Việc phát triển

Vào năm 1906, việc đưa vào hoạt động chiếc thiết giáp hạm "toàn-súng-lớn" Dreadnought đã khiến mọi thiết giáp hạm đang hiện hữu trở nên lạc hậu. Trong Bản Tu chính Hải quân Thứ nhất dành cho Đạo luật Hải quân Đức năm 1900 được thông qua vào năm 1906 trước khi Dreadnought được hạ thủy, Đô đốc Alfred von Tirpitz thoạt tiên yêu cầu sáu thiết giáp hạm và sáu tàu tuần dương bọc thép mới,[Ghi chú 2] cùng một số tàu tiện ích nhỏ. Việc hạ thủy chiếc Dreadnought mang tính cách mạng có nghĩa là mọi tàu chiến trong tương lai muốn cạnh tranh với nó sẽ đắt tiền hơn đáng kể so với những thiết giáp hạm tiền-dreadnought cũ hơn. Thái độ phản đối việc gia tăng ngân sách của Quốc hội Đế chế Đức buộc Tirpitz phải giảm bớt yêu cầu của mình còn sáu tàu tuần dương bọc thép, trong đó một chiếc được đặt trong tình trạng dự bị, và 48 tàu phóng lôi, loại bỏ hoàn toàn yêu cầu đóng thiết giáp hạm mới; yêu cầu đã giảm bớt này được thông qua vào ngày 19 tháng 5 năm 1906. Tuy nhiên, một tuần sau khi tu chính luật được thông qua, ngân khoản dành cho hai thiết giáp hạm tải trọng 18.000 tấn và một tàu tuần dương bọc thép tải trọng 15.000 tấn được cấp cho Hải quân. Ngân quỹ cũng được cấp cho việc mở rộng kênh đào Kaiser Wilhelm và nâng cấp các cơ sở ụ tàu để thu nhận những con tàu lớn hơn.[3]

Một cuộc tranh luận nổ ra tại Văn phòng Hải quân (Reichsmarineamt) trong việc chế tạo các con tàu mới. Tirpitz chuộng việc theo đuổi Hải quân Hoàng gia Anh bằng cách cũng chế tạo thiết giáp hạm dreadnought và tàu chiến-tuần dương; ông xem đây là một cơ hội để phá vỡ chính sách "tiêu chuẩn hai thế lực" của Anh.[Ghi chú 3] Tirpitz cũng có ý định sử dụng ngân sách dành cho tàu tuần dương bọc thép để chế tạo tàu chiến-tuần dương thay thế, cho dù chúng vẫn phải được xếp loại như tàu tuần dương bọc thép.[3]

Nassau và Westfalen là những thiết giáp hạm dreadnought đầu tiên được đặt hàng trong chương trình chế tạo 1906–1907; tàu tuần dương bọc thép Blücher cũng được đặt hàng chung với chúng.[1][4] Bản Tu chính Hải quân Thứ hai được thông qua vào ngày 27 tháng 3 năm 1908; bao gồm một ngân khoản 1 tỉ mark, và cho phép giảm tuổi đời hoạt động của thiết giáp hạm từ 25 năm xuống còn 20 năm. Điều này có hiệu lực đưa đến việc cần thay thế các hải phòng hạm thuộc các lớp Siegfried và Oldenburg cũng như các thiết giáp hạm tiền-dreadnought thuộc lớp Brandenburg.[5] Lớp tàu frigate bọc thép Sachsen (được đưa ra sử dụng vào cuối những năm 1870) cũng cần được thay thế, vì chúng rõ ràng đã lạc hậu cho dù dưới tiêu chuẩn 25 năm. Bốn chiếc lớp Sachsen được thay thế bởi lớp Nassau. Cặp tàu thứ hai trong lớp Nassau: Posen và Rheinland, được đặt hàng trong chương trình chế tạo 1907–1908.[1]

Đặc tính chung

Những chiếc trong lớp Nassau có chiều dài 146,1 m (479 ft), mạn thuyền rộng 26,9 m (88 ft) và độ sâu của mớn nước là 8,9 m (29 ft). Chúng có tỉ lệ dài-rộng là 5,45, vốn hơi "mập mạp" so với những thiết kế đương thời. Ở một phần nào đó, chiều rộng lớn hơn thông thường là do bốn tháp pháo mạn, đòi hỏi một lườn tàu rộng hơn.[6] Chúng có trọng lượng choán nước tiêu chuẩn 18.570 t (18.277 tấn Anh), và lên đến 21.000 t (20.668 tấn Anh) khi đầy tải. Các con tàu có 19 ngăn kín nước, ngoại trừ Nassau chỉ có 16 ngăn. Cả bốn con tàu đều có đáy tàu kép chiếm 88% lườn tàu. Các con tàu mang theo một số xuồng nhỏ, bao gồm một xuồng gác, ba xuồng đô đốc, hai xuồng đổ bộ, hai ca-nô và hai xuồng nhỏ.[7]

Lúc thiết kế, các con tàu vận hành không được tốt ngay cả khi biển lặng, chuyển động cứng đơ. Chúng mắc phải sự lật nghiêng nặng do trọng lượng các tháp pháo hai bên mạn.[8] Các tháp pháo mạn khiến các con tàu có chiều cao khuynh tâm lớn, vốn tạo cho chúng thành một bệ pháo rất vững chắc, nhưng chu kỳ chòng chành của chúng lại trùng hợp với chiều cao sóng trung bình của Bắc Hải.[9] Sau này những sống dưới lườn tàu được bổ sung, giúp cải thiện vấn đề lật nghiêng, nhưng lại góp phần vào việc mất tốc độ khi bẻ lái gắt. Cho dù có xu hướng bị lật, lớp Nassau có khả năng cơ động và có đường kính xoay vòng nhỏ. Chúng chịu đựng sự mất tốc độ đôi chút khi biển động, nhưng lên đến 70% khi bẻ lái gắt.[7]

Hệ thống động lực

Hải quân Đức đã chậm trễ trong việc áp dụng kiểu động cơ turbine hơi nước Parsons tiên tiến vốn đã được trang bị cho chiếc Dreadnought, chủ yếu là do sự phản đối của cả Đô đốc von Tirpitz lẫn Bộ phận Thiết kế Hải quân; cơ quan này vào năm 1905 đã khẳng định "bản thân việc sử dụng động cơ turbine cho tàu chiến hạng nặng không được khuyến cáo."[10] Vì vậy lớp Nassau giữ lại loại động cơ hơi nước ba buồng bành trướng đặt dọc đã lạc hậu công suất 22.000 mã lực;[7] mỗi trục trong số ba trục động cơ vận hành một chân vịt 3 cánh đường kính 5 m (16 ft 5 in); được thiết kế để đạt được tốc độ tối đa 19,5 knot (hải lý mỗi giờ).[1] Khi chạy thử máy, các con tàu đạt được tốc độ 20 đến 20,2 knot ở công suất 26.224 – 28.117 mã lực.[1] Để so sánh, động cơ tubine của Dreadnought đạt được tốc độ 21 knot.[11]

Hơi nước được cung cấp bởi 12 nồi hơi Schulz-Thornycroft,[1] mỗi chiếc có 2 lò đốt, lên đến tổng cộng 24 lò. Hệ thống động lực được phân thành ba phòng động cơ và sáu phòng nồi hơi.[1] Các tháp pháo bên mạn và hầm đạn của chúng lại tiếp tục phân hệ thống động lực thành ba nhóm, nhờ vậy gia tăng khả năng sống sót.[6] Các con tàu chở theo 2.700 tấn than; sau này được cải biến để chở thêm 160 tấn dầu, vốn sẽ được phun vào than trong lò đốt để làm tăng tốc độ cháy.[Ghi chú 4] Điện năng cho con tàu được cung cấp bởi tám máy phát turbine, tạo ra công suất 1.280 kW điện xoay chiều 225 V.[7]

Vũ khí

Kiểu động cơ hơi nước ba buồng bành trướng đặt dọc chiếm dụng một khoảng lớn ở các ngăn bên trong vốn có thể dành cho các hầm đạn.[12] Do không có đủ dung lượng hầm đạn để hỗ trợ các tháp pháo bắn thượng tầng bố trí theo trục dọc, các nhà thiết kế buộc phải phân bố sáu tháp pháo chính trên một hình lục giác khá bất thường.[12][Ghi chú 5] Hai tháp pháo nòng đôi được đặt trước và sau, cùng hai tháp pháo mỗi bên mạn.[13] Khi bắn trực tiếp ra phía trước hay phía sau, con tàu có thể huy động 6 khẩu pháo, và 8 nòng pháo cho mỗi bên mạn; khả năng về lý thuyết này tương đương với của chiếc Dreadnought, nhưng lớp Nassau đòi hỏi bổ sung thêm hai khẩu pháo để đạt được.[6] Dù sao, người ta cân nhắc rằng cách sắp xếp này cung cấp một sự dự phòng pháo hạng nặng hữu ích được che chắn khỏi hỏa lực đối phương.[12]

Mỗi con tàu mang theo mười hai khẩu pháo 28 xentimét (11 in) SK L/45.[Ghi chú 6] Các tháp pháo bên mạn thuộc kiểu Drh LC/1906, tương tự như hai tháp pháo trên trục dọc của hai chiếc đầu tiên trong lớp Nassau và Westfalen. Riêng Posen và Rheinland mang kiểu tháp pháo Drh LC/1907 trên trục dọc, có thân dài hơn so với thiết kế của LC/1906.[13] Tháp pháo Drh LC/1906 và kiểu pháo 11 inch SK/L45 được thiết kế đặc biệt cho những chiếc dreadnought mới của Đức vào năm 1907. Cả hai loại bệ pháo đều cho phép có góc nâng lên đến 20°, nhưng bệ LC/1907 cho phép hạ thấp thêm hai độ, xuống đến −8°.[14] Hầm chứa thuốc phóng được đặt bên trên hầm chứa đầu đạn, ngoại trừ những tháp pháo đặt trên trục dọc của Nassau và Westfalen.[1] Các khẩu pháo bắn ra đầu đạn nặng 302 kg (666 lb), với liều thuốc phóng mồi trong bao vải lụa nặng 26 kg (57 lb) và liều thuốc phóng chính trong vỏ đồng nặng 79 kg (174 lb).[14] Ở góc nâng tối đa, các khẩu pháo có thể bắn đến mục tiêu cách xa 20.500 m (22.400 yd) với lưu tốc đầu đạn là 855 m/s (2.805 f/s).[13] Ở khoảng cách 12.000 m (13.000 yd), đạn pháo AP 11 inch có thể xuyên thủng vỏ giáp dày đến 200 mm (7,9 in).[14]

Dàn pháo hạng hai của các con tàu bao gồm mười hai khẩu pháo SK 15 cm (5,9 in) L/45 gắn trên các tháp pháo ụ. Các khẩu pháo này bắn ra đạn pháo nặng 99,9 lb (45,3 kg) ở lưu tốc đầu đạn 835 m/s (2.740 ft/s). Tháp pháo ụ này cho phép nâng lên đến 19°, cho phép một tầm bắn tối đa 14.950 m (16.350 yd). Các con tàu cũng mang theo mười sáu khẩu pháo SK 8,8 cm (3,5 in) L/45, cũng bố trí trong các tháp pháo ụ. Các khẩu pháo này bắn ra đạn pháo nặng 22 lb (10,0 kg) ở lưu tốc đầu đạn 650 m/s (2.133 ft/s), và có thể xoay cho đến 25° cho một tầm bắn tối đa 9.600 m (10.500 yd).[13] Sau năm 1915, hai khẩu 8,8 cm được tháo dỡ thay thế bằng hai khẩu pháo phòng không 8,8 cm, rồi trong giai đoạn giữa năm 1916 và 1917, mười hai tháp pháo ụ 8,8 cm còn lại được tháo dỡ.[7] Các khẩu pháo phòng không này bắn ra đầu đạn hơi nhẹ hơn 21,2 lb (9,6 kg) ở lưu tốc đầu đạn 765 m/s (2.510 ft/s); chúng có thể nâng đến 45° và có thể bắn trúng mục tiêu cách xa 11.800 m (12.900 yd). Những chiếc trong lớp Nassau còn được trang bị sáu ống phóng ngư lôi chìm 45 cm (18 in); một ống trước mũi, một ống khác phía đuôi, và hai ống bên mỗi mạn tàu về phía cuối vách ngăn chống ngư lôi.[13]

Vỏ giáp

Những chiếc trong lớp Nassau được trang bị vỏ giáp Krupp. Chúng có đai giáp ở chỗ mạnh nhất dày đến 30 cm (12 in), dành để bảo vệ những phần trọng yếu giữa tàu, và mỏng còn 8 cm (3,1 in) ở những vùng ít quan trọng như mũi và đuôi tàu. Phía sau đai giáp là vách ngăn chống ngư lôi dày 3 cm (1,2 in),[7] với một số khó khăn trong việc lắp đặt do bốn tháp pháo bên mạn và các bệ tương ứng của chúng.[6] Sàn tàu được bọc thép dày từ 5,5 đến 8 cm (2,1–3,1 inch). Tháp chỉ huy phía trước có nóc dày 8 cm (3,1 in) và các mặt hông dày 40 cm (16 in); trong khi tháp chỉ huy phía sau được bảo vệ kém hơn, với nóc dày 5 cm (2,0 in) và các mặt hông dày 20 cm (7,9 in). Các tháp pháo chính có nóc dày 9 cm (3,5 in) và mặt hông 28 cm (11 in); trong khi các tháp pháo ụ có vỏ giáp bảo vệ dày 16 cm (6,3 in) và các tấm chắn pháo dày 8 cm (3,1 in). Các con tàu cũng được trang bị lưới chống ngư lôi, nhưng chúng được tháo dỡ sau năm 1916.[7]