克諾珀斯級最終的設計排水量12950噸，垂線間長390英尺，寬74英尺，吃水26英尺，艦艏乾舷24英尺3英寸，艦艉乾舷19英尺。相比之前的一等戰列艦威嚴級，其艦艏乾舷略低而艦艉略高，不過二者的適航性與操縱性能並無很大的差別。在艦體長度相等的情況下，更淺的吃水會讓轉彎半徑更大一些。總的來說，克諾珀斯級也擁有良好的線型與艦體設計，在遠東的服役一直都令人滿意。
基本介紹
- 中文名：克諾珀斯級戰列艦
- 排水量：12950噸
歷史背景
克諾珀斯級戰列艦
1892年，為了應對中國的定遠級戰列艦，日本從英國訂購了兩艘戰列艦--富士號與八島號戰列艦。在英法的指導下，日本的設計師在一代人的時間內取得了數百年的進步，已經開始自主設計巡洋艦。但他們仍然覺得自己暫時無法承擔設計戰列艦的工作。
東方的新威脅
富士級戰列艦的效果圖
改進之處主要在於主炮火力，包括以新式無煙火藥為基礎設計的12英寸炮已經完成，並用於英國1892-1893計畫中的威嚴級戰列艦。新炮的重量僅有46噸，而君權級上面舊的13.5英寸炮重67噸。所以，節約的重量可以在露炮台設計的基礎上為火炮安裝重型裝甲護罩，從而形成炮塔結構。日本人決定採用這種新炮與炮座炮塔機構。
克諾珀斯級戰列艦
除此之外，富士級的防護與君權級基本相同。同樣有18英寸的水線裝甲帶、4英寸的上部裝甲帶，但主炮炮座要薄一些。需要指出的是，此時哈維裝甲已經基本成熟，懷特在聲望號與威嚴級的設計中已經充分利用了新裝甲的優勢。威嚴級的9英寸哈維裝甲防禦能力與舊的18英寸鋼面鐵甲對等，而防護面積能夠擴大一倍。
懷特將此事也告訴了日本人，但後者令人奇怪地決定不改變布局。稍後又決定將18英寸裝甲帶直接換成哈維裝甲，從而打造出極度過剩的水線防護，而上部裝甲帶防禦仍然不足。新船的副炮也與君權級基本一致，10門6英寸速射炮中的4門置於主甲板的裝甲炮廓中，其餘6門則在上甲板，由炮盾保護。反雷擊武器則全由3磅/2.5磅47mm速射炮組成，相比君權級的6磅/3磅組合要輕得多。動力也略強於君權級，結合其小得多的排水量（正常排水量12450噸），賦予其很高的航速。其中，自然通風航速高於17節，強壓通風航速超過18.5節（八島號試航中達到過19.227節）。總的來說，這是一艘縮小了兩千噸的君權級，但配備了威嚴級的主炮。
富士級的主炮，其結構與威嚴級基本一致
但炮塔裝甲要薄很多 以降低重量、改善穩定性
富士級真正被皇家海軍注意的特別之處在於其尺寸。確切來說，就是吃水能在攜帶100噸載重的情況下，順利通過蘇伊士運河。由於她們不必在遠離基地的地方活動，而且擁有足夠多的可用碼頭，因此也不需要像皇家海軍的海外型戰艦那樣包裹底部銅皮。這便是她們能維持較淺吃水的重要原因。懷特認為富士級的穩性儘管足夠，但還不能完全達到皇家海軍的標準。
除此之外的其他方面似乎都值得密切關注。由於自己和其手下人員與日本人進行過密切合作，他得以在1895年3月向審計長提交一份展示了富士級細節的報告。
富士級戰列艦的整體布局與裝甲圖
1894-1895年的中日甲午戰爭在當時可謂意義重大。19世紀後期發展出來的火炮與防護理念，終於有機會得到一次較為全面的檢驗。後文會提及這一戰在技術層面造成的影響，不過此時更直接也更顯著的影響是日本海軍俘獲了北洋水師的鎮遠號戰列艦。
1895年5月13日，海軍部委員會在審計長費舍爾的房間裡開會。專門討論1896-1897年度要建造的戰列艦的數量和類型，DNC懷特與DNI（海軍情報主任）也在場。考慮到外國的造艦計畫，下一年的戰列艦數量被定為5艘。懷特指出，考慮到富士級戰列艦與日本俘獲的中國戰列艦可能會被實施改造以強化戰鬥力。所以，新建造的這些一等戰列艦中，必須要有一部分能夠通過蘇伊士運河。之前的二等戰列艦百夫長級戰列艦顯然是不足以對抗富士級的。這個意見得到了與會各方的首肯，會議上也討論了新戰列艦的具體指標，我們會在下一節敘述，並展示當時戰列艦的完整設計過程。
克諾珀斯級戰列艦
定遠級鐵甲艦的復原CG
設計過程
克諾珀斯級戰列艦
在海軍部開會的 費舍爾爵士（John Fisher）
在會議上，新戰列艦被認為應該具備與聲望級相同的速度與燃料裝載量。但要有4門在威嚴級上面配備的12英寸主炮，並安裝在炮塔內。前主炮軸線要在水線以上25英尺，後主炮則是23英尺。
副炮也要與聲望號一樣，另外還要配備8門12磅炮、12門3磅炮和5具魚雷發射管，4具在水下，朝側舷發射，1具在艦艉水上位置，由裝甲防盾保護。6英寸炮最好裝在側舷的雙層炮廓內，這樣正前正後都有4門火炮可以開火。6英寸炮的備彈量可以削減到每門150發。吃水約26英尺。艦艏乾舷22英尺，艦艉19英尺，這與巴弗勒爾號相同，比聲望號要高。
克諾珀斯級戰列艦
雙層炮廓設計，圖中下層的6英寸炮並未畫出。雙層炮廓的上下兩層共用彈藥提升通道能簡化結構、節約重量，並且賦予二者相同的射界，不會互相影響。如果上下炮廓錯開，在朝向艏艉射擊時，較靠前的那個炮廓就容易受到靠後炮廓的炮口爆風影響。
克諾珀斯級戰列艦
1907年的克諾珀斯級海洋號 可以看出其側舷的副炮有較好的前向射界
兩天之後，5月15日，懷特給自己手下的設計師鄧恩、W. E. 史密斯和卡德威爾寄去了一份手寫的備忘錄，提出了具體的要求：
重型武備 4門12英寸炮，安裝在圓形炮座中（和凱撒號一樣）。
軸線高出水線的高度 艦艏25英尺 艦艉23英尺、每門炮60發炮彈
二級武備是 10門6英寸炮，安裝在炮廓中。4門在上甲板（和聲望號一樣），6門在主甲板上。其中4門要能朝向與龍骨平行的方向開火。每門炮150發炮彈。
輔助武備至少與聲望號一樣，但如果可能的話多加4門12磅炮。
桅桿數量2。每個都有1座桅盤（在下端，和Talbots號一樣）以及1座探照燈站。前桅要儘可能輕。
速度和聲望號一樣，煤炭供應同上
裝甲堡統一的6英寸炮座，在裝甲堡以上的部分12英寸，以下6英寸裝甲堡的長度，視提供的機械與鍋爐以及環繞炮座、安裝中軸揚彈機所需而定。
由於採用長度尺寸較小的中軸揚彈機和圓形炮座，裝甲帶的長度可能比威嚴級更短。在裝甲堡的前後，看看從水下甲板到主甲板的2英寸前部側舷裝甲和1英寸後部側舷裝甲的重量要求是多少。
戰艦不會被包裹木殼和包銅。可能的話，吃水不能超過26英尺11英寸。和百夫長級一樣的乾舷。底板和君權級一樣，舭龍骨為 3英尺深。
新的二等巡洋艦擁有？？12000馬力
詢問首席工程師他是否想用貝爾維爾鍋爐。
克諾珀斯級戰列艦
成型後的克諾珀斯級戰列艦
5月30-31日，第一份附有重量分配表的草圖設計已經完成。此時新艦被稱為“新聲望”。實際上，懷特與他手下設計師的工作就是把一套威嚴級的武備安裝進聲望號的艦體，因此必須想方設法節約重量。從懷特的備忘錄中可以看到他打算採取的手段。對於裝甲最為厚重的炮座，他使用了圓形而不是之前體積更大的梨形。安裝10門6英寸副炮而不是12門，備彈量是150發而不是200發。
最主要的犧牲還是裝甲。主裝甲帶從威嚴級的9英寸削減到6英寸。並從一開始就得到海軍部委員會的認可。有學者稱之為“野獸的本性”。如果需要淺吃水、高速和重型武備，那當然要有所讓步，而削減防護被認為是可以接受的。反過來，像聲望號那樣配備10英寸主炮倒是難以容忍。
克諾珀斯級戰列艦
富士級炮塔與炮座的俯視圖，可以看到其炮座截面呈梨形，如果能變成正圓形就能節約很多重量，懷特也確實是這么做的。
在初步草圖的基礎上，設計工作在接下來的幾個月繼續推進。這項工作推進的較為緩慢，因為新艦需要更精確的重量計算。通常來說會留出3.5-4%的排水量，這被稱為“委員會餘量”，來防備可能的超重。在威嚴級上面它被削減到200噸，而新艦由於需要嚴格限制吃水，這個餘量被進一步削減到100噸。
由於新艦的艦體會更長更寬，為了確保強度要使用更厚的龍骨底板，也是為強化穩定性還需要增設舭龍骨。重量預計將達到5250噸，超過了聲望號的4640噸。這也進一步加大了設計師工作的壓力。懷特的備忘錄里提到了貝爾維爾鍋爐，這種水管鍋爐比傳統的圓形火管鍋爐輕便得多，看起來能很好地解決重量問題。可減少的這些重量都位於底艙，反過來削弱了戰艦穩性，這都需要設計師做出詳細的計算來反覆調整。
威廉-懷特
19-20世紀間的軍艦設計大師 威廉-懷特
9月，有人提出了在新艦上引入6英寸與4英寸的混合副炮配置。4英寸炮是之前4.7英寸炮的替代品。後者被認為有點笨重，安裝在炮艦與巡洋艦上不太方便。4英寸炮的彈頭重31磅，加上藥筒，整枚炮彈對於單人而言也並不沉重，彈藥傳輸、裝填都非常迅速，也就帶來了良好的投射量。這種建議一方面是出於強化投射量的考慮，因為此時6英寸副炮已經開始有了威力不足的跡象。既然6英寸和4英寸在戰列艦裝甲面前沒太大區別，那么不如強化投射量以提高打擊無防護區域的能力。同樣也是為了強化反雷擊能力，此時6英寸炮的靈活性是不足以打擊雷擊艦的，而4英寸炮可以。
結合了以上提議，10月的第一周，詹姆斯-鄧恩以DNC的名義給審計長寫了一封信，提交了三張新艦的草圖設計。所有方案都有相同的4門12英寸主炮和12門12磅反雷擊炮。只不過，方案A擁有10門6英寸副炮。全部置於裝甲炮廓之內，每舷前後各一各雙層裝甲炮廓，舯部則是一個單層炮廓。方案B是12門6英寸副炮。舯部的單層炮廓被取消了，取而代之的是一道4英寸哈維裝甲帶。連線了前後兩個雙層裝甲炮廓，裝甲帶上開出炮門。安裝2門6英寸炮，之間用隔板隔開。方案C在B的基礎上把4英寸裝甲帶後的合計4門6英寸副炮換成8門4英寸副炮。這樣合計擁有8門6英寸、8門4英寸。所有方案的穩定性與重量分配都大致相同。下圖展示了這三個設計方案。
克諾珀斯級戰列艦
鄧恩提交的三個設計方案
10月9日審計長給DNC做了正式回復：出於“已經充分討論過的原因”，我們決定在武備上採用建議的替代方案。在聲望號主甲板兩舷各增加2門6英寸速射炮，去掉主甲板上單個的6英寸炮廓，並用4英寸哈維裝甲保護上甲板與主甲板之間的側舷。正如草圖B所示，6英寸炮之間會有裝甲檔板，以此取代草圖A所示的布置。這裡“已經充分討論過的原因”，顯然與該級艦的初衷——削弱防護以安裝重型武備是一回事，所謂“the nature of the beast”。
之後的設計就在方案B的基礎上進行。由於設計過程中噸位快速上升，艏艉的1.5英寸與1英寸裝甲帶被取消，艦體延長到400英尺的建議也被拒絕。即便如此，噸位也已經上升到13250噸。10月19日，首席工程師約翰-德斯頓爵士與其手下人員開始研究動力系統的具體布局，此時已經決定使用貝爾維爾鍋爐。到了11月，工程師們承諾，20台貝爾維爾水管鍋爐在自然通風的情況下即可提供比原本要求的強壓通風12500馬力更強的動力。12月11日，設計已經有了足夠高的完整度。於是正式提交給海軍部委員會，並在1月11日被批准。此時，人們已經在尋找裝甲堡裝甲的投標公司。下圖展示了之後的細化設計，注意此圖是按照400英尺長度繪製的。
克諾珀斯級戰列艦
1895年10月的草圖，結合了首席工程師設計的動力系統，其最大的特徵就是後傾的三煙囪，外觀靈動飄逸，好似巡洋艦。圖中也展示了主甲板夾在裝甲炮廓之間的6英寸炮的具體布局，能看到中間那道裝甲隔板，這能一定程度上防止連帶殺傷。
克諾珀斯級戰列艦
在設計方案提交給海軍部委員會並獲得批准之後，新艦在設計上本應塵埃落定。但這次懷特本人出來橫插了一槓子。
1896年4月16日，懷特結束了自己的地中海考察與度假休息。此時動力系統的部分已經設計完畢，從排煙角度來看首席工程師的三煙囪布局是最優的。但懷特對此表示不滿，認為這種布局在縱向上占據的長度過大，擠占的過多空間會讓艦面工作變得困難。首席工程師此時已經準備將設計圖拿出去招標，對懷特的意見他自然很惱火。但懷特已經繞過了他，搶先找到二人的共同上司也就是審計長，對這個設計做了清算。之後懷特可能不無得意地寫信給首席工程師說：
我們將採用有兩座煙囪的修正計畫。這些是豎直的，而不是像更早的設計那樣傾斜。據了解，使用三座煙囪符合審計長（費舍爾）的意願，但正如現役意見所顯示的，這樣會讓艦載小艇運作困難，在某些情況下可能是危險的。因此，審計長同意使用兩座煙囪，從而減少了5噸的重量。
克諾珀斯級戰列艦
1900年在中國站服役的榮譽號，豎直的雙煙囪確實賦予其更靜態、更威嚴有力、也更戰列艦的外觀；三座後傾的煙囪則更巡洋艦一些，靈動飄逸，惹人遐想。
由於此時圖紙尚未完成，還有一些“浮動時間”可用，因此這樣的修改是可行的。懷特喜歡並一直採用的並列雙煙囪是不可行的，但首席工程師還是在4天內把煙囪改成前後串列的兩座。
克諾珀斯級戰列艦
1905年的 克諾珀斯級戰列艦
與此同時，懷特還對副炮進行了重新設計，將原來排布得相當緊湊的副炮分散到更大的長度上。同時將全部12門副炮都置於裝甲炮廓之中，通過把炮廓正面從6英寸削減到5英寸來平衡多出來的重量。但後來由於厚度較薄的硬化裝甲難以彎曲，又被迫恢復到6英寸。懷特在備忘錄中指出，大東溝海戰的經驗表明原來的炮位設定並不合適，臨近的炮位很容易被一次炮彈爆炸大面積破壞。即便有隔板也是如此，而單獨的裝甲炮廓中，不僅一個炮廓不會受到另一個被攻擊的影響，甚至其中的炮手都可能意識不到其他炮廓被攻擊。
這樣，克諾珀斯級的副炮布局就與之前的威嚴級幾乎一樣，但設計出發點並不相同。懷特還削減了炮塔裝甲與前部橫艙壁裝甲，加厚了裝甲堡內部的防護甲板裝甲。他的工作是卓有成效的，最終的設計排水量是12900-12950噸，比預計的要低不少，而彈藥供應甚至回到了威嚴級水平——主炮備彈80發，副炮備彈200發。
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯級戰列艦
以上兩張照片中，第一張是克諾珀斯號，第二張是威嚴級喬治王子號，可以看到為了前後向射界，前者的下層副炮的前後炮廓明顯地往舷外突出，這是與威嚴級的一個較大的差別；但二者的副炮位置幾乎完全相同
1896年5月底，最終的設計得到了海軍部委員會的蓋章。而在此之前議會就通過了1896-97年度海軍預算，其中包括5艘新戰列艦。不久，一些被選中的公司接到了投標邀請。必須在6月15日之前派遣1名代表，帶著一份授權函到海軍部複製圖紙以便投標。投標書必須在1896年7月21日中午之前送到海軍部。這5艘戰列艦就是克諾珀斯級，分別被命名為克諾珀斯（Canopus）、歌利亞（Goliath）、海洋（Ocean）、阿爾比昂（Albion）、榮譽（Glory）。
在1897-1898年度計畫中，海務大臣們建議再建造4艘克諾珀斯級，但日本此時又訂購了更大的戰列艦，使用了諸多新技術，於是海軍大臣決定不把新艦限制在克諾珀斯級的框架內，這造就了可畏級戰列艦，計畫中的4艘戰列艦最終只有1艘是按照克諾珀斯級建造的，即報復號（HMS Vengeance）。這就是全部的6艘克諾珀斯級。
克諾珀斯級最終的設計排水量12950噸，垂線間長390英尺，寬74英尺，吃水26英尺，艦艏乾舷24英尺3英寸，艦艉乾舷19英尺。相比之前的一等戰列艦威嚴級，其艦艏乾舷略低而艦艉略高，不過二者的適航性與操縱性能並無很大的差別。在艦體長度相等的情況下，更淺的吃水會讓轉彎半徑更大一些。總的來說，克諾珀斯級也擁有良好的線型與艦體設計，在遠東的服役一直都令人滿意。
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯級的二視線圖
武備
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯級戰列艦的船艏主炮
克諾珀斯級配備了4門12英寸35倍徑Mark VIII型後膛炮，也被稱作46噸炮。這種火炮由伍爾維奇阿森納的皇家兵工廠設計，由維克斯公司製造，也是最早套用纏絲工藝炮管的火炮之一。總長數英里的鋼絲被緊密纏繞在火炮襯管上，外面由外管包裹。它能帶來更強的承壓能力，因為柯達無煙火藥的引入顯著提高了峰值膛壓，這種工藝也就顯得非常必要。
在174磅無煙火藥的推動下，這門火炮能把850磅的彈丸以2350英尺/秒的初速打出。其炮口動能僅比舊的13.5英寸炮低了不到一成，而截面動能密度遠遠超出，也就帶來了強大的穿甲能力，彈道也更平直，更易命中。
克諾珀斯級戰列艦
12英寸炮的後膛機構，圖中也部分展示了其截面，紅框圈出的部位即為炮身的纏絲結構
克諾珀斯級的主炮相對於以往英國戰列艦的主要改進在於其火炮安裝（Mounting，這個詞是炮塔、炮座及其內部裝填、旋迴等機構的統稱）。之前主炮的揚彈機與裝填桿位於梨形炮座的凸出部分，需要火炮指向艦艏或艦艉軸線方向，炮身仰起，炮尾沉入炮座中。這樣才能裝填，裝填桿可以直接將炮彈推入炮膛。
考慮到如此裝填過於緩慢，炮塔內往往也會儲存一部分炮彈。有專門的裝填桿，而發射藥由一個小型升降機送入炮塔內。不過，炮塔內能儲存的彈丸是有限的，因此這種方式只能改善短時間內的射速，對長時間交戰的持續射速並無多大幫助。而這種裝填方式還帶來一個更為顯著的弱點：炮塔的側面面積一般遠大於正面面積，僅僅是為了節省重量。其裝甲厚度更薄，在指向艏艉裝填的時候，炮塔就變成了一個龐大而脆弱的目標。
克諾珀斯級戰列艦
指向側舷的12吋35倍徑炮的炮塔，可以看到其側面的巨大面積
克諾珀斯級戰列艦
富士級的炮塔與炮座，藍框內是炮座內部的裝填機構，紅框內是炮塔裝填桿。
皇家海軍意識到，法國海軍的炮塔能進行真正意義上的全向裝填，這成了他們改進的動力。在威嚴級的最後2艘，凱撒號（HMS Caesar）與光輝號（HMS Illustrious）上面，之前由埃爾斯維克設計的B.II型Mounting被廢棄，新的B.III型由惠特沃斯公司設計，其炮座是圓形截面而非梨形，炮座下半部分的內部是下段彈藥提升井，它是固定的，向下延伸到炮彈庫與發射藥庫，向上則伸入炮塔下方的換裝平台（working chamber），後者與炮塔是一體的，隨炮塔一同旋轉，內部裝有直接通往炮尾的上部揚彈機，炮彈會從下段提升井內提升上來，一具液壓吊車將其轉移到上部揚彈機上，再提升到炮尾位置，炮塔內的裝填桿將其填入炮膛。圓形炮座的體積小於梨形炮座，從而大大節約了重量。
B.III型被設計成二段式結構的另一個重要原因，也是這種結構的優勢，在於它的安全性更好。之前的梨形炮座，其彈藥提升是一段式的，炮座頂端的裝填機構實際上與彈藥庫直接相連，如果一枚炮彈穿入炮塔或炮座上端並爆炸，那么產生的火焰完全有可能直接抵達彈藥庫，從而摧毀全艦。二段式設計沒有這種問題，不存在直接的連線路徑，而下段彈藥提升井處於側舷裝甲帶的屏護之下，以當時的交戰距離，彈道非常平直，炮彈只能先擊穿側舷裝甲帶才能抵達炮座，而抵達這裡還不會爆炸的炮彈，這個時期尚不存在。
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一種二段式全向裝填機構，圖中只展示了上段，紅框圈出的部分就是working chamber，可以看到其中也能儲存一部分炮彈。注意這並非B.III型的炮塔，圖中的裝填角度為7.5度，而B.III型為固定13.5度
克諾珀斯級最初打算配備這種B.III型Mounting，不過它也不是完全令人滿意。二段式由於多了一次中轉，毫無疑問也降低了射速：B.II型Mounting發射炮塔內儲備的炮彈時，平均約70秒1發，從彈藥庫提彈時100秒1發。如前面的圖片中所展示的，B.III型能在換裝平台內放置一部分炮彈，當裝填這部分炮彈時，火炮可以每65-80秒發射一發炮彈。而當炮彈來自彈藥庫時，這個時間就延長到90-109秒（不過這個時間裡面也包括了瞄準。如果立即開火的話，這個時間能縮短三分之一到一半）。不能說速度沒有提升，但確實很有限。因此，在第一批5艘克諾珀斯級中，只有克諾珀斯號、歌利亞號與海洋號這三艘安裝了B.III型Mounting。
被搶走生意的埃爾斯維克自然不會這樣善罷甘休。他們之前已經提出了兩個新設計，但都沒被接受，反而人們認為保持埃爾斯維克擁有連續不斷的訂單是至關重要的。於是在他們的遊說下，被允許再嘗試一次，而這個努力的成果就是B.IV型Mounting。如果按我們前面所講的，那么它其實是一種倒退：儘管具備全向裝填能力，但其提彈裝置是一段式，從彈藥庫直接提升到炮尾，完成裝填。這是DNO的建議，他認為之前的二段式太複雜。不過，這種改進並未獲得相應的收益：它的實際射速並沒有提升，原因在於在裝填桿把炮彈送入炮膛之前，裝載炮彈的提彈架都不能下降返回彈藥庫，這實際上拖慢了裝填流程，而之前的二段式由於上下端之間存在中轉，下段是可以直接返回的。第一批克諾珀斯級中的另外兩艘，阿爾比昂號與榮譽號使用了B.IV型Mounting。
克諾珀斯級戰列艦
B.IV型Mounting，整個彈藥提升裝置都隨著火炮一同旋迴
在最後建造的報復號上面，維克斯公司設計的B.V型Mounting被引入。它恢復了B.III型的二段式結構，但改為全形度裝填，其關鍵在於使用了鏈式裝填桿，它是伍爾維奇在1894年提出的設計。由於這種裝填桿的體積很小，它能夠很方便的隨火炮一同俯仰，從而實現在任意俯仰角下的裝填。之前介紹的所有機構都需要火炮先抬高到13.5度再裝填，而以當時的交戰距離，火炮仰角往往連5度都沒有，因此全俯仰角裝填能節約裝填時間，按當時在君權號上面的測試，大約能節約20秒。主炮系統至此才算進入了基本完善的狀態，這種基本結構將一直沿用到1910年代。
克諾珀斯級戰列艦
擁有全俯仰角裝填能力的炮塔。紅框中圈出的即是這一能力的關鍵，鏈式裝填桿（chain rammer），它安裝在裝彈臂上，而裝彈臂是火炮炮架的延伸，隨火炮一同俯仰
克諾珀斯級的副炮仍是6英寸40倍徑速射炮，我們在之前聲望級的篇章中已有介紹，這裡不作贅述。12門副炮中，上甲板的4門副炮距離水線約19英尺，主甲板8門副炮距離水線約12.5英尺。過多的副炮位於主甲板一直是英國主力艦設計上的一個缺陷，克諾珀斯級自然也不例外。
反雷擊炮也仍然由12磅與3磅速射炮組成，鄧恩完成的設計中包括6門12磅與12門3磅，12磅炮安裝在上甲板，位於6英寸副炮之間，3磅炮則全部安裝於桅盤中，每座桅桿上有上下兩座桅盤，各安裝3門。不過在1896年懷特修改設計之後，12磅炮被增加到10門，艏艉兩舷主甲板位置各1門；3磅炮削減到6門，上部桅盤連帶其上安裝的火炮被直接取消。
克諾珀斯級的魚雷武器為4具18英寸水下魚雷發射管，都指向側舷，位於水下9.75英尺處。原本在艦艉還有一具，位於水上，有專門的防盾保護，但在建造過程中被取消了，這是受到1898年美西戰爭的影響。在聖地亞哥之戰中，Vizcaya號的艦艏水上發射管中的魚雷被一發美國炮彈引爆，即便那裡有裝甲防護，但也對船頭造成了嚴重損壞，證明了這一改動的必要性。
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯級戰列艦在防護上的一個重大進步，那就是運用了克虜伯硬化裝甲。更早的哈維硬化裝甲，已經在抗彈能力上有了巨大提升。但測試表明它還是存在不足，主要問題在於背面的韌性仍然不夠。於是德國克虜伯公司在其基礎上開發出一套改良的工藝。調整了裝甲基材的配方，在低碳鋼中加入3.5-4%的鎳、1.5-2%的鉻以及微量的錳和鉬。在這種合金鋼基材的基礎上，滲碳、淬火等各步驟的工藝也都有改進。
經過種種複雜的工藝，KC裝甲的性能又有進一步提升。按皇家海軍1915年炮術手冊，對於無被帽穿甲彈，5.75英寸的KC裝甲即相當於7.5英寸的哈維裝甲，或者12英寸普通鋼甲，又或者15英寸鍛鐵裝甲。哈格則指出，厚度不同的KC裝甲，因其表面硬化層的厚度比例不同，抗彈效能也有比例性的差異。
克諾珀斯級戰列艦
英軍進行的裝甲防護測試
哈維裝甲一般相當於2倍厚度的鍛鐵裝甲，對於KC裝甲來說不會低於這個值，但具體數值隨裝甲板厚度的變化而變。4英寸KC裝甲的比例是2.25，6英寸是2.67，12英寸則又降到了2.33。也就是說，6英寸的KC裝甲擁有最平衡最理想的性能，而克諾珀斯級就大範圍使用了這個厚度的KC裝甲。
克諾珀斯級的主裝甲帶厚6英寸，總長度196英尺，占全長的50%左右，高14.5英尺。在正常排水量下，裝甲帶上邊緣與主甲板平齊，高於水線9英尺，下邊緣低於水線5.5英尺。與以往的戰列艦一樣，主裝甲帶的末端延伸出裝甲橫艙壁會向艦體內斜向延伸，與炮座相連線，形成封閉的裝甲堡。克諾珀斯級上面的裝甲橫艙壁厚度是漸變的，從炮座位置的12英寸向外削薄到10英寸，再向外削薄到6英寸，與主裝甲帶連線起來。
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯級的裝甲圖
在垂直防護上，克諾珀斯級的重大變化是增加了艦艏水線裝甲帶。這是一層2英寸厚的裝甲（這個厚度當然就是普通的鎳鋼裝甲，太薄的裝甲在當時是難以進行滲碳硬化的），高9.5英尺，上邊緣高出水線4英尺。從主裝甲帶的前部末端一直延伸到艦艏，在艦艏位置其高度增加到與主裝甲帶相同的14.5英尺。這道裝甲看似沒什麼意義，無法防禦任何口徑稍大的炮彈，但實際上高爆彈及其彈片能對無防護的船殼造成很大的損傷。
在1909-10年間，英國人對愛丁堡號鐵甲艦的一系列打靶實驗。其結果表明大裝藥量的高爆彈能把小塊船身結構完全摧毀，造成大面積的開放性破口。儘管艦艏本身不會有太多的進水，但破口本身會帶來非常大的阻力，對於明確要求高航速的克諾珀斯級來說當然不是什麼好事情。愛丁堡號實驗同樣證明，這種薄裝甲能有效防止這種損害。儘管高爆彈能在其上打出破孔，但它幾乎是立刻就爆炸了，大部分能量宣洩在外。裝甲板背後幾乎沒有損傷，彈片也不足以擊穿這層薄甲。
克諾珀斯級戰列艦
在實驗中被反覆重擊的 愛丁堡號鐵甲艦
實際上，在1870年的無畏號後，所有英國戰列艦都不再擁有艏艉裝甲帶。直到克諾珀斯級出現，這種設計最初也是懷特在君權級上面提出的。不過當時被海軍部委員會拒絕了，他們認為最好把這部分噸位節約下來給水線裝甲帶。對於戰列艦來說無論是限制進水還是維持航速的能力其實都非常重要，因此這種設計在克諾珀斯級之後也就一直保留下來。直到皇家海軍的末代戰列艦前衛號上面，我們仍能看見類似的設計。克諾珀斯級所有的側舷裝甲鋪設在由兩層0.5英寸鋼板建造而成的艦體外板之上的。
相比之前的戰列艦，克諾珀斯級在水平裝甲上也做出了較大的調整。當時有情報稱，法國人將在他們的新戰列艦上安裝榴彈炮。大落角的炮彈對於水平方向無疑是個威脅，儘管之前戰列艦的水平裝甲也都很厚重，但位置太低。能把炮彈阻攔在離核心艙儘可能遠的位置無疑是件好事。因此，克諾珀斯級在主甲板位置又鋪設了一層1英寸厚的裝甲甲板，把整個裝甲堡的頂部封閉起來。這層裝甲足以引爆任何高爆彈。儘管法國人最終並未在戰列艦上安裝榴彈炮，但這並不意味著戰艦不會遭受榴彈炮打擊。日俄戰爭中，日軍就用重型榴彈炮對旅順港內的俄國戰列艦造成了極大殺傷，而俄國戰列艦恰恰都缺少這一層“防榴彈炮裝甲甲板”。
克諾珀斯級戰列艦
這張克諾珀斯級的設計圖 能看到裝甲布局
作為代價，克諾珀斯級的防護甲板被削薄了。在裝甲堡內部，防護甲板的水平段和傾斜段都是2英寸厚度，水平段高於水線約2英尺。傾斜段則向斜下方延伸與裝甲帶下緣連線起來，而裝甲堡以外的艏艉防護甲板則厚2-2.5英寸。
克諾珀斯級的炮塔正面和側面裝甲厚8英寸，頂蓋厚2英寸。炮座在位於裝甲堡外的部分厚12英寸，在裝甲堡內的部分削薄到6英寸。前部司令塔有12英寸裝甲，後部是3英寸。其副炮的裝甲炮廓原設計是5英寸正面裝甲，但得益於懷特卓有成效的減重工作，最終加厚到6英寸，這個厚度的KC裝甲比較容易加工。
克諾珀斯級戰列艦
克諾珀斯的舯部橫剖 可以看到其側舷裝甲及水平裝甲布局
這種6英寸的主裝甲帶，無疑成為了爭議之源。儘管海軍部委員會全員都認可這樣的設計，但民間、媒體和議會中還是出現了種種批評意見。《泰晤士報》直言克諾珀斯級不過是“二等戰列艦”。懷特從兩個方面反擊了這些批評意見。
懷特首先指出：大東溝海戰的經驗表明，裝甲的實際防禦能力遠遠高於火炮的標稱打擊能力。日本戰艦上安裝的12.6英寸火炮在攻擊中國戰列艦的裝甲堡時，只打進去了3-4英寸。據估計，日本人的這些重炮的標稱穿甲能力是在2500碼距離擊穿23英寸鐵甲。中國戰列艦上8-14英寸的鋼面鐵甲，在當時絕非質量一流，卻沒有一處被擊穿或遭受嚴重損傷。擁有6英寸KC裝甲的克諾珀斯級在面對這種重炮的打擊時表現只會更好。
克諾珀斯級戰列艦
19-20世紀之交的戰艦設計 無不需要參考大東溝海戰
懷特接著表示，一等戰列艦的防護能力下限，應該是在近戰距離完全抵禦6英寸穿甲彈，任何情況下均不會被擊穿。這樣的防護也相當於在中近距離抵擋9.2/9.4英寸的“通常彈”。即便重型穿甲彈能在1500-3000碼距離擊穿克諾珀斯級的6英寸裝甲。但這種炮彈一方面由於射速和火炮數量問題，實際取得的命中會很少。另一方面裝藥量並不高，造成的破壞有限。真正的威脅來自於6英寸炮彈和9.2/9.4英寸通常彈。前者射速快、火炮數量多，能取得的命中數量極大。後者在數量、穿甲能力、爆炸威力之間取得良好的平衡。當然，克諾珀斯級能完美抵禦它們。
需要注意的是，D. K. Brown指出，由於當時英國的KC裝甲產能有限，克諾珀斯級計畫中的KC裝甲很多都由哈維裝甲替代。這無疑會讓其防護性能打個折扣。
克諾珀斯級戰列艦
1899年下水的船體
克諾珀斯級擁有2台三缸三脹式蒸汽機，各驅動一部螺旋槳，20台貝爾維爾水管鍋爐為其提供蒸汽。鍋爐布置在三個鍋爐艙中，一共五排，每排4台。前鍋爐艙和中鍋爐艙各有8台鍋爐，後鍋爐艙4台，這裡能看出之前三煙囪設計的殘留。
在原本的設計中，三個鍋爐艙本應是各配備一座煙囪的。修改之後的設計讓後鍋爐艙的煙道向前彎曲，從兩側接入後煙囪。也正因此克諾珀斯級的後煙囪呈現橢圓形，比前煙囪更寬，只有從前後方向或者俯視才能觀察到。
克諾珀斯級戰列艦
1907年的歌利亞號，可以看出後煙囪明顯比前煙囪寬一些
貝爾維爾水管鍋爐的工作壓力達到300psi，這是一個極為顯著的進步。之前的威嚴級使用火管鍋爐，能提供的壓力僅155psi，其動力系統全重1356噸，設計輸出功率為自然通風10000馬力，強壓通風12000馬力。克諾珀斯級在自然通風下就有13500馬力的設計功率，動力系統全重1290噸。其蒸汽機的基本架構與之前的戰列艦相同，但更輕一些。由於設計的最佳化，效率也更高。其雙螺旋槳向內旋轉，提供了更強的推動力和稍高的轉速。但降低了經濟性，還使低速和倒車時的操縱性變差，並不算一個很受歡迎的設計。它還是被之後的戰列艦繼承下來，直到1906年服役的無畏號再次恢復了外旋設計。
克諾珀斯的剖面結構圖 可以看到其鍋爐排布與煙道的具體走向
克諾珀斯級的設計最高航速為18.25節，正常載煤量900噸。最大載煤量1800噸，設計燃煤消耗率為全速下每天336噸，8節航速下每天52噸，對應的續航力則是2346海里/18.25節，2590海里/16.5節，5320海里/10節，6646海里/8節。她們在1899年的一些試航記錄如下：
歌利亞號，30小時試航，10月10日
第一次：102轉/分，10677馬力，17.03節
第二次：101.4轉/分，10638馬力，17.67節
第三次：104.6轉/分，10887馬力，17.16節
第四次：102.1轉/分，10939馬力，17.42節
歌利亞號，全功率試航，10月11日
第一次：109.8轉/分，13878馬力，18.14節
第二次：109.7轉/分，14390馬力，18.45節
第三次：109.3轉/分，13980馬力，18.68節
第四次：106.4轉/分，13423馬力，17.65節
榮譽號，全功率試航
第一次：108.6轉/分，14266馬力，17.233節
第二次：110.6轉/分，14420馬力，19.266節
第三次：106.7轉/分，13980馬力，16.896節
第四次：107.4轉/分，13696馬力，19.291節
海洋號，10月20日
第一次：113.7轉/分，13994馬力，18.81節
第二次：113轉/分，13819馬力，17.43節
第三次：114.2轉/分，14332馬力，19.18節
第四次：113.1轉/分，13868馬力，17.37節
第五次：112.4轉/分，13429馬力，18.61節
克諾珀斯號（全功率）：108.5轉/分，13763馬力，18.5節
阿爾比昂號：108轉/分，13885馬力，17.8節
報復號：110.65轉/分，13853馬力，18.5節
鍋爐平均蒸汽壓力：265psi
平均每馬力每小時耗煤量：1.58磅
克諾珀斯級戰列艦
航行測試中的 克諾珀斯級戰列艦
若按試航中取得的耗煤量數據計算，其續航力達到3395海里/18.25節。很可惜這個理想的數據是實踐中永遠不可能達成的，受限於人員數量，這種最高航速本身無法持續。因為司爐工無法形成完整的三班輪換，只有30小時試航才是持續航行所能達到的最大速度。戰艦的實際耗煤量，取決於機械系統的維護保養狀況、人員的熟練度等等要素。
很不幸的是，對於水管鍋爐這種又新又複雜的東西而言，這些要素都不怎么樣。在1908年，海洋號的蒸汽機與鍋爐狀況糟糕到鬧上軍事法庭乃至輪機軍官被追究責任的地步。當然了，這只是表明它們的狀況不見得有紙面上那么好，並不是說其航速沒有優勢。相比威嚴級，克諾珀斯級持續航速要高出2.5節甚至更多，相比聲望級也有一定優勢。
克諾珀斯級戰列艦
編隊航行中的克諾珀斯級戰列艦家族
所謂“維多利亞時代的戰列巡洋艦”，很多海軍史學者對克諾珀斯級以及之後的鄧肯級做出的這一評價是否得當呢？這種評價的理由本身是顯而易見的：
1.海外服役
2.弱化防護而強化火力
3.相比之前的戰列艦更快的航速，一度髙據“最快戰列艦”的寶座。
但此時的海外型戰列艦，航速已經不足以追殺敵方的大型巡洋艦。因此，相比後來曾一度大殺四方的戰列巡洋艦來說，這些基於19世紀理念的設計還是存有巨大差距。
