装置都随着火炮一同旋回

在最后建造的报复号上面，维克斯公司设计的B.V型Mounting被引入。它恢复了B.III型的二段式结构，但改为全角度装填，其关键在于使用了链式装填杆，它是伍尔维奇在1894年提出的设计。由于这种装填杆的体积很小，它能够很方便的随火炮一同俯仰，从而实现在任意俯仰角下的装填。之前介绍的所有机构都需要火炮先抬高到13.5度再装填，而以当时的交战距离，火炮仰角往往连5度都没有，因此全俯仰角装填能节约装填时间，按当时在君权号上面的测试，大约能节约20秒。主炮系统至此才算进入了基本完善的状态，这种基本结构将一直沿用到1910年代。

拥有全俯仰角装填能力的炮塔。红框中圈出的即是这一能力的关键，链式装填杆（chain rammer），它安装在装弹臂上，而装弹臂是火炮炮架的延伸，随火炮一同俯仰

克诺珀斯级的副炮仍是6英寸40倍径速射炮，我们在之前声望级的篇章中已有介绍，这里不作赘述。12门副炮中，上甲板的4门副炮距离水线约19英尺，主甲板8门副炮距离水线约12.5英尺。过多的副炮位于主甲板一直是英国主力舰设计上的一个缺陷，克诺珀斯级自然也不例外。

反雷击炮也仍然由12磅与3磅速射炮组成，邓恩完成的设计中包括6门12磅与12门3磅，12磅炮安装在上甲板，位于6英寸副炮之间，3磅炮则全部安装于桅盘中，每座桅杆上有上下两座桅盘，各安装3门。不过在1896年怀特修改设计之后，12磅炮被增加到10门，艏艉两舷主甲板位置各1门；3磅炮削减到6门，上部桅盘连带其上安装的火炮被直接取消。

克诺珀斯级的鱼雷武器为4具18英寸水下鱼雷发射管，都指向侧舷，位于水下9.75英尺处。原本在舰艉还有一具，位于水上，有专门的防盾保护，但在建造过程中被取消了，这是受到1898年美西战争的影响。在圣地亚哥之战中，Vizcaya号的舰艏水上发射管中的鱼雷被一发美国炮弹引爆，即便那里有装甲防护，但也对船头造成了严重损坏，证明了这一改动的必要性。

（未完待续）

克诺珀斯级战列舰: 皇家海军的史前战列巡洋舰（下）

冷炮历史2021-03-18 06:11

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克诺珀斯级战列舰在防护上的一个重大进步，那就是运用了克虏伯硬化装甲。更早的哈维硬化装甲，已经在抗弹能力上有了巨大提升。但测试表明它还是存在不足，主要问题在于背面的韧性仍然不够。于是德国克虏伯公司在其基础上开发出一套改良的工艺。调整了装甲基材的配方，在低碳钢中加入3.5-4%的镍、1.5-2%的铬以及微量的锰和钼。在这种合金钢基材的基础上，渗碳、淬火等各步骤的工艺也都有改进。

经过种种复杂的工艺，KC装甲的性能又有进一步提升。按皇家海军1915年炮术手册，对于无被帽穿甲弹，5.75英寸的KC装甲即相当于7.5英寸的哈维装甲，或者12英寸普通钢甲，又或者15英寸锻铁装甲。哈格则指出，厚度不同的KC装甲，因其表面硬化层的厚度比例不同，抗弹效能也有比例性的差异。

英军进行的装甲防护测试

哈维装甲一般相当于2倍厚度的锻铁装甲，对于KC装甲来说不会低于这个值，但具体数值随装甲板厚度的变化而变。4英寸KC装甲的比例是2.25，6英寸是2.67，12英寸则又降到了2.33。也就是说，6英寸的KC装甲拥有最平衡最理想的性能，而克诺珀斯级就大范围使用了这个厚度的KC装甲。

克诺珀斯级的主装甲带厚6英寸，总长度196英尺，占全长的50%左右，高14.5英尺。在正常排水量下，装甲带上边缘与主甲板平齐，高于水线9英尺，下边缘低于水线5.5英尺。与以往的战列舰一样，主装甲带的末端延伸出装甲横舱壁会向舰体内斜向延伸，与炮座相连接，形成封闭的装甲堡。克诺珀斯级上面的装甲横舱壁厚度是渐变的，从炮座位置的12英寸向外削薄到10英寸，再向外削薄到6英寸，与主装甲带连接起来。

克诺珀斯级的装甲图

在垂直防护上，克诺珀斯级的重大变化是增加了舰艏水线装甲带。这是一层2英寸厚的装甲（这个厚度当然就是普通的镍钢装甲，太薄的装甲在当时是难以进行渗碳硬化的），高9.5英尺，上边缘高出水线4英尺。从主装甲带的前部末端一直延伸到舰艏，在舰艏位置其高度增加到与主装甲带相同的14.5英尺。这道装甲看似没什么意义，无法防御任何口径稍大的炮弹，但实际上高爆弹及其弹片能对无防护的船壳造成很大的损伤。

在1909-10年间，英国人对爱丁堡号铁甲舰的一系列打靶实验。其结果表明大装药量的高爆弹能把小块船身结构完全摧毁，造成大面积的开放性破口。尽管舰艏本身不会有太多的进水，但破口本身会带来非常大的阻力，对于明确要求高航速的克诺珀斯级来说当然不是什么好事情。爱丁堡号实验同样证明，这种薄装甲能有效防止这种损害。尽管高爆弹能在其上打出破孔，但它几乎是立刻就爆炸了，大部分能量宣泄在外。装甲板背后几乎没有损伤，弹片也不足以击穿这层薄甲。

在实验中被反复重击的 爱丁堡号铁甲舰

实际上，在1870年的无畏号后，所有英国战列舰都不再拥有艏艉装甲带。直到克诺珀斯级出现，这种设计最初也是怀特在君权级上面提出的。不过当时被海军部委员会拒绝了，他们认为最好把这部分吨位节约下来给水线装甲带。对于战列舰来说无论是限制进水还是维持航速的能力其实都非常重要，因此这种设计在克诺珀斯级之后也就一直保留下来。直到皇家海军的末代战列舰前卫号上面，我们仍能看见类似的设计。克诺珀斯级所有的侧舷装甲铺设在由两层0.5英寸钢板建造而成的舰体外板之上的。

相比之前的战列舰，克诺珀斯级在水平装甲上也做出了较大的调整。当时有情报称，法国人将在他们的新战列舰上安装榴弹炮。大落角的炮弹对于水平方向无疑是个威胁，尽管之前战列舰的水平装甲也都很厚重，但位置太低。能把炮弹阻拦在离核心舱尽可能远的位置无疑是件好事。因此，克诺珀斯级在主甲板位置又铺设了一层1英寸厚的装甲甲板，把整个装甲堡的顶部封闭起来。这层装甲足以引爆任何高爆弹。尽管法国人最终并未在战列舰上安装榴弹炮，但这并不意味着战舰不会遭受榴弹炮打击。日俄战争中，日军就用重型榴弹炮对旅顺港内的俄国战列舰造成了极大杀伤，而俄国战列舰恰恰都缺少这一层“防榴弹炮装甲甲板”。

这张克诺珀斯级的设计图 能看到装甲布局

作为代价，克诺珀斯级的防护甲板被削薄了。在装甲堡内部，防护甲板的水平段和倾斜段都是2英寸厚度，水平段高于水线约2英尺。倾斜段则向斜下方延伸与装甲带下缘连接起来，而装甲堡以外的艏艉防护甲板则厚2-2.5英寸。

克诺珀斯级的炮塔正面和侧面装甲厚8英寸，顶盖厚2英寸。炮座在位于装甲堡外的部分厚12英寸，在装甲堡内的部分削薄到6英寸。前部司令塔有12英寸装甲，后部是3英寸。其副炮的装甲炮廓原设计是5英寸正面装甲，但得益于怀特卓有成效的减重工作，最终加厚到6英寸，这个厚度的KC装甲比较容易加工。

克诺珀斯的舯部横剖 可以看到其侧舷装甲及水平装甲布局

这种6英寸的主装甲带，无疑成为了争议之源。尽管海军部委员会全员都认可这样的设计，但民间、媒体和议会中还是出现了种种批评意见。《泰晤士报》直言克诺珀斯级不过是“二等战列舰”。怀特从两个方面反击了这些批评意见。

怀特首先指出：大东沟海战的经验表明，装甲的实际防御能力远远高于火炮的标称打击能力。日本战舰上安装的12.6英寸火炮在攻击中国战列舰的装甲堡时，只打进去了3-4英寸。据估计，日本人的这些重炮的标称穿甲能力是在2500码距离击穿23英寸铁甲。中国战列舰上8-14英寸的钢面铁甲，在当时绝非质量一流，却没有一处被击穿或遭受严重损伤。拥有6英寸KC装甲的克诺珀斯级在面对这种重炮的打击时表现只会更好。

19-20世纪之交的战舰设计 无不需要参考大东沟海战

怀特接着表示，一等战列舰的防护能力下限，应该是在近战距离完全抵御6英寸穿甲弹，任何情况下均不会被击穿。这样的防护也相当于在中近距离抵挡9.2/9.4英寸的“通常弹”。即便重型穿甲弹能在1500-3000码距离击穿克诺珀斯级的6英寸装甲。但这种炮弹一方面由于射速和火炮数量问题，实际取得的命中会很少。另一方面装药量并不高，造成的破坏有限。真正的威胁来自于6英寸炮弹和9.2/9.4英寸通常弹。前者射速快、火炮数量多，能取得的命中数量极大。后者在数量、穿甲能力、爆炸威力之间取得良好的平衡。当然，克诺珀斯级能完美抵御它们。

需要注意的是，D. K. Brown指出，由于当时英国的KC装甲产能有限，克诺珀斯级计划中的KC装甲很多都由哈维装甲替代。这无疑会让其防护性能打个折扣。

1899年下水的船体

克诺珀斯级拥有2台三缸三胀式蒸汽机，各驱动一部螺旋桨，20台贝尔维尔水管锅炉为其提供蒸汽。锅炉布置在三个锅炉舱中，一共五排，每排4台。前锅炉舱和中锅炉舱各有8台锅炉，后锅炉舱4台，这里能看出之前三烟囱设计的残留。

在原本的设计中，三个锅炉舱本应是各配备一座烟囱的。修改之后的设计让后锅炉舱的烟道向前弯曲，从两侧接入后烟囱。也正因此克诺珀斯级的后烟囱呈现椭圆形，比前烟囱更宽，只有从前后方向或者俯视才能观察到。

1907年的歌利亚号，可以看出后烟囱明显比前烟囱宽一些

贝尔维尔水管锅炉的工作压力达到300psi，这是一个极为显著的进步。之前的威严级使用火管锅炉，能提供的压力仅155psi，其动力系统全重1356吨，设计输出功率为自然通风10000马力，强压通风12000马力。克诺珀斯级在自然通风下就有13500马力的设计功率，动力系统全重1290吨。其蒸汽机的基本架构与之前的战列舰相同，但更轻一些。由于设计的优化，效率也更高。其双螺旋桨向内旋转，提供了更强的推动力和稍高的转速。但降低了经济性，还使低速和倒车时的操纵性变差，并不算一个很受欢迎的设计。它还是被之后的战列舰继承下来，直到1906年服役的无畏号再次恢复了外旋设计。

克诺珀斯的剖面结构图 可以看到其锅炉排布与烟道的具体走向

克诺珀斯级的设计最高航速为18.25节，正常载煤量900吨。最大载煤量1800吨，设计燃煤消耗率为全速下每天336吨，8节航速下每天52吨，对应的续航力则是2346海里/18.25节，2590海里/16.5节，5320海里/10节，6646海里/8节。她们在1899年的一些试航记录如下：

歌利亚号，30小时试航，10月10日

第一次：102转/分，10677马力，17.03节

第二次：101.4转/分，10638马力，17.67节

第三次：104.6转/分，10887马力，17.16节

第四次：102.1转/分，10939马力，17.42节

歌利亚号，全功率试航，10月11日

第一次：109.8转/分，13878马力，18.14节

第二次：109.7转/分，14390马力，18.45节

第三次：109.3转/分，13980马力，18.68节

第四次：106.4转/分，13423马力，17.65节

荣誉号，全功率试航

第一次：108.6转/分，14266马力，17.233节

第二次：110.6转/分，14420马力，19.266节

第三次：106.7转/分，13980马力，16.896节

第四次：107.4转/分，13696马力，19.291节

海洋号，10月20日

第一次：113.7转/分，13994马力，18.81节

第二次：113转/分，13819马力，17.43节

第三次：114.2转/分，14332马力，19.18节

第四次：113.1转/分，13868马力，17.37节

第五次：112.4转/分，13429马力，18.61节

克诺珀斯号（全功率）：108.5转/分，13763马力，18.5节

阿尔比昂号：108转/分，13885马力，17.8节

报复号：110.65转/分，13853马力，18.5节

锅炉平均蒸汽压力：265psi

平均每马力每小时耗煤量：1.58磅

航行测试中的 克诺珀斯级战列舰

若按试航中取得的耗煤量数据计算，其续航力达到3395海里/18.25节。很可惜这个理想的数据是实践中永远不可能达成的，受限于人员数量，这种最高航速本身无法持续。因为司炉工无法形成完整的三班轮换，只有30小时试航才是持续航行所能达到的最大速度。战舰的实际耗煤量，取决于机械系统的维护保养状况、人员的熟练度等等要素。

很不幸的是，对于水管锅炉这种又新又复杂的东西而言，这些要素都不怎么样。在1908年，海洋号的蒸汽机与锅炉状况糟糕到闹上军事法庭乃至轮机军官被追究责任的地步。当然了，这只是表明它们的状况不见得有纸面上那么好，并不是说其航速没有优势。相比威严级，克诺珀斯级持续航速要高出2.5节甚至更多，相比声望级也有一定优势。

编队航行中的克诺珀斯级战列舰家族

所谓“维多利亚时代的战列巡洋舰”，很多海军史学者对克诺珀斯级以及之后的邓肯级做出的这一评价是否得当呢？这种评价的理由本身是显而易见的：

1.海外服役

2.弱化防护而强化火力

3.相比之前的战列舰更快的航速，一度髙据“最快战列舰”的宝座。

但此时的海外型战列舰，航速已经不足以追杀敌方的大型巡洋舰。因此，相比后来曾一度大杀四方的战列巡洋舰来说，这些基于19世纪理念的设计还是存有巨大差距。