劣质煤渣惹的祸
9月14日，联合舰队由仁川向大同江口进发。伊东钓亨决定以大同江口的渔隐洞为临时根据地，制定了一个自9月16日至24日，从大同江口渔隐洞根据地到海洋岛、小鹿岛、威海卫、大连湾、旅顺口、大沽口、山海关、牛庄（营口）的巡弋计划，以寻找北洋舰队进行主力决战。此时，中日两国舰队虽已相距不远，但彼此却全然不知对方的位置所在。
日本《廿七八年海战史》记载的准确时间是1894年9月17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。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，不只一两艘舰船。从烟雾浓重的黑色来看，显然不是英国舰队。木村急忙登上舰桥，观察东北偏北之天际，“煤烟丛腾，心想必是敌之舰队。”
随着两支舰队逐渐接近，出现在联合舰队面前的竟然是北洋舰队的全部主力舰船。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！”
此时的北洋舰队，还是对已经准备作战的日军联合舰队一无所知。北洋舰队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手开平煤矿，开始用劣质碎煤供应北洋海军，因为北洋舰队经费日渐缺乏，买煤给价不高。大战在即，北洋舰队在旅顺港补充的依旧是劣质碎煤。可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，才恍然看到敌舰。
日本旗舰首先被击中
1894年9月17日12点10分左右，丁汝昌下令北洋舰队全部起锚，驶往大东沟外的开阔海面迎战。此时，亚洲最大的两支舰队只相距十七海里。丁汝昌排出的是以“定远”和“镇远”两艘铁甲舰为核心、其余舰艇在两翼一字排开的横队。日军则分为第一游击队和本队两部分，以两个首尾相随的纵队阵形驶来。
12点50分，在两国舰队相距近六千米的距离上，定远舰主炮发出了第一枚炮弹。北洋水师首先开火，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盲区。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，在三千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150毫米口径舰炮的炮弹击中。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。”
北洋海军射击命中率竟然高于日本海军
日军终于按捺不住，在抵达三千米距离之前开始射击。日军一发120毫米口径爆破弹在北洋舰队旗舰“定远”的飞桥附近爆炸。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。刚一开战，北洋海军旗舰就失去了指挥通信能力，陷入各自为战的不利局面。
日本最新锐的吉野舰上已经装备了先进的测距仪，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。从战后两国军队炮火对射的数据看，日军火炮的发射速度是清朝军舰的三倍以上，但从两国战后损毁数据的详细统计来看，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，双方炮手的射击水平可能差距更大。这或许是由于多数清朝海军士兵都在同一舰艇服役超过四年，对装备的熟悉和运用程度强于迅速扩充建成的日本海军。
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