以小搏大的利器:魚雷(中)可畏的海上殺手

  • 阿文開講
  • 撰文者:高崇文
  • 發文日期:2024-01-04
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封面圖片來源:USS Goldsborough (DDG-20) fires a Mark 46 torpedo from a Mark 32 torpedo tube, in 1990 (6476074).jpg

上一回阿文簡單介紹了魚雷的源起,主要的人物就是英國工程師懷海德。但是懷海德的魚雷有一個重大的缺點,就是不能自行尋敵,一旦啟動只能勇往直前,直到炸毀目標為止,所以距離太遠的目標就有足夠時間閃過攻擊。其實在魚雷發展的早期,發明家致力於製造一種能從遠方遙控的魚雷。原型機由約翰·愛立信(John Ericsson)、約翰·路易斯·萊(John Louis Lay)和維克多·馮·舍利哈(Victor von Scheliha)製造。順帶一提,約翰·愛立信於1873年發明了一種電動魚雷,它由來自外部電源的電纜供電,因為當時的電池容量不足;Sims-Edison魚雷也有類似的動力;Nordfelt魚雷也是電動的,並由牽引線的脈衝控制。這使被當作目標的船隻探測到魚雷,甚至躲過魚雷的機會減少,並避免洩露攻擊者的位置。不過這些魚雷的其他性能都遠不如懷海德魚雷,所以未受青睞。第一枚得到專利能從遠方遙控的魚雷,是1877年由移居澳大利亞的路易斯·布倫南(Louis Brennan)所發明的魚雷。它被設計在12英尺(3.7米)的深度下運行,並配備了一個突破水面的指示器桅杆,到了晚上,桅杆上有一盞小燈,只能從後面看到。魚雷使用直徑為1.0毫米(0.04英寸)的金屬絲達到20節(37公里/小時;23英里/小時)的速度,但後來改為 1.8 毫米(0.07英寸)能將速度提高到27節(50公里)/h;31英里/小時)。魚雷配備了由深度保持機構控制的升降舵,前後舵由鼓之間的差速器操作。布倫南魚雷的內部鼓周圍有兩根線,岸上的蒸汽絞車拉動電線,使滾筒旋轉並驅動螺旋槳。操作員控制絞盤的相對速度並提供導引。兩個鋼鼓一個接一個地安裝在魚雷內,每個鋼鼓都攜帶數千碼的高強度鋼絲,鋼鼓通過差動齒輪連接到雙對轉螺旋槳。如果一個鋼鼓的旋轉速度比另一個快,則方向舵被激活;電線的另一端連接到蒸汽動力繞線發動機,這些發動機的佈置使得速度可以在精細的範圍內變化,為魚雷提供靈敏的轉向控制。1880年布倫南帶著他的發明前往英國,海軍部檢查了他的魚雷,發現它不適合在船上使用;然而,1881年8月上旬,一個特別的皇家工程師委員會直接向戰爭大臣休·柴爾德斯匯報,該報告強烈建議政府出資建立一個改進的模型。1883年,布倫南魚雷公司與政府達成協議,新任命的英格蘭防禦工事監察長安德魯·克拉克爵士(Sir Andrew Clarke),讚賞布倫南魚雷的價值,並於1883年春天在梅德韋河上的希爾內斯加里森角堡(Garrison Point Fort, Sheerness)造了一個實驗站,並在英國皇家工兵部隊的駐地,查塔姆軍營(Chatham Barracks),建了一個工坊。1883年至1885年間,英國皇家工兵部隊不斷對布倫南魚雷進行了試驗,1886年布倫南魚雷被推薦用作港口防禦魚雷,它在大英帝國境內使用了超過十五年;從1887年到1903年,此類系統被用於英國本土和殖民地的海岸防禦,所以是由陸軍,而非海軍負責購買與使用。

在第一次世界大戰前,艦艇裝配的魚雷都是通過陀螺儀保持直線前進直到擊中目標。使用這種魚雷,小型魚雷艇、魚雷轟炸機和小型潛艇的攻擊方法是將可預測的碰撞路線導向目標並在最後一刻釋放魚雷,然後轉向遠離,但是這樣自己始終會受到防禦性火力的攻擊。雖說如此,那為何魚雷一登場,馬上就受到歐洲各國海軍的熱烈歡迎呢?並在短時間得到各國海軍的青睞呢?這背後可是有著世界海軍發展的歷史背景的喔!原來從19世紀中葉開始,風帆戰列艦(ship of the line)就被那些配備重型火砲武器和重型裝甲的大型蒸汽動力船,也就是所謂的「鐵甲艦」所取代。儘管這些軍艦火力驚人,但裝甲的重量使它們速度受到限制,能夠穿透裝甲的巨大火砲,雖然威力驚人,但是它們的發射頻率卻也無法過分頻繁。這給了小而快的軍艦或是潛艇可趁之機,魚雷正是能在足夠遠的距離處密集釋放,而且破壞力十足,可以用很低的成本來攻擊戰艦,讓它癱瘓甚至沉沒的可怕武器。正因為魚雷是這種以小博大的利器,所以才會這麼廣受歡迎。

裝載魚雷的魚雷艇如何發射魚雷呢?早期魚雷發射管大都安裝在甲板上,可以調整方向角度的底座支架上(常見於驅逐艦),或固定在水面艦艇(如:巡洋艦、戰列艦和武裝商船巡洋艦)的吃水線上下方。魚雷發射管可以安裝在船首,這可以削弱它的撞擊力,或者安裝在舷側;但為了防止水流扭曲了魚雷的走向,因此必需使用導軌和套筒來防止它走偏,魚雷艇最初使用框架將魚雷投放到海中。第一次世界大戰的皇家海軍沿海機動船艦則是使用後向槽和堇青石撞錘將魚雷從尾部推入水中;然後他們必須迅速移開,免得被自己的魚雷擊中。至於早期的潛艇攜帶魚雷時,會在甲板上,還有船頭或船尾這些位置安裝一系列魚雷發射裝置;有一些發射裝置還能讓魚雷瞄準的弧度變寬。到了第二次世界大戰時,設計傾向於艏管變多,艉管變少,甚至就不用艉管。現代潛艇船首通常被大型聲納陣列佔據,因此需要向外傾斜的船中管,而船尾管則完全消失。

有的早期潛艇和一些魚雷艇(如:美國二戰PT艇,使用的是Mark 13飛機魚雷)還會使用甲板安裝的吊環(drop collars),它只靠重力來發射魚雷。第一批法國和俄羅斯潛艇使用德熱維耶茨基吊環(Drzewiecki drop collar)。一般來說,吊環由一個包圍魚雷的金屬框架組成,可以旋轉魚雷以使其遠離船體,好準備發射。更複雜的系統配備了一個手臂,可以將吊環移動到所需的發射角度。法國海軍在Pluviôse級的後甲板上部署了一個雙系統,可以從船兩側的中心線旋轉20°到170°。這些比雷射管便宜,但不太可靠,對於從甲板或發射管發射的魚雷,直徑顯然是決定特定魚雷是否適合發射管或發射器的關鍵因素,它就類似於火砲的口徑。

 

令人好奇的是小小一枚魚雷如何能將擁有厚重裝甲的鐵甲船給擊沉呢?這學問可大著呢!如果魚雷正面擊中船身的話,會讓一兩個主要的水密艙室進水,這會使得較小的船隻沉沒,較大的船隻則被癱瘓。當帶有接觸引信的魚雷擊中目標船體的側面時,產生的爆炸會產生一個膨脹的氣泡,氣泡壁的移動速度超過水中的聲速,從而產生衝擊波。氣泡靠在船體的一側會撕掉船身外板,造成了一個大的缺口,氣泡接著自行坍塌,迫使高速水流進入缺口,破壞其路徑上的艙壁和機械。

 

但是就算魚雷沒有擊中船隻,照樣能造成很大的損害。魚雷若是直接在目標船的龍骨下引爆的話,爆炸產生的氣泡會損壞目標的龍骨或底面鍍層;不過爆炸最具破壞性的是來自氣泡的上升,因為它會將船體從水中抬起。由於船體的結構設計是抵抗向下而不是向上的壓力,所以在爆炸的這個階段會造成特別嚴重的應變。當氣泡破裂時,船體落入水中的空隙,船體會產生中央凹陷,兩側突起的形變(sagging effect)。最後,脆弱的船體會受到氣泡坍塌造成的水流沖擊,導致船體斷裂。在現代護衛艦大小的船隻上,這可能會導致船隻斷裂成兩半並沉沒。對於更大的船體,例如:航空母艦,這種影響就不太可能造成災難性的後果。所以魚雷可能造成的傷害取決於“衝擊係數值”,即爆炸的初始強度以及目標與爆炸之間距離的組合。魚雷對船體板的影響要看“船體衝擊係數”(HSF),而龍骨則要看“龍骨衝擊係數”(KSF)。如果爆炸直接在龍骨下方,則HSF等於KSF,但不在船正下方的爆炸將具有較低的KSF值。

 

甚至當水雷或魚雷在距離目標船隻不遠的水中引爆時,都可能損害船艦。這是由於氣泡噴射效應。這是因為爆炸在水中產生氣泡,由於壓力差,氣泡會從底部坍塌。氣泡是有浮力的,所以它會上升到水面。如果氣泡在坍塌時到達表面,它會形成一個水柱,可以向上延伸一百多米(柱狀羽流)。如果條件合適,氣泡倒塌在船體上,對船的損壞可能會非常嚴重;坍塌的氣泡形成一股高能射流,可以直接衝破船一米寬的洞,淹沒一個或多個艙室,並能夠將較小的船隻分開。被柱子擊中區域的船員通常會立即死亡。

此外如果魚雷在距離船舶一定距離處引爆,尤其是在龍骨下方,水壓的變化會導致船舶發生共振,如果共振足夠強大,通常就會是最致命的爆炸類型。整艘船都在危險地搖晃著,船上的一切都被拋來拋去。發動機從床上撕裂,電纜從支架上脫落等等。一艘嚴重晃動的船通常很快就會沉沒,整個船產生數百甚至數千個小裂口,無法為泵提供動力。 船員們因為劇烈的晃動足以對膝蓋和身體的其他關節造成致殘性傷害,尤其是當受影響的人站在與船體直接相連的表面(如:鋼甲板)上時。正是由於魚雷能夠對船艦造成多樣化的傷害,才會很快受到各國海軍的重視呀!

 

 

魚雷的彈頭通常是某種形式的鋁化炸藥,因為鋁粉產生的持續爆炸脈衝對水下目標具有特別大的破壞性。鋁末混合炸藥(Torpex,魚雷炸藥(Torpedo Explosive)的縮寫)一直流行到1950年代,但如今已被 PBX組合(Plastic Bonded Exploseves)所取代。在設計用於穿透潛艇船體的輕型反潛魚雷中,使用的是聚能裝藥(shaped charge)。引爆可以通過與目標直接接觸或由包含聲納或磁傳感器的近程引信來觸發。二戰之後美國還研製了核魚雷,例如:Mark 45魚雷。Mark 45魚雷沒有自動制導能力,發射潛艇需對彈頭保持直接控制,意味著導線在魚雷引爆前需要一直連著發射潛艇。導線制導系統搭載在這條連接發射潛艇和魚雷的電纜上。換句話說,發射的潛艇可能就在發生核爆現場的周遭,這只有冷戰時期的戰爭狂才會發明這種鬼東西。

 

就是因為魚雷是這麼一個有效的戰爭利器,所以在國際軍事競爭火熱化的十九世紀末,各國摩拳擦掌地等不及要將魚雷用在戰場上。第一批魚雷艇是在約翰·桑尼克羅夫特爵士(Sir John Thornycroft)的造船廠完成的。第一艘設計用來發射自走式懷海德魚雷的船是閃電號(HMS Lightning),該船於1877年完工。雖然約翰·桑尼克羅夫特並不是唯一的魚雷艇供應商,但他的影響力如此之大,以至於《船舶與航運百科全書》將他描述為魚雷艇造船業的創始人。法國海軍雖然在1875年就訂購了他的第一艘魚雷艇Torpilleur No 1,但是卻要等到1878年才下水。

 

有了魚雷艇之後,魚雷很快就運用在實戰上。英國皇家海軍護衛艦HMS Shah是第一艘發射魚雷的海軍艦艇,它在1877年5月29日在Pacocha戰役中,與秘魯叛軍的鐵甲艦 Huáscar交戰時,發射了第一枚魚雷,但是Huáscar成功地躲過了這顆魚雷。不久後,在1877-78年俄土戰爭期間,由著名的極地探險家斯捷潘·奧西波維奇·馬卡羅夫(Stepan Osipovich Makarov)海軍上校指揮的小船Velikiy Knyaz Konstantin上的魚雷艇於1878年 1月16日發射魚雷擊沉土耳其輪船Intibah,這艘輪船就成了史上第一艘被自行式魚雷擊沉的船隻。(順便一提的是馬卡羅夫在日俄戰爭時,他的旗艦在旅順港外被日本水雷炸沉而殞身)而智利鐵甲艦布蘭科恩卡拉達號於1891年4月23日在1891年智利內戰期間被阿爾米蘭特林奇砲艦的自行魚雷擊沉,成為第一艘被這種武器擊沉的鐵甲艦。 

 

隨著魚雷性能不斷提升,它在戰場上的破獲力愈來愈強大。1894年甲午戰爭期間,中國砲塔艦「定遠艦」在多次遭到日本魚雷艇的襲擊後,被魚雷擊中後致殘。但是此時魚雷的攻擊距離仍然非常近,所以對攻擊者來說非常危險。十年後的日俄戰爭(1904-1905)是20世紀的第一場海陸大戰。在戰爭期間,俄羅斯帝國和日本帝國海軍向對方發射了近300枚自行式魚雷,導致一艘戰艦、兩艘裝甲巡洋艦和兩艘驅逐艦在行動中沉沒,其餘大約80艘戰艦則是被更傳統的砲火、水雷和鑿沉方法擊沉。在1905年5月27日,在對馬島海戰期間,羅熱斯特文斯基海軍上將的旗艦“克尼亞茲·蘇沃洛夫”(Knyaz Suvorov)號戰艦被東鄉海軍上將的12英寸火砲戰艦擊中。蘇沃洛夫大公號的尾部12英寸砲塔被爆炸摧毀,其屋頂被炸到尾甲板上,前漏斗落下,主桅被擊落。

 

隨著俄羅斯艦隊四散,東鄉準備追擊,命令他的魚雷艇驅逐艦(TBD)(在大多數書面記錄中主要被稱為驅逐艦)去擊沉俄羅斯戰艦。克尼亞茲·蘇沃洛夫號被17艘魚雷發射戰艦襲擊,其中10艘是驅逐艦和4艘魚雷艇。日軍發射了21枚魚雷,其中3枚擊中了克尼亞茲·蘇沃洛夫號,一枚來自村雨驅逐艦,兩枚來自72號和75號魚雷艇。此後不久,克尼亞茲·蘇沃洛夫號沉沒,900多名船員葬身海底。羅熱斯特文斯基海軍上將則是在之前被砲彈碎片擊中而昏迷,被屬下移往別艦而逃過一劫,這是魚雷第一次大展身手。

 

就在第一次世界大戰爆發前夕,英國開發了多管安裝(最初是雙管,後來是三管,在二戰中在某些船上達到五管),用於旋轉口徑21至24英寸(53至61厘米)魚雷的轉盤支架。驅逐艦可以帶有兩個或三個這樣的安裝底座,這樣就有五到十二個魚雷管了。日本人做得更好,他們用覆蓋他們的管座並增加了裝填裝置,使它們成為真正的砲塔,日本帝國海軍為他們的巡洋艦配備了魚雷。而德國海軍則是替他們的主力艦配備了魚雷,較小的船隻,如:魚雷快艇,就使用壓縮空氣將魚雷裝在固定的甲板魚雷管中。這些魚雷要馬對齊向前射擊,要馬與中心線成一個角度發射。後來,12.75英寸(32.4厘米)魚雷的輕型支架被開發用於反潛用途,包括在艦船甲板上使用的三管發射管;後來,英國皇家海軍使用了甲板下發射器。這種基本的發射系統今天仍在繼續與新型的魚雷和火控系統一起使用。

 

魚雷在第一次世界大戰中被廣泛使用,因為它既可以對付船隻,也可以拿來對抗潛艇。 德國主要通過使用潛艇發射魚雷來破壞英國的補給線。英國及其盟國在整個戰爭期間也大量使用魚雷。德國的U型潛艇本身經常成為魚雷的目標,其中20艘被魚雷擊沉。隨著魚雷在實戰中的大量使用,如何有效率地使用魚雷的戰術也逐漸發展出來了。針對高價值目標和多個目標,潛艇、魚雷艇和魚雷轟炸機中隊會一起攻擊,在目標航線上形成魚雷的“扇形”。它們同時發射好幾顆魚雷,就能增加大大擊沉對方目標的可能性。面對這樣的攻擊,謹慎的做法是遠離魚雷和發射器,讓相對短程的魚雷耗盡燃料。另一種選擇是「梳理軌道」,轉向與來襲魚雷平行的路線。這種戰術的意圖仍然是盡量減少成為魚雷目標的面積,但同時能夠積極地與對手軍艦交戰。這是傑利科海軍上將在日德蘭半島海戰的批評者所提倡的策略,傑利科海軍上將謹慎避開魚雷的態度被批評者視為是讓德國人逃脫的原因。

 

[日德蘭半島海戰是英國皇家海軍與德意志帝國海軍於1916年5月底在距離丹麥日德蘭半島西海岸約80英里(128公里)的北海海域爆發的一場海戰。這是第一次世界大戰中最大的規模,以及史上參戰戰艦數量最龐大的海戰,也是這場戰爭中交戰雙方唯一一次全面出動的艦隊主力決戰。]

 

不過魚雷最能發揮的場面,恐怕不是在大規模會戰,反倒是在不期而遇時的短兵相接。

兩艘義大利皇家海軍魚雷艇在1918年六月十日成功對抗奧匈帝國的一個中隊,用兩枚魚雷擊沉了戰艦SMS Szent István,整個過程還被拍攝下來,立下大功的魚雷艇,MAS-15 戰後被安裝在維托里奧·埃馬努埃萊二世紀念堂中,作為羅馬復興博物館的一部分呢!說到底,魚雷本來就是弱勢海軍以小搏大的利器嘛!

 

 

下一回,阿文要來談談魚雷如何從海上的殺手晉級成為由天而降的死神,請務必賞光。