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北洋水师为什么会输给日本？
中国历史上自毁长城的事虽然屡见不鲜，却从没有一群人像清末北洋舰队官兵那样，如此关系到这个国家的国运，又遭受到如此多不公、误解甚至漠视。在众多参战、观战中外军人的眼里，北洋海军官兵在日以横飞的血肉，进行了一场几无胜算、但令人肃然起敬的战斗。
从旅顺到鸭绿江口
日大连湾内地旅顺港，为中国军队运送物资的美国商船“哥伦比亚号”刚刚抵达，美国船员詹姆斯·艾伦就目睹了令人震撼的一幕。
“在抵达大连湾时，我们发现该湾舰只云集。4艘大的运输船已经开始装运士兵，另一艘运输船也在我们之后到达。战舰排列整齐壮观，共有12艘，除两三艘外，均属北洋舰队。此外，还有4艘鱼雷艇。”当时，日军进攻入朝中国军队，迫使中国再次向朝鲜增援。考虑到此前丰岛海面日军击沉运载北洋陆军的“高升号” 运输船的惨剧，此次北洋舰队提督丁汝昌奉命率舰队几乎全部主力舰艇从威海卫军港抵达大连湾，为运输船队护航。
就在北洋海军离开威海卫军港第二天，日本海军联合舰队就收到了日本侵朝陆军发来电报，告知平壤之战中从大同江清军一艘船中搜到一封信。此信是平壤守将写给清军铭军统领刘盛休的，日军由此获悉，大孤山、大小鹿岛(鸭绿江口西南)可能会有大量中国军队登陆。几乎与此同时，日本驻朝鲜公使大鸟圭介也发报指出，估计中国军队要取道海路运兵，从大鹿岛一带登陆。
北洋海军根本不知道已经泄露了出航的情报，在此前，北洋海军的密码其实已经被日军破获，要命的是北洋海军一无所知，直到战争结束都没有更换密码。于是中国军舰还没出航，日本海军已经决定派遣舰队前往大东沟出战。
在中朝界河鸭绿江入海口处，一个大型冲积岛屿将入海口分为东西两侧。西侧入海口虽然比东侧狭窄得多，河道却比较畅通，甚至还在中国一侧形成了一个小型避风港——大东港，即今天丹东港，这个出海口就被称为大东沟。
此前，中国军队海路入朝登陆地点是朝鲜中部的牙山港。但日军占领汉城，又在丰岛海域击沉高升号运兵船，从牙山登陆已不可行。如从陆路越过鸭绿江增兵朝鲜，在不具备铁路、公路的情况下，路途漫长、劳师费力。于是在大东沟登陆，就成为一个可行的折中方案。
然而大东港毕竟是浅水港，运兵船只能在外海依靠小船将人员物资卸载后转运登岸。北洋大臣李鸿章虽然对此早有叮嘱，但边境中国官员竟相互掣肘，导致派遣的民船严重不足，物资、人员登岸极为缓慢。
丁汝昌将北洋海军主力舰停泊在大东沟西南12海里左右的小鹿岛附近以保护登陆舰的退路。在大东沟口，由“平远”和“广丙”两舰直接护卫着登陆船队。跟随行动的“哥伦比亚号”上，詹姆斯·艾伦再次目睹了中国军队登陆时壮观的景象：
士兵们在沿岸临时搭起了他们的帐篷，16日夜幕降临时，呈现出一幅粗犷的景色——宿营地的灯火沿着荒凉的江岸向远处延伸，在恐怖的黑暗中聚集着粗大的人影，在遥远的地方到处有灯光通明的军舰的巨大影像。
然而，中国陆军和北洋舰队提督丁汝昌并无此雅兴观摩夜景，对于登陆的迟缓，丁汝昌忧心忡忡。丰岛海战失利后，日军曾倾尽所有舰艇炮轰威海卫，当时北海舰队并不在港内。朝内反对李鸿章的清流派借此攻击其下属丁汝昌，几乎要取其性命。在李鸿章力保下，清廷严令丁汝昌禁止任何一艘日军舰艇进入渤海湾，并颁布一条正式指令，命他不得出成山头灯塔到鸭绿江口一线以东巡航。
李鸿章的战略，也认为北洋多年经营不易，不该轻易“浪战”，而应以巡航海面，“做猛虎下山之势”，即以舰队的存在威慑对手，不主张轻易和对方主力舰队在大洋决战。这正和西方海军以争夺制海权为核心的战略相反。
甲午战争时期曾在远东专门考察中日战况的英国中国舰队司令弗里曼特尔海军中将后来曾这样评价甲午中日海战：“最初日本舰队只是保卫运输船，清国舰队则只允许在渤海湾内巡航，禁止向山东半岛成山头到鸭绿江一线以东出航。因此，两国都以海军作为陆军的辅助，把海军置于次要地位，这就是对制海权作用的误解。”
但李鸿章此举也并非没有苦衷。自从建军以来，舰队已经4年没有增添舰只，早已不是当年亚洲第一舰队的实力，舰艇实力上超过北洋舰队的日本海军开始采用攻势。办过多年洋务的李鸿章远比高唱“主战”的“清流派”了解中国，更了解对手。李鸿章清楚，一旦大战损耗，他苦心经营的北洋海军将会如“纸糊的屋子”，一戳即破。
在这双重掣肘下，丁汝昌只先行派出4艘军舰前往旅顺，自带其余主力舰艇前往威海东部的成山头方向巡逻了一番，再转向旅顺和先头舰艇及运输船队会合。这个举动让不知内情却又情报灵通的日军误认为北洋海军再次只派出“超勇”、“扬威”、“平远”和“广丙”4艘弱舰前往朝鲜护航。于是没有出动全部舰艇，只派出主力舰艇“松岛”、“吉野”等10艘主战舰艇和两艘武装舰艇“赤城号”和“西京丸号”伴随。北洋舰队就此避免了从一开始就毫无胜算的可能。
12艘日军舰艇组成联合舰队从朝鲜大同江口驶出，前往清军登陆地点所在的大东沟海域，目标，正是中国海军的运输船队和护航舰艇。
大东沟外海，丁汝昌虽然率领着北洋舰队几乎全部主力，但他担忧的正是日军主力一旦前来攻击登陆舰艇，北洋海军将不得不与日军决战。国内不知情的官僚、腐朽的陆军和空有慷慨的媒体都纷纷攻击丁汝昌畏战，却全然不理会北洋陆军力量不足的事实，更糟糕的是，无论登陆的清军陆军还是丁汝昌都不知道，就在9月16 日登陆这天，他们试图前往增援的平壤其实已经失守。在朝鲜北部的大雨中，中国陆军已经一溃千里。
甲午战争黄海大战中的日本舰队。
大东沟外的清晨
日4点30分，天还未放亮。大东沟外舰上的北洋海军水兵们就起床了。4点40分点名前，吊床已被折叠到军舰两舷中的舷墙内，为的是战时能起到一定抵御弹片作用。4点50分，水兵们开始用被称为“圣经石”的石块打磨甲板。5点42分，太阳从东方海面升起。这是一个无风的晴天。
6点25分，在打扫完舱面和甲板后，士兵们开始早餐。在升有五色团龙提督旗的定远舰上，丁汝昌正催促登陆部队加快速度，令各护航舰艇准备在中午12点左右护卫运输舰艇返航。
李鸿章幕僚姚锡光在《东方兵事纪略》中记载，丁汝昌当时命令全军在中午12点准备起锚，返回旅顺。丁汝昌的紧迫正是担心与日本海军大队相遇，但对于随时可能出现的日军舰艇，定远舰上的英国人泰勒发现，北洋海军下级官兵却士气正旺：“呈欣欣之色者，大率为水手。彼等举动活泼机敏，以种种方式装饰其火炮，若不胜其爱护者，其向往之情盎然可觉。”定远舰右舷处的姊妹舰镇远舰上，自愿加入北洋舰队的美国人马吉芬曾毕业于美国安纳波利斯海军学院，他也发现，镇远舰上的水兵们似乎不畏惧随时爆发的战斗，“与通常一样，船员们精神饱满，热切期盼着一场战斗来为‘广乙’和‘高升’报仇雪恨”。
北洋舰队的高级军官们多数曾留学国外，但他们和水兵一样着布制长靴和肥腿裤子，以及半西式的外衣，只以龙条彩纽作为等级标识。中国在学习西方时更多试图学习其科学技术，而内心极度警惕西方的意识形态，这点和全盘西化、连军服也仿制英国海军的日本人大相径庭。不过泰勒非常了解，北洋舰队的高层军官之所以“不若水手之欢忭”并非因为怯战，而是深谙中日海军当下实力的强弱，更“熟知己方之所拙”。
上午例行的炮术操练结束，定远舰艏部右舷的高级军官厨房内开始核对菜谱。当天军官餐桌上有一道重要的菜肴：西式烧鸽子肉。在定远舰尾部后方，和经远舰斜向并列的致远舰上，军官则在给他们的管带(舰长)邓世昌准备特别午餐——9月17日，是邓世昌45岁生日。舰艇的轮机已经发动，劣质煤炭燃烧产生的大量煤烟笼罩在舰队上空，返航在即，无人知晓在北洋舰队泊地以西大鹿岛的西南方向27海里处，日军联合舰队却正在以每小时10海里的速度接近。
驶向海洋岛的日军联合舰队松岛舰上，海军大尉木村浩吉也注意到这个好天气，他这样记录：“是日拂晓，天气晴朗，微风徐徐。风自偏西北方向吹来，但烟囱喷出之煤烟却随着舰之速力渐渐地飘向不同方向。海水呈绿色，其面平滑。帝国舰队由12舰组成，皆涂成鼠灰色，前日自大同江之临时根据地启程。”
或许想象中最多遇到几艘战斗力不强的中国舰船，日军舰艇上气氛轻松。操练结束，木村浩吉甚至等人在士官办公室休息，不谙围棋的木村浩吉甚至和“松岛号”会计长浅野下起了围棋。松岛后来回忆，这时有人跑进来说，发现舰只。
日本《廿七八年海战史》记载的准确时间是日10点20分，“吉野号”前桅桅盘内的瞭望士兵发现了远处海面的煤烟。3分钟后，日军旗舰 “松岛号”看到了“吉野号”打出的旗语，但发现的其实还只是海上的烟雾。由于海面曲度，日军尚未看到北洋海军舰艇船体。仅从烟雾数量判断，并不只一二艘舰船。从烟雾浓重的黑色来看显然不是英国舰队。木村浩吉急忙登上舰桥，观察东北偏北之天际，“煤烟丛腾，心想必是敌(北洋舰队)之舰队”。
据《日清战争纪实》记载，此时，日本联合舰队司令官伊东佑亨认为，北洋舰队的舰只“大概不过是运输船五六艘，载陆军在鸭绿江口登陆，三四艘军舰掩护。若如此，应把敌舰全部击沉。以此作为我联合舰队的作战对手，颇感微不足道”。日军水兵们则认为遇上了中国运输舰船，甚至高兴得在甲板上雀跃。数十年来日本国内对于侵略中国的宣扬，以及丰岛海战的胜利，让日军上下充满了狂热。
木村浩吉记载，无论士官还是水兵，都兴奋地各自去换上了新衣服。联合舰队从司令官以下到士官、准士官，都穿着藏青色普通军服，佩戴长剑，水兵则穿着工作服。所有人都渴望再次重复丰岛海战，木村浩吉自己也准备好白木棉手帕和望远镜，开始等待着战斗喇叭响起。
然而随着两支舰队距离的接近，出现在联合舰队面前的竟然是北洋舰队全部主力。曾随同山县有朋的第一军入侵朝鲜的日本随军记者川崎三郎在《西京丸的战斗报告》中写道：“开始只见煤烟，后来出现樯顶，再靠近，见舰体……敌人却是包括清国北洋水师全部精锐之大舰队!”
11点40分，吉野舰用信号旗对其他舰艇发出信号：“发现敌鱼雷艇和舰队!”迭次传来的情报让紧张弥散在风平浪静的黄海海面。日本联合舰队司令官伊东佑亨此时“马上命令本队下士以下全体就餐，因为很快就要进行战斗准备，进餐可以使精神彻底镇定下来。而且为了让大家镇静，饭后还允许随便吸烟(军舰上严禁吸烟)”。
正午12点5分，松岛舰下达战斗命令旗语，日军各舰桅顶都悬挂上了日本帝国海军舰旗。
迟缓的舰队
此时的北洋海军还是对已经准备作战的联合舰队一无所知。之所以被日军先行发现，原因竟然是煤炭!
北洋舰队的燃煤一直由唐山开平煤矿供应。但1894年后曾为醇亲王府总管的张翼在李鸿章保举下接办开平煤矿后，开始用劣质碎煤对付北洋海军，原因是北洋舰队经费日渐缺乏，给价不高。为此，丰岛海战后的7月30日，丁汝昌曾经致信张翼，指责“煤屑散碎，烟重灰多，难壮气力，兼碍锅炉”。丁汝昌斥责说，这种低价都卖不出去的煤炭连民船都不用，却用来“塞责海军”，如果再将这样的劣质煤炭给海军，将全数退回，并把这种情况报给李鸿章。
然而清朝的官场，正受到弹劾、不懂得人情世故的丁汝昌显然奈何不了左右逢源的张翼。大战在即，北洋舰队在旅顺港补充的依旧是劣质碎煤，丁汝昌想要得到的开滦优质“五槽”煤根本无从得见。日本舰艇使用的却是无烟煤，这让北洋舰队在对手发现自己一个小时后，才看到对手。
据随北洋海军参战的德国陆军军官、北洋舰队总察汉纳根的海战报告，上午10点，在北洋舰队南方天际发现了一抹汽烟。但直到中午12点，此时与定远舰并排停泊、位于舰队编队南侧的镇远舰瞭望手才发现了更多的烟柱，烟柱下方，全部是涂装成白色的日军军舰。
“远处看见敌舰煤烟!”北洋舰队参战美军军官马吉芬在战后记载。一名军官冲进定远舰餐厅，用英语喊道：“The Jiapanese are in sight，sir!(先生们，发现日本军舰!)”
此时大量运输舰艇和陆军部队就在北洋舰队后方的鸭绿江口。对于力图避战的丁汝昌来说，他不能抛弃运输舰只于不顾，决战已不可避免。于是，日12点10分左右，丁汝昌下令北洋舰队全部起锚，开始驶往大东沟外远离。
蒙冤的提督
日12点50分，在中日舰队相距将近6000米的距离上，定远舰主炮发出了第一发炮弹。10分钟后，日本联合舰队记录了战争爆发这一刻海面的天气：“当日，风力微弱，晴雨计在30英寸以上，平均湿度约76度，晴朗无浪，天气甚好。”黄海上空只有微微的卷积云，海面风平浪静，几乎是最理想的作战海况。
在日军舰艇高千穗上，分队长小笠原长生在《海战日录》中记载，定远舰这枚305毫米口径炮弹从日军第一游击队上空飞过，在舰队左舷落入海中，“海水顿时腾高数丈”。松岛舰上的海军大尉木村浩吉记载：“其他诸舰随之(射击)，敌弹往往落在我游击队诸舰之近旁，海上各处形成喷水水柱。令人感觉敌国炮手之技术亦不可小觑。尤其接近“浪速号”右舷后部落下之炮弹，令余颇感忧虑。”
日军没有还击，只是加快速度从北洋舰队前方冲向其右翼，以便让北洋舰队陷入侧面射击的障碍区。日军主要舰炮为120和150毫米口径速射炮，射速虽高，射程却较短，伊东佑亨命令，在3000米距离上才允许开火。
第一艘被击中的军舰是日本旗舰“松岛号”。12点55分，松岛舰320毫米口径的巨型主炮被北洋舰队一发150毫米口径舰炮击中。川崎三郎在战后报告中写道：“12时55分，敌弹命中我32厘米炮塔。”
为击沉令日本海军生畏的“定远”和“镇远”巨舰，日本海军特别任命法国设计师在国内建造了三景舰，以著名的日本三景“松岛”、“桥立”、“严岛”命名。 “三景舰”的特点是各装备一门口径320毫米大炮，超过“定远”305毫米口径，但装甲却薄弱得多。日军有将领评价这种赌博性质的军舰是“手持利刃的赤身裸体兵”。这发150毫米口径炮弹，让日军寄重望于击穿“定远”和“镇远”两舰装甲的320毫米巨炮之一在一开战就失去了旋转能力。
在单方面的炮击中，日军终于按捺不住，在抵达3000米距离之前开始射击。几乎是在海战开始不久，一发日军120毫米口径爆破弹也在北洋舰队旗舰定远舰飞桥(舰桥，即军舰指挥观测平台)附近爆炸。
一种广为流传的说法是，定远舰305毫米主炮第一次射击时就震塌了其年久失修的舰桥，导致上面北洋舰队主帅丁汝昌开战即跌成重伤，舰队失去指挥，以此证明北洋之腐朽。然而，从复制的定远舰上很容易发现，其飞桥根本就不在305毫米舰炮正上方。
陈悦带本刊记者进入到舰体两侧两座双联装305毫米口径克虏伯巨炮炮塔内，巨大的炮身和旋转机构几乎将炮塔空间占满。陈悦说，在北洋海军此次出航前，为作战起见，已将巨炮顶部炮罩拆下以开阔射击视野，也避免火炮发射烟雾影响射手作战。士兵们完全可以看见飞桥，就此也可以否定另一种阴谋论的说法——定远舰管带刘步蟾有意趁丁汝昌在舰桥上时，命令炮手开火。
定远舰两座巨炮炮塔之间是一个狭窄的钢制管型舱室，即军舰指挥室。一条纵贯舰艇甲板上部的钢木制天桥从上面经过，天桥甲板上有一个开口可以直接下到指挥室内。陈悦告诉本刊记者，战时定远舰管带刘步蟾就在这个指挥室内指挥舰艇。当时舰长的主要职责就是指挥操纵驾驶舰艇，保持舰艇编队，这也是那时海战最重要的一环。舰队提督(舰队司令)丁汝昌则和汉纳根站在天桥最前端，如日军西京丸上参战的海军军令部长桦山资纪一样，实际只能起到激励舰队士气的作用。舰队的实际指挥需要通过旗舰上发出的旗语来进行。
真实的情况，松岛舰上的海军大尉木村浩吉也有观测：交战之初，悬挂五彩提督旗的定远舰樯上部(飞桥)就被日军炮弹打断，此乃12时58分。丁汝昌左腿被破碎的甲板压住而无法动弹，炮弹引发的大火点燃了他的衣服，最后水手们不得不把他燃烧的衣服撕去，但他右脸和脖颈已经被严重烧伤。
重伤后的丁汝昌仍然坐在主炮后方的甲板上，以鼓舞往来作战的水兵的士气。当时汉纳根的顾问、英国人泰勒日后在其回忆录《中国纪事》(Pulling Strings in China)中写道：“提督坐一道旁，彼伤于足，不能步立;惟坐处可见人往来，见则望之微笑并作鼓振之语。”泰勒被丁汝昌的勇气所感动：“予过之，用半通之华语及英语，互相勉力。终乃与作表示同情，崇敬，且钦佩之握手，凄然前行，心中尤念及不幸之丁提督所处地位之可哀。”日军速射炮弹火力、射击的精确甚至是某种运气打伤了丁汝昌，他却被很多人以“无能”二字轻易地定下结论。
日军的炮弹几乎在同时还打断了定远舰前桅杆，导致定远舰无法用信号旗指挥。于是刚一开战，北洋海军主帅就身负重伤，旗舰失去指挥通信能力，陷入到不利的局面。
黑火药和“黄色火药”的对决
定远舰305毫米克虏伯主炮后膛两侧有一对竖起的铁尖。陈悦告诉本刊记者，北洋海军的火炮射击还延续较为复杂原始的六分仪“水平测距法”，需要军舰桅杆上的观测人员手持仪器进行观测测距。但战场上的煤烟、硝烟、爆炸激起的海浪和横飞的弹片，都会极大地影响实际操作。如果距离很近，炮手则可以通过炮膛进行直瞄。
日本最新锐的吉野舰上却已经装备了划时代的先进测距仪，操作者只需像使用望远镜那样对准目标，让目镜合焦，就能快速显示出目标距离。吉野舰本由李鸿章为北洋海军订购，却因为海军衙门经费被挪用(并非北洋海军军费)，最终为日本举国募集经费抢购，成为甲午海战中的劲敌。
从战后中日两国军队炮火对射的数据看，日军火炮的发射速度是中国军舰的3倍以上，但从两国战后战损的详细统计，北洋海军的射击命中率竟然高于日本海军。考虑到双方火炮装备上的技术差距，双方射击水平可能差距更大。这或许是由于多数中国水手都在同一舰艇服役超过4年，对装备的熟悉和运用程度强于迅速扩充建成的日本海军。
13点8分，吉野舰上的日本联合舰队第一游击队司令坪井航三感到舰体发生一阵震动。北洋舰队一发炮弹击中吉野舰后甲板，引爆炮位附近的弹药。这次爆炸产生一阵黄色烟雾，明显不同于传统炮弹爆炸后的黑烟。马吉芬发现，日军使用了苦味酸炸药!因为它爆炸产生的有毒烟雾可以很明显和黑火药爆炸区分开来。
19世纪80年代不但是世界海军舰艇大发展的时期，也是世界军事装备技术革命性的时代。1883年TNT炸药被发明，1885年，法国人发明了爆炸力强于TNT的苦味酸炸药，即“黄色火药”。在1891年，日本人下濑雅允就通过仿制，研制出灵敏度极高、燃烧能力极强的苦味酸炸药“下濑炸药”。卢毓英在《卢氏甲午前后杂记》中如此描述这种炸药的威力：“‘超’、‘扬’火，烈焰腾空，左顾‘定’、‘镇’亦燃。盖敌人火药甚异，无论木铁，中炮之处随即燃烧，难于扑灭。”下濑炸药具有极强的燃烧性，甚至能够燃烧钢铁，与北洋海军炮弹使用的黑火药相比，完全是划时代的差距。
不仅是炮弹装药，在发射火药方面，日军海军速射炮已经使用了无烟火药。这种发射药不但射程更远，发射后也基本没有黑火药发射时弥漫呛人的烟雾，不必等待烟雾散尽再进行第二次射击，提高了实际发射速度。北洋舰队依旧使用钝化了的黑色火药，每次发射都会产生大量白色刺鼻浓烟，影响射击视线和射手身体。
北洋舰队炮弹虽然多次命中日军松岛、吉野、高千穗、赤城等舰艇，并曾引发日军舰艇弹药殉爆，但遗憾的是，黑火药的威力实在太小。而且，即便是这样只装填了黑火药的爆破弹，数量也实在太少，北洋舰队主要弹种，还是填有砂土的实心炮弹。
海战的第一小时，日军比睿舰从北洋舰队队中冒险对穿驶过时，镇远舰左侧305毫米巨炮在很近的距离两次击中了它。此时如果炮弹中装的是日军下濑火药，比睿舰可能当即爆炸沉没，黄海海战的结局将为之改变。然而，第一发炮弹虽然炸死日军十余人，并严重破坏了比睿舰后甲板舰体结构，但第二发炮弹却是一枚不能爆炸的实心炮弹。
电影《甲午风云》中，北洋舰艇水兵拔下炮弹弹头倒出砂土的镜头，长期以来被认为是清朝腐朽至极的证据。陈悦告诉本刊记者，这又是一种误导。北洋海军建军前后正是海军武器迅猛革新的时代，爆破弹开始迅速取代实心弹，而后者正是几个世纪以来长期通用的弹种，内部本来就是填充砂土等物，以打击舰艇水线附近导致敌舰大量进水作为攻击手段。
北洋舰队最初购买舰艇时随舰进口了一批爆破弹，建军后炮弹主要由天津机器局负责提供。然而由于天津机器局技术能力的局限，一直无法生产大装药的爆破榴弹，只能制造填充砂土的实心炮弹。北洋建军后，由于户部禁令停止购买外国军火，北洋海军急迫装备新式爆破榴弹弥补多年来消耗导致的不足。但天津机器局应急仿制的高爆榴弹因技术不足，质量低劣。
天津水师学堂驾驶班一期毕业生，曾留学英国格林尼治海军学院、专攻火炮技术的沈寿埅在甲午海战时是定远舰枪炮大副。他在战后呈文中指出：“中国所制之弹，有大小不合泡汤者;有铁质不佳，弹面皆孔，难保其未出口不先炸者。即引信拉火，亦多有不过引者。”
长时间炮击中，日军火炮射击速度和爆炸威力的优势开始显现。运送中国军队的美国哥伦比亚号商船在卸完物资后率先出港，在战斗爆发一个多小时后从战场海域附近经过。它隐蔽停泊在海岸上一个小海湾内，船员们则登陆，借助高倍望远镜，在海岸最高点目睹了中日军舰的战斗。
“一团团又大又浓的黑烟，没有风把它吹散;透过烟雾，那些巨大的战舰摇摇晃晃的样子隐隐呈现，难以分辨清楚，它们犹如许多发怒的巨龙在喷吐火焰;此外还有几艘军舰也在燃烧，因为它们已经中炮着火;而压倒一切的是大炮声震人心弦，如同雷电交加，响声不绝……”
海战持续到下午，北洋海军已经有超勇、扬威两艘舰艇沉没。当战斗持续到下午15点10分时，日本海军“扶桑号”的240毫米口径大炮击中了定远舰前部的军医院。这发炮弹几乎改变了整个战场的命运。
由于战前的预测，北洋海军并没有把没有防护的军医院当做战时医院，所以那里并没有大量伤员。但日军炮弹强大的燃爆能力将拥有大量木制构件和家具的军医院点燃，浓烟几乎让定远舰聚集了绝大多数重炮的前部无法射击。日军舰艇迅速接近定远舰准备近距离施以最后的攻击。
北洋海军最新锐的巡洋舰“致远”此时出现在“定远”之前，保护正在燃烧的旗舰。致远舰虽然拥有北洋舰队最高的航速，却没有重型装甲防护。在日军围攻定远数舰的炮击下，致远舰最终爆炸沉没。但在北洋舰队损失了数艘战舰的时刻，他们依旧出现了一线扭转战局的机会：击沉“松岛号”。
松岛水兵三浦虎次郎的浩叹。
致远战沉。
松岛的命运
从战争开始，北洋海军便把日军旗舰松岛号当做最主要的目标。
日军旗舰松岛号第一次受重创是被平远舰260毫米口径主炮击中，“该乱弹在穿过中央水雷室时，使舰内各室发生猛烈震动，硝烟弥漫，人近咫尺难以辨认，令人窒息。发射管员4名因窒息而死，血肉喷溅在衣服上，凄惨可见”。
“中央水雷室内，炮弹碎片及墙壁碎片狼藉，无论铁、木悉难以移步，或铺散沙子，或清洗甲板，始得步行。”松岛号鱼雷长、海军大尉木村浩吉在战后回忆松岛号内部的惨状，“弹片四起，室内周围壁上喷溅着骨肉碎末，甲板上流淌着血肉相混之水，难以步行，散布遍地皆是，在上面行走犹如洗刷地板一样。当时，在中央发射指挥官井手少尉的附近被敌弹炮击，使得发射电路断绝，同时，又有两三名士兵战死。之间少尉胸部以下一片血迹模糊，后背沾着厚厚的肉浆，少尉抖落下落在身上的人肉，正当准备下达命令时，又一敌弹炸死两名发射士兵……”
随着致远舰的沉没，北洋舰队太需要击沉一艘敌舰。如果这艘战舰是日军旗舰松岛号，则战况或许将会扭转。果然，下午15点30分左右，镇远舰再次发射两枚305毫米口径炮弹，命中松岛号左舷下甲板。这枚炮弹击中4号火炮炮身，继续穿过上甲板和右舷侧。另一发炮弹命中4号炮的钢盾，把120毫米阿姆斯特朗火炮炮身弯曲抛出，并引爆了附近的弹药。“该炮台指挥官志摩大尉为首之士官，下士卒28名，多是四肢分裂，或仅存身体上部或者下部。其他受重伤后死去者22名，免于死者仅30余名。”
如果北洋海军使用了新式锅炉、使用了新式炸药，或者哪怕北洋海军使用的都是爆破榴弹而不是实心弹，黄海海战的结局，甚至此后整个中国的命运或许都可能改变。击中松岛号的第一枚 305毫米炮弹正是一枚实心弹，伤害有限。第二枚炮弹虽然装填了90磅黑火药，但造成如此大威力，完全是因为引爆了日军舰艇上装有下濑炸药的炮弹。
日军的舰炮主要是以射速较高的120毫米阿姆斯特朗舰炮为主。为了方便战时的高速射击，同时避免北洋水师攻击弹药库的可能性，开战前日军水兵将大量炮弹和发射药包堆放在炮位四周，将弹药仓全部清空。然而下濑火药的缺点是容易被引爆。松岛号引发的大火，让舰上乘员的衣物几乎瞬间烧光成为裸体，“头发化为灰烬”。木村浩吉走到士官办公室，发现被烧焦的日军“横在桌子上下及沙发上，室内充塞，无容脚之地”。
下濑火药的烧杀能力，从一个侧面也印证了丁汝昌被严重烧伤的伤情与日军炮弹有关。在被临时作为医院的士官办公室，木村浩吉发现受伤者多因蒸烧全身膨胀，几乎涨破衣服。“一水兵忍着痛苦，吃力地指点小刀之所在，希望将其上衣及裤子割开。余应其要求，为其割开上衣、裤子，将粘着皮肤之衣服一并滋滋剥下，只有任其裂开。如是一来，中度和受重伤者六七人很快丧失了性命。”
松岛舰恐怖的大火和置人于死命的浓烟，让一直士气高昂的日军水兵竟然也无一人敢进入船舱救火。如此蔓延下去，松岛舰必沉无疑了。然而就在此时，一直风平浪静的海面上，一阵突如其来的风吹入松岛舰爆炸产生的大洞，将舰内毒气吹散，日军救火队终于得以进入船舱扑灭大火，挽救了联合舰队的旗舰。
又是济远舰
几乎就在“定远”和“松岛”被击中的15 点30分，一直在海战中躲在北洋舰队编队后方的济远舰突然挂出“我舰艇已经重伤”的信号旗，转舵离开战场。济远舰的举措带动了僚舰“广甲号”也离开战场。更糟糕的是，济远舰在慌乱中撞上了由于大火导致舵机失灵的扬威舰，导致扬威舰下沉搁浅。
济远舰上的德国顾问哈富门回忆，当时“我舰虽受伤，并无大碍”。这次撞击果然导致济远舰返回旅顺后被发现“头裂漏水”。在丰岛海战就弃运兵船不顾的济远“重伤”疑点还有很多。哈富门回忆，济远舰海战中一共发射了35发150毫米口径炮弹，但战后统计，济远舰上竟然少了100发150毫米炮弹、53发210毫米炮弹。而该舰在战场一共只停留了2小时30 分，根本不可能发射如此多的弹药。济远舰管带方伯谦宣称，舰上18门火炮都被日军击坏，但实际统计，济远舰却仅中弹15发。
方伯谦在战后被处决前，北洋舰队一些高级军官拒绝其求情，还有军官愤怒地表示在丰岛战后就应该杀他。但事实是，丰岛海战抛弃运输舰高升号的恶劣事件当时竟然未能撼动方伯谦，让他得以率舰参加关系中国命运的黄海决战。方伯谦果然再次逃离，济远舰第一个逃回旅顺军港。北洋海军10艘舰艇，已有超勇、扬威、致远、经远被击沉，靖远、来远因重伤而撤往浅水区自保，济远和广甲的逃离，导致只剩下定远和镇远两艘主力舰艇被日军5艘战舰包围。更糟糕的是，此时两舰艇上的炮弹只够打 15分钟了。
镇远舰上的美国人马吉芬回忆，日军本队突然又退回来，将定远、镇远包围，“进行射击，这是当天最猛烈的射击”。
但日军指挥官发现，虽然长时间的围攻炮击，但似乎永远没有将定远和镇远击沉的可能。《日清战史》记载在日军围攻下，北洋二舰官兵们英勇应战的情形：“我本队舍其他各舰不顾，举全部五舰之力量合围两舰，在榴霰弹的倾注下，再三引起火灾。‘定远’甲板部位起火，烈焰汹腾，几乎延烧全舰。‘镇远’前甲板殆乎形成绝命大火，将领集合士兵救火，虽弹丸如雨，仍欣然从事，在九死一生中依然将火扑灭……”
定远和镇远厚重的装甲是生存力的关键。战斗中两舰各中弹数百枚，却无一发炮弹能击穿核心装甲，破坏要害。在漫长的围攻下，松岛舰内腹部受了重伤的三等水兵三浦虎次郎询问他人：“定远舰怎么还打不沉啊?”
当时在远东观战的英国中国舰队司令菲利曼特尔评价定远和镇远舰的价值时说，日军之所以不能够彻底消灭中国海军，正是因为有了这两艘铁甲舰的缘故。当时日军第一游击队在击沉受伤的经远舰后，追上了重伤的靖远和来远舰。但17点45分，日军第一游击队的信号兵突然发现远处联合舰队松岛号上升起的一组旗语。在长时间围攻定远、镇远舰而无功的情况下，伊东佑亨担心夜幕降临，北洋舰队鱼雷艇借机发动偷袭，于是挂出“停止战斗”、“返回本队”信号。
定远和镇远舰的顽强抵抗，最终避免北洋海军全军覆没。而当时两舰大口径炮弹已经打完，此时，吉野舰还剩余120和150毫米炮弹1251发，各种机关炮弹6095发，弹药仍旧极其充裕。