【新增：变距率盘】一百年前皇家海军的现代火控设备

laoziluanlai

請教mathew前輩，“在英式方位盘出现之前就有由中央火控设备传送参数给火炮的仪表系统”可以追溯到哪裡？

mathewwu

laoziluanlai 发表于 2015-3-11 04:00
請教mathew前輩，“在英式方位盘出现之前就有由中央火控设备传送参数给火炮的仪表系统”可以追溯到哪裡？ ...

你见过类比指针式的三用电表吗？19世纪末就有人想用这种电流表的方式来传达数据，不过精度连那时的要求不过关。跨入20世纪后步进马达实现了初步的要求，英国从无畏号开始装备威克斯出品的讯号收发器，日本自称在日俄战争时已启用“通报器”来传递距离和号令，观战的英国武官也证实此事。不过其他来源指出，这些当时先进的火控设备，包括日本吹捧的对马海战制胜“三大神器”——测距仪、距离时计、望远瞄准镜，由于都是在海战前才匆匆购置的，使用观念及训练都不足，实战发挥作用不大，同样情况也发生在俄国舰队身上。日本这些设备均来自英国，相必是做为英国的白老鼠。

laoziluanlai

mathewwu 发表于 2015-3-11 12:43
你见过类比指针式的三用电表吗？19世纪末就有人想用这种电流表的方式来传达数据，不过精度连那时的要求不 ...

感謝前輩賜教！

laoziluanlai

mathewwu 发表于 2015-3-11 12:43
你见过类比指针式的三用电表吗？19世纪末就有人想用这种电流表的方式来传达数据，不过精度连那时的要求不 ...

再請教前輩一個問題，貌似有些歪樓：二戰中美國戰艦的火控解算是在中央计算室進行，但是，每座砲塔、甚至炮的俯仰射角炮口初速度等等因為其位置不同以及各種誤差，應該都有所不同，那麼火控解算如何進行呢？是在计算室對每一門炮分別進行解算，然後通過RPC追蹤敵艦嗎；亦或者解算出各炮通用值，再由各炮自行調整？

mathewwu

laoziluanlai 发表于 2015-3-11 19:03
再請教前輩一個問題，貌似有些歪樓：二戰中美國戰艦的火控解算是在中央计算室進行，但是，每座砲塔、甚至 ...

因各炮塔在舰上前后高低位置不同产生的射击角度位差或视差(parallex)，在主系统计算机的输出时已针对个别炮塔调整过。如主系统失能，若辅助的计算系统无此集中调整功能，则各炮塔的瞄准镜设定器(sight setter)可在接收集中测量或计算参数后个别自行调整位差。至于火炮初速的差异，若整体磨损一致，则集中在计算机上调整，若有个别火炮与整体差异过大，则在做火炮校正时先行调整与其他火炮一致。虽然没有其他列强的火控计算机细节，但从火控技术发展沿革来看，应该都有同样考虑。

laoziluanlai

mathewwu 发表于 2015-3-11 20:36
因各炮塔在舰上前后高低位置不同产生的射击角度位差或视差(parallex)，在主系统计算机的输出时已针对个别 ...

有勞前輩解惑！

mathewwu

变距率盘

变距率盘是日本海军对英式测量计算敌我距离变动率的仪器“Dumaresq”的译名，在此借用泛指一切此类仪器。它是1903c年由一名皇家海军尉官原籍澳大利亚的Dumaresq所发明的，可说是开机械式火控计算设备之先河，其后才陆续有距离时计（1905c）、作图仪、以及集成以上设备的德雷尔台及阿尔戈钟（都在1911c）等机械类比式火控计算机的出现。

火炮瞄准的基本要件一是方位一是距离。方位测量技术很早就不是问题，距离测量在1888年的基线式光学测距仪问世后也大致完备。但海军炮术还要面对炮弹飞行途中目标移动的问题，变距率盘就是设计来解决这个问题的。

变距率盘在输入我舰航速、敌舰航速、敌舰舰首指向（inclination）、和敌我相对方位之后，能解算出敌舰移动向量的两个分量，即敌我距离变化率和（相对于我舰瞄准线的）横向移动率。距离变化率在输入距离时计后能连续输出对应敌舰移动量的距离参数供火炮射击，横向移动率换算成角度后以现代语言来说就是提前角。




上图为英式变距率盘Mk VIII型Dumaresq，各活动部件功能及操作说明如下（括弧内为图面设定的数值）：
1. 我舰舰首指向及航速——从左到右固定在灰色圆形表盘上的白色表尺代表我舰，左端指向船首（0度）右端指向船尾（180度），表尺上有航速刻度，要滑动黄色游标来设定当下航速（35节）。
2. 瞄准线及目标方位角——中分灰色表盘的粗黑色箭标两端有准星及照门，要直接转动表盘瞄准敌舰或由我舰其他测方位角仪器设定敌我相对方位角（60度）。
3. 敌舰舰首指向及航速——粉红色小表尺代表敌舰，要旋转小表尺来设定舰首指向（约320度）及调整小表尺长短来设定航速（25节）。

设定以上数值后，粉红色小表尺上的红绿两指标会在灰色盘面上指示出敌我正以每分钟800码速度接近中；及我舰瞄准线的横向移动率是向右每小时4节（要再换算成角度。）

要如何读出以上的分量数值？灰色表盘以刻有横向移动率的橘色棒中分敌我距离走势为远离（上半圆）或接近（下半圆），并每隔200码刻画一条平行横线，而红圈内的指标指在下半圆的800码横线处。灰色表盘又以粗黑色箭标中分横向移动走势为向左（左半圆）或向右（右半圆），并刻画多条平行纵线，绿圈内的指标落在粗黑中线右边的第2条纵线上，纵线往橘色棒延伸，对应到橘色棒上刻画的4节。此型变距率盘为通用型，可依不同火炮更换橘色棒以符合弹道变化。

以上操作步骤3. 敌舰舰首指向（inclination）及航速的设定值是从何而来的？在集成式火控台出现之前，这两项参数是靠火控官的经验——观察敌舰侧舷斜长决定敌舰舰首指向；以及观察敌舰舰首排浪大小决定航速。难道二十世纪初就没有更科学的测量方法了吗？有的，舰首指向可以通过六分仪对准敌舰舷边测斜度角决定（参见 http://www.warships.com.cn/thread-1900-1-1.html ），航速可在已知指向值及测距值方位值之后打点作图决定。但这都很花时间且变数也多，实际作战时缓不济急，而变距率盘的发明就是要加快火控计算，而所以宁可容忍观察误差而加快求取更重要的变距率及横移率。


下图为德式变距率盘Z 31型EU/SV Anzeiger，由于没有操作手册，只能标注各部件对应的功能供参考：
EF设定我舰航速；GF设定敌舰航速；EU指示敌我距离变化率；SU指示敌我方位变化率；E指示对应距离；SV指示横向移动率。

mathewwu

补一张敌我距离变化和方位变化的示意图，变距率盘的功能就是求取距离和方位的变化率，进而推算变动量。

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舰炮射击问题已具备全盘科学基础，只待新科技的开发制造

死神之炮

太好了太好了，最近正需要这样的技术文做参考

平阳公主

挖坟补充一个杜梅里克盘的模拟器视频解说 感谢吴老科普
https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=ZQTBfvJH_xc

mathewwu

嗯，同一水管网页还有各式机械计算器的模拟视频，舰炮和鱼雷火控的都有。