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《炮术讲堂》拙译其一:日本海军水上射法等概说

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五年服役纪念章杰出服役十字勋章全球架空纪念章旗手

发表于 2012-8-24 18:53:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 mathewwu 于 2013-7-1 20:35 编辑

版主按:第二部份《试射要领》网址在此: http://www.zhanliejian.com/thread-3781-1-1.html
              第三部份《本射要领》网址在此: http://www.zhanliejian.com/thread-4903-1-1.html

       本文内容原来是为了给百度太平洋战争吧众网友略谈几句,故以《炮术讲堂》内容为主,又采择众说加以斟酌,多位前辈亦有所是正,本文所引各种材料,恕不专门注明出处,非敢掠美,徒为行文方便。又承蒙mathewwu版主不弃,建议我将其移来此地。本论坛内对日本海军炮术了解较多的人当不在少数,权作抛砖引玉了。
        其间尚有少数疑难语句,因本人才疏学浅,至今尚无满意的译法,又文中错误必不在少,以俟大雅之教正。
      
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第一部分,射法名称及沿革概说


       由于水上射击是动对动的射击,敌我的距离航向航速等随时可能发生变化,因而距离方向等诸元也在不断变化。在此情况下,如何通过观测试射等手段迅速获得“适正照尺距离”——所谓有效距离,就成为一个首要的问题。因为解决的方式不同,就有如下方式的区分。
       变距射法
       测距射法
       全量射法
       自变距射法
       一、1——变距射法简介
       为测定时刻变化的敌我距离来照准目标,在测定和推定的相关诸元的基础上利用变距率盘和距离钟进行推算。所谓“变距”即是“自变距”(自舰运动造成的距离变化量)与的变距(目标运动造成的距离变化量)的合计。相关仪器的构造与作用在此不赘述。
       变距射法要求的基础诸元如下:
       自速
       的速
       方向角——自舰所见的敌舰方位
       的针——目标航向,由之可推算方向角
       其中,的速与的针为最关键的两个要素。为了在有限的时间内迅速测定变距,需要变距率盘的辅助——由变距量推算变距率的工作在此之前是依靠手工作图完成。变距量严格地来说是假定自舰和目标均作匀速直线运动的状况下测定的。因而为了减小瞄准偏移,使用射击盘自动处理这些数据。
       在初弹打出之前,需要使用测距仪测出的距离作为基准,该距离称为“测距离”。初弹弹着后一般无需再使用测距仪。新的照尺距离由落点观测结果(初弹偏移量)及变距率时间这几个要素共同决定。如此反复,在得到夹叉弹之后,调定变距使之与实际一致,以继续获得夹叉。
       一、2——测距射法简介
      
       测距射法的要义在这一张图上已经表现得很清楚
       所谓测距射法,就是依靠测距仪不断测距来求得射击诸元的方法——照尺距离是依照高频度的测距来求出的。
       其误差可分析如下:
       测距仪存在公误。比如二战时日本海军战舰上普遍装备的10米测距仪,最大误差1200米,公误450米。因而测距中心与标的实际位置之间会存在误差。为了弥补这一误差需要通过适当的试射和修正法来“捕捉”(此词含义请看附注)目标。成功捕捉之后测距中心误差消失,但测距散布误差依然存在。
      考虑到以上分析,在射心移动(此名词需专门解释,暂不旁及)较大和火炮本身散布也较大的情况下,射击效果将会严重下降。
      附注:一战时皇家海军开始运用德雷尔火控台后,也有一种类似概念的"rangefinder control"火控法,即采取连续测距输入,在纸上(作图机)验证测距离与变距率变位率的准确度,实际试射次数可以减少到最低。虽然由于测算设备还不够好,效果并不突出,但交互验证的理念与后来的发展是一致的。
       一、3——全量及自变距射法
       变距射法中用到的变距率是由变距率盘自动算出的,再由距离钟给出射击距离。全量射法和自变距射法都要在这个变距上做文章。因而可以合并叙述。
       3-1全量射法
       在变距法的基础上,由炮术官心算对变距修正量来修正照尺距离,从而使得射弹靠近目标的方法。
       例如,在25秒间,变距率,变距量,对变距修正量三者的关系如下表所示
       变距率(节) 变距量 对变距修正量
       10                  125      100
       15                  188      200
       20                  250      300
       30                  375      400
       全量法有时被称为应急射法,多用于距离钟射击盘等射击指挥装置发生故障或战损时。
       3-1附注:极限主义与命中主义
       极限主义用于变距率较高时(比如20节以上),其大意可举例如下:
       第一齐射,照尺距离10000,远弹200
       第二齐射,照尺距离减600,近弹200
       第三齐射,照尺距离加300,远弹100
       如此近远弹交替出现(称为捕捉),逐步减小偏移量直至命中。由之可以推想此法主要针对高速目标。因而在对空射击时常用此法。而在变距率较小时,常采取所谓命中主义。命中之后即不再修正变距率。
       3-2自变距射法
       自变距射法是在全量射法的基础上加算自变距修正量。需要辅助员来测定和调定此修正量。而射击指挥官则借助观测镜推算对变距修正量,两者加合即可得出照尺距离修正量。
      
       附:日本海军射法的变迁
       1、近代射法的黎明
    日俄战争时期的炮战射法,与后世的那些精密的方法相比实在显得简陋,即使与帆船时期相比也不过是五十步笑百步而已。
    近代射法发展的”起爆剂“,就是测距仪,距离钟和变距率盘。
    日本海军最初引进的上述新式火控装备,就是明治26年吉野号上配备的1.5米测距仪。
    然而,在引进时,测距仪的真正价值并不被人所注意,只是出于改良当时炮术的考虑加以引进。即使是在日俄战争,尤其是被人普遍关注的日本海海战中,也是如此。
       其原因是,吉野号上的1.5米测距仪,以及明治39年装备鹿岛的2.5米测距仪,其自身精度有限,当时还无法得到具有足以指导射击的精度的测距仪。
     另一方面,明治40年和明治41年,距离钟和变距率盘陆续从英国被引进。这些武器被采用的同时也产生了当时叫做“时计射击”,后来叫做变距射法的新射法。这也就是日本海军采用近代射法的肇始。
       2、近代射法的发展
       随着大正2年战巡金刚上面的3.5米和4.5米测距仪的导入,测距仪的精度逐渐可以使其在炮战指挥中发挥较大的作用。全面应用测距仪的射法称为“测距仪射击”,后来又改称为“测距射击”,昭和12年定名为“测距射法”。
       于是,日本海军所谓“射法”的核心:“变距射法”和“测距射击”这两大基础射法,就此诞生了。  
     在大正5年左右,时计射击与测距射击究竟孰优孰劣,引发了广泛的讨论,在这个讨论的影响下,两种射法也同时发展起来了。
     然而,根据第一次世界大战中英国皇家海军和德国海军海战的教训,射击距离是大大地提高了。其结果,当时的测距仪在远距离上的精度便不能满足要求。大正6年左右,测距射击这一方法即陷于几乎被取消的状态。
     但是,大正10年,长门号搭载了10米测距仪,以后长基线的测距仪陆续引入,因而峰回路转,测距射击复活的兆头出现了。按此处测距法复兴与日本引入武氏火控计算机亦不无关系。
     大正14年,战舰山城第一次以测距射击的方式进行了战斗射击。以后主力舰的主炮副炮和轻巡都进行了测距设计的训练,其研究也正式化了。
     最后的结果,在昭和12年,舰炮射击教范全面改定之时,时计射击改称为变距射法,测距射击改称为测距射法,日本海军的两大射法自此趋于完备了。
     以上只是一个简略的整理,下面将会给出“射法沿革一览”——请参考http://navgunschl.sakura.ne.jp/k ... u/enkaku_frame.html
     3、太平洋战争时的射法
       昭和12年左右,日本海军的两大射法完成了,而太平洋战争开战后,舰队中以变距射法为主,测距射法为辅的思想占了主流。
    随着战争的进行,判明了美国海军广泛使用雷达测距的所谓电测射击法,在实战中,夜间战斗发生了一边倒的情况。日本海军因此痛感研究电测射击的必要。
    根据昭和18年横炮校(横须贺海军炮术学校)的研究成果,当时日本海军所用的电探已经可以实现相当有效的电测射击了。自此舰队中才开始了有效运用电测射击的研究和演练。
    其成果,昭和19年7月莱特湾海战(原文如此,按昭19、7月开始第二舰队在林加进行了大量电测射击相关训练),几乎全部舰艇都进行了电测射击。这就是最后的水上舰炮战,而日本海军的最后时刻也临近了。
 
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 楼主| 发表于 2012-8-24 18:56:37 | 显示全部楼层
二、太平洋战争时期的“打方”——可理解为发射方式
试射
  前期
      逐次折半法
      递加递减法
  后期
      初弹观测数段法
      缓齐射
      初弹观测急齐射
本射
急齐射

可举例说明上述方法
二、1——逐次折半法
考虑最简单的情况,目标舰与本舰同向同速航行。
第一齐射,照尺距离10000米,近弹
第二齐射,照尺距离10800米,远弹——此时已捕捉
第三齐射,照尺距离10400米,近弹
第四齐射,照尺距离10600米,远弹
第五齐射,照尺距离10500米

考虑到齐射散布概率,第五齐射几乎可以肯定会取得命中或夹叉(在中文中为跨射)。第1-5齐射照尺距离的修正过程就是所谓逐次折半法。

二、2——递加递减法
此法因未找到权威的日本解释,先提供网友Mathewwu先生的观点备考
“一种试射法,英美对应射法不明,可能是ADD AND DROP LADDER,ADD LADDER就是上述级梯打方的例子,各轮级距是递加的,而DROP LADDER的各轮级距是递减的。也有可能是按第一轮的观测弹着,如是远弹则按某一级距递减,如先减400,如仍为远弹则再减200,直至成为近弹再反向递加。反之亦然。”

二、3——初弹观测数段法
以二段法为例
第一次射击——照尺距离10000,全齐射,远弹甚多
考虑照尺减800,假定此时因为捕捉阔度小的影响(比如捕捉阔度600,详见后文),决定采用二段法。
第二、三次射击——两次连续(时间间隔在10秒左右)交互射击,如,联装炮塔全左炮打9600,全右炮打9200。
结果,左炮弹群均为远弹,右炮弹群均为近弹
第四次射击——照尺距离9400,全齐射


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 楼主| 发表于 2012-8-24 19:03:51 | 显示全部楼层
三、射击理论——射法要素解说
注:此部分中“公算”与“概率”等词常常混用。
三、1——射弹散布
1-1单炮公误
单炮在静止条件下的“自然”散布界。美军称为“平均散布界”。
如上,在同一门炮对同一瞄准点发射多发炮弹的过程中,其落点以瞄准点为中心大体呈现正态分布。

参考公式如上,式中,火炮半数必中界(CEP)的半径为r,hr=0.4769,由之可以反求h。直观的参考图如下:

r值日本海军称之为公算误差,其计算公式如下所示:

1-2齐射散布

如上图,射弹相对于射心的散布成为齐射散布。射心与目标的距离为射心偏移量。这两个要素很大程度上决定了射击效果。
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 楼主| 发表于 2012-8-24 19:06:44 | 显示全部楼层
三、2——战斗公误
2-1简介
单炮公误是在理想情况下,以无限稳定的大地为射击平台打出的散布结果。这个结果只说明了单炮的精度,在舰炮齐射时的散布情况如下示意图所示。

齐射弹散布的程度,这就是所谓战斗公误。
战斗公误可以用与单炮公误相同的公式求算。

2-2日本海军炮战斗公误参考值:
大口径炮
射距离(X) 150 200 250 300
戦闘公误(r1) 100 95  83  71
 
二十糎炮
射距离(X)  80 130 180 230
戦闘公误(r1) 117 75  70  70
 
中口径炮
射距离(X)   50 90 130 170
戦闘公误(r1) 124 77 70 70

附注:
X 以100米为单位、r1以米为单位
大口径炮的数值以40cm炮和36cm炮的平均值为参考值
中口径炮则取15cm炮和14cm炮平均值为准

2-3战斗公误产生的原因
战斗公误产生的原因可分为三种
单炮公误
照准公误
其他误差

2-4照准公误简介(炮术讲堂内容恕不全部译出,有兴趣者可参考原文)
照准公误除射心移动这一原因以外,在使用射击指挥装置进行照准(有时称为通信器照准)时也会产生误差。由射击指挥装置通过通信器传到炮侧的称为基针指示,而炮手操炮时的诸元为追针指示,当基针追针二者重合时,电路系统自动发火,火炮发射。
但是因为基针追针二者之间接触有一定范围,因而是不能做到在两者所示诸元完全一致时才发炮。由于各炮手操作不同,具体情况也有差异。其概率分布如下:


实际出弹率在80%-85%
在昭和11-16年间,海军测量照准公误,得到总平均值如下表所示
炮   种 大口径炮 20cm 中口径炮 12.7cm
照准公误 5.9’ 6.0’ 4.6’ 5.1’

2-5战斗公误与平均散布界
因为这个关系如用数学方法推算较为困难,海军以实验方法推求。下示为以各种射弹数各发射200次所得的结果。r为单炮的半数必中界
射弹数 平均散布界
2        2.03 r
3        2.70 r
4        3.20 r
5        3.62 r
8        4.28 r
16    5.31 r
可拟合曲线如下:
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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:13:52 | 显示全部楼层
2-6战斗公误判定
2-6-1远近弹的发生概率
只发射一发炮弹时:

在射心与标心一致的情况下,远近弹概率各为50%

射心比标心近了1r,此时近弹75%,远弹25%

射心比标心近了2r,此时近弹91%,远弹9%

远近弹比例示意曲线如上
在齐射的情况下,经计算可得下表:
           n=1  n=2 n=3 n=5
-4r 0.0035 0.0000      
-3r 0.0215 0.0005      
-2r 0.0886 0.0079 0.0007   
- r   0.2500 0.0625 0.0156 0.0010
±0     0.5000 0.2500 0.1250 0.0313
+ r   0.7500 0.5625 0.4220 0.2374
+2    0.9114 0.8306 0.7570 0.6287
+3    0.9785 0.9800 0.9590 0.9398
+4    0.9965 0.9930 0.9910 0.9828
由该表可作图表示:


上述的表格和图在后面会经常用到,望诸位不可轻易看过。

(三、2完)

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:23:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 owaii 于 2012-8-24 21:26 编辑

三、3——射心移动
3-1简介

射击舰与目标同向同速运动。此时双方距离不变,理想的标心与射心位置关系如上图所示。

然而事实上的关系却是如第二图所示。在同一照尺距离下,射心偏移量在历次射击中都是不相同的,这样的变化主要是偶然误差造成的。如果经过足够多次射击,各齐射射心的平均位置将会接近照尺距离和方位角所表示的那个“真”位置。在具体每一次齐射中,因为各种原因,射心将会偏离那个平均位置。这个偏移的距离称为射心移动量。绝对值取平均为平均射心移动量。
3-2射心移动的原因
3-2-1远近射心移动的原因如下所述:
方位盘照准误差(使用方位盘照准时)
炮侧射手通信器的“追尾误差”平均值(使用方位盘照准时)
炮侧射手照准误差的平均值(炮侧照准时)
炮耳轴倾斜造成的射距差
齐射弹初速不同
标的移动
其中,初速不同造成的影响很小,基本可以忽略不计。炮耳轴倾斜在大仰角下误差较大。一般情况下(仰角30度以下,炮耳轴倾斜5度以下)影响不大。
3-2-2左右射心移动的原因如下所述:
方位盘照准误差(使用方位盘照准时)
旋回手通信器追尾误差平均值(方位盘照准时)
旋回手照准误差平均值(炮侧照准时)
对炮耳轴倾斜的修正误差
3-3射心移动公误的平均值
昭和11-16年间,统计出的远近射心移动公误平均值如下二表所示:
炮  种       大口径炮 20糎炮 中口径炮     平均
射心移动公误 7.1’    7.5’    6.3’     7.0’

大口径炮
射距离(X)               150 200 250 300
射心移动公误(r2)   125  93  70  47
 
20糎炮
射距离(X)              80 130 180 230
射心移动公误(r2)   154  91  66  35
 
中口径炮
射距离(X)            50 90 130 170
射心移动公误(r2)   173 94  58  41

注: X 以100m为単位、r2以m为単位
大口径炮相关数据乃40cm炮及36cm炮平均值
中口径炮相关数据乃15cm炮及14cm炮平均值

昭和5年算定的的左右射心移动公误平均值如下表:
炮  种                   戦舰主炮     戦舰副炮    大巡         中巡        軽巡
射心移动公误(密位) 1.03      0.76   1.72   2.28 1.33

3-4一般战场情况下的射心移动情况
在现实情况下,双方距离在时刻变化,此时求出射心移动的方法就十分复杂了。

上图显示的是在射击舰和目标舰不断靠近的情况下,调定一定的变距率以求算射击距离时射心移动的情况。三角记号表示发射。
照尺距离和实际距离之间常有一定误差。那么如何求得实际距离呢?
在战场上是无法求得实距离的——所以一切距离精确到米或者10米的命中数据基本上都可以来个四舍五入了。射击舰利用测距仪等手段只能测出射距离,这里面不可避免地要包含各种误差。实距离与射击成绩算定要在射后分析时才能求得。

射心偏移量可由在射击时的侧方观测记录求得,上图是照尺距离的基础上加上各种修正值之后的效果。作为实际情况的参考,加上了①②③④中间的距离线。而标出的实距离线则是由此推定的实际距离。
在此实距离线的基础上结合射心偏移量等数据,可作出射击经过图。

3-5射弹散布与射心偏移的关系
3-5-1炮侧照准时

①表示各炮照准误差普遍距离偏大。③则表示偏小的情况。成绩处理时,l1和l3作为射心移动处理,L1、L2、L3作为散布界。

上图的日文解说——没有想好翻译方法就贴原文好了。
もし上の例で照准公误をも合わせて射弾散布を考えると、左図の左侧の様になり、「戦闘公误は単炮公误及び照准公误の合并公误である」とすれば、この散布で取り扱う必要が出てきます。
左図の右侧は射撃成绩(散布界)から求めた射弾の散布を表し、照准公误の大部分を射心移动として取り除いた残りの照准误差と単炮公误による误差との合并误差と言うことになります。
3-5-3方位盘照准时

① ② ③ 方位盘的照准误差与射心移动作用下,射弹以瞄准点为中心的散布形态。また、④ ⑤ ⑥ は、方位盘の照准误差があり、更に方位盘の照准点に対して炮侧の照准中心误差と炮の精度によって散布が生じた例です。——求一个比较好的翻译。我自己译出来总觉得不大通顺或不合理。
在调查射击成绩时,要处理总照准误差(方位盘照准或炮侧照准)射心移动,计算散布界。一般来说,方位盘照准误差与炮侧照准的照准中心误差分离十分困难。除开方位盘照准的误差,也就是只考虑单炮公误和炮侧照准公误的合并公误的情况,是不可能的。散布界だけから求めた散布の姿、即ち ⑧ が成绩调査から知り得るデータであると言うことになります。 ——继续求高人翻译之。
按:7与8的合成方法
⑦的合成:
将①至⑥的射弹散布中心(虚线表示)平移至实际距离(纵坐标原点),然后复制各图得到,新的射弹散布中心是所有点的平均值。
⑧的合成:
①至③的处理同上。④至⑥则是将那一条小横线,而不是虚线表示的射弹散布中心,平移至实际距离,然后复制各图得到。这个情况下,平均值显然为实际距离。

——那么按我的理解,试着做一解说:
⑦是考虑方位盘照准的误差,而⑧则是不考虑。因而⑧中,经过多次射击,射心移动的随机误差抵消了,于是弹着平均也就是实距离了。

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:32:58 | 显示全部楼层
继续概说工作
三、4——初照尺精度
4-1导论
在舰炮射击中,初弹照尺精度是十分重要的,这直接关系到后面射击的效果,因而有必要对初照尺精度作出分析。
随着一艘军舰的服役后训练水平的提高,初弹射击的精度也会逐渐提高。特别是,在有多艘同型舰使用同种武器的情况下,因为验证的次数多,初照尺精度的测算会更有把握。
初照尺精度是由多次射击中初弹偏移量的公算误差算出的。
比如,某队进行了11次射击。成绩如下:
远弹5次:+400m、+350m、+250m、+150m、+100m
夹叉1次:±0m
近弹5次:-650m、-220m、-180m、-150m、-50m

由公式算出初照尺精度如下:

那么该队今后射击中初弹偏移量将遵循如下的概率分布:

总之,初弹偏移公误是初照尺精度的表现,在初次射击之后,考虑初弹平均弹着与射心之间的距离时可利用上述推测值。即,初弹之后的修正方法的决定是射法上的重要内容,而这个的决定有赖于参考初弹偏移公误作出的判断。

4-2初弹偏移的原因
初照尺的误差也就是初弹偏移的原因按主次可总结如下:
1、测距误差
2、目标未来位置的测算误差——的针的速的测定误差
3、弹道修正计算误差
4、实际初速误差造成的射距差
5、发令所测的所等处发生错误
6、射心移动
下面说明1的情况。6可以参考射心移动的章节。

4-3测距误差——测距仪器的精度
4-3-1测距仪的测距精度
测距中心误差与测距散布误差
测距中心误差是测距仪的系统误差,在安装操作均正确的情况下也不可避免的系统误差。
测距散布误差的大小则表征了操作员的技术水平,可以看作随机误差,缩小散布误差也是海军着意加以训练的目的所在。根据海军战技成绩,算得测距散布误差平均值如下:
舰    种   戦  舰   大  巡    軽  巡
测距散布误差   0.9”     1.2”     1.5”
基于上述的角度误差,可算出不同距离上的测距散布误差平均值如下表:
     测距仪基线长 测距离(X) 测距散布公误(r4)
戦舰 10              250         280
     8                 250         350
大巡 6                 150         225
軽巡 4.5           100         170
       3.5           100         215
       2.5           100         300

测距仪基线长以米为单位,测距离以100米为单位,散布公误以米为单位
1秒的角度误差对应的距离误差计算式如下:

有一个很重要的问题是,因为在角度误差相同的情况下,误差的大小与测距离的平方成正比,远距离上误差急剧增大,因而在预定的交战距离上,测距射法不能有效满足需求。这就是日本海军惯用变距法的习气形成的原因。
按:由此亦可见出日本海军对远程炮战的精度要求。
4-3-2雷达的测距精度
使用雷达测距时,同样存在测距中心误差和测距散布误差,但是与测距仪不同的是,随着距离变化,误差大小几乎不变。因而在远距离上使用测距射法成为可能。
遗憾的是日本海军没有来得及很好地使用电测射击就迎来了终战。

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:45:06 | 显示全部楼层
4-4初弹偏移公误
4-4-1远近初弹偏移公误
昭和11-16年间的初弹偏移公误如下所示:

上述表格中的数据已经过射心移动的修正,X以100米为单位,其他以米为单位
在战时的误差增加率可以乘上下列系数来求得
大口径炮 : 1.1  20・15・14糎炮 : 1.2  12糎7炮 : 1.3
4-4-2左右初弹偏移公误
数据来源同上


4-5初弹偏移公误的判断
1、在公误较小的情况下,弹着点离目标较近,当然容易判断
2、在发炮前预想的目标存在概率(事前概率)
3、结合事前概率,事前夹叉概率,事前全远概率,可算出第一次射击的全近和夹叉概率。
4、初弹发射后,结合弹着情况,又可算出目标存在的事后概率。
4-5-1预期夹叉概率
基本条件如下:发射弹3发,战斗公误100米,初弹偏移公误200米。结合上述的战斗公误全近全远概率表,夹叉概率Pk可求解如下:
Pk( 0) = 1-(0.1250+0.1250) = 0.7500
Pk(1r) = 1-(0.0156+0.4220) = 0.5624
Pk(2r) = 1-(0.0007+0.7570) = 0.2423
Pk(3r) = 1-(0.0000+0.9590) = 0.0410
Pk(4r) = 1-(0.0000+0.9910) = 0.0090
射心与标心一致时,夹叉概率为75%,相差1个战斗公误时为56%,以此类推
再结合概率表:


即,第一弹的射心前后±50米的区间内,存在目标的概率是13.39%,其外侧的50米~150米区间内目标存在的概率是远近方向合共12.66%。概率表的用法:按这个例子的情况,①区间的概率是x / r =50/200=0.25,所以概率从表0.1339得到。其次,②’~射心~②区间的概率是x / r =150/200=0.75,所以概率从表0.3871得到。今后②区间的概率,(0.3871-0.1339)/ 2=0.1266。以下相同。
(注):这样不断地划分等间隔的区间,区间越细小计算越麻烦,所以一般的计算都取一个适中的划分法——区间宽度与战斗公误接近。当然,现在这样麻烦的事一般使用电脑计算,不过当年没有电脑,只好靠炮术官手算了。齐射弹数和初弹偏移公误变化的情况下的夹叉概率的表是预先制好的:


预期全近全远概率(事前概率)
方法与预期夹叉公算的计算法相同,n=3时的全近概率Ps计算如下:
Ps(-2r) = 0.0007
Ps(-1r) = 0.0156
Ps(0)   = 0.125
Ps(+1r) = 0.422
Ps(+2r) = 0.757
Ps(+3r) = 0.959
Ps(+4r) = 0.991

例如,目标②的区间的概率是0.1266(=12.7),另外目标处于远方100米(=1r)时的全近概率PS(100)42.2%。因此,目标在②区间且第一弹全近的可能性为0.127x0.422=0.0538。
以下同样按照各区间的概率去求解,结果如下:

同样可作出预期全近全员概率表:

初弹观测后的事后概率
上面说明的是第一弹射出之前的概率计算,在第一弹射出之后,发生了全近、全远、夹叉等事实的情况下,反过来推求目标存在的各个位置区间对应的概率即为事后概率。
根据预期全近概率的右栏作出目标存在概率曲线如下:

对初弹的修正弹出现反方向弹的概率(比如第一发近弹,第二发远弹)
在上面的例子中,初弹为全近弹时,以第二次射击照尺距离加400为例。远弹概率如下:
Po(-1r) = 0.0156
Po(0)   = 0.125
Po(+1r) = 0.422
Po(+2r) = 0.757
Po(+3r) = 0.959
Po(+4r) = 0.991

区间 目标位于该区间内时的全远概率
②’ 0.0058 x 1.000 = 0.0058

① 0.0479 x 0.991 = 0.0475

② 0.1542 x 0.959 = 0.1479

③ 0.2322 x 0.757 = 0.1758

④ 0.2227 x 0.422 = 0.0940

⑤ 0.1535 x 0.125 = 0.0192

⑥ 0.0940 x 0.016 = 0.0015
修正弹的预期全远概率 = 0.4917
全远全近的交替出现也就是所谓目标捕捉,是所谓概率射法的重要指导理念。

捕捉概率曲线
照尺差(L) 捕捉公算(η)
2 r             0.0164
3 r             0.072
4 r             0.1953
5 r             0.3715
6 r             0.5560
7 r             0.7084
8 r             0.8191
9 r             0.8890
10 r         0.9309
照尺差即照尺距离的修正量

上图为捕捉概率曲线

捕捉概率公式如上。

用类似的方法,可以算出修正弹的夹叉概率。因为比较方便,这里就省略不算了。有兴趣的读者可以自己尝试。

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:50:19 | 显示全部楼层
变距误测
在射法概说当中已经说明了变距射法的基本操作。自初照尺决定之后,在距离钟上调定变距率,由距离钟输出的距离来决定下一次的射击距离。
使用变距射法时,在本舰的运动情况一致的情况下,左右射击效果的最大因素即是测出的变距率的准确度。反过来说,变距率的误差大小以概率而言即是所谓变距误测公误。
由海军的战技成绩所得到的变距误测公误数值如下:

变距误测的影响
变距误测的影响主要有以下三点:
1、在照尺距离适当的情况下,变距误测使夹叉弹的连续获得成为不可能

上图为散布界200米,齐射间隔20秒,变距误测10节的情况。实线为实距离线,虚线为射距离线。
2、影响对照尺的修正量,从而相当于变更了目标位置,影响修正——这句话是对“照尺に対する修正量が、そのまま目标に対する関系位置の修正とはならない”的完全意译,直译的话没有满意的说法。

如上图,第一齐射(甲弹群)为400米的近弹。于是照尺加400。此时本来应该获得夹叉的,但因为变距误测的存在,实际上却发生远弹(乙)。E0即为误测值。
也就是说,照尺加400与E0起了同样的效果。
一般的射击指挥官是无法观测变距偏移量(距间量)的,甲弹为近弹400的情况下,照尺加400,却发生捕捉目标的情况,于是指挥官判断目标存在的最大可能性是在照尺加200处。这样,照尺减200,发射丙弹群。
可是因为实际上存在变距误测,这个判断显然是错误的。也就是说,甲乙弹群虽然捕捉了目标,但是实际的修正量是400+E0而非400,因而第三齐射修正200的结论是错误的。
如果假定第二与第三齐射的时间差是t2,那么此时的理论上的修正量应为:(400+E0)/2+E0(t2-/t1)

然而,这个变距误测量在本舰上观测修正时都是无法发现的。这是变距射法一个固有的缺点(所谓宿命的弱点是也)。如果能知道的话,当然也就不会有这样的困扰了。
因此,海军利用其后叙述的概率方法,依靠事先测定的变距误测平均值来决定修正值。这样射击修正就变得准确了。
这个方法在变距射法中地位十分重要。

变距误测与捕捉概率
就像前面说明的,变距误测在战斗中无法了解,但是事先是可以了解的。根据过去的统计数据,以公误的形式预先给出一个参考值也是可能的。射击指挥官要在发射间隔心算(或者按照射击计划或腹案)来加以修正。
举例来说,初弹偏移公误250米,战斗公误100米,炮数6门,变距误测5节,发射间隔80秒,照尺修正量600米的情况下:
在无变距误测时,根据前面章节所讲到的捕捉概率,可得捕捉概率为0.5560。
此处因为变距率误测量5节,在发射间隔中的变距量误差为200米。

图中w为变距误测的发生概率。
对初弹O1的照尺差进行修正而发射了修正弹,而相对于目标位置的实际修正量是L+E(修正量+变距误测)。因而O2在附加了Ef的变距误测之后成为反方位弹O'。这个反方位弹的出现概率设为Pη,制表如下:

也就是说,捕捉概率从0.5560降低到了0.5090

当第二弹出现捕捉时,变距误测的最准确值
上述的表中,对应X值各处的全捕捉概率如下:

这个比例是考虑“目标を捕捉した后で考えた场合の第2照尺弾の存在公算です。”
作图可得,当E为1.4r时,概率最大。于是以E=1.4r为变距误测的最准确值——E0。这也是变距误测量的推定值的由来。
E0的求法较为专业在此省略不提了。

变距误测的远近方向
就像变距误测的大小无法准确知道一样,其方向也是无法准确知道的。然而,与前项一样的方法,在变距误测量最准确值推求的同时,变距误测一定出现在捕捉时修正的方向上。——しかしながら、前项のような方法で変距误测量の最确値を求めると、必ず修正した方向に変距误测が现れることになります。

这里的最准确值只是概率最大的值,其本身并不“准确”,但是因为用这个支成功的机会最多,这个名词也就如此沿用下来,这也是很有意思的。

另外以下的解释也是可以的:
变距误测的话,同样的修正量,捕捉概率减少,也就是说捕捉变难了。——それにも関わらず“结果において”捕捉したと言うことは、変距误测が捕捉しやすいように働いたということになります。
変距误测量は、照尺の修正量を増加する方向にあれば目标を捕捉しやするするように働くという解釈です。

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:55:13 | 显示全部楼层
捕捉阔度

本条目是对初照尺精度一条中所提到的捕捉的进一步说明。

在第二次齐射实现捕捉的情况下的目标存在概率

上图中,第一齐射O1为全近弹,第二齐射O2为全远弹。目标T1在O1、O2之间各点时,全近/全远概率可以分别用Ps(x)和Po(x')来表示。
由之可得上述情况下捕捉概率为二者的乘积。那么当出现捕捉之后,反求得目标存在概率如下:

因为曲线是对称的,因而在O1和O2中点处,目标存在的概率是最大的。

中间照尺弹的夹叉概率

在上述情况下,取O1和O2的中间距离O3作为第三照尺距离,那么第三次射击取得夹叉弹的概率是可以算出的。在齐射弹数和O1,O2距离差不同的情况下,可算出Pk的值如下表所示:

捕捉阔度的正式定义
所谓捕捉阔度,就是在中间照尺能够得到相当高的夹叉概率时,捕捉目标的两个照尺距离所对应的照尺距离差——修正量。——这一段如同绕口令,诸位将就着看吧。
海军最初将其叫做“最少夹叉阔度”,昭和12年舰炮射击教范改正前后,才改名作“捕捉阔度”
比如说,在修正了600米才成功捕捉的情况下,以修正300米的中间照尺射击,夹叉概率足够大,因而这个捕捉阔度是适合的。而在修正1000米才捕捉的情况下,以修正500米的中间照尺射击,此时夹叉概率较小,捕捉阔度不适合。
“适合”与“不适合”的判断标准,一律是夹叉概率是否大于50%。海军的大多数舰艇,炮数都是5门以上,因而夹叉概率50%以上还是比较容易做到的。如果只有2-3门炮的话,就不容易了。
捕捉阔度要靠指挥官射击前研究,临阵时心算得到。因为这个捕捉阔度在对初弹进行修正时经常要用到,因而其使用一般与初弹的精度有很大的关系。为何要在初弹修正时用到捕捉阔度呢?
——当第一弹射出后,修正值要由观测结果所计算出的目标存在概率,和捕捉阔度最大的适合值所对应的那个中间照尺的2倍来决定。
为了方便理解,可以假定一种情况(以下例子是本人自己编的,如果有错误望予以指出。诸位多包涵):
比如说,第一照尺10000,近弹
在此种情况下,捕捉阔度800时,这一中间照尺距离(10400)所对应的夹叉概率恰为50%。
那么如果以10600为第二照尺,这样所获得的第三照尺10300对应的夹叉概率将大于50%。
但是不可以用11000作为第二照尺,即使观测结果为近弹甚多,因为10500这个中间距离所对应的夹叉概率已经小于50%了。此时就需要用到在射法简介当中提到的初弹观测数段法。比如说左右炮以10300,11000为照尺距离分别发炮来求得捕捉。
要而言之,海军炮术上不希望出现较大的修正值,因为此时中间照尺对应的夹叉概率太小了。
综合考虑前面所述的各种误差,可得总表如下:

在昭和12年改定的舰炮射击教范中,规定了标准的捕捉阔度值。这个规定值为7门以内500-600米,8门以上600-800米。

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 楼主| 发表于 2012-8-24 21:57:56 | 显示全部楼层
预告:
在周日之前将会译出射弹弹着、飞机观测的精度两部分

本文的“其二”,将会简要介绍试射要领。


暂时就到这里了,大家可以先展开讨论,欢迎多提意见建议。
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 楼主| 发表于 2012-8-26 10:51:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 owaii 于 2012-8-26 10:55 编辑

继续填坑,齐射弹弹着情况

齐射弹弹着时的水柱状况,在日本海军的档案材料中有着各种各样的记述。对这些记述加以整理,就得到本文的内容。
下面是对废舰萨摩和安芸进行射击时的原始数据:


命中弹的观测
命中弹的观测是比较困难的。射击指挥官在战场的环境下,想要冷静客观地判断命中弹数几乎是不可能的。不过,根据火焰与烟雾的发生,船体的变形等等明显的现象,在能观测到这些现象的条件下还是能够确认命中与否的。

作为日本海军平时射击的例子,在对废舰壹岐射击时,由一部分炮术军官和炮术学校见习生所得到的观测成绩如下:
射 撃 艦         決定命中弾数         平均観測弾数(観測者数)
金剛         9                         6.1 (13)
比叡         14                 6.3 (12)

使用观测机观测弹着的精度
在昭和4年到6年间,统计出的飞机观测弹着点的精度如下表:

从上述数据可分析出观测误差的分布规律,由之结合数学分析作出下述概率曲线:

因此,这个观测误差的概率误差,考虑实际情况的话与实测值并无太大的差别,为了方便起见,可以用这个概率误差来计算观测精度。
また、(1)項のデータにおける平均観測点の側方観測点(これは正確な値であると見なすことができます)に対する偏差は、観測値に対する固有誤差と見なし、常にこの固有誤差を修正してやると、残りが観測公誤によって観測誤差が生じるという見方ができます。
那么,由飞机进行观测时的精度就如下表所示:
航空機の観測値          200以下 200台 300台 400台 500台         600台         700以上
固有誤差修正量                  0          +50        +100      +150       +200       +250       +300
修正後の観測値の公誤          55        70           80           100         125          155         lL/5
〔注〕:         Lは固有誤差を修正した距間量

举例来说,飞机观测的结果是350,修正值+100,那么实际值为450±80。






全文完。“其二”中将叙述试射要领。

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发表于 2012-9-16 22:30:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2013-9-25 14:19 编辑

由于本人管理操作错误致使回帖遗失,现补贴内容如下,请回帖者包涵:

mathewwu:owaii君功德无量,从今天起谈日本炮术总算有个谱了。

genie854:这里也有了,虽然不懂炮术,还是很赞。

格鲁门之猫:太专业啦,赞一个。

屎太浓:owaii君经常在这啊。

Xiaoyu2142as:炮术学校里的啊 我经常去光顾啊, 没想到O兄能将其译出来,可谓是不易啊...
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发表于 2012-9-16 22:42:01 | 显示全部楼层
togepi:想問問M大的“自然”散布界平均差公式=?


请参考统计分布标准差或http://www.zhanliejian.com/forum ... 6918&fromuid=29
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发表于 2012-9-16 22:46:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2013-9-25 14:22 编辑
owaii 发表于 2012-8-26 10:51
继续填坑,齐射弹弹着情况

齐射弹弹着时的水柱状况,在日本海军的档案材料中有着各种各样的记述。对这些记 ...


继续补贴遗失的老回帖:

“命中弹的观测是比较困难的。”

穿甲弹的延时信管药等弹体钻入舰体内部才起爆炸药,所以如果舱内没有立即发生如弹药与锅炉等被引爆的现象,从外部是不容易观察到的。反而是落海的没命中的炮弹才会造成水柱。

美西战争海战决战距离才2000码上下,资浅炮手都被弹着现象迷惑,炮术官告诉他们说:“那么近的距离看不见水柱就表示命中“。苏利高海战能见度12000码,写在战报里的数据还有人要说美军用目视而非雷达校射,可是报告里又说炮术官用望远镜观察到弹着,这是因为夜间爆炸的火光在黑夜分外显著,在日间是不容易看见的,而且只看得见弹着火光看不见与目标的相对关系也是不能完全作数的。
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发表于 2012-12-6 22:28:19 | 显示全部楼层
owaii 发表于 2012-8-24 21:57
预告:
在周日之前将会译出射弹弹着、飞机观测的精度两部分

关于明治40年变距率盘(Dumaresq)的引进,在英海軍 Thring 大尉の来日说是明治38年4月15日,Walter H.C.S. Thring大尉奉命专程带来援助盟国的。当然也有人怀疑小小大尉如何有资格与东乡司令官进行会议,并导致司令官在隔日颁布舰队炮术指令,从独立打方(independent fire)立即转变为隔名姓的一齐打方(salvo fire)。

这里不想引出对马海战的话题,我只是查了一下Thring大尉的生平,发现除了军衔需要更正外,还有几点是与日方文件不谋而合的。Walter Thring当时已是中校(Commander,1903升任),的确在地中海舰队服役过,对变距率盘的改进做出过贡献,所以可确认具有这方面的专业。那么由一位中校炮术专家从马尔他的海军工厂护送最新式的火控器材并亲自为东乡讲解操作,这并非不可能或从官僚观点视为僭越。同文后称W. Thring为T少将,实际他提早在1911年以上校退役,并以炮术专家受聘于澳大利亚海军。

从网络资料对照,几乎可确定Thring大尉就是Walter Thring,只是从英语资料从未显示他与日本有任何瓜葛,倒是曾服役于中国分舰队。不知owaii君对此有何看法?
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 楼主| 发表于 2012-12-6 22:59:38 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2012-12-6 22:28
关于明治40年变距率盘(Dumaresq)的引进,在英海軍 Thring 大尉の来日说是明治38年4月15日,Walter H.C.S. ...

横炮校的炮术讲义,我没有看过完整版。那个网页里写了这么一句话:
例えば 横砲校での講義資料などの中でそれに関係する記述が一切無い のでしょうか?

因为没看过全部横炮校的讲义,我不知道是不是真的没有。如果真的没有,那么Thring大尉在日本海海战前夕带来变距率盘的说法还是值得怀疑——这种重大事件为何不进行记述呢?
况且从后文来看,现在也无法考出当时是否一并颁行了配套的说明书等文件——毕竟新式装备的使用必须进行事前训练,其操作要领不大可能是该英国军官口头传授的,应该会留下纸质的记录。

所以我认为那个网页中下面的质疑是有道理的。至于Thring的生平,我不大了解。这部分内容还需要更多的资料才能理出头绪来。
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发表于 2012-12-6 23:39:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2012-12-6 23:45 编辑
owaii 发表于 2012-12-6 22:59
横炮校的炮术讲义,我没有看过完整版。那个网页里写了这么一句话:
例えば 横砲校での講義資料などの中で ...


谢谢。以下是Walter Thring的生平

早期的变距率盘较简单,不比当时多参数的计算尺复杂,而且是从作图推导变距率的概念演变出来的,对有经验的炮术官来说应该很容易上手,应急的复制几具并口授用法给几个分舰队旗舰炮术长来验证实战效能也未尝不可,当然这个推论是无根据的。

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一等兵

三年服役纪念章

发表于 2013-5-28 23:55:01 | 显示全部楼层
科普好贴!
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二等兵

二年服役纪念章

发表于 2014-5-12 17:38:15 | 显示全部楼层
噗 菜鸟看的头晕眼花 但是为了战舰世界不得不看  头大。  求高人指点
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