넬슨급 전함
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1. 개요
넬슨급 전함은 제1차 세계 대전 이후 영국 해군이 건조한 전함으로, 워싱턴 해군 군축 조약의 제한으로 인해 3만 5천 톤, 16인치 포 이하의 제약 속에서 설계되었다. G3급 순양전함과 N3급 전함의 설계를 바탕으로, 넬슨급은 9문의 16인치 포를 모두 함 앞쪽에 배치하고, 강력한 방어력을 갖춘 것이 특징이다. 1번함 넬슨은 1927년에 건조되었으며, 넬슨과 로드니 두 척이 제작되었다. 경량화를 위해 고강도 강철, 알루미늄 부품, 전나무 갑판을 사용했다. 45,000마력의 출력을 내는 증기 터빈을 장착하여 43km/h의 속도를 낼 수 있었다. 넬슨급은 혁신적인 설계에도 불구하고, 운용상의 단점과 조약에 따른 타협점 때문에 영국 해군 내에서는 긍정적인 평가만 받지는 못했다. 두 척 모두 1948년과 1949년에 각각 스크랩되었다.
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| 넬슨급 전함 - [배(Ship)]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 함급 명칭 | 넬슨급 |
| 건조 국가 | 영국 |
| 운용 국가 | 영국 해군 |
| 이전 함급 | N3급 전함 (계획) 리벤지급 전함 (실제) |
| 이후 함급 | 킹 조지 5세급 전함 |
| 척당 건조 비용 | 7,504,055 ~ 7,617,799 £ |
| 건조 기간 | 1922년 ~ 1927년 |
| 운용 기간 | 1927년 ~ 1947년 |
| 총 건조 함선 수 | 2척 |
| 총 폐기 함선 수 | 2척 |
| 함선 정보 (넬슨, 건조 당시) | |
| 함종 | 전함 |
| 배수량 | 표준 배수량: 33,300 long ton 만재 배수량: 37,780 long ton |
| 길이 | 전체 길이 709 피트 10 인치 (216.4 m) |
| 폭 | 106 피트 (32.3 m) |
| 흘수 | 30 피트 4 인치 (9.2 m) (평균 표준) |
| 동력 | 8 × Admiralty 3-drum boilers |
| 추진 | 2축, 2개의 기어드 증기 터빈 |
| 항속 거리 | at |
| 승무원 | 일반: 1,314명 기함: 1,361명 |
| 무장 | 3 × 3연장 BL Mk 1 guns 6 × 2연장 BL 6-in (152 mm) Mk XXII guns 6 × 단장 QF 4.7 in (120 mm) Mk VIII AA guns 8 × 단장 QF 2-pdr (40 mm) AA guns 2 × torpedo tubes |
| 장갑 | Waterline belt: Deck: Barbettes: Gun turrets: Conning tower: Bulkheads: |
| 동형함 | |
| 이미지 | |
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2. 연혁
유틀란트 해전은 속도와 조종성에 대한 화력과 장갑의 가치를 보여주었다. 피셔 제독의 “속력이 방어력이다”라는 말은 전투에서 옳지 않았음이 증명되었다. 장갑의 두께와 포탄의 무게가 해군이 승리하는 중요 요소로 부각되었다.
유틀란트 해전은 속도와 기동성보다 화력과 장갑의 가치를 보여주었다.[1] 제1차 세계 대전 이후, 해군성은 이전 모든 선박보다 훨씬 크고 강력한 거대한 중장갑 순양전함과 전함 설계를 구상했다. 는 16인치 포를 장착할 예정이었고, 제안된 는 9문의 18인치 포를 장착하여 해상에서 가장 강력한 선박이 될 예정이었다. 영국 해군은 일본과 미국에서 계획된 대형 군함에도 불구하고 급증하는 군비 경쟁에서 우위를 유지하려 했다.[2]
제1차 세계 대전 후, 영국 해군 본부는 크고 육중하면서도 두텁게 방호된 순양전함과 전함을 계획하였는데, G3급 순양전함은 16인치 대포, N3급 전함은 9문의 18인치 대포를 탑재하여 가장 강력한 배가 될 예정이었다. 영국 해군은 일본과 미국에서 대형 전함을 계획하고 있는 중에도 군비경쟁에서 우위를 유지하려고 하였다.
1922년 워싱턴 해군 군축 조약 체결로 모든 개발이 갑자기 중단되어야 했고, 건조 중 또는 건조 예정인 배는 모두 파기하도록 되어 있었다. 주문되었으나 건조에 착수하기도 전에 취소된 네 대의 순양전함에서 얻은 재료들의 일부가 넬슨과 로드니에 쓰였다. 조약에서는 모든 나라의 전함을 3만 5천 톤, 16인치 포 이하로 제한하였다.
일본 측이 무츠의 건조를 요구했기 때문에 그것을 인정하는 조건으로 영국 해군은 넬슨급 전함의 건조를 인정받았다. 제작된 배는 총 두 척으로 1번함인 넬슨은 1927년에 건조되었다.
3. 설계
개발은 1922년 군비 경쟁을 중단시킨 워싱턴 해군 군축 조약에 의해 갑작스럽게 중단되었다. 주문했던 4척의 순양전함은 취소되었다. 확보한 일부 자재는 나중에 ''넬슨''과 ''로드니''에 사용되었다. 조약은 모든 국가의 전함에 최대 35,000톤 및 16인치 포로 제한을 두었다. 영국은 최대 배수량, 즉 기준 배수량의 정의에 연료와 보일러 급수를 모두 제외하도록 성공적으로 보장했다. 그들은 광대한 대영 제국을 보호해야 한다는 것은 자국의 군함이 더 많은 연료와 급수를 운반해야 함을 의미하며, 자국 기지에 훨씬 더 가깝게 작전을 수행하는 일본, 프랑스, 이탈리아와 같은 국가에 비해 불이익을 받아서는 안 된다고 주장했다. 그 결과, 물로 채워진 어뢰 방어 돌출부가 통합될 수 있었고, 이는 "건조" (기준) 무게에 기여하지 않아 조약 배수량 제한을 초과하지 않았다.[2]
조약의 제한은 불가피하게 두 척의 신형 함정 설계에 타협을 가져왔고, 그 결과 ''넬슨''급은 함포와 방어력을 확보하기 위해 설치된 동력(따라서 속도)을 희생했다. 그들은 종종 "체리 트리" 급이라고 불렸는데, 워싱턴에 의해 "잘려나갔기" 때문이다.[2] 배수량 제한의 필요성은 1912년부터 1924년까지 해군 건설 국장이었던 유스타스 테니슨-데인코트의 "G3" 및 "N3" 설계를 바탕으로 한 급진적인 신형 군함 설계를 낳았다. 장갑의 무게를 줄이기 위해 주포 포탑은 모두 전방에 장착되어 장갑 시타델을 단축했다. "G3"와 "N3"는 함교 앞에 두 개의 포탑을 배치하고 세 번째 포탑은 함교와 굴뚝/후방 상부 구조 사이에 배치했다. 그러나 ''넬슨''급에서는 이를 더욱 발전시켜 세 개의 포탑 모두 함교 앞에 배치했다. "B" 포탑은 "A" 포탑 위에, "X" 포탑은 "B" 포탑 뒤에 있는 선수루 갑판에 위치하여 정면 또는 후방으로 직접 사격할 수 없었다. "X" 포탑은 때때로 "C" 포탑이라고 불리며, "O3"로 지정된 대체 설계는 "A"와 "B" 포탑 위에 배치되었다.[10] 부포는 상부 갑판 수준에 완전히 밀폐된 지휘 통제식 쌍열 포탑에 배치되었으며 후방에 배치되었다. 이는 G3 및 N3 설계에서 가져온 또 다른 혁신적인 요소였다.[2][3]
기계 장치는 무게, 크기, 설치 동력에 제약을 받을 수밖에 없었고, 매우 큰 스크루가 달린 축이 두 개뿐이었다. 1906년 이후 모든 영국 전함은 네 개의 스크루를 사용했으며, ''넬슨''급 이후 모든 영국 전함도 마찬가지였다. 연료 가스가 상부 구조에서 멀리 떨어지도록 하기 위해 보일러실은 기관실 뒤로 옮겨져 단일 굴뚝으로 배출되었다. 이 방향은 또한 장갑 시타델의 전체 길이를 줄였다. 제한된 동력에 대한 대응책으로, 선체는 매우 효율적인 유체역학적 형태를 갖추어 가능한 한 최고의 속도를 얻었다.[3]
== 특징 ==
본급은 조선관 유스타스 테니슨-다인코트의 마지막 설계가 되었다.[26] 조약 체결 전인 1921년에 계획되었던 G3형 순양전함을 타입쉽으로 채택, 이를 조약 제한 내의 기준 배수량 35,000톤에 수용되는 선체에 16인치포 9문을 갖춘 전함으로 계획되었다. 그러나 G3형이 포스트 쥬틀란트형 전함으로 공격력, 방어력, 속력을 중시하여 계획된 것에 반해, 본급은 조약의 제약으로 인해 그 모든 것을 요구할 수 없었다. 이 때문에 영국은 배수량 상한을 43,000톤으로 하는 특례를 꾀했다[27]。하지만, 1921년 11월에는 워싱턴 조약의 내용이 확정되었기 때문에, 본급은 공격력과 방어력만을 중시하고, 속력은 당시의 표준으로 다시 12월 17일에 16인치포를 탑재하는 속력 23노트대의 전함으로 다시 설계되었다[27]。
당초 영국 해군성은 N3형 전함을 소형화한 것을 요구했지만, 해군 설계국장인 다인코트는 "35,000톤의 틀 내에서는 요구 성능을 만족시키는 것은 지극히 어렵다"고 답변했기 때문에, 오히려 설계국 측에서 신전함의 설계를 정리하기 위해 일부러 주포를 15인치포를 탑재하는 것과 장갑 두께를 1인치(25mm) 감소시키는 것으로 경량화를 도모하고, 고장력강 등 경량화 소재를 광범위하게 사용하여 선체의 경량화를 도모하는 것이 가능한지 여부를 묻는 질문서가 보내지는 사태가 되었다. 이 질문서에 대해 군령부장은 신전함의 15인치포 탑재는 타국이 16인치포 전함에 대항하는 데 있어 생각할 수 없는 일이며, 방어 장갑의 감후는 0.5인치 이상은 인정할 수 없다는 답변을 설계국장 앞으로 회신했다. 이 때 경량화 소재의 채용은 인정하여, 종래에는 장갑판으로 사용되던 DS강을 광범위하게 선체 강재로 사용하는 허가를 주어 설계의 범위를 넓혔다. 본급의 설계는 1922년 9월 11일에 승인되었고, 11월 28일에 "넬슨"과 "로드니"가 기공되었다[28]。
본급의 선체는 전함 이후 최초로 평갑판형 선체를 채택했다. 거의 수직으로 깎아지른 뱃머리에서 주포를 정면 방향으로 앙각 없이 일제 사격할 수 있도록 뱃머리 갑판의 기울기(시아)는 전혀 설치되지 않았다. 그 뱃머리 갑판 위에 40.6cm(16인치) 포를 3연장 포탑에 수납하여 3기를 뱃머리 방향으로 배치했다. 그 탑재 양식은 1·3번 주포탑을 갑판 위에 두고 그 사이의 2번 주포탑의 바벳을 늘여서 한 단, 고지에 두고 백우식으로 했다. 3번 포탑은 2번 주포탑의 바벳과 상부 구조물에 끼인 탓에 사각이 다른 포탑보다 현저하게 작아졌다.
만약 3번 포탑을 2번 포탑보다 고지에 배치하면 무게 중심 상승을 초래하는 데다가, 3번 주포탑을 피하기 위해 조타 함교·전투 함교의 위치를 더 높일 필요가 생겨, 이는 더욱 무게 중심의 상승을 초래해 버린다. 무게 중심의 상승은 악천후 시 횡요의 악화나 좌우로의 주포 일제 사격 시의 반동에서 오는 동요 악화로 이어지기 때문에 굳이 3번 주포탑을 갑판에 두는 이 배치가 되었다고 한다. 덧붙여 3기의 모든 주포탑을 함교 앞에 집중 배치한 것은 본급뿐이지만, 포탑을 5기 이상 탑재하는 함에서 함의 전부 또는 후부에 포탑을 3기 나란히 놓은 예는 드물지 않지만, 어느 것이든 3기의 포탑 중 1기만을 고지에 배치한 백우식으로 하고 있다(백우식 포탑을 처음 채용한 것은 미국의 사우스캐롤라이나급 전함이지만, 이어진 델라웨어급 전함부터 포탑을 3기 연속으로 늘어놓을 때는 1기만을 고지에 배치하는 것이 기본이 되어, 다른 함도 이를 답습하고 있다. 단, 미완성 함을 더하면, 아마기급 순양전함은 3번 4번 포탑을 5번 포탑보다 고지에 배치하고 있다).
본급의 함교는 사령탑을 하부에 조립한 점은 기존 함과 동일하지만, 그 위의 함교 구조는 영국 해군 사상 최초의 탑형 함교를 채택한 점에 특색이 있다. 삼각 마스트 시대에도 플랫을 여러 단으로 겹쳐 다층화하는 것은 기존 전함에서 하고 있었지만, 이것은 대악천후성에 문제가 있어, 내부에 굵은 지주가 있기 때문에 방의 사용성도 좋지 않다는 불량품을 해결하는 것이었다.
선체의 후부에 위치한 함교는 빌딩을 연상시키는 육각 기둥 모양으로, 정상부는 기존 함보다 넓었다. 거기에 주포용 15피트(4.58m) 거리 측정기 1기를 내장하는 사격 방위반이 함교 위에 1기, 메인 마스트 후부에 1개씩 총 2기를 탑재했다. 이 방위반 실은 두께 25mm에서 50mm의 장갑판으로 방어되어 있으며, 전동 모터로 선회 구동했다. 그 후방에 부포용 거리 측정기로 12피트(약 3.7m) 거리 측정기, 대공 거리 측정용으로 9피트(약 2.75m) 거리 측정기를 함교 측면과 후부 마스트 주변에 탑재했다[23]。
또한 함교 구조는 위에서 보면 삼각형 모양으로 성형되어 있어, 주포의 폭풍을 제대로 받지 않도록 하는 궁리이기도 했다. 그러나 공시 시에 3번 주포탑을 후방으로 향해 일제 사격한 결과, 3번 주포로부터의 폭풍으로 함교의 창문 유리는 물론, 내부의 전성관이나 정밀 기계가 잇따라 고장 나는 사태가 발생했다. 그 때문에 후방 사격 시에는 3번 주포탑은 사용하지 않게 되어, 후방 포격력은 2/3로 감소하게 되었다[26]。
주포탑 전부를 함 전방에서 중앙부까지 집중 배치한 탓에 함교·기관 구역은 유일하게 남은 공간인 함미부에 집중 배치하지 않을 수 없었다. 이 중에서도 함교에서 굴뚝에 걸친 주변 물건은 갑판에서 한 단 올라간 상부 구조물에 배치되어 폭풍에 대한 처치가 채택되었다. 함교에서 약간 떨어진 장소에 1개 굴뚝이 서고, 굴뚝과 삼각식의 후부 마스트에 걸친 제한된 공간이 함재정 보관소가 되어, 삼각장의 기부에 설치된 크레인 1기에 의해 운용되었다. 소부 마스트의 뒤편에 부포·고각포 지휘소가 편현 1기씩 총 2기 배치되었고, 상부 구조물의 말단에 후부 주포 거리 측정소가 설치되었다. 1개 굴뚝의 뒤쪽 현측 갑판에 "15.2cm(50구경) 속사포"를 연장 포탑에 수납하여 편현 3기씩 총 6기가 배치되었다.
이 함교와 굴뚝의 배치는 바람 방향이 순풍이 되었을 때 굴뚝에서 배출되는 고온의 매연이 역류하여 함교 상부에 위치한 거리 측정·감시 작업이 곤란하게 되었다. 최대의 중량물인 포탑을 전부에 집중했기 때문에, 무게 중심이 앞으로 쏠려 조종이 어려워, 역대 함장으로부터 "영국 해군은 앞으로 넬슨급을 모범으로 한 함형을 채용해서는 안 된다"라는 불만이 나올 정도였다. 그 때문에 함대 행동 시에 항만에 입항할 때는 본급은 마지막으로 돌려지고, 출항 시에는 충돌의 위험이 있는 배는 미리 피난할 필요가 있었다. 그러나 실제로 문제가 된 것은 함교 쪽에 가까운 주포의 후방 사격 시의 폭풍이었고, 민첩하다고는 할 수 없지만 비교적 작은 선회 반경으로 회두시킬 수 있다는 점도 맞물려, 취급의 나쁨은 기우가 되었다。
취역 후인 1935년에 "넬슨"이, 1936년에 "로드니"에서 수상기를 탑재했을 때, 수상기를 운용할 공간이 후부 갑판에 없었기 때문에, 부득이 수상기용 크레인을 함교에 가까운 좌현부에 신설했고, "로드니"만 캐터펄트를 3번 주포탑에 배치한 것이 외관의 상이점이다[23]。
본급은 신조 시부터 고각포를 탑재하고 있어, 신설계의 "Mark VIII 12cm(43구경) 고각포"가 폭풍 방지 방패를 붙여 단장 포가로 함교와 굴뚝의 양옆에 1기씩, 후부 갑판상에 대공 사격 지휘소의 후부에 편현 1기씩 총 6기를 배치했다. 근접 화기로 4.7cm 속사포 4기가 탑재되었고, 대공 기관포는 4cm 퐁퐁포를 8기, 모두 단장 포가로 탑재했다.
''넬슨''급은 수선 간 길이 201.2m, 전체 길이는 ''넬슨''이 216.4m, ''로드니''가 216.5m였다. 선폭은 32.3m였고, 평균 기준 배수량에서의 흘수는 9.2m였다. 기준 배수량은 33,300-33,730톤, 만재 배수량은 37,430-37,780톤이었다. 기함으로 운용될 때 승무원은 1,361명, 사선으로 운용될 때는 1,314명이었다. 만재 배수량에서 메타센터 높이는 3.1m였고,[4] 이로 인해 11.2초에서 13.6초 사이의 빠른 롤링을 보였다.[5] 잔잔한 날씨에는 기동성이 매우 뛰어났지만, 상부 구조물의 넓은 표면적은 많은 양의 날씨 조타를 유발했고, 강한 바람이 부는 좁은 공간에서는 다루기 어려울 수 있었다.[6]
두 세트의 브라운-커티스 기어식 증기 터빈으로 구동되었으며, 각 터빈은 하나의 축을 구동했고, 1,724kPa 압력에서 작동하는 애드미럴티 3-드럼 보일러 8기에 장착된 과열기에서 나오는 증기를 사용했다. 터빈은 34,000kW로 평가되었고, 최대 속도 43km/h를 제공하도록 설계되었다. 1927년 해상 시운전 동안 설계 속도를 초과하여 34,014-34,323kW에서 43.7-44.1km/h의 속도에 도달했다. 3,830-3,866톤의 연료유를 탑재하여 순항 속도 30km/h에서 설계된 항속 거리가 13,000km였다.[7]
거대한 상부 구조물은 평면이 팔각형이었으며, 승무원들은 "문어발"이라고 불렀고,[9] 런던의 세인트 제임스 공원 역 건너편에 있는 14층 벽돌 주거 개발 단지와 유사하여 "앤 여왕의 저택"이라고 불리기도 했다.[10] 상부 구조물은 항해 장교와 탑승한 제독에게 넓고 비바람을 막을 수 있는 작업 공간을 제공했다. 이 혁신적인 브리지 디자인은 이후 프랑스 해군이 ''덩케르크''급 전함에서 복제했으며, 모든 주포를 전방으로 향하게 한 것도 마찬가지였는데, 이 두 가지 특징은 ''리슐리외''급 설계에서도 반복되었다.[11] 상부 구조물은 무게를 줄이기 위해 파편에 대해서만 가볍게 장갑을 갖추었다. 무게 절감 설계를 위해 부속품에 알루미늄과 같은 가벼운 재료를 사용하고, 갑판 판재에 티크 대신 전나무를 사용하는 등의 조치가 이루어졌지만, 이후 1920년대 후반에 배가 갑판에 구조적 손상을 입히지 않고는 완전한 측면 포격을 할 수 없다는 우려로 티크 갑판이 설치되었다.[10]
''넬슨''급은 혁신적이지만 타협적인 설계였으며, 예상대로 단점도 있었다. 상부 구조물이 선미 쪽에 위치하여 강풍 시, 특히 저속으로 항해할 때 기동성에 문제를 일으켰는데, 상부 구조물이 영구적으로 설치된 미즌 돛처럼 작용하여 배가 "풍향에 따라 방향을 잡게" 만들었다. 하지만 1920년대 후반에 ''넬슨''을 지휘했던 휴 비니 대령은 "이 점을 염두에 둔다면 어떤 상황에서도 실제적인 어려움은 없을 것"이라고 말했다.[10] 이것은 붐비는 항구에서 잠재적인 문제였고, 배를 접안시키고 탑승하는 것을 다소 어렵게 만들었지만, 이 문제는 심각한 사고로 이어진 적은 없었다. 비니는 또한 "배의 첫 취역 초기에는 ''넬슨''급이 다루기 어렵고 기동하기 어렵다는 일반적인 오해가 있었다. 하지만 저와 제 전임자는 이 의견이 완전히 그릇되었다는 것을 곧 발견했습니다! 잔잔한 날씨에는 배의 기동 능력이 전혀 뒤떨어지지 않으며, 여러 면에서 ''퀸 엘리자베스'' 또는 ''리벤지''보다 우수합니다."라고 말했다.[10] 또한 후진할 때 조작하기 어려울 수 있었다. 이것은 배가 쌍축 스크류의 프로펠러 흐름에서 벗어난 단일 중심 방향타를 가지고 있기 때문이었다. 하지만 바다에서는 비교적 작은 전술 직경(선회 원)으로 특히 바람을 등지고 돌 때 잘 다루었다고 보고되었다. 1941~1942년에 ''넬슨''과 이후 ''로드니''의 항해사로 복무한 갈프리 게이트크레 소령(후일 해군 준장)은 두 배 모두 스캐퍼플로의 붐 게이트를 통과하는 데 어려움이 없었다고 보고했다. ''넬슨''과 ''로드니''는 호사 해협을 통과하면서 붐 게이트 선박에 부딪힌 적이 없는 유일한 전함이었다.[12]
== 경량화 ==
넬슨급 전함은 경량화를 위해 다양한 방법을 채택했다. 특징적인 주포 배치 외에도 고강도 D강을 사용하고, 알루미늄제 비품을 적극적으로 활용했으며, 갑판에는 티크재 대신 가벼운 전나무를 사용했다.[33]
함체 경량화에 있어서는 "강약"을 고려한 설계가 중요하게 작용했다. 즉, 중요 구획은 철저하게 방호하는 반면, 손상되어도 치명적이지 않은 부분은 최소한의 장갑만을 적용했다. 이러한 설계 방침은 넬슨급 전함이 항상 최전선에서 활약하면서도 치명상을 입지 않았다는 사실을 통해 그 타당성이 입증되었다.[33]
3. 1. 특징
넬슨급은 수선 간 길이 660 ft (201.2 m), 전체 길이는 709 ft 10 in (216.4 m)(''넬슨'') 또는 710 ft 3 in (216.5 m)(''로드니'')였다. 선폭은 106 ft (32.3 m)였고, 평균 기준 배수량에서의 흘수는 30 ft 4 in (9.2 m)였다. 기준 배수량은 33,300-33,730 LT (33,830-34,270 t), 만재 배수량은 37,430-37,780 LT (38,030-38,380 t)이었다. 기함으로 운용될 때 승무원은 1,361명, 사선으로 운용될 때는 1,314명이었다. 만재 배수량에서 메타센터 높이는 10.2 ft (3.1 m)였고,[4] 이로 인해 11.2초에서 13.6초 사이의 빠른 롤링을 보였다.[5] 잔잔한 날씨에는 기동성이 매우 뛰어났지만, 상부 구조물의 넓은 표면적은 많은 양의 날씨 조타를 유발했고, 강한 바람이 부는 좁은 공간에서는 다루기 어려울 수 있었다.[6]
두 세트의 브라운-커티스 기어식 증기 터빈으로 구동되었으며, 각 터빈은 하나의 축을 구동했고, 250 psi (1,724 kPa; 17 atm) 압력에서 작동하는 애드미럴티 3-드럼 보일러 8기에 장착된 과열기에서 나오는 증기를 사용했다. 터빈은 45,000 shp (34,000 kW)로 평가되었고, 최대 속도 23 kn (43 km/h; 26 mph)를 제공하도록 설계되었다. 1927년 해상 시운전 동안 설계 속도를 초과하여 45,614-46,031 shp (34,014-34,323 kW)에서 23.6-23.8 kn (43.7-44.1 km/h; 27.2-27.4 mph)의 속도에 도달했다. 3,770-3,805 LT (3,830-3,866 t)의 연료유를 탑재하여 순항 속도 16 kn (30 km/h; 18 mph)에서 설계된 항속 거리가 7,000 nmi (13,000 km; 8,100 mi)였다.[7]
거대한 상부 구조물은 평면이 팔각형이었으며, 승무원들은 "문어발"이라고 불렀고,[9] 런던의 세인트 제임스 공원 역 건너편에 있는 14층 벽돌 주거 개발 단지와 유사하여 "앤 여왕의 저택"이라고 불리기도 했다.[10] 상부 구조물은 항해 장교와 탑승한 제독에게 넓고 비바람을 막을 수 있는 작업 공간을 제공했다. 이 혁신적인 브리지 디자인은 이후 프랑스 해군이 ''덩케르크''급 전함에서 복제했으며, 모든 주포를 전방으로 향하게 한 것도 마찬가지였는데, 이 두 가지 특징은 ''리슐리외''급 설계에서도 반복되었다.[11] 상부 구조물은 무게를 줄이기 위해 파편에 대해서만 가볍게 장갑을 갖추었다. 무게 절감 설계를 위해 부속품에 알루미늄과 같은 가벼운 재료를 사용하고, 갑판 판재에 티크 대신 전나무를 사용하는 등의 조치가 이루어졌지만, 이후 1920년대 후반에 배가 갑판에 구조적 손상을 입히지 않고는 완전한 측면 포격을 할 수 없다는 우려로 티크 갑판이 설치되었다.[10]
선체는 전함 이후 최초로 평갑판형 선체를 채택했다. 뱃머리 갑판의 기울기(시아)는 설치되지 않았다. 40.6cm(16인치) 포를 3연장 포탑에 수납하여 3기를 뱃머리 방향으로 배치했다. 1·3번 주포탑을 갑판 위에 두고 그 사이의 2번 주포탑의 바벳을 늘여서 한 단, 고지에 두고 백우식으로 했다. 3번 포탑은 2번 포탑의 바벳과 상부 구조물에 끼인 탓에 사각이 다른 포탑보다 현저하게 작아졌다. 3번 포탑을 2번 포탑보다 고지에 배치하면 무게 중심 상승을 초래하고, 조타 함교·전투 함교의 위치를 더 높여야 했기에 3번 주포탑을 갑판에 두는 배치가 되었다.
함교는 사령탑을 하부에 조립한 점은 기존 함과 동일하지만, 그 위의 함교 구조는 영국 해군 사상 최초의 탑형 함교를 채택한 점에 특색이 있다. 삼각 마스트 시대에도 플랫을 여러 단으로 겹쳐 다층화하는 것은 기존 전함에서 하고 있었지만, 대악천후성에 문제가 있어, 내부에 굵은 지주가 있기 때문에 방의 사용성도 좋지 않다는 불량품을 해결하는 것이었다.
선체의 후부에 위치한 함교는 빌딩을 연상시키는 육각 기둥 모양으로, 정상부는 기존 함보다 넓었다. 주포용 15피트(4.58m) 거리 측정기 1기를 내장하는 사격 방위반이 함교 위에 1기, 메인 마스트 후부에 1개씩 총 2기를 탑재했다. 이 방위반 실은 두께 25mm에서 50mm의 장갑판으로 방어되어 있으며, 전동 모터로 선회 구동했다. 그 후방에 부포용 거리 측정기로 12피트(약 3.7m) 거리 측정기, 대공 거리 측정용으로 9피트(약 2.75m) 거리 측정기를 함교 측면과 후부 마스트 주변에 탑재했다[23]。
함교 구조는 위에서 보면 삼각형 모양으로 성형되어 있어, 주포의 폭풍을 제대로 받지 않도록 했다. 공시 시에 3번 주포탑을 후방으로 향해 일제 사격한 결과, 3번 주포로부터의 폭풍으로 함교의 창문 유리는 물론, 내부의 전성관이나 정밀 기계가 잇따라 고장 나는 사태가 발생했다. 그 때문에 후방 사격 시에는 3번 주포탑은 사용하지 않게 되어, 후방 포격력은 2/3로 감소하게 되었다[26]。
주포탑 전부를 함 전방에서 중앙부까지 집중 배치한 탓에 함교·기관 구역은 함미부에 집중 배치하지 않을 수 없었다. 함교에서 굴뚝에 걸친 주변 물건은 갑판에서 한 단 올라간 상부 구조물에 배치되어 폭풍에 대한 처치가 채택되었다. 함교에서 약간 떨어진 장소에 1개 굴뚝이 서고, 굴뚝과 삼각식의 후부 마스트에 걸친 제한된 공간이 함재정 보관소가 되어, 삼각장의 기부에 설치된 크레인 1기에 의해 운용되었다. 소부 마스트의 뒤편에 부포·고각포 지휘소가 편현 1기씩 총 2기 배치되었고, 상부 구조물의 말단에 후부 주포 거리 측정소가 설치되었다. 1개 굴뚝의 뒤쪽 현측 갑판에 "15.2cm(50구경) 속사포"를 연장 포탑에 수납하여 편현 3기씩 총 6기가 배치되었다.
함교와 굴뚝의 배치는 바람 방향이 순풍이 되었을 때 굴뚝에서 배출되는 고온의 매연이 역류하여 함교 상부에 위치한 거리 측정·감시 작업이 곤란하게 되었다. 최대의 중량물인 포탑을 전부에 집중했기 때문에, 무게 중심이 앞으로 쏠려 조종이 어려웠다. 실제로 문제가 된 것은 함교 쪽에 가까운 주포의 후방 사격 시의 폭풍이었고, 민첩하다고는 할 수 없지만 비교적 작은 선회 반경으로 회두시킬 수 있다는 점도 맞물려, 취급의 나쁨은 기우가 되었다。
취역 후인 1935년에 "넬슨"이, 1936년에 "로드니"에서 수상기를 탑재했을 때, 수상기를 운용할 공간이 후부 갑판에 없었기 때문에, 부득이 수상기용 크레인을 함교에 가까운 좌현부에 신설했고, "로드니"만 캐터펄트를 3번 주포탑에 배치했다.[23]
신조 시부터 고각포를 탑재하고 있어, "Mark VIII 12cm(43구경) 고각포"가 폭풍 방지 방패를 붙여 단장 포가로 함교와 굴뚝의 양옆에 1기씩, 후부 갑판상에 대공 사격 지휘소의 후부에 편현 1기씩 총 6기를 배치했다. 근접 화기로 4.7cm 속사포 4기가 탑재되었고, 대공 기관포는 4cm 퐁퐁포를 8기, 모두 단장 포가로 탑재했다.
3. 2. 경량화
넬슨급 전함은 경량화를 위해 다양한 방법을 채택했다. 특징적인 주포 배치 외에도 고강도 D강을 사용하고, 알루미늄제 비품을 적극적으로 활용했으며, 갑판에는 티크재 대신 가벼운 전나무를 사용했다.[33]
함체 경량화에 있어서는 "강약"을 고려한 설계가 중요하게 작용했다. 즉, 중요 구획은 철저하게 방호하는 반면, 손상되어도 치명적이지 않은 부분은 최소한의 장갑만을 적용했다. 이러한 설계 방침은 넬슨급 전함이 항상 최전선에서 활약하면서도 치명상을 입지 않았다는 사실을 통해 그 타당성이 입증되었다.[33]
4. 무장
넬슨급 전함의 주포는 9문의 Mark I영어 16인치(40.6cm) 포로, 3연장 포탑에 장착되었으며, 이러한 방식으로 설계된 영국 해군 전함은 넬슨급이 유일하다.[10] 이 포는 표준적인 영국 설계에서 벗어나, 고속으로 가벼운 포탄을 사용하는 독일의 방식을 따랐다. 그러나 후속 시험 결과는 상반되었고, 포는 상당한 포신 마모를 겪었으며, 개조 과정에서 각 포신이 서로 다른 강선을 가지게 되어 산탄도가 커졌다.[10] 포신 마모를 보상하기 위해 포구 속도가 감소했고, 더 무거운 포탄이 시도되었지만, 새로운 포탄 생산 및 관련 장비 개조 비용은 영국 해군의 자금 삭감 시기와 맞물렸다.[10] 영국 해군은 이 무기를 BL 15 인치 Mark I보다 성공적이라고 평가하지 않았으며,[10] 후속 ''킹 조지 5세''급 전함에 장착된 BL 14 인치 Mark VII는 더 무거운 포탄과 낮은 속도로 회귀했지만, 복잡한 장착 방식으로 인해 전투에서 신뢰성 문제가 발생했다.[10]
3연장 포탑은 탄약 취급 및 장전 기계에 초기 문제를 야기했으나, 1929년 10월, 숙련된 포탑 승무원이 33발의 연속 포탄을 장전하고 발사하며 성능을 입증했다.[10] 그러나 더 가벼운 재료로 구현된 많은 안전 기능은 정기적인 점검을 필요로 했다.[10] 넬슨급 전함에는 주포의 대함 사격을 위한 HACS 대공 화력 통제 시스템과 해군본부 화력 통제반 Mk I이 장착되었다.[10]
사격 시험 결과, 전방 방위각에서 'A' 및 'B' 포탑의 폭발로 인해 갑판 설비가 손상되었고, 취사반 환경이 매우 불편해졌다.[10] 구조적 손상 없이 일제 사격이 불가능하다는 소문이 있었으나, 비스마르크와의 교전에서 ''로드니''는 갑판 판자 및 상부 갑판 설비를 제외한 주요 구조적 손상 없이 40번 이상의 일제 사격(380발)을 하여 이 소문을 반증했다.[10] 그러나 함교, 격벽, 변기, 선수 배관 설비는 광범위하게 손상되었고, 선수 구역의 전구도 깨졌다.[10]
'X' 포탑 사격 시 교량 창문 손상으로 인해 평시 사격 연습 중 "X" 포탑의 사격은 제한되었다.[13] 강화 유리를 사용했음에도 유리가 깨지고 파편이 흩날리는 문제가 발생하여 함장 교량 설계를 변경하고 보호용 선반을 설치하는 등의 조치가 이루어졌다.[10] ''로드니''의 제독 교량은 타워 전면에서 약간 뒤로 물러나 있었고, 함장 교량은 ''넬슨''과 마찬가지로 유리 면적이 줄어들고 더 큰 선반이 있었다.[10]
D.K. 브라운은 포구 밑에 있던 해군 설계자 H.S. 펭겔리가 'A' 포탑의 모든 포를 발사한 후 붉은 섬광을 보고했는데, 이는 관찰자의 안구 충격으로 인한 것으로 밝혀졌다고 보고했다.[3]
''비스마르크''와의 교전 마지막 단계에서, ''로드니''는 2발의 24.5인치 어뢰를 발사했고, 한 발이 명중했다고 주장했다.[14][15][16][17] 러도빅 케네디는 이를 "한 전함이 다른 전함에게 어뢰를 발사한 역사상 유일한 사례"라고 언급했다.[18] 같은 교전의 앞부분에서, 스타보드 사이드 어뢰관은 ''비스마르크''의 초기 일제 사격 중 근접 폭발로 인해 슬루스 도어가 고착되었다.[10] 1941년 9월 27일, ''넬슨''의 포트 어뢰 발사대는 이탈리아 공중 발사 18인치 어뢰로 인해 3,750톤의 물이 유입되는 피해를 입었다.[10] 이 사건 이후, ''넬슨''의 어뢰 발사관이 제거되었을 수도 있지만,[19] 다른 소스는 어뢰 발사관이 1945년까지 두 선박 모두에 유지되었다고 주장한다.[20]
넬슨급의 주포는 신형 "Mark I 40.6cm(45구경)포"이다. 이 포는 영국 해군의 마지막 대구경 강선포로, 무게 929 kg의 포탄을 최대 앙각 40도로 36,358m까지 날릴 수 있었다.[29]
그 포 위력은 사거리 18,000m대라면 현측 장갑 310mm(갑판 장갑에는 사거리 35,000m에서 160mm)를 쉽게 관통하는 능력을 가진다. 그러나 2만m대에서는 현측 관통 능력이 272mm~224mm까지 급속히 떨어지기 때문에 310mm(12인치) 이상의 경사 현측 장갑을 가진 신전함 상대로는 손해를 각오하고 접근해야 했다. 구체적인 수치로 말하면, 거리 32,000m에서 929㎏의 AP탄을 발사했을 경우, 현측 장갑 193㎜, 갑판 장갑 165㎜를 관통할 수 있었다.
이것은 본 포가 독일식 고초속 경량탄의 데이터에 강한 영향을 받아 개발되었기 때문이다. 그래서 완성 후 테스트에서는 조기에 원거리에서의 위력 부족・고초속 발사에 의한 산포계 악화・포신 수명의 저하라는 수많은 문제점이 드러나, 어쩔 수 없이 약장약에 의한 운용으로 해결했지만, 더욱 능력 저하가 일어났다.
이 포를 신설계의 삼연장 포탑에 수납했다. 포신의 앙각 능력은 앙각 40도・부각 3도이다. 1,470톤이나 되는 포탑의 선회, 주포신의 앙각, 포탄의 양탄・장전 장치의 동력은 증기 구동식 수압 펌프가 아니라, 신설계의 유압식을 채용하여 동작 속도에서 기존의 방식을 상회하도록 설계되었으며, 보조에 인력을 필요로 했다. 급탄 기구는 미국식을 도입하여 발사 속도는 분당 2발의 예정이었지만, 설계 단계에서 기구부의 무리한 경량화로 인해 포탑의 선회 속도・발사 속도 모두 저하되어 초기에 고장이 빈발했다. 그 때문에 발사 속도는 분당 1~1.5발이었다.[29]
각 포탑의 선회 각도는 선체 수미선 방향을 0도로 하여 1번 주포탑(A 포탑)이 좌우 150도, 2번 주포탑(B 포탑)이 좌우 160도, 3번 주포탑(X 포탑)이 좌우 120도이다. 각 포탑의 선회 각도가 각각 다른 것은 포탑의 간격이 좁아 서로 선회에 간섭하는 것을 막기 위해서이다. 그 중에서도 함교에 가까운 X 포탑은 함부로 돌리면 함교를 파괴할 수 있었기 때문에 선회 각도를 제한했다.
본급은 함수에 주포탑 3기를 집중 배치한 것에 의해, 상부 구조물이 있기 때문에 함미(바로 뒤) 방향으로는, 수미선을 0도로 하여 좌우 30도로 총 60도의 사각이 있었다.
주포 관제 장치에는 최신식 기계식 컴퓨터인 AFCT(Admiralty Fire Control Table)가 채용되었다. 1940년대에 들어서면서, 광학식 측거기는 사격 관제 레이더의 백업이 되었다. 1940년 6월에 "넬슨"에 탑재되었던 시제 레이더는 21,936m의 목표 탐지에 성공했다. 이것은 281형 레이더로 정식 채용되었고, 1941년에 "넬슨"도 284형 레이더로 갱신했다. "로드니"도 1938년부터 79형 대공 레이더를 테스트를 시작했으며, 1941년에 281형 레이더와 284형 사격 관제 레이더를 탑재했다.[29]
4. 1. 주포
넬슨급 전함의 주포는 9문의 16인치(40.6cm) Mark I 포로, 3연장 포탑에 장착되었으며, 이러한 방식으로 설계된 영국 해군 전함은 넬슨급이 유일하다.[10] 이 포는 표준적인 영국 설계에서 벗어나, 고속으로 가벼운 포탄을 사용하는 독일의 방식을 따랐다. 그러나 후속 시험 결과는 상반되었고, 포는 상당한 포신 마모를 겪었으며, 개조 과정에서 각 포신이 서로 다른 강선을 가지게 되어 산탄도가 커졌다.[10] 포신 마모를 보상하기 위해 포구 속도가 감소했고, 더 무거운 포탄이 시도되었지만, 새로운 포탄 생산 및 관련 장비 개조 비용은 영국 해군의 자금 삭감 시기와 맞물렸다.[10] 영국 해군은 이 무기를 BL 15 인치 Mark I보다 성공적이라고 평가하지 않았으며,[10] BL 14 인치 Mark VII는 더 무거운 포탄과 낮은 속도로 회귀했지만, 복잡한 장착 방식으로 인해 전투에서 신뢰성 문제가 발생했다.[10]3연장 포탑은 탄약 취급 및 장전 기계에 초기 문제를 야기했으나, 1929년 10월, 숙련된 포탑 승무원이 33발의 연속 포탄을 장전하고 발사하며 성능을 입증했다.[10] 그러나 더 가벼운 재료로 구현된 많은 안전 기능은 정기적인 점검을 필요로 했다.[10] 넬슨급 전함에는 주포의 대함 사격을 위한 HACS 대공 화력 통제 시스템과 해군본부 화력 통제반 Mk I이 장착되었다.[10]
사격 시험 결과, 전방 방위각에서 'A' 및 'B' 포탑의 폭발로 인해 갑판 설비가 손상되었고, 취사반 환경이 매우 불편해졌다.[10] 구조적 손상 없이 일제 사격이 불가능하다는 소문이 있었으나, 비스마르크와의 교전에서 ''로드니''는 갑판 판자 및 상부 갑판 설비를 제외한 주요 구조적 손상 없이 40번 이상의 일제 사격(380발)을 하여 이 소문을 반증했다.[10] 그러나 함교, 격벽, 변기, 선수 배관 설비는 광범위하게 손상되었고, 선수 구역의 전구도 깨졌다.[10]
'X' 포탑 사격 시 교량 창문 손상으로 인해 평시 사격 연습 중 "X" 포탑의 사격은 제한되었다.[13] 강화 유리를 사용했음에도 유리가 깨지고 파편이 흩날리는 문제가 발생하여 함장 교량 설계를 변경하고 보호용 선반을 설치하는 등의 조치가 이루어졌다.[10] ''로드니''의 제독 교량은 타워 전면에서 약간 뒤로 물러나 있었고, 함장 교량은 ''넬슨''과 마찬가지로 유리 면적이 줄어들고 더 큰 선반이 있었다.[10]
D.K. 브라운은 포구 밑에 있던 해군 설계자 H.S. 펭겔리가 'A' 포탑의 모든 포를 발사한 후 붉은 섬광을 보고했는데, 이는 관찰자의 안구 충격으로 인한 것으로 밝혀졌다고 보고했다.[3]
''비스마르크''와의 교전 마지막 단계에서, ''로드니''는 2발의 24.5인치 어뢰를 발사했고, 한 발이 명중했다고 주장했다.[14][15][16][17] 러도빅 케네디는 이를 "한 전함이 다른 전함에게 어뢰를 발사한 역사상 유일한 사례"라고 언급했다.[18] 같은 교전의 앞부분에서, 스타보드 사이드 어뢰관은 ''비스마르크''의 초기 일제 사격 중 근접 폭발로 인해 슬루스 도어가 고착되었다.[10] 1941년 9월 27일, ''넬슨''의 포트 어뢰 발사대는 이탈리아 공중 발사 18인치 어뢰로 인해 3,750톤의 물이 유입되는 피해를 입었다.[10] 이 사건 이후, ''넬슨''의 어뢰 발사관이 제거되었을 수도 있지만,[19] 다른 소스는 어뢰 발사관이 1945년까지 두 선박 모두에 유지되었다고 주장한다.[20]
넬슨급의 주포는 신형 "Mark I 40.6cm(45구경)포"이다. 이 포는 영국 해군의 마지막 대구경 강선포로, 무게 929 kg의 포탄을 최대 앙각 40도로 36,358m까지 날릴 수 있었다.[29] 구체적인 사거리는 철갑탄(AP탄)이라면 36,375m, 고폭탄(HE탄)이라면 38,120m이다.
그 포 위력은 사거리 18,000m대라면 현측 장갑 310mm(갑판 장갑에는 사거리 35,000m에서 160mm)를 쉽게 관통하는 능력을 가진다. 그러나 2만m대(제2차 세계 대전의 평균적인 포격 거리)에서는 현측 관통 능력이 272mm~224mm까지 급속히 떨어지기 때문에 310mm(12인치) 이상의 경사 현측 장갑을 가진 신전함 상대로는 손해를 각오하고 접근해야 했다. 구체적인 수치로 말하면, 거리 32,000m에서 929㎏의 AP탄을 발사했을 경우, 현측 장갑 193㎜, 갑판 장갑 165㎜를 관통할 수 있었다.
이것은 본 포가 독일식 고초속 경량탄의 데이터에 강한 영향을 받아 개발되었기 때문이다. 이 타입의 포는 근거리에서 상위 주포 구경과 동등한 위력을 가지며, 제1차 세계 대전 때와 같은 사거리 1만m 이내에서의 포격전이라면 유효했지만, 반면 2만m를 넘는 사거리에서는 포탄이 경량이기 때문에 위력이 저하되는 단점이 있었다. 그래서 완성 후 테스트에서는 조기에 원거리에서의 위력 부족・고초속 발사에 의한 산포계 악화・포신 수명의 저하라는 수많은 문제점이 드러나, 어쩔 수 없이 약장약에 의한 운용으로 해결했지만, 더욱 능력 저하가 일어났다.
이 포를 신설계의 삼연장 포탑에 수납했다. 포신의 앙각 능력은 앙각 40도・부각 3도이다. 1,470톤이나 되는 포탑의 선회, 주포신의 앙각, 포탄의 양탄・장전 장치의 동력은 증기 구동식 수압 펌프가 아니라, 신설계의 유압식을 채용하여 동작 속도에서 기존의 방식을 상회하도록 설계되었으며, 보조에 인력을 필요로 했다. 급탄 기구는 미국식을 도입하여 발사 속도는 분당 2발의 예정이었지만, 설계 단계에서 기구부의 무리한 경량화로 인해 포탑의 선회 속도・발사 속도 모두 저하되어 초기에 고장이 빈발했다. 그 때문에 발사 속도는 분당 1~1.5발이었다.[29]
각 포탑의 선회 각도는 선체 수미선 방향을 0도로 하여 1번 주포탑(A 포탑)이 좌우 150도, 2번 주포탑(B 포탑)이 좌우 160도, 3번 주포탑(X 포탑)이 좌우 120도이다. 각 포탑의 선회 각도가 각각 다른 것은 포탑의 간격이 좁아 서로 선회에 간섭하는 것을 막기 위해서이다. 그 중에서도 함교에 가까운 X 포탑은 함부로 돌리면 함교를 파괴할 수 있었기 때문에 선회 각도를 제한했다.
본급은 함수에 주포탑 3기를 집중 배치한 것에 의해, 상부 구조물이 있기 때문에 함미(바로 뒤) 방향으로는, 수미선을 0도로 하여 좌우 30도로 총 60도의 사각이 있었다.
주포 관제 장치에는 최신식 기계식 컴퓨터인 AFCT(Admiralty Fire Control Table)가 채용되었다. 1940년대에 들어서면서, 광학식 측거기는 사격 관제 레이더의 백업이 되었다. 1940년 6월에 "넬슨"에 탑재되었던 시제 레이더는 21,936m의 목표 탐지에 성공했다. 이것은 281형 레이더로 정식 채용되었고, 1941년에 "넬슨"도 284형 레이더로 갱신했다. "로드니"도 1938년부터 79형 대공 레이더를 테스트를 시작했으며, 1941년에 281형 레이더와 284형 사격 관제 레이더를 탑재했다.[29]
4. 2. 부포 및 기타 무장
넬슨급 전함의 부포는 "1926년형 Mark XXII 15.2cm(50구경) 속사포"를 채용하여, 드레드노트급 전함으로부터의 설계에서 처음으로 포탑에 수납, 연장 포탑 형식으로 했다. 이 포는 무게 45.36kg의 포탄을 최대 앙각 45도로 23,590m까지 보낼 수 있었다. 부앙 능력은 앙각 60도, 부각 5도이며, 선회 각도는 현측 방향을 0도로 하여 전후 100도이다. 포신의 부앙, 포탑의 선회, 포탄의 양탄, 장전은 주로 수압으로 이루어졌으며, 보조로 인력을 필요로 했다. 발사 속도는 분당 5발이다. 배치는 굴뚝에서 후부 마스트 사이의 현측 갑판 위에 배치되어, 편현 3기씩 총 6기가 탑재되었다. 3개의 포탑 중 중앙부 포탑만 높여진 피라미드 배치에 의해 현측 방향으로는 3기 6문을 지향할 수 있고, 수미선 방향으로는 좌우 합쳐 4기 8문을 지향할 수 있다고 여겨졌지만, 실제로는 함수 방향으로는 중앙부 포탑이 상부 구조물에 가려지기 때문에 실질적으로 2기 4문이며, 함미 방향에도 후장 등이 방해가 되므로 2기 4문 정도였다. 이 부포의 대수상 전투력은 매우 뛰어났지만, 대공 전투 능력은 칭찬할 만한 수준은 아니었고, 넬슨급 전함의 실질적인 대공 전투는 대공 레이더와 대공 기총으로 커버되었다.그 외에, 대공 무장으로 "Mark VIII 12cm(40구경) 고각포"를 단장 포가로, 함교와 굴뚝 사이에 편현 2기씩과 함미 갑판에 편현 1기씩 총 6기를 분산 배치하고 있다. 이 포는 34.5kg의 포탄을 앙각 45도로 14,780m, 22.7kg의 대공 유탄을 최대 앙각 90도로 고도 9,750m까지 도달시킬 수 있었다. 부앙 능력은 앙각 90도, 부각 5도이며, 선회 각도는 360도 선회할 수 있었다. 발사 속도는 분당 8~12발이었다.
근접 대공용으로 제1차 세계 대전부터 사용된 "4cm(39구경) 폼폼포"를 장비했다.
또한 대함 공격용으로 함수 수면 아래에 62.2cm 수중 어뢰 발사관을 편현 1기씩 총 2기 장비하고, 함수 발사관실에 12기를 예비로 했다.
''비스마르크''와의 교전 마지막 단계에서, ''로드니''는 포트 사이드 어뢰관에서 2발의 24.5인치 어뢰를 발사했고, 한 발이 명중했다고 주장했다.[14][15][16][17] 러도빅 케네디에 따르면, "사실이라면, 한 전함이 다른 전함에게 어뢰를 발사한 것은 역사상 유일한 사례이다."[18] 같은 교전의 앞부분에서, 스타보드 사이드 어뢰관은 ''비스마르크''의 초기 일제 사격 중 근접 폭발로 인해 슬루스 도어가 고착되었다. 1941년 9월 27일, ''넬슨''의 포트 어뢰 발사대는 이탈리아 공중 발사 18인치 어뢰가 어뢰 차체실 뒤의 구획에 구멍을 내어 3,750톤의 물이 선박에 유입되면서 거의 위험한 상황이 될 뻔했다. 이 사건 이후, ''넬슨''의 어뢰 발사관이 제거되었을 수도 있지만[19], 다른 소스는 어뢰 발사관이 1945년까지 두 선박 모두에 유지되었다고 제안한다.[20]
5. 방어
넬슨급 전함의 방어는 "올 오어 낫싱" 원칙에 따라 설계되었다. 주 탄약고와 통제 위치는 356mm(14인치), 기계실과 6인치 포 탄약고는 330mm(13인치) 두께의 경사 장갑대로 보호되었다. 이 경사 장갑대는 수직에서 18도 바깥쪽으로 기울어져 있어, 급강하하는 투사체에 대한 방호력을 높였다.[8]
공기로 채워진 구획과 물로 채워진 구획이 번갈아 배치된 내부 어뢰 벌지는 장갑과 장갑이 없는 선체 사이에 장착되어, 외부 어뢰 벌지 없이도 어뢰 공격을 효과적으로 방어할 수 있도록 설계되었다. 수중 방어는 깊이 1.5m의 이중저와 3.7m 깊이의 어뢰 방어 시스템으로 구성되었으며, 38mm 두께의 어뢰 격벽으로 보강되었다. 이 시스템은 후드와 유사하며, 340kg의 TNT 폭발을 견딜 수 있었다.[8]
"A" 바벳 앞쪽에서 후방 6인치 포탑까지는 잘 보호되었지만, 그 외 구역은 이전 설계에서 볼 수 있는 중간 두께의 장갑이 없었다. 159mm(6.25인치) 두께의 단일 장갑 갑판이 급강하 포탄과 항공기 탑재 폭탄으로부터 보호했으며, 기계실에는 95mm(3.75인치), 선미 위쪽 하부 갑판에는 108mm(4.25인치) 장갑이 적용되었다.[10][3] 주 포탑은 전면 406mm(16인치), 측면 279mm(11인치), 지붕 184mm(7.25인치), 후면 229mm(9인치) 장갑으로 보호되었고, 바벳 주변은 381mm(15인치) 장갑이 적용되었다. 부포탑은 25mm(1인치) NC 장갑과 12.7mm 구조 강철판으로 구성되었다.[10][3]
수평 장갑은 주 갑판에 159mm 두께로 설치되었으나, 기관 구역 위는 95mm로 얇아져 25,000m 밖에서 발사된 영국 14인치 포나 20,000m대에서 발사된 미국 16인치 포에 의해 관통될 수 있었다. 반면, 현측 방어는 이탈리아 15인치 포에 대해 25,000m, 독일 15인치 포에 대해 21,000m까지 안전 거리를 확보했다. 경사 장갑은 사격 각도가 증가할수록 적탄의 관통력을 저하시키는 효과가 있었다.[32]
수중 방어는 3.1m의 어뢰 벌지와 38mm 격벽으로 구성되어 TNT 340kg 폭발을 견딜 수 있도록 설계되었다. 영국 해군은 이 방어력이 부족하다고 판단했지만, 실제 넬슨급 전함은 어뢰 공격으로 인한 심각한 손상을 입지 않았다.
6. 기관
본급의 기관은 공격력과 방어력의 모순으로 인한 불리함을 가장 많이 받은 부분이다. 요구 성능은 기관 중량을 2,000톤 이하로 억제하면서도 최대 출력 45,000마력을 달성하도록 강력히 요구받았다. 이를 달성하기 위해 신기술이 투입되었다. 신설계의 애드미럴티형 3동식 중유 전소 수관 보일러는 과열기·급수 가열기(이코노마이저)를 갖추고, 과열 증기를 채택했다.[32] 이를 8기 탑재하고, 후드의 성공을 고려하여 구조는 다르지만 브라운 커티스식 기어드 터빈 2기를 조합하여 2축 추진으로 했다. 그 결과, 최대 출력 45,000hp로 계획값보다 고속인 최대 속력 23노트를 발휘했다. 터빈의 구성은 순항 단락을 내장한 고압 터빈과 후진 단락을 갖춘 저압 터빈을 감속 기어 장치로 1축에 통합한 것이었다.[32]
본급의 기관은 공시에서 계획 출력을 초과하는 좋은 성적을 거두었지만, 기관의 무리한 경량화 설계로 인해 내구성과 신뢰성이 저하되었다. 또한 신설계의 고온 고압 보일러의 증기압에 터빈이 견디지 못해 터빈 날개와 임펠러의 균열 발생에 시달렸다. 영국 해군은 "기관의 신뢰성 저하의 불비는 제조를 담당한 존 브라운사에 있다"고 했고, 실제로 존 브라운사가 원인 규명과 대책을 충분히 하지 못한 점도 있어서[32], 이후 신규 함정에는 파슨스사의 기어드 터빈이 탑재되게 되었다.
본급의 기관 배치는 함미부 안쪽으로 좁아지는 공간에 수납하기 위해, 종래의 방식으로는 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 가장 공간을 많이 차지하는 터빈을 수납하는 기관실을 함교 바로 아래에 배치하고, 보일러를 수납하는 보일러실을 그 후방에 배치하여, 기관실 후방에 보일러실이 있는 특이한 배치가 되었다.
선체 중앙부의 폭이 넓은 곳에 기어드 터빈 2기를 감속기를 통해 2축으로 배치하고, 추진축 2축을 가로지르도록 보일러실을 배치하여, 보일러실에는 1실당 보일러 2기를 수납하여, 총 8기 4실을 '田'자형으로 구획된 함미부에 배치하는 집중 배치 방식을 채택했다. 이 방식은 추진축이 길어지는 단점이 있지만, 중요한 추진 기관을 현측에서 떨어진 곳에 둠으로써, 효과적인 대함 방어와 수중 방어의 보호를 받을 수 있으며, 함미 쪽에 굴뚝을 배치함으로써 함교에서 매연을 멀리할 수 있는 설계였다. 하지만 매연의 함교로의 역류는 효과가 없었다.
7. 평가
HMS ''넬슨''과 자매함 ''로드니''는 독특한 외형 때문에 영국 해군 수병들로부터 각각 ''넬솔''(Nelsol)과 ''로드놀''(Rodnol)이라는 별명을 얻었는데, 이는 단일 굴뚝의 실루엣이 제1차 세계 대전 중 "ol"로 끝나는 이름을 가진 유조선을 연상시켰기 때문이다.[21]
해군 역사학자 안토니 프레스턴은 "그들은 제1차 세계 대전의 모든 어려운 경험을 반영한 튼튼한 설계의 함선이었고, 방호 능력과 설계가 매우 뛰어난 함선임이 입증되었다"고 평가했다.[2]
하지만 본급은 영국 해군에서 만족스러운 전함은 아니었는데, 조약의 제약으로 인해 설계에 대폭적인 타협이 불가피했기 때문이다. 후방 포격 능력이 부족하고, 방어 면에서는 경사 장갑의 방어 효과는 양호했지만, 경량화를 위해 방어 범위가 좁고 수중 방어가 미흡하여 여러 면에서 능력 부족으로 인식되었다.[27]
또한, 집중 방어에 따른 특수한 선체 형상으로 인해 운동성이 나쁘다는 문제가 있었고, 특히 저속에서의 운동성은 열악하다고 평가되었다. 주포탑을 모두 함수에 집중 배치했기 때문에 발포 시의 폭풍 압력이 강하여 상부 구조물이나 갑판을 손상시킬 가능성이 있었고, 특히 함 후방을 향한 사격은 평시에 금지되는 등 운용성에 문제가 있었다.[27] 결과적으로, 다른 전함 설계에서 주포의 전방 집중 배치를 채택한 것은 프랑스 해군의 덩케르크급 전함 및 리슐리외급 전함 뿐이었다. 이후 영국 해군은 주포의 전방 집중 배치를 채택하지 않았고, 프랑스도 가스코뉴급 전함에서는 전방 집중 배치를 중단할 예정이어서, 함형으로서는 높은 평가를 받지 못했다.
8. 운용
''넬슨''은 1944년 말 미국에서 개조를 거쳤고, 1945년 말에는 잠시 홈 함대의 기함으로 복무하는 등 전후 함대에서 복무할 만큼 상태가 좋았다.[22] 반면 ''로드니''는 전쟁 기간 동안 주요 개조나 수리 없이 혹사당해 기계가 낡은 상태였다.[9]
''로드니''는 리벤지급과 퀸 엘리자베스급이 처리된 지 얼마 지나지 않은 1948년 인버케이팅에서 스크랩되었으며, ''넬슨''은 폭격 시험 표적으로 사용된 후 1949년에 스크랩되었다.[22] 윈스턴 처칠의 회고록에 따르면, ''넬슨''이 전후 함대에서 몇 년 동안 복무할 수 있도록 주요 현대화가 논의되었지만, 다른 세부 사항은 남아 있지 않다. ''넬슨''은 더 이상 전함의 전방 역할이 없는 현대 함대에 너무 느렸다.[22]
9. 동형함
1949. 3.26. 해체를 위해 인버카이팅에 도착