日德兰纪念系列 - 火控炮术篇 - 第二章 - 射表与瞄准镜

seven_nana

前言

1916年5月31日下午，英国海军的大舰队与德国海军的公海舰队，在北海东部、靠近丹麦及挪威的区域相遇，随即爆发了一场规模庞大的海战。双方交战的区域，从陆上来说临近日德兰半岛，而从海上来说临近丹麦与挪威之间的斯卡格拉克海峡，因此分别被参战双方称之为日德兰海战（英方叫法）和斯卡格拉克海峡海战（德方叫法）。这场海战是整个第一次世界大战中规模最大的海战，同时也是有史以来规模最大的以战列舰为主力的海战。

关于这场海战的前因后果，各国学者们早就发表了无数的研究文章和专著，其中既有研究战略战术的，也有研究技术细节的。在我看来，从无畏舰诞生到日德兰海战的这短短十多年时间内，海军的技术装备经历了飞跃式的发展；而日德兰海战的胜败结果，主要也是由于技术因素上的差异导致的；并且，当时的许多战术决策，也都是围绕着当时的技术条件来展开的。基于以上原因，我认为，若想更好地理解日德兰海战，则非常有必要深入了解一下当时的各类技术知识。

在这些技术知识中，海军炮术是一个非常关键的话题。在这个领域，已经有多位专家学者对这个话题进行了研究，出版了多部相关著作；而本论坛的mathewwu版主，也在这个话题上给予了我许多指导。在这些资料的支持下，在mathewwu版主的帮助下，我整理、翻译、编写出了以下这些内容，并希望能就日德兰海战中的炮术对决情况及其引发的一系列后续事件，进行较为准确和完善的解读。

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索引

第一章 - 舰炮射击的基础概念

此章以简明扼要的官方教材为基础，对舰炮射击所涉及的一系列概念进行了介绍。

第二章 - 射表与瞄准镜

此章介绍的是海军火炮所配套的射表和瞄准镜的使用方法。

第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算

此章介绍的是英国海军于19世纪末期及20世纪初期所引进和发明的一系列用于获取和计算火控参数的设备。

第四章 - 火控指挥与通讯体系

此章介绍的是英国海军于19世纪末期及20世纪初期所引进和发明的一系列用于传递火控参数和命令的设备。

第五章 - 无畏舰的基本火控方法

此章介绍的是英国海军在大战前夕至日德兰海战之间的这段时间内，所广泛使用的基本火控方法。

第六章 - 斯科特指挥仪

此章介绍的是英国海军军官珀西·斯科特所发明的一种火炮瞄准设备。

第七章 - 坡伦火控系统

此章介绍的是英国商人亚瑟·坡伦及其团队所发明的一种火控参数计算设备。

第八章 - 德雷尔火控台

此章介绍的是英国海军军官弗雷德里克·德雷尔所发明的一种火控参数计算设备。

第九章 - 其他杂项火控设备

此章介绍的是英国海军所使用的数种杂项火控设备。

第十章 - 德国海军的火控设备

此章介绍的是德国海军所使用的各类火控设备。

第十一章 - 炮术训练

此章介绍的是英德两国的炮术训练情况。

第十二章 - 实战案例

此章围绕着英德双方大型水面舰艇之间爆发的历次海战，对英德双方的炮术发挥进行了分析。

第十三章 - 战后总结与改进

此章介绍了英国海军基于福克兰、多格尔沙洲、以及日德兰海战所总结的经验教训，以及针对这些教训所提出的改进措施。

第十四章 - 炮术训练及火控系统的后续发展

此章介绍了大战末期及战后初期时，英国海军的炮术训练及火控系统的发展情况，并对坡伦火控系统和德雷尔火控台之间的优劣进行了一定的总结。

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日德兰纪念系列 - 火控炮术篇 - 第二章 - 射表与瞄准镜

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主要参考资料：

The Dreadnought Project

Fire Control Fundamentals, NAVPERS 91900

Fifty Years in the Royal Navy，作者Percy Scott

各类英国海军官方手册

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在第一章 - 舰炮射击的基础概念中，我们对火控所涉及的一系列问题进行了概述。在接下来的篇章中，我们会针对具体问题做出更详细的讲解。在本章中，我们介绍的是火炮所配套的射表和瞄准镜。

一、火炮的瞄准装置

在19世纪以前，舰炮瞄准基本是靠肉眼观察和身体平衡感觉来完成的。最早的舰炮瞄准设备是机械瞄准具形式的，出现于19世纪早期；而最早的舰炮用光学瞄准镜，则出现于19世纪晚期。

火炮瞄准设备的发展历程

从没有瞄准具，到机械瞄准具，再到光学瞄准镜。



俯仰瞄准与旋回瞄准

舰炮的瞄准手，分为俯仰瞄准手（Layer）和旋回瞄准手（Trainer）两类。

俯仰瞄准手的职责，是对火炮的俯仰角进行调整，而旋回瞄准手的职责，则是对火炮的旋回角进行调整。

当目标同时位于俯仰瞄准镜和旋回瞄准镜的目镜中心时，便意味着俯仰和旋回角度无误，可以开炮了。



瞄准点的选择

一战时期的英国海军所下发的战斗命令，对瞄准点的选择问题给出了如下建议：

对于俯仰瞄准手，建议将瞄准镜中的水平刻度线对准目标舰的艏楼甲板；如果烟雾遮蔽了敌舰，则可以瞄准敌舰的炮口火光。

对于旋回瞄准手，建议将瞄准镜中的垂直刻度线对准目标舰的前桅；如果前桅被击毁，则可以瞄准主桅。



二、克服船体摇晃问题

由于舰体是浮在水面上的，会受到水流等外力的影响，因此舰体不是一个稳定的平台，会沿着以舰体为中心的三维坐标轴，发生纵荡（Surge）、横荡（Sway）、垂荡（Heave）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）、艏摇（Yaw）这六种运动。为了对舰体摇晃问题进行补偿，人们发明了几种不同的解决方法。

等待横摇法

在铁甲舰时代，火炮的瞄准基本依赖于等待——等待船体摇晃到某一个程度，使得火炮的瞄准设备恰好能够与目标形成三点一线，并在此时击发火炮。这种瞄准方法，英国海军称之为Firing on the Roll，我们姑且将其翻译为等待横摇法。

连续瞄准法

19世纪末期，英国海军军官珀西·斯科特（Percy Scott）发明了一种新的瞄准方式，他对手下的炮手进行了训练，要求他们对火炮的俯仰和旋回角度进行持续调整，使得瞄准设备能够始终指向目标，以达到随时随地都能够开炮的目的。这种瞄准方法，英国海军称之为Continuous Aim，中文圈内通常翻译为连续瞄准法。

火炮瞄准方法与火炮俯仰机构之间的关系

连续瞄准法，要求炮手根据军舰摇晃情况，对火炮的俯仰和旋回角度（主要是俯仰角度）进行持续调整。由于这种瞄准方法对于火炮的俯仰速度有较高的要求，且火炮口径越大，俯仰速度往往也越慢，因此在世纪之交时，只有9.2英寸及以下口径的火炮能够使用连续瞄准法，而更大口径的火炮，则只能使用等待横摇法。至1910年前后，英国海军大口径火炮的俯仰机构得到了持续改进，因此其俯仰速度从俄里翁级、乔治五世级、狮级的3度/秒，提高到了铁公爵级和虎号的5度/秒。在更快的俯仰速度的加持下，英国海军的大口径火炮，也具备了使用连续瞄准法进行射击的能力。

克服船体摇晃的炮术训练

在等待横摇法的时代，火炮瞄准的精确度，主要取决于炮手对于军舰摇晃状况的身体感知，以及在恰当的时刻击发火炮的能力。而在珀西·斯科特发明了连续瞄准法后，由于其要求炮手时时刻刻都需将瞄准镜对准目标，因此对于炮手的瞄准能力提出了更高的要求。在这种情况下，珀西·斯科特又发明了一系列的训练手段，帮助其麾下的炮手们提高瞄准水平。

Dotter

用于训练火炮俯仰瞄准手的装置，叫做“Dotter”，这是一种能够沿着垂直方向移动的靶点，可训练炮手不断调整火炮俯仰角的能力。



Deflection Teacher

用于训练火炮旋回瞄准手的装置，叫做“Deflection Teacher”，这是一种能够沿着水平方向移动的靶点，可训练炮手不断调整火炮旋回角的能力。



浮靶

除了用上述两种设备进行模拟训练之外，打靶训练也是十分有必要的。浮靶本身并不是斯科特发明的，但他对英国海军所使用的浮靶进行了改良。下图中展示的，就是经过斯科特改良的浮靶。



打靶训练可分为全口径训练和次口径训练。全口径训练指使用火炮本身发射训练弹，在训练时既可以使用全装药，也可以使用减装药，后者对膛线的烧蚀较轻，可延长火炮寿命。次口径训练指使用小口径的内膛或外膛枪炮作为代替，这种训练不会损耗身管寿命，且训练弹及其发射药的成本也要比全口径的低得多。

三、射表与瞄准镜参数设置

在射击距离非常近的情况下，炮弹弹道是近乎于平直的，且其飞行时间也非常短，因此炮弹落点与瞄准点之间的差距通常很小。

然而，随着射击距离的提升，炮弹弹道开始变得弯曲，飞行时间也变得越来越长，因此在瞄准火炮时，就有必要将这些参数考虑进去。

为了解决这些问题，首先需要基于火炮的弹道特性，编写对应的射表。

一战时期的英国海军射表

一战时期的英国海军射表，大致可分为表头、主表、附表三个部分。

表头部分记录了火炮型号、炮弹类型、火炮初速等信息；主表部分记录了火炮的核心弹道特性；附表部分则是一系列的辅助表格。

15英寸BL Mark I型火炮，以2,450英尺/秒的初速发射1,920磅重的4crh炮弹的射表

伊丽莎白女王级和复仇级战列舰，以及声望级战列巡洋舰，使用的是这种射表。

其表头部分给出了以下信息点：

1）此表是全装药状态下的射表，其名义上的装药重量应为428磅（实际可能存在微小出入），发射药类型为改进型柯达火药（Cordire M.D.），发射药粗细为45号（意味着其模具直径为0.45英寸），每磅发射药的体积为71.5立方英寸，装填密度为0.388（即密度为同体积的水的38.8%）。

2）在新炮状态下，使用上述发射药发射验收弹，在80华氏度的气温下，初速为2,472英尺/秒。

3）气温每上升或下降10华氏度，初速会产生12英尺/秒的变化。

4）本射表是基于Mark I A型被帽穿甲弹（APC）构建的。

5）Mark I A型被帽半穿甲弹（CPC）的射程，要比射表值更近，其射程降幅相当于2.5%的弹道系数降幅。

6）Mark I A型练习弹（Practice）的射程，与射表值相同。

主表部分以射程为基准，记录了不同射程下对应的仰角、炮弹飞行时间、弹道最高点、落角、着速、危险界、以及初速变化对射程的影响。



这是附表部分中记录的身管寿命对初速的影响。初速降低，意味着火炮射程将会缩短。



这是附表部分中记录的弹道系数变化对射程的影响。在不同距离上，弹道系数变化对射程的影响是不一样的。



这是附表部分中记录的弹道偏移参数。在不同距离上，弹道偏移是不一样的。



瞄准镜参数设置

为了克服弹道因素对瞄准造成的影响，炮组中会设置有瞄准镜设定员（Sight Setter），其主要工作职责，是依照当前的射击参数，对瞄准镜上的调整机构进行设定。最基础的调整，就是射击距离调整和射击提前量调整。

射击距离调整的意义

射击距离调整的作用，是在火炮俯仰角度与瞄准镜俯仰角度之间设置一个差值。这个差值的意义，是为火炮赋予正确的俯仰角，从而克服炮弹飞行过程中，由于重力、空气阻力、纵风、目标移动等因素造成的影响，让炮弹能够准确击中目标。

射击提前量调整的意义

射击提前量调整的作用，是在火炮旋回方位与瞄准镜旋回方位之间设置一个差值。这个差值的意义，是为火炮赋予正确的旋回角，从而克服炮弹飞行过程中，由于横风、弹道偏移、目标移动等因素造成的影响，让炮弹能够准确击中目标。

四、英国海军火炮所配备的瞄准镜

通过上述内容，我们已经大致掌握了火炮瞄准的大致情况。接下来，让我们来具体了解一下英国海军各型军舰上的各式火炮所配备的瞄准镜的具体结构。

安装在甲板炮座上的中小口径火炮的瞄准镜

在一战时期的英国军舰上，中小口径的火炮，基本都是安装在甲板炮座上的（炮廓副炮也是甲板炮座形式的）。

机械瞄准具时代的设计

下图中展示的，是老式驱逐舰上的12磅12英担火炮，从图中可以看到其配套的机械瞄准具。



光学瞄准镜时代的设计

自20世纪初期起，英国海军的火炮普遍开始配备光学瞄准镜，但出于提高冗余度的目的，部分火炮仍旧配备有机械瞄准具。

L级驱逐舰 - 主炮炮座布局及配套的瞄准镜

下图中展示的，是L级驱逐舰上的主炮及其配套瞄准镜。







炮身左右两侧各有一具光学瞄准镜，同时还配有备用的机械瞄准具；左侧瞄准镜供俯仰瞄准手使用，右侧瞄准镜供旋回瞄准手使用。瞄准镜上可供调整的参数有：

1）射击距离：通过摇动射击距离调整手轮（Range hand wheel），可将射击距离刻度盘（Range Dial）上的指针调整至当前的射击距离。

2）射击提前量：通过摇动射击提前量调整手轮（Deflection hand wheel），可将射击提前量刻度盘（Deflection Dial）上的指针调整至当前的射击提前量。

3）初速与发射药温度（M.V. and Temp. Scales）：其作用是结合当前火炮的初速（根据身管损耗情况计算得出）及发射药温度，就射击距离调整进行修正。

林仙级轻巡洋舰 - 主炮炮座布局及配套的瞄准镜

下图中展示的，是林仙级轻巡洋舰上的主炮及其配套瞄准镜。







炮身左右两侧各有一具光学瞄准镜，瞄准镜上可供调整的参数是射击距离、射击提前量、初速与发射药温度这三项。

伊丽莎白女王级 - 副炮炮座布局及配套瞄准镜

下图中展示的，是伊丽莎白女王级战列舰上的主炮及其配套瞄准镜。





炮身左右两侧各有一具光学瞄准镜，瞄准镜上可供调整的参数是射击距离、射击提前量、初速与发射药温度这三项。

安装在炮塔上的大口径火炮的瞄准镜

在一战时期的英国军舰上，大口径火炮基本都是安装在炮塔上的。

机械瞄准具时代的设计

19世纪末时，英国海军仍旧在使用机械瞄准具。下图中展示的，是装甲巡洋舰上的9.2英寸炮塔的结构图。从图中可以看到，瞄准手需要将头部探出，才能使用这种机械瞄准具，因而炮塔顶部还设有专门的护罩，来保护瞄准手的头部。



光学瞄准镜时代的设计——望远镜构型

至20世纪初时，英国海军开始换用光学瞄准镜。下图中展示的，是前无畏舰上的12英寸炮塔的配套瞄准镜。从图中可以看到，尽管采用了光学瞄准镜，但由于是望远镜形式的，因而瞄准手依然要将头部探出，才能使用瞄准镜。



光学瞄准镜时代的设计——潜望镜构型

自圣文森特级战列舰起，英国海军改用了潜望镜构型的光学瞄准镜。下图中展示的，是俄里翁级战列舰的主炮塔上的配套瞄准镜。从图中可以看出，由于这种瞄准镜采用了潜望镜形式，因此炮塔顶部的开口较小。



俄里翁级 - 主炮俯仰瞄准镜



俄里翁级 - 炮塔旋回瞄准镜



炮塔上总共有三具光学瞄准镜，其中左右两侧的瞄准镜供俯仰瞄准手使用，中间的瞄准镜供旋回瞄准手使用。瞄准镜上可供调整的参数有：

1）射击距离：通过摇动射击距离调整手轮（Range hand wheel），可将射击距离刻度盘（Range Dial）上的指针调整至当前的射击距离。

2）射击提前量：通过摇动射击提前量调整手轮（Deflection hand wheel），可将射击提前量刻度盘（Deflection Dial）上的指针调整至当前的射击提前量。

3）初速与发射药温度（M.V. and Temp. Scales）：其作用是结合当前火炮的初速（根据身管损耗情况计算得出）及发射药温度，就射击距离调整进行修正。

4）弹道系数（C corrector）：不同的炮弹有不同的弹道特性，因此需要基于各型炮弹的弹道系数（射表中有给出），就射击距离调整进行修正。

5）弹道偏移（Drift corrector）：其作用是结合当前的射击距离，对弹道偏移问题进行修正。

五、陀螺稳定瞄准镜

大约在1909年左右，奥匈帝国的Julius Von Petravic，发明了一种基于陀螺稳定原理的瞄准装置。在陀螺稳定的加持下，当火炮俯仰角和旋回角达到合适的角度时，这种瞄准装置将会自动击发火炮。

Julius Von Petravic的陀螺稳定瞄准装置



英国海军曾经接触过Julius Von Petravic发明的这种瞄准装置，但截止至日德兰海战为止，他们并未实际列装基于陀螺稳定仪的瞄准装置。

六、瞄准镜与火炮最大射程之间的关系

从物理学的角度看，火炮的最大射程，是由其最大仰角决定的——火炮能抬多高，炮弹就能打多远。然而，从炮术火控的角度看，瞄准镜的设计同样会影响到火炮的最大射程——如果瞄准镜所支持的最大射程小于火炮最大仰角下的射程，则前者才是决定火炮最大射程的因素。

英国各型火炮的瞄准镜所支持的最大仰角和射程



主力舰主炮的情况：

火炮型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
15英寸BL Mark I型	伊丽莎白女王级、复仇级、声望级、勇敢级	20度	20度	24,000码
			15度	20,600码
13.5英寸BL Mark V型（重弹）	乔治五世级、铁公爵级、玛丽王后号、虎号	20度	15度	20,400码
13.5英寸BL Mark V型（轻弹）	俄里翁级、狮级	20度	15度	19,600码
12英寸BL Mark X、XI型	圣文森特级、尼普顿号、巨像级	15度	15度	20,400码
12英寸BL Mark X型（4crh弹）	柏勒洛丰级、不倦级	13.5度	15度	19,500码
12英寸BL Mark X型（2crh弹）	无畏号、无敌级			16,600码

主力舰副炮的情况：

火炮型号	炮座型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
6英寸BL Mark XII型	P IX型	伊丽莎白女王级、复仇级	14度	16度	14,100码
6英寸BL Mark VII型	P VIII型	铁公爵级、虎号	15度	14度	12,200码
4英寸BL Mark VII型	P VI型	乔治五世级、玛丽王后号	15度	14度	11,000码
	P II、PII*、PIV*型	柏勒洛丰级、圣文森特级、尼普顿号、 不倦级、巨像级、俄里翁级、狮级	15度	15度	10,000码
4英寸QF Mark III型	P I*型	无敌级	17度	17度	8,700码
12磅18英担	P IV*型	无畏号	20度	20度	7,900码

轻巡洋舰主炮的情况：

火炮型号	炮座型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
6英寸BL Mark XII型	P VII、VII*型	伯明翰级、林仙级、卡罗琳级、 卡利俄佩级、坎布里安级、肯陶洛斯级	15度	15度	14,000码
6英寸BL Mark XI型（4crh弹）	P VI型	韦茅斯级、查塔姆级	15度	15度	14,600码
6英寸BL Mark XI型（2crh弹）	P V*型	布里斯托级	13度	16度	13,100码

轻巡洋舰副炮的情况：

火炮型号	炮座型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
4英寸QF Mark V型	P X型	林仙级、卡罗琳级、卡利俄佩级、坎布里安级	20度/25度	25度	12,400码
4英寸BL Mark VII型	P IV*型	布里斯托级	15度	15度	10,000码

驱逐舰主炮的情况：

火炮型号	炮座型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
4英寸QF Mark IV型	P IX型	K级、L级、M级	20度	15度	7,900码
4英寸BL Mark VIII型	P V型	I级	20度	15度	9,300码
	P III、PIII*型	G级、H级	20度	20度	9,300码

驱逐舰副炮的情况：

火炮型号	炮座型号	配备军舰	火炮最大仰角	瞄准镜支持的最大仰角	瞄准镜支持的最大射程
12磅12英担	P VI型	I级	20度	11.5度	6,075码
	P V型	G级、H级	20度	15.5度	7,000码

根据以上情况来看，在一战时期的英国海军军舰上，火炮最大射程受到瞄准镜因素限制的情况，还是比较常见的。

七、总结

通过上述文字，我们详细的介绍了射表和瞄准镜的相关知识，但也留下了一个疑问，即瞄准镜上的射击距离和射击提前量这两个参数，究竟应该如何设置呢？对于这个话题，我们将在第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算中进行介绍。

akagizuo

美国佬的靶船看起来单薄很多

mathewwu

akagizuo 发表于 2017-8-25 03:09
美国佬的靶船看起来单薄很多

木栅栏拖靶比起布拖靶相对还是厚实些，命中产生的洞口不一定会导致靶面崩溃，但布拖靶的洞口会被大风持续撕开最终不能使用。布靶即使不拖弋，也会被风吹偏吹倒，较透风的木栅栏这方面要好得多。

mathewwu

楼主，美军射表是设定地球不转动的情况下制作的，线膛炮射弹的偏移（或偏流）值只处理1.陀螺进动 2.马格努斯效应 3.气垫效应这三种影响（后二种作用其实很小），不含科氏力。不知英军的完整射表是否处理科氏力？如没有，是否在瞄准具或火控计算机上有对应机能，或是必要时人工计算？因我在英美一二战火控计算机盘面上都没找到纬度输入和显示装置，日军的九八式射击盘倒是有，这是否表示科氏力影响相对小而不必要处理？

seven_nana

mathewwu 发表于 2017-8-25 14:18
楼主，美军射表是设定地球不转动的情况下制作的，线膛炮射弹的偏移（或偏流）只处理1.陀螺进动 2.马格努斯 ...

我发的就是完整的英国一战射表了，连风偏问题都没有包含在射表内，而是需要单独计算的，远不如美国二战射表详细。

英国瞄准镜的调节功能，也比较简单，老式一些的连初速和药温调整都没有，新式的中小口径炮瞄准镜也只有个初速和药温调整，弹道系数调整往往都是大口径炮才有。

至于您说的这些参数，我目前还没有具体读到参数计算的环节，恕我无法回答，可能需要等到我写完第四章才能有答案。

mathewwu

seven_nana 发表于 2017-8-25 14:40
我发的就是完整的英国一战射表了，连风偏问题都没有包含在射表内，而是需要单独计算的，远不如美国 ...

美军在主射表外还有辅助射表可供计算因地球自转来带的影响，但从教范看来是手算，而且貌似不是标准火控程序。

seven_nana

mathewwu 发表于 2017-8-25 14:18
楼主，美军射表是设定地球不转动的情况下制作的，线膛炮射弹的偏移（或偏流）值只处理1.陀螺进动 2.马格努 ...

倒是有一点想向您请教，英国瞄准镜上有个功能叫adj. for parallelism（见上文给出的瞄准镜图纸，4种全都有这个调整功能），我不太清楚这个parallelism是指的什么，还请赐教。

seven_nana

mathewwu 发表于 2017-8-25 14:18
楼主，美军射表是设定地球不转动的情况下制作的，线膛炮射弹的偏移（或偏流）值只处理1.陀螺进动 2.马格努 ...

写这个系列文，其实对我自己来说是受益匪浅的。对于火炮具体如何瞄准这个话题，您当过炮兵军官，原本就有基础，而我完全是外行，完全没有概念。而老佛爷、Sumida、Brooks等人的书里，对于火炮如何瞄准这种具体问题，不是一笔带过就是压根没写，就连美国二战教范里都没怎么提这些话题，所以我之前是毫无概念的。

也就是在整理翻译完这些材料后，才算有了点头绪，大概明白是怎么回事了。

mathewwu

瞄准这问题还真不是一句话说得清的，坦克炮，野战炮，舰炮瞄准方式都不一样，晚上回家再补充两句。

核潜艇艇长RRS

在纬度45度处，某种130mm口径，初速930m/s的弹丸，向正北和正东发射时，因科氏力影响产生的射程偏差和方向偏差：

	射角/度	5	15	30	45
正北（0）	射程偏差/m	0	0	0	0
	方向偏差/m	5.6	20.8	43.0	57.5
正东（90）	射程偏差/m	33.7	35.5	40.6	36.3
	方向偏差/m	5.9	23.3	56.7	95.8

mathewwu

seven_nana 发表于 2017-8-25 14:47
倒是有一点想向您请教，英国瞄准镜上有个功能叫adj. for parallelism（见上文给出的瞄准镜图纸，4种全都有 ...

6 INCH. P.VII瞄准镜右上部的Adj. for parallelism调整钮接触逗点外形的凸轮Cam roller（绿线部分），然后这个凸轮又同时联动射程调整手轮和提前量调整手轮，表示凸轮的变量与射程和提前量（也就是射向）有关。

我大胆的猜测一下，这是因为指挥仪或计算机赋予炮位对下图目标 x 的射向只有一个，如果舰上前后相隔几米几十米甚至百米以上的炮位全部采用这个射向参数，结果齐射射线将会是平行的(parallel)如下图FIG I，通过各炮位瞄准镜上的平行调整机构，可将平行射线汇聚(convergence)或称收敛成一点如下图FIG II，FIG III则显示调整原理。二战皇家陆炮对这种平行射线收拢的作业也称作convergence，也许是指代从parallelism变更的结果。

mathewwu

RRS 发表于 2017-8-25 15:34
在纬度45度处，某种130mm口径，初速930m/s的弹丸，向正北和正东发射时，因科氏力影响产生的射程偏差和方向 ...

居然把R版钓出来了，真难得。

美海军50年代教范明言5英寸(127mm)及以下的火炮不进行地球自转修正，但从你给出的科氏力影响度资料，口径相近的130mm炮在高射角的方向误差相当惊人，不知其最大射程和飞行秒时是多少？毕竟新世代的火炮射程比二战大上一倍甚至更高并不罕见。另你那有无更具体的；舰炮火控系统修正科氏力的资料？

seven_nana

mathewwu 发表于 2017-8-25 22:26
6 INCH. P.VII瞄准镜右上部的Adj. for parallelism调整钮接触逗点外形的凸轮Cam roller（绿线部分）， ...

炮术话题确实复杂，单单一个瞄准镜就难倒我了。

在写这篇文之前，我一直以为瞄准镜是与炮身分离的，不会随着炮身抬高放低。写完才知道原来为了实现连续瞄准法，瞄准镜就是要与炮身一起联动的。

而我想象中的那种不与炮身联动，并且始终保持指向目标的瞄准镜，似乎只有陀螺稳定瞄准镜才能做到，而英国人当时并无此类设备。

mathewwu

mathewwu 发表于 2017-8-25 15:26
瞄准这问题还真不是一句话说得清的，坦克炮，野战炮，舰炮瞄准方式都不一样，晚上回家再补充两句。 ...

瞄准镜装不装在炮身上这个问题有些复杂，我们还是先谈瞄准过程。

舰炮与陆炮的射击平台最大的不同在于水平（地平）的问题。我们知道野战炮在放列时要先做到水平，这样炮口仰角（也就是炮管轴线与大地水平即0度之间的夹角）才能和弹道射表制定时的水平基准一致，也才能按指定仰角将弹丸投射到所需的距离。因此野战炮射击时基本上只要炮架水平没有脱位，瞄准过程就只有通过旋回瞄准镜对正方位基准一项动作，距离瞄准则只要装定仰角参数就成了，无需通过瞄准镜瞄准水平基准。

而舰炮的射击平台在海上，即使下锚射击不动的目标，自身也难免不停左摇右晃失去水平，这时除了通过旋回瞄准镜对正方位基准之外（通常是敌舰中部或舰桥），还要通过俯仰瞄准镜进行瞄准水平基准的动作，这个水平基准是什么呢？一般都理所当然的认为是敌舰的吃水线或上甲板，就像示意图左边一样（借楼主图一用）：



但如果目标区海象或能见度不好，水线甲板不易看清，甚至在目标射击参数都已计算装定完成后；忽然一阵烟雾把目标遮掩起来怎么办？还能完成水平基准的瞄准动作吗？答案是可以的，不管陆炮舰炮，炮口仰角的起算基准点其实与目标本身无关，而是水平线（地平线）上0度，瞄准镜一旦对正远方目标的吃水线，这一条延长线基本上可视为与海面平行也就是水平基准0度，万一看不清目标水线，在没有其他先进设备时可以将俯仰瞄准镜调转180度，瞄准炮口正后方的水平线，同理也可取得水平基准0度。

我忘了在哪本海战回忆录里曾经提到这种瞄准方式，找出来会补在这里。

第四弦

最近读到的一则材料：

ADM 138/247, Colossus Ships Cover

Folio 5 (21/11/1908).

G16918/08
From D.N.O.
Referenced to Controller.
As to obtaining designs of hydraulic gun mountings to admit of using projectiles of 58 inches in length.

D.N.C.
It is submitted that the hydraulic gun mounting for next year should be designed to admit of the use of a projectile of 58” in length. The advantages of this projectile over one of 49” 4 calibre head are given in the attached table.

It is submitted that the loading at any angle of elevation no longer possesses the advantages previously existing before the introduction of separate training and trainer and periscope sights. The long projectiles cannot be worked in turrets if the principle of loading at any angle of elevation is adhered to without excessive increase in weight of mounting.

A comparison of rounds fired at gun layers test by “Formidable” and “Irresistible” type of mounting is as follows:

No. of rounds fired at Gunlayers test in 2¾ minutes:
Average of 8 ships - fixed loading angle = 6.7.
Average of 5 ships - any angle = 8.1.
Best turret - fixed angle = 8.
Best turret - any angle = 8.5.
This shows that no appreciable difference in time of firing exists.

The trainers periscope sights with a field of 35˚ will ensure the object remaining in the field of the telescope even with the ship rolling and therefore laying after loading should be completed while the breech is being closed. In addition loading at fixed angle admits of greater elevation being obtained and a decrease in diameter of roller path and consequent saving of weight of turret.

It is therefore submitted that Messrs E.O.C., Vickers, and Coventry should be communicated with and designs obtained of mountings with fixed loading to admit of loading with the longer shell with a view to adopting a suitable design for next years’ mounting.
(Sd) R.H. Bacon D.N.O 21/11/08.


想请教一下，里面的这句

“It is submitted that the loading at any angle of elevation no longer possesses the advantages previously existing before the introduction of separate training and trainer and periscope sights”

该作何理解？为何引入独立俯仰瞄准与潜望式瞄准镜之后，任意角装填就不再有优势了？这与连续瞄准法有关吗？我注意报告时间是08年11月，似乎12吋炮此时并不能应用连续瞄准法。

以及后面这句：

“The trainers periscope sights with a field of 35˚ will ensure the object remaining in the field of the telescope even with the ship rolling and therefore laying after loading should be completed while the breech is being closed”

意思似乎是，因为trainer的视场增大了，而它是独立的，所以即便俯仰瞄准镜由于舰体横摇+固定角装填使目标脱离视野也没关系，目标仍然保持在旋回瞄准镜中，之后调整俯仰角就能让目标重新回到视场中。但这里的潜台词似乎是，在配备独立俯仰瞄准与潜望式瞄准镜之前，需要让目标一直处于瞄准镜的视场中，如果是这样，那么这个“让目标一直处于视场中”的动作几乎就是连续瞄准法了吧？12吋炮实现连续瞄准法的时间要更早一些吗？又或者这里叙述仍然是基于等待横摇法，那么它具体是如何操作的呢，与任意角装填的联系又在何处呢？

seven_nana

第四弦 发表于 2023-2-20 01:24
最近读到的一则材料：

ADM 138/247, Colossus Ships Cover

training是旋回

第一，我不理解为什么要强调独立的旋回瞄准镜。纳尔逊勋爵、无畏、以及其他12寸无畏，都是1个旋回瞄准镜+2个俯仰瞄准镜的配置，区别是从圣文森特级开始是潜望镜式的，之前是望远镜式的。而巨像的炮塔瞄准镜则是最早的Follow-the-pointer瞄准镜，但其他方面和尼普顿没什么区别。

第二，如果不使用任意角装填，那么就需要在每次开火后把火炮降下去，又由于炮塔瞄准镜是与火炮俯仰以及炮塔旋回联动的（但会有角度差），所以瞄准镜也会降下去，那么如果瞄准镜视场很小的话，就会丢失目标，需要等装填完，火炮升上去之后再重新捕捉。但如果视野足够大，就可以一直将目标保持在瞄准镜视野内，再瞄准就容易些。

另外，有些旋回瞄准镜被称为free trainer's sight（见正文的俄里翁级 - 炮塔旋回瞄准镜），可以让旋回瞄准镜与炮耳之间的连接脱开，这个时候炮手需要用自己的肩膀去撑住瞄准镜（见图片中的balancing shoulderpiece）。这种做法的好处是，在天气特别恶劣，横摇特别厉害的时候，还能持续将目标保持在瞄准镜视野内。但是俯仰瞄准镜是没有这种操作的。

第四弦

seven_nana 发表于 2023-2-21 16:03
training是旋回

第一，我不理解为什么要强调独立的旋回瞄准镜。纳尔逊勋爵、无畏、以及其他12寸无畏，都 ...

非常感谢解答，看来只是单纯的视场问题

（我怎么把training当成俯仰了……尴尬……脑抽的莫名其妙……）

我也是看到原文特意说了separate才觉得费解，潜台词似乎是以前都是非独立，显然不太对劲。胡乱猜测一下的话，也许专指下一段提到的Formidable、Irresistible这种较老的前无畏舰？找了两张Irresistible在1905年的照片，炮塔顶部好像只有两个窗口：




另外这个议题似乎是反复出现的。我之前觉得跟连续瞄准法有关系，是因为读到罗伯茨在英国战巡里面写的这一段，先入为主了：



看来是没什么关联的两件事。

seven_nana

第四弦 发表于 2023-2-21 19:52
也许专指下一段提到的Formidable、Irresistible这种较老的前无畏舰？

1903年以前的炮塔是2个瞄准镜的，而且不会区分哪个是俯仰瞄准镜，哪个是旋回瞄准镜。但1903年起就改为与炮耳相连的瞄准镜形式了，这种瞄准镜是区分俯仰和旋回的，所以联装炮塔里就需要3个瞄准镜，2个俯仰1个旋回。结合上下文，可能的确是指Formidable、Irresistible用老式炮塔和老式瞄准镜的老舰。

seven_nana

第四弦 发表于 2023-2-20 01:24
那么这个“让目标一直处于视场中”的动作几乎就是连续瞄准法了吧？

我个人的理解，让目标一直处于视场中，只是为了装填完毕，火炮抬上去之后，能快速地重新将瞄准镜中的瞄准线压到目标上。

就如同主楼所说，当时是建议瞄准镜上的垂直刻度线对准桅杆，水平刻度线对准艏楼甲板。又因为35度的视场足够大，因此火炮为了装填而降下去的过程中，虽然瞄准镜的水平刻度线没有压在目标上，但只要横摇不太大，目标仍然是在视野内的，所以装填完火炮之后，重新瞄准就更容易。

另一方面，在装填过程中，瞄准镜上的垂直刻度线，还是可以一直对准目标的，或者至少大致追着目标移动的。这一点的重要性在于，如果双方航向差距比较大，或者双方距离比较近且航速差距较大，那么如果瞄准镜的视野比较小，且没有在装填过程中持续旋转炮塔从而对目标进行追踪的话，等火炮装填完，不排除出现目标已经跑出视野范围外的情况。这种情况下，无论是俯仰和旋回瞄准，都得费劲地重新捕捉目标。

那么在这种情况下，从俯仰瞄准的角度说，并没有真的连续瞄准，只能说可能会持续注视着目标。而从旋回瞄准的角度说，是可以持续瞄准目标的。但一般来说炮塔旋回速度不至于跟不上敌方军舰的位移速度，而火炮俯仰速度跟不上自舰横摇速度的情况，在那个时代是很常见的。