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  在英國、法國及俄國於1907年簽署了三國協約後,使德國變得非常孤立。在歐洲大陸,德國於東、西兩端分別受到俄國及法國的掣肘;而英國則攜其強大的海軍力量,同樣能夠封鎖德國進入世界航運的通道。海軍上將阿爾弗雷德·馮·提爾皮茨對事態的發展作出迴應,要求研發更新和更強的主力艦。他對此事的想法是,“我必須牢記我的目標... 出於技術和組織原因,以及政治金融的原因,更應儘可能堅定的建立”。他的訴求促成了《德國艦隊法》的制定,並於1908年3月27日獲得通過。  對於德國的第二個無畏艦船級,所需進行的變動從首次設計起便存在很大的爭議。1906年5月,帝國海軍部得知英國正在建造裝備炮的戰列艦。為此,海軍總部主張將主炮的口徑從提高至。提爾皮茨並不情願接受這一改變,因為他希望避免升級與英國的軍備競賽。  提爾皮茨在增加新艦隻的裝備上猶豫不決,直至他於1907年春獲悉美國海軍正在建造攜305毫米主炮的戰列艦。1907年3月,提爾皮茨下令建造部門起草主炮和加厚裝甲帶的設計。主炮的佈局仍然存在一些爭議。英國為巴西建造的兩艘米納斯吉拉斯級戰列艦搭載了相同數量的艦炮,但效率更高。這是因為一對超射炮塔連同兩個以雁列式佈局安裝在艦舯的炮塔可以佈置在艦隻的任意一端。提爾皮茨青睞於為黑爾戈蘭級採取這種佈局,但建造部門卻認為兩個超射炮塔極易被一擊失效。結果,新船級保留了前級拿騷級的六邊形排列。  《艦隊法第二修正案》規定大型軍艦的使用年限將從25年降低至20年,這是為了迫使帝國議會為建造更多的艦船撥款。使用週期的縮短意味著岸防戰列艦齊格弗裡德級岸防戰列艦、奧丁級岸防戰列艦以及前無畏艦勃蘭登堡級都需要被替換。提爾皮茨在1906年的《艦隊法第一修正案》中未能獲得的戰列艦此時已獲議會批准。此外,艦隊法還額外增加了10億馬克的海軍預算。在四艘薩克森級鐵甲艦被四艘拿騷艦替換後,三艘齊格弗裡德級艦隻——齊格弗裡德號岸防戰列艦、貝奧武夫號岸防戰列艦、弗裡特約夫號岸防戰列艦,以及獨有的一艘岸防戰列艦奧爾登堡號岸防戰列艦,都被納入接下來的替換計劃。黑爾戈蘭級艦隻——黑爾戈蘭號、東弗里斯蘭號、圖林根號和奧爾登堡號,分別被賦予“替代齊格弗裡德號()”、“替代奧爾登堡號()”、“替代貝奧武夫號()”和“替代弗裡特約夫號()”作為臨時名稱進行訂購。

  黑爾戈蘭級戰列艦的全長為,比前級略長。其船寬為、滿載時的吃水可達。這些艦隻比拿騷級顯著較重,在標準載荷下的排水量為,滿載排水量為,比前級艦隻多出近。黑爾戈蘭級的艦體被分為17個水密艙室,其中包括長度佔船體總長約86%的雙層船底。  與前身拿騷級相比,這些艦隻的操作特性有了較大改善。黑爾戈蘭級是更好的遠洋艦船,不似拿騷級需要忍受劇烈的顛簸。艦隻應舵敏銳,除了具有較小的轉彎半徑,在湧浪期間亦僅有輕微的速度損失。艦隻在滿舵時損失最多54%的速度和最高7°的橫搖幅度。相比之下,前身拿騷級所在滿舵時損所失的速度和橫搖幅度分別高達70%和12°。

  黑爾戈蘭級保留了舊的三脹往復式蒸汽機作為動力裝置,而不是像英國皇家海軍使用新的蒸汽輪機。這一決定完全取決於成本:當時帕森斯公司在蒸汽輪機上佔有壟斷地位,要求每生產一臺蒸汽輪機都必須支付100萬馬克的專利費。三脹蒸汽機是由三軸、四缸發動機佈置在3個發動機艙內。每個軸負責驅動直徑為5.1米的四葉螺旋槳。蒸汽由兩個火箱 (蒸汽機)內的各15臺船用式鍋爐提供,共計30臺。發動機的額定功率為,最高速度為。而在試驗中,動力裝置則可達到,最高速度為.艦只可以貯存燃煤,其後又修改為可額外攜帶燃油,以噴灑在煤上提高其燃燒效率。在滿載燃料下,艦只可以的速度續航。艦隻的電力是由8臺渦輪發電機提供,可輸出總電功率為2000千瓦特(225伏特)。

  與前身拿騷級一樣,黑爾戈蘭級戰列艦是以一種獨特的六邊形佈局來搭載其主炮。12門305毫米50倍徑速射炮被安放在長管的Drh LC/1908型底座上,這是以往拿騷級使用的LC/1907型和LC/1906型底座的改進版本。主炮成對佈置在6座雙聯裝炮塔中,其中艦艏、艦艉各1座,兩邊側翼各2座。炮管最初可以調低至-8°和提升至13.5°,但其後又修整為允許至-5.5°的俯角和至16°的仰角。主炮於13.5°仰角射擊彈藥的初速為,最大射程為;而升級至16°仰角後,其射程則擴大至。主炮共計可發射1020輪,即每門85發彈藥。  艦隻的副炮系統則是由安裝在炮廓內的14門150毫米45倍徑速射炮組成。這些炮支在發射重的彈藥時,初速為。炮管可以提升至19°角,最大射程為。艦隻同樣也裝備有14門88毫米45倍徑速射炮,它們發射彈藥時的初速為,並可在抬升至25°角後達到的最大射程。1914年後,有2門88毫米炮被移除並由兩門88毫米高射炮取代,而在1916年至1917年間,剩餘的12門88毫米炮廓都被移除。所替換的防空高射炮在發射較輕的彈藥時的初速可達。它們可以升高至25°並有可能命中遠的目標。此外,黑爾戈蘭級還武裝有六門500毫米水下魚雷發射管。其中1門分佈在艦艏、1門於艦艉,另外4門則安裝在兩邊舷側防魚雷艙壁的每一端。

  黑爾戈蘭級戰列艦配備有克虜伯生產的滲碳裝甲,大致上與前身拿騷級相同。僅有的主要差異是主炮和副炮的裝甲有略微增加,以及前司令塔使用了厚得多的頂罩。艦隻的水線裝甲帶在最強點厚達,它用於保護艦隻的核心部位,而不太關鍵的部位,如艦艏和艦艉等則僅有厚。在裝甲帶之後,是同樣有厚的防魚雷艙壁。艦隻的甲板也由裝甲覆蓋,厚度從不等。前司令塔的頂部有厚,兩側則為。後司令塔不設厚裝甲,僅有厚的頂部和厚的側部。主炮炮塔有厚的頂部和厚的側部。副炮炮廓的裝甲尺度為,並有厚的炮擋。此外,黑爾戈蘭級還安裝有防魚雷網,但它們在1916年之後被移除。

  黑爾戈蘭級戰列艦是分別以“替換齊格弗裡德號(黑爾戈蘭號)”、“替換奧爾登堡號(東弗里斯蘭號)”、“替換貝奧武夫號(圖林根號)”和“替換弗裡特約夫號(奧爾登堡號)”作為臨時代號進行訂購,以替代3艘齊格弗裡德級岸防戰列艦和獨有的1艘岸防戰列艦奧爾登堡號。黑爾戈蘭號作為主導艦,是在基爾的霍瓦茲船廠建造。它於1908年12月24日開始進行,1909年8月25日,並於約兩年後、即1911年8月23日交付入役。  東弗里斯蘭號建於。它是1908年10月19日架設,1909年8月30日——即比姊妹艦黑爾戈蘭號晚5天下水,並於1911年8月1日入役。圖林根號則是由不來梅的威悉船廠負責建造。它於1908年11月7日架設,1909年11月27日下水,並於1911年9月10日入役。奧爾登堡號作為同級的最後一艘艦,於1909年3月1日在但澤的希肖船廠架設,1910年6月30日下水,並於1912年5月1日入役。

  黑爾戈蘭級艦隻在公海艦隊是作為一個部隊運作,它們組成了第一戰列分艦隊的第一支隊。該級艦隻參加了幾次在北海的艦隊行動,其中包括在1916年5月31日的出擊,並直接導致日德蘭海戰的爆發。艦隻同樣在波羅的海執行過有限的任務,主要是1915年8月期間無果的里加灣海戰。

  黑爾戈蘭級戰列艦在戰爭中參加的首次重大行動是1914年12月15日至16日的突襲斯卡布羅、哈特爾浦及惠特比。這次突襲主要是由弗朗茲·馮·希佩爾率領的戰列巡洋艦編隊——第一偵察叢集實施。而黑爾戈蘭級戰列艦,連同拿騷級、皇帝級和國王級等公海艦隊主力則進行遠端支援。公海艦隊的指揮官、海軍上將腓特烈·馮·英格諾爾決定佔據大致在北海中部,即斯卡布羅以東約130海里的位置。  英國皇家海軍此時已從最近擱淺的馬格德堡號巡洋艦上截獲了德軍的電碼本,意識到有項行動正在進行,但不確定德國人將在何處發動襲擊。因此,英國海軍部下令派出戴維·貝蒂率領的第一戰列巡洋分艦隊、六艘戰列艦組成的第二戰列分艦隊 (英國),以及一些巡洋艦和驅逐艦,試圖對德國戰列巡洋艦進行攔截。然而,貝蒂的特混編隊卻直接衝入了公海艦隊主力艦群中。清晨6:20,貝蒂的部分驅逐艦接觸到了德國V155號魚雷艦。這使得英國驅逐艦和德國巡洋艦頻繁在超近距離中開始了長達兩小時的混戰。在首次相遇的時候,黑爾戈蘭級戰列艦距離6艘英國無畏艦僅有不到,這是在極佳的射程範圍之內,但在黑暗中,無論是英國或德國指揮官均未察覺到對方艦隊的虛實。英格諾爾謹遵德皇所下達的在沒有其明確批准之下不要讓艦隊輕舉妄動的命令。他得出的結論為己方部隊面對的是大艦隊主力,因此在首次接觸的10分鐘後,他下令向左轉舵往東南方向前進。轉舵因持續攻擊而延誤,但還是在6:42完成。在隨後大約40分鐘的時間裡,兩支艦隊是以平行的航線行駛。至7時20分,英格諾爾下令進一步向左轉舵,將他的艦隊駛回德國水域。  帝國海軍的許多人都對英格諾爾的怯懦感到憤怒,他的聲譽收到了很大打擊。海軍大將提爾皮茨表示“在12月16日,英格諾爾手中掌握著德國的命運,每當我想到,內心都會感到無比的激動”。戰列巡洋艦毛奇號的指揮官的批評更為苛刻,他指出英格諾爾轉向離開“是因為害怕11艘本應輕易被消滅掉的英國驅逐艦... 在當前的領導下,我們將一事無成”。  在1915年1月的期間,黑爾戈蘭級戰列艦也從港口出擊對德國的戰列巡洋艦提供支援,但並沒有主動與英軍接觸。

  1915年8月3日,公海艦隊的幾個重型部隊被調動至波羅的海,計劃參與侵略里加灣的行動。行動目的是消滅該地區的俄國海軍,其中包括前無畏艦光榮號,並利用佈雷艇德國號佈雷艇以水雷封鎖穆胡島的入口。德國部隊由海軍中將希佩爾指揮,轄下包括4艘拿騷級和4艘黑爾戈蘭級戰列艦,戰列巡洋艦塞德利茨號、毛奇號和馮·德·坦恩號,以及一些小型艦艇。然而,4艘黑爾戈蘭級艦隻並未委以參加實際戰鬥。在行動期間,它們駐紮在海灣外圍,以防止俄國的增援部隊破壞雷區的佈設。  由於俄國人的水雷區範圍比預期要大,所以清理它們所耗費的時間超過了德國人的計劃。而俄國海軍的頑強抵抗也加劇了延誤,德國號最終無法完成佈雷。協約國潛艇在這一地區出沒的報告則促使德國海軍於8月20日上午撤離。事實上,戰列巡洋艦毛奇號已於前一天被英國潛艇E1號潛艇發射的魚雷擊中,儘管只受到輕微的破壞。

  黑爾戈蘭級戰列艦參加了在1916年5月31日至6月1日爆發、未分勝負的日德蘭海戰。在大多數戰鬥中,它們所屬的第一戰列分艦隊都位居戰鬥陣型的中部,緊隨在海軍少將保羅·貝恩克率領的第三戰列分艦隊之後,但領先於率領、由年邁的前無畏艦組成的第二戰列分艦隊。東弗里斯蘭號擔任支隊的旗艦,由海軍中將埃哈德·施密特指揮。  在戰鬥首日,黑爾戈蘭級艦隻於19:20率先進入直接對抗。東弗里斯蘭號、黑爾戈蘭號和圖林根號朝厭戰號開火,因後者隨同第5戰列分艦隊 (英國)的其它伊麗莎白女王級艦隻一直在追擊德國的戰列巡洋艦部隊。除東弗里斯蘭號外,射擊僅持續了四分鐘,因為德艦隊形正在朝東北偏東方向轉舵,英國戰列艦很快便從視線中消失。圖林根號及黑爾戈蘭號在目標消失之前僅發射了20發重炮。然而東弗里斯蘭號卻能夠保持視覺接觸,直至19:45才停止射擊。至20:15,在第三次“”中,黑爾戈蘭號被一枚口徑炮擊中艦體前部。炮彈在艦身上鑿穿了一個直徑達的洞,碎片則灑落在艦艏左側的一門150毫米副炮上,導致約80噸海水灌入艦體。  6月1日午夜左右,位於德艦隊形中部的黑爾戈蘭級和拿騷級艦隻與英國第4驅逐區艦隊相遇。隨之而來的是一場混亂的夜間戰鬥。在此期間,拿騷號撞上了英國驅逐艦噴火號驅逐艦 (1912年)。第4區艦隊臨時中斷行動以進行重遍,但接近凌晨01:00時,卻無意中第二次駛入了德國的戰列艦陣中。奧爾登堡號及黑爾戈蘭號遂對兩艘英國驅逐艦開火,但一枚英方炮彈擊中了奧爾登堡號的前探照燈。炮彈碎片灑落至艦橋,炸傷了該艦指揮官、艦長霍普夫納,並炸死了第二指揮官、副艦長拉比武斯以及艦橋上的其它人員,包括一位舵手。奧爾登堡號瞬時無人操縱艦隻,它遇到了可能與前方或後方艦隻相撞的危險。艦長霍普夫納儘管已然負傷,隨即仍親自掌舵,將艦隻重新駛入編隊之中。  01:00後不久,圖林根號和拿騷號與英國裝甲巡洋艦黑太子號裝甲巡洋艦相遇。圖林根號首先開火,並以總計27枚大口徑炮彈和24枚副炮彈藥連續重擊黑太子號。拿騷號、東弗里斯蘭號,以及腓特烈大帝號都先後加入圍剿。黑太子號呈現出可怖及令人驚歎的景象,因為它伴以熊熊大火漂離隊形,直至經過數次小規模的燃爆,最終連同全體船員在一聲巨大的爆炸後,消失在水平面之下。與此同時,英國的第四驅逐區艦隊作為戰鬥單位已很大程度上被摧毀,剩餘幾艘嚴重受損的艦隻已經分散,無法再參與進一步的行動。  返回德國水域後,黑爾戈蘭號和圖林根號,連同拿騷級艦隻拿騷號、波森號和威斯特法倫號,負責在錨區組成夜間防禦陣位。在戰鬥中,艦隻僅受到了輕微的傷害。黑爾戈蘭號被一枚口徑炮擊中,但受損最小。奧爾登堡號遭到一枚副炮的炮擊,造成8人死亡、14人受傷。東弗里斯蘭號和圖林根號毫髮無損的脫離了戰鬥,儘管在返回德國水域時,東弗里斯蘭號不慎觸雷,必須在威廉港進行維修。

  黑爾戈蘭級戰列艦在戰爭期間沒有進一步的重大行動,戰後根據《凡爾賽條約》的規定被割讓給協約國。所有4艘艦隻都是在1919年11月5日從德國海軍除名。黑爾戈蘭號被英國人奪取,並於1921年在莫克姆報廢。它的艦艏裝飾被保留下來,並最終回到德國,如今展示於德累斯頓的軍事史博物館。奧爾登堡號移交給日本人,但他們並未佔有該艦。相反,他們將艦隻售予了一家英國打撈公司,至1921年報廢於多德雷赫特。圖林根號被送至法國,並在1920年前往瑟堡途中幾乎被其船員鑿沉。隨後,艦隻被用作靶艦,直至1923年於加雷夫擱淺。它被原地拆解,但艦體的大部分仍然離岸。  東弗里斯蘭號被美國海軍帶走,並於威廉·米切爾於1921年7月21日於弗吉尼亞州亨利角進行的空中力量演示中用作靶艦。在持續幾次轟炸命中和近距脫靶後,該艦於12:40沉沒。然而,如果它當時處於航行狀態則有可能會避免這一情況,並一旦被擊中,損控隊會保持艦隻在海面上漂浮。
黑爾戈蘭級戰列艦()是德國的第二個無畏類戰列艦船級。從1908年至1912年,該級別共建成4艘艦隻,分別為:主導艦黑爾戈蘭號、奧爾登堡號、東弗里斯蘭號以及圖林根號。其設計較之前級拿騷級有了顯著改善:它們以更大的305毫米主炮取代了裝備於早期艦隻上的280毫米炮,並有更高效的推進系統。作為德意志帝國海軍唯一設定三座煙囪的無畏艦,黑爾戈蘭級在外觀上可以輕易的與前級區分開。但另一方面,艦隻仍沿用了前級的六邊形主炮佈局。