■大和級戦艦の主砲塔は斉射可能か
松本喜太郎著「戦艦大和・武蔵設計と建造」には「主砲塔の砲支筒は３連装中の２門を同時に発砲した際の約3,400トンの反動に耐えられるよう設計され，十分目的にかなったものであった」旨の記述があります。
私はこれを「大和の主砲は発砲遅延装置により順次発砲されるため一度に大きな反動は掛からず，余裕を見て２門分の強度を持たせたもの。よって発砲遅延装置は砲熕重量の削減にも有効な装備である」と理解していました。
が，発砲遅延装置の完成は大和級の設計完了より後らしく，その効果を当てにして設計をするだろうか，という疑問があります。
可能性として
- 1700ｔは砲身に直接掛かる反動であり，駐退機を経由した反動はこれより低い。駐退機不使用で２門斉射の反動に耐えられれば，使用時の３門斉射に耐えられる。
- 1700ｔは駐退後の反動であり，やはり発砲遅延装置の効果を織り込んだ強度計算である。
- 実際の訓練・戦闘では発砲は交互撃ち方が多く，全門斉射の頻度は少ない。強度計算には安全率が掛かっているため，主用される交互撃ち方（２門または１門の交互発射）に合わせて強度を持たせ，頻度の少ない３門発射は安全率で対応する。（これにより構造重量が低減できる）
の３つが考えられます。
なお２門にしか耐えられないため３門斉射は不可能，という可能性は低いでしょう。全門斉射は戦艦として当然の要求であり，公試でも現に全門斉射しており，設計自体は全門斉射可能なように成されているはずだからです。
そこでまず，発砲時の反動1700t／門がどのような値か（直接か，吸収後の反動か）を検討してみます。
反動は運動量保存則から概算できます。
質量
，速度
，力（＝反動）
，力を掛けた時間
とすると，運動量＝力積の関係から
主砲弾質量：
主砲弾初速：
加速時間 ：
砲弾運動量：=1,138,800[kg m/s]
を代入すると
平均反動
＝2,514
[t]
となります。記述された1,700ｔより少し大きな値です。記載されていた反動1,700ｔは駐退無しの値のようにも思えます。砲身中の加速形態（非等加速度）からは反動は2,500ｔより大きくなりそうですが，実際は「支筒自体が変形する＝2,700ｔの砲塔自体も後方へずれ駐退機能を果たす」と考えられるので，砲支筒へ伝わるのが1,700ｔというのは妥当ではないでしょうか。
さらに駐退機を通した反動がどの程度か計算します。
簡単のため，反動で砲身が砲弾の運動量と同じ（但し方向は逆）運動量を受け取り，その後駐退のストロークを等減速度運動し，その間の力が砲塔に伝わる，とします。（実際は等減速ではなく，また砲弾の加速中にも駐退は始まっていますが）
砲身質量：
＝160,000 [kg]
砲身駐退速度（最大値）：
＝7.12[m/s]
駐退ストローク：
＝1 [m]（仮定値）
駐退時間：
[s]
駐退機反動：
[N]
とすると
より
＝4,052,705[N]
＝413 [t]
となります。これからすると３門同時発射しても反動は平均1,200～1,300ｔ程度であり，砲支筒の強度上問題はないことになります
よって駐退機構を考えると3,400ｔの強度が有れば全門斉射は問題ないように思われます。
（2001.02.08）
■プリエーゼ式水中防御
プリエーゼ式防御とはイタリア戦艦ヴィットリオ・ヴェネト級に採用された，二重円筒式の水中防御構造です。考案者であるプリエーゼ造船中将の名前で呼ばれており，また実際には魚雷防御の効果が低かったことで有名です。失敗の原因は，爆発による破壊力の伝達原理を誤解していた点にあるでしょう。
この方式の構想は次のようなものだと推測できます。内外二重になった大きな円筒が水線下にあり，内筒は中空，内外筒間は液体が充填されています。魚雷が外筒側面で爆発すると，爆圧で外筒が押され内部の液体に圧力がかかります。このとき内筒の強度が弱ければ内筒が潰れて圧力を吸収し，外筒内の液圧は一定以上にならず破壊は艦の内側には及ばないはずです。
しかし実際にはそうなりませんでした。恐らく次のような原理だと推測されます。
魚雷（または爆弾）が爆発したとき，破壊力は爆発点を中心として球面状に広がる衝撃波の波面上に集中しています。具体的には衝撃波面上に高密度に存在する分子の，外側への運動エネルギーという形です。この衝撃波が物体に当たったときに物体は破壊されます。衝撃波面の面積は爆発中心からの距離の２乗に比例して増加するので，単位面積当たりのエネルギーは距離の２乗に反比例して減少することになります。
実はこの点がバルジの存在意義で，爆発点から水雷防御板までの距離が大きくなることで衝撃波のエネルギー密度が急激に低下し，それを防ぐのに必要な防御板の厚さが非常に薄くて済みます。もし船体表面で魚雷の破壊力を受け止めようとすれば，喫水線から艦底部まで戦艦の垂直装甲鈑並の厚さの防御板が必要になるでしょう。その重量は莫大なものとなり，武装を搭載する余地が無くなるか，艦が水に浮かなくなるかでしょう。
プリエーゼ式防御に魚雷が命中すると，衝撃波が外筒の内部に向かって進行します。内筒にぶつかった分に関しては内筒が潰れることにより大部分吸収されるでしょう。しかしその上下，内筒と外筒の中間は艦の内部まで衝撃波の進行を遮るものがありません。結果，衝撃波は外筒の艦内側の表面に達し，これを破壊してしまいます。そして艦内奥に浸水を生じます。つまりプリエーゼ式は破壊力を防ぐどころか，衝撃波の良好な伝達媒体である液体を充填した通路を艦内奥まで用意したようなものでした。
同様に衝撃波による破壊メカニズムを誤解した失敗例として，翔鶴級空母の飛行甲板防御があります。格納庫内で爆発が発生すると内部の圧力が上昇し飛行甲板を吹き上げてしまうので，側壁を弱くしておけば先に側壁が吹き飛んで飛行甲板は無事なはず，という想定でした。実際には衝撃波球の表面が飛行甲板に達したときに破壊が生じるので，その後で側壁が吹き飛んでも意味はありませんでした。
（1999.7.2）
■主砲威力の比較――最強の主砲は？
●主砲威力の尺度
戦艦の主砲威力は何によって決まるのでしょうか。大和級の46cm45口径砲と，アイオワ級の40.6cm50口径砲ではどちらが強力でしょうか。私も長いこと疑問に思ってきましたが，結局は主砲の口径でもなければ砲身長でもなく，砲弾の運動エネルギーが第１の要因であろうとの結論に到りました。
口径が大きければ主砲威力は増しますが，それは砲弾の質量が大きく，（初速が同じなら）砲弾の運動エネルギーも大きいからです。また砲身長も重要ですが，それは砲身長が初速に影響するためで，砲身長自体が問題なのではありません。初速が同じなら短い砲身に大量の装薬を使った場合でも，長い砲身に少量の装薬を使った場合でも破壊力は同じです。重要なのは初速であって砲身長ではありません。
大砲は砲弾に運動エネルギーを与えることのみがその役割です。実際に装甲鈑を貫通するのは砲弾であり，その砲弾がどのような大砲から発射されたかは問題ではなくなります。着弾された装甲鈑が知り得るのはその砲弾の存速，撃角，砲弾の種類のみです。36cmの九一式徹甲弾が存速400m/s，撃角45°で命中した場合，装甲鈑はその砲弾が45口径砲から発射されたのか，50口径砲から発射されたのか知りようがありません。
そして各主砲の初速，砲弾質量は比較的簡単に分かり，この二つがあれば運動エネルギーは計算可能です。そのため主要な戦艦の主砲について，その１発当たりの破壊力，また全砲門を使って単位時間（１秒）に投射できる破壊力を計算してみました。ここで言う破壊力とは砲弾の運動エネルギーのことです。
●計算法の説明
【運動エネルギー】
砲弾１発の持つ運動エネルギー[J]です。
運動エネルギー［J］ ＝ （砲弾質量［kg］×初速［m/s］２）／２
で計算します。
【砲出力】
その戦艦が砲弾によって「一定時間にどれだけの運動エネルギーを敵艦へ投射できるか」を表します。
運動エネルギー［J］×発射弾数［発／分］
でその艦が１分間に投射可能なエネルギー［J／分］になります。これを１秒当たりにすると単位が[W]になり，機関出力や電力と同じ単位になります。１分当りの方が直感的に分かりやすいかも知れませんが，［W］の方がレーザー，レーダーなどとも比較し易いのでこちらを使用します。
●計算結果
まず，砲弾１発当たりのエネルギーが，その主砲がどれだけの厚さの装甲鈑を貫徹できるかの最重要パラメータになります。これを大きい順にグラフ化すると，右のようになります。
続いて，戦艦１隻が一定時間にどれだけの運動エネルギーを投射できるか（総砲出力）を大きい順にプロットしたものが右のグラフです。一定時間に発射できる「砲弾質量」で議論されることが多かったものですが，質量が大きくても速度が低いとエネルギーは小さくなり合理的な尺度になりません。１発当たりの運動エネルギーに，１分間に発射可能な砲弾数を掛けた値が，その戦艦が発射できる「破壊力」の適切な指標となります。ただし，ここではそれを１秒当たりに直して単位を[kW]にして用います。