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定远打响第一炮后，北洋舰队即以“人”字阵猛冲直前。定远恰在楔状阵形的尖端，镇远则在定远之右而略偏后。整个梯队象锐利的尖刀插向敌舰群。开战之后，两翼诸舰逐渐赶了上来，于是舰队又成为类似半月形的扁“人”字阵。本来，日舰第一游击队就是佯攻北洋舰队的中坚，令见北洋舰队来势甚猛，特别是“畏定、镇二船甚于虎豹”注7，故远在五千公尺以外便突然向左大转弯，在海面上划出一道近似直角的航迹，并加速到每小时十四海里，一面发炮，一面以斜线从定远、镇远二舰之前夺路而进，直扑北洋舰队的右翼超勇、扬威二舰。十二时五十五分，坪井航三少将传令发出信号：“适时开炮！”当吉野进至距超勇，扬威二舰三千公尺时，开始炮击。高千穗、秋津洲、浪速亦随之开炮。超勇、扬威奋勇抵抗。一点零八分，一颗炮弹“恰恰击中吉野，穿透铁板在甲板上爆炸”注8；“打死海军少尉浅尾重行及水兵一名，伤九名，并引起火灾。”注9与此同时、高千穗也中数炮，“在火药库附近的军官室被击穿，八吋多厚的钢板穿透三个大洞，床上器具已经粉碎，弹丸四处飞扬。一名管理火药库通风的人员腹部被击中，肠子流出，倒于血泊之中。破碎的木板、衣物等都已着火。火药库就在跟前，而且敞着门，眼看士兵将有全部炸死的危险”。注10高千穗舰上既要处理死者、包扎伤号，又要救火，一时忙乱不堪。秋津洲第五号炮座中炮，海军大尉永田廉平以下五名被击毙，伤九名。日舰第一游击队仍然咬住超勇，扬威不放，集中火力猛攻不已。超勇、扬威乃是中国十舰中最弱之舰，舰龄已在十三年以上，速力迟缓，火力与防御能力皆差，虽竭力抗击，终究敌不过号称“帝国精锐”的日本第一游击队四舰，下午一点二十分，超勇、扬威已中弹甚多。一颗敌弹击穿超勇舱内，引起大火。刹那间，黑烟将全舰遮蔽。扬威也同时起火。到二时二十三分，超勇渐难支持，右舷倾斜，海水掩没甲板。管带黄建勋坠水后，左一鱼雷艇驶近相救，抛长绳以援之，不就而沉于海。扬威受伤后，管带林履中亲率千总三副曾宗巩等奋勇抵抗，发炮击敌。但是，扬威在日舰第一游击队的轮番轰击下，伤势过重，“首尾各炮，已不能动”，而“敌炮纷至”注11，扬威只得驶离战场施救，又复搁浅。注12林履中登台一望，奋然蹈海，随波而没。
当日舰第一游击队开始炮击超勇、扬威之前，日本旗舰松岛已到达定远的正前方。十二时五十三分，松岛驶至距定远三千五百公尺时，开始发炮。于是，双方展开了猛烈的炮击。“战阵甫合，炸弹遽来，正中定远之桅。桅顶铁瞭楼中，有七人焉，弹力猛炸，与桅同堕海底。又有一实心弹至，击中汽管，幸而未断。”丁汝昌正在飞桥上督战，因舰身“猛簸”，“抛堕舱面”注13，身受重伤。刘步蟾“代为督战，指挥进退，时刻变换，敌炮不能取准”注14，表现出色。松岛也成为北洋舰队炮火集中打击的目标。十二时五十五分，一颗炮弹击中松岛三十二公分口径火炮之炮塔上段，毁其大炮旋转装置，伤两名炮手，并使水压管破损。以松岛为首的日舰本队，因畏惧定远、镇远的强大炮火，不敢继续对峙交锋，便急转舵向左，驶往定远的右前方。北洋舰队也全队向右旋转约四度，各舰皆以舰首指向日舰本队。日舰本队后继之比睿等数舰，因速力迟缓，远远落后于前方诸舰，遂被北洋舰队“人”字阵之尖所切断。这样一来，日舰本队便被拦腰截为两段，形势大为不利。
北洋舰队抓住这一有利时机，向敌发动猛攻。“定远猛发右炮攻倭大队，各舰又发左炮攻倭尾队三船。”注15一点零四分，定远发炮击毁松岛第七号炮位，有三名炮手受伤，一名信号员毙命。此时，日舰比睿已落后扶桑一千公尺，而且中国军舰定远和靖远正向它驶来，进逼至相距七百公尺处。比睿见处境危殆，“若继续照直前进，则势必与敌舰发生冲撞”，不得已向右急转弯，向定远和靖远的间隙闯去，企图“穿过成群的敌舰，重新与联合舰队本队会合”。注16但是，刚刚闯进中国舰群的比睿，立即左右两面都受到攻击。此时飞来一弹，命中比睿“右舷仰角计，炮弹炸裂，弹片四飞。一等兵曹团野兼藏、二等兵曹西谷源久郎、一等水兵金井仓助及九号炮手西原久松皆被击毙。”注17靖远舰停止炮击，“甲板上排列着携带步枪的突击队，欲靠近比睿”，将其俘虏。在危急当中，“比睿舰上的速射炮不间断地连射，在五分钟内发射了一千五百余发”，使靖远难以靠近。注18两舰正在对峙之际，定远从比睿的右后方发炮猛击。比睿被“定远放出之三十公分半巨弹击中，下甲板后部全部毁坏，三宅（贞造）大军医、村越（千代吉）少军医、石冢（铸太）大主计以下十九人被击得粉碎而死。”注19“俄顷之间，该舰后部舱面，已起火灾，喷出浓烟，甚高甚烈，舰内喧嚣不息。”注20一点五十五分，比睿虽侥幸脱出北洋舰队的炮火网，但已无力战斗，只得挂出“本舰火灾退出战列”的信号，向南驶逃。
赤城本是一艘炮舰，速力更为迟缓，不能随本队而行，落在最后，陷于孤立地位。当比睿驶至定远正前方时，赤城还位于其左后方。比睿穿过中国舰群后，北洋舰队左翼诸舰又向赤城驶来，发炮猛击，赤城中弹累累，死伤甚众。一点二十分，“旗舰定远后部十五公分克虏伯炮弹击中亦城舰桥右侧之四十七公厘速射炮之炮盾，打死一号炮手、一等水兵宫本丈太郎及二号炮手，三等水兵椋木繁治，弹片打穿正在观看海图之坂元舰长头部，鲜血及脑浆溅在海图台上，染红了罗盘针。”注21赤城舰长坂元八郎太死后，航海长佐藤铁太郎大尉继续指挥。赤城又接连中炮，死伤达二十八人。“舰上军官几乎非死即伤。”注22于是，赤城转舵向南驶逃。来远尾追，连连发炮，先击倒赤城的大樯，又中其舰桥，击伤赤城代理舰长佐藤铁太郎。直至下午两点三十分，赤城才逃出作战海域。
在海战的第一阶段中，定远先发制人，打响黄海海战第一炮。双方展开了激烈的炮战。北洋舰队右翼的两艘弱舰超勇、扬威，成为日舰第一游击队集中打击的目标。二舰以弱抵强，连伤敌舰，终因强弱悬殊，中弹起火，或沉或毁。而北洋舰队亦将敌阵冲断，重创敌舰比睿、赤城，使其无力再战，而逃出战列。
注释：
注1 《坪井航三关于黄海海战的报告》，《中日战争》续编，第7册。注2
桥本海关：《清日战争实记》第7卷，第251一252页。注3
《中倭战守始末记》第1卷，第15页。 注4
《高千穗舰某尉官关于黄海海战的笔记》，《中日战争》续编，第7册。注5
《大东沟海战》，《中东战记本末》，朝警记四，第11页。 注6
《斐利曼特关于黄海海战的评论》《海事》第10卷，第1期，第41页。注7
《大东沟海战》，《中东战纪本末》，朝警记四，第4卷，第11页。注8
川崎三郎：《日清战争》第7编（上），第4章，第122页。 注9
日本海军军令部：《二十七八年海战史》第6章，第171页。注10
《高千穗舰某尉官关于黄海海战的笔记》，《中日战争》续编，第7册。注11
池仲佑：《林镇军少谷事略》，《海军实记·甲午海战海军阵亡死难群公事略》。又，《曾国晟口述》（1978年记录稿）。按：曾国晟为曾宗巩之侄。注12
9月18日，搁浅的扬威号被日舰千代田用鱼雷炸毁。注13
《大东沟海战》，《中东战纪本末》，朝警记四，第4卷，第12页。注14
《直隶总督李鸿章奏请优恤大东沟海军阵亡各员折》，《清光绪朝中日交涉史料》（1738），第21卷，第22页。注15
《直隶总督李鸿章奏请优恤大东沟海军阵亡各员折》，《清光绪朝中日交涉史料》（1738），第21卷，第21页。注16
《比睿舰战斗日志》，《日清战争实记》第11编，第105页。注17
平田骨仙：《黄海大海战》上卷，第326页。注18
《日清战争实记》第6编，第21－22页。注19
川崎三郎：《日清战史》，第7编（上），第4章，第125页。按：据《比睿舰战斗日志》，此炮击毙20人，伤30人。