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纳尔逊级在服役后经过了数次规模不大的改装，主要是增强防空火力。第二次世界大战时，由于航速的限制难以与新式军舰协同行动，该级舰大多是执行护航和为登陆行动提供火力支援的任务。

在1941年，罗德尼号参加了围歼德国俾斯麦号战列舰的海战，并与英王乔治五世号战列舰一同将这艘德国新锐的超级战列舰摧毁。

1943年9月29日在纳尔逊号上意大利的代表签署了投降的协定。

1944年纳尔逊号、罗德尼号参加了诺曼底登陆战役。1945年纳尔逊号开赴印度洋参加针对日本的作战行动，纳尔逊号见证了日军在印度尼西亚群岛的投降行动。

战争结束后，1946年-1948年两艘纳尔逊级战列舰先后退役解体。

十、长门级战列舰

第一次世界大战势力迅速膨胀的日本为争夺海上霸权，重新制定了八八舰队的计划。

长门级战列舰是日本海军按照该计划正式建造的第一型战列舰。日本海军顺应当时各海军强国主力舰竞相计划搭载更大口径主炮、动力性能更高和增加装甲防护的趋势，根据以往海战的经验，日本海军决定建造重火力、高航速的战列舰，在与美国海军造舰竞争中以质的提升补充量的不足。

长门级战列舰最大的特点是，采用了当时战列舰所搭载最大口径的410毫米口径主炮，4座双联装主炮塔沿舰体纵向中心线前后对称各布置两座，采用背负式布局。并且为了主炮在远距离炮战中观通以及指挥的需要，前主桅采用了7根支柱支撑的高大的圆锥结构樯式桅楼，顶端设立射击指挥所，这种结构相当坚固不易中弹受损，随后历次改装中桅楼设施逐步增加逐渐形成日本特色的塔式舰桥（之后日本海军的主力舰纷纷按照这个样式进行改造）。长门级采用长艏楼船型，该级舰在舰体长艏楼设置两层炮廓式副炮。最具日本特色的是设计了独特的带60°倾角的“勺型”舰艏（为了使用链系水雷，舰艏不会勾住连接两枚水雷的链条，但在不良海况高速航行时舰艏溅起的水雾会影响到舰桥和桅楼指挥所）。

在建造长门级战列舰的同时，日本海军还开工建造了加贺级战列舰和天城级战列巡洋舰。加贺级和天城级都是在长门级的基础上，在后桅后方增加布置一座双联装主炮塔，区别在于速度和防护各有侧重。1921年以限制海军军备为目的的华盛顿裁军会议召开，对美、英、日、法、意五个主要海军国家的主力舰吨位、火力和总吨位进行了限制。加贺级和天城级按照会议签定的华盛顿海军条约的规定予以销毁。

裁军会议中美、英曾要求日本销毁已下水但尚未完工的“陆奥”号战列舰。日本一方面借口国内的小学生都已为建造该舰捐款并且该舰已经建成，如果废弃将引起国民的不满，一方面加紧舾装施工。在日本的强硬态度下，最终同意日本保留“陆奥”号。作为交换条件，同意美国保留完成尚未完工原定销毁的两艘科罗拉多级战列舰，同意英国在条约规定的吨位内新建两艘安装16英寸口径主炮的纳尔逊级战列舰。长门号于1920年11月竣工，陆奥号于1921年11月竣工。

长门级战列舰共拨款建造了两艘：分别是“长门”号（Nagato）和“陆奥”号（Mutsu）。

“长门”号服役后多作为日本联合舰队的旗舰直到大和号战列舰服役。

从1920年开始，到1941年“大和”号建成，20年期间，长门级战列舰是日本海军最强大的战列舰，在日本国民心目中一直是海军的象征，素有“国民最熟知的战舰”之称号。因在日本海军中具有特殊地位其舰长提升为高级将官军衔的比例尤其高。

长门级战列舰被日本海军看作非到最后决战关头不得动用的王牌。根据这一指导思想，加上航速的限制，第二次世界大战中太平洋战争期间，长门级在战争初期都没怎么参加作战行动。开战以后日本海军包括长门级、大和级在内的战列舰战队因长期驻泊广岛湾的柱岛锚地待机而被频繁出击的航空母舰战队的军官讽刺称为“柱岛舰队”。

1942年6月，“长门”和“陆奥”编入由联合舰队司令山本五十六指挥的主力部队参加了中途岛海战，当日军机动部队主力四艘航空母舰被摧毁时主力部队尚在后面三百海里处，“长门”和“陆奥”未能发射一发炮弹，海战以日本失败告终。

1943年6月8日“陆奥”号在广岛湾泊地因弹药库爆炸事故沉没。1944年6月“长门”号编入机动部队投入马里亚纳海战，此役日本海军大败而归。

1944年10月莱特湾海战中，“长门”号编入由粟田健男指挥的第二舰队第一游击部队参战，未取得大的战果，反而遭到掌握制空权的美军飞机轮番空袭受重创。莱特湾海战后“长门”号返回日本本土修理战伤，舰上的副炮被拆除移防陆上。由于燃油匮乏“长门”号在战争剩余时间一直停留在横须贺，成为横须贺镇守府警备舰，直到战争结束。“长门”号在战争末期多次遭到美军飞机轰炸，在日本投降时，是唯一具备航行能力的战列舰。

1945年10月被作为战争赔偿移交给美国。1946年7月在比基尼环礁成为原子弹试验的靶舰，试验中严重受损沉没。