本帖最后由 seven_nana 于 2023-1-14 09:36 编辑
日德兰纪念系列 - 火控炮术篇 - 第四章 - 火控指挥与通讯体系
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主要参考资料：
The Dreadnought Project
Anatomy of the Ship: The Battleship Dreadnought，作者John Roberts
Warship Monograph: Queen Elizabeth Class，作者John Campbell
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
各类英国海军官方手册
在第二章 - 射表与瞄准镜中，我们对火炮的射表与瞄准镜进行了介绍；而在第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算中，我们则对测距仪、变距率盘、距离钟、以及德雷尔计算板进行了介绍。这些设备的功能，涵盖了火控参数的获取与计算的各个环节，然而若想将其真正整合为一套能够有效运作的火控体系，还需要搭建一套能够将这些设备联通起来的指挥与通讯体系。本章节的内容，便将围绕着这个话题展开。
一、火控指挥所
大舰巨炮时代的中大型军舰，通常设有一到两根桅杆，其中位于舰体前部的叫做前桅，而位于舰体中后部的叫做主桅。这两根桅杆上通常都搭建有可供人员驻扎的平台，分别被称为前桅楼（fore-top）和主桅楼（main-top）。
在铁甲舰和前无畏舰时代，这些桅楼上通常设置有机关枪或小口径火炮，用于在近距离战斗中居高临下地射击敌舰，因此也被称为战斗桅楼（fighting-top）。
在火控技术进步之后，军舰之间的交战距离逐步增大，对射击指挥提出了更高的要求。在此背景下，桅楼被改作火控指挥之用，因此也被称为火控桅楼（control-top）。
后来，考虑到火控桅楼有可能在战斗中受损，因而英国人又在司令塔上方增设了具备火控指挥功能的火控塔（gun control tower）。
对于这些用于履行火控指挥职能的设施，英国海军将其称之为火控指挥所（gun control position）。火控指挥所是炮术军官的战位，通常还配有测距仪、变距率盘等相关设备。
在火控指挥所诞生之初，只有战列舰和装甲巡洋舰/战列巡洋舰配备这种设施，后来则逐渐普及到了轻巡洋舰的级别。
威严号战列舰上的战斗桅楼
无敌号战列巡洋舰上的火控桅楼
百夫长号战列舰上的火控桅楼与火控塔
都柏林号轻巡洋舰上的火控桅楼
二、火控计算通讯室
由于火控指挥所与其指挥的火炮并不在同一个位置上，因此当火控军官给出射击命令后，必须通过某种通讯手段，将命令传达至各炮炮组。通常来说，火控军官并不会直接与各炮炮组进行联系——这两者之间的信息传递，是通过一个中继通讯室来完成的。在这个中继通讯室中，为每一组火炮都设有单独的通讯线路，在收到火控军官给出的命令后，中继通讯室中的人员便会使用这些通讯线路，将命令传达至对应的炮组。
后来，随着各类火控计算设备的出现（例如维克斯距离钟与德雷尔计算板），英国海军将这些设备也塞到了这个通讯室中，因而其功能得到了拓展，不仅担当通讯职能，还具备了计算火控参数的职能。这个同时具备火控通讯和火控计算职能的舱室，被英国海军称之为transmitting station。基于其职能，我选择将其翻译为火控计算通讯室。
火控计算通讯室的位置
火控计算通讯室这个概念，最早诞生于1906年，由于这个缘故，前无畏舰和早期无畏舰的原始设计中，并没有预留火控计算通讯室的位置，因此这些军舰的火控计算通讯室，实际上是设置在司令塔下方的一个叫做下部司令塔（lower conning tower）的舱室内的。
更为尴尬的是，由于这两个舱室是设置在防护甲板上方的，且只具备弹片防护级别的装甲，因而其安全保障是有所不足的。
幸好，英国人很快便认识到了这个问题，并着手将火控计算通讯室挪到了防护甲板的下方。
至于新设计的主力舰，则是从一开始就在防护甲板的下方预留好了火控计算通讯室的位置。
无敌级的火控计算通讯室
从图中可以看到，无敌级的前后两个火控计算通讯室，都位于防护甲板的上方。
伊丽莎白女王级的火控计算通讯室
从图中可以看到，伊丽莎白女王级的火控计算通讯室，位于防护甲板的下方。
火控计算通讯室中的设备
出于冗余度的考量，每艘军舰上都有好几个火控指挥所，因此若是某一个火控指挥所被摧毁，则火控计算通讯室还能与其他的火控指挥所对接。在乔治五世级和玛丽王后号之前，几乎所有的军舰上都有两个火控计算通讯室。乔治五世级与玛丽王后号，则只有一个火控计算通讯室。至于铁公爵级与虎号，虽然也有两个火控计算通讯室，但其中一个是专门用于控制13.5英寸主炮的，另一个是专门用于控制6英寸副炮的，两者的职能是无法互换的。
对于那些有两个火控计算通讯室，且两个都能控制主炮的军舰来说（即乔治五世级和玛丽王后号之前的军舰），我们还为其设置了切换按钮。这样一来，每组火炮便能选择到底是与哪一个火控计算通讯室进行对接了。每一座主炮塔上，都有这样的一个切换按钮；而每一组副炮炮组上，也同样有这样的一个切换按钮，且对于后者来说，我们还为其设置了切分功能，如此一来便能使得前半侧的副炮与前火控计算通讯室对接，而后半侧的副炮与后火控计算通讯室对接了。
火控指挥所上也有这样的切换按钮，以便让炮术官选择到底与哪一个火控计算通讯室对接。
另外，自无畏号和无敌级以来的所有战列舰和战列巡洋舰，还具备由炮塔指挥官（officer of the quarter）直接指挥火炮的能力，因此每个炮塔内，也有一个切换按钮，可以让炮手选择到底是与火控计算通讯室对接，还是与炮塔指挥官对接。
英国海军官方手册指出，火控计算通讯室内，设置有以下几种设备：
（1）针对每一个炮组，都配有一套相应的信息发送设备。这些设备具体包括：距离（range）、提前量（deflection）、以及命令（order）的发送设备。这三样设备可以是三个分开的单独设备，也可以是一个具备这三项功能的综合设备。
（2）针对每一个炮组，还配有一套或两套舰内电话。
（3）针对每一个火控指挥所，都配有相应的舰内电话、传话管、以及信息接收设备。这些设备具体包括：变距率（rate of change）、距离（range）、以及方位（bearing）的接收设备。在新式军舰上，还有提前量（deflection）和命令（order）的接收设备。
（4）火炮准备情况指示灯与射击电铃按钮。
（5）速度计。
（6）方位发送设备。
此外，如果军舰上设有两个火控计算通讯室，则还会针对每一个炮组，设有射击距离、射击提前量、以及射击命令的中继接收设备（repeat receiver）。假如某一个炮组正在与某一个火控计算通讯室对接，那么其发送给这个炮组的火控信息，会经由这些中继接受设备发送到另一个火控计算通讯室。
不列颠尼亚号战列舰上的火控计算通讯室
该舰属于爱德华七世级前无畏舰（或者说准无畏舰），建成时并无火控计算通讯室，是后来才加上去的。
从下图中可以看到，该舰的火控计算通讯室中设有五个火控小组，每个小组负责一组火炮（group），分别为：左舷6英寸炮组、左舷9.2英寸炮组、12英寸炮组、右舷9.2英寸炮组、右舷6英寸炮组。
每个火控小组的战位上，都有一个距离钟、一个变距率接收设备、一个综合接收设备、以及一个距离发送设备。此外，还配有舰内电话和传话管等其他通讯设备。
三、火控信息收发设备
英国海军官方手册指出，火控信息发送和接收设备，可分为以下两大类：
（a）步进调节式设备（step-by-step instruments）
（b）直接调节式设备（direct working instruments）
在操作步进调节式设备时，如果想要输入某个特定的信息，则必须按照预设的信息排列规则，一个接一个的调整过去。这种设备调节起来比较费时间，但其结构也比较简单，所需连接的电线数量较少。
在操作直接调节式设备时，如果想要输入某个特定的信息，则可以将其直接输入设备。这种设备调节起来非常迅速，但其结构也比较复杂，所需连接的电线数量相当多。
皇家海军的火控信息收发设备的供应商，总共三家，分别是：Barr & Stroud、Vickers、Siemens Brothers。
在这三家供应商中，Barr & Stroud与Vickers这两家的产品属于步进调节式设备，而Siemens Brothers的设备则属于直接调节式设备。
Barr & Stroud的产品，有Mark I，Mark II，Mark II*，Mark III，Mark III*，Mark IV这六种型号。
Vickers的产品，有一种是表盘式（dial）的，还有三种是跟随指针式（follow-the-pointer）的。
Siemens Brothers的产品，则有Mark I和Mark II两种型号。
英国军舰的火控信息收发设备的安装清单
从这张1914年末的清单中可以看出，自威严级起的所有英国战列舰、自克雷西级起的所有英国装甲巡洋舰、以及自布里斯托级起的所有英国轻巡洋舰，都有安装火控信息收发设备。
另外，部分侦察巡洋舰和防护巡洋舰也安装有火控信息收发设备。
Siemens Brothers公司的Mark I型距离发送设备
Siemens Brothers公司的Mark I型距离接收设备
Barr & Stroud公司的Mark I型命令发送设备
Barr & Stroud公司的Mark I型命令接收设备
这种设备是通过电铃响声来传达命令的。
Barr & Stroud公司的Mark I型变距率发送设备
显示面板上的Open和Close，用于表示变距率增大或减少。
Barr & Stroud公司的Mark I型变距率接收设备
Barr & Stroud公司的Mark II型距离发送与接收设备
上图为距离发送设备，下图为距离接收设备。设备上有四个转轮用于显示读数，从左至右分别为万位数、千位数、百位数、以及十位和个位数（只有00码、25码、50码、75码这四种读数）。当前所给出的距离为19,975码。
Barr & Stroud公司的Mark II型综合发送设备
该设备能够同时发送命令、距离、提前量这三种信息。在下图中，从左至右的三个手柄，分别是用来调节提前量（deflection）、命令（order）、以及距离（range）的。
Barr & Stroud公司的Mark II型综合接收设备
该设备能够同时接受命令、距离、提前量这三种信息。在下图中，从上至下的三个面板，分别是用来显示命令（order）、提前量（deflection）、以及距离（range）的。
该设备当前显示的信息为：停火（cease fire），提前量右1节（1 right），距离19,975码。
Barr & Stroud公司的Mark II*型方位发送设备
设备上有四个转轮用于显示读数，从左至右分别为百位数、十位数、个位数、分数（只有0度、1/4度、1/2度、3/4度这四种读数）。当前所给出的距离方位为179.75度。
Barr & Stroud公司的Mark II*型方位接收设备
注意看右上角的小图，其给出的参数是179.75/starboard，意味着目标的相对方位为右舷179.75度。
同型号的变距率接收设备，在结构上与其类似，注意看右下角的小图，其给出的参数是1980/decreasing，意味着当前的变距率为每分钟减少1,980码。
Vickers公司的综合接收设备
该设备能够同时接受距离与提前量这两种信息。在下图中，上方面板显示的是距离，下方面板显示的是提前量（左侧的两个转轮代表向左的提前量，右侧的两个转轮代表向右的提前量）。
该设备当前显示的信息为：距离11,575码，提前量左15节。
Vickers公司的跟随指针式（follow-the-pointer）火控信息收发设备
跟随指针式设备，是为瞄准镜设定员准备的。先前我们介绍过，火炮瞄准镜上有射击距离刻度盘和射击提前量刻度盘，这两个刻度盘上都有一根指针，用来显示当前设定的参数。在跟随指针式设备出现之前，瞄准镜设定员需要先从火控信息接收设备上读取信息，随后通过瞄准镜参数调整手轮对瞄准镜设定参数进行调整，同时注视刻度盘上的指针所指向的读数，直至其与接收设备上的读数相吻合。在实际操作中，这很容易出现差错。
而在操作跟随指针式火控信息收发设备（大部分无畏舰和所有超无畏舰都配备了这种设备）时，火控信息接收设备是采用指针形式的，并且本身就装在瞄准镜刻度盘上，因此瞄准镜设定员只需将瞄准镜参数设定指针，对准距离火控信息接收指针，便完成了瞄准镜参数的设定工作。与老式设备相比，这种新设备无疑要便利得多。
Vickers公司的Mark III型跟随指针式（follow-the-pointer）火控信息接收设备
下图为巨像级战列舰的主炮俯仰瞄准镜。这种瞄准镜上配备了跟随指针式火控信息接收设备，其指针就安装在瞄准镜射击距离刻度盘与射击提前量刻度盘上。而瞄准镜本身的参数设定指针则在刻度盘边上，正对着火控信息接收指针。在接收到火控信息后，火控信息接收指针会旋转至刻度盘上对应的位置，此时瞄准镜设定员需通过瞄准镜参数调整手轮进行调整，使两个指针重新恢复正对着的状态，如此便完成了瞄准镜参数的设定工作。
其他的火控信息收发设备
除了上述几种设备之外，射击电铃、火炮准备情况指示灯、舰长停火电铃、信息对接切换设备等，也属于火控信息收发设备。
射击电铃
射击电铃的作用，是通过铃声的方式告知射击时机。射击电铃的信号发送方是火控指挥所或火控计算通讯室，信号接收方则是各个炮塔。
射击电铃的结构图
射击电铃的电路图
火炮准备情况指示灯
火炮准备情况指示灯的作用有两个。第一，能够显示各炮是否能看清目标（看不见的话，炮手就没法瞄准）；第二，能够显示各炮是否准备完毕（装填、瞄准等等）。自爱德华七世级起的所有的战列舰、以及所有的战列巡洋舰，都配备了这种设备。
火炮准备情况指示灯的电路图
这套电路连接了前后两个火控指挥所（前桅楼和主桅楼）、前后两个火控计算通讯室、以及所有的主炮塔。
舰长停火电铃
为了让舰长能够在任何时刻都能下令停火，军舰上还配备有一个舰长专用的停火电铃。需要特别说明的是，铁公爵级和虎号的停火电铃，是分为主炮、左舷副炮、右舷副炮三组的。
圣文森特号的舰长停火电铃的电路图
从图中可以看到，舰长停火电铃的信号发送方是舰长，信号接收方则是五个主炮塔与前后两个火控计算通讯室。
信息对接切换设备
由于大部分军舰上都有两个火控计算通讯室，而火控指挥所的数量则更多，因此火控计算通讯室到底应该接收哪个火控指挥所的信息，以及每个炮组到底应该接收哪个火控计算通讯室的信息，便成了一个不得不解决的问题。
为此，英国人设计了一套信息对接切换设备。通过电讯号传递的信息，基本都可以通过这种设备来进行对接切换。
Siemens Brothers和Barr & Stroud公司的信息对接切换设备
下图中有四个切换设备，左上角为Siemens Brothers公司的产品，其余三个都是Barr & Stroud公司的产品。
Vickers公司的信息对接切换设备
圣文森特号的火控指挥所与火控计算通讯室之间的信息对接切换电路
这套电路连接了前后两个火控指挥所（前后桅楼）、A炮塔与Y炮塔（可以用作临时指挥所）、以及前后两个火控计算通讯室。图中标有C.O.S的设备，便是信息对接切换设备（change over switch）。每个火控指挥所，都能选择与任意一个火控计算通讯室进行对接。
圣文森特号的火控计算通讯室与炮组之间的信息对接切换电路
这套电路连接了五个主炮塔、以及前后两个火控计算通讯室。图中标有C.O.S的设备，便是信息对接切换设备（change over switch）。每个主炮塔都能选择与任意一个火控计算通讯室进行对接，同时也可以选择与本炮塔的指挥官进行对接（即由本炮塔的指挥官直接指挥）。
舰内电话
舰内电话也是一种重要的火控信息收发设备。英国海军官方手册指出，通常来说，火控相关的舰内电话的通讯范围如下：
1）火控计算通讯室与炮组之间的通讯。
2）火控计算通讯室与火控指挥所之间的通讯。
3）不同的火控指挥所之间的通讯。
4）不同的火控计算通讯室之间的通讯。
5）司令塔与火控指挥所之间的通讯。
6）司令塔与火控计算通讯室之间的通讯。
7）两个配电板之间的通讯。
2463型舰内电话
俄里翁型的火控计算通讯室内，配备的就是这种型号的舰内电话。
2463型舰内电话
俄里翁型的火控指挥所、司令塔、以及各个主炮塔上，配备的就是这种型号的舰内电话。
通话耳机
在无法腾出双手的情况下，通话耳机会比电话更好用一些。
大口径火炮炮塔内的通话耳机线路
炮塔指挥官（officer of the quarter）在接到通过舰内电话传达的信息后，可以使用这套通话耳机，将其转述给炮手们。
四、火控指挥和通讯体系
英国军舰的火控指挥和通讯体系，便是由上述的各类火控信息收发设备共同构成的。
俄里翁级的主炮火控信息收发电路与火控电话线路
上图为火控信息收发电路，下图为火控电话线路。两者都连接了司令塔、火控桅楼、鱼雷司令塔、前后两个火控计算通讯室、以及五个13.5英寸主炮塔。
铁公爵级的副炮火控信息收发电路与副炮火控电话线路
上图为火控信息收发电路，下图为火控电话线路。两者都连接了副炮火控指挥所、副炮火控计算通讯室、以及十二门6英寸副炮。区别在于，火控电话线路只能连接司令塔两侧的副炮火控指挥所，而火控信息收发线路还能连接至舰体后部的两个备用副炮火控指挥所。
铁公爵级的副炮，是分为左舷和右舷两组的，每一组又可分为三个小组，每个小组两门火炮。
伯明翰级轻巡洋舰的火控信息收发电路与火控电话线路
该舰的火控指挥与通讯体系由跟随指针式火控信息收发设备与火控电话共同构成，连接了前后两个火控指挥所、火控计算通讯室、以及九门6英寸主炮。下图中，左舷炮组处画的是电话线路，右舷炮组处画的是跟随指针式设备的线路，舰艉炮组处则同时画出了这两种线路。
无恐号侦察巡洋舰的火控信息收发电路与火控电话线路
该舰的火控指挥与通讯体系由跟随指针式火控信息收发设备及火控电话共同构成，连接了前后两个火控指挥所、火控计算通讯室、以及十门4英寸主炮。下图中，左舷炮组处画的是电话线路，右舷炮组处画的是跟随指针式设备的线路。
五、总结
在第三章 - 测距仪、变距率盘、火控参数计算中，我们对火控参数计算所涉及的一系列设备与参数进行了介绍。通过本章节，我们又对火控参数和命令的传递方式进行了介绍，现将整套火控流程总结如下：
1）炮术长按照上级命令，选定射击目标，并命令火控相关人员完成距离、变距率等火控信息的采集工作。
2）位于火控指挥所的测距仪操作员和变距率盘操作员，分别使用火控信息发送设备和/或火控电话，将各自取得的火控参数，传递至火控计算通讯室。
3）火控计算通讯室中的人员，对火控参数进行解算，随后通过火控信息发送设备和/或火控电话，将火控参数传递至各炮组。
4）根据火控计算通讯室给出的参数，瞄准镜设定员完成对瞄准镜设定参数的调节；按照火控命令，火炮俯仰瞄准手和旋回瞄准手操作火炮，将其指向炮术长选定的目标；与此同时，火炮装填手完成弹药装填工作。
5）在瞄准镜设定、火炮瞄准、火炮装填全部完毕后，炮塔人员按下火炮准备情况指示灯的按键，表明该炮塔已准备就绪。
6）当火炮准备情况指示灯亮起后，位于火控指挥所的炮术军官，按下射击电铃的按钮。
7）射击电铃响起之后，炮手扣下扳机，击发火炮。
8）当需要停止射击时，炮术长通过火控信息发送设备和/或火控电话，向火控计算通讯室中的人员下达停止射击命令，后者则通过火控信息发送设备和/或火控电话，将命令转达给各炮组。同时，舰长也可以使用舰长停火电铃，直接下达停止射击命令。 | 
发表于 2017-9-4 20:50
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发表于 2017-9-6 17:16