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【翻译】胡德号的火控系统

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一等兵

七年服役纪念章

发表于 2013-10-8 23:26:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
这个是2006翻译胡德号纪念网站上的一篇文章,当时发表在Sonicbbs上,可惜网站几经变迁,文章已经找不到了。近日整理硬盘,偶尔翻出这篇旧作,正好最近也在看《海军火力》一书,就将旧文发出,抛砖引玉。又,当年发在SB上的美军火控教程的部分章节,获吴老的热心帮助,帮我保存下一份图文来,否则我自己都没有备份了,有空再发上来。

另外提前说明的是,对于指挥仪仰角与火炮仰角的问题,我还是没有搞清楚,之前有发帖请教过,这次还希望方家指正。

文中加红的部分,是我自己在翻译上有疑问的部分,姑且译着,请大家指正。最好能有懂行的朋友给出对应的标准军语,无论是解放军还是国军。

Hood's Fire Control System: an Overview
by William Schleihauf
http://www.hmshood.com/ship/fire_control.htm

术语表

方位(Bearing):目标相对于本舰的方向,用度数表示(通常用“红”或“绿”表示,也就是左舷或右舷,“红色045”表示左舷前方45度)。

船舷齐射(Broadside):一组火炮(同一口径)同时开火。例如,胡德号所有8门15英寸火炮同时向一个目标开火。但是齐射(Salvo firing)是更常见的射击方式。

接近(Closing):敌我距离减少。

集中火力射击(Concentration Fire):一艘以上的舰只对同一目标开火。如果没有事先规划(以及事前的训练),这很容易导致开火的舰只弄混各自的弹着点,射击的准确性也会很快降低。

德雷尔距离修正仪(Dreyer Range Corrector):John Dreyer上校发明(他是Frederic Dreyer的兄弟),这种仪器和Dreyer火控台连在一起,输入因炮弹飞行时间对距离的修正,以及一些其他变量。

德雷尔火控台(Dreyer Table):一种模拟计算机,用于计算实际射击距离(gun range)左右偏差(deflection),数据被输入炮塔,如果数据正确,则炮弹可以击中目标。胡德号装备了Mark V型德雷尔火控台,这是英国海军舰队中唯一装备此型火控台的军舰。

左右偏差(Deflection):为击中目标而所需要的前置量或补偿量(向左或者向右)。就像一个射击飞碟选手,为了击中飞碟必须向目标的前方瞄准。在皇家海军中,修正量通常用“节”来度量。

Dumaresq计算器:以发明者John Saumarez Dumaresq海军上尉命名。这种模拟装置可以根据本舰的速度,敌舰的方位,航向和速度来计算距离变化率和左右偏差修正量。


胡德号德雷尔火控台的电机Dumaresq计算器


Dumaresq计算器的刻度盘

很自然,Dumaresq计算器的计算精度取决于输入的数据的精度。胡德号上装有数个独立的Dumaresq计算器用于不同的炮术目的(例如风速Dumaresq计算器,就是用于计算风速对炮弹的影响),同时还有一个大型的电机Dumaresq计算器,用作德雷尔火控台的组成部分。


这是一种独立的Dumaresq计算器(Mark VII型)


风速Dumaresq计算器

仰角(Elevation):炮口抬起后与水平线(从甲板量起)的夹角。

常见误差(Error of the Day):如下因素引发的修正:发射药温度,气压等,这些因素将导致炮弹落点与预期的不一致。

同步指针(Follow the Pointer):距离与左右偏差的数值通过同步指针传送到炮台里。以距离为例,在炮台内有一个距离数据接收装置:一个刻有以码为单位的距离数字的圆形刻度盘。一个指针根据火控中心(TS)里的距离数据传送器而移动,尖端指向一个精确的距离。这将使炮塔内距离数据接受装置中的一个同步指针指向同样的数值。为了让火炮抬起正确的仰角,火炮瞄准手操纵一个设备移动第二个指针,使其与第一个指针重合,该设备则带动火炮俯仰装置,使得火炮抬起正确的仰角。

实际射击距离(Gun Range):德雷尔火控台推测出的距离,经过落弹观测修正,以及常见误差(error of the day)的修正后所得的距离数据,火炮将根据这一数据进行俯仰操作。

偏角(Inclination):敌舰相对与开火舰只的夹角。即敌舰航向与我舰到敌舰之间连线所构成的夹角(当敌舰正向我离去时为0度,当敌舰正向我开来时,为180度)。在一战后期及战后,人们发明了很多光学仪器(偏角罗盘)来确定目标的偏角,如果偏角测算正确的话,将有利于火控台测算距离接近率和航向。

俯仰瞄准手(layer):火炮的瞄准手负责俯仰火炮,在独立射击时负责开火。

MAC:Main Armament Control-用15英寸火炮火控中心,特别是15英寸火炮的德雷尔火控台控制副炮射击。

单舰火控法(Master Ship Control):在(多艘军舰)集中火力射击时,首选的方法是由一艘军舰(所谓的Master)负责编组里其他军舰火控。但是各艘军舰必须根据各自在战列中的位置来修正左右偏差和实际射击距离。

远离(opening):敌我距离增大。

在战列中的位置(PIL-Position in Line):当几艘军舰向同一个目标集中火力射击时(使用单舰火控法时),他们各自的距离和左右偏差量需要根据他们在战列中的位置进行修正。

距离(Range):以码来度量的敌我之间的距离。注意通常一海里大概折算为2000码,但实际上是2026.667码。

变化率(Rate of Change):距离和方位在一定时间内的变化率(如“每分钟接近500码”)。注意多数情况下,变化率本身也是变动的。

齐射(Salvo):一组火炮(同一口径)中的一部分同时射击。如:所有15英寸火炮炮塔的右炮射击。这是通常的射击方式。(备注:我查了一下,大部分翻译都把salvo翻译成齐射,但按照这个定义,显然与汉语语境中的“齐射”含义不同。注意不是说所有同口径火炮开火,而只是一部分开火。对应的,还有half salvo和full salvo)

落弹观测修正(Spotting):通过观察炮弹的落点进行修正。单发射击对落弹修正几乎没有作用,火炮必须进行齐射(salvoes)。在军舰的桅杆和炮塔内都有弹着点观测员,他们独立地观测齐射的弹着点(“远了”,“近了”,“偏右”,“偏左”,“跨射”),并将观测结果报告给火控中心。由于很难确定一次齐射的炮弹落点与目标的偏离量,因此标准的修正(包括在落弹观测修正方法中)将用于随后的齐射中。

落弹修正规则(Spotting rules):射击并尽快击中目标的标准方法。在胡德号的一生中,其所使用的落弹修正规则都是基于1916年9月公布的规定,反映了日德兰海战的经验教训。总体而言,这些规定要求军舰射击时首先进行左右偏差修正,因为除非落弹和目标在一条直线上,否则很难观察到远弹还是近弹(这样距离修正比较困难)。战舰在射击时并不是先进行一次齐射,等观测到弹着水柱进行修正后再继续射击,而是进行两次射击:两次齐射之间间隔几秒钟,而且两次齐射的诸元设定也不同-——当进行距离修正射击时,这两次半齐射构成一个“阶梯”:两次齐射时装定的距离诸元有一定不同(如相差400码)。

跨射(Straddle):一次半齐射中的炮弹落在目标两侧。跨射是炮术长所追求的目标,因为炮弹击中目标时很难观测到,尤其是炮弹在装甲后爆炸时。此外,跨射使得命中的概率最大化。根据统计,如果形成跨射,那么已经有一些炮弹实际上已经命中目标了,可能是30%。

方向瞄准手(Trainer):火炮的方向瞄准手负责向左或向右转动炮塔。

火控中心(Transmitting Station):通常简称TS,位于甲板之下,装甲后面(在胡德号上,15英寸火炮的火控中心在平台甲板上,旋转指挥仪下方9层处),这里安装有德雷尔火控台以及其他用来控制火炮的设备。这个名称的由来是因为最初这里是向炮塔传递命令和数据的地方。



火控系统的工作过程


为了击中目标,需要预测在炮弹落下时目标相对胡德号的位置。为此需要知道胡德号距离敌舰的距离,距离变化率,以及方位(和方位变化率)。

——通常由舰长选定一个目标,并指示给所有的火炮控制战位,观测员将其观测到的目标方位传给Evershed接收器。
——炮塔测距仪和主测距仪转向目标,将搜集到的距离数据传输给火控中心,火控中心将数据绘制在德雷尔火控台上。
——指挥塔上的指挥仪瞄准器对准目标,将方位数据传给火控中心。

我舰的航向和航速也传输给火控中心。注意测算方位比测算距离要准确得多,战舰在齐射时修正方位偏差比修正距离偏差快得多。
火控中心的核心是德雷尔火控台,大多数的数据都汇集在这里。下图显示了实际射击距离和左右偏差修正的数据流程。




如何获得实际射击距离:

——雷德尔火控台上的Dumaresq计算器中输入胡德的航向和航速,敌舰方位,估测的敌舰航速和航向,然后就可计算出距离接近率。
——各测距仪测出的距离数据绘制在德雷尔火控台上,将各数据汇总后得出一个平均的距离数据。
——距离钟里输入一个最初的目标距离数据,然后根据Dumaresq计算器给出的接近率不断调整这个数据,输出实时的预测距离数据。
——测距仪得出的距离数据,和火控台预测的距离数据都绘制在一张表格上,如果两者不一致,则根据测距仪的数据调整Dumaresq计算的距离接近率。注意,火控中心可以向测距军官(此人位于桅杆上,可以直接看到敌舰)“建议”一个新的距离接近率,但是只有测距军官有权向距离钟内输入新的距离接近率。这是根据实际观察到的情况来修正距离接近率的方法。
——从Dumaresq计算器中输出的预测距离根据落弹观测以及其他方式进行修正(在落弹观测修正微分表上),最后输出的数据就是实际射击距离。
——操作员从微分表上读出实际射击距离的数据,并传给指挥塔上的指挥仪瞄准具(同时也传给各炮位上的距离接受仪)
——在指挥仪瞄准具里,火控中心给出的实际射击距离数据被输入到俯仰瞄准手的望远镜,并随着距离的变化而让望远镜上下运动。瞄准手将目标稳定在镜头的中心(抵消船只的晃动),望远镜的仰角(综合了实际射击距离和瞄准手为了补偿船的晃动而对望远镜的移动,他控制了望远镜的瞄准,并最终控制火炮的瞄准)被传给火炮。(关于这部分,特别不理解,为何指挥仪的仰角要发给火炮,火炮的仰角不是应该根据射表来确定吗?火控中心的距离数据,又如何改变指挥仪的仰角?)
——炮塔内的火炮瞄准手根据同步指针跟随指挥仪瞄准具望远镜的移动,控制火炮的俯仰。
——当一切准备就绪,枪炮长下令开火,在桅杆上的指挥仪瞄准手扣动扳机用电击发发射火炮。

总之,距离和方位的参数从桅杆的测距仪得出,在火控中心的德雷尔火控台上计算。得出的实际射击距离被传给指挥仪瞄准具,然后带动火炮俯仰。

左右偏差修正以同样的方式得到。
——指挥仪把目标方位传给德雷尔火控台。
——罗盘传来的数据修正因偏航造成的方位误差,并绘制在方位图上,从方位图上可以读出方位的变化率,从而得出左右偏差修正量。
——把上述步骤得出的修正量与Dumaresq计算仪得出修正量进行对比,然后向偏差修正汇总仪(Deflection Totaliser)输入正确的数据。
——同时向汇总仪里输入风速,射弹偏差,以及落弹观测修正等。所有的左右偏差修正量(以节计算)被传给指挥仪。
——在指挥仪里,所有的修正量与敌舰目前的方位结合起来,计算出炮塔旋转的角度,然后传给炮塔。

胡德号在1941年早期装备了284型炮瞄雷达,此时要在火控系统中设置另一套数据输入(特别是距离)程序,但是对于整个火控系统没有大的改变。






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一等兵

七年服役纪念章

 楼主| 发表于 2013-10-8 23:35:56 | 显示全部楼层
我能否这样理解,指挥仪瞄准镜的作用,是修正摇晃?俯仰瞄准手不断对准敌人的水线,摇动手轮的过程,就反馈出一个实时的晃动量?同时,若绘图室可以遥控指挥仪,可以按照距离钟给出的数据让指挥仪选装,如果准星有偏移,则表明数据有误?

越想越糊涂了。。。

上士

六年服役纪念章

发表于 2013-10-9 15:32:04 | 显示全部楼层
pendulum 发表于 2013-10-8 23:35
我能否这样理解,指挥仪瞄准镜的作用,是修正摇晃?俯仰瞄准手不断对准敌人的水线,摇动手轮的过程,就反馈 ...


按说炮塔基座应该有个水平陀螺仪实时修正炮塔的水平角度,这个过程应该是自动实现的。那就是说在一定范围内的船身水平摇晃下,炮塔是可以自动保持水平的才对。

一等兵

七年服役纪念章

 楼主| 发表于 2013-10-9 23:05:47 | 显示全部楼层
magicfire 发表于 2013-10-9 15:32
按说炮塔基座应该有个水平陀螺仪实时修正炮塔的水平角度,这个过程应该是自动实现的。那就是说在一定范 ...

这个好像只有中小口径有,大口径舰炮想要随动太困难,是通过陀螺仪或指挥仪在固定的晃动角度上击发的吧。

上将

八年服役纪念章功勋勋章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章行政立法委骑士团勋章政道纪念章旗手终身荣誉会员

发表于 2013-10-10 11:40:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2013-10-10 12:14 编辑
pendulum 发表于 2013-10-8 23:35
salvo...(关于这部分,特别不理解,为何指挥仪的仰角要发给火炮,火炮的仰角不是应该根据射表来确定吗?火控中心的距离数据,又如何改变指挥仪的仰角?)...


'salvo'在早期国军军语(未注明是陆军还是海军)中翻译成“齐放”或“排炮”,所以开火令的下达是“放!”,但近期也变成了“齐射”和“发射!”了。另外'volley'也翻成“排炮”(volleyball——排球?),

关于火炮指令的发送依火控流程的设计分1.火控中心——〉火炮;2.火控中心——〉指挥仪——〉火炮这两种。此问题我已尽力在此回答了: http://www.zhanliejian.com/thread-5060-1-1.html ,恕我专业和语文程度都有不足,未能解释清楚。

少将

七年服役纪念章旗手

发表于 2013-10-10 13:31:51 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2013-10-10 11:40
'salvo'在早期国军军语(未注明是陆军还是海军)中翻译成“齐放”或“排炮”,所以开火令的下达是“放! ...

最近看Titans of the seas,里面提到东所罗门海战北卡5寸炮齐射
里面原文是:...damaged his plane with her first salvo of 5-inch.
美军5寸高炮群对空时也有多座同时“齐射”的操作么?还是仅仅是笼统的指“北卡5寸炮一轮射击后击伤了他的座机”
望马老赐教
There, only there,
in the annihilation of hate and anger, and ego,
is our salvation.

上将

八年服役纪念章功勋勋章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章行政立法委骑士团勋章政道纪念章旗手终身荣誉会员

发表于 2013-10-10 15:35:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2013-10-10 15:36 编辑
o平阳公主o 发表于 2013-10-10 13:31
最近看Titans of the seas,里面提到东所罗门海战北卡5寸炮齐射
里面原文是:...damaged his plane with  ...


副炮也有齐射的,美军新BB上因有4座副炮指挥仪,有8-10座双5"/38,一般是1座副炮指挥仪控制2-3座双5"/38同时射击1个目标(但是同炮座左右炮会短暂分隔开火),如果必要,单舷的全部副炮可交联同一座副炮指挥仪集火射击同一目标。以下是取自 http://www.zhanliejian.com/navweaps/Battleship_Action_Guadalcanal.pdf 描述华盛顿号对阵雾岛号的副炮控制安排片段:

说明前舰桥上方的1号副炮指挥仪(Director 1)主控右舷前部的1号和3号双5"/38炮座射击主炮攻击的目标(美军术语简称51炮和53炮,代表5寸1号炮座和5寸3号炮座。同理31炮代表3寸1号炮座,41炮代表40毫1号炮座);而前舰桥右后方的3号副炮指挥仪则主控右舷后部的5号和7号双5"/38炮座(55炮和57炮)射击另一可能为重巡(爱宕号)的目标。

又如你所说,一般战史中使用'salvo'这个字则不一定会像战斗详报或战斗分析那样准确表达火控的定义,所以上文中的'salvo'并不一定是指有多座火炮第一轮“齐射”,也可能是同一座火炮第一轮连续射。

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少将

七年服役纪念章旗手

发表于 2013-10-11 00:56:16 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2013-10-10 15:35
副炮也有齐射的,美军新BB上因有4座副炮指挥仪,有8-10座双5"/38,一般是1座副炮指挥仪控制2-3座双5"/38 ...

果然是这样
我也觉得他这个Salvo之意并不是标准的【齐射】意义
There, only there,
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