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约翰坎博对日得兰海战双方火控系统的总结

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发表于 2017-6-26 12:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 mathewwu 于 2017-6-26 23:44 编辑

以下是良心专家约翰坎博对日得兰海战双方火控系统的总结
译自Jutland an analysis of fighting, John Campbell 第18章火控相关节,( )内为原文,[ ]内为译注,舰名从章骞先生《无畏之海》。

英国的主炮火控系统比德国的要先进。英式指挥仪(Director)的回旋和俯仰角度可以通过机电方式传输到各炮位的指示表盘,接着炮手转动火炮将回旋和俯仰角对准传输表盘上显示的度数,那么只要通过指挥仪这个通常位于前桅楼上的单一战位,就可带动全部火炮瞄准及发射。德式指挥仪(Director-pointer)位于火控塔,虽然也可以同样方式将瞄准角度传输给炮塔,但是最终的仰角瞄准与发射却是各炮塔自行作为。德国船上也没有距离作图仪,而英国的有德雷尔火控台(Dreyer table)。德雷尔台上的距离时计(range clock)驱动铅笔在纸卷上移动,并且尽可能记录多具测距仪的数值,通过目视检查可保证时计能始终接收到平均距离。

此外两国战舰都采用类似杜末瑞克变距率盘(Dumaresq)的机械式航向航速解算器来取得距离变化率,初始输入的目标航向航速是估测的,并需通过校射来修正。除前项要素之外德国方面还要结合测距数值来决定此一变化率。

战斗中英国主炮指挥仪证明了它的价值,没它很难有射击精度可言。[主力舰中]只有埃林和阿金科特两舰没有指挥仪,前者的主炮未发一弹,后者的主炮射击也乏善可陈。

不挠号全场打得都不错,方向旋回角是指挥仪主控,但距离仰角却如同德国人一样是各炮自行瞄准。铁公爵装备有早期型的亨德森式陀螺[瞄准]仪,可以在正确的舰体摇摆时机发射舰炮,但陀螺调整螺丝却在开打前一刻坏了,而且配套的望远镜也不够清晰,所以没派上用场。15英寸炮战舰及加拿大号每艘有两座指挥仪,一座在桅楼上,另一座有装甲防护的在司令塔顶(CT crown)。巴勒姆在桅楼上的那一座,因为受到自身炮火震动所导致的破坏, 后来被拆掉了,这事显然是发生于贝蒂‘南下追击’的过程中。该舰的报告显示,在面对急速效力射的需求时,即使舰体只有小幅度的摇摆,装甲指挥仪都来不及瞄准,所以在这段战斗中如果改由各炮炮手瞄准与发射结果或许会更好。马来亚的装甲指挥仪在战斗初期使用过,但是当需要应对‘仰角补偿值(super-elevation)’时,则只能使用装有此一设备的桅楼指挥仪。

许多[英国]战舰在测距仪读数都还没出来前就开火了,她们的9英尺[基线]测距仪普遍不灵光,只有铁公爵报告她的[9英尺货]测距良好。15英尺测距仪只装备在15英寸炮舰上,不过俄利翁也有一具。似乎[15英尺货]测距效果还不错,刚勇号报告在作战初期[距离]测绘作业良好,但半小时后数据就不连贯了。巴勒姆也报告在‘北上诱敌’时偶尔还能测得不错的距离,但是落弹无法观察。作战时[北海]的天候状况照例是不利于德雷尔台的测绘作业的,英国人原以为在清晰的能见度和盯住目标持续打击的状况下,此一火控子系统应能发挥出良好的效果,结果却不如预期。这里可以提一下雄狮号和新西兰的距离测绘作业表现优越,前者还作出了不错的方位测绘,但两者的努力也没能反映在命中率上。

至于火控官战位究竟应该放在前桅楼或是火控塔也有不同看法。就刚勇号的情况来看是放在火控塔较好,铁公爵也倾向如此。而据本鲍号报告,虽然观察望远镜[角度]指示器已安装,指挥仪瞄准手和观察员却常常对不上同一个目标,刚勇号也在报告中反映同样的困难,要求尽速在指挥仪瞄准手和火控官的望远镜之间建立联动机制。前卫号在不久之前安装了一具基尔罗伊式观察辅助器(Kilroy 'aid to spotter'),将观察望远镜与指挥仪作机械联结,效果虽受好评,却没有对主力目标实战过。新西兰装了一具观察辅助器后也说很好用,可以[同步]显示指挥仪的标定方位,观察望远镜也加装了方位弧尺[可据此转动到指定的目标角],不过新西兰的射击却是最差的之一。

[其他]火控技术上遭遇的困难还包括估测目标的航向角(inclination),以及用于测距射时的‘夹叉法(bracket)’,夹叉法必须在前一轮射弹落水及修正后才能发射下一轮,被认为缓不济急,后来就尝试及改用‘级梯法(ladder)’,级梯法测距是以较短的间隔快速发射两轮射弹,两轮的射程[也可以是射向]有指定的级差,这两轮会当成同一群来修正,此一[试射]程序可以持续进行,直到正确的射向及射程先后被检验出来为止。

第五战列舰分舰队的15英寸火炮散布特别小这个现象被多艘德国战舰注意到,[德国驱逐舰]G38号也报道俄利翁的远程齐射散布相当小。

较简陋的德国火控系统似乎运作得不差,不过还是不及英国货。如果没有德式指挥仪,效果还会更差,对德式指挥仪的主要批评是许多战舰上的指挥仪望远镜式样老旧不符需要。德佛林格尔上的新式望远镜效果卓越,前主炮塔每发射过一轮后都会清洁其镜头保护玻璃。赛得利茨的报告显示其他几项缺失:火控官望远镜的副目镜(auxiliary eyepiece)不良、指挥仪传输器需要电力驱动、还有需要简单的陀螺装置,可以在自舰急速转舵,甚至是在拉烟中的机动之后,能帮助指挥仪迅速找回目标。威斯特法伦、莱茵兰、以及前无畏舰并未安装德式指挥仪。

在本次战场状况下德国的体视式测距仪可能比英国的重合式要表现良好,不过如果能有比10英尺基线更大的测距仪将更能体现优越性。德国人不使用距离绘图设备,虽然有距离时计,但至少在赛得利茨舰上,距离时计只在战斗初期使用,之后的射程都只沿用火控塔的测距仪读数。各个测距仪和主火控所之间应增加冗余连线,前桅楼应加装一具测距仪,不过这可能要改造桅杆结构。

火控程序通常由前火控塔执行,当前部能见度不行时后部火控也能担当。吕措夫击沉无敌号时就是使用后部火控。赛得利茨的报告指出,前桅楼观察员标定正确目标存在困难,要求望远镜旋回底座应联结德式指挥仪的角度传输器。理论上火控官应能通过副目镜检查指挥仪目标的正确与否,但赛得利茨上的副目镜很少使用,以致火控官必须亲自操作德式指挥仪。德佛林格尔前桅楼的观察望远镜可以通过指针随动于指挥仪,但望远镜却不能反向指示指挥仪动作。在后半段战斗中,德舰桅楼上还能辨识英舰的轮廓,而下部的火控塔却只看得见对方的炮口焰,但此时通往桅楼的线路已被弹片切断了。因此不仅通信管道的防护要加强,指挥仪和[桅楼]观察望远镜之间也要建立双向传输系统,不过像英国人一样用三脚桅[楼]来安放上部指挥仪才是理想的做法。

德国的炮弹飞行时计(time of flight clock)不十分可靠,吕措夫上新装的三套佩特拉维克陀螺瞄准系统(Petravik 'Abfeuerungs Gerat')被她自己的炮火震坏了,此装备没有参与战斗。

德国主力舰及轻巡洋舰上的5.9英寸炮火控设备远比英国6英寸炮的要先进,英国6英寸炮没有配备指挥仪,而德国的5.9英寸炮却有德式指挥仪,不过实际毁伤英国驱逐舰最多的威斯特法伦却没装德式指挥仪。德国的探照灯控制设备较好,英国则完全没有照明弹,而且也没有等同德国彩色灯光夜间识别系统的东西,除了烧油拉烟以外,德国人还有高效的人工烟幕布放设备,这英国人也没有。

上士

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发表于 2017-6-26 12:21 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢马老提供资料。看来和马老在上一贴中说的一样,德系火控对人员的要求高一些呢。话说装甲指挥仪在追击战中跟不上是因为回旋速率的问题,也就是装甲太重的锅吧,这估计是之后火控塔都取消重装甲的原因?

中将

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发表于 2017-6-26 12:26 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2017-6-26 12:32 编辑

有个译法上的话题想与先生探讨下

我看到先生是将range clock译为距离时计的,请问时计是台湾那边的说法么?日文中倒确实是讲clock译为时计的,大陆这边则是译为钟表。

上将

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 楼主| 发表于 2017-6-26 12:43 | 显示全部楼层
seven_nana 发表于 2017-6-26 12:26
有个译法上的话题想与先生探讨下

我看到先生是将range clock译为距离时计的,请问时计是台湾那边的说法么 ...

距离时计和变距率盘我都是从日语的。钟表老被人连结到时间,但英语clock不限于量度时间,也量度其他东西,所以我才使用日语汉字。

中将

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发表于 2017-6-26 12:50 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2017-6-26 13:38 编辑
mathewwu 发表于 2017-6-26 12:43
距离时计和变距率盘我都是从日语的。钟表老被人连结到时间,但英语clock不限于量度时间,也量度其他东西 ...


了解。我觉得英国人用clock这个词似乎是用来形容这种设备的数据输出方式,但其本质实际上是一个计算设备,不知可否译为距离计算机?

上士

十二年服役纪念章旗手

发表于 2017-6-26 12:50 | 显示全部楼层
看来战场上的火控系统,无需附加人为的干扰,其正常的使用已然是受到了各种因素的不利影响,使得其效能难以反映到最终的命中率上
盈缩之期,不但在天。
养怡之福,可得永年。

上将

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 楼主| 发表于 2017-6-26 14:05 | 显示全部楼层
ypn101 发表于 2017-6-26 12:21
谢谢马老提供资料。看来和马老在上一贴中说的一样,德系火控对人员的要求高一些呢。话说装甲指挥仪在追击战 ...

GCT的确实转速不明,但从1908年的圣文森级起英国舰炮及炮塔已采用液压控制,经过六七年的改进,平顺驱动重量不过30-40吨的GCT应不是问题,而且老衲及乔五的DT/DCT也不轻,乔五的甚至更厚。至于瞄准镜组和信号传输设备也不会与桅楼指挥仪的有所差距,所以装甲指挥仪反应迟滞的确实原因尚不明。

上尉

十二年服役纪念章旗手

发表于 2017-6-26 14:44 | 显示全部楼层
貌似按照英美一战后对德国火控的检查(应该遇到了不少障碍),德国是没有距离时计(range clock,本质是一个计算机),也就是德国没有计算预计弹道的计算机,但是有炮弹飞行计时器或者落弹提示器
按照老佛爷说法,德国K级巡洋舰是第一级装备火控计算机的德国船,但是他也说过汉斯炮术官通过的数据会在“clock”上自动传递给炮位,这个就有点疑惑了

上将

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 楼主| 发表于 2017-6-26 15:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2017-6-26 20:03 编辑

一并回复5楼和9楼:

距离时计  = range clock = Vickers range clock,是维克斯工厂根据斯科特的建议开发的,只单纯计算(变距率 x 时间 + 当前测距离 = 预算射程),动力是发条,上紧一次可以用几十分钟,参数可随时插入新值,最长大约可预测1分钟以后的射程。变距率取自变距率盘,当前测距离取自测距仪,得出预算射程后还要对应射击弹道表的飞行时、仰角等其他火控参数,所以可以称作“距离计算机”,但还未集成其他火控要素成为“火控计算机”。

HSF驶向斯卡巴湾时火控设备基本都不留了,而且应该是系统性的拆除,否则战后德国人不会向美国及其他国家推销成套的火控设备(战后德国不可能新造任何武器,那当然是这批器材了)。所以英国检查的障碍不是一点点。

上士

六年服役纪念章杰出服役十字勋章

发表于 2017-6-26 16:00 来自手机 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2017-6-26 14:05
GCT的确实转速不明,但从1908年的圣文森级起英国舰炮及炮塔已采用液压控制,经过六七年的改进,平顺驱动 ...

谢谢指点,那只好等更多资料了咯

上尉

十二年服役纪念章旗手

发表于 2017-6-26 16:02 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2017-6-26 15:26
一并回复5楼和9楼:

距离时计  = range clock = Vicker's range clock,是维克斯工厂根据斯科特的建议开发 ...

嗯,看来确实威克斯的clock扩散了,那个就是个最基本的圆盘,球/轮输出计算机,也可以说是个积分器

中将

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发表于 2017-6-26 17:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2017-6-26 17:15 编辑

还有一点想请教,当时的英舰上的测距仪,有多少是安装在Pollen的陀螺仪稳定平台上的?如果没有安装在Pollen平台上的话,是不是就没有陀螺仪稳定加持?

上将

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 楼主| 发表于 2017-6-26 18:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2019-7-21 00:55 编辑
seven_nana 发表于 2017-6-26 17:09
还有一点想请教,当时的英舰上的测距仪,有多少是安装在Pollen的陀螺仪稳定平台上的?如果没有安装在Pollen ...


安装于Pollen测距仪平台上的测距仪有多少我没资料,据说只生产了40多具,扣掉甘古特级的8-10具(总要少许备件吧),英国主力舰每艘最多装1具。Barr and Stroud测距仪也有稳定装置,一开始是油锤阻尼式,后来也用惯性陀螺,但只平衡横向摇摆(即测距仪平台的roll)以方便稳定测距。Pollen的平台除了横向稳定陀螺外,更重要的是有垂直稳定陀螺来应对yaw(舰体首摇),这不只是稳定测距,而实在是要稳定测向,以取得比无陀螺稳定瞄准镜的指挥仪(方位盘)更为精准的目标方位角,提供给Argo Clock作解算,这在陀螺罗经应用于航海都还不普及的年代,就将陀螺特性应用于火控,不能不佩服Pollen的开创性。

中将

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发表于 2017-6-26 18:48 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2017-6-26 18:34
安装于Pollen测距仪平台上的测距仪有多少我没资料,据说只生产了40多具,扣掉甘古特级的8-10具(总要少许 ...

感谢

上将

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 楼主| 发表于 2017-6-26 19:03 | 显示全部楼层

不客气,我也是东拉西扯,不成文章。

上将

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 楼主| 发表于 2017-7-3 18:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2019-10-14 19:23 编辑

兼回16-20楼:

十九世纪中晚期以来各国海军多少都实验或装备过火控标定系统,通常是一具有方位指向转盘的望远镜,配属在炮术指挥官的阵位上,并通过通信器传达指令给本舰火炮及火控组集火(convergence)攻击同一目标,这种集中标定镜就是指挥仪的雏形,顶楼德国的Director-pointer就是那时延续发展下来的,照历史文件显示是潜望镜形式构造,与美国同期的Directorscope类似。

另外要说一下数据传输系统(包括有F.T.P.和没有F.T.P.的系统)的质量,廿世纪初还没有F.T.P.时英德都采用西门子的步进(step-by-step)系统,就是像老式汽车里程表那样的跳字转轴。英国方面以25码为一个距离跳字单位,0.25度为一个方位跳字单位。一战前德国(至少是主力舰)已改用精确度较高且较能配合类比输出的同步(synchro)系统,老佛爷认为相较英国仍然使用的步进系统有极大优势,不过双方的F.T.P.还都是人工随动,恐怕不足以拉大差距。

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