战列舰
标题: [原创]日机大杀器Mk14瞄准具工作原理简介 [打印本页]
作者: mathewwu 时间: 2012-3-28 13:31
标题: [原创]日机大杀器Mk14瞄准具工作原理简介
本帖最后由 mathewwu 于 2021-2-22 22:40 编辑
根据美海军官方发布的《二战防空作战纪要》,40mm及20mm机炮共击落了六成的敌机(1360架),而这两种机炮所依赖的瞄准具就是麻省理工教授Draper博士团队在战时紧急开发出来的Mk14自动提前角瞄准具。这Mk14只有一个鞋盒大小,可以装在像20mm这种轻型防空炮上,所以昵称“博士的鞋盒“,接着海军又以它为核心开发出可以遥控多座轻重防空火炮的Mk51指挥仪。下面就是Mk14的后及前视图,图上可以看见它背面的方形瞄准镜窗,图下是前方的圆形物镜:
[attach]5756[/attach]
射击移动种目标的最大问题是,除非弹丸飞行的速度比目标快上千百倍,否则弹丸到达瞄准原点时目标已经离开原点一段距离了。古人用弓箭射飞鸟就知道要瞄准鸟头前方,箭射到飞鸟行进的高度时才不会错失。这个瞄准鸟头前方的动作就是射击提前角或前置角的概念。本来弓箭手眼到心到手到三下配合就可以玩得转的技巧,为什么到了飞机与高炮的时代就表现不好了?那是因为飞鸟通常维持水平飞行,但是飞机对地或海面目标攻击却常采用俯冲姿态,也就是水平与垂直同时移动。又炮弹虽然飞得比箭要快,但火炮射程愈来愈远加上飞机速度愈来愈快,这个提前量的移动角度与幅度也愈来愈大。下图红黑线的夹角就是射击提前角:
[attach]5743[/attach]
最早的防空武器采用的是像蛛网状的同心圆式准星,占孔通过圆心的连线是炮口射击线,射手则凭经验把目标放在同心圆的某个外圈来决定射击的提前角:
[attach]5742[/attach]
这就是安装同心圆式准星的20mm厄利孔机炮:
[attach]5762[/attach]
到了二战时,射击提前角的变化已经大到无法单靠人的眼脑手测算及反应的地步,这时物理与机械的天才就上场了。他们在瞄准具内放置了靠压缩空气驱动的两个陀螺仪,一个管水平一个管垂直。当瞄准具位置归零(也就是炮口打平射界对中)时启动陀螺仪,两个陀螺分别维持水平及垂直方向恒速转动。此时如果上下左右移动瞄准具(也就是炮口)对准移动中的目标,内置的两个陀螺会随着瞄准具的移动产生进动现象(进动precession,基本物理学名词,请自行百科。)测量这两个进动量就可得到相应的水平及垂直提前角。炮口移动得越快,进动量越大,也代表提前角越大。那时没什么微电子技术,基本就是用机械感测,感测之后也不用输出到什么复杂的机械式计算机,而是通过杠杆各驱动一面有转轴的平面透镜,对应水平提前角的旋回镜;与对应垂直提前角的俯仰镜。Mk14的内部构造如下图所示:
[attach]5757[/attach]
炮手是透过装有这两面镜子的瞄准窗追踪瞄准敌机的。但是两面透镜再怎么随着提前角旋转自身的镜面角度,炮手是无法凭自然光目视判读镜面反映出来的提前角的,这时天才的巧思又上场了。他们在瞄准具内装了一个分划投影灯管,把一个分划光环先投影到旋回镜上再反射到俯仰镜上,当两面镜子随提前角转动时,这个光环便会在镜窗内上下左右移动,炮手只要推动装有这种瞄准具的火炮或指挥仪,把敌机影像套进照准光环内就可开火:
[attach]5749[/attach]
下面两张图显示火炮及瞄准具的俯仰旋回位置归零时,两面反射镜面角度都是45度,投影光环位于镜窗正中,与炮口方向一致:
[attach]5751[/attach]
[attach]5744[/attach]
下面两张图显示,敌机向下移动,炮手推动炮口向下移动追瞄敌机,这时俯仰镜面开始旋转,反映提前角的光环则移向镜窗上方。由于炮口指向永远位在镜窗正中,所以把敌机套进上移的光环就等于向敌机下降的前方照准开火:
[attach]5755[/attach]
[attach]5748[/attach]
同理炮口向上移光环则向下移:
[attach]5754[/attach]
[attach]5747[/attach]
下面两张图显示敌机向右移动,炮手推动炮口向右移动追瞄敌机,这时旋回镜面开始旋转,反映提前角的光环则移向镜窗左方。由于炮口指向永远位在镜窗正中,所以把敌机套进左移的光环就等于向敌机右飞的前方照准开火:
[attach]5752[/attach]
[attach]5745[/attach]
同理炮口向左移光环则向右移:
[attach]5753[/attach]
[attach]5746[/attach]
瞄准具上还有距离设定旋钮,但由于本近防系统采用接近直线的火炮弹道,在设计有效射程内弹道曲率变化不大,再加上主要火控变化因素的提前角已被掌握,距离准确性相对不那么重要。通常由炮手根据机型在光环内的大小来粗略测距,再简单以高中低三段调整炮口俯仰值,如连续追瞄射击中来不及调整也可凭借弹尾弋光来修正测距误差。下图从上到下分别为零式、99舰爆与一式陆攻位于3000码上时在光环内的大小:
[attach]5750[/attach]
陀螺仪动力部分的设计也很优秀,采用压缩空气驱动不仅启动快转速稳,省去复杂的微型电动马达与重量,也避开马达断电及电压不稳的问题。下图就是陀螺仪内靠空气喷吹外缘扇叶片致动的转子,与小孩儿玩的纸风车使用同样的转动原理:
[attach]6188[/attach]
Mk14从1942年开始直接安装在20mm机炮上取代原有的同心圆式瞄准具:
[attach]5740[/attach]
Mk14瞄准具也安装在Mk51单人手操机炮指挥仪上同时遥控多座多种防空炮台对付同一目标。下图是1942服役,控制40mm炮击落最多日机的Mk51指挥仪,顶上就是Mk14瞄准具:
[attach]5759[/attach]
50年代国府海军操作美制舰艇上的Mk51指挥仪:
[attach]5758[/attach]
1943年服役的Mk52加装了Mk26测距雷达取代目视测距,Mk14瞄准具则被更先进的Mk15取代。Mk15除了可接收雷达测距连续修正弹道之外,还可修正风力及本舰位移带来的误差。而雷达信号不但可直接显现在镜窗内,必要时更可遮蔽影像直接用雷达光点在镜窗内对中来照准:
[attach]5763[/attach]
1945年服役的Mk57换装更先进的Mk34雷达测距及追踪系统,具有全天候作战能力。作为轻防空武器的指挥仪,为求不占空间及精简物资,仍然是单人手操形式:
[attach]5760[/attach]
1945年服役的Mk63,仍然是单人操作,但Mk34火控雷达天线已改装在炮座上。二战后Mk63主要配合双3“快炮防空,下图Mk63的瞄准具是更新的Mk29:
[attach]5761[/attach]
Mk51这一系列下来的陀螺瞄准具单人指挥仪堪称是现代轻型火炮光电火控系统的鼻祖,1967年生产用来搭配“简化点防御导弹系统(BPDMS)“发射海麻雀对空导弹的M115指挥仪,还是使用Mk51的单人手操式台座与Mk29瞄准具,为海麻雀提供发射提前角及修正参数,与二战时期的设计概念基本没有改变。同样为了精简系统,雷达天线还是架在台座上由射手一体推动照准。注意为平衡前方巨大的照明雷达天线重量,长长的配平杆一直延伸到射手身后:
[attach]5741[/attach]
本篇完。
推荐阅读:[战史档案] 从靶场走向战场:二战美国海军高炮训练回忆录
作者: LeSoleil 时间: 2012-3-28 21:49
测量这两个进动量就可得到相应的水平及垂直提前角。
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能否理解为需要炮口跟随目标一段时间,以炮口的相对运动角速度获得目标的提前角?
作者: mathewwu 时间: 2012-3-28 23:37
本帖最后由 mathewwu 于 2012-3-28 23:54 编辑
L'Soleil 发表于 2012-3-28 21:49 
能否理解为需要炮口跟随目标一段时间,以炮口的相对运动角速度获得目标的提前角?
不需要。当陀螺仪开始稳定旋转后,任何移动炮口(及瞄准具)的动作都会使陀螺产生进动,也就立即带动杠杆联动镜面移动光环。对付近距离大角度高速度的目标,如果有时间差就拖慢反应了(这里当然多少会有一些,好像是从停顿到取得角度会有2度的阻尼,但也就是一瞬间的事吧,只要不停下瞄准具移动或反向移动,阻尼迟滞就不会再发生。)
作者: ACUMV 时间: 2012-3-29 09:28
没调节光圈测距的功能的话对于航向和炮口指向夹角很大的飞机命中率就斯巴达了吧.......
作者: mathewwu 时间: 2012-3-29 12:32
ACUMV 发表于 2012-3-29 09:28 
没调节光圈测距的功能的话对于航向和炮口指向夹角很大的飞机命中率就斯巴达了吧.......
...
Mk14就是因为没有高阶测距才能做到只有一个鞋盒大小,若是像下图Mk63系统那样加上雷达测距,虽然甲板上还是个衣柜大小,舱下就可要多出个电子套间了:
[attach]5815[/attach]
不过Mk14出世时飞机时速还不高,目视测距不够准还可以依靠实战时的弋光弹修正,斯巴达一点不打紧,并竟美国的工业能量一年生产十万只“鞋盒“还可以,一年要生产十万套雷达那就悲剧了。
作者: ACUMV 时间: 2012-3-29 16:12
mathewwu 发表于 2012-3-29 12:32 
Mk14就是因为没有高阶测距才能做到只有一个鞋盒大小,若是像下图Mk63系统那样加上雷达测距,虽然甲板上还 ...
仔细看后发现还是有调节测距的,另有一名测距员。不过功能上MK14要比飞机用的MK18简单点,具体使用方式也多少不同...
作者: mathewwu 时间: 2012-3-29 17:20
我一直奇怪开发Mk-14陀螺火炮瞄准具的Draper博士为何没有开发诺顿陀螺轰炸瞄准具的诺顿有名。
我错了,是我孤陋寡闻。Draper博士被人们记住的是为美国国家航天局开发阿波羅計畫登月艇与指挥艇的AGC惯性导航电脑(集成电路),4个鞋盒大小。英文危机说美国人当他是“惯性导航之父“,看来他真把陀螺仪玩透了。
作者: c47 时间: 2012-3-29 21:29
好东西...学习了!
另外我想保存这个帖子到硬盘....为什么再打开的时候没有图了?!
作者: mathewwu 时间: 2012-3-29 23:28
c47 发表于 2012-3-29 21:29 
好东西...学习了!
另外我想保存这个帖子到硬盘....为什么再打开的时候没有图了?! ...
抱歉帮不上忙。你试试粘贴。
作者: Shinichi 时间: 2012-4-3 10:29
顶楼的倒数第三张图片看上去是在马萨诸塞号上照的啊。我去的时候同一角度似乎已经没有看到那个瞄准仪了。
作者: mathewwu 时间: 2012-4-3 11:09
本帖最后由 mathewwu 于 2015-10-11 23:13 编辑
Shinichi 发表于 2012-4-3 10:29 
顶楼的倒数第三张图片看上去是在马萨诸塞号上照的啊。我去的时候同一角度似乎已经没有看到那个瞄准仪了。 ...
希望是送去保修了。貌似是硕果仅存的了,莫说实物,连Mk57的照片都很难找到。这张的Mk34雷达盘状天线还有个外盖,更是少见。
P.S. Mk 57是是霍普金斯大学T团队开发的,也属于陀螺感应提前角的单人手操机炮指挥仪。楼上的图只是舱面设备部分,下舱还有雷达主机和机械计算机。
作者: xsuny马甲 时间: 2012-4-13 11:24
本帖最后由 xsuny马甲 于 2012-4-13 11:29 编辑
mathewwu 发表于 2012-3-29 12:32 
Mk14就是因为没有高阶测距才能做到只有一个鞋盒大小,若是像下图Mk63系统那样加上雷达测距,虽然甲板上还 ...
科普好文
请问LZ,主贴的最后一张图 这玩意原理是双目的吗
作者: mathewwu 时间: 2012-4-13 11:52
xsuny马甲 发表于 2012-4-13 11:24 
科普好文
请问LZ,主贴的最后一张图 这玩意原理是双目的吗
单双均可,眼睛不必贴上视窗,像战斗机HUD平视显示光学瞄准器的投影显示方式,只是Mk14靠电池的投影灯光度有限,反射镜做得小而且要加上外罩遮光。
作者: mathewwu 时间: 2012-4-13 11:55
xsuny马甲 发表于 2012-4-13 11:24 
科普好文
请问LZ,主贴的最后一张图 这玩意原理是双目的吗
抱歉,你问的是1楼最后一张图的Mk29瞄准镜,那是单眼的。
作者: nhlknzy 时间: 2013-3-8 13:27
满世界寻找,终于看到楼主好文,谢谢
作者: 不败之类 时间: 2013-3-15 15:02
mk14的原理不是说美国一直列为机密,到现在都没有解密么?这个找了好久了。
作者: mathewwu 时间: 2013-3-15 17:29
不败之类 发表于 2013-3-15 15:02 
mk14的原理不是说美国一直列为机密,到现在都没有解密么?这个找了好久了。 ...
网上有OP1040操作手册。
作者: 穿越=火线 时间: 2013-3-29 00:25
信息量对新手来说却是很大。
作者: 史大白乎 时间: 2013-3-29 10:01
长姿势了,谢谢LZ。MK63对舰载攻击机多少发命中一次?
作者: mathewwu 时间: 2013-3-29 15:50
本帖最后由 mathewwu 于 2020-8-16 12:40 编辑
史大白乎 发表于 2013-3-29 10:01 
长姿势了,谢谢LZ。MK63对舰载攻击机多少发命中一次?
没有见过纪录,但NAVAL WEAPONS OF WWII说比MK51高出几倍,应该是实验数据。(据老佛爷Naval Anti-aircraft Guns and Gunnery, MK63的日间作战效率是MK51的4倍,在夜间MK63的效率同MK51的日间效率。
作者: sallybb 时间: 2014-3-22 00:19
真是天才发明,本人受教了
作者: 123456 时间: 2014-3-23 12:47
好文章,学习了。
作者: 彼岸花火~ 时间: 2014-3-23 21:23
长姿势了,真是实用的发明
作者: Maecenas 时间: 2014-3-27 09:47
谢谢楼主科普
作者: davidtao13 时间: 2014-3-28 11:43
感谢楼主科普~
作者: 苍山草 时间: 2014-4-26 23:59
学到东西了。谢谢
作者: laoziluanlai 时间: 2015-2-19 16:51
如果這樣的技術在戰前各國普及,再加上電驅動的馬克沁機槍,是不是航母就沒戲了啊?
作者: oldcat 时间: 2015-2-20 07:24
实际上还是要保持稳定跟踪一段时间的
不稳定的跟踪会导致瞄准光环跳动
从而影响精度
作者: 小巫女 时间: 2015-2-20 17:53
涨姿势了! 谢谢楼主
作者: laoziluanlai 时间: 2015-3-4 08:14
請問mathew,Mk18、K-14與Mk14有甚麼不用嗎?
另外,二戰中其它國家有沒有類似的裝備?
作者: mathewwu 时间: 2015-3-5 00:10
本帖最后由 mathewwu 于 2015-3-5 00:15 编辑
Mk 18/K-14空战瞄准具和Mk 14高炮瞄准具的基本原理都一样,都使用陀螺测量目标前置角及使用投影光环准星。
高炮瞄准具置于地面不动或置于舰上少量运动(相对于空中飞行目标),为求简单好使,原始系统设计就不处理自身运动问题,要到第二代才加入舰体姿态参数,又近距离防空是被动的,目标几乎都是冲着我舰而来,其攻击航线的可预测性较高。
而空战瞄准具的载体飞机则持续进行高速及高G力运动,而且是我机与目标都同时运动,系统要同时处理双方的运动向量,此外能瞄准上目标多数是咬尾追击,敌机必然做出一切可能的机动来摆脱,这表示可预测性较低。
基于这些因素,空战瞄准具必须比高炮瞄准具拥有更高的精度、更快的反应、与更多的计算能量。这也就是同一基本原理的高炮瞄准具比空战瞄准具要晚1年开发(1940 vs. 1939),却领先后者1年在1942年底就服役了。
二战中没有其它國家有類似的裝備。
作者: a5mg4n 时间: 2015-3-5 02:29
這種陀螺瞄具是英國起家的吧?1941年就投入實戰了( Ferranti Gyro Sight Mk I,雖然是望遠鏡式的)
德國也有EZ42瞄具
作者: mathewwu 时间: 2015-3-5 13:32
本帖最后由 mathewwu 于 2015-3-5 13:46 编辑
30楼问的是Mk 18/K-14,就是Ferranti Mk I的第二代Mk II。我说的其他国家没有不是指空战瞄准具而是高炮瞄准具,而且是指使用投影光环准星的陀螺瞄准具。
二战英美军工合作紧密,有的是英国先发想交给美国实现的,有的是英国实现后交给美国量产的,谁的贡献更高难说。
作者: 深山隐士 时间: 2015-3-5 16:00
其他国家高炮用的好像二战中没有吧
作者: laoziluanlai 时间: 2015-3-5 20:55
哈,受教了
作者: STG44突击步枪 时间: 2015-3-5 21:10
纳粹陆军,机关炮瞄准具,马老了解吗?
作者: mathewwu 时间: 2015-3-5 22:20
没特别关注,大概和海军差不多,都是炮架自带瞄准具,不外单人同心圆式和双三人带人工前置角设定的望远镜式吧,炮架不像海军的还带人工稳定或垂摆陀螺自稳,据说人工前置角这种复杂的瞄准具后来也被简化掉了。
作者: 约瑟夫大叔 时间: 2015-4-12 12:50
这个跟其它国家的小口径高炮火控就是代差,美帝威武
作者: yuxwang 时间: 2015-10-7 11:06
简单实用,好设计。这应该是属于扰动式瞄准镜的范畴。
日本人好玩,给出了“斜视式”的名词。Mk57,日本人好象称之为“直视式”,这又是什么呢?
作者: mathewwu 时间: 2015-10-7 14:32
本帖最后由 mathewwu 于 2016-9-7 19:41 编辑
Mk14瞄准具的照门光环在目镜内是上下左右移动的,但毕竟不是传统的瞄准方式,所以下一代的Mk15瞄准具就改正过来了,照门光环放在目镜正中不移动,而将陀螺进动量转去移动目标影像的反射镜,从而反应提前量。如果说Mk14是山不转路转,Mk15就是山转路不转,都还是扰动式瞄准,只是这种传统的直觉瞄准方式很快就能上手,追踪目标更为容易。
Mk15的另一大改进是在光路上插进雷达屏幕影像,目标回波光点可呈现在目镜前(此时光学物镜关闭),同样只要把照门光环套住目标光点就完成瞄准,所以日夜都可以盲射。为了方便寻标及确认,Mk15及后续的此类瞄准具如Mk29等在瞄准具顶上集成一具传统的光学寻标望远镜。高阶的Mk15瞄准具没有像简易的Mk14那样单独装置在人操的20mm/40mm炮侧,而都用来与指挥仪配套,尤其是Mk52/Mk57/Mk63等集成火控雷达的型号。由于有效火控范围达到7000码,较Mk14扩大了约50%,这给予中大型高炮较多的反应时间,所以这些指挥仪还用来控制英美的3至5英寸舰用高平炮。以下是Mk15的光路图:
[attach]19853[/attach]
作者: yuxwang 时间: 2015-10-7 14:58
嗯,是这样的,Mk51有用在5英寸炮的。日本所谓战后第一DD就是这样用的,不过瞄具已经是MK15了。
作者: yuxwang 时间: 2015-10-11 14:07
就以先生贴出的这张MK15瞄准镜光路图来说事。
此图中,陀螺仪进动量应该偏转的是elevation mirror and traverse mirror吧?
假设 elevation mirror 、traverse mirror 和elevation spot mirror 、traverse spot mirror都是固定的,就像开普勒望远镜中的两块棱镜,而RAY TUBE OPTICAL SYSTEM后的两面镜子呈纵横两个轴向(此图中现在都是纵轴,其中之一标注PELLICLE)。如果这样,以陀螺仪的进动来偏转这两面镜子(其实就是透明玻璃片吧),原理应该就是MK14了吧?
作者: yuxwang 时间: 2015-10-11 15:51
接续先生上次的赐教追问。
“Disturbed Line System”这个词组我是简单地理解成“扰动式”了,日本人是说成“斜视式”的。日本人直到MK57才给出了“直视式”(None Disturbed Line System)的称呼的,我理解为“非扰动式”或者“稳像式“了。
先生上次明确说过MK14和MK15都是扰动式的,控制论对于”扰动“的概念就是产生偏移量(前置角)消除的过程,不管是用山转还是水转的方法,因此确认它们是扰动式是没有问题的。其实MK14是照门光环在晃动,而MK15是目标在晃动,对吗?
非扰动式的MK57就不是这样了,它的瞄准镜是没有计算前置量的功能的,它是由专门的部件来计算的,因此对瞄准镜而言,是不存在这个偏移量的,也就没有消除的过程,所以是非扰动的。前置角计算机(lead angle computer)的输出应该送炮令计算机(gun order computer)去调炮的,对吗?
作者: mathewwu 时间: 2015-10-12 22:30
先澄清Mk 14和Mk 15的光路问题:我楼上说的山不转路转的比喻不太恰当,现在重新定义一下。机械瞄准具的准星与照门的概念应该都很清楚了,那么光学瞄准望远镜前方的物镜相当于准星,后方的目镜就相当于照门。在Mk 14的测角光路设计上是准星固定,让照门光环在瞄准窗内移动,在瞄准手移动火炮(或俗称dummy gun假炮的指挥仪)把照门套住目标的过程中由照门的反射镜组测量提前角。在Mk 15的测角光路设计上则刚好相反,是照门固定,瞄准手移动火炮以准星套住目标过程中由准星的反射镜组测量提前角。所以前者是转照门,后者是转准星。
然后来说扰动式瞄准法:根据1958美海军火控教范“26A1. Some relative-rate systems offset the line of sight from the fore-and-aft axis of the sight case by the amount of computed lead angle, so that the sight case itself is aligned with the gun bore axis. These systems are known as disturbed-line-of-sight systems. Most lead-computing sights are of this type. Other systems, however, measure the lead angles and transmit them to a computer which makes up the gun orders, while leaving the sight telescope, fixed in relation to the sight case, in the line of sight. These are known as undisturbed-line-of-sight systems. Gun Sight Mark 15 and Gun Fire Control System Mark 63, which are examples of disturbed-line-of-sight systems, are described in some detail in this chapter. ” Mk 14和Mk 15的瞄准线一样是不与火炮射击线同轴的,所以都是“disturbed-line-of-sight system扰动式”。
最后关于日语“斜视式、直视式”的问题,由于你原先没提到“扰动式、非扰动式”这两组名词在日语中是与前两者对应的,那么我必须撤回40楼对“斜视式、直视式”的解释。至于Mk 57的瞄准法,我先前受 https://www.youtube.com/watch?v=z_HUZSk8c2c 这个影片影响,以为是Draper团队的设计都是“扰动式”的,再经查证才知道是霍普金斯大学T团队开发的,而且正如你所说是“非扰动式”的设计,谢谢你的指正。
作者: mathewwu 时间: 2015-10-12 22:35
补一张Mk 15的机械结构图,配合光路图看得明白一些:
[attach]19857[/attach]
作者: yuxwang 时间: 2015-10-12 23:40
谢谢先生指教,谢谢。
作者: mathewwu 时间: 2015-10-13 00:09
yuxwang 发表于 2015-10-12 23:40
谢谢先生指教,谢谢。
老弟太客气了,是我要谢谢你帮我纠错才对。
作者: yuxwang 时间: 2015-10-13 09:34
先生:
一早醒来想了想,其实Mk52和Mk63也应该有“非扰动”的工作模式的。以Mk52为例,当关闭光路而使用雷达投射的光点时,指挥仪就处于非扰动工作态。起床后,看了看火控原理那本书(Fire Control Fundamentals,http://www.maritime.org/doc/firecontrol/partg.htm),好像真有那么回事。
作者: mathewwu 时间: 2015-10-13 10:47
“扰动”或“非扰动”是以瞄准线为准,而不是在瞄准镜内“感觉”到“直视”就是“非扰动式”的。“扰动式”的瞄准镜座虽然固定在炮座或指挥仪上,但操作时瞄准线与射击线是不同轴的,瞄准线指向目标当前位置,接受指挥后的射击线也就是炮口则指向目标未来位置。
Mk 52的实战照片我没找到,下面这张是Mk 63的,瞄准目标的火控雷达天线指向明显偏离火炮射击轴线。
[attach]19858[/attach]
教范内也有说明:
26D1. General description
Gun Fire Control System Mark 63 is manually operated and is designed to control the fire of 40mm and 30”/50 guns against air targets at ranges from 800 to 7,000 yards. Range rate limits on later installations are plus 350 knots and minus 800 knots. Targets may be tracked either optically or by radar. The radar antenna is carried on the gun mount. The system uses a disturbed line of sight, meaning that while the sight housing and gun barrels are aimed at future target position, the optical line of sight and radar beam remain on the present target position.
[attach]19859[/attach]
作者: yuxwang 时间: 2015-10-15 15:24
先生:
这是MK57的框图,其中前置角计算机是Mk17型?炮令计算机是Mk16型?
作者: mathewwu 时间: 2015-10-15 21:41
Mk 57火控系统的计算机,据老佛爷打飞机的书指出有好几种型号,放在舱内的可切换不同火炮弹道的是Mk 16和Mk 33,装在指挥仪台座上是Mk 17,但这Mk 17是指计算机,书中没有列出瞄准具的型号。
另据https://www.youtube.com/watch?v=z_HUZSk8c2c ,这部1949年的展示影片内Mk 57的计算机是Mk 16,指挥仪瞄准具是如下图的Mk 79望遠鏡式。 我查了一下,Mk 79是一种单纯的通用性质的望远镜式瞄准具,是现成的器材被Mk 57的开发者选中使用,而非特别设计制造的,它的瞄准线是一般的“直视式”,而目标移动量则用指挥仪上的其他设备感应,也许就是内含陀螺的Mk 17计算机,所以整个系统便成了“非扰动式”。
[attach]19875[/attach]
作者: lookheed 时间: 2015-12-20 04:09
请问Mk51就是自己瞄着一架敌机然后把提前量同时输出给多台防空炮台么?如果此时其中某一台防空炮瞄错了目标那他其实是完全找不到提前量准星在哪里的吧...还是说即使对着一座山瞄准具里也会显示着Mk51测出来对目标飞机该有的提前量?
另外陀螺仪的工作会不会被主炮副炮射击时候的巨大震动干扰导致误差呢?
作者: mathewwu 时间: 2015-12-20 12:12
不仅陀螺仪,所有机械电子设备多少都会受震动影响,作战前后都要校正。但在作战时就走位偏差到不能使用的东西一开始就不能让它服役。
指挥仪(含计算机)控制火炮瞄准有两种方式:
一种是RPC远程动力遥控,炮手完全不用瞄准,通过同步马达控制炮口高低左右,指挥仪教你朝哪打就朝哪打。
另一种是人工随动指挥仪传来的瞄准参数仪表动作,只要操作随动手轮的参数设定手不离谱,那么瞄准手望远镜内的目标位置就不会偏差太多,这时瞄准手只要确定十字准星持续压在目标上就完成瞄准待命击发,若有偏差可微调。
作者: mathewwu 时间: 2015-12-20 14:57
本帖最后由 mathewwu 于 2019-10-16 00:29 编辑
下面这张就是伯福斯接受指挥仪RPC远程动力遥控射击的典型照片,可以看出右边的后备炮手站立着观战,右脚踩踏在瞄准手座椅上。那个环形瞄准具,圆形手轮,和椅子前的击发踏板是失去动力遥控后,改用手动操炮的设备。

作者: 公民 时间: 2015-12-20 16:46
好文章,学习了
作者: lookheed 时间: 2015-12-20 17:11
本帖最后由 lookheed 于 2015-12-20 17:23 编辑
感谢大师解惑~没想到居然自动化到如此地步,和对面男人们的防空炮比起来盟军的这一票防空火刺猬名不虚传啊...
另外既然Mk51是同时指挥多个炮位,那相距指挥仪比较远的炮位瞄准所需要的提前量和指挥仪算出来还是有所不同的吧,各个炮位也有各自的修正呢还是啥都不管了反正距离不会太远先把弹幕打出去再说?
如果是有各自的修正值的话感觉好像会很复杂,毕竟不是像主炮炮塔那样只对远距离而且相对来说比较低速的目标射击...
作者: mathewwu 时间: 2015-12-20 22:56
免称大师。
有必要齐射的主副炮指挥仪可同时控制多座,Mk 51这类近防指挥仪通常只控制单座火炮(不论几联)。但不论单多,为避免射击的烟焰和爆音影响瞄准,指挥仪都设在较炮座高的位置。这样瞄准线高出射击线的情况下(这里先不考虑各种提前量的因素),炮弹就会打在瞄准点下方,同样指挥仪也许位在炮位的左方,那么炮弹就会打在瞄准点右方。
这个因为不同轴线所产生的落点角度差叫做视差或位差(parallex),在炮术上要进行调整,不但每座炮位的调整角度都不同,并且随着距离还会有所不同。位差的调整和其他弹道因素(包括提前量)都是标准火控计算程序中的一环。这个问题请参考老帖: http://www.warships.com.cn/thread-5060-1-1.html 7楼和9楼。炮术是很细腻的,位差调整在一战时就出现了: http://www.warships.com.cn/thread-3356-1-1.html 看5楼及6楼。
作者: srx00000 时间: 2015-12-21 03:15
請問吳老,這類火控流程,有沒有什麼書籍文獻是以圖像來呈現表示的?只看文字實在有些難以想像實際是如何運作。
作者: mathewwu 时间: 2015-12-21 10:21
本帖最后由 mathewwu 于 2019-10-16 00:30 编辑
战舰火控系统:重要网址及书目
http://www.warships.com.cn/thread-3239-1-1.html
(出处: 战列舰)
第1,2本書. 第二本圖文並茂, 可惜有一節佚失.
作者: srx00000 时间: 2015-12-21 12:59
本帖最后由 mathewwu 于 2019-10-16 00:31 编辑
感謝吳老解答!
作者: a5mg4n 时间: 2016-1-20 04:37
不知道這個時代的指揮儀可否同時控制多種火炮?
[attach]20114[/attach]
[attach]20115[/attach]
50年代許多加拿大的DDE混合安裝英製3"/70(前)和美制3"/50(後)速射炮
配合一套MK69(3"/70用)和一套MK64(3"/50用),如此要用所有火炮射擊同一目標時不知能否以單一指揮儀同時對兩種計算機輸入,
或是一種計算機同時輸出兩種前置角?
還是像準無畏時代那樣兩套火控並行總有點怪異
作者: mathewwu 时间: 2016-1-20 18:51
MK69射控系統的MK47計算機對同一目標可以輸出兩種射擊參數,所以同時控制3"/70和3"/50應該不是問題,此時的問題是3"/50炮座是否有RPC交聯MK69系統的能力。
MK64則是炮側瞄準具,在一般定義下不稱之爲指揮儀,而且只控制本炮座射擊,應該不能同時控制不同炮座及火砲。
如果射控輸出入界面設計周到,這些50年代有RPC的3"/50的應該可以交聯MK69系統接受控制,而且不會是困難的事。另一方面估計MK64系統不能控制3"/70,因爲MK64設計目的就是簡化一對多的指揮儀功能來作為單座炮的炮側瞄准具,省略掉的正是有關其他砲座的前後位差及彈道差異的測算問題。
以上回答只是從系統架構上來判斷,並無詳盡規格資料來支持説法。
作者: 小丘丘Hi 时间: 2016-1-27 18:37
多谢大神科普受教了
作者: xxfzero 时间: 2016-2-13 16:18
本帖最后由 xxfzero 于 2016-2-13 16:33 编辑
Hi, 楼主,我对这句话有质疑:
"瞄准具上还有距离设定旋钮,但由于本近防系统采用接近直线的火炮弹道,在设计有效射程内弹道曲率变化不大,再加上主要火控变化因素的提前角已被掌握,距离准确性相对不那么重要。"
我认为测距是必须的,提前角正比于敌机角速度和炮弹抵达时间,前者由瞄准具角速度代替, 实际测量由陀螺给出, 后者由距离近似代替, 由瞄准环给出. 由此,提前角就由陀螺和测距共同给出, 距离准确性将直接影响提前角准确性.
我猜测你可能认为测距是用于给出炮弹(因重力而产生)的下落量, 是并列于提前角的火控参数, 故而说弹道平直从而测距不那么重要, 而我认为提前角就由陀螺和测距共同给出.搜索
作者: mathewwu 时间: 2016-2-14 22:34
我的原话是“距离准确性相对不那么重要”而不是你说的“测距不那么重要”。
作者: 企鹅骑士 时间: 2016-2-14 22:59
lookheed 发表于 2015-12-20 04:09
请问Mk51就是自己瞄着一架敌机然后把提前量同时输出给多台防空炮台么?如果此时其中某一台防空炮瞄错了目标 ...
陀螺仪的工作会不会被主炮副炮射击时候的巨大震动干扰导致误差呢?
防空作战时用不到主炮,用主炮时防空系统也不会工作,陀螺仪处于锁止状态。
作者: xxfzero 时间: 2016-2-15 13:38
本帖最后由 xxfzero 于 2016-2-15 13:39 编辑
这个文字的使用么,求同存异吧. 实际上我主要想提出的是测距和提前角的因果关系.
关于这一点, 你是否同意我的观点, 即"提前角由陀螺和测距共同给出"?
如果你同意这一点, 那么我认为你原文的一句话"再加上主要火控变化因素的提前角已被掌握,距离准确性相对不那么重要"是不对的. 1) 一则,没有距离参数之前, 提前角是算不出的的. 2) 二则, 粗略的讲, 提前角正比于角速度的测量值和距离的测量值, 假设角速度有5%的误差,会给提前角带来5%的误差, 假设距离有5%的误差, 也会给提前角带来5%的误差,原因无它,公式里角速度和距离的幂次都是1而已. 由此, 距离的准确性和角速度的准确性同等重要, 而非"不那么重要"
作者: mathewwu 时间: 2016-2-15 14:52
我的原话中有关距离和测距的部分全在这里了,重贴一次,之后我也不再回复这个话题:
“瞄准具上还有距离设定旋钮,但由于本近防系统采用接近直线的火炮弹道,在设计有效射程内弹道曲率变化不大,再加上主要火控变化因素的提前角已被掌握,距离准确性相对不那么重要。通常由炮手根据机型在光环内的大小来粗略测距,再简单以高中低三段调整炮口俯仰值,如连续追瞄射击中来不及调整也可凭借弹尾弋光来修正测距误差。”
作者: yuxwang 时间: 2016-3-24 21:08
先生在开篇曾经提到:
“1943年服役的Mk52加装了Mk26测距雷达取代目视测距,Mk14瞄准具则被更先进的Mk15取代。Mk15除了可接收雷达测距连续修正弹道之外,还可修正风力及本舰位移带来的误差。而雷达信号不但可直接显现在镜窗内,必要时更可遮蔽影像直接用雷达光点在镜窗内对中来照准:”
我的问题是,既然Mk26雷达只有测距能力,没说能提供方位角和俯仰角参数。那么如何可以实现遮蔽瞄准镜的影像,用雷达光点在镜窗中照准射击(不是雷达盲射吗?)。
Mk63射击指挥仪不同,其配套的Mk34雷达是能提供方位角和俯仰角参数,该型雷达就是Mk28的高频升级版。维基百科是写明Mk63射击指挥仪可以用雷达盲射的。
作者: mathewwu 时间: 2016-3-25 14:20
本帖最后由 mathewwu 于 2016-3-25 14:42 编辑
在40楼贴出的Mk15瞄准具的光路图上可以看到,阴极管上的雷达光点会被映射到瞄准线上,代替目标实体光学影像作为瞄准基准,引发陀螺进动作用取得目标上下左右移动的角速率,再根据雷达测得的距离解出方位和俯仰的提前角。至于雷达本身的确只测量目标距离。较详细的瞄准具与雷达连结作用的说明请参考美军火控教范1958版26C3. Functional description章节的最后一段。
Mk 63指挥仪最先使用的瞄准具就是Mk 15,战后才改用Mk 29瞄准具。
附带提一下,最先使用Mk 15瞄准具和Mk 26测距雷达的Mk 52中程防空指挥仪(有效火控距离7500码)是否有盲射能力?我暂时没查到出处,IIRC,初期型好像只有有限盲射能力,但Mk 52实际就是Mk51Mod3,战时改型(Mod)和部件改装(Ordalt)甚多,资料很难核实。
作者: mathewwu 时间: 2016-3-25 21:10
续上:
我查到老佛爷打飞机书上引用一位Dr. Raymond Cheung的注脚,说Mk 52没有盲射功能。而Mk 52装Mk 26测距雷达的最大好处是使得DE和SS的5寸与3寸炮可以拥有一座高平两用的火控指挥仪。
不过Mk 63及其前身Mk 58都是立基于Mk 52(以及其上的Mk 15陀螺瞄准具)开发出来的,具有盲射功能的防空指挥仪。虽然Mk 63配备的Mk 34雷达(前身为Mk 19及Mk 28)可以测距及测角(高低及左右),但方位和俯仰的提前角还是靠陀螺瞄准具测得的角速率所求取的。从前后文来看,Mk 57的测角也和雷达没关系,也是靠陀螺瞄准具得到提前角。
作者: yuxwang 时间: 2016-3-25 23:06
今天去看了看炮术的26章,对照40楼的光路图,学习了一下。临睡前将理解的汇报一下,不知道对否?请先生指教。
雷达光点是阴极射线管经过反射镜投影到薄膜。操作瞄准镜置光点保持于分划中心的过程使陀螺产生进动信号,经“pick off”变压器(我不知道它的正式的名字)获取、得到电信号,驱动雷达天线的驱动部件偏转天线(始终照射于目标)。
问题是雷达光点是否投影到分划中心,应该和陀螺仪无关,只和雷达天线指向相关。?
作者: yuxwang 时间: 2016-3-25 23:30
本帖最后由 yuxwang 于 2016-3-26 08:42 编辑
这话不准确,陀螺没有偏移光点,但陀螺的信号偏移了天线。
MK57的雷达真的没有提供前置角吗?火控原理的框图有雷达设备的控制量进入前置角计算机的。
作者: mathewwu 时间: 2016-3-26 11:03
“The images are worth than a thousand words”,若是没有手册的图片帮助,光看文字真是难以理解。我手上还没有Mk 15的手册,先用这张图代替,虽然瞄准具型号还未确定,但我相信是Mk 15的众多改型或过渡到Mk 29之间的同一原理性能的产品。此图表示出在瞄准镜内使用光学对实体目标影像的瞄准方式(上);以及使用呈现在镜内的雷达光点来瞄准的方式(下):
[attach]20474[/attach]
既然Mk51/52/57/63等中近防空指挥仪还是人操的,即使有雷达,我的了解是还是要人工上下左右推动指挥仪-瞄准具的台座,像上图那样将照门框住目标影像或雷达光点,然后一直保持框住的状态,凭着移动瞄准具使得陀螺仪感测到角速率解出前置角。至于楼上那张Mk 57指挥仪的框图,其中Lead Angle Computer应就是以陀螺仪为核心的Mk 17计算机,可以看到雷达只向Mk17输入Range距离,而Mk 17却向Gun Order Computer炮令计算机输出Lead angles前置角,注意是复数,表示含俯仰和方位,或者说含垂直与水平前置角。
同一速率下移动角度的变化,距离越远越小也越不容易测准,所以Mk 57 / Mk 63这种设计为中距离(7500码)防空的系统必须获得较精确的距离变化,而不能像使用Mk 14瞄准具那种最远有效距离不超过4000码的系统那样,仰赖近距离快速变化且较易测准的角度为主而距离只须大致估算来解出前置角。当然除了精确测距之外,使用雷达的另一个好处是光点可以作为盲射的瞄准标的。
作者: mathewwu 时间: 2016-3-26 11:35
是。在初始瞄准阶段,由于中近距离飞机移动角度范围相对较大,如果光学或雷达的视角太小会不容易捕捉到目标,就所以在瞄准镜内目标影像或光点(即使有单管望远镜为雷达寻标)并不会立即落在分划中心,而还是要人推动指挥仪瞄准镜将影像或光点框套住。"pickoff"此间有译为“传感器”的,显然是Mk 15的进动量感应是电力式的而非Mk 14的机械式。
作者: yuxwang 时间: 2016-3-26 16:36
Pick off直译有拾取的意思,我不知道有没有“取样变压器”一说。电机学早就还给老师了,惭愧。取出的电信号是一个电位(电势)信号。
《Naval Ordnance and Gunnery》一书的26章B部分有介绍,还没仔细看。
作者: yuxwang 时间: 2016-3-28 07:57
本帖最后由 yuxwang 于 2016-3-28 08:05 编辑
因为无法上图的原因,只能在贴子里向先生请教。下图就是那个所谓的辅助火控计算机。坂田秀雄的文章中是说此物用于对海射击,且此时Mk51射击指挥仪是不用的,使用来自测距仪的数据。
[attach]20510[/attach]
此物件还应用于Mk52系统中。Mk52的火控计算机有两部,Mk6和Mk13。关于它们的用途,《火控原理》那本书有提及。Mk13应该只是用于装定引信,无论对线性速率目标和相对速率目标,都要使用。Mk6则不同,只在对付线性速率目标时使用。
[attach]20511[/attach]
这是对付非线性速率目标工作模式时的数据流框图。
[attach]20513[/attach]
这是对付线性速率目标工作模式时的数据流框图。不过我认为这张图有小瑕疵,输入辅助计算机(MK6)的本舰数据两个都是“本舰航迹”,这是不对的,其中一个应该是“本舰速度”。
作者: mathewwu 时间: 2016-3-28 14:19
本帖最后由 mathewwu 于 2016-3-28 19:00 编辑
果然是一图胜于千言万语。我自已在读火控资料时,若没有图片辅助,也常不得其解。楼上这两个流程图恰好解释了美军二战DE及PF的简易火控系统,虽然该系统是以Mk 52近中距离防空指挥仪为主体,不过为了兼顾3"/50或5"/38主炮对海射击,另外也增加了光学测距仪、对海火控计算机和参数传输设备。以下是USS Slater纪念舰的实物照,舰桥上有测距仪和指挥仪,内舱的计算机则是Mk 2 Gun Order Corrector,和楼上的Mk 6比较起来外观大同小异,输入的旋钮都是10个左右,表示能处理的火控参数及输出性能也是同等级的。
[attach]20514[/attach]
[attach]20515[/attach]
谢谢你指出原书制图的错误,另一个输入的确应是"own ship’s speed"。
借此楼给初学的朋友科普,上贴所指“线性速率目标”与“非线性速率目标”是美海军火控术语,前者通常指水面舰艇或均速平飞的飞机;后者是指移动角度变化较大的如俯冲的飞机,前者坐标可视为二维的,后者则是三维的,两者预测及解算弹道的方式不同,当时的机电计算技术要整合两者为一体,在成本及体积重量上有困难,所以DE/PF上的中近距离防空火控虽然与大型舰同级,但对海就很寒酸了。
作者: a5mg4n 时间: 2016-7-17 00:19
https://books.google.com.tw/book ... a%20Gun&f=false
1945年7月的Popular Science雜誌就大致描述了MK14的工作原理,這時連二戰都還沒結束
作者: mathewwu 时间: 2016-8-23 15:02
关于陀螺瞄准具所感应的前置角可否提供给不同火炮的问题,答案是可以。但单纯的前置角不能直接装定在火炮上射击,必须加上许多弹道因素,其中最重要的是射程远近高低所带来的不同炮弹飞行时间以及不同的弹道弧度。参考OP1188射表,40炮和76炮水面射击5千码的炮口仰角/飞行时分别是5度36分/11.27秒和3度26分/8.5秒,对空射击还牵涉到复杂的超越射角(superelevation)。撇开弹道弧度不谈,光是对应弹道飞行时间所要取的前置角就不同,所以火控设备的测量或计算单元也不会完全一样。
由于Mk51 Mod 2指挥仪的测算机构都是Mk 14瞄准具,所以用来指挥不同火炮时,搭配的Mk 14瞄准具Mod也不同,差异就在测算单元。根据OD4429,用在指挥76炮时是Mk14 Mod 9,可是有效火控距离只有3600码,不比40炮的3200码远多少,而且只能应付时速250节的目标。Mk14只适合近程作战,所以下一型的Mk15陀螺瞄准具就将距离推到7500码,目标时速也推到对向600节和横向350节,指挥起76炮和127炮更能发挥中距离防空火力,这时搭配的Mod自然也要配合不同弹道设计。
此彩照是搭配Mk15的Mk51,瞄准具和指挥仪两者的Mod都不清楚。从彩图中央的小手摇柄来看,距离还是由手动输入,整体系统不是最高阶的,PF上的Mk51 Mod 3应该接近此型。[attach]21035[/attach]
此线图是Mk 63火控系统内的Mk 51 Mod 6指挥仪,瞄准具是Mk 15 Mod 12,用来控制四联40炮,注意距离手柄的位置被一具Mk2距离接收器所取代,表示距离是自动接收火控雷达的数据。Mk 63是二战末期最高阶的防空火控系统。[attach]21036[/attach]
作者: lookheed 时间: 2016-8-23 18:45
对于安装在厄利孔上的MK14我还有点疑问
按照顺序是
第一步:炮手通过转动火炮追瞄飞机来使得陀螺仪测得目标的移动速度。
第二步:MK14把测到的变量转换成需要瞄准的提前量最终通过偏移瞄准具上准心的位置来告知炮手。
第三步:这时候炮手只需要把偏移后的准心重新套住目标然后开炮就可以了。
当然其实这三步是同时都在进行的。我这么理解不知道对不对~
但是在炮手在执行第三步时就必须更加快速的转动火炮来使得已经改变了位置的准心重新套住目标,这个动作会不会使得(第一步)陀螺仪测量出的速度比目标实际速度更快。最终使得准心越偏越远?
作者: mathewwu 时间: 2016-8-23 19:37
lookheed 发表于 2016-8-23 18:45
对于安装在厄利孔上的MK14我还有点疑问
按照顺序是
第一步:炮手通过转动火炮追瞄飞机来使得陀螺仪测得目 ...
你的理解正确。你的问题在2,3,28楼有回复。
作者: yuxwang 时间: 2016-8-23 21:32
以前先生说过,由图来配合说明的重要性。这张控制流程图就是Mk63火控系统的。
作者: yuxwang 时间: 2016-8-23 21:45
Mk63后来是配Mk29瞄准镜的,不过没有看到照片。《火控原理》里面倒是有一幅插图,摘出来,请先生看看。
作者: mathewwu 时间: 2016-8-23 22:09
yuxwang 发表于 2016-8-23 21:45
Mk63后来是配Mk29瞄准镜的,不过没有看到照片。《火控原理》里面倒是有一幅插图,摘出来,请先生看看。 ...
顶楼Mk 63指挥仪上的瞄准具是Mk 29,但台座还是常见的Mk51式,与你贴出的底座不同。
作者: yuxwang 时间: 2016-8-24 08:43
本帖最后由 yuxwang 于 2016-8-24 08:58 编辑
Mk51、Mk52和Mk63都是利用陀螺仪的进动特性来计算目标运动提前量的。从三者的发展顺序和系统的复杂程度来看,的确是Mk63最为复杂,也最为高阶。前面先生讲过Mk52实际就是MK51Mod3,我倒是有点不同认识,以为在是Mod3基础上再结合了雷达测距的功能。Mk63就更加强大了,从控制流程框图分析,引入了搜索雷达的信号。这还不是主要的,其火控雷达传送的不仅仅是距离,还包括了俯仰和方位的数据。有说法称其为真正的盲射系统。设备功能的强大是要付出代价的,Mk63的控制机柜有一堆的。
作者: mathewwu 时间: 2016-8-24 15:02
你说的对,”Mk52实际就是MK51Mod3“这句话太简化了,应该只意指除开测距雷达的部分,我没说清楚(老佛爷貌似也没说清楚。)。
陀螺瞄准具和其指挥仪的发展其实和水面火控系统的发展很类似,都是先处理最主要的火控因素,然后再一点一点把次要的因素纳入控制以改进精度。Mk14+Mk51只处理了前置角和基本弹道,距离都用估测的。Mk15+Mk52就加计了风偏初速自速位差等,以及最重要的由雷达测出的距离。Mk57和Mk63在前面的基础上更增加了完整的火控雷达,能盲目寻标(范围较小)、追踪、测距与测向,同时系统还能补偿舰体动摇对火炮平台造成的瞄准和射击角度的偏差。
84楼的Mk63指挥仪台座与NavPers 10798-A教范26D1图看来一致,很可能是26D3节所说的Mk 1 Mod 0,可抵消舰体倾斜的陀螺自稳台座。
作者: yuxwang 时间: 2016-10-14 08:56
关于Mk52火控系统还有问题要请教先生。
Mk52型火控系统的计算机,《Fire Control Fundamentals, NAVPERS 91900, 1953》在G52页中说明了有两台,但没有型号。G53页说了在对空射击时只使用一台,另一台在对海射击时接管光学瞄准镜的功能。在G53和G54页的图中能找到“Computer”和“Auxiliary Computer”。这本书里没有计算机的型号和对应的用途说明。
在石桥孝夫的书中Mk52火控系统的火控计算机是这样记录的“射击盘 Mk6/A Mk13/S”。这里的A和S是对海和对空用吗?
《Fire Control Fundamentals》G54页中的“Auxiliary Computer”是对海时才用的。那么这台设备就是Mk6?或许有可能,因为坂田秀雄曾经说过Mk51火控系统在对海射击时要结合光学测距来使用Mk6。这就有问题了,Mk6在Mk51系统中是用于对海的,难道应用到Mk52火控系统就用于对空了?
在《NAVAL ORDNANCE AND GUNNERY VOLUME 2, FIRE CONTROL CHAPTER 20 MAIN BATTERY SYSTEMS》曾找到过一幅图,并贴在77楼,图注文字是“Mk6 Auxiliary Computer”,但是不是就是Mk51火控系统和Mk52火控系统使用的Mk6?马老在78楼也贴出一幅图,并且说明这是“Mk 2 Gun Order Corrector”,和77楼的Mk6非常相似。需要注意的是Gun Order Corrector在G54页的图中能找到。或许此Mk6非彼Mk6?
作者: yuxwang 时间: 2016-10-14 09:01
将上述问题的相关图片汇总上传。
作者: yuxwang 时间: 2016-10-14 09:02
简而言之,请马老赐教Mk6、Mk13的分别用途。
作者: mathewwu 时间: 2016-10-14 15:02
这里有一张Mk 6面板的超大图(有型号铭板为证),可清楚看出没有对空高度和仰角输入,所以Mk 6完全是对海的无误,老佛爷打飞机书也说是对海的。
[attach]21112[/attach]
78楼的计算机图出自 http://www.ussslater.org/tour/decks/flyingbr/gun-dir-hut/director.html ,看来与Mk 6为同一构型,为何网页上称其为Mk 2 Gun order corrector则不清楚。
石桥孝夫书中的“射击盘 Mk6/A Mk13/S“,如按A = Air,S = Surface,则应是手民误植,要对调才是。至于Mk 13就欠学了,遍查不到,按G53-54,系统内另一具Computer是管引信定时的,但打飞机书注34里也只提到fuse computer而没型号。
作者: yuxwang 时间: 2016-10-14 16:06
谢谢先生!
作者: yuxwang 时间: 2016-10-16 11:11
好马还得好鞍配。相对于Mk51型火控,Mk52系统应该是改进了不少。不过当该系统用于人力操纵的炮座时,其性能应该也是大打折扣的。
作者: tomcatjeff 时间: 2020-8-14 23:23
请教吴老,美国第一个实现盲射的是不是1945年8月出现的GFCS Mk 56防空指挥仪?根据网站的介绍,https://eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-26-E-2.html “automatic radar tracking”是Mk 56的基础模式。
作者: mathewwu 时间: 2020-8-16 10:00
本帖最后由 mathewwu 于 2020-8-16 13:34 编辑
69至76楼我与yuxwang君对Mk 52/57/63这几型中近距离防空火控系统的作用有过一些讨论,有关盲射性能,其中有人说1943年的Mk 52没有能力,维基说Mk 63有此能力,而目前最权威的老佛爷说Mk 57/63都有(1945年的)。你说的1947年的Mk 56不仅有,而且还有自动追踪能力( 其实Mk 63也有,只是不够强 )。这是怎么回事?到底哪家说法才对?
问题出在“盲射”并不是一个正式的火控概念,定义会跟随着火控发展与时俱进。简单的说最初的盲射只要求射击瞄准时可不必以目视敌人为参考(靠垂稳陀螺仪),雷达出现后又进展到在测算敌我移动坐标阶段都不必目视,再下来更要求弹着校射都能依靠雷达屏幕(其实还是目视),而到了Mk 56系统连雷达员目视追踪目标都由电子线路取代(目标获取还是靠外置的搜索雷达),也就是你引文的“自动雷达追踪”,火控人员从头到尾完全可以不用肉眼接触敌人,这时火控的概念或者说“盲射”的完善度已经和当代一致,所差只在微型化和处理信息的能力了。
作者: yuxwang 时间: 2020-8-16 22:22
本帖最后由 yuxwang 于 2020-8-16 22:35 编辑
控制框图是分析系统很有帮助的资料。美海军的NAVPERS 91900《火控原理》(https://maritime.org/doc/firecontrol/index.htm),我觉得很有用。
其中G部分讲防空火控的一节有Mk52和Mk63的控制框图。什么是盲射系统,我的理解就是就是不依赖目视观察就可以实施射击的火控系统。对空中目标而言,要解决距离、方位和高度问题。也许有坛友会说,还有速度和变化率的问题。先放一放,先抓主要问题。
先看Mk52系统的框图,来自雷达的数据只有距离,所以这个系统称为盲射系统,显然是不够格的。
在看Mk63系统的框图。来自雷达的数据,距离、方位和仰角都有了,该系统称为盲射系统,说得过去的。
从Mk56系统的框图来看,增加了雷达数据的跟踪电路、目标轨迹的控制电路。也就是说,该系统除了解决火控问题的三大基本问题后,对目标数据的变化率也引入了系统的自动控制,自然系统更完善。
个人认为,在解决目标数据采样和数据处理能力以前,无论是机械的、机电的,或者称为模拟电路的,系统的核心控制部分依赖复杂的传递函数。既复杂,又不够精准。进入数字时代以来,数据采样和数据处理的能力越来越强,逐点描述加上基于大量数据得出预测是现实的,而且对数学的要求降低了。
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