在這一時期,西方各國對火藥的研製都非常重視,湧現出了一批具有國際影響的火藥發明家和火藥製造公司,推出了多項比較重要的新成果。
1889年阿貝爾和杜瓦發明了無煙火藥,這種火藥主要成分包括58%的硝化甘油、37%的硝化棉以及5%的凡士林,再以丙酮作為溶劑風乾後壓為線條狀,這種形式的無煙火藥被稱為雙基火藥,它比維埃勒發明的單基無煙火藥(主要構成為硝化纖維或者硝化甘油,而不是兩種物質混合使用)更具威力。當年英國伍爾維奇皇家軍工廠以及皇家火藥製造廠即開始進行大規模生產,人類正式進入無煙火藥時代。到19世紀90年代,各國採用無煙火藥的火炮射程提高了將近一倍。1873年德國化學家斯普倫格爾發現由英國人沃爾夫在1771年研製的苦味酸可用雷管起爆。到了1885年,法國科學家特平開始用它作為炸藥裝填炮彈,這就是著名的黃色炸藥。它的威力要比黑火藥大得多,而且爆炸不產生濃烈的煙霧。1894年託倫斯用季戊四醇與濃硝酸硝化而製得太安,這是一種單體高能炸藥,多用於製造導爆索、傳爆藥柱以及雷管中的次發裝藥。直到第一次世界大戰期間,苦味酸和太安依然是廣泛應用的軍用炸藥之一。
隨著科技的不斷髮展,19世紀90年代對海戰方式影響最大的發明——火炮的制退復進機終於被創制出來,管退炮出現了。所謂管退炮,就是炮架不動,只有火炮身管本身制退復進來消除後坐力,因此制退復進十分便捷,平均射擊間隔時間縮減到60秒以內。當時的制退復進機有兩種不同的型別:一是水壓彈簧式,二是水壓氣體式,二者的制退原理相同,但復進原理不相同。從後來實際使用的效果和影響看,水壓氣體式更為方便好用。專用火炮測矩儀也在這一時期出現。
阿姆斯特朗152毫米速射炮
在19世紀後期,各國海軍一般將艦炮分為大、中、小三種口徑,而中口徑的範圍則是指100至200毫米。中口徑速射炮(quick-firing gun舊譯快放炮)的出現使巡洋艦的火力得以大大增強。速射炮在炮架上的改進主要是增加了搖架和復進機。簡單來說,搖架可以簡化成一個具有O形或U形橫截面的托架模型,炮身可以沿著搖架提供的導軌滑動,同時,搖架的兩側帶有耳軸,可以繞上炮架俯仰。這樣炮身在射擊後將沿著搖架滑動後坐,上炮架則固定不動,降低了復進運動的負擔。除了炮架上的進步以外,速射炮還使用了藥筒式發射藥。發射藥包被封裝在帶有底火的黃銅藥筒內,裝填完畢後炮手只需扣動扳機即可完成擊發,在進行下一次裝填時也不需要擦洗藥室,從而大大提升了射擊速度。
操作速射炮的英國水兵
1886年英國阿姆斯特朗公司率先開發出了152毫米和120毫米口徑的速射炮,對之後的海戰產生了革命性的影響。這兩種速射炮射速快,威力大,象英國著名的“君權”級戰列艦每一舷就安裝了5門152毫米速射炮,每分種射速為6發,在當時的典型交戰距離2000至3000米上足以打爛敵艦無裝甲的一切部位,將敵艦的艦面變成一片火海。根據測算,5門152毫米速射炮的火力等同於15門架退炮,也就是說,“君權”級的152毫米副炮群相當於3艘二等巡洋艦的火力,以至於“君權”級的設計者著名的懷特和當時的海軍造船總監即後來名聞遐邇的無畏時代締造者費舍爾甚至宣稱152毫米速射炮群使“君權”級的343毫米主炮沒有了用武之地。法國、德國、俄國和義大利乃至於美國的設計師們很快發現如果不照抄“君權”級的設計就真的沒得玩了。於是“君權”級戰列艦成為了現代戰列艦的開山之祖。
“君權”級戰列艦的152毫米副炮
“君權”級戰列艦線圖
管退技術和自動測距技術的出現使大規模的彈藥準確投射成為可能,而新式高能炸藥的出現使這一時期的炮彈能夠有效毀傷鋼鐵戰艦,正是在這樣的技術背景下,在19世紀90年代,古老的縱隊戰術得以復興,為縱隊戰術設計的軍艦變得體型巨大、炮位密集、載彈量多。這一時期的代表性軍艦有英國“君權”級戰列艦,法國海軍的“查理曼大帝”級戰列艦,德國海軍的“勃蘭登堡”級戰列艦,義大利海軍的“翁貝託”級戰列艦,美國的“印第安納”級戰列艦等。
英國“君權”級戰列艦
法國“查理曼大帝”級戰列艦
德國“勃蘭登堡”級戰列艦
美國“印第安納”級戰列艦
阿姆斯特朗速射炮還催生出了著名的阿姆斯特朗巡洋艦,該型軍艦的特徵是艦身狹長,擁有極高的航速和一定的裝甲防護,除首尾方向主炮之外,在艦體中部密集安裝大量副炮,當面向側舷方向作戰時,擁有極其強大的火力。阿姆斯特朗巡洋艦最具代表性的作品之一即日本海軍的“吉野”艦。
日本海軍“吉野”號巡洋艦
日本聯合艦隊第一遊擊隊的旗艦“吉野”是1893年剛剛竣工的新銳巡洋艦,排水量4150噸,航速23節,是當時世界上航速最快的水面軍艦。
與創一時記錄的航速同樣令世人矚目的是其強大的武備,“吉野”大量裝備了中口徑速射炮。主炮選用4門英國阿姆斯特朗公司生產的152毫米40倍口徑速射炮,其中2門分別安裝在軍艦首尾樓甲板上。另外2門的安裝位置則比較特殊,分別佈置在首樓末端主甲板兩側的耳臺內,顯然是出於船頭對敵作戰時獲得最大火力的傳統設計思路,因為這樣“吉野”艦在艦首方向就可以得到3門152毫米主炮的火力,為了使安裝在耳臺內的這2門152毫米速射炮的前向射界更為開闊,首樓尾部各向內側削去了一塊,從安裝了152毫米主炮的耳臺再往後,軍艦兩舷至尾樓之間還設計有多達8個耳臺,各配置1門120毫米40倍口徑速射炮,形成了密集的舷側火力。
“吉野”艦三維復原圖
除此之外“吉野”艦的武備還有密佈軍艦各處的22門47毫米口徑哈乞開斯單管速射炮。另外“吉野”艦還配備上了剛剛問世不久的專用火炮測距儀,使“吉野”艦火炮的瞄準、測距將更為準確、便捷,戰力得到倍增。同時具備了快捷的航速和威勢的武器,使得“吉野”的威力無與倫比,被譽為當時世界上最為優秀的巡洋艦。