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  甲午戰爭和日俄戰爭勝利後的日本海軍艦隊長期存在畸形的發展觀。由於迷信“艦隊決戰”,片面強調擴容主力艦隻,介於主戰艦艇和輔助艦艇間的護航艦艇發展缺乏足夠的重視。從1898年設立海防艦這一艦種以來,近海巡邏、船隊護航等海防任務都由老化過時的軍艦、或是俘獲的外國軍艦擔任(例如中華民國海軍的兩艘寧海級輕巡洋艦在被日軍俘獲後即改名為海防艦五百島、八十島號繼續服役)。至太平洋戰爭爆發前夕,為運輸船隊提供護航的海防艦大多已經嚴重老朽,其中保護北方海域漁業的兩艘海防艦見島號和衝島號甚至已為日本海軍服役達30年之久。  1930年簽署的《倫敦海軍條約》對美、英、日三國新建驅逐艦的單艦噸位進行了限制,日本被迫放緩1,700噸級特型驅逐艦的增建進度。另一方面,倫敦條約同時規定,排水量在600噸至1,200噸間、主炮數量不超過4門且口徑在155毫米以下、無魚雷發射裝置、航速低於20節的水面軍艦不在限制之列。日本海軍決定利用這一條約的漏洞,建造1,200噸的專用海防艦,用來替代驅逐艦的部分作戰任務。1931年和1933年,日本海軍曾先後在兩次補充計劃(丸一計劃和)中提出增添海防艦的建造計劃,但由於預算緊張遲遲無法實現。1937年,四艘海防艦終於在第三次補充計劃(丸三計劃)中批准開工,但排水量從會計科目上報稱的每艘1,200噸縮減為860噸,剋扣下來的預算被攤入當時造價水漲船高的兩艘大和級戰列艦。鑑於當時海軍艦政本部正忙於設計丸三計劃中的主力作戰艦艇,海防艦的設計由新設立的艦船設計部在艦政本部的指導下進行,代號E15。這也是日本民間企業首度承擔軍艦設計工作。  作為三菱重工的傾力之作,佔守級順利達到了日本海軍的效能要求,其成本也相對低廉:佔守級的單艘預算和平均每噸成本分別相當於陽炎級驅逐艦的33%和55%。然而由於三菱的設計過於複雜精密,導致生產極為費時:僅預計建造工時就達到了90,000小時,而實際工時更長達102,500小時。作為對比,陽炎級驅逐艦的排水量是佔守級的2.5倍,其建造工時卻只比後者多出20%。從動工到完成,平均一艘佔守級需耗費一年零七個月的時間。如此費時費力的軍艦,顯然與功能簡單、便於生產的思路背道而馳。

  佔守級海防艦全長78米,艦寬9.1米,吃水3.05米,基準排水量860噸,常備排水量1,020噸,編制147人。為應對北太平洋的惡劣海況,佔守級採用了現代艦船上極為罕見的,橫截面在水線處最寬、向上逐漸收窄以降低重心、提升復原性。水線附近的鋼板經過加厚以承受海面結冰時的擠壓。艦體輪廓為帶雙曲飛剪型艦首的高幹舷長艏樓船型,上層建築從艏樓貫穿至艦尾,確保艦員在上層甲板沖刷結冰的情況下通行無阻。佔守級採用了帶曲面的三層封閉式艦橋,從下往上依次為通訊室、海圖室和電探室、以及羅經艦橋。羅經艦橋向外突出,艦橋頂部設一具基線長3米的測距儀。艦內暖氣、蒸汽射流除冰器等禦寒裝置一應俱全,但因過分偏重北方海域,佔守級在南方熱帶海域服役時的居住性十分惡劣。為此,後繼的甲型海防艦對其原始設計進行了各種改良,耗費了大量時間。

  為實現遠洋護漁所需的長航程,甲型海防艦選擇柴油機而非日本海軍傳統的作為動力裝置。相比蒸汽輪機等外燃機,柴油機這種內燃機具備功率大、油耗低、啟動快等優點;且艦政本部在潛艇用小型柴油機研製上已積累多年經驗,技術相對成熟。佔守級上安裝的為兩臺帶增壓裝置的四衝程10缸發動機,每臺輸出2,250馬力,總功率4,500馬力,雙軸雙槳設計,最大航速19.7節。這一速度比當時美軍潛艇的水面航速還慢,影響了全艦的反潛效能。另一方面,由於採用了柴油動力,佔守級僅設計航程就達8,000海里/16節,實測更高達9,200海里,遠超設計要求5,000海里的特型驅逐艦,達到了赤城號航空母艦的水平。

  佔守級的主炮是從峰風級、神風級等老式驅逐艦上拆下來的3門單管,配有圓錐形炮架和簡單的防盾,並全部佈置於船體中軸線上,其中艦首和艦尾各一座,第三座位於後桅後方。每門全重6.7噸、俯仰角-7~+33度、俯仰速度5度/秒、旋轉速度4度/秒、炮口初速825米/秒、最大射程約15.2千米。由於仰角低、射速慢,該炮僅適合攻擊水面目標,並不具備防空能力。在建成時,佔守級的防空火力為兩側的兩座雙聯裝九六式25毫米高射機炮,是法國的日本版,1936年正式定型採用。該炮效能平庸,迴旋和俯仰遲鈍、開火振動也過於劇烈。由於使用15發的彈匣供彈,實用射速僅為每分鐘130發(理論射速每分鐘260發的一半)。1944年夏秋過後,25毫米機炮從原來的兩座雙聯裝升級為五座三聯裝,兩座仍在艦橋兩側,一座位於一號主炮後方,另兩座位於煙囪後部兩側。但由於缺乏有效的,整體防空能力仍較美軍艦艇薄弱。  反潛方面,佔守級在船體後甲板中央裝有九四式深水炸彈發射器一座、深彈投放臺每側各三座,備有九五式深水炸彈18枚(1942年增至36枚,1943年升級為二式深水炸彈60枚)。至戰爭後期,深彈投放臺被船尾的兩條深彈投放軌取代。日本海軍直到戰敗也未能研製出類似刺蝟炮的前射。作為替代品,1944年佔守級在艦橋前方增設一座使用的九七式81毫米迫擊炮(海軍稱三式迫擊炮),主要起威懾作用。此外,艦上還備有掃雷具一套。

  佔守級的設計初衷為漁政巡邏,因此在建成時未配備或聲吶等反潛偵測裝置,但在艦內區劃中為其留出了相應空間。1942年,佔守級在第一次反潛武器升級中加裝了九三式水中探信儀(主動式聲吶)和九三式聽音器(被動式聲吶)各一臺。九三式探信儀於1933年列裝,測向誤差±100米,理論探測距離6,500米,實際則不到2,000米且航速超過12節便會完全失靈,在日本海軍中口碑極差。1944年夏秋過後,佔守級為首的甲型海防艦開始換裝兩臺仿製德國聲吶的三式水中電波探信儀,工作航速提升至23節、有效探測距離增至約2.7千米、測向誤差減至±50米。  1943年,佔守級在前桅上加裝了對海搜尋雷達。其最大功率2千瓦、工作波長10釐米/2.5GHz;對驅逐艦最大探測距離約14千米、潛艇最大探測距離約10千米。隨著空中威脅與日俱增,1944年秋,佔守級增設了防空雷達。其最大功率10千瓦、工作波長2米/150MHz;對單機最大探測距離約50千米、編隊目標則為100千米左右。此外,佔守級還配備有日本海軍標準的E27系列逆探(雷達告警器)。

  值得一提的是,雖然佔守級海防艦的噸位較小,但考慮到可能會在海上處理外交糾紛,因此規格很高。不僅在艦種上被劃分為“軍艦”,艦首配菊花紋章,艦長也由中佐甚至大佐擔任。相比之下,日本海軍的驅逐艦雖然噸位更大,但卻被視為“艦艇”而非“軍艦”,艦首無菊花紋章,艦長也只是少佐軍銜。一些驅逐艦艦長不明就裡,結果往往鬧出笑話。1942年,初春級驅逐艦在駛入幌筵島港口時,發現有艘小船不向其行禮,便傲慢地發報責問:“貴艦因何不向本艦敬禮?”對方毫不退讓地回報:“我艦是。”子日號艦長寺內三郎少佐一查方才恍然大悟,急忙乘小艇前來向國後號艦長北村富美雄中佐道歉認錯。1942年7月1日,日本海軍對艦種進行了重新劃分,佔守級海防艦被降級為“艦艇”,撤去了艦首的菊花紋章。

  

  首制艦佔守號以千島群島東北端的佔守島(今俄羅斯舒姆舒島)命名,由承建。1938年11月29日動工、1939年12月13日下水、1940年6月30日竣工。由於時局緊張,完工後的佔守號未按計劃巡邏北方海域,而是編入第二遣華艦隊,活躍在華南戰區。太平洋戰爭爆發後,佔守號參與了馬來亞戰役,主要用作艦隊護航及支援登陸任務。1943年12月,佔守號劃歸第一海上護衛隊,多次承擔登陸艦隊護航任務,總體敗多勝少。期間,該艦曾和美軍戰機、潛艇有過多次交火記錄。1944年11月25日,佔守號在馬尼拉灣附近海域執行反潛巡邏任務時遭美軍雷擊,艦首被炸飛,換裝簡易艦首後重返戰場。戰爭末期,佔守號編入位於本州北部下的第104戰隊,保衛宗谷海峽,並在北海道迎來戰敗。1945年8月17日至8月19日期間,佔守號分批接回了居住在樺太島的日本居民。1945年10月5日除籍,改為繼續執行復員運輸任務。1947年7月5日,佔守號作為戰爭賠償移交給蘇聯海軍,更名EK-31號護衛艦。1948年改為PS-25號通報艦。1957年改造後更名PM-74號工作艦。1959年報廢解體。

  二號艦國後號以千島群島最西端的國後島(今俄羅斯庫納希爾島)命名,由承建。1939年3月1日動工、1940年5月6日下水、1940年10月3日竣工。1941年11月30日,國後號參與了偷襲珍珠港的軍事行動,負責確保日軍航母編隊的航道安全。1942年1月,國後號編入千島方面防備部隊,並於同年6月投入阿留申群島戰役,主要擔任護和反潛巡邏任務。1943年7月,該艦作為北方部隊一員參與掩護日軍撤出基斯卡島的ケ號作戰,其間曾因大霧不慎撞上第一水雷戰隊旗艦阿武隈號輕巡洋艦,導致編隊內數艘日軍驅逐艦連環相撞。行動結束後,國後號返回千島特別根據地隊,繼續從事艦隊護航任務。1945年4月,該艦被編入第104戰隊。同年8月,日本投降,10月15日國後號除籍,12月改為復員運輸艦繼續執行復員運輸任務。1946年6月4日,國後號在滿載復員日軍士兵返回橫須賀途中於靜岡縣御前崎附近海域觸礁擱淺,前來救援,結果同樣擱淺,兩艦一併放棄。1946年8月至1947年7月,國後號由甘糟海事公司拆解。

  三號艦八丈號以東京西南約300千米處之一的八丈島命名,由佐世保海軍工廠承建。1939年8月3日動工、1940年4月10日下水、1941年3月31日竣工。完工後的八丈號和佔守號一樣編入第二遣華艦隊,主要在華南和法屬印度支那海域活動。1942年4月8日,八丈號加入,在北海道及千島群島海域的巡邏護航任務中度過了戰爭的剩餘歲月。1945年5月11日,八丈號在佔守島片岡灣海域執行警戒巡邏任務時遭遇美軍B-25轟炸機攻擊,近失彈爆炸造成進水,被迫拖回片岡灣進行緊急修理。修理期間八丈號繼續遭受美軍頻繁空襲,並在對空戰鬥中擊落美機一架。1945年7月2日,八丈號轉往大修,直到日本宣佈投降都只能作為浮動炮臺使用。1945年11月30日,八丈號除籍。1947年10月,八丈號拖至飯野重工舞鶴造船廠拆解,解體工作於次年4月完成。

  四號艦石垣號以沖繩縣西南方八重山群島之一的石垣島命名,由承建。1939年8月15日動工、1940年9月14日下水、1941年2月15日竣工。該艦是日本海軍最後一艘在太平洋戰爭爆發前完成的海防艦。戰爭初期,石垣號主要擔任防衛千島群島任務,1942年6月該艦前往阿留申群島以西海域充當哨戒。1942年9月至10月,石垣號往返於津輕海峽和千島群島,繼續執行護航任務。1943年10月8日,石垣號在千島群島海域為商船護航時發現並用主炮擊沉了在水面巡航的美國海軍,首開日軍海防艦擊沉敵艦的紀錄。但到1944年5月31日,石垣號反遭美軍魚雷擊中,於上午11時30分沉沒在鬆輪島以西北緯48度28分、東經151度30分海域。艦長以下166人陣亡,僅1人由美軍救起。1944年7月10日,石垣號從日本海防艦籍中除籍。
佔守級海防艦()是大日本帝國海軍於太平洋戰爭爆發前設計建造的一級海防艦,共四艘,以當時日本領土中的四座島嶼命名。佔守級是日本海軍第一種專門建造的海防艦,與其後繼型、、、並稱為“甲型海防艦”。該級是丸三計劃的產物,其設計初衷是保障鄂霍次克海及北冰洋等蘇聯沿海海域的漁業安全,太平洋戰爭爆發後則經常執行、警戒和護航等任務。四艘佔守級中除了石垣號被潛艇擊沉外,其餘三艘均倖存至戰爭結束。首制艦作為戰爭賠償移交蘇聯,和則在日本拆解。