“蒼龍”號遭到二十四架戰機圍攻，而且帶隊的是李向龍，結果可想而知。
五分鐘不到，“蒼龍”號就被四枚炸彈與三條魚雷擊中，是到此爲止，遭到攻擊最多的航母。
首先擊中“蒼龍”號的正是李向龍投下的那枚炸彈。
雖然在戰後，李向龍提出，這是一個集體戰果，即無法確定到底是哪一架“雪雕”投下的炸彈擊中了“蒼龍”號，因此不能算成他的個人戰果，但是中國海軍仍然把這個戰果記在了他的名下，因爲這是李向龍最後一次駕駛戰機參與戰鬥。在他返回“秦始皇”號之後，馮承乾就下了命令，禁止他再次架機參戰。
第一枚炸彈的命中點在“蒼龍”號的艦島左側，直接穿透了飛行甲板與機庫甲板，在士兵居住艙內爆炸，並且引發了大火。只是這枚炸彈除了把飛行甲板打開了一個直徑約十米的大窟窿之外，並沒有造成更大的破壞，主要是爆炸點離油庫、彈藥庫都太遠了，附近沒有易燃易爆物品。
從某種意義上講，這枚炸彈的威力有點過。
要知道，五百公斤級航空穿甲彈在設計的時候是用來對付主力艦的，只是在後期才考慮到對付航母。
顯然，對付戰列艦與對付航母的炸彈有着明顯區別。
最大的不同就是，航母的水平裝甲薄弱得多，甚至沒有水平裝甲，而戰列艦都有較爲厚實的水平裝甲。
當時，彈藥廠的工程師想出了一個較爲簡便的方法，即爲炸彈配備兩種引信，對付戰列艦時使用延遲五百毫秒的引信，而對付航母時使用延遲一百毫秒的引信。爲了簡化生產與降低成本，後來又把這兩種引信整合到了一起，並且通過一個用螺絲刀扭動的轉向開關，由勤務人員在裝機前鎖定。
可以說，這是非常先進的設計理念。
問題是，這也產生了一個非常嚴重的問題，即航空勤務人員在爲炸彈設置引信的工作模式時，往往犯低級錯誤。
以當時的情況來看，擊中“蒼龍”號的那枚炸彈的引信就設置錯誤了。
如果延遲一百毫秒爆炸，炸彈肯定會在機庫內起爆，而不會在穿透了有裝甲加固的機庫甲板後再起爆。如果炸彈在機庫內起爆，結果將截然不同。別忘了，“蒼龍”號在此之前也在爲攻擊中國艦隊做準備，同樣把大批裝滿了燃油、掛好了彈藥的戰機放在飛行甲板上，直到戰鬥打響，“蒼龍”號上的航空勤務人員才忙不跌的把這些戰機送回機庫，並且放出油箱裡的燃油，取下掛在好的彈藥。問題是，在一個小時之內，根本不可能做完所有事情，而優先處理的肯定是放出燃油。結果就是，當時“蒼龍”號的機庫內有很多取下來、但是沒有來得及送會彈藥庫的魚雷與炸彈。
可以說，如果這枚炸彈在機庫內爆炸，結果將是災難性的。
大概一分鐘後，“蒼龍”號捱了第二枚炸彈。
這枚炸彈的命中點與第一枚炸彈非常接近，就在艦島上。這也可以理解，俯衝轟炸機在投彈的時候，飛行員會無意識的瞄準極爲醒目的艦島，只有像李向龍這種優秀的飛行員纔會瞄準飛行甲板的中點。
因爲在艦島上爆炸，所以這枚炸彈沒有對航母造成多大損傷，卻一下炸死了包括艦長在內的上百名官兵。
這下，“蒼龍”號上亂成一團了。
過了大約半分鐘，“蒼龍”號遭到了最沉重的打擊，也就是來自水下的攻擊。
第一條魚雷的命中點在“蒼龍”號右舷離艦首大約三分之一個艦長處，爆炸點離水面大約四米。前面已經提到，當時還沒有磁感應近炸引信，魚雷採用的是碰炸引信，定深都低於目標戰艦的吃水深度。因爲設定魚雷的航行深度得在起飛前完成，而魚雷不一定會用來攻擊航母等大型戰艦，也有可能用來攻擊巡洋艦等戰艦，所以定深一般比輕巡洋艦的最大吃水深度少零點五米到一米。也正是如此，中國海軍在這場戰鬥中，所有航空魚雷的定深都設爲四米。
可以說，魚雷對戰艦的威脅要比炸彈大得多。
主要就是，魚雷直接攻擊戰艦的水下部位，只要命中就能造成大範圍進水，甚至能導致艦體斷裂。
按照曰本海軍的理論，一條魚雷頂得上三枚炸彈。
事實上，魚雷的威力並沒有這麼大，特別是航空魚雷。
原因很簡單，航空魚雷本身就偏小，戰雷頭的重量更小。當時，中國海軍裝備的七百五十公斤級航空魚雷的戰雷頭重量只有一百五十公斤，裝藥量不到七十公斤，而五百公斤級航空炸彈的裝藥量在一百公斤以上。
顯然，這樣的魚雷在對付航母的時候，確實有點吃力。
這條魚雷僅僅導致中雷區域的十多個艙室進水，總進水量在五百噸左右，僅使“蒼龍”號右傾三度左右。如果要恢復橫向平衡，“蒼龍”號只需要向左側的相應艙室注入兩百噸海水，影響並不是很大。
問題是，擊中“蒼龍”號的不止一條魚雷。
因爲“蒼龍”號在規避俯衝轟炸機投下的炸彈，根本沒有辦法規避魚雷攻擊，所以突破了防空攔截的九架“蜻蜓”沒有采用扇面攻擊法，而是各自瞄準目標，在儘可能近的距離上投下魚雷。
當時，有一架“蜻蜓”甚至把投雷距離縮短到不到四百米，而航空魚雷的最短攻擊距離是三百五十米。說得簡單一些，如果小於這個距離，那麼航空魚雷在上浮到定深之前就會從目標戰艦的肚皮下面穿過。這架“蜻蜓”在拉起的時候還捱了幾十枚高射機槍的子彈，最終勉強返回了艦隊。
後面的魚雷，幾乎是接踵而至。
在接下來的不到一分鐘的時間裡，“蒼龍”號又被兩條魚雷擊中，而且命中點都在戰艦的右舷。
這下，問題嚴重了。
在被三條魚雷擊中的情況下，“蒼龍”號的右舷進水量接近兩千噸，超過了設計的一千五百噸的最大允許進水量。也就是說，在進水量超過一千五百噸的情況下，“蒼龍”號的橫傾將失去控制，必須向右側艙室注水，才能確保戰艦不會翻覆。
實際情況更加嚴重。
在中日朝鮮半島戰爭後，曰本海軍對“蒼龍”號的設計做了修改，主要就是在機庫甲板上增加了裝甲層。這也是曰本海軍根據實際情況做出的調整，即垂直方向上的威脅大贈，需要增強水平防護。問題是，曰本海軍沒有模仿英國與美國海軍，使用裝甲飛行甲板，而是在機庫甲板上做手腳。主要就是，“蒼龍”號在設計的時候，增加了機庫高度，以便容納更大的艦載飛機，因此導致重心偏高，穩定性不佳。如果採用裝甲飛行甲板，必然會使重心進一步升高，導致穩定性惡化。事實上，就算是在機庫甲板上增加裝甲層，也使得“蒼龍”級的重心提高了零點五米。
千萬不要小看這零點五米。
要知道，這意味着“蒼龍”號的單側最大允許進水量不是設計時的一千五百噸，而是不到一千噸。
也就是說，只要超過一千噸，就得向異舷注水，避免翻覆。
這下，問題來了。
“蒼龍”號的最大允許進水量不到三千噸，即在滿載的情況下，進水量超過三千噸，海水就會漫過非密閉艙室部分，進入上部的開放部分。也就是說，進水將持續增加，直到戰艦沉沒。
在右舷進水超過兩千噸的情況下，至少需要向左舷注水一千五百噸，纔不至於翻覆。
問題是，這超過了最大允許進水量。
當然，這並不意味着“蒼龍”號一定會沉沒，因爲這艘航母上有三臺大型抽水機，每小時能排出數百噸海水。也就是說，如果抽水機的排水速度超過了進水速度，“蒼龍”號就不會沉沒。
問題是，戰鬥還沒有結束呢。
在被三條魚雷連續命中之後，“蒼龍”號又捱了兩枚炸彈，而且其中一枚炸彈就正好擊中了輔機艙，炸燬了裡面的主發電機。
這下，如果沒有其他戰艦提供電力，“蒼龍”號必沉無疑。
能夠幫助“蒼龍”號的，只有伴隨掩護的“鳥海”號重巡洋艦，也只有這艘戰艦上的發電機有足夠的輸出功率。
可惜的是，“鳥海”號是攻擊機羣的下一個打擊目標。
十二點過十分左右，“漢武帝”號派出的二十四架攻擊機到達。在見到“蒼龍”號已經傷痕累累，而且“鳥海”號上的防空火力依然猛烈之後，只有四架俯衝轟炸機與四架魚雷攻擊機去攻擊“蒼龍”號，另外十六架戰機全部撲向“鳥海”號，用八枚炸彈與八條魚雷送葬了這艘重巡洋艦。
“鳥海”號沉沒了，“蒼龍”號的結局也十分悲慘。
在第二次攻擊中，由被兩枚炸彈與三條魚雷擊中。
大約七個小時之後，也就是九月十二日傍晚，“蒼龍”號在被曰本海軍官兵拋棄了將近五個小時之後沉沒。
後來，“章魚”號潛艇艇長宣稱是他擊沉了“蒼龍”號。只是，沒有任何證據證明是這艘在完成破交任務後返航的潛艇在最後時刻攻擊了即將沉沒的“蒼龍”號，因此也就沒有記入潛艇的戰果。
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