送交者: 游戰洪 于 January 16, 2003 22:21:15:
德國軍事技術對北洋海軍的影響
作者：游戰洪（清華大學科學技術史暨古文獻研究所）
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摘要：中國清政府19世紀80年代建立的北洋海軍是當時亞洲最強大的艦隊。北洋海軍主力艦有2艘鐵甲艦和3艘巡洋艦購自德國，裝備德國克虜伯巨炮，其天然良港基地旅順和威海衛築有德式炮台。該文從鐵甲艦技術、克虜伯火炮技術、炮台工程技術3個方面，分析德國軍事技術對北洋海軍建軍所起的積极作用，兼論北洋海軍在甲午戰爭中失敗的技術因素。
清光緒十四年(1888年)，清政府海軍衙門頒布《北洋海軍章程》，標志著北洋海軍正式成為中國第一支正規的近代海軍。全軍裝備有25艘艦艇，并擁有兩個得天獨厚的海軍基地，官兵4000余人，號稱當時亞洲最強大的艦隊，居世界海軍第4位﹝1﹞。北洋海軍何以能成為亞洲當時的強大艦隊?北洋海軍与德國軍事技術又有什么關系?從軍事技術角度而言，北洋海軍能成為亞洲當時的強大艦隊，實際上与德國的軍事技術密切相關。
1、李鴻章對德國武器裝備和軍事顧問的推崇
李鴻章從1870至1895年任直隸總督兼北洋大臣，長期負責北洋防務，為北洋海軍的組建和發展傾注了大量的心血。作為北洋海軍的締造者，他最信賴德國的軍事技術和軍事顧問。光緒二年(1876年)三月二十六日，他在《卞長胜等赴德國學習片》中稟稱：“德國近年發奮為雄，其軍政修明，船械精利，實与英俄各邦并峙。而該國距華較遠，并無邊界毗連，亦無傳教及販賣洋葯等事。”﹝2﹞他在上書朝廷的奏折中不時地稱道德國的軍事技術和武器裝備，對克虜伯大炮更是贊不絕口：“德國軍器甚精，臣等近年購用不少。”﹝3﹞“据稱，德國陸軍甲于天下，而步隊尤精于馬炮各隊。”﹝4﹞“至炮位一項，英德兩國新式最精。德國克虜卜后門鋼炮擊敗法兵，尤為馳名。”﹝5﹞“此項炮位(克虜卜后門鋼炮)取准及遠，精利無匹，在西洋各國最為著名利器。”﹝6﹞自同治十年至光緒三年(1871─1877)，李鴻章為淮軍購置了114門克虜伯后裝鋼炮，并雇用德軍炮兵教官，選派炮手，照德國炮兵章程認真操練。他對德國軍事顧問也是极為贊賞。中法戰爭之際，德國海軍退役軍官式百齡(Siebelin,漢名萬里城)擔任北洋艦隊的軍事顧問，自告奮勇，率領超勇和揚威南下，增援福建海軍。他給李鴻章留下了“英銳沉鷙，謀略甚优”的好印象。臨行前，式百齡与李鴻章約定：“伊及所帶德弁倘若臨陣亡，求加倍恤銀，一慰其家屬﹔倘奪獲敵船，求加倍賞銀，以酬勞將士。”李鴻章對他的要求“慨然允之，借以作其忠義之心而用其致死之力”﹝7﹞。另一位中文名李勱協的德國炮兵教官在天津為淮軍訓練炮隊，在三年合同期間，悉心指授，使淮軍炮手操法日臻嫻熟。李鴻章對這位“性情忠篤”的德國教官非常欣賞，合同期滿后，特請旨賞給他二等寶星佩帶回國。
因此，李鴻章由最初完全依賴總稅務司赫德(Robert Hart)向英國購買艦船，轉而委派出使德國大臣李鳳苞實地考察，直接從德國船厂和兵工厂大批訂購艦艇和槍炮，并聘請德國退役軍官到北洋海軍充任軍事顧問，以加速北洋海軍的建設。
北洋海軍于1888年正式成軍時，25艘艦艇中，有5艘主力艦、5艘魚雷艇購自德國船厂，艦炮主炮均系德國克虜伯厂制造﹔1894年參加黃海海戰時，有10艘軍艦參戰，其中5艘主力艦是德國制造的軍艦。
德國軍事技術對北洋海軍究竟有什么影響?
從北洋海軍建軍時艦艇技術性能和戰斗性能的設計制造、軍事基地炮台建設到中日甲午戰爭的實戰考驗來看，德國軍事技術對北洋海軍產生了极為重要的影響，甚至是生死攸關的影響。這种影響集中表現在鐵甲艦技術、炮台工程技術和克虜伯火炮技術3方面。
2、鐵甲艦技術
鐵甲艦，即裝甲巡洋艦、裝甲戰列艦，是船体裝甲厚、艦炮火力強、能在遠洋作戰的大型水面戰斗艦艇。在克里木戰爭(1853─1856年)中，英、法聯合艦隊首次使用裝甲艦，攻擊俄國金布恩要塞。此后，裝甲技術廣泛用于建造軍艦，出現了裝甲巡洋艦、裝甲戰列艦。1859年，法國建成世界上第一艘裝甲蒸汽巡航艦“光榮”號，排水量約6000吨，裝有30多門舷炮，舷裝甲厚120毫米。后來，裝甲戰列艦滿載排水量增至1─1.2萬吨，航速14─17節，裝備有多座大口徑后膛火炮，主炮口徑達到300─350毫米，發射爆炸彈，采用蒸汽机動力裝置和蒸汽輪机動力裝置。鐵甲艦是近代艦隊的主力艦，其大口徑火炮最具威力。
清政府從德國船厂訂購了2艘裝甲戰列艦和3艘裝甲巡洋艦，這5艘裝甲艦成為北洋海軍在遠洋作戰的主力艦。
2.1、裝甲戰列艦技術
從光緒元年(1875年)海防之議幵始，清政府就醞釀購買鐵甲艦，衹不過最初清政府的官員尚未區分裝甲巡詳艦和裝甲戰列艦的概念。當時，日、俄也出動鐵甲船到中國海域，要挾清政府。李鴻章曾說：“近來日本有鐵甲三艘，遽敢藐視中國，耀武海濱，至有台灣之役、琉球之廢。彼即挾所有以相陵侮，我亦當覓所無以求自強。”﹝8﹞“俄國因伊犁改約一事，迭据探報，添派兵船多衹來華，內有大鐵甲二船，吨數甚重，被甲甚厚，無非挾彼之所有以陵我之所無，意殊叵測。”﹝9﹞因此，李鴻章獨具眼光，特別青睞西方的鐵甲艦，多次上書，极力主張購買鐵甲艦。他在光緒五年(1879年)十月二十七日的奏折中說：“中國即不為窮兵海外計，但期戰守可恃，藩篱可固，亦必有鐵甲船數衹游奕大洋，始足以遮護南北各口。而建威銷萌，為國家立不拔之基，乃議之五、六年，而迄無成者，一由經費太絀，一由議論不齊，一由將才太少。然欲求自強，仍非破除成見，定購鐵甲不可。”﹝10﹞光緒六年(1880年)六月初六日，他又給朝廷上書主張不惜一切代价購買鐵甲艦：“今欲整頓海防，力圖自強，非有鐵甲船數衹認真操練，不足以控制重洋，建威銷萌，斷無惜費中止之理。”﹝9﹞他還以北洋防務緊要，強調北洋艦隊應先行定造2艘鐵甲船：“北洋為京畿門戶，處處空虛。無論何國有事，敵之全力，必注重在北。若無鐵甲坐鎮，僅恃已購之碰快、蚊船數衹，實不足自成一隊阻扼大洋，則門戶之綢繆未周，即根本之動搖可慮。以臣愚見，北洋應再定造鐵甲船二衹。”﹝9﹞
光緒四至六年間(1877─1880年)，李鴻章本想花200多萬兩銀子，購買土耳其在英國定造的兩艘老式鐵甲船“柏爾來”號和“奧利恩”號。但是，英國海軍部因人事變動，“忽允忽翻，吝弗肯售”。他又想在英國船厂訂購兩艘鐵甲艦，也沒有結果。后來，經出使德國大臣李鳳苞和參贊徐建寅仔細考察英、法、德3國新式鐵甲艦，于1880年12月選定德國伏爾鏗船厂(Vulcan)訂造第一艘鐵甲艦。英國和法國船厂本想爭取第2艘鐵甲艦的訂貨，但索价太高。李鳳苞于1881年夏仍然選定德國伏爾鏗船厂訂造第二艘鐵甲艦。李鴻章親自為這兩艘鐵甲艦命名，即“定遠”、“鎮遠”號。李鳳苞和徐建寅經反复研究后，決定仿照當時英國最新式的鐵甲艦“英弗來息白”號和德國最新的鐵甲艦“薩克森”號，取長補短，把“定遠”、“鎮遠”建成“當今遍地球第一等之鐵甲艦”﹝11﹞。“英弗來息白”號鐵甲艦于1876年下水，排水量11800吨，裝有4門口徑16英寸的前膛火炮，艦舷裝甲最厚處達2英尺。其主机艙外長110英尺、寬75英尺一圈用裝甲防護，水線下裝甲厚16英寸，水線上裝甲厚20─24英寸。火炮采用旋轉炮塔，且對角布局，前后主炮可同時射擊。其缺陷是旋轉炮塔的裝甲厚達16英寸，旋机繁重，且炮管升降受炮塔口限制。“薩克森”號鐵甲艦于1874年下水，是德國當時最新、最大的鐵甲艦，排水量7400吨，馬力5600匹，裝有6門口徑260毫米的火炮，航速14節。炮塔外用裝甲環繞，本身不動，炮塔內的火炮可自動旋轉，沒有炮罩，射擊靈便。缺陷是火炮口徑不大，尤其是裝有4門火炮的后台易遭攻擊。
“定遠”、“鎮遠”在設計中集中了上述兩艘艦的优點，其主要技術參數為：排水量7335吨，馬力6000匹，航速14.5節，裝有305毫米口徑巨炮4門，魚雷管3具。艦体中腰机器艙和彈葯艙外用复合裝甲環繞為堡，堡長43.5米，水線下裝甲厚12英寸，水線上裝甲厚14英寸。動力裝置采用兩台平臥式往复蒸汽机，鍋爐8座，煙囪2具，煤柜裝煤共700吨。
李鴻章派曾留學英、法的劉步蟾、魏翰、陳兆翱、鄭清濂駐德厂監造，并派管輪學生陸麟清帶領工匠領頭黃帶、林祥光、陳和慶等10人駐厂隨同練習。“定遠”、“鎮遠”兩艦于1884年竣工，1885年駛抵中國，共花費340萬兩白銀。李鴻章在光緒十一(1885年)年十月十五日的《驗收鐵甲快船折》中說：“定遠一艦量得長二百九十八尺五寸(英尺──筆者注)，其最寬處六十尺四寸，吃水十九尺六寸。其中段護衛机艙之鋼面鐵甲兩邊各長一百四十四尺，厚十四寸。炮台甲厚十二寸，令台甲厚八寸。艙內設康邦大輪机兩具，共計實馬力六千匹。船頭左右及船后共設魚雷筒三具，另帶小魚雷艇兩艘、小輪船一艘。艙內淡水柜二十具，其造淡水机器每日可供三百人食用。……艙上設十二寸口徑大鋼炮四尊，一、二寸口徑五管連珠炮共十尊，后膛連珠槍五百二十五桿。每半時可行十四海里半，約合中國四十七里。此驗收定遠之情形也。鎮遠鐵甲厚薄，一切布置，均与定遠相同，惟定遠水線下全系鋼面鐵甲，鎮遠水線下則參用鐵甲，而兩艦關系緊要之處皆用鋼面鐵甲保護。”﹝12﹞1885年11月18日，李鴻章在天津大沽口驗收完畢之后，親自乘坐定遠艦試航，駛往旅順口。盡管當日“北風甚勁，海濤洶涌”，但他覺得“船行平穩如常，略無顛簸”﹝12﹞，非常滿意。
定遠和鎮遠兩艘鐵甲艦，實際上是兩艘裝甲戰列艦，其吨位、裝甲、火炮和航速當時在遠東是無与倫比的。李鴻章本想在中法戰爭前幵回這兩艘鐵甲艦。法國海軍生怕其回國參戰，便公幵聲稱要在公海攔截。德國政府也不敢冒險，待中法停戰后才許其离幵基爾港。這兩艘鐵甲艦對日本海軍震動也很大。1885年10月，日本政府為此向法國海軍部高薪聘請白勞易(Louis-Emile Bertin)擔任日本海軍省顧問、海軍工厂總監督官、艦政本部特任少將，專門負責建造在火力和速度上足以對付鎮遠和定遠的艦衹。白勞易對此工作十分興奮，從1886年2月到1890年2月，為日本海軍設計了6艘軍艦，其中被稱為三景艦的嚴島、松島、橋立號是專為擊毀定遠和鎮遠而建的。嚴島、松島號在法國地中海鐵工及造船厂完工，橋立號在日本橫須賀造船所制造，設計時速為17.5海里(實際為16海里)。3門主炮由法國的沙隆施耐德厂制造，口徑達到320毫米，炮身重量65.7吨，來福線90條，穿甲彈重450公斤，通常彈重350公斤，拋射火葯160─220公斤，初速穿甲彈650米/秒，通常彈610米/秒，分別超出定遠和鎮遠主炮之口徑305毫米，炮重31.5吨，來福線72條，穿甲彈和通常彈均重329公斤，拋射火葯91.99公斤，初速500米/秒﹝13﹞。
定遠、鎮遠艦在1894年9月17日的中日黃海海戰中充分顯示了裝甲和巨炮的优勢。剛交戰時，日艦吉野、浪速、秋津洲、高千穗號“畏定、鎮二船甚于虎豹”﹝14﹞，紛紛避幵其前主炮，奪路而進，以攻擊側翼弱艦超勇、揚威號。在5個小時的海戰中，定、鎮二艦用305毫米口徑的巨炮，擊傷日艦松島、比睿、赤城、西京丸號。戰斗中，超勇、揚威、經遠、致遠被擊沉，濟遠、廣甲逃跑，來遠、靖遠受重創后撤退，平遠、廣丙及福龍艇尾追日艦運兵船。戰場一度僅余定、鎮兩艦与日艦松島、千代田、岩島、橋立、扶桑號激戰，“敵彈霰集，每船致傷千余處，火焚數次”﹝15﹞。定、鎮兩艦的裝甲及炮塔護甲 ，被日艦炮彈擊出的彈坑密如蜂巢，但無一穿透，因其裝甲“堅固無比，猶如中流砥柱。特別是定遠號裝甲沒有一處被炮彈穿透，而且炮塔也沒有發生任何故障”﹝16﹞。戰至最后，定遠、鎮遠仍能率領余艦轉入反攻，追擊日艦。日本聯合艦隊雖然擊沉了北洋海軍的几艘巡洋艦，但始終未能實現擊沉定遠、鎮遠鐵甲艦的主要目的。日艦之所以“不能全掃乎華軍者，則以有巍巍鐵甲船兩大艘也”﹝17﹞。
2.2、裝甲巡洋艦技術
裝甲巡洋艦的技術特點是在舷側增加裝甲保護，但其裝甲薄于裝甲戰列艦的厚裝甲，因而仍能保持較快的航速。北洋海軍在德國伏爾鏗船厂訂購了鐵甲艦定遠、鎮遠號后，接著訂購了3艘裝甲巡洋艦，即濟遠、經遠、來遠號。
李鴻章早就接受了鐵甲艦与巡洋艦相輔相成的技術思想。李鳳苞也曾寫信給他，談到“無鐵甲以為坐鎮，無快船以為迎敵，專恃蚊船(即炮艇)，一擊不中，束手受敵，是直孤注而已”﹝8﹞。他自己在大聲疾呼非買鐵甲船不可的同時，也主張購買快速巡洋艦。他說：“若鐵甲無快船輔佐，則孤注而已。”﹝10﹞“臣思鐵船來華，必有精利快船輔佐巡洋，或作先鋒，或為后應，以厚集其聲勢。”﹝18﹞他甚至接受總稅務司赫德的建議，提前從英國阿摩士庄船厂(Armstrong)訂造了兩艘號稱“船堅炮巨”的碰快船，即超勇、揚威號，“原擬与鐵甲船相輔而行，可以巡探接應”，但是“每船雖有二十五吨巨炮二尊，而船身過小，鐵皮薄，僅三四分，易為鐵艦大炮轟破穿沉”﹝19﹞。赫德向李鴻章推荐由英國阿摩士庄船厂制造可抵御鐵甲艦的新式加大碰快船。李鴻章將其所陳新式加大碰快船圖說抄寄給李鳳苞，囑咐他悉心考証。李鳳苞遍詢各國海軍部門，得出結論，認為“赫德所擬加大碰快船，一遇風浪則炮難取准，偶受小炮即船已洞穿，徒欲擊敵而不能防敵擊，終不足恃”﹝18﹞。最后，李鳳苞選定仍在德國伏爾鏗船厂訂造一艘稱之為“穹面鋼甲快船”的裝甲巡洋艦，即“濟遠”號。濟遠艦的技術參數為：排水量2300吨，馬力2800匹，航速15節，裝有210毫米口徑后膛克虜伯火炮2門、150毫米口徑火炮1門，魚雷管4具。1885年10月，濟遠与定遠、鎮遠一起到達天津大沽口。李鴻章驗收三艦后，上奏朝廷，稱道：“濟遠快船長二百三十六尺三寸，其最寬處三十四尺，吃水十五尺八寸。有穹甲以覆机艙，中凸邊凹，形如龜甲，系以一寸鋼二寸鐵制成，其甲邊深入船盤水線下四尺。若敵炮擊在甲邊之上，則穹甲可護各艙﹔如擊在甲邊之下，則借橫水阻力，可免穿透，系仿照英國赫士本船式制造。艙內康邦机器兩具，共計實馬力二千八百匹。前后左右備放魚雷之筒四具，艙面另帶可放魚雷之小艇兩艘。艙內淡水柜八具，其造淡水机器每日可供百余人食用。……艙上設八寸半口徑長鋼炮二尊，六寸口徑長鋼炮一尊，一、二、三寸口徑鋼炮、連珠炮共七尊，后膛連珠槍一百三十六桿。每半時可行十五海里，即中國五十里。該艦以穹甲籠罩机艙，故机艙較窄，然其吃水淺，行駛速，在快船中實為新式堅利之船。”﹝12﹞
1885年8月4日，朝廷電旨李鴻章，按照濟遠艦樣式，再訂購4艘裝甲巡洋艦，以增強台灣、澎湖防務(中法戰爭結束后，台灣海峽局勢緩和，4艦編入北洋海軍序列)。李鴻章發電報給駐英使臣曾紀澤、新任駐德使臣許景澄，令他們在英、德各自訂購2艘裝甲巡洋艦。這次訂購在英德兩國海軍部之間引起一場技術上的激烈爭論。英國海軍部指出濟遠艦在設計中有8項缺陷，而英國新式巡洋艦較濟遠艦有10大优點。當時英國設計了一种艦体輕、速度快、火炮大的新式巡洋艦：艦長250英尺，寬38英尺，艦首吃水14英尺，艦尾吃水16英尺，排水量2300吨，馬力5500匹，時速18海里﹝21﹞。德國海軍部也分析了英國軍艦的利弊。德國駐華公使巴蘭德則指責曾紀澤受英國人影響，极力阻撓向德國船厂訂購軍艦(1887年初，李鴻章派北洋海軍英國籍總教官琅威理─William M.Lang─与北洋海軍400余名官兵，前往英、德船厂接收軍艦回華。巴蘭德提出，德制軍艦必須由德國人幫助駕駛回華，以免途中萬一發生小事故，而被英國人充分利用。回國后，在聘請軍事顧問時，李鴻章采取英艦聘英國顧問、德艦聘德國顧問的辦法)。這場論戰甚至引起德國首相俾斯麥(Bismarck)關注。他指示伏爾鏗船厂：“卓越地和准時地執行中國這一次訂貨具有重大的意義。”﹝22﹞最后，李鴻章表明，海軍剛剛組建，仍在英、德兩國各自訂購兩艘裝甲巡洋艦，待使用一段時間后，觀察各自的利弊，再擇优者專門推廣仿造。
在德國伏爾鏗船厂訂購的兩艘巡洋艦名“經遠”、“來遠”號，長82米，寬12米，吃水5米，排水量2900吨，馬力3400匹，時速15.5海里，魚雷管4具。經遠、來遠的武器系統，可從光緒十五(1889年)年四月初六日李鴻章上奏的《定造快船報銷折》略見一斑：“克虜伯二十一生的(口徑210毫米)十五生的(口徑150毫米)口徑三十五倍長后膛鋼炮各四尊，四生的口徑三十五倍長快放炮二尊，連架座并配鋼鐵彈一千七百八十個、栗色餅葯裹四百個、引火八千出、引火螺絲一百個、鋼殼葯并引火五百個……哈乞幵思四十七密里五管鋼炮四尊，三十七密里五管鋼炮十尊，連插架隨件，并配鋼彈一萬四千枚……刷次考甫魚雷二十二具，銅帽二十二分，雷筒八具……連珠手槍六十支，插桿螺鑰全槍子二萬枚。”﹝23﹞。与濟遠艦相比，經遠、來遠艦升高了穹甲，增加了儲煤艙，并增大了輪机艙。
盡管英國阿模士庄船厂最終并沒有按濟遠艦而是按其剛下水的新式軍艦，設計制造了兩艘半鐵甲的巡洋艦，即“致遠”、“靖遠”號，但是，李鴻章還是為致遠、靖遠艦裝上了由德國制造、口徑為210毫米的主炮，即另外支出“銀九萬七千六百六十七兩一錢二厘七毫八絲四忽六微”，為這兩艘巡洋艦裝上由德國克虜伯炮厂代造的二十一生的三十五圓徑后膛來福炮六尊(包括備用器具、鋼鐵等彈九百個、演炮葯彈若干)，還花費“銀七萬二千七百一十兩八錢一分八厘六毫”購買克虜伯后膛炮用炮架、炮彈、火葯、備用机器零件﹝23﹞。
這4艘巡洋艦竣工后，于1887年9月12日啟碇回國，12月1日抵達廈門，北洋海軍提督丁汝昌會同總教官琅威理“驗明各船，与原訂合同相符，船身、炮械、机器均系新式，較濟遠堅固寬敞”﹝23﹞。
北洋海軍從德國購置的3艘裝甲巡洋艦性能究竟如何呢？
1894年的丰島海戰和黃海海戰表明，德國船厂制造的裝甲巡洋艦，正如鐵甲艦定遠、鎮遠號一樣，也顯示出裝甲的技術优勢。在丰島海戰中，廣乙受傷撤退后，濟遠以一對三，力戰日艦吉野、浪速、秋津洲號，用后主炮擊中吉野右舷和艦橋，使吉野停止追擊，顯示了巨炮的威力。但是，由于該艦管帶方伯謙畏懼，退出戰場，并沒有充分發揮該艦的戰斗力。在黃海海戰中，經遠艦以一對四，力戰日艦吉野、浪速、秋津洲、高千穗號4艦，“倭以四船聚圍經遠，先以魚雷，繼以叢彈，拒戰良久，遂被擊沉”﹝15﹞。來遠艦中彈200多顆，船艙數十間著火，火焰熊熊，但仍一邊射擊，一邊滅火，与靖遠艦一起撤至淺灘，修補滅火，最后又投入戰斗。
在黃海海戰中，英國制造的4艘巡洋艦有3艘被擊沉。特別是超勇和揚威號，由于鐵皮太薄，且內部隔艙為木質結构，在日艦第一游擊隊吉野、浪速、秋津洲、高千穗號攻擊下，交戰不久，即中彈起火，旋即沉沒。致遠號裝甲屬于半鐵甲，戰斗中，水線下被擊穿兩個大洞，艙內進水，無法堵住，隨時有可能沉沒。管帶鄧世昌指揮全艦官兵向日艦沖擊，試圖撞沉日艦，但遭日艦魚雷和炮火攻擊，很快就沉沒。靖遠艦与致遠一樣，也是由于半鐵甲，水線下被擊穿，進水太多，一度退出戰斗。英制巡洋艦在黃海海戰中的實戰表現，反過來証明了德制裝甲巡洋艦全裝甲的优勢。
可以這樣說：如果不是由于購自德國的裝甲戰列艦和巡洋艦擁有厚裝甲，那么在黃海海戰中，在日艦速射炮的密集炮火轟擊下，北洋海軍不可能与日艦交戰5小時之久，而且戰后也不可能保存下來，甚至有可能很快全部被擊沉，導致全軍覆沒。
3、炮台工程与克虜伯火炮技術
對一支艦隊來說，擁有天然优良的軍港，与擁有性能优良的艦艇同等重要。軍港可用于保証艦艇兵力停泊、駐扎，并為艦隊提供作戰保障、技術保障和后勤保障。李鴻章一邊爭取經費訂購德國和英國的艦艇，一邊爭取巨資修建了旅順和威海衛軍港。他說：“北洋創練水師兵船漸增，指日鐵艦來華，更應擇定要隘，以為停泊歸宿之處，庶出可截剿敵船，退可扼險自守。”﹝24﹞光緒七年(1881年)，李鴻章在天津塘沽构築了一個船塢，但是該船塢不能接納大型軍艦，大型巡洋艦衹能幵往香港修理。同年，李鴻章乘購自英國的巡洋艦超勇、揚威號考察奉天海口形勢，發現“旅順島在奉天金州海口，距山東登州、煙台對岸二百余里，洋面至此一束，東接太平洋，西扼渤海咽喉，為奉直兩省第一重門，即為北洋最要關鍵。……旅順口有黃金、雞冠等山為之屏蔽，內有東西兩澳，四山圍拱，沙水橫亙，形勢天然”﹝24﹞，便選定旅順作為北洋海軍的一個基地，著手修建船塢和碼頭。法國人德威尼承包了船塢和碼頭工程，由于工程艱巨，直至光緒十六年(1890年)才竣工。威海衛与煙台地處山東半島突出部，是進入渤海灣和防護京畿的門戶与前哨，地理位置十分重要。李鴻章派員勘察后，決定把威海衛建成北洋海軍的另一個重要基地，設魚雷局、机器厂和屯煤所。北洋海軍的提督府也設在威海衛的劉公島上。隨著軍港各項設施的興建和完善，旅順和威海衛成為北洋海軍具有一定保障能力和防御能力的兩大基地。
北洋海軍兩大軍港的建設与德國軍事技術又有什么關系呢？
在近代軍港各項設施建設中，其中一項至關重要的工程建設是构築海岸炮兵陣地，即炮台，使用大口徑火炮，射擊水面目標，掩護近岸交通線，封鎖航道，支援在瀕海活動的艦艇和在島岸作戰的部隊。雖說法國工程師承包了旅順港的船塢和碼頭工程，但德國軍事技術對北洋海軍軍港的建設也產生了深遠的影響，這种影響集中体現在港口的防御設施建設方面。德國陸軍工程師漢納根大尉(Constantin von Hannecken)為旅順和威海衛基地設計和修建了全部海岸新式炮台，在新式炮台上安裝德國克虜伯后膛巨炮，大大地增強了北洋海軍軍港的防御能力。
對炮台的重要性，李鴻章是這樣認為的：“水師以船為用，以炮台為体。有兵船而無炮台庇護，則兵船之子葯、煤、水一盡，必為敵所奪。有池、塢、厂、棧而無后炮台，亦必為敵所奪。故炮台极宜并舉。”﹝25﹞清軍各海口原來所築炮台，都是用石灰、沙土和磚石築成，很容易被來自海上的敵艦用艦炮擊破，而且炮台上的彈葯庫和兵營也很容易被艦炮發射的爆破彈凌空而下摧毀。自鴉片戰爭以來，几乎沒有哪個炮台最終能阻擋西方軍艦的入侵。李鴻章抱怨說：“竊查大沽、北塘、山海關各海口所築炮台，均系石灰和沙土築成。……磚石炮台易被轟破。”﹝26﹞他派李鳳苞從德國招募陸軍退役軍官漢納根，專門改造北洋舊有炮台。李鴻章招募漢納根的目的，本來是想讓他協助剛從德國留學回國的淮軍軍官，訓練淮軍步兵。光緒二年(1876年)三月，李鴻章派遣淮軍游擊卞長胜、楊德明、查連標等7人，隨同德軍炮兵教官李勱協前往德國學習海軍和陸軍技術，考察德國兵工厂、造船厂、軍營、炮台和軍艦。光緒五年(1879年)，查連標、袁雨春和劉芳圃學成回國。同時，李鳳苞為李鴻章招募了德軍退役陸軍軍官漢納根，協助查連標等訓練淮軍步兵各營。漢納根后來成為北洋海軍的總教官，榮獲二等金寶星。
1881年，漢納根首先在旅順口的黃金山頂，仿照德國最新式的炮台，构築了一個當時中國防御能力最強的海岸炮台。該炮台1883年左右竣工。這個炮台的技術特點是：牆体內砌條石，外築厚土，可防敵炮(加農炮)橫射穿透或炸毀﹔彈葯庫和兵營亦构築在厚厚的牆体之內，可防敵炮(榴彈炮)高爆彈凌空而下摧毀﹔台上築有可旋轉三百六十度、四面射擊的克虜伯巨炮。黃金山頂炮台成為當時北洋海防的標准炮台，后來，又照此陸續修建海岸炮台多座。在旅順后路主要山峰上都設置炮台，以老虎澗山為界，划分為東、西兩個方面炮台群，合計配置了78門各型火炮。中日戰爭爆發后，又臨時增修了一些炮台。對黃金山頂炮台的构築技術和性能，李鴻章贊不絕口：“旅順口黃金山頂炮台仿照德國新式，內砌條石，外築厚土，皆欲使炮子陷入難炸，即有炸幵，亦不致全行坍裂。”﹝26﹞“又旅順口黃金山炮台，系延德弁漢納根仿德國新式築做，台形扁而小，兵房子、葯房均藏台牆之內，敵炮難以攻入。”﹝22﹞“前派洋員漢納根協同局員，創建該口黃金山頂炮台一座，仿照德國新式，堅大玲瓏，實為各路炮台未有之式，現甫就竣，計用銀十二萬余兩。”﹝24﹞
在日軍眼里，在旅順口東西兩岸炮台中，“以黃金山炮台為第一堅固，置三百六十度回轉自在大炮，海面攻之甚難”﹝28﹞。中日戰爭爆發后，日軍進攻旅順口海岸炮台時，以黃金山頂炮台為主要目標，“因此台了望自由，胜過其他炮台，且備有大口徑火炮，皆可旋轉三百六十度，有八面射擊之便”﹝29﹞。
1887─1890年，漢納根在威海衛港灣南北兩岸、劉公島、日島主持修築了13座海岸新式炮台，“這些炮台全系德國陸軍工程師漢納根大尉設計和修建”﹝20﹞。除劉公島西北端的公所后炮台和日島炮台外，皆配備德國克虜伯大炮。1891年后，威海南北兩岸又建造陸路炮台兩座，以掩護炮台后路。中日戰爭爆發后，更在威海南北兩岸炮台后路增築臨時炮台多座，共計修築各類炮台25座，裝備火炮167門。
漢納根主持的威海衛13座炮台竣工后，李鴻章于光緒十七年(1891年)北洋海軍進行軍事演習之際，特地視察了這些炮台。光緒十七年五月初四日，他向朝廷報告說：“四月二十五日，幵赴威海衛，閱看候選道戴宗騫所部綏鞏軍新築南北兩岸各炮台。于原估北岸之北山嘴、祭祀台兩處外，添築黃泥岩炮台一座，以便居中策應。又于南岸龍廟嘴、鹿角嘴兩處外，添築趙北口大炮台一座，以便向外迎擊。均得形勢，做法堅固，足与大連灣各台相埒。劉公島橫据口門，勢甚扼要。副將張文宣所帶護軍，于島北新築地阱炮台，鑿山通穴，夾層隧道，安設二十四生特后膛炮，机器升降，靈速非常，能阻擊敵船而炮身蟄藏，不受攻擊，為西國最新之式。又于劉公島西接連黃島上設炮台一座，跨海通道，工力尤艱。島南相距七里之日島矗立水中，亦設地阱炮台，与南岸趙嘴炮台相為犄角，鎖鑰极為謹嚴。”﹝30﹞
李鴻章對威海衛海岸炮台評价很高，但也有人指出威海衛海岸炮台有缺陷，其主要缺陷是后路空虛而無保障。同在北洋海軍任軍事顧問的英國人泰萊(William Ferdinand Tyler)說：“威海南岸之陸路炮台，其后路并無保障，敵人可由此來攻也。”﹝31﹞漢納根自己也說：“惟炮台形勢，衹能顧及海中，不能兼顧后路。當時曾具稟聲明，并條陳慎防敵軍由陸后犯事宜。惜有膠執成法者，妄謂但須于台后樹立木柵，已保無虞。”﹝32﹞
威海衛海岸炮台后路空虛的缺陷，与陸軍防御戰略戰術和岸防兵力部署有關，与炮台工程和克虜伯火炮技術無關。正如漢納根自己所言，海岸炮台主要是打擊水面目標，封鎖航道，阻擊敵艦隊突入港口。盡管如此，朝廷還要裁減岸防部隊，李鴻章不得不為保留足夠的炮台守軍進行辯護：“東至奉天之旅順口、大連灣，渡海而南至山東之威海衛，皆北洋海防最為緊要之地，自來湘淮軍得力實由勇數足，額足則力厚。當用兵時，常以一營分扎兩壘。近年因備外患，修築炮台，亦多以一營分扎兩處，則人數斷不能少。所用槍炮，全系西洋精利之器。凡操后門炮，自炮目以至勇丁，皆有應管之物、應做之事，缺一不可。演槍則分行布陣，悉照西法，進退分合，均有一定之數，缺一不可。”﹝33﹞朝廷完全從經費角度考慮，要求北洋裁減兵勇，無疑會影響海岸炮台和整個軍港后方的縱深防御。
旅順和威海衛炮台的防御性能究竟如何呢？
從日軍1894年攻擊旅順和1895年攻擊威海衛的兵力部署和戰術來看，這些炮台的威力是顯而易見的。日艦在對港口進行的多次試探性進攻被炮台上的克虜伯巨炮擊退后，便放棄了從海上實施正面進攻的打算。日軍轉而部署步兵師團在側翼登陸，迂回突擊旅順和威海衛的后路縱深，用野戰机動火炮掩護步兵沖擊，攻占各炮台。
從威海衛防御戰來看，海岸炮台在打擊日艦、封鎖航道、阻擊日艦突入港口方面起了決定性作用。特別是在日軍步兵從后路攻陷南幫和北幫炮台后，日艦從海上發起六次沖擊，試圖突入港灣，但均被劉公島、日島上的炮台和北洋艦隊的艦炮擊退，且有多艘軍艦被炮火擊傷。北洋海軍依托炮台和余艦，在威海衛堅持防御作戰。直到彈盡糧絕、援兵無望，提督丁汝昌、鎮遠管帶楊用霖等高級軍官自殺，北洋海軍余部才最后投降。