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“苍龙”号遭到二十四架战机围攻，而且带队的是李向龙，结果可想而知。
五分钟不到，“苍龙”号就被四枚炸弹与三条鱼雷击中，是到此为止，遭到攻击最多的航母。
首先击中“苍龙”号的正是李向龙投下的那枚炸弹。
虽然在战后，李向龙提出，这是一个集体战果，即无法确定到底是哪一架“雪雕”投下的炸弹击中了“苍龙”号，因此不能算成他的个人战果，但是中国海军仍然把这个战果记在了他的名下，因为这是李向龙最后一次驾驶战机参与战斗。在他返回“秦始皇”号之后，冯承乾就下了命令，禁止他再次架机参战。
第一枚炸弹的命中点在“苍龙”号的舰岛左侧，直接穿透了飞行甲板与机库甲板，在士兵居住舱内爆炸，并且引发了大火。只是这枚炸弹除了把飞行甲板打开了一个直径约十米的大窟窿之外，并没有造成更大的破坏，主要是爆炸点离油库、弹药库都太远了，附近没有易燃易爆物品。
从某种意义上讲，这枚炸弹的威力有点过。
要知道，五百公斤级航空穿甲弹在设计的时候是用来对付主力舰的，只是在后期才考虑到对付航母。
显然，对付战列舰与对付航母的炸弹有着明显区别。
最大的不同就是，航母的水平装甲薄弱得多，甚至没有水平装甲，而战列舰都有较为厚实的水平装甲。
当时，弹药厂的工程师想出了一个较为简便的方法，即为炸弹配备两种引信，对付战列舰时使用延迟五百毫秒的引信，而对付航母时使用延迟一百毫秒的引信。为了简化生产与降低成本，后来又把这两种引信整合到了一起，并且通过一个用螺丝刀扭动的转向开关，由勤务人员在装机前锁定。
可以说，这是非常先进的设计理念。
问题是，这也产生了一个非常严重的问题，即航空勤务人员在为炸弹设置引信的工作模式时，往往犯低级错误。
以当时的情况来看，击中“苍龙”号的那枚炸弹的引信就设置错误了。
如果延迟一百毫秒爆炸，炸弹肯定会在机库内起爆，而不会在穿透了有装甲加固的机库甲板后再起爆。如果炸弹在机库内起爆，结果将截然不同。别忘了，“苍龙”号在此之前也在为攻击中国舰队做准备，同样把大批装满了燃油、挂好了弹药的战机放在飞行甲板上，直到战斗打响，“苍龙”号上的航空勤务人员才忙不跌的把这些战机送回机库，并且放出油箱里的燃油，取下挂在好的弹药。问题是，在一个小时之内，根本不可能做完所有事情，而优先处理的肯定是放出燃油。结果就是，当时“苍龙”号的机库内有很多取下来、但是没有来得及送会弹药库的鱼雷与炸弹。
可以说，如果这枚炸弹在机库内爆炸，结果将是灾难性的。
大概一分钟后，“苍龙”号挨了第二枚炸弹。
这枚炸弹的命中点与第一枚炸弹非常接近，就在舰岛上。这也可以理解，俯冲轰炸机在投弹的时候，飞行员会无意识的瞄准极为醒目的舰岛，只有像李向龙这种优秀的飞行员才会瞄准飞行甲板的中点。
因为在舰岛上爆炸，所以这枚炸弹没有对航母造成多大损伤，却一下炸死了包括舰长在内的上百名官兵。
这下，“苍龙”号上乱成一团了。
过了大约半分钟，“苍龙”号遭到了最沉重的打击，也就是来自水下的攻击。
第一条鱼雷的命中点在“苍龙”号右舷离舰首大约三分之一个舰长处，爆炸点离水面大约四米。前面已经提到，当时还没有磁感应近炸引信，鱼雷采用的是碰炸引信，定深都低于目标战舰的吃水深度。因为设定鱼雷的航行深度得在起飞前完成，而鱼雷不一定会用来攻击航母等大型战舰，也有可能用来攻击巡洋舰等战舰，所以定深一般比轻巡洋舰的最大吃水深度少零点五米到一米。也正是如此，中国海军在这场战斗中，所有航空鱼雷的定深都设为四米。
可以说，鱼雷对战舰的威胁要比炸弹大得多。
主要就是，鱼雷直接攻击战舰的水下部位，只要命中就能造成大范围进水，甚至能导致舰体断裂。
按照日本海军的理论，一条鱼雷顶得上三枚炸弹。
事实上，鱼雷的威力并没有这么大，特别是航空鱼雷。
原因很简单，航空鱼雷本身就偏小，战雷头的重量更小。当时，中国海军装备的七百五十公斤级航空鱼雷的战雷头重量只有一百五十公斤，装药量不到七十公斤，而五百公斤级航空炸弹的装药量在一百公斤以上。
显然，这样的鱼雷在对付航母的时候，确实有点吃力。
这条鱼雷仅仅导致中雷区域的十多个舱室进水，总进水量在五百吨左右，仅使“苍龙”号右倾三度左右。如果要恢复横向平衡，“苍龙”号只需要向左侧的相应舱室注入两百吨海水，影响并不是很大。
问题是，击中“苍龙”号的不止一条鱼雷。
因为“苍龙”号在规避俯冲轰炸机投下的炸弹，根本没有办法规避鱼雷攻击，所以突破了防空拦截的九架“蜻蜓”没有采用扇面攻击法，而是各自瞄准目标，在尽可能近的距离上投下鱼雷。
当时，有一架“蜻蜓”甚至把投雷距离缩短到不到四百米，而航空鱼雷的最短攻击距离是三百五十米。说得简单一些，如果小于这个距离，那么航空鱼雷在上浮到定深之前就会从目标战舰的肚皮下面穿过。这架“蜻蜓”在拉起的时候还挨了几十枚高射机枪的子弹，最终勉强返回了舰队。
后面的鱼雷，几乎是接踵而至。
在接下来的不到一分钟的时间里，“苍龙”号又被两条鱼雷击中，而且命中点都在战舰的右舷。
这下，问题严重了。
在被三条鱼雷击中的情况下，“苍龙”号的右舷进水量接近两千吨，超过了设计的一千五百吨的最大允许进水量。也就是说，在进水量超过一千五百吨的情况下，“苍龙”号的横倾将失去控制，必须向右侧舱室注水，才能确保战舰不会翻覆。
实际情况更加严重。
在中日朝鲜半岛战争后，日本海军对“苍龙”号的设计做了修改，主要就是在机库甲板上增加了装甲层。这也是日本海军根据实际情况做出的调整，即垂直方向上的威胁大赠，需要增强水平防护。问题是，日本海军没有模仿英国与美国海军，使用装甲飞行甲板，而是在机库甲板上做手脚。主要就是，“苍龙”号在设计的时候，增加了机库高度，以便容纳更大的舰载飞机，因此导致重心偏高，稳定性不佳。如果采用装甲飞行甲板，必然会使重心进一步升高，导致稳定性恶化。事实上，就算是在机库甲板上增加装甲层，也使得“苍龙”级的重心提高了零点五米。
千万不要小看这零点五米。
要知道，这意味着“苍龙”号的单侧最大允许进水量不是设计时的一千五百吨，而是不到一千吨。
也就是说，只要超过一千吨，就得向异舷注水，避免翻覆。
这下，问题来了。
“苍龙”号的最大允许进水量不到三千吨，即在满载的情况下，进水量超过三千吨，海水就会漫过非密闭舱室部分，进入上部的开放部分。也就是说，进水将持续增加，直到战舰沉没。
在右舷进水超过两千吨的情况下，至少需要向左舷注水一千五百吨，才不至于翻覆。
问题是，这超过了最大允许进水量。
当然，这并不意味着“苍龙”号一定会沉没，因为这艘航母上有三台大型抽水机，每小时能排出数百吨海水。也就是说，如果抽水机的排水速度超过了进水速度，“苍龙”号就不会沉没。
问题是，战斗还没有结束呢。
在被三条鱼雷连续命中之后，“苍龙”号又挨了两枚炸弹，而且其中一枚炸弹就正好击中了辅机舱，炸毁了里面的主发电机。
这下，如果没有其他战舰提供电力，“苍龙”号必沉无疑。
能够帮助“苍龙”号的，只有伴随掩护的“鸟海”号重巡洋舰，也只有这艘战舰上的发电机有足够的输出功率。
可惜的是，“鸟海”号是攻击机群的下一个打击目标。
十二点过十分左右，“汉武帝”号派出的二十四架攻击机到达。在见到“苍龙”号已经伤痕累累，而且“鸟海”号上的防空火力依然猛烈之后，只有四架俯冲轰炸机与四架鱼雷攻击机去攻击“苍龙”号，另外十六架战机全部扑向“鸟海”号，用八枚炸弹与八条鱼雷送葬了这艘重巡洋舰。
“鸟海”号沉没了，“苍龙”号的结局也十分悲惨。
在第二次攻击中，由被两枚炸弹与三条鱼雷击中。
大约七个小时之后，也就是九月十二日傍晚，“苍龙”号在被日本海军官兵抛弃了将近五个小时之后沉没。
后来，“章鱼”号潜艇艇长宣称是他击沉了“苍龙”号。只是，没有任何证据证明是这艘在完成破交任务后返航的潜艇在最后时刻攻击了即将沉没的“苍龙”号，因此也就没有记入潜艇的战果。