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日德兰纪念系列 - 火控炮术篇 - 第八章 - 德雷尔火控台
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主要参考资料：
The Dreadnought Project
Fire Control for British Dreadnoughts: Choices in Technology and Supply，作者John Brooks
Dreadnought Gunnery and the Battle of Jutland: The Question of Fire Control，作者John Brooks
The Dumaresq and the Dreyer，作者William Schleihauf
一、德雷尔火控台简介
所谓的德雷尔火控台，指的是由以弗雷德里克·德雷尔（Frederic Charles Dreyer）为首的一批英国军官提出构思，由Elliott Brothers公司的雇员（主要是Keith Elphinstone）完善具体设计，并由该公司负责制造的一种火控设备。
曲线绘制及参数读取
德雷尔火控台的第一个核心功能，是通过绘图设备，对敌舰的距离和方位进行持续记录，将其转化为“时间-距离”绘图（Time-Range Plot）和“时间-方位”绘图（Time-Bearing Plot）。随后，操作人员可以使用相关设备，对“时间-距离”绘图及“时间-方位”绘图进行测量，并将其转化为距离变化率（range rate）和方位变化率（bearing rate）。
“时间-距离”绘图，是绘制在一套二维坐标轴体系下的，纵轴为时间，横轴为距离。测距仪测得的每一组距离读数，都在这套坐标轴体系下体现为一个点，德雷尔火控台的操作员会根据这些点的分布，使用专用设备读出其变化趋势，并解算出当时的距离变化率。
“方位-时间”绘图的形态及参数读取方法与之大致类似。
计算机距离和射击距离输出
德雷尔火控台的第二个核心功能，是可以实时输出距离参数。德雷尔火控台上有一具基于积分器（Integrator）的计算机，能够根据输入的距离和距离变化率参数，持续输出距离变化情况。这种设备输出的参数，叫做计算机距离（clock range）。从理论上来说，如果输出的距离和距离变化率参数准确无误，那么输出的计算机距离便等同于当前的实际视线距离。这个计算机距离，会通过一具计算机距离记录装置，记录在“时间-距离”绘图上。
另一方面，德雷尔火控台上还设有一具距离修正值调整装置（Spotting Corrector），这个装置由距离修正值调整手柄和距离修正值显示盘共同构成。距离修正值的计算，是由德雷尔计算板（详见第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算）完成的，随后可通过距离修正值调整手柄输入火控台，与计算机距离叠加后，最终输出供瞄准镜使用的射击距离参数。计算机输出的计算机距离，在经过距离修正值调整装置的修正后，便可转化为射击距离（gun range），并通过射击距离发送设备，传递至指挥仪或各火炮/炮塔。
变距率盘参数逆向倒推
除了绘图装置外，德雷尔火控台上还设有一具变距率盘。在第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算中，我们介绍过，在操作变距率盘时，我们需要输入本舰航向、本舰航速、敌舰航向、敌舰航速这四个参数。其中本舰航向和航速参数，可以通过陀螺罗盘和速度计获得，其准确度相对较高，而敌舰航向和航速参数，通常只能通过目测的方式进行粗略估计，准确度相当有限，因而会影响到变距率盘的参数输出准确度。德雷尔火控台的第三个核心功能，便是可以将从绘图上读出的参数，逆向输入变距率盘，借此逆向推导出敌舰的航向和航速。这种逆向倒推参数的手法，英国海军将其称之为“Cross-Cut”。
根据John Brooks书中引述的德雷尔本人的说法（Dreadnought Gunnery and the Battle of Jutland, P.144）：
The Range clock is kept set for mean Rangefinder Range of the moment as shown by the Time and Range Instrument, and the rate as shown by a Dumaresq set by guesswork is first put on, and later this is superseded by the Rate shown by the Range and Time instrument.
我们可以在基于测距仪读数绘制的“时间-距离”记录上，读出当前的平均距离读数，并将其输入至计算机。至于距离变化率参数，最初我们可以使用变距率盘给出的参数，随后当绘图完善之后，则可以依据“时间-距离”记录来读出距离变化率。
The object of getting the Dumaresq set is to enable the Range Clock to be fed with Rates during periods when Rangefinding is interrupted by smoke etc. but where bearings…can be obtained.
在烟雾等外部因素影响下，有时我们可能无法完成测距工作，但仍能测量敌舰的方位（即仍能确立视线）。这种情况下，变距率盘可以为计算机提供距离变化率参数。
换句话说，在德雷尔火控台上，我们既可以通过“时间-距离”绘图来获得距离变化率，也可以通过变距率盘来输出沿着视线方向上的速度（又名距离变化率）。
德雷尔所提交的火控台专利图纸
从图纸中可以看到，德雷尔火控台的原始设计上，便设有上述的那些设备。测距仪距离记录装置和方位记录装置，用于记录本舰测得的敌舰距离和方位，操作员可使用相应的读取装置，读出距离变化率和方位变化率。此外，变距率盘也可以输出变距率参数。有了这些参数后，便能将其输入计算机，后者则会持续输出计算机距离。
德雷尔火控台绘制的“时间-距离”绘图
德雷尔火控台的型号
德雷尔火控台有众多子型号，排除试验型号外，共有9个不同的型号。最早的实用化型号是Mark III型和Mark II型，两者的区别是配备的计算机不同。在Mark III型的基础上，英国人研制出了功能更强，自动化程度更高的Mark IV型及其小改款Mark IV*型，并将其配备到了此后建成的新主力舰上。而那些较老的无畏舰，配备的则是Mark I型德雷尔火控台，该型号相当于Mark III型的简化版，体积较小，但自动化程度更低。至于战后建成的胡德号，配备的则是独一无二的Mark V型德雷尔火控台，这也是这种系统的终极进化版。此外，英国人还在Mark III型和Mark I型的基础上，分别研制出了供轻巡洋舰使用的Mark III*型和Mark I*型。
以上这些型号的德雷尔火控台，都是安装在火控计算通讯室（Transmitting Station）内的，然而还有一种德雷尔火控台，是安装在炮塔内的，叫做炮塔型德雷尔火控台（Dreyer Turret Control Table）。
二、Mark III型德雷尔火控台
Mark III型德雷尔火控台，是最早的实用化的德雷尔火控台，这种设备是在1912年时列装的。
整套火控系统的驱动动力，来自于一套驱动装置，这套装置一般情况下使用电力驱动，必要时也可以使用手动驱动。操作德雷尔火控台时，首先需要通过距离变化率读取设备和方位变化率读取设备，来读出距离变化率和方位变化率参数。这两个读取装置上的读取格栅，其倾斜度是由计算机上的距离变化率调整手柄和方位变化率调整旋钮控制的。当操作员通过手柄和旋钮，将格栅的倾斜程度调整至与绘图记录一致时，计算机上的距离变化率和方位变化率参数也就设定完毕了。随后，计算机会通过一套差速齿轮机构，带动安装有计算机距离记录装置的螺杆，完成计算机距离的记录工作。而这套螺杆又与距离修正值调整装置相连，后者会将计算机距离转化为射击距离，并输出给射击距离发送设备。至于方位变化情况，则会通过一具敌舰方位显示盘来输出。操作员可以根据该设备显示的敌舰方位，对变距率盘的视线方向进行调整。
Mark III型德雷尔火控台上的重要组件（1912年状态）
Mark III型德雷尔火控台的布局图（1912年状态）
距离变化率读取装置
这种装置中设有一套格栅，用来读取距离变化率，其倾斜度可通过距离变化率手柄来调整。当格栅的倾斜度与“时间-距离”绘图中的记录点的变化趋势相匹配时，便可从读数指针上读出距离变化率（range-rate）。距离变化率实际上就相当于变距率盘上所输出的沿着视线方向上的速度（speed along the line-of-sight，简称speed-along）。
方位变化率读取及折算转鼓
与距离变化率类似，方位变化率也是通过一套格栅来读取的。读出参数后，可以通过一套折算转鼓，将方位变化率（bearing-rate）折算为变距率盘提前量（dumaresq deflection），即变距率盘所用的垂直于视线方向上的速度（speed across the line-of-sight，简称speed-across）。
变距率盘与计算机
Mark III型德雷尔火控台上，配备的是Elliott Brothers公司生产的Mark VI*型变距率盘，与其配套的陀螺罗盘和速度计，则是Elliott Brothers公司生产的Anschütz陀螺罗盘和Forbes速度计，后两者能为变距率盘提供较为准确的本舰航向和航速参数。当本舰航向发生变化时，陀螺罗盘-变距率盘联动装置会对变距率盘的本舰航向指示杆进行自动调整。换句话说，Mark III型德雷尔火控台能够自动应对本舰转向带来的火控参数变化问题。
Mark III型德雷尔火控台上配备的计算机，则叫做德雷尔-埃尔芬斯通计算机（Dreyer-Elphinstone Clock），同样由Elliott Brothers公司生产，其核心机构是两套积分器（Integrator），隐藏在变距率盘下方，从外部只能看到露在外面的距离变化率调整手轮和方位变化率调整旋钮。
德雷尔-埃尔芬斯通计算机能够同时处理距离和方位变化问题，需要输入的参数是现在的距离和方位（体现在计算机距离记录装置和敌舰方位显示盘上）、以及距离变化率和方位变化率（通过距离变化率调整手轮和方位变化率调整旋钮来输入），输出的则是未来的距离和方位（体现在计算机距离记录装置和敌舰方位显示盘上）。
以下图片源自http://www.dreadnoughtproject.org，3D模型由Rob Brassington绘制，中文注释是本人添加的。
射击距离显示器
德雷尔-埃尔芬斯通计算机的参数输出形式，与维克斯距离钟及坡伦计算机是不同的。后两者都是通过指针来输出视线距离（计算机距离）和射击距离的，而前者则是通过计算机距离记录装置，在“时间-距离”绘图上记录计算机距离，并通过射击距离显示器来输出射击距离的。
Mark III型德雷尔火控台的后续改进
在列装之后，Mark III型德雷尔火控台的功能得到了持续改进，其改进方向主要有以下四个方面：
1）优化了设备布局（例如调整了计算机距离调整手柄的位置）。
2）增添了射击距离记录装置（具体时间不早于1918年）。
3）改良了测距仪距离记录装置：布朗里格键盘（Brownrigg Keyboard）及距离打字机（Range Typewriter）。
4）增加了便于计算射击提前量的设备：风偏计算盘（Wind Dumaresq）、变距率盘提前量-射程修正转鼓（Gun Deflection Drum）、射击提前量汇总装置（Deflection Totaliser）。
布朗里格键盘
德雷尔火控台上原配的测距仪距离记录装置，能够将坡伦测距仪提供的距离读数，自动记录在“时间-距离”绘图纸上。然而在新式主力舰上，除了火控指挥所上的那具坡伦测距仪之外，还另外配有多具测距仪，为了更好的利用这些测距仪，并将其读数也记录在绘图纸上，英国人提出要对测距仪距离记录装置进行了改良。
一名叫做布朗里格（Henry J.S. Brownrigg）的军官，发明了一种能够记录多组测距读数的测距仪距离记录装置，其外形如同键盘，因此被称为布朗里格键盘（Brownrigg Keyboard）。这种设备最早出现于1914年，及至日德兰海战时，绝大部分的德雷尔火控台上都配备了这种设备。
这种设备上共有40个小按键，以距离指针下方的那个按键为距离原点，每个按键代表50码间隔，左上方的按键代表比原点减少1,000码，而右下方的按键则代表比原点增加950码。每个按键对应一根戳纸针，按下按键后便会在绘图纸上戳出一个代表距离读数的小洞。
以下图为例，假如一具测距仪给出的距离是9,000码，另一具是10,950码，那么我们便需要按下左上方和右下方的两个小按键，此时戳纸针便会在绘图纸上的相应位置上戳出两个小洞。
距离打字机
这种设备是布朗里格键盘的替代品，最早出现于1917年，其外形如同打字机，因此被称为距离打字机（Range Typewriter）。这种设备的功能要比布朗里格键盘更为完善，能够同时记录来自9具测距仪的距离读数，并能够记录每组读数的来源。
风偏计算盘
风偏计算盘最早出现于1917年，其结构与变距率盘颇为类似，这一点从两者的英文名称上也能看出（前者叫Wind Dumaresq，后者叫Dumaresq）。在操作风偏计算盘时，我们同样需要完成本舰航向航速及视线方向的调整，但不需要输入敌舰的航向航速，却要输入射击距离与射击方向、以及风向和风速。输入完这些参数之后，便可从读数指针上读出风偏对射击距离和射击提前量造成的影响了（沿着视线方向上的读数为纵风影响，即对射击距离的影响；垂直于视线方向上的读数为横风影响，即对射击提前量的影响）。
纵风影响参数，需输入德雷尔计算板（详见第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算），并结合其他参数计算出射击距离修正值。而横风影响参数，则需输入射击提前量汇总装置，并结合其他参数计算出射击提前量。
以下两张图片源自http://www.dreadnoughtproject.org，3D模型由Rob Brassington绘制，中文注释是本人添加的。
变距率盘提前量-射程修正转鼓
变距率盘给出的变距率盘提前量，代表的是目标垂直于视线方向上的速度。在将其转化为火炮瞄准所用的射击提前量时，还需要考虑炮弹飞行时间所对应的提前量。由于炮弹飞行时间取决于射程，因此这个变距率盘提前量-射程修正装置的功能，实际上就是依照射程对变距率盘提前量进行修正。
需要说明的是，射击提前量不单单只取决于变距率盘提前量和炮弹飞行时间，还取决于风偏等其他因素，因此这个修正装置给出的参数，还需要经过进一步修正后，才是真正的射击提前量。
变距率盘提前量-射程修正转鼓是与方位变化率-变距率盘提前量折算转鼓安装在一起的，以下简称折算转股和修正转鼓。
射击提前量汇总装置
在第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算中，我们介绍过，对于射击提前量参数，当时的英国人是使用计算尺来处理的。具体来说，这种计算尺能够将变距率盘输出的垂直于视线方向上的速度（又名变距率盘提前量）转化为射击提前量，并就横风造成的风偏予以调整。然而这种处理方式毕竟较为简陋，因而英国人后来又发明了一种机械设备来处理射击提前量问题。这种射击提前量汇总装置最早出现于1917年。
在操作射击提前量汇总装置时，需要通过调整手柄输入以下参数：
1）经过射程修正的变距率盘提前量（由修正转鼓给出）。
2）风偏（由风偏计算盘给出）。
3）弹道偏移（由射表给出）。
4）校射修正（由火控军官给出）。
输入完这些参数后，该装置便能计算出对应的射击提前量。随后便可摇动参数传递手柄，将其传递至射击提前量发送设备，最后再传递至指挥仪或各炮塔/火炮。
Mark III型德雷尔火控台的布局图（1918年状态）
以下两张图片源自http://www.dreadnoughtproject.org，3D模型由Rob Brassington绘制，中文注释是本人添加的。
Mark III型德雷尔火控台的操作人员配备（1918年状态）
Mark III*型德雷尔火控台
Mark III型德雷尔火控台有一个小改款，叫做Mark III*型，这种设备是安装在轻巡洋舰上的。
与前者相比，后者的主要区别在于：
1）结构布局有所调整优化。
2）整合了各类最新式的改进内容（比如上述提到的Mark III型获得的改进）。
3）“时间-方位”绘图装置有所改良。原先的绘图装置，只精确到1/4度（15角分），而新的绘图装置可以精确到1/15度（4角分）。
4）增添了一个变距率盘提前量-射程修正连杆，并取消了变距率盘提前量-射程修正转鼓。
变距率盘提前量-射程修正连杆
该设备的功能与变距率盘提前量-射程修正转鼓类似，只是实现原理上有所不同。
这种设备的操作流程如下：
1）根据射击距离显示器给出的射击距离，使用调整手柄输入当前的射击距离。
2）根据变距率盘或方位变化率-变距率盘提前量折算转鼓给出的变距率盘提前量，使用调整手柄输入当前的变距率盘提前量。
由于这套设备是连接在射击提前量汇总装置上的，互相之间由连杆机构相连，因此在输入完射击距离和变距率盘提前量参数后，连杆机构便会自动将这些参数折算为经过射程修正的变距率盘提前量，并输入射击提前量汇总装置。
Mark III*型德雷尔火控台上的重要组件（1918年状态）
德雷尔系统的机械结构，用语言表达起来比较复杂，不容易理解，不妨看图来的简明易懂。
黄色部分为变距率盘和计算机的驱动装置，紫色部分为距离变化率相关机构，粉色部分为方位变化率相关机构，蓝色部分为测距仪距离、计算机距离、射击距离相关机构，绿色部分为变距率盘提前量和射击提前量相关机构。
紫色部分：通过调整距离变化率手轮，使距离变化率读取装置上的读取格栅的倾斜度，与测距仪距离记录装置绘制的记录点的倾斜度保持一致。这两者保持一致时，计算机上的距离变化率便设置完毕了。
蓝色部分：计算机通过一套差速齿轮机构带动安装有计算机距离记录装置的螺杆，完成计算机距离的记录工作。而这套螺杆又与距离修正值调整装置相连，后者会将计算机距离转化为射击距离。这个射击距离，一方面会通过一套螺杆来带动射击距离记录装置，另一方面则会被传递至射击距离发送设备。
绿色部分：通过折算转鼓，将方位变化率折算为变距率盘提前量，随后再通过变距率盘提前量-射程修正连杆输入射击提前量汇总装置，并在结合风偏、弹道偏移等其他参数后，输出射击提前量，并传递至射击提前量发送设备。
Mark III*型德雷尔火控台的操作人员配备（1918年状态）
三、Mark II型德雷尔火控台
Mark II型德雷尔火控台，实际上是一种融合了Mark IV型坡伦计算机（Argo Clock）与德雷尔“时间-距离”及“时间-方位”绘图装置的火控设备。这种设备的现存资料极少，无论是Brooks的著作还是Dreadnought Project上的相关页面，都只有只字片语的描述，此外我也未找到相关图纸。
有关Mark II型德雷尔火控台的后续改进情况，目前没有任何资料可供参考。但按常理推断，其改进情况大致应与Mark III型德雷尔火控台的类似。
四、Mark IV型及Mark IV型*型德雷尔火控台
Mark IV型德雷尔火控台，是在Mark III型的基础上改良而来的，与前者相比，后者的主要区别在于：
1）配备了电动变距率盘，提高了自动化程度。
2）Mark III型的方位参数是由坡伦测距仪提供的，而Mark IV型的方位参数则是由火控塔内的Mark VII*型变距率盘提供的。
3）Mark III型德雷尔系统的敌舰方位参数来源，是坡伦测距仪；而Mark IV型和Mark IV*型的敌舰方位参数来源，是安装在火控塔（Gun Control Tower）内的Mark VII*型变距率盘。
Mark IV*型是Mark IV型的小改款，两者的唯一区别在于，前者的“时间-距离”绘图纸的尺寸更大，因此能处理的距离上限更远。
Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台上的重要组件（1916年状态）
电动变距率盘
所谓的电动变距率盘，指的是一种由电动马达带动的变距率盘，能够将变距率盘输出的距离变化率和变距率盘提前量，自动输出给德雷尔-埃尔芬斯通计算机。在一般情况下，这种自动输出工作是由相应的驱动马达完成的，但在输出参数不准确时，也可以通过手轮进行手动调整。
电动变距率盘的核心机构
德雷尔-埃尔芬斯通计算机的核心机构
德雷尔-埃尔芬斯通计算机的核心机构，是由两套积分器（Integrator）构成的。
Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台的后续改进
与Mark III型的情况类似，Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台的功能也得到了持续改进，具体改进内容与Mark III型基本类似。
Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台的照片（1918年状态）
Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台上的重要组件（1918年状态）
黄色部分为变距率盘和计算机的驱动装置，紫色部分为距离变化率相关机构，粉色部分为方位变化率相关机构，蓝色部分为测距仪距离、计算机距离、射击距离相关机构，绿色部分为变距率盘提前量和射击提前量相关机构。
紫色部分：通常情况下，电动变距率盘会自动将距离变化率输出给计算机。但在需要手动干预时，可通过调整距离变化率手轮，使距离变化率读取装置上的读取格栅的倾斜度，与测距仪距离记录装置绘制的记录点的倾斜度保持一致。这两者保持一致时，计算机上的距离变化率便设置完毕了。
蓝色部分：计算机通过一套差速齿轮机构带动安装有计算机距离记录装置的螺杆，完成计算机距离的记录工作。而这套螺杆又与距离修正值调整装置相连，后者会将计算机距离转化为射击距离。这个射击距离，一方面会通过一套螺杆来带动射击距离记录装置，另一方面则会被传递至射击距离发送设备。
绿色部分：通过折算转鼓和修正转鼓，将方位变化率折算为变距率盘提前量，随后再按照射程对其进行修正，并将经过射程修正的变距率盘提前量，与风偏、弹道偏移等其他参数一起输入射击提前量汇总装置，输出射击提前量，并将其传递至射击提前量发送设备。
Mark IV和Mark IV*型德雷尔火控台的操作人员配备（1918年状态）
五、Mark I型德雷尔火控台
Mark I型德雷尔火控台，是在Mark III型的基础上简化而来的，与前者相比，后者的主要区别在于：
1）自动化程度降低，所有操作全部改为手动控制。
2）没有陀螺罗盘和速度计，无法自动应对本舰航向变化问题。
3）距离计算设备，改为维克斯距离钟。
4）体积缩减，占地面积减少了23%。
目前现存的资料中，有关Mark I型德雷尔火控台的资料都是基于1918年时的状态的，因此其在日德兰海战时究竟具备哪些细节功能，已经无法考证了。
Mark I型德雷尔火控台的照片（1918年状态）
Mark I型德雷尔火控台上的重要组件（1918年状态）
紫色部分为距离变化率相关机构，粉色部分为方位变化率相关机构，蓝色部分为测距仪距离、计算机距离、射击距离相关机构，绿色部分为变距率盘提前量和射击提前量相关机构。
紫色部分：通过调整距离变化率手轮，使距离变化率读取装置上的读取格栅的倾斜度，与测距仪距离记录装置绘制的记录点的倾斜度保持一致。这两者保持一致时，计算机上的距离变化率便设置完毕了。
蓝色部分：通过一套驱动手轮，将维克斯距离钟输出的计算机距离，传递给安装有计算机距离记录装置的螺杆，完成计算机距离的记录工作。而这套螺杆又与距离修正值调整装置相连，后者会将计算机距离转化为射击距离。这个射击距离会通过一套螺杆来带动射击距离记录装置。
绿色部分：通过折算转鼓和修正转鼓，将方位变化率折算为变距率盘提前量，随后再按照射程对其进行修正，并将经过射程修正的变距率盘提前量，与风偏、弹道偏移等其他参数一起输入射击提前量汇总装置，输出射击提前量，并将其传递至射击提前量发送设备。
Mark III*型德雷尔火控台
Mark I型德雷尔火控台有一个小改款，叫做Mark I*型，这种设备是安装在轻巡洋舰上的。
与前者相比，后者的主要区别在于：
1）增添了陀螺罗盘和速度计，使得火控台能够自动应对本舰航向航速变化问题。
2）增添了射击距离发送设备。
Mark I*型德雷尔火控台的照片（1918年状态）
Mark I*型德雷尔火控台上的重要组件（1918年状态）
黄色部分为变距率盘和计算机的驱动装置，紫色部分为距离变化率相关机构，粉色部分为方位变化率相关机构，蓝色部分为测距仪距离、计算机距离、射击距离相关机构，绿色部分为变距率盘提前量和射击提前量相关机构。
紫色部分：通过调整距离变化率手轮，使距离变化率读取装置上的读取格栅的倾斜度，与测距仪距离记录装置绘制的记录点的倾斜度保持一致。这两者保持一致时，计算机上的距离变化率便设置完毕了。
蓝色部分：通过一套驱动手轮，将维克斯距离钟输出的计算机距离，传递给安装有计算机距离记录装置的螺杆，完成计算机距离的记录工作。而这套螺杆又与距离修正值调整装置相连，后者会将计算机距离转化为射击距离。这个射击距离，一方面会通过一套螺杆来带动射击距离记录装置，另一方面则会被传递至射击距离发送设备。
绿色部分：通过折算转鼓和修正转鼓，将方位变化率折算为变距率盘提前量，随后再按照射程对其进行修正，并将经过射程修正的变距率盘提前量，与风偏、弹道偏移等其他参数一起输入射击提前量汇总装置，输出射击提前量，并将其传递至射击提前量发送设备。
Mark I和Mark I*型德雷尔火控台的操作人员配备（1918年状态）
六、Mark V型德雷尔火控台
Mark V型德雷尔火控台，仅配备于胡德号战列巡洋舰。大体来说，Mark V相当于Mark IV*型和Mark III*型的混合体，既具备电动变距率盘，也具备经过改良的“时间-方位”绘图装置、新的变距率盘提前量-射程修正连杆等设备。除此之外，Mark V型德雷尔火控台的“时间-距离绘图装置”，在设计上也有所调整。
对“时间-距离绘图装置”的调整
此前的各型德雷尔火控台上，距离记录装置和距离变化率读取装置都是安装在“时间-距离”绘图纸上方的，随着这些设备越来越多、越来越复杂，其占据的空间也越来越大，对操作员的读图工作造成了影响。因此，在Mark V型上，“时间-距离绘图装置”的布局有所调整：
1）对“时间-距离”绘图装置的朝向进行了调整。
2）测距仪距离记录装置和友舰射击距离及炮弹落点记录装置，被放置在了火控计算通讯室的舱壁上。
3）距离变化率读取装置被安放在头顶位置，通过光照，将格栅的形状投影在绘图纸上。
如此一来，操作员的视野就变得清晰许多了。
七、炮塔型德雷尔火控台
所谓的炮塔型德雷尔火控台，指的是一种安装在主炮塔内的简易型的德雷尔火控台。炮塔型德雷尔火控台主要是起到备份作用，在炮塔与火控计算通讯室的联络被切断时，炮塔型德雷尔火控台可以接管火控参数输出工作。
这种设备仅能根据炮塔测距仪给出的距离读数，完成“时间-距离”绘图，而不具备“时间-方位”绘图功能。
炮塔型德雷尔火控台的照片
八、德雷尔火控台的安装情况
与指挥仪的情况类似，德雷尔火控台早期都是优先供应主力舰，但至战争后期时也开始供应轻巡洋舰。
日德兰海战时的德雷尔火控台的配置情况
参加日德兰海战的英国主力舰，全都安装了火控台，其中俄里翁号安装的是坡伦火控系统，其余各舰安装的都是德雷尔火控台，具体情况如下：
装备有Mark I型的是：柏勒洛丰号、鲁莽号、壮丽号、圣文森特号、科林伍德号、前卫号、尼普顿号、巨像号、爱尔兰号、阿金库尔号战列舰，无敌号、不屈号、不挠号、不倦号、新西兰号战列巡洋舰。
装备有Mark I型和炮塔型的是：马尔伯勒号战列舰。
装备有Mark II型的是：乔治五世号、埃阿斯号、百夫长号战列舰，玛丽王后号战列巡洋舰。
装备有Mark III型的是：赫拉克勒斯号、君主号、雷神号、征服者号战列舰，狮号、长公主号战列巡洋舰。
装备有Mark IV型和炮塔型的是：铁公爵号、本博号战列舰，虎号战列巡洋舰。
装备有Mark IV*型的是：加拿大号战列舰。
装备有Mark IV*型和炮塔型的是：厌战号、巴勒姆号、刚勇号、马来亚号、复仇号、皇家橡树号战列舰。
其他英国主力舰的德雷尔火控台的配置情况
未参与日德兰海战的无畏舰中，无畏号和澳大利亚号配备的是Mark I型，印度皇帝号和伊丽莎白女王号配备的是Mark IV型。先前已经沉没的大胆号配备的是Mark II型。日德兰海战后建成的15英寸舰，除了胡德号配备的是Mark V型，其余配备的也都是Mark IV*型。
德雷尔火控台的配备规律
简单的总结一下：12英寸舰配备的是Mark I型（赫拉克勒斯号除外）；第一批13.5英寸舰（俄里翁级和狮级）配备的是Mark III型（俄里翁号除外），第二批13.5英寸舰（乔治五世级、玛丽王后号）配备的是Mark II型，第三批13.5英寸舰（铁公爵级和虎号）配备的是Mark IV型（马尔伯勒号除外）；14英寸和15英寸舰，配备的是Mark IV*型（伊丽莎白女王号除外）。
至于轻巡洋舰，如前文所述，配备的是Mark I*型或Mark III*型。
九、德雷尔火控台的工作流程
射击距离参数的输出流程（使用变距率盘）：
1）将目测估计的敌舰航向和航速信息输入变距率盘，并通过陀螺罗盘和速度计来设定本舰航向和航速信息。
2）操作计算机上的距离变化率调整手柄，将其显示指针（在变距率盘上）与变距率盘上的指针保持一致（即按照变距率盘给出的距离变化率来设定计算机参数）。
3）操作计算机距离调整手轮，将计算机距离记录装置调整至目测估计的距离或测距仪给出的距离。
4）操作距离修正值调整手柄，输入距离修正值（由德雷尔计算板给出），将计算机距离转化为射击距离。
5）通过射击距离发送设备，将火控参数发送给指挥仪或火炮/炮塔上的瞄准镜。
射击距离参数的输出流程（使用“时间-距离”绘图）：
1）操作计算机上的距离变化率调整手柄，对距离变化率读取装置上的读取格栅进行调整，直至格栅倾斜度与距离记录点保持一致。两者一致后，计算机的距离变化率参数便设定完毕了。
2）操作计算机距离调整手轮，将计算机距离记录装置调整至目测估计的距离或测距仪给出的距离。
3）操作距离修正值调整手柄，输入距离修正值（由德雷尔计算板给出），将计算机距离转化为射击距离。
4）通过射击距离发送设备，将火控参数发送给指挥仪或火炮/炮塔上的瞄准镜。
射击提前量参数的输出流程（使用变距率盘）：
1）将目测估计的敌舰航向和航速信息输入变距率盘，并通过陀螺罗盘和速度计来设定本舰航向和航速信息。
2）使用变距率盘提前量-射程修正转鼓，对变距率盘给出的变距率盘提前量进行修正。
3）使用风偏计算盘，计算出风偏。
4）根据射表，查找出当前条件下对应的弹道偏移。
5）将经过射程修正的变距率盘提前量、风偏、弹道偏移参数输入射击提前量汇总装置，输出射击提前量。
6）通过射击提前量发送设备，将火控参数发送给指挥仪或火炮/炮塔上的瞄准镜。
射击提前量参数的输出流程（使用“时间-方位”绘图）：
1）操作计算机上的方位变化率调整旋钮，对方位变化率读取装置上的读取格栅进行调整，直至格栅倾斜度与方位记录点保持一致。两者一致后，计算机的方位变化率参数便设定完毕了。
2）使用变距率盘提前量-射程修正转鼓，对的变距率盘提前量进行修正。
3）使用风偏计算盘，计算出风偏。
4）根据射表，查找出当前条件下对应的弹道偏移。
5）将经过射程修正的变距率盘提前量、风偏、弹道偏移参数输入射击提前量汇总装置，输出射击提前量。
6）通过射击提前量发送设备，将火控参数发送给指挥仪或火炮/炮塔上的瞄准镜。
火控军官的职能：
1）校射人员负责炮弹落点观测，并将其汇报给炮术官，由后者报出校射修正参数。射击距离修正参数，是叠加在距离修正值上，输入距离修正值调整装置的；而射击提前量修正参数，则需要输入射击提前量汇总装置。
2）火控指挥所内的军官，需要对变距率盘输出的参数和绘图装置输出的参数进行判断，选择到底使用哪一种设备给出的参数。此外，他还可以根据校射结果对当前使用的距离和距离变化率参数进行调整。
十、指挥仪-陀螺联动装置
在大战末期，英国海军开发了一种叫做指挥仪-陀螺联动装置（Gyro Director Training Gear）的设备。
1916年时，海军提出将陀螺罗盘与火炮上的旋回角接收设备进行联动；后来到了1918年时，海军又提出将指挥仪与陀螺罗盘进行联动。这些设想，主要是为了帮助浅水重炮舰更好的射击固定岸上目标的。由于固定目标的位置是不变的，浅水重炮舰本身也是下了锚的，因此只需要借助陀螺罗盘，便可让指挥仪在看不见目标的情况下，依旧能够对准目标所在的方位。
此外，在1917年时，海军还提出要研制一种能够在舰队交战的条件下，当敌舰被烟雾遮蔽时，依然能够继续向敌舰射击的装置。最终，英国人结合了指挥仪、陀螺罗盘、以及德雷尔火控台上的敌舰方位显示盘，将其整合成了一套能够在敌舰被烟雾遮蔽的情况下，依旧能够让指挥仪指向敌舰的设备。
当我方能够看清敌舰时，指挥仪本身将会持续对准敌舰，并将敌舰方位发送给德雷尔火控台，而德雷尔火控台上的陀螺罗盘则会对收到的方位数据进行艏摇修正。经过艏摇修正的方位数据，可以拿来与敌舰方位显示盘给出的数据进行对比。如果两者一致，那么便意味着火控台上使用的方位变化率参数无误，反之，则意味着火控台上使用的方位变化率参数有误。
如果敌舰被烟雾遮蔽，那么这套系统便可反过来运作，将德雷尔火控台计算出的敌舰方位发送给指挥仪，使得指挥仪可以对准敌舰。只要敌舰的航向和航速没有发生变化，那么其方位变化情况便可以通过计算机来推算，也就能保证指挥仪指向的准确度。
至于射击是否准确，以及敌舰航向航速是否有发生变化，则需要依靠航空观测来解决。
这种指挥仪-陀螺联动装置，是由Elliott Brothers公司负责研发和生产的。1919年时，海军部下达了购买这类设备的订单，此后陆续将其安装到了主力舰和轻巡洋舰上。
指挥仪-陀螺联动装置的结构图
指挥仪-陀螺联动装置的布局图（Mark III*型德雷尔火控台）
十一、总结
通过上述篇章，我们大致介绍了德雷尔系统的相关功能、型号差异、以及工作原理和流程。接下来，让我们进入总结时间。
英国海军技术史中对德雷尔火控台的总结
对于德雷尔系统在大战过程中的改进情况，英国海军官方的总结如下：
一、对现有功能的持续改进：
（a）增加系统能处理的距离上限。
例如：Mark IV型最初的距离处理范围是2,000 - 17,000码，后来通过调整，增加至2,000 - 27,000码。然而这新增的17,000 - 27,000码范围，是绘制在原先的7,000 - 17,000码的位置上的，容易引起混淆。而Mark IV*型最初的距离处理范围是2,000 - 20,000码，后来也同样增加至2,000 - 27,000码。至于新建的胡德号，其Mark V型德雷尔火控台从一开始就能处理2,500 - 30,000码的距离范围。
（b）增加“时间-方位”绘图的准确度。
最早具备高精度“时间-方位”绘图装置的是拉米雷斯号。原先的绘图装置，只精确到1/4度（15角分），而新的绘图装置可以精确到1/15度（4角分）。拉米雷斯号的德雷尔火控台最初被命名为Mark V型，然而这个型号名最后被让给了胡德号的德雷尔火控台，拉米雷斯号的依旧被称作Mark IV*型。
（c）增添射击距离记录装置。
1917年8月时，海军决定在德雷尔火控台上增添一具射击距离记录装置。该装置的记录结果，可以用来与计算机距离记录装置的记录结果进行对比，便于火控军官分析形势。
（d）改进变距率盘上的本舰航速滑杆，以适应更高的航速。
由于声望级和勇敢级的航速非常快（超过30节），因此有必要对变距率盘上的本舰航速滑杆做出调整。
（e）增添能够对不同测距仪读数进行区分的设备（距离打字机）。
距离打字机能够对不同测距仪的读数进行区别，因而便于操作员分辨哪个测距仪给出的距离读数存在明显误差。其实验工作始自1916年6月，并于1917年开始装备到舰队。
二、根据集火射击的需求做出的改进：
（a）增添友舰射击距离记录装置。
为了便于集火射击，需要增添能够用来记录友舰射击距离的装置。目前该功能可以人工实现（用铅笔画），但未来计划增添相应的设备来履行该功能。
（b）增添用于绘制友舰射击距离和友舰炮弹落点的设备。
目前，友舰射击距离是靠人手绘制的。但在胡德号的德雷尔火控台上，我们设计了一种能够类似于距离打字机的设备，能够依靠机械方式记录友舰射击距离和友舰炮弹落点。
三、增添用于输出射击提前量的设备（射击提前量汇总装置）：
一直以来，我们都希望能对射击提前量的计算方式进行改进（原先是用计算尺来计算的）。在1917年上半年，舰队开始装备风偏计算盘和射击提前量汇总装置，后者能够对经过射程修正的变距率盘提前量、风偏、弹道偏移、以及校射修正值进行汇总，并输出射击提前量。
四、增添指挥仪-陀螺联动装置。
神教总结
许多有关德雷尔系统的评论，都是对于德雷尔系统不甚了解的人作出的。再加上各种人云亦云，导致了目前的“坡伦就是好，德雷尔就是差”的论调。
在具体解读完德雷尔系统的相关组件和工作流程后，我个人的评论如下：
1）1912时的Mark III型德雷尔火控台，与Mark IV型坡伦计算机一样，都只能输出射击距离，而不能输出射击提前量，且都不能自行解算距离修正值，而需要外部设备（德雷尔计算板）来解算这个参数。Mark III型德雷尔火控台的优点在于，这种系统能够自动应对本舰航向变化问题，而Mark IV型坡伦计算机则需要手动调整。但总的来说，Mark IV型坡伦计算机的自动化程度，无疑要高于Mark III型德雷尔火控台，例如后者配备的德雷尔-埃尔芬斯通计算机，需要手动输入距离变化率和方位变化率，而前者则不需要。
2）1915年时的Mark IV型德雷尔火控台，在自动化程度上已经非常接近Mark IV型坡伦计算机了。
3）简易版的Mark I型德雷尔火控台，自动化程度很低，自然远不如Mark IV型坡伦计算机。
4）1918年后的各型德雷尔火控台，都已经具备了输出射击提前量的功能，这是Mark IV型坡伦计算机所不具备的。不过公平的说，如果坡伦计算机得到继续发展，想必也能够实现这一功能。
5）所谓的德雷尔系统无法应对高变距率的问题，并不是所有德雷尔系统的普遍缺陷。对于Mark I型和Mark I*型来说，它们的自动化程度很低，当然无法很好的应对高变距率问题。对于Mark III型和Mark III*型来说，由于距离变化率和方位变化率仍需手动输入，因此在应对高变距率时也会存在一些不足。但是对于Mark IV型、Mark IV*型、以及Mark V型来说，它们的自动化程度非常接近Mark IV型坡伦计算机，不存在所谓的无法应对高变距率的问题。
6）德雷尔与坡伦这两种系统的根本区别在于，坡伦系统强调依靠机械计算装置自动输出实时计算结果，而德雷尔系统则强调火控人员的作用。在德雷尔体系下，变距率盘和绘图装置都能输出距离变化率，具体采用哪一个设备给出的参数，决定权在于火控军官。并且，德雷尔系统上的测距仪、计算机、射击距离记录装置，也方便操作人员对这些参数进行对比，当发现计算机距离的记录线与测距仪距离的记录点的不一致程度较大时，他可以对火控军官提出调整距离变化率参数的建议。
7）德雷尔火控台是开放式的，可以随时增添组件，并且也便于舰上人员进行调整和维修。而坡伦计算机是封闭式的，舰上人员很难在其基础上增添新功能，并且一旦出现故障，维修也比较麻烦。
8）老佛爷说德雷尔系统是Analytic，我有异议。按照老佛爷自己给出的定义，Analytic是直接通过观测来解算出数据（The analytic approach was to deduce the range rate directly from observation），而Synthetic是首先通过估测得出数据，随后将估测数据与观测数据进行对比（The alternative synthetic approach begins with an estimated solution, then refines it by comparing its predictions with measured reality）。在使用变距法（Rate Control）时，德雷尔系统可以就变距率盘算出的变距率（估测数据）和通过读取格栅读出的变距率（观测数据）进行对比，也可以就计算机距离（估测数据）和测距仪读数距离（观测数据）进行对比，完全符合老佛爷给出的Synthetic的定义。只有在使用测距法（Rangefinder Control）时，德雷尔系统的工作原理才符合Analytic的定义。 | 
发表于 2017-10-3 16:04
楼主
发表于 2017-10-4 10:07
hmm，听您这么一说，我觉得是我妄言了。先不论坡伦系统的操作手册里有没有写这样的手法，即便没有，那6艘装备坡伦计算机的主力舰，火控军官也未必就不能自己发明出类似的手法。
发表于 2017-10-5 18:22
