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扶桑はワシントン軍縮条約後に主砲天蓋の強化や主砲指揮所の新設などの改装を受けた<ref>「丸 2013年8月号」p76</ref>。[[1930年]](昭和5年)4月に呉海軍工廠で近代化改装に入り、[[1933年]](昭和8年)5月12日にその工事は完了した。問題となっていた主砲発射による爆風の対策として、艦橋部分の新設と改装、装甲防御の増設と改善、更に7.6センチ砲等対空砲の搭載と、主砲仰角の引き上げという具合に攻防両面の能力向上が図られた<ref>[[#歴群30扶桑型]]p.125</ref>。機関部は艦本式タービンや重油専焼缶への換装が行われ最大速力が24.7ノットへ向上、前部缶室区画が居住区や燃料タンクにされ航続距離が16ノットで11,800浬になった<ref>[[#歴群30扶桑型]]p.126</ref>。この時に増設した艦橋の頂上までの高さは、およそ水面から50m以上にも達し、同型艦の[[山城 (戦艦)|山城]]と共に日本戦艦中最高となった。全長11m級の巨大な精密模型も製作され、[[海軍兵学校 (日本)|海軍兵学校]]の「扶桑講堂」に展示された<ref>「[[写真週報]]117号」p.11、[[#歴群30扶桑型]]p.110</ref>。
 
高い艦橋が不安定に見えるようになったが、艦橋形状と三番砲塔の向きの違いが山城との区別点となっている。なお建造当時から第一次改装までは扶桑も砲口が艦尾方向を向いていた<ref>「軍艦扶桑製造の件(2)」p.59。扶桑の設計図より。</ref>。第一次改装後に機関出力がほぼ倍増され、速力も公試時には24ktを発揮したが、{{要出典範囲|実速は21.5ktに留まり|date=2014年12月}}、安定して24.5ktの速力を出せる伊勢型戦艦2隻([[伊勢 (戦艦)|伊勢]]、[[日向 (戦艦)|日向]])、最高速力25kt強の長門型戦艦2隻([[長門 (戦艦)|長門]]、[[陸奥 (戦艦)|陸奥]])と戦隊を組む事には支障があったともされるが、長門型や伊勢型と同じ戦隊を組むことができたという当時の艦長の証言もある<ref name="佐藤艦長文庫12">[[#佐藤 艦長(文庫)]]12-16頁『水平防御に弱点』</ref>。
 
なお、ワシントン軍縮条約の前後に[[扶桑型戦艦#幻の改造案|扶桑型を41cm砲搭載艦にする改装案]]があったが、条約で主砲や舷側装甲の変更が禁止されたため実現しなかった<ref>「丸 2013年8月号」p89</ref>。