1894年9月17日的黃海大戰中，“致遠”、“經遠”、“超勇”、“揚威”，海戰中沉沒，“廣甲”逃離戰場的過程中觸礁沉沒。不算在豐島海戰中觸礁沉沒的“廣乙”，北洋海軍在這場海戰中損失了三分之一的主力。
海戰後返回旅順基地的軍艦中，邱寶仁的“來遠”中彈最多，據統計共被擊中225發。其次是“鎮遠”中彈220發，旗艦“定遠”中彈159發，“靖遠”中彈110發。海戰爆發後趕來支援的“平遠”，以及海戰中逃離戰場的“濟遠”中彈較少，分別中彈24發和15發。而聯合艦隊方面只有“松島”、“西京丸”、“比叡”、“赤城”、“吉野”受到重創。
“世界第六”、“亞洲第一”的北洋海軍交出這樣的成績單，讓世人多有詬病。事實上，北洋海軍遠遠沒有想象的這麼強大。
劉公島 海軍公所
01
清華大學清史所潘嚮明教授認為，“雙方艦隊是蒸汽艦時代海軍史上，兩種不同時期的科學技術水平的體現者。
北洋海軍的十三艘主力戰艦均採取蒸汽動力，整個動力系統通常是由燃煤鍋爐和複式蒸汽機組成，也就是說燃煤燃燒後產生高壓蒸汽，蒸汽在氣缸內膨脹做功推動活塞作往復運動，以此輸出動力驅動蒸汽機，這樣藉助連桿機構和曲柄帶動螺旋槳旋動。
可見，艦用活塞式鍋爐中的膨脹式主機，是軍艦動力系統非常重要的一部分。北洋海軍組建比較早，1888年成軍之後，再沒有購進一艘戰艦。各艦的膨脹式主機較為陳舊，只有“致遠”、“靖遠”等四艦是二級膨脹式主機晚期產品，其餘幾乎皆為二級膨脹式主機早期產品。
黃海大戰中聯合艦隊各艦，“扶桑”、“比叡”是日方服役比較早的軍艦，艦用活塞式鍋爐配置了二級膨脹式主機早期產品。大部分主力軍艦配置的不是二級膨脹式主機晚期產品，就是三級膨脹式主機。比如“吉野”配置了當時最先進的三級膨脹式主機，航速達到了23節，也是當時最先進、速度最快的巡洋艦。
海軍公所 議事廳
不僅僅是動力系統的落後，維修保養等後勤保障上也存在著嚴重的問題。18世紀後期，軍艦上艦用活塞鍋爐使用壽命是15年，北洋海軍半數以上的艦船存在鍋爐老化的問題。在海戰中沉沒的“超勇”、“揚威”，兩艘服役十幾年的戰艦，鍋爐已經到了報廢的邊緣，航速只有7--8節。丁汝昌早在1893年就提出了這個問題，苦於經費問題，兩艘“超勇”級只能無奈的更換鍋爐金屬導熱管來湊合。
相對艦用活塞式鍋爐的落後和老化，燃料問題也讓丁汝昌頭疼不已。對比一下聯合艦隊的優質燃煤，北洋海軍使用的是開平煤礦提供的劣質碎煤，即多石的“八槽煤”。北洋海軍是這樣評價劣質碎煤的，“煙重灰多，難狀氣力，兼礙鍋爐”。這種劣質煤不僅可燃性差，而且燃燒會升騰起大量的黑煙。對於沒有雷達的年代，搜索軍艦基本靠目視，聯合艦隊就這樣提前北洋海軍一個小時發現了對手。
動力系統的代差，維護保養不到位，燃煤質量的低劣，這些因素綜合作用到機動性上，一切不言而喻了。
02
中國甲午戰爭史學會原會長戚其章指出，“在炮火的雙方質量對比上，那比日本就有差距。”海軍工程大學教授龔耘則指出，“北洋海軍多儲存的實心彈，對開花彈可望而不可求。”
“定遠”紀念艦
黃海大戰中，中日兩支艦隊火炮數量對比163：171，好像是半斤八兩。仔細分析下數據會發現，中、大口徑火炮的數量對比卻是58：104。再進一步分析，讓人感到吃驚，中、大口徑新式速射炮北洋海軍一門都沒有（廣丙或許有3-5門，有爭議），聯合艦隊有67門。北洋海軍的克虜伯架退式後膛炮，和聯合艦隊的新式速射炮大不相同。
19世紀中後期，鐵甲艦上裝配的大口徑架退式後鏜炮，火炮發射後，火炮隨炮架一起運動。架退結構的火炮，炮架分上下兩部分，火炮發射後的後坐力推動著火炮的上炮架，在前低後高的下炮架上運動，通過“爬坡”來抵消後坐力。然後，上炮架會慢慢“下坡”歸位。上炮架歸位後，還需要重新瞄準。理論上10-15分鐘才能發射一發炮彈。“定遠”級裝備的1880式305mm主炮，採用的就是這樣的架退結構。
1886年下水的“致遠”艦，是北洋海軍中最為“新式”的軍艦之一。“致遠”的210mm火炮則採用了液壓復進的炮架，火炮發射後，斜面炮架及身管向後移動，佈置於身管兩側的液壓裝置，會抵消火炮的後坐力，位移大大減小，發射一顆只需2-3分鐘。
無論是架退結構的火炮，還是液壓復進結構的火炮，它們的射速都無法和新式速射炮相提並論。
1892年，英國阿姆斯特朗公司研製152mm新式速射炮獲得成功，該火炮將斜面炮架改為了彈簧設計。火炮發射的時候，火炮身管後移，利用液壓系統駐退，再利用彈簧裝置復進。火炮本身沒有移動，只是身管移動。發射效率大大提高，152mm新式速射炮每分鐘可以發射5-7發，120mm速射炮射速更是達到了每分鐘10-12發。
甲午戰爭爆發前，北洋海軍申請為“定遠”等5艘主力戰艦，添配18門120mm口徑新式速射炮。考慮到經費問題，丁汝昌提出也可先為兩艘“定遠”級添加速射炮，其餘各艦以後設法添購。光緒皇帝看到奏摺後批示，“該衙門知道了”，便將此事擱置了起來。
火炮落後也就罷了，炮彈的存儲和質量上也有問題。1891年的海軍外購禁令，讓北洋海軍的裝備更新之路雪上加霜。不僅僅火炮等裝備無法升級更新，炮彈也無法進口。這樣對於一個農業國家的近代化海軍來說，無疑是致命的。
北洋海軍中、大口徑炮彈，大多為德國克虜伯公司生產，也有一部分為天津機器局仿造。北洋海軍配備了開花彈、實心彈和穿甲彈三種。開花彈也就是榴彈，為熟鐵或者鋼製，彈壁比較薄，藥鏜比較大，藥鏜內填置黑火藥，彈頭處安裝著發引信。這種炮彈擊中目標後爆炸，通過燃燒破壞敵艦。
由於開花彈儲存極少，又不能進口。1894年，北洋海軍向天津機器局申購了360枚開花彈，由於技術能力的欠缺，最終只生產出來了58枚，在彈箍和引信上存在隱患的開花彈。加上之前存儲的64枚開花彈，“定遠”級鐵甲艦就這樣攜帶122枚開花彈投入了戰鬥。海戰一個半小時後，“定遠”級便打光了所有的開花彈，之後的戰鬥中不得不已實心彈還擊。
說到實心彈，不得不提穿甲彈，穿甲彈藥鏜較小，裝配黑火藥。彈頭較尖銳，呈水滴狀，以便穿透裝甲。當時的克虜伯公司，還不能生產穩定著發引信的克虜伯穿甲彈，很多穿甲彈往往是穿而不炸。從經濟的角度考慮，藥鏜內不再添加黑火藥，而是添加砂石，增加勢能。所以， 也可以認為實心彈是穿甲彈的變異彈種。
反觀日本海軍有充足的軍費做保障，有足量的穿甲彈和開花彈。日本海軍的穿甲彈和開花彈，又有別於北洋海軍。穿甲彈內置黑火藥，配置了穩定可靠的山內改正式引信，當擊中敵艦時必然會發生爆炸，開花彈中則填配了恐怖的黃火藥。黃火藥即“苦味酸”，它的爆炸力是黑火藥的75倍，能產生3000度的高溫，可以在水上、鋼鐵上燃燒，破壞力極強。在法國監造“松島”號的日本軍官，竊取了“苦味酸”樣本。日本的海軍工程師下瀨雅允，以此樣本進行了多次實驗，最終獲得成功。
03
海軍史專家陳悅，在一檔紀錄片中說道，“黃海海戰這一戰，通過實證告訴全世界，軍艦的航速、火力必須要引起重視。”
顯而易見的是，無論在軍艦的機動性上，還是火炮及彈藥的能效上，北洋海軍已經被聯合艦隊落下了一個身位。1888年，北洋海軍成軍之時，亞洲第一毫無疑問。然而，自成軍之日起，北洋海軍的建設就處於了停滯狀態，日本海軍則以每年購進兩艘軍艦的速度高速發展。甲午戰爭爆發前幾年，北洋海軍實際已經為日本海軍所超越。清史專家潘嚮明也認為，“中日兩國艦隊在技術裝備水平上有10年差距這一事實。”
那麼北洋海軍世界第六的排名是怎麼來的呢？19世紀英國著名的《佈雷賽海軍年鑑》，在介紹各國海軍的時候，首先介紹的是英國海軍，後面的介紹依次按照英文首字母排列：阿根廷、奧匈帝國、巴西、智利、中國。其實，當時世界海軍真正的前六位是這樣排列的，英、法、意、奧、俄、德。很多人不去認證查證，以訛傳訛，北洋海軍就這樣成了世界第六。
《甲午海戰》 陳悅 著
《中日甲午黃海大決戰》 陳悅 著
《甲午鏡鑑》 張鐵柱 劉聲東 主編
《北洋海軍興亡史》
《甲午海戰中日雙方軍事科技水平對比》
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