铁甲舰的首次露面是在1855年的克里米亚战争中,当时法国炮击俄国金伯恩炮台时使用了“浅水炮艇”。在这次战役中,法国使用的“毁灭”号、“冲击”号和“雷鸣”号是世界上最早的铁甲舰,由此奠定了蒸汽装甲战列舰在近代海军舰队中举足轻重的统治地位。在这之脊滑后的短短半个世纪中,铁甲舰见证了世界海军力量的发展和技术的进步,这些进步体现在三个方面:舰体的设计和构造、动力系统以及所装备的武器。简单地说,这个过程就是由木头、风帆和球装弹丸的组合演进到钢铁、蒸气和现代枪炮的组合。
在铁甲舰时代,舰壳设计的第一个进步是在战舰的木制舰壳外包覆铸铁装甲板。这种设计第一次出现在1855年克里米亚战争炮击金伯恩的行动中。金伯恩炮台位渗野旦于第聂伯河的入口处,抢在英国人前面开发出新式军舰的法国海军出动了3艘浅水炮舰。这些包覆铸铁装甲板的炮舰行驶到俄军海岸炮台射程内,实施抵近射击,摧毁了大量俄军工事,俄国人发射的炮弹无法对法军的浅水炮舰造成任何损伤,这种防护是风帆战舰无法企及的。此后不久,拿破仑三世开始极力推进法国海军的建设,意图挑战英国的海上霸主地位。他们开始建造第一艘大型铁甲舰“光荣”号,由迪普·德·洛马设计,1858年开工建造,排水量5630吨。英国的第一艘铁甲舰“勇士”号在1861年进入英国皇家海军服役,战斗力超过“光荣”号。“勇士”号两舷的双层柚木舰壳外包覆4英寸的装甲,排水量9137吨。
在武器方面,当“勇士”号第一次服役的时候,其主甲板上安装了30门68磅前膛装滑膛炮和8门110磅阿姆斯特朗后膛装火炮。此外,上层甲板上还配备了110磅后膛炮到6磅加农炮等口径不等的武器。阿姆斯特朗炮在发射的速度、射程和精度等方面都超过前膛炮。但是,英国海军并没有立即以后膛炮取代前膛炮,原因在于他们对新技术的谨慎和保守态度。在1863年炮击鹿儿岛时,21门后膛炮在365次发射中出现了28起事故,英国海军的反应不是迅速改进后膛炮,而是重新回到前膛炮时代。当然,前膛炮的设计也在改进。导致前膛炮走向终结的导火索是1879年“霹雳”号战舰上重大的火炮炸膛事故,爆炸的原因是重复装填,这种错误在后膛炮上是不可能出现的。此次事故促使英国海军着手改革。
直到19世纪80年代中期,英国才设计出可靠的后膛炮。尽管如此,当时的火炮设计和制造也并非实现后膛炮就可以一统天下的局面。英国海军进行的一些实验证明,前膛炮对于标准装甲的穿透力并不比同等口径的后膛炮差,他们据此得出了无须更换火炮的保守结论。因此,后膛炮在英国海军中的广泛使用还要等上若干年。相比之下,其他海军较弱的国家反而在这方面走在了英国前面。法国海军13.4英寸口径的1870型火炮在技术上把英国海军远远甩在后面,意大利海军鼓励英国火炮设计师为他们生产那些被保守的英国军火委员会拒之门外的武器。
在舰体设计上,1862年,法国建造了第一艘装有旋转炮塔的战列舰“阿尔贝王子”号,炮塔战舰的设计概念是把战舰的主炮或多门火炮安装在一个转台上,可以通过旋转向任一方向开火。在美国南北战争期间,美国北方海军的小型装甲炮舰“莫尼特”号首次采用了封闭的回旋式炮塔。它与南方邦联海军的“弗吉尼亚”号装甲舰之间发生了首次近代意义上的海上炮战——1862年的汉普敦海战。
在动力方面,尽管蒸汽技术的可靠丛扰性与日俱增,但很长一段时间里,战舰上仍保留全套风帆设备。19世纪60年代前期,铁甲舰被认为不过是装有蒸汽辅助动力的风帆战舰。这些战舰都装有全套风帆装备。当然,在实际航行中,舰长和指挥官们逐渐依赖更加便捷的蒸汽机。第一艘无桅炮塔战舰“蹂躏”号1871年进入英国海军服役,但不久退役。很久之后人们才发现,它是维多利亚时代战舰的原型,拥有低矮的侧面轮廓、宽横梁、厚装甲等特点,主炮分别安装在舰艉和舰艏的两座炮塔上,只有一个“军用桅杆”用来打旗语,蒸汽是它唯一的动力系统。
到19世纪70年代,世界各海军强国的蒸汽装甲战列舰已达到较高的水平。蒸汽机不仅为军舰提供了推进动力,而且还被用于操纵舵系统、锚泊系统、转动装甲炮塔系统、装填弹药、抽水及升降舰载小艇等。大型蒸汽装甲战列舰的排水量达到8000~9000吨,推进功率达到6000~8000匹马力。但是,新建造的战舰仍然不合时宜地配备有全套风帆。随着锅炉和主机效率的提高,蒸汽动力取代风帆成为可能。到19世纪80年代,无桅战舰终于开始扮演主角。至20世纪初,随着煤炭开采和使用的广泛化,风帆在巡洋舰级别的战舰上也被降为辅助动力。
19世纪60-80年代,铁甲舰在设计方面的进步相对缓慢,这段时间被称做战舰的“探索时代”。一个很重要的原因是英国海军的犹豫观望态度,他们并不愿意建立一支完全依赖蒸汽的海军,在他们看来,这种转变太冒险,不如他们现在使用的技术成熟可靠。而其他国家在海军发展上远远落后于英国。法国人在19世纪70年代仅仅建造了8艘战舰,美国总体上已经停止建造大型船只,德国连组建一支舰队的想法都没有,中国和日本的舰队更是有名无实。在这种大环境下,铁甲舰自然不可能获得较大的发展动力。此外,也没有足够多的战争来检验和推动技术的进步。
正因为如此,在铁甲舰时代,甚至还出现了撞角这样非常古怪的设计。复兴撞角的理由似乎很有说服力:自划桨战舰时代结束以来,战舰第一次可以完全不受风的左右,并且动力更加强大,速度更快,这就使撞角在理论上可以获得更大的动能。而且舰壳外包覆装甲使战舰吨位增大,储备浮力下降,水线下被洞穿会造成更大的损害。另一方面,在技术发展的过程中,装甲占据了上风,那个时代的大炮对付装甲战舰非常吃力,弹丸的毁伤效果相比风帆时代大为降低。因此,撞角战术的复兴便理所当然。
但是,无论理论多么完善,实践总是无法达到预期的效果。大部分安装了撞角的战舰马力和灵活性都不够,虽然它们号称能够修正航向,但是常常只是刚刚改变航向就已经撞上了,所谓的撞击只不过是擦过,达不到理想的垂直角度。在美国内战之后的30年里,无论是美国海军还是欧洲国家海军在战舰设计上都坚持安装撞角。撞角战术支持者念念不忘的最辉煌的胜利是1866年的利萨海战。当时奥地利旗舰“斐迪南德·马克斯”号成功撞击了“意大利”号的舯部舷侧,后者舰身随即严重倾斜,最终沉没。实际上,撞角
在某些情况下对自己人的威胁更大。1872年,在爱尔兰海域航行的中央炮位战舰“铁公爵”号撞沉了“前卫”号,事故的主要原因在于海上的浓雾和双方的粗心大意。更能说明问题的事故发生在1893年6月22日的地中海,由于总司令乔治·特莱恩爵士向座舰“维多利亚”号下达了危险的机动指令,导致“维多利亚”号被“坎佩当”号撞沉,他本人也在这次事故中丧生。
进人19世纪90年代之后,各国都开始扩建海军。此时海军的发展之所以加速,不仅是因为武器装备和设计上有长足的进步,更是因为有政治意志和海权理论的强力推动。之前在技术层面上一直处于弱势的英国海军终于赶上了其他欧洲国家,并开始引领海军进步的潮流。1892年,英国人建造出了世界上第一艘采用全钢质舰体的战列舰——“皇家君主”号,该舰随后成为各国战列舰设计的样板。它采用4门双联装主炮,以前后各配置一个炮塔的方式安装在舰身纵轴线上,加强了副炮群的数量及射角分配,能将所有火力集中于侧舷。
此后,战列舰普遍采用钢质舰体,满载排水量可达到12000吨;装备两种口径的主炮:一级主炮布置在舰体纵向中轴线上,口径达到300-350毫米,用于对抗敌方主力舰,二级主炮布置在舰体两侧,用于对抗巡洋舰及轻型军舰;舰体防护装甲的厚度达到230—450毫米;航速为16—8节;动力多采用复式蒸汽机。除了英国,法国、德国、美国、日本、意大利、俄国、奥匈帝国、奥斯曼帝国等国的海军此时也纷纷建造或进口大批战列舰,战列舰已经成为海军强国实力的象征。
铁甲舰时代的海战本质上是二维的。就是说,水面战舰是海军力量中唯一具备远洋航行能力的工具,它主要的对手是敌方的水面战舰,或者是海岸炮台,但这只有在水面战舰行驶到其射程范围之内时,它才成其为一个威胁。所以,在这个时代,起决定性作用的是海面上的战斗,水面战舰具有至高无上的地位,而水下、水面、空中三维战争局面的形成,要等到铁甲舰时代行将结束时才出现。