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一半海水一半火焰——1920—1945年美国海军战列舰炮术的演进

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二年服役纪念章铜星勋章

发表于 2016-3-27 00:11:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 LeSoleil 于 2016-3-27 11:47 编辑

一半海水一半火焰
—— 1920—1945年美国海军战列舰炮术的演进

作者:William J. Jurens
翻译:史东


非营利性转载请注明作者、译者及出处。谢绝营利性转载。




序  言

有关二十世纪上半叶舰船和武器的信息已经十分丰富,但对于武器实战效能的分析却没有随之增加。即便在今天,人们评估这些武器系统的实战效能时,仍不得不在坊间传说或是不充分证据的基础上反复分析,或者通过纯粹的猜测得出结论。战棋推演虽然是一种受人欢迎的游戏(有时也用于历史研究),但在估算舰炮效能时,只有极少数战棋推演的算法基于官方数据,几乎没有哪种算法经历过系统性的测试和分析。

本文是从鲜为人知的美国海军《炮术演习报告》系列中提炼而来,意在弥补上述不足。本文分为四个主要部分:
1、概述历次炮术演习及其演变过程;
2、一系列真实、具体的射击案例;
3、演进趋势的汇总分析;
4、纯粹的个人意见。

对《炮术演习报告》加以彻底分析需要几年甚至几十年时间,因此不妨将本文视为一份初步报告,它触及1920—1945年战列舰主、副炮炮术问题的一些细节,仅此而已。


第一章  历次炮术演习及其演变过程

在二十世纪头四十年里,大舰巨炮被视为海权的终极武器。炮术的测试和评估理所当然地成为头等大事,美国海军与其绝大部分对手一样,每年至少举行一次炮术演习。

多个版本的《炮术演习指令》规定了每次演习的具体规则,包括“炮术得分”(gunnery merit)的计算公式,公式内容神秘,且带有一定的专断色彩。得分被用作全舰队的同类军舰排名,胜利者获得奖金和荣誉,失败者有时会受到斥责。规则应用往往充满争议,因此评分系统曾几度废除,又几经恢复。一般会算出两个得分,每艘军舰都得到一个根据规则算出的正常得分(regular merit),每艘战列舰还会额外得到一个“排名得分(graded merit)”,成绩最好的一艘得分为100%,其他的按比例给分。

规则中真实存在或被认定存在的不公平之处引发了大量抱怨,有的很难说是心平气和的,特别是来自14寸炮战列舰的那些。与装16寸炮的新舰相比,老舰获胜的可能性微乎其微。为此,海军作战部长曾经研究过一个给强者设置不利条件的评分体系(他随后又予以否决),后来修订的规则体现出较小口径火炮所固有的较大偏差。二战前不久,整个评分体系才最终废除。

每一年炮术演习的日程表都根据当时的优先程度排定。每艘现役舰艇每年都必须参加几次基础炮术演习。远距离战斗演习(Long Range Battle Practice)、近距离战斗演习(Short Range Battle Practice)、夜战演习(Night Battle Practice)和防空演习(Anti-Aircraft Practice)每年举行一次。试验演习(Experimental Practice)每两年举行一次——通常用来探索技术性问题,例如新型指挥仪跟踪急剧转向目标的能力。高级白昼战斗演习(Advanced Day Battle Practice)举行频率更低,通常涉及变革,例如(穿过烟幕)间接瞄准射击。在1931年之前,战列舰也参加鱼雷演习。

《炮术演习报告》对于装备和技术的批评十分坦率。每个明显失误或是“缺陷”都由一个观察组记录在案,出问题的军舰必须作出陈述并提出解决措施。官方鼓励(或是要求)低阶军官对每次演习撰写评论。虽然有一种明显的(也是可以理解的)倾向,评论会尽可能以勉励为主,但直率的批评还是常见的,责难倒是不多。心直口快的最大风险是收到海军部各局的复函,后者的意见才是最终的,而且往往不太客气。最直言不讳的评论似乎是由飞行员和潜艇人员提出的,战列舰人员则比较保守。1935—1936年度,密西西比号的D. D. Scott中尉提交了一份非常典型的战列舰投诉:“防空演习中的误差,部分是由于测距仪受到烟道废气的干扰。因为测距仪操作员经常改变读数,距离解算总是错误百出。在密西西比号演习过程中,指挥仪操作组必须多次全体撤离,因为烟道废气令人窒息。“这个问题显然从未解决。

对这些机密文件作出坦率评论的并不局限于低级军官,将军们甚至是海军作战部长有时也会写上一段。比如在1937年,战列舰第一分队司令Simons少将这样评论副炮夜战演习:“进行夜间射击,必须有照明条件下估算目标距离的常识和持续训练。我之所以提到这一点,是因为有些时候没有表现出常识。显而易见的是,如果缺乏清晰的战术观念,就有可能在击中目标前无谓地浪费弹药和时间。”

很大一部分抱怨是针对人员的。新墨西哥号的Foy和Hagen两位少校的抱怨可以看作三十年代的典型。枪炮军官数量稀缺,调动也过于频繁,每年7月1日都要从头培训。“水兵的情况几乎令人绝望,各个甲板分队以种种理由不断招人,炮组里的好小伙子受到诱惑,可以成为文书、厨师、仓库管理员、面包师,或是学会各种机械手艺。”“实际上,在船上除了枪炮部门外的每个部门,水兵都能学到一门在退伍后派得上用场的手艺,(所以当枪炮分队长收到调动通知时)不是失去一名好手,就是得到一个废物。水兵一旦发现呆在枪炮部门学不到什么本事,就会被挖走,而且拼了命想走。”结论是情绪低落的:“总而言之,留在我们枪炮部门的往往是船上最没人要的水兵。没人要的水兵,加上军官(不是刚刚上船的年轻人,就是没能调离的倒霉鬼),用这样的人操纵火炮真是个大问题。”


炮术成绩的好坏会决定军官的前程,至少军官们对此是郑重其事的。对于炮术成绩与日后海军生涯发展的关系,有人做了一次诚然是非常初步和非正式的分析,结果却显示:好成绩不见得能帮助进步,坏成绩也基本不会影响晋升(除非是彻底无能)。1922—1923年度参加演习的40艘驱逐舰中,排名最靠前的5艘舰、6位舰长中只有2位出现在莫里森少将的著作索引里,一是W. L. Ainsworth少将,在瓜岛指挥巡洋舰和驱逐舰混合编队;二是R. M. Hinkley中校,指挥布雷驱逐舰Butler号参加冲绳战役。排名最靠后的5艘舰、8位舰长中倒是出了一位M. F. Draemel少将,珍珠港事变时担任太平洋舰队驱逐舰队司令。

对于舰队里的大部分人来说,赢得炮术优胜的主要动机不是为了今后当上将军,而是获得一笔奖金(有的是逐月发给额外津贴,有的是一次性奖励奖金)。某些情况下,奖金的数额相当可观。以1934—1935年度的巡洋舰第一名为例,炮塔成员每人获得15美元。与此相比,当时一个美国家庭的年平均支出为1350美元,纽约宾馆的房间租金为4.5美元一天。为了取得一点领先优势,各舰不惜想方设法在复杂的计分体系内歪曲规则或寻找漏洞。一个典型例子是,演习规则禁止在开火命令下达前对目标测距,某舰就打了擦边球,先对拖靶船测距,到时候再调转射向。这类问题凸显了这一时期炮术演习所固有的人为因素,大部分问题从未得到彻底解决。

因为在较差的能见度下观测弹着并准确计分有难度,炮术演习通常利用好天气进行。夜间观测弹着的难度更大,只能在靶子上数弹孔,除此以外的分析措施都是徒劳(如下文照片所示,有时甚至数不清弹孔)。鉴于种种困难,拖靶速度通常不足10节,使用漂流靶和固定靶的做法比较常见。想让靶子急剧机动是很困难甚至不可能的任务,因为浮动靶完全跟不上拖靶船的动作。至于拖曳一连串靶子的做法,有时会闹出大笑话。某次演习伊始,拖缆就被炮弹打断,一串靶子很快停了下来。结果战列舰队一片混乱,有些舰根本没注意到发生了什么,继续朝拖靶船后空荡荡的海面浪费一轮又一轮炮弹(有人怀疑她们投机取巧,实际在追踪拖靶船);有些舰继续射击逐渐停下来的靶子,但随着靶子缠做一团,她们不可避免地发生了混淆。最后的结果是一团糊涂账,关于计分问题争论了许久。显然,如果能在实战中扰乱敌方战列舰队,在形成优势的同时也会产生许多问题。

与射向相比,在射距上更容易出现大的偏差,也难以察觉得多。在近距离特别是使用高初速火炮时,想要打中目标,炮口可能会朝向拖靶船。考虑到这一点,以及产生跳弹的危险,安全规定禁止脱靶船近乎直接地驶向或驶离射击舰。同样的问题也在防空炮术演习中存在。很难安排像鱼雷轰炸机那样低空直冲过来的模拟空袭,除非拖缆很长很长。高空轰炸可以用一根相对较短的拖缆来模拟,但无法让拖缆末端的筒型靶(sleeve,有时被戏称为“袜子”sock)做出机动。模拟俯冲轰炸(或是后来的神风攻击)是完全办不到的,除非使用遥控靶机。但靶机非常昂贵,一旦失控容易撞坏射击舰,因此也极少使用。

各舰只有在几乎相同的条件下开展演习,才能相对公平地分出高下。大部分演习都是在良好的能见度下向中等距离、缓慢移动的靶子射击,航向基本与目标平行。三十年代晚期,海军从英国学到了“偏移射击演习”(offset battle practice)的方法。通过偏振分光棱镜(beam-splitting prism),将火控设备的光学瞄准线调偏4—7度(70—120密位),在目标后方数百码处制造出一个虚像,与弹着区域互相叠加。然而,人们还是害怕发生真正的灾难性事件,当发生过几次透镜错装或漏装的事件后,此类演习只能非常保守地进行,人们再也不敢完全寄予信任。后来的偏移射击不再需要透镜,改为火炮本身偏离指挥仪射击线大约70密位,相当于正常作战距离上偏离2000码。原先的光学方法有一大优势,是能够模拟舰与舰的“决斗”,这比射击靶子有趣得多,也真实得多。




演习前后的对比,此类浮筏一直用到二战结束


大部分炮术演习使用的是浮动靶(sled),由拖船、驱逐舰或是另一艘战列舰拖曳。靶子种类繁多,可供拖曳的最大型号是52米长的浮筏(battle raft)。在远距离战斗演习中,体型大于轻巡洋舰的目标可以用42米×12米的浮筏来代表(浮筏用轻质木板条搭建,可以观测到穿过网眼的远弹)。驱逐舰则用一个42米×6米的幕布靶(screen)代表。近距离战斗演习使用五花八门的“浮动靶”或“高速”靶。其中最大的是PS-40,重28吨,上面有3块7.5米见方的幕布靶。为5寸炮近距离演习而准备的一般是4.5米见方的幕布靶,正中央有个直径1.8米的圆心,在3000码距离上几乎是百发百中。金字塔型浮动靶只用作漂流靶。

海军极少对真实舰船开展实弹射击。如果追求打沉的效果,可以打废船;如果不想打沉,就使用搁浅的残骸或无线电遥控的机动靶船。1940年可用的机动靶船包括驱逐舰Lamberton号、Boggs号以及原战列舰犹他号(后者通常作为飞机实弹轰炸目标)。一般不允许直接朝机动靶船射击,因为一发大口径炮弹就能轻易造成巨大、也许是无法修复的损坏。绝大多数时候,机动靶船是作为拖靶船参加演习,特别是在使用非常短的拖缆、以模拟复杂机动及其他具有潜在危险的机动的情况下。如果找不到或不方便使用拖曳靶,可以改为偏移射击演习。


遥控靶船(前一代衣阿华号)遭到密西西比号主炮跨射,最终沉没


不管靶子的实际尺寸如何,它往往只起到一个瞄准点的作用。命中数通常是参考“结构靶”(constructive target)而计算出来的(并作为演习打分依据)。结构靶的大小代表了一艘典型军舰的薄弱部分,表现为海面上平铺的一个假想的长方形,战列舰和航空母舰靶的长度为171米,驱逐舰靶为78米。结构靶的宽度取决于弹着角度,最终又是距离和火炮类型所决定的,8000码外的战列舰结构靶宽度为209米,34000码外则收缩到63米。从技术上讲,结构靶的宽度应该相当于危险空间(取决于目标平均高度)加上虚拟船舷再加上为近失、跳弹和近弹可能造成的伤害而留出的一点儿余量。水面靶的改进速度相对较慢,而空靶很快,1940年已有5个型号,最小的直径0.79米、长5.76米,最大的直径1.07米、长9.09米。

主炮火控有两种方式,一种是本炮火控,俯仰和旋回都由本炮完成;另一种是指挥仪火控,由位于高处的设备向火炮发出旋回和俯仰指令。较早时期的指挥仪火控是将火炮固定在合适的俯仰角,由指挥仪控制旋回,当军舰横摇到火炮对准目标时,用指挥仪上的一个单独开关控制击发。因此,火炮射速在很大程度上取决于横摇周期;如果军舰出现明显的纵摆、或是射向与艏艉夹角较小的话,还取决于纵摆周期。舰体和炮塔总会向各种方向倾斜,我们可以通过同步调节火炮俯仰来克服,这个过程被称作连续瞄准(continuous aim),不过常用做法还是前面说的:固定火炮俯仰角,等待舰体摇摆到位。

与瞄准线垂直方向上的摇摆,称为横轴摇摆(cross-roll,与舰体的横摇纵摆不是同一回事),需要频繁微调火炮旋回机构,并且产生“炮耳倾斜”现象(trunnion tilt),这一现象对射距散布造成中等影响,但导致射向的巨大偏差。横轴水平击发法(selected cross-level)是一种简单的解决途径,需要同时(至少在一开始)使用两具指挥仪,即:A指挥仪与瞄准线成90度角(即平行于火炮耳轴),对准海平线;B指挥仪对准目标。B指挥仪的操作员始终把十字线压在海平线上,连续向火炮俯仰手发出修正信号,发射开关始终处于击发状态;A指挥仪的操作员看到十字线穿过海平线的那一刻(意味着炮耳倾斜为零),立即按下自己的发射开关,接通击发电路。不管采用何种火控方式,重要的一点是让火炮同步发射,偏早或偏迟都会造成发射角度不同,以致散布样态明显增大,特别是在近距离上。后续经过改良设计,能够将纵轴和横轴望远镜集成在一具指挥仪中。在不断调整火炮俯仰的过程中,可能因为舰体摇摆幅度较大,造成火炮俯仰机构猛地达到极限,甚至卡在那里。没有哪种光学火控方式可以在夜间、恶劣天气、或是指挥仪无法看清海平线的其他情况下使用。

一直到三十年代中后期,真正的连续瞄准才得以实现,使用带有陀螺仪的垂直稳定仪来确定舰体纵轴和横轴是否水平,无需看到真实的海平线。在海面平静的条件下,系统向火炮连续发送修正信号,使火炮(至少在理论上)无视舰体摇晃,始终保持正确指向。原先需要被动等待舰体摇晃把火炮“晃”到指向上,现在火炮准备完毕即可随时发射。截至1935年,所有战列舰主炮都已装上Mk32垂直稳定仪。但新系统的普及还需要一些时间,到1940年,连续瞄准已成为常规方法。

许多旧式战列舰的主炮为共鞍式,即炮塔内所有火炮安装在同一个俯仰机构上。这也带来一些机械方面的好处,比如每个炮塔只需要一名俯仰手,而且火炮之间极为精确地并联在一起,理论上可以减少射距散布,特别是在射距较近、俯仰偏差影响重大的时候。共鞍方式的缺点之一,是在火炮磨损、初速降低的情况下无法通过单独调整俯仰角度来补偿,远距离散布将明显扩大。好奇人士对旧式炮塔的共鞍机构作出调整,其本意可能是修正炮管仰角,最终却导致火炮平行度降低(注:这个问题虽然令人恼火,但实际影响不大。新炮的平行度偏差在0.5度以内。仰角10度时平行的火炮在仰角达到30度时可能相差0.25度,相当于40000码距离上偏差3.6米即0.1密位,只是火炮正常散布的零头,9炮或10炮齐射时会达到4密位。)共鞍对射速有影响,整个炮塔都必须等待动作最慢的炮组。共鞍对损伤的容忍度也较低,俯仰机构损坏或俯仰手伤亡都足以使整个炮塔失去作用。不共鞍的新设计(或重新设计)出现后,即允许每门火炮独立俯仰,共鞍方式就被迅速抛弃了。

“齐射”有多种方式。全齐射(full salvo)是所有火炮几乎同时发射。部分齐射(partial salvo)是半数主炮(常常是前炮群或后炮群)一起发射。分齐射(split salvo)是每个炮塔有一门火炮一起发射。每种方式都各有优缺点。全齐射看似壮观,但散布相对较大,难以观测,齐射之间间隔较久,也不利于修正。部分齐射的散布范围较小,更加容易观测,修正次数平均是全齐射的两倍。分齐射时炮与炮之间完全分开,互不干扰,因此准确度最好(注:射击延迟装置使同一炮塔的几门炮错开零点几秒发射,一定程度上削弱了上面的观点),因为可以选择完成装填的任意几门火炮射击,分齐射的射速理论上也是最快的。

大约在1935年,海军开始测试射击延迟装置,这种简单的装置被用来防止相邻的火炮同时发射。在其出现前,同一次齐射的炮弹是如此密集,有可能在飞行中相撞,有时可以用望远镜目睹这一现象。齐射炮弹之间的速度差很小,往往不足每秒3米,略晚一点出膛的炮弹如果飞得比前面的炮弹快一点,就可能较长时间处于被前面炮弹搅动的混乱气流中,增大的飞行阻力将导致后面的炮弹落地较近。与此相关的另一个问题是,炮弹经常会受到相邻火炮发射时炮口风暴的影响,特别是在炮口间距较小的情况下,这也会增加阻力。以上两种情况造成相当数量的不规近弹(wild-short),即大幅偏近以至于完全脱离散布样态的炮弹。这并不是小事,1927—1928年度发射的炮弹中有大约10%是不规近弹。不规远弹(wild-over)则非常罕见,形成原因主要是:火炮在舰体上摇过程中发射偏迟、装填完成后暂不发射、发射开关故障,或是弹头向后滑动压在药包上,造成药室压力增加、初速提高。炮口风暴的影响当然可以通过扩大炮管间距的方式予以缓解,但必须付出炮塔重量大幅增加的代价,相比之下射击延迟装置完全不会增重。最初型号的射击延迟装置是让炮塔全部火炮都在不同时间发射,这就产生了“炮塔甩动”现象(turret whip)。八十年代衣阿华级安装类似装置以减轻炮口风暴对受压敏感设备的影响时,又重新发现了这个问题。后续型号的射击延迟装置改为同时发射三联炮塔的左炮和右炮,尽可能抵消甩动。双联炮塔天生无法克服这个问题,这也是5"/38双联炮座从未安装射击延迟装置的原因之一。


密苏里号三号主炮塔齐射,注意飞行中的弹头


在雷达问世之前,弹着观测完全由目视方式完成,不是通过舰上的指挥仪,就是通过空中的飞机。由高手操作的目视观测直到今天都非常有效,常常能超出雷达一筹(至少在射向上)。准确的目视观测需要敏锐的视力、良好的判断以及长期的训练。观测员必须用双眼估计水柱底部与目标水线之间的微小距离,由此判断每发炮弹偏近多少或是偏远多少。假如目标水线位于海平线以下,或是整个散布样态偏离射向的话,这几乎是不可能的任务。因此,只有先一步完成射向对准,才能准确地开展距离观测。在15000码以内的近距离,可以使用“直接修正法”(direct spotting),由观测员直接估读出弹着点的偏离值。在较远距离,通常使用“夹叉与折半法”(bracket and halving),观测员凭借对水柱群的“感觉”,判断散布样态的远近,随后按前一次偏离值的一半,射向目标另一侧(若观测到前一次射远500码,后一次就打算射近250码),反复多次直到形成跨射,使散布样态覆盖目标。副炮经常使用“阶梯法”(ladders),一开始有意射近,随后尽可能快地齐射,以较小分划逐渐延伸射距,直到超越目标后再慢慢拉回来。还有一种近似的方法是先射近,按固定射距快速射击形成弹幕,等目标穿越弹幕后再加上提前量射击,等待目标再次穿越。在飞机可用的情况下,会用飞机观测来修正射距,舰上观测来修正射向。如若飞机不可用(这是通常情况),观测员必须首先修正射向。

1922年,飞机观测技术前进了一大步。战斗舰队总司令Robison上将认为有必要在每艘战列舰上搭载飞机(并安装弹射器),以便两者互相协同。一架在目标上空盘旋的飞机,显然比10—15海里外接近海平面的观测员看得更加清楚,但仍有许多困难需要克服。实战中,飞机在防空火力下十分脆弱,面对敌方战斗机和观测机也是如此。无线电报传输的弹着信息时常出错,对于大气条件很敏感,容易被敌方干扰。当飞机观测和舰上观测的结论不一致时,难以决定该相信谁。(注:舰上观测往往是准确的一方。1922年,加利福尼亚号的枪炮官Richmond K. Turner少校——后来主持制定“彩虹”计划并在太平洋上指挥两栖作战——写道:“在火控中使用飞机的技术必须进一步完善。通讯仍然不可靠,我不确定使用飞机是否真的有利于射击,但目前看来在雾天特别有效。”观点总是因人而异,就在同一年,特拉华号的军官们觉得“不可否认的是,飞机观测在任何情况下都优于舰上观测。”如果炮手本人能够亲眼目睹弹着样态的话,事情将会好办得多,今天的人们用搭载摄像头的无人机实现了这一点。)

人们想出许多办法,传递弹着观测的信息,比如压低某一侧机翼表示“远弹”,另一侧则表示“近弹”,但很少获得成功。如果敌舰隐蔽在烟幕之后,飞机可以通过在其头顶盘旋来提示射距和方位(后者的准确性差很多)。更好的办法是让飞机在敌我双方之间飞出一条直线,以指示方位;在飞越敌舰时投下一枚发烟弹,以指示射距。在夜间,飞机一旦找到目标就投下照明弹,省去了战列舰发射照明弹或打开探照灯可能带来的麻烦。总的说来,飞机观测在20000码以内没有什么效果,因为舰上观测更加管用。在这个距离之外,飞机观测的优势迅速增长。1935年海军学院估计,在29000码距离上,飞机观测可以取得六倍于舰上观测的命中。


宾夕法尼亚号曾先后担任大西洋舰队、美国舰队和太平洋舰队旗舰。这张照片摄于1935年,三号主炮塔上载有2O3U-3水上飞机。中间一架机身编号为“2-O-11”,说明是第二观测机中队的11号机。右边一架为高对比度涂装,有“U.S. FLEET”字样,是“航母航空兵之父”、时任美国舰队总司令Joseph M. Reeves上将的专机。

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 楼主| 发表于 2016-3-27 00:26:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 史东 于 2016-7-6 10:12 编辑

第二章  炮术演习实例:主炮

最重要也最具有历史意义的炮术演习是远距离战斗演习,也被称作“白昼战斗演习(炮塔)”[Day Battle Practice(Turrets)],战列舰们在最大有效射程射击。这类演习旨在训练主炮人员在模拟的白昼战斗环境下远距离射击的能力,并尽可能地训练弹着观测员。远距离战斗演习的关键在于命中并且尽早命中,迅速击中目标的军舰可以获得比后来者多得多的分数,即使后来者命中的次数更多。此处不妨就1934—1935炮术年度的远距离战斗演习指令作一个典型分析:

总体计划

本次演习以分队为单位,编成如下:西弗吉尼亚、马里兰、科罗拉多(译注:以上为战列舰第四分队)、加利福尼亚、田纳西(译注:以上为第二分队)、新墨西哥、密西西比、内华达(译注:以上为第三分队)、亚利桑那、宾夕法尼亚、俄克拉荷马(译注:以上为第一分队)、纽约、德克萨斯(译注:以上为第五分队)。

第一次白昼战斗演习—主炮塔
1、目的:
(a)训练主炮人员在模拟的白昼战斗环境下远距离射击。
(b)测试战列舰通过直接射击确定命中射距后,继续保持有效的间接射击的能力。
2、战术情势:
战术情势设定为一个战列舰分队组成的战列线与一艘敌方主力舰交战,集火三打一(triple concentration),向右舷正常射击。期间敌舰被一道烟雾遮蔽。分队通过间接手段保持射击,同时实施规避以降低敌舰火力有效性。
3、特别规定及人为设置:
(a)本次演习以分队为单位,分队全体军舰应同时开始射击。为确保施放的烟雾能在射击过程中有效遮蔽目标,演习时的绝对风速以不低于10节为宜。
(b)应使用指挥仪火控。可使用纵轴水平击发或横轴水平击发方式。
(c)一组炮塔额定的弹药量消耗完毕后,另一组炮塔方能开始射击。这条规定的目的是延长演习时间,同时让每个炮塔都有机会连续作至少10轮齐射。
(d)应根据分队司令的指令装填火炮。
(e)射击分队可运用飞机和人员来观测目标航向和速度,观测并报告弹着点,但上述飞机不得接近到目标5000码以内。
(f)开始射击距离为17000码,能见度允许的话可以更远,不得低于14000码。
(g)接敌过程中,(射击舰上的)Mk34型测距仪应与飞机配合使用,通过无线电或目视标定飞机的方位。通过以上方式取得的距离和方位,只有与射击舰自行获得的距离和方位核对一致后方能射击。
(h)目标为一具浮筏。
(注:这次演习的“表4”貌似没有保存下来,但数据分析表明13艘战列舰共发射1179发,命中60发,命中率略高于5%,平均射击距离为27450码。每舰齐射10轮,平均用时12分5秒。浮筏的面积为520平方米,而一战和二战战列舰的水平投影面积平均为4500平方米,这也暗示:针对一个真实战列舰大小的目标,每个三舰分队可以在12分钟内命中120发,即每舰每分钟约3.33发。按照当时美国海军的观念,20发14寸炮弹击穿后就能击沉1艘战列舰,所以在这样的集火射击下,一个真实目标大概只能存活两分钟,至少理论上如此。)

这类常规演习时常会加上一些人为的变数,比如演习中途从直接射击转为间接射击、模拟各种设备故障(典型情况是一具主炮指挥仪或部分通讯系统)、由飞机实施弹着观测、射击过程中完成一次转向、与其他军舰集火射击、通过其他军舰的观测员观测本舰弹着等等。

在1933—1934炮术年度之前的单数年份,以及1936—1941年,演习使用减装药(初速较低)。由此导致平均射击距离在16200码左右。在炮弹下落角度和飞行时间方面,减装药的效果相当于22000码距离上的14寸全装药射击,26000码距离上的16寸全装药射击。

技术的进步,使得二战中的战列舰炮术与二三十年代相比有了显著提升。有四个重要的变化。一是珍珠港事变后的改装,旧战列舰上5"/51和5"/25混合的副炮普遍被5"/38所代替。二是新服役的南达科他级和衣阿华级战列舰装有新型16寸炮,搭配了更为精良的火控系统。三是雷达的广泛使用,在白昼和黑夜完全改变了对海、对空的火控方式,这是间战时期所不具备的。四是近炸引信,为防空炮术带来了一场革命。

接下来举几个例子说明典型的演习表现。每个例子选取的军舰都属于舰队的中游水平,体现平均的炮术水准,既不特别好,也不特别差。这些演习报告的“表4”原件现已模糊难辨,其本身也极为复杂,但各类插图均使用同一比例,更便于读者理解。演习使用的靶子是一幅敌方典型战列舰的等比例水平投影图,代表一艘240米长、20节航速直线航行的军舰。弹着水柱用空心圆圈表示,可能的命中弹用实心圆点表示。三个例子就足以说明问题了。


1、1924—1925年度的内华达号

内华达号在1924—1925年度表现中等。演习的平均射击距离为18001码。可怜的内华达号接敌过于笨拙,开始射击时的目标角为57度,而不是理想状态下的接近90度,以致最后两轮齐射不得不在30度转向的过程中完成。从机械角度看,这次演习是一场灾难。第一轮齐射的后坐力震开了一个电路开关,造成一个炮塔的旋回机构停止运行(注:具体哪座不清楚,但故障很快排除,后续又能以全部主炮塔射击)。由于射击电路故障。一号主炮塔的左炮错过了前两轮齐射。第一轮齐射后,一门炮的底火在退出时掉进闭锁机构,卡住了炮闩。第五轮齐射后,四号主炮塔的俯仰机构出了故障(注:很快排除,只错过第六轮)。第六轮齐射时,三号主炮塔的左炮因为底火有问题而未能发射。第七轮齐射时,二号主炮塔的俯仰机构故障,一门炮发射时少装了一个发射药包(译注:全装药是四个),可能因此产生了1发不规近弹。第一、二、四轮齐射都有10门炮发射,但弹着图里分别只有9个标记,少的3发可能也是不规近弹。

尽管如此,内华达号的最终成绩相当不错,实际上比17年后丹麦海峡海战中俾斯麦号的表现更胜一筹(射击条件大体相当)。面对一个240米长、20节航速的投影靶(不是浮筏),内华达号前四轮齐射都干净利落地实现了跨射,第三、四、五轮齐射分别命中1发、2发、2发,这些命中都是在5分15秒之内完成的。

然而,海军还是很不满意。内华达号的枪炮官D. P. Moon上尉写道:“14寸45倍径炮散布很大,即使火控良好也难以命中,令人灰心丧气。在海军船厂检修时,主炮塔座圈都经过仔细校准,设置了补偿器。但离开船厂后的海上校准,往往只是所有主炮塔用两分钟时间互相校准俯仰角。……所有证据都表明,散布样态偏大的原因在于火炮本身。”战斗舰队总司令Robison上将表示赞同。“不论射距还是射向,散布都极大,内华达号须彻查原因。……首轮齐射即形成跨射,后续偏差反而增大,原因要么是(射距和射向的)变动率没有保持好,要么是操炮失误,要么是指挥仪瞄准失误,或者是以上三者的共同作用。前五轮齐射的测距都很好。弹着观测特别出色。”


2、1930—1931年度的纽约号

1930—1931炮术年度的分舰队战斗演习(Force Battle Practice,远距离战斗演习的变体之一)带有明显的试验色彩,一是测试战列线近距离对抗数量较少的敌方舰队,二是测试装填染料的炮弹在集火射击中的效果,三是研究对交战中的战列线发动鱼雷进攻的效果,四是演练战斗中的故障流程。这大体是一次近距离、减装药的演习,平均射击距离12833码,只有纽约号以全装药在12700码上射击。演习计划用八艘战列舰对战四个靶子,一开始是每两艘集火打一个,中途需要转移火力,改为每三艘集火打一个,最末尾两艘各打一个。这个计划在执行中出了差错,加利福尼亚号和爱达荷号没有切换目标,导致原本由纽约号独自解决的靶子被三艘舰痛打。爱达荷号犯错的原因没有记录下来。加利福尼亚号是因为枪炮官误解了信号,因此引发了一些关于精简和完善战列线信号技术的建议。



负责模拟故障的裁判在纽约号第二轮齐射后停掉了飞机校射,第五轮齐射后断开了主炮电话线路。从机械角度看,主炮的运作无可挑剔,枪炮官注意到“全部炮弹(70发)发射完毕,没有发生故障,(裁判)有意施加的除外。”

纽约号最初几轮齐射表现不好,中间有所改善,但第六、七轮又出现滑坡。根据枪炮官墨菲上尉的记录:“第一轮齐射中,250码的射距散布堪称优秀,100码的射向散布也不错。飞机上的两名观测员报告说这轮齐射的落点如此密集,以致难以分辨出单个水柱。不幸的是,平均弹着点竟超出目标1252码。”第六轮齐射有两发明显偏离射向,第七轮又有两发明显偏离射向和射距。这些无疑都出自三号主炮塔,在裁判判定火控电话故障后该炮塔出于某种原因改为自行瞄准。纽约号演习用时6分43秒,很难令人满意,造成拖沓的原因很多:第二、三轮齐射的延迟是因为等待飞机观测结果(与德克萨斯号共用),第四轮之后需要转移目标,第五轮之后电话线路被判故障造成的困难,以及缺乏经验的指挥仪瞄准手。平均下来,每次装填时间为31秒,指挥仪时间为10秒,齐射间隔为66秒。纽约号的演习得分为21.255分,在八艘战列舰中排名第四,每分钟每炮命中数为0.1931。表现最佳的德克萨斯号达到0.4067,最差的田纳西号仅为0.1337。(注:1940年,14寸炮在12700码距离上全装药射击的标准成绩为0.84。与之相比,1935年海军学院纸上演习的估计值为0.1333。)

转移火力的命令于射击开始后1分55秒下达,但直到第四轮齐射后才开始执行(译注:个人认为这个做法可以理解。如前文所说,纽约号前几轮齐射都打偏了,其中第二、三轮还要等待飞机观测,在此过程中改变目标只会乱上添乱)。瞄准新靶子的第五轮齐射即实现了命中,显然这个变化没有造成什么麻烦。第五轮齐射后通讯中断的影响明显大得多,散布显著扩大,但还是能取得命中。纽约号能够从第一轮齐射的巨大偏差中恢复过来,令人影响深刻,事实上第二轮齐射(演习开始后1分50秒发射)就有可能获得命中。她在第三至第五轮齐射中分别命中2发,第六轮1发,前后用时7分13秒(译注:上文提到演习用时为6分43秒,此处可能计入了炮弹飞行时间)。

Leigh中将评论纽约号的表现“总体不错,但是二号主炮塔射击纪律较差,可能使该舰少了几次命中。能够正确、迅速地应对故障,但在火控电话系统失效后使用传声管遇到了困难。”Leigh认为战列舰队的主炮演习表现“令人失望”,“火力投送量偏低,散布(特别是射向散布)总体大于预期,落进控制区的炮弹数不足(只有大约20%,标准是50%),某些情况下的射击纪律很差。”(注:控制区control zone是人为划定的一个正方形区域,如果火控完美、平均弹着点误差也符合以往标准的话,将有50%的炮弹落进这个区域。因此,每次演习的控制区大小都不一样。)


3、1939—1940年度的田纳西号

1939—1940年度远距离战斗演习的目的与往年一样:训练主炮人员和弹着观测员。为了最大程度地训练火控组和弹着观测员,舰队训练总监规定各舰主炮分为前后两个群(拥有各自的火控组和弹着观测员),各射击七轮。这次演习的初速较低(每秒600米),平均射击距离为19121码。射击延迟装置此时已成为标准装备。根据战列舰第二分队司令的说法,演习时的风力、海况、光照、能见度等条件都不理想。风力和海况算是中等水平,但必须迎着刺眼的阳光射击,一道60米宽的霾笼罩着水面,在海平线上产生“海市蜃楼”般的效果。在这种环境下,田纳西号和马里兰号发现平时更加可靠的体视式测距仪的表现不如合像式测距仪。(注:田纳西号在演习中使用了两具Mk22型10米合像式测距仪和一具Mk38型4.5米体视式测距仪,通常后者才是舰上表现最好的测距仪。)接到“开始射击”命令后,各舰一齐转向30度,进入射击航线。前炮群完成七轮齐射后切换到后炮群射击,同时转向30度远离目标。各舰几乎没有发生故障,虽然田纳西号的书面报告上看不出设备故障,但其“表4”上记录了一号主炮塔的左炮在第一、二轮齐射时哑火。(注:加利福尼亚号和田纳西号的火控设备与战斗分舰队的其他战列舰都不同,故获准使用一种改进过的横轴水平击发方式。演习总结中写道:“考虑到田纳西号陈旧的火控设备,其主炮的表现非常值得称道。这样的射击成绩不能成为继续保留旧式火控设备的理由,但足以使我们警醒。如果设备保养良好、操作得当的话,训练有素的人员可以有效控制火力。”海军计划在1942财政年度为田纳西号安装一套自动同步的火控系统。)

目标假定为一艘240米长、20节航速的战列舰。即使两次转向合计达到60度,也没有对田纳西号的准确度产生明显影响。全程的射向散布都很好,所有齐射都没有偏出目标。弹着观测员通过第一至第四轮齐射干净利落地完成了测距,后炮群的火控组在第九至十四轮齐射中始终能够保持“略远于目标”。根据第十轮齐射大多偏远的观测结果,火控组在第十一、十二轮齐射将射距下调100码,由此重新实现跨射,避免了大幅偏远的情形,这也带来第十三、十四轮齐射的多次命中。弹着点的散布样态非常密集,特别是之前的演习相比。如果在实战情况下,她有望在第四轮齐射实现首次命中,这时距离演习开始仅3分42秒;最终成绩是十四轮齐射命中十六发,表现可圈可点。必须再次强调,这只是舰队中的平均水平,有些舰更加出色。

以上三个例子都只是典型个案,缺乏舰与舰之间的横向比较。以下表格引自1932—1933年度远距离战斗演习,显示出科罗拉多级三舰的各自表现,三姊妹装的都是四座双联16寸炮塔。“平均弹着点的误差平均值”是火控准确度的一个衡量标准,请注意这项指标的偏离度是如此巨大。不幸的是由于统计样本太少,我们无法认定这是真的偏离度,或只是统计中的假象。

  
舰名
  
平均射击
  距离(码)

每分钟每炮
发射数

命中率
  (%)

每分钟每炮
命中数

平均弹着点的
  误差平均值(码)

科罗拉多
27530
0.9231
4.2
0.0384
+680
马里兰
29865
1.0633
5.4
0.0570
-166
西弗吉尼亚
32107
1.2162
3.7
0.0450
-93
算术平均值
29834
1.0675
4.4
0.0469
313
偏离度
  (平均=100%)

92%—108%
86—105%
84%—122%
82%—121%
30%—217%

通过分析三艘舰在1930—1931年度分舰队战斗演习中的表现,我们可以得到下面这张比较图。这次演习中,每舰都有机会齐射七轮,共计56发。目标是240米长的战列舰水平投影图,距离约12800码。各舰射速有快有慢,相差约20%,但每艘舰的射速都能保持相对稳定。从散布样态的大小和分布看,各舰之间差别明显。科罗拉多号的散布样态修长而均匀,但在最接近目标的地方却出现一个空白区,运气实在不够好。与之相比,马里兰号的散布样态短而宽,宽说明炮塔校准做得不好;弹着观测也有问题,几乎所有远弹都来自其中一轮齐射,其他轮大多出现近弹。西弗吉尼亚的散布样态与马里兰号相似,仅略长一些。虽然三舰的平均弹着点都与目标相差不远,散布样态总体相像,但西弗吉尼亚号命中5次,马里兰号6次,科罗拉多号仅1次,这也说明了运气在炮术中占据了多么重要的地位。


三十年代晚期和四十年代早期,在条约战列舰上安装了新型16"/45和16"/50炮,但效果不尽如人意。新炮的射程表对“发射药温度—初速”关系的参数设置有错误,补偿地球自转影响的措施也不准确。因为发射药的计算存在偏差,16"/50炮的初速比估计值高出了9米/秒,所以实际射程会超出射程表,在远距离射击中尤其明显。相反,陆上测试表明该炮在近距离射击中会偏近。这个令人烦恼的问题组合用了至少两年时间才解决。(注:实践中通过目视修正或雷达修正完全可以克服这些问题,只是固有误差偏大罢了。)据军械局估计,北卡罗来纳级、南达科他级和衣阿华级9门16寸新炮的散布只比科罗拉多级8门16寸旧炮略大。具体而言,8门旧炮的射距散布平均是射距的1.8%,9门新炮则是1.9%,这些都是理论数值,1941年7门老炮的实际散布为2.2%(8门会更大)。16"/45与16"/50的散布基本一致。本文写作时(1991年),9门16"/50在近距离的散布约为1.5%,远距离还会略小一些。

1944年主炮和副炮散布样态的估计值如下表:
  
  
级别
火炮
弹头重量
(磅)

射距散布样态
3门炮
全齐射
主炮
衣阿华级
16"/50
2700
1.0
1.99门炮)
南达科他级
16"/45
2700
1.0
1.99门炮)
科罗拉多级
16"/45
2240
1.0
1.88门炮)
新墨西哥级
14"/50
1500
1.2
2.412门炮)
宾夕法尼亚级
14"/45
1500
1.2
2.412门炮)
内华达级
14"/45
1500
1.2
3.410炮)
副炮
南达科他级
5"/38
55
0.9
1.46门炮)
衣阿华级
5"/38
55
0.9
1.710门炮)

虽然新型14寸炮(新墨西哥级)比旧型号更轻也更可靠,但使用类似火控系统时,准确度并没有提升。

舰与舰之间的火炮可靠程度往往差别很大。1942年爱达荷号参加了一次“主炮疲劳射击”,目的是确定“战列舰在模拟的持久战条件下保持足够射速的能力”。她在156轮齐射中发射597发,但只有其中20轮齐射为全部6炮参加,平均每轮发射3.82发,平均齐射间隔为1分24秒。期间至少发生了205次单独故障,大部分需要调整炮闩气密垫或推弹杆;发射药的装填过程无懈可击,2400包100磅重的药包全部到位,无一失手。与之相比,印第安纳号的主炮表现几乎完美无缺。1945年她在硫磺岛外海发射203发16寸炮弹,期间只有8门炮错过齐射,7次是因为发射药或弹头升降机的原因,只有1次哑火。1942年法属摩洛哥登陆中,马萨诸塞号发射786发,只出现14次故障,其中只有1次非常严重,炮组失手掉落一发弹头,卡住了旋回机构,导致一号主炮塔停止运作35分钟。

二战期间装备的Mk8和Mk13型火控雷达为弹着观测带来了一场革命。雷达比眼睛准确得多(至少在距离上),因此迅速而彻底地取代了飞机校射,舰长们建议取消舰上搭载的水上飞机。即使在完美天气下,光学观测超出18000码后就会迅速恶化;与之相比,Mk8 mod0型火控雷达对16寸水柱的观测距离远达20000码左右,改进型的Mk8 mod3可以在至少35000码上可靠地观测14寸和16寸炮。恶劣天气中,光学和雷达观测效果都会明显下降。较旧型号的雷达可以穿透雨水,但效果不好。Mk13的性能甚至比Mk8更强,1945年在衣阿华号上测试雷达的军官这样写道:“用Mk13观测5寸和16寸炮的弹着点,不论是高爆弹还是穿甲弹,都可以做到从容不迫,好比是在一张纸上画出弹着分布后还能审视一番。只要事先交代几句要领,即便是最没有经验的军官也能把观测精度控制在100码以内,有经验的甚至能控制在50码以内。”(注:从Mk8型雷达屏幕图可以看出,虽然各个弹着水柱有可能混为一团,但散布样态的整体位置和大小非常清楚。假如目标较小,有时容易把水柱与目标相混淆。坦率地讲,把雷达屏幕比作“纸上作画”的说法未免夸张。)

改进型垂直稳定仪的应用,大大提高了战列舰转弯时控制炮火准确性的能力。1945年,北卡罗来纳号曾经通过瞄准太阳(在夜间则是瞄准月亮)的方式测试火控系统,期间在保持螺旋桨转速不变的情况下完成了两次450度转弯和两次100度转弯。人们注意到,这样大幅度的机动确实会让平均弹着点偏离数百码,但可以通过缩小分划的阶梯法来克服,因此他们宣布军舰今后可以在战斗中随意机动。与二十年代晚期、三十年代早期的火控系统相比,这是一次数量级的提升,早先即使是三四十度的转弯,有时也足以把系统完全甩开。以1927—1928年度为例,战列舰队在约25000码距离上齐射15轮,期间先转20度、再转30度,平均弹着点的误差平均值在射距和射向上都达到400码左右,没有一次齐射击中目标。虽然转弯过程中的火控在三十年代晚期有了明显进步,但仍不能让人满意。例如1941年加利福尼亚号在150度逆时针转弯过程中对23000码外射击,舰队训练总监称之为“最严苛的测试”,平均射向误差为212码,但这是剔除了一轮明显偏离目标的齐射后的结果。这轮齐射偏左100码,落在拖靶船前方约2100码处。同一次演习中,马里兰号三号主炮塔的旋回手在炮塔尚未完成旋回(差5度)的情况下抢先点亮了备便灯,导致一轮齐射偏左1664码。转弯过程中的齐射往往是射向对准、射距不准,或是射距对准、射向不准。萨马岛海战中的日本人也犯了同样错误。

转弯时准确射击的新技能,配合雷达校射,赋予了二战美国战列舰队无以伦比的战术优势。敌舰若选择机动规避,就无法保持有效还击;若是保持航线不变,就会被雷达指挥的精准齐射迅速摧毁。相反,美国战列舰队可以随心所欲地机动和射击。至少衣阿华级的速度足以保持有利距离。

有些演习测试的是各类系统的可靠性,而非火炮的准确度。以近距离战斗演习为例,战列舰队朝着大约2000码外的靶子肆意发泄,命中率通常高达百分之八九十。这类演习虽然已经过时,但在二战爆发前每年都会举行,因为它能把装填组和炮组成员训练到极限,即使射距近到了不可思议的地步。1940年版《炮术演习指令》明确规定:“除枪炮学校以外,每艘战列舰在参加炮术年度安排的其他任何演习前,必须先完成近距离战斗演习‘A’。”《1936—1937年度炮术演习报告》规定的近距离战斗演习距离为16寸炮2100码,三联14寸炮塔1700码,双联14寸炮塔1900码,12寸炮1600码。5寸副炮是1900码。近距离战斗演习的目的是:测试和训练火炮瞄准手开展瞄准手射击,测试和训练装填组在最大安全射速下工作,以及激发舰员对炮术的兴趣。这么做当然能提高射速,1919年战列舰主炮的每分钟每炮发射数平均为1.9,1930年已经提高到2.5,由于多种因素的制约,再往后的进步余地已经不大。事实上,近距离战斗演习对于射速达到了痴迷的地步,以至海军作战部长担心有些军舰在射后清膛时漫不经心,因而在1938年颁布一项条令,将最短装填间隔规定为24秒,如若违反必受处罚。他写道,这一变化“使得战列舰主炮的每分钟每炮发射数下降了大约8%,但也使装填更加顺畅,炮组动作更加稳定如一,对命中率的小幅提升功不可没。”舰队训练总监尚嫌不够,他建议对于所有火炮同在一个开放式炮室内的炮塔,最短装填间隔还应再加2秒。间战时期,海军关于炮术的“作战效能奖”主要根据近距离战斗演习的表现来授予,获奖舰会在炮塔侧面漆上醒目的大写字母“E”。近距离战斗演习的结果,除了为研究装填事故提供大量素材外,并没有太大的历史价值,此处不作研究。

令人惊讶的是,虽然大量地组织射击,却很少发生致人死亡或重伤的事故,即使是近距离战斗演习也一样。副炮爆炸事故较常见,但很少伤着人。炮郭炮,至少在战列舰上,没有听说出过死亡事故。主炮塔由于机械力量强、弹头重量大,必然是高危地带。但即使在那里,除了几次榜上有名的事故外,几乎没有在实弹射击中死过人。炮塔事故大部分是被机械夹到,导致切断手指、压坏手掌,偶尔会断胳膊断腿,原因是摔倒或是被后座的火炮撞到。1936年7月28日,在枪炮学校安排的一次全装药射击中,马布尔海德号轻巡洋舰的一门6"/53炮发生爆炸。这门炮前三次射击均正常,第四次发射时炮尾爆炸,当场杀死1人、重伤10人,其中2人之后终告不治。经查,原因是该炮修理时装的加强环有瑕疵,在压力下拉伸并断裂,军械局想必十分尴尬。

间战时期第一次重大事故发生于1924年的密西西比号。二号主炮塔的右炮之前顺利发射了七次,第八次射击的弹头和发射药已送入炮尾,但当推弹杆收回后,炮尾突然窜起一小股灰烟和火苗,随后便喷发出炫目的火焰。大火和烟气充满右炮室以后,又通过安全门蔓延到另外两个炮室、上方输弹室和炮塔长工作间。造成48人丧命,绝大部分死于窒息,另有9人受伤。后续调查认为,炮组在射击后没有认真检查炮膛,也没有按规定关闭安全门。事故发生四个小时后,舰员将尸体搬出炮塔时,有人不小心碰到了炮塔长工作间的发射开关,打响了尚未退膛的左炮,轰然后座的炮尾又撞伤10人。调查法庭十分通情达理,认为第二次事故发生时舰员的注意力全部集中在死者身上,未能想到检查火炮,建议不采取纪律处分。祸不单行的是,同一个炮塔在1944年又发生了同样的事故,这次是中间炮,死亡43人。在第十三轮齐射的装填过程中,炮闩打开,弹头已经推到位,推弹杆的头部顶着弹头底部。压缩空气吹除系统处于关闭状态,意味着炮膛已经进行过检查和清理,中间的发射药运送门是打开的。调查组没有发现机械故障,再一次把事故归因于炮膛检查不仔细。这次悲剧同样存在人为失误,火灾发生后有人打开了中间炮室的门,里面尚未烧尽的可燃性气体还没有冷却至燃点以下,于是火势夺门而出,一直波及炮塔长工作间和其他内部区域。

显然,发射药包被意外引燃是大多数重大事故的起因。条令规定,对于常见的药包破裂现象,发现者应高喊“不许动(Silence)!”,炮塔内所有人立即静止不动,然后把零散的发射药颗粒沉入特制水箱中。破口不大的药包可以当场缝合,大的话就用空袋子重新装好。个别情况下也有用汗衫和枕套代替的,这种非正规做法非常少见,至少在较大军舰上是如此(较小的舰艇显然要不正规得多,特别是潜艇)。药包袋本身不可能点燃发射药,密西西比号两次事故中的装填工具也基本完整。(注:《Warship International》1990年第2期刊登了一篇有关美国海军主炮装填事故的更详细文章。该文描述了针对1988年衣阿华号炮塔爆炸事故的最新改进。)

1924年密西西比号炮塔事故的纪念牌。第二段铭文是:“One man for each star in our flag — Long may it wave.”

补丁:炮塔刻度和射程钟
在与英国大舰队并肩作战的一年中,美国海军学到了在背负式炮塔两侧画出数字刻度的做法,当本舰看不到目标时,可以通过前后相邻友舰的数字刻度判断出目标方位。皇家海军战后不久就取消了这种做法,美国海军则延续到二十年代中期。


同时,战列舰在前、后桅上悬挂“集火盘”(concentration dial,又称“射程钟”range clock),用长短不同的指针表明当前正在射击的目标距离。直到珍珠港事变时仍有许多战列舰装有射程钟。
通过观察友舰的炮塔刻度和射程钟,只能大致了解射距和射向,并不足以支持精确射击。


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 楼主| 发表于 2016-3-27 00:31:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 LeSoleil 于 2016-3-27 03:02 编辑

补丁:
小说家赫尔曼•沃克在《战争风云》中塑造了一位正直老派的老炮手维克多•亨利,书中有一段是我的最爱,冒昧在此摘录(部分译文根据原文订正):

布鲁克林海军基地富于海港气息,驱逐舰成排停泊,亮着红色桅顶灯,科罗拉多号从艏到艉灯火辉煌,她那巨大的主炮群倾斜着,预备做炮膛检查——这一切都给维克多•亨利一种平静的感觉;这种感觉在其他人只有回到家里抽支雪茄、喝杯酒时才能感到。要是说他在这个世界上有个家的话,那就是一艘战列舰。战列舰是用各种钢板和各种机器,在不同时间和不同地方拼在一起,构成了许多形状,赋予了许多名称,战列舰始终是海上最强的军舰。这就意味着,上千种不断改变的尺寸、设计、推进力、装甲、武器、内部通讯、内部供应系统等;上千项礼节和纪律约束着全体船员,从舰长直到最年轻的水兵,成为一个可靠的集体意志和智慧。从这个意义上说,自从腓尼基和罗马时代就有战列舰,而且永远会有战列舰——这是人类知识技艺的活生生的顶峰,这种水面上的机械结构只为了一个目的:控制海洋。这是维克多•亨利全心全意献身的惟一事物,甚于他的家庭,更甚于那个叫作“海军”的散漫的抽象概念。他是战列舰的人。1913年,与其他优秀毕业生一道,他直接从军官学校上了一艘战列舰。他也曾在较小的军舰上服役过,但他是打了“战列舰”印记的人,而且不断回到战列舰上去。他那光辉的服役成绩,是在舰队炮术竞赛中获得了“米特鲍尔奖旗”。那时他在西弗吉尼亚号上作为枪炮官连续服役两年,临时想出的加快16英寸炮弹从弹药库到炮塔速度的方法,已经成为海军的标准条例。在这一生中他所盼望的,就是成为一艘战列舰的副舰长,然后成为舰长,再然后成为一名将军统领一支战列舰分队。他不能看得再远了。他认为一位战列舰分队司令官,就如同一位总统、一位国王或是一位教皇同样光荣。

这里的“米特鲍尔奖旗”是误译,其实是红底黑圆的“作战效能奖三角旗”(Battle Efficiency Pennant),俗称“肉丸子”(meatball)。上文已经提到,近距离战斗演习重视射速,而加快运弹速度有利于提高射速,估计这个奖就是这么来的。“在西弗吉尼亚号上,在第一面米特鲍尔奖旗在桅桁上飘扬之前,谁都恨他。这以后,他就成了舰上最得人心的军官。”可见小说作者在细节上确实下了一番工夫。


左图为“作战效能奖三角旗”,即“肉丸旗”。右图为时任驱逐舰Mugford号少校舰长的阿利•伯克,照片摄于1939—1940年间。该舰在这一年的近距离战斗演习中36发36中,获得“作战效能奖”,照片背景是漆在5"/38炮座侧面的“E”字。

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 楼主| 发表于 2016-3-27 00:36:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 史东 于 2016-7-6 08:22 编辑

第三章  炮术演习实例:副炮

间战时期间的大部分美国战列舰有两个型号的副炮:一是约12门高初速、低伸弹道的5"/51炮,用于对海;二是约8门5"/25炮,用于对空。到二战中期,大部分旧炮已经统一换成5"/38双联炮座,条约和条约后战列舰从建造起就已装备。

间战时期标准的反驱逐舰武器是Mk7型5"/51炮,以939米/秒初速发射炮弹。名义上,该炮以45度角发射的最大射程为20100码,但因为炮郭的限制,仰角通常为20度,所以有效射程只有约16500码。(注:OP1188《美国海军火炮简要射表》给出的5"/51炮射程为19°46'仰角下的17000码。OP1184给出20°32'仰角下的16000码。)副炮或“舷侧炮群”参加的远距离战斗演习中,通常把副炮分为3或4门炮的前炮群和2门炮的后炮群。典型做法是先由前炮群朝着模拟鱼雷突击的驱逐舰队开火,随后战列舰队转向60度离去,躲避袭来的鱼雷,后炮群接着打。射程通常是前炮群10000码,后炮群8000码。目标(通常是12米长的浮动靶)以20—24节速度拖动,从舰艏70度角进入。

5"/51炮郭炮的射界受到明显限制(图注口径有误)


有些战列舰试验过“快速持续射击”(rapid continuous fire),即各个炮组能装填多快就射击多快,不必等待齐射,但这也会让弹着点观测变得困难。因此通常程序是通过蜂鸣器使各个炮组同步运转,尽可能实施全齐射。“错过一次蜂鸣”被看成是重大过失,炮组必须等到下一次蜂鸣才能射击。虽然“每分钟每炮命中数”逐年提高,但几乎没有人对副炮的表现满意。(注:“每分钟每炮命中数”的射击对象是结构靶,而非小得多的幕布靶。驱逐舰结构靶放在13000码处,尺寸是射距正负16码、射向正负43码。1934—1935年度平均射程是正常情况的1.5倍,一定程度上解释了这一年差得离谱的成绩。)1922年,内华达号的F. J. Cromerford少校评论副炮群“效率极低”,“大多数情况下齐射非常密集,但散布不佳,以至命中极少。火炮保养(常常)优秀,人员表现正常,射速很好,所以问题一定出在火控上。”副炮群能够非常有效地对抗单独一艘驱逐舰,但阻止一群编队突击的驱逐舰就困难得多了。一艘航速30节的驱逐舰可以在大约7分钟内从16000码接近到10000码(合理的鱼雷射程)。如果用6门炮迎战,每分钟每炮命中数为0.35(舰队平均水平),就能命中14发,足以使其失去战斗力。但如果把同样火力分散开来对付6艘驱逐舰,便需要进行效果差很多的弹幕射击。假设弹幕射击的效率是瞄准射击的30%,6艘驱逐舰平摊下来还不到1发。当然,如果4到5艘战列舰集中火力,效果会有提高,但幅度不会像想象得那么明显。组织和观测小口径集火射击是非常困难的,在大多数情况下几乎不可能。

C. T. Joy在1929年题为“5"/51炮射击注意事项”的讲座中,指出了副炮火控如此差劲的某些原因,包括:人手紧(13人,相对于主炮火控的60人)、经验少、设备过时、5寸弹水柱小(弹着观测困难)、射速高(齐射间隔7—10秒,而主炮为30—50秒)。幸运的是,珍珠港事变之后替换掉老式战列舰上5"/51炮的5"/38炮,在4000至11000码距离上的表现比旧炮好得多,但其主要用途是防空。

5"/51和5"/25的混合配置统一为5"/38后,有利于简化火控,战列舰首次真正实现了指挥仪控制下的副炮射击。相比之下,原先5"/51炮的火控非常原始。新炮的全封闭炮座意味着内部照明条件更好,极大提高了效率,特别是在夜间。新炮在12000码以内有效得多,在这个距离之外至少也是旗鼓相当。考虑到旧炮初速高、弹道低伸,更适合对海射击,新炮的效率提升主要归功于更好的火控。

进一步讲,5"/38炮几年前已经用在驱逐舰上(初期频繁卡壳),装上战列舰时基本排除了缺陷。与三联主炮塔的中间炮延迟发射0.060秒不同,5"/38双联炮座的两门炮是同时开火,非常准确。军械局发现,安装射击延迟装置可以将双炮射击11700码的射距散布从100码缩小到92码,但由于先后开火导致炮座略微转动,会造成射向散布扩大,权衡之下没有安装。10发炮弹(新战列舰一舷副炮齐射)的散布平均为175码/10000码,和335码/12000码。与之相比,西弗吉尼亚号的6门副炮散布为329码/10258码(1929年),和643码/14212码(1925年)。

战史作家常常把美国海军在所罗门群岛的初期失败归咎于缺乏夜战训练,事实上,针对主炮、副炮或以上两者的夜战演习几乎每年都会举行,还会做出一些变化。夜战演习“A”是针对副炮击退驱逐舰夜间突袭的能力测试,射击目标是18米长或金字塔形的浮动靶。夜战演习“B”情况类似,但对手是真正的驱逐舰,同时也是训练驱逐舰队的夜间雷击能力。为了进一步增加演习难度,演习导演(Officer Scheduling the Practice)还会拿到一个密封信封,里面的纸条指示他在演习过程中设置以下故障中的一项:

1、正在指挥射击的指挥仪在两到五轮齐射的时间内故障;
2、探照灯的高低和方向指示器故障20—30秒;
3、发生照明弹的火炮失灵;
4、所有作战电话在一到四轮齐射的时间内故障;
5、正在观测弹着点的人在演习剩余时间内不能参战;
6、其他任何可能导致转移指挥的故障。

夜战演习“C”同时训练主炮和副炮。《1940年炮术演习指令》中的夜战演习“C”方案,恰恰是不久后海军在瓜岛海域面对的那种战斗:“2T2a. 战术情势。一个战列舰分队作为独立前卫,夜间以中等速度航行,天亮回归本队。该分队屏护力量很弱。所在海域已知有敌方水面舰队出没。一艘屏护舰遭遇反向行驶的三艘敌方战列舰并作出报告,分队指挥官下令用主炮应战。主炮开火后不久,另一艘屏护舰报告敌方驱逐舰队从非交战一侧发动攻击,于是用副炮应战。”

目标航向和速度由连续掷出骰子来决定。夜战演习当然也有人为设置的条件。比如为了避免碰撞或误击,拖靶船通常要有照明。如果不开灯的话,就会用一盏探照灯朝上打出一道光柱并大幅晃动,以免成为炮击对象。

有些军舰用探照灯引导射击,有些则用照明弹。通常人们倾向于在开场时使用探照灯,因为探照灯一般能照到6000—7000码,而照明弹不能在3000—4000码以内使用。如果在4000码以内发射照明弹,将导致弹头存速过高,足以撕破降落伞,并使照明弹熄灭。探照灯能够把射击线上的水面照亮,而同一片水面在照明弹下仍然比较暗,所以在探照灯条件下的弹着观测更容易,击中目标也容易得多,命中率往往是照明弹条件下的两倍左右。同时探照灯条件下的射速可以快很多,一些枪炮官相信使用得当的探照灯能够致盲敌方炮手。照明弹条件下射速较低,至少部分原因在于要留出一部分副炮朝敌人头顶不间断地发射照明弹。在1932年开展过专门测试,向敌我之间的水域上空发射照明弹,看看有无可能使敌方致盲,结论是不行。光柱当然会暴露射击舰的位置,海军希望由小型屏护舰担当起照亮敌人的任务,而将战列舰队保持在相对的黑暗中。这种做法的难度在于:1、在小型屏护舰摇摆晃动的过程中一直保持光柱照在敌舰身上;2、使射击舰和照明舰协调一致;3、如果照明舰离射击舰太远的话,狭窄的光柱与射击线夹角过大,许多近弹或远弹无法被观测到。

有效应用探照灯也是一门学问。(战前有一名军官开玩笑说探照灯最好的用途是寻找生还者。)在雾、霾、烟、浪花等环境下,散射光足以完全遮蔽目标,因此靠近射击舰的一轮近弹就能导致探照灯完全失效。集火射击中,经常无法辨别谁在照着谁。如果没有可靠的指挥仪火控,(二战期间雷达彻底取代了探照灯,在此之前)光柱在远近和方位上都很难对准。有人这样写道,三十年代中期的“探照灯操控一塌糊涂,除非是在平静海面上。俯仰和旋回机构僵硬不灵活,时常出现空动,俯仰机构慢得跟不上战列舰的横摇节奏。只有在极其有利的条件下,才能从临近位置上控制探照灯。除与舷侧指挥仪旋回系统随动以外,没有其他远程控制探照灯的方式。”探照灯小组采用“指针随动”(match-the-pointer)的瞄准方式,让光柱大体水平地照向目标,但他们自身往往看不到目标,很难真正对准俯仰角。俯仰角即使只相差0.5度,也会在5000码距离上造成偏高或偏低75米,相当于大和号主桅高度的两倍。1922年对于加利福尼亚号上自动控制探照灯的一项调查表明,俯仰角误差通常很小,但方位角误差常常在3—4度,只有经常调校才能将误差保持在2度以下。1929年,西弗吉尼亚号抱怨探照灯航向刻度盘上的最小一档调节为2度,相当于6000码距离上误差200码。1932年,舰队训练总监注意到,操作探照灯的最大难题在于克服舰体横摇以保持光柱水平。本舰的射击经常使探照灯小组盲目或眩晕,烟囱排气也损坏了反光镜。在探照灯下近弹比远弹更加显眼,致使观测员引导的后续齐射往往越过目标。探照灯保养也很麻烦。

1930—1931年度,战列舰队开展了夜战演习“B”。演习条件是有意设置的,目的是确定副炮应当提前装填何种炮弹,以便应对突如其来的夜袭——这正是萨沃岛海战的情形。天气很好,能见度很高。与目标的平均距离大约5000码,比一般情况略近。(注:距离的上限受到照明弹引信的制约,演习使用的5"/51钝头照明弹的定时引信最长设定为21秒。之前已经提到距离下限约为4000码,这就意味着这型照明弹实际只能在非常狭窄的距离区间内使用。当时已在研发尖头照明弹,有效照明距离可以延伸到7000或8000码。)原本期望各舰在30秒内完成第一轮有效齐射,但没有一艘能达到这个标准,平均用时44秒。因为这一挫折,演习后续内容改为验证另一个问题:在第一轮照明弹还在空中时打开探照灯是否会更好?各舰齐射间隔平均下来在10秒左右,但彼此差异明显,间隔最短的科罗拉多号为5.9秒,拖沓的田纳西号几乎是其两倍。每艘舰都取得了命中,但命中率同样参差不齐,从德克萨斯号的6.6%到加利福尼亚号的40.5%。

有些问题不分白天黑夜都会存在。以1930—1931年度演习为例,田纳西号用3号指挥仪控制照明炮,用1号指挥仪控制其他副炮。忙乱之中,两具指挥仪锁定了不同目标,彻底搞砸了成绩,惹得舰员们破口大骂。这样的混淆并不罕见,甚至在白昼演习中每次也至少有一艘舰犯错,指挥仪对着一个目标,测距仪徒劳地追踪着另一个目标。类似的错误即使在今天也会发生。

密苏里号5"/38副炮在夜间开火,炮口焰壮观夺目并非好事

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 楼主| 发表于 2016-3-27 00:45:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 LeSoleil 于 2016-3-27 11:41 编辑

第四章  防空

在最重要的炮术演习中,有一些是专门演练防空的。间战时期的美国战列舰用5"/25炮和3"/25炮实施防空战斗。本文仅讨论前者,(由于篇幅限制)完全不涉及小口径高炮的演习情况。要分析防空演习的结果是极为困难的。与主炮不同,一艘军舰的副炮配置以及参演飞机的型号经常大幅变动,难以对炮术进步程度作出任何清晰的判断。我所能采取的最好办法是叙述不同时期的典型结果,由读者自行判断。

早期的防空演习以驱逐舰或拖船拖曳的风筝作为靶子。靶子的速度很慢,即使与当时刚刚起步的飞机相比也是这样。拖靶船小心翼翼不要开得太快,免得风筝高居头顶,使本舰受到弹片波及。有时也用原地系留或自由漂浮的氦气球作为靶子,1921年调查委员会作出了中肯评论:它们“是很好的靶子,但无法模拟投弹的飞机。”(注:类似的靶子今天仍在使用,并被亲切地称为“杀手土豆”,但只用作水面目标。)海军也考虑过使用滑翔机,但因为缺乏放飞、操纵和回收的有效手段,最终还是放弃了。

陆军航空军从1921年起为防空演习提供筒型靶。第一批筒型靶由水上飞机拖动,直径1.07米,长4.8米,拖缆长4000码。效果令人满意,调查委员会的结论是:在没有真飞机可供射击的情况下,直径1.2米、长3.15米、拖缆长7000码的红色筒型靶是最合用的靶子。多年后,遥控靶机也加入进来,特别是用来模拟俯冲轰炸,此外没有其他安全的模拟方式。


在1922年一次有代表性的演习中,密西西比、内华达、宾夕法尼亚号向筒型靶发射875发。宾夕法尼亚号对着1500米高度的靶子(由一架F5L水上飞机以80节航速拖曳)发射4轮共计401发。拖靶航线穿越头顶,为的是模拟水平轰炸。第二次穿越比较典型,5门炮在2分零5秒内发射122发。其中2门的复进机出了故障,分别发射26发和28发。一门因为弹药质量太差,多次哑火,发射23发。一门因为瞄准手找不到目标,只发射12发。最后一门射击稳定持续,发射33发。最终结果是:无一击中。

1932—1933年发展了至少5种防空火控方法(类似的方法也在地面防空中使用):

1、直射法(direct fire),高炮持续追瞄目标并发射,在二战期间成为标准战法。
2、一分钟拦阻射击法(1 minute barrage),在敌方轰炸机投弹前一分钟向其可能经过的预定区域集中火力。
3、固定区域射击法(fixed zone),将本舰周围的空间分成若干小的区域并编号,预先算出准确的高低角、方位角和引信设置。火控军官报出敌机所在区域的编号,高炮就按相应设置开火。
4、徐进区域射击法(creeping zone),是固定区域射击法的变种,当敌机飞近或飞离时,引信设置不断变化。
5、徐进拦阻射击法(creeping barrage),是一分钟拦阻射击法的变种,运用时间更久一些。

所有这些方法都假定目标处于与本舰相交的航线上,这也暗示集火射击方式(几乎在任何情况下都不可能观测弹着点)并没有得到研究。

1932—1933年度,战列舰队参加了3次防空演习,2次针对轰炸机,1次针对鱼雷机。防轰炸演习采用以80节航速拖行的筒型靶,平均高度1890米。这次也模拟了水平轰炸,靶标斜掠过头顶,一通过投弹点,高炮就停止射击。防鱼雷演习也大同小异,靶标从低空穿越舰首,而不是大体对准舷侧。演习结果并没有比上年度好多少。虽然整体命中率稳定保持在20.3%,但击中筒型靶的比例从上年的92%降至本年的79%,原因是一场沙尘暴导致了严重的测距误差。整体表现最好的是马里兰号,发射80发,命中38发以上。最差的是田纳西号和亚利桑那号,各放105发和152发,全部落空。各舰平均射速为每分钟每炮13.35发。

战斗分舰队司令E. B. Nixon对结果很不满意。“靶标实际航速、高度与观测值之间的差异最能说明我们的对空防御不尽人意。”(注:平均高度误差60米,平均速度误差仅一两节,但数字是会骗人的,偏高值和偏低值在算术平均之后互相抵消,误差绝对值的平均数几乎是上面的2倍。如果观测人员当时表现得更好一点,就能立即修正初始偏差,至少是在高度上。)

新墨西哥号的5"/25高炮群。炮座左侧为时间引信装定机,上面的3发炮弹已装定引信

1940年,24架从N2C-2和O3U型飞机改装而来的无线电遥控靶机投入使用,其中一部分用于战列舰演习,宾夕法尼亚、马里兰、新墨西哥和密西西比号各得到一次机会。宾夕法尼亚号94发0中;马里兰号56发2中;新墨西哥号用54发击落目标;密西西比号打了2轮96发,她打的靶机最后坠毁,但可能并不是因为中弹。很明显,飞机性能已发生巨大变化,飞行高度从2100米猛增到5400米,以后还会超过6000米。80节的筒型靶已不再使用,舰队急需能够对付200节以上目标的指挥仪。

战前对于防空火力效能的评估结果因人而异,大相径庭。一份报告认为装有5寸高炮群的军舰能够在距离20000码以内、高度6000米以下打乱敌方编队轰炸,并驱走大部分敌机。另一份认为“在大约25%的防水平轰炸演习(平均距离5500码)中,射击舰(包括所有舰种)能以足够高的准确度开火。”与之相反,舰队训练总监于1940年悲哀地写道:“如以一艘装有4门5寸炮的军舰迎击一架现代化的水平轰炸机,在5500码距离上将其击落的可能性仅为2%。”一发炮弹的摧毁半径只有5码多一点,在引信的350码射距散布区域里只有4发炮弹爆炸,无怪乎在火控表现完美的情况下只有寥寥无几的遥控靶机被击落。理论上即便是毫无瑕疵的火控也只能获得1%的命中率。(注:弹药质量当然也拖了后腿,观察员发现使用Mk8-3定时引信的炮弹中有20%—35%爆炸不完全,4%—20%为哑弹,而4炮齐射的引信射距散布平均为400码。)

关注欧洲战事的人们注意到,英国人在对抗德国空军时使用36门炮的火力密度覆盖所有进攻路线的做法似乎取得了成功。美国火控设备的表现很稳定,但准确性不高。测试结果显示,用两台同型号指挥仪、两个火控组跟踪同一个目标,各自得出的目标航线、速度和高度非常接近,但按照这些参数未必真能击落敌机。

宾夕法尼亚号1940年的遥控靶机射击结果似乎印证了舰队训练总监的悲观看法。该舰向2架靶机开火,无一弹命中。宾夕法尼亚号指挥仪估算数据与靶机反馈数据对比如下表。枪炮官注意到他们对靶机速度的概念已经过时。航线的偏差似乎很大,但糟糕的操控使得遥控靶机经常(而且是毫无预兆地)在偏离正确航向10°—15°的范围内左右摇摆。

  
  
高度(米)
航线(度)
速度(节)
第一轮
靶机实际
3540
145
131
指挥仪估算
3660
163
86
第二轮
靶机实际
3060
134
121
指挥仪估算
3060
156
96

欧洲经验表明,如果击中一架靶机都这么吃力,面对成群袭来的敌机只会难上加难。选择小群多路攻击方式的机群会造成极大混乱,指挥仪和测距仪往往盯上了不同目标。当然,敌方轰炸机在最后逼近时仍不得不走直线,但与靶机不同的是,真人飞行员会在最后冲刺时变换速度,甩开军舰业已完成的火控解算。好的方面是英国人发现近失弹经常能把敌方轰炸机吓跑,至少能干扰对方瞄准。无人靶机相比之下就无知无畏得多了。

二战期间防空炮术发生的巨大革命无法用三言两语描述清楚。变化成千上万,回想起来又互不协调,官方或民间的发明大量涌现,只能加以最笼统的概括。新式火控系统(包括对高平两用的Mk37型火炮指挥仪的一系列显著改进,最初加装Mk4型雷达,后来是Mk12、22和28型)大大提高了打击高速空中目标的能力,近炸引信或称VT引信的发明免除了估算飞行时间的烦恼,因而成倍提高了高射炮效能。(注:Mk37指挥仪全重近20吨,最初设计用来指挥炮群对水面目标实施齐射,一次只能接战一个目标,对于多个方向同时袭来的若干高速机动目标就力不从心了。当拦阻射击还很盛行时,Mk37的不足尚可接受,但新的近炸引信是如此有效,防空炮群已经有能力分头迎战多个目标。出于每门炮各自为战的考虑,海军研发了新一代防空指挥仪,如Mk57和大幅轻量化的Mk51。)

新旧指挥仪的大小对比。中间上方为Mk37,右下方为Mk51

美国军舰使用近炸引信打活动靶的第一次全面试验于1942年8月12日举行,克利夫兰号轻巡在切萨匹克湾对抗4架遥控靶机。试验结果给人留下了深刻印象。第一架靶机因为机械故障而坠毁。第二、第三架分别模拟鱼雷攻击,几乎立即被击落,每架耗弹不到10发。次日模拟高空轰炸的第四架也被干掉。1943年1月4日,海伦娜号轻巡在蒙达岛外海取得近炸引信的第一个实战战果,只用2轮5寸炮齐射就轰下一架日本轰炸机。近炸引信后来逐渐普及,但并没有完全取代旧的定时引信。前者在防空方面固然优势明显,后者却便宜得多,并且胜任其他许多用途。南达科他号在1945年5—6月的防空演习中仍然使用“过时的”Mk18机械定时引信。使用定时引信的炮弹爆炸时,能为友舰指出目标方位,也可使敌机飞行员受惊或分心,以便尽快解算火控诸元。即使在战后,条令也建议把使用定时引信和近炸引信的炮弹比例通常设定为1:1。在很长一个时期,近炸引信炮弹的使用区域受到限制,以免掉在陆地上被敌人缴获。1943年的一份特别报告指出,5寸防空弹中的25%装有近炸引信,却击落了50%的敌机,其效能是定时引信的3倍。到1945年,引信和火控的改进使击落比例提升到6:1。这个比例来自Ralph Baldwin《致命引信》一书,对1944年10月至1945年8月间近炸引信炮弹击落的278架敌机的分析表明,如果当时用的是定时引信,只能击落其中46架。Baldwin给出的6:1比例显然是假设70%的近炸引信能正常工作,但如果按照海军能够接受的可靠率下限50%(Mk18之类的机械定时引信可靠率一般为90%—95%)计算,这个比例更接近4:1。

凤凰城号轻巡的高射炮手们仰望天空,每个人都戴着防火头套

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 楼主| 发表于 2016-3-27 00:51:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 史东 于 2016-3-27 21:42 编辑

第五章  鱼雷

很少有人记得大部分战列舰最初都装有若干水下鱼雷发射管,并与驱逐舰和潜艇一同参加定期举行的鱼雷演习,其成绩历来羞于见人,二三十年代这些发射管都被拆除。

与舰炮的进步相比,大部分鱼雷的射程低得离谱,瞄准问题则明显未作讨论(即使有也极为笼统)。1922年的演习中发射了一批Mk8、9、10型鱼雷。其中性能最好的Mk8射程仅16000码/36节,跑完全程的用时超过13分钟。按照5分钟击中目标计算,与对方战列线的距离不得不缩短到5500码,显然当时的鱼雷只是用来结果那些受损后无力还击的敌舰。战列舰第四分队司令Jackson少将肯定了这一点,“Mk9-1鱼雷的射程甚短(7000码/27节),不足以成为进攻性武器,除非是在某些极端情况下。”相比之下Mk10的3500码/36节更是废物。在21节航速下用沿着舰身对角线安装的水下发射管发射鱼雷,必然面临很大的技术难度——至少在二战前是这样。命中率是通过数据计算得出,预想的是敌方舰队排成一字长队、绵延数里的情况。以1922—1923年度为典型,14艘战列舰累计发射116条鱼雷,其中至少32条没有正常航行;2条绕了大圈,只会害死自己人;14条击中未爆或是没有到达指定距离;北达科他号甚至有一雷命中拖靶船。

最后一次战列舰鱼雷演习是在1930—1931年度。马里兰、田纳西、科罗拉多、西弗吉尼亚和爱达荷号各自发射6条Mk8-3或Mk8-3B型鱼雷,3条从左舷、3条从右舷,射程11000码。只有西弗吉尼亚号的鱼雷全部穿过目标线,取得2个全命中和3个部分命中。倒霉的爱达荷号有5条航行失灵,1条丢失,最终排名老末。马里兰号4条全命中、1条部分命中、1条哑雷,排名第一,鱼雷组每人领到10块大洋的赏钱。(注:“部分命中”定义不明,可能是指虽到达目标线、但从两个靶标之间穿过的情况。航行11000码后是从靶标下方还是之间穿过,纯粹是撞运气,或者说是概率问题。西弗吉尼亚号的偏差记录分别是:偏左655码,偏右475码,偏左1062码,偏右77.5码,偏左632码。第6条鱼雷的偏差值没有记录,有可能完全错过了目标区。)

第六章  趋势分析

间战时期的海军炮术到底进步了多少?1937年军械局对日德兰海战进行研究,其中一份分析报告描述了1912—1918年间12寸和14寸炮的表现。报告对战列舰结构靶(长180米,宽27米,高9米)的射击命中率作了测算,公式为:

H = 100 / [1 + k(R-2000)]

其中:H为命中率,k为常数0.00070,R为距离(码)。

从这个公式可以推导出,在演习平均射距(13783码)上的命中率约11%,按照每分钟每炮发射1.5次计算,每分钟每炮命中数为0.165。

图1:公式推导结果与二十年代及以后实弹射击命中率的对比

与之相比,1935年14寸炮的每分钟每炮命中数为0.32,1940年14寸和16寸炮的标准成绩为0.75,靶子大小相同,射距也大致一样。准确度(特别在中等距离上)进步明显。14寸炮始终不如后来的16寸炮准确,历经20余年刻苦攻关仍未改观,可能出自内弹道的问题。到1945年,14寸炮的9炮射距散布为射距的2.03%,而16寸炮为1.9%。

图2:1940年14寸和16寸炮的标准成绩


图3:火炮散布

“绝对平均散布”是火炮本身准确度的体现。图3的黑点代表这一年度战列舰队的平均成绩,而线条的两端分别代表最好成绩和最差成绩。在1933—1934年度之前,单数年份举行低初速(减装药)演习,双数年份则是高初速(全装药)演习,前者距离更近,散布也更小,因此这一期间的黑点排列呈“锯齿”形。高初速演习的成绩看似进步不大,但必须考虑到射距从1921年的21000码一路攀升到三十年代中期的27000码。在这之后,远距离战斗演习距离有所缩短,而且都是低初速演习。1934年起散布大幅缩小,主要得益于射击延迟装置的应用。从1927年开始,海军炮术进入了不温不火的改良期,平均成绩稳定提高,成绩落差也在缩小。

“平均弹着点误差”是齐射散布样态的中心与目标中心的距离,同样用射距的百分比来表示。这是火炮瞄准是否准确、即火控质量的一个衡量标准。随着时间推移,呈现缓慢而稳定的进步。

综合以上各图可以看出,改善火炮本身的准确度较改善火控更加容易,1920—1945年间的火炮平均散布减少了66%,而平均弹着点误差只减少了23%。1945年之前所有数据均基于目视观测(舰上或飞机)。图4右下角的黑色方块代表二战期间雷达观测的典型结果,黑点表示目视观测,可见雷达已经占据了主导地位。(译注:目视观测的成绩反而不如战前,可见技艺生疏了。)

图4:平均弹着点误差

图5:平均弹着点误差与火炮散布的综合表现


为了全面展示间战时期战列舰炮术的进展,我们将图3、图4加以合并,形成了图5。垂直线段的长度代表火炮本身的散布,黑点与底线的距离代表了平均弹着点误差。最理想的情况是一条短线段,并尽可能接近底线。黑点越高,线段越长,炮术也就越差。

与之前的图示相比,图5并未显示出持续进步的态势。剔除最差的1926—1927年度和最好的1934—1935年度,基本是一条横线。较后年度的线段更短,表示弹着样态在缩小,很大程度上归功于射击延迟装置,但平均弹着点误差几乎没有变化。

随着时间推移,副炮的准确度也有缓慢而稳定的改善。虽然副炮远距离战斗演习的射距保持在10000码左右,但年度之间差异非常大。


第七章  个人观点

从二十年代到四十年代,战列舰炮术发生了缓慢而稳定的演化,某些方面的进步是明显的,二战时对15000码外战列舰结构靶的命中率已是一战时的3.5倍。那么为什么大舰巨炮在二战期间会如此彻底而迅速地被打入冷宫呢?个人认为,主要原因是炮术发展遇到了瓶颈,只能小修小补,缺少革命之举,真正的创新寥寥无几。或许有人认为这是因为炮术已臻于完美,改进空间十分有限,但后续(诸如八十年代)的进步证明并非如此。上述三十年中,美国和其他国家海军的炮术专家们只提出过(或是满足于)一项重大改进,即射击延迟装置,其技术概念是如此简单,以至于人们诧异为何不早在二三十年前就予以发明。诸如二元发射药、改进的发射药配方、有效的击发机构、次口径弹头、可抛洒子弹药以及空心装药战斗部等创新,都在当时的研发能力之内,但从未尝试过,也很少(或是根本没有)考虑过。军械局的所谓创新只是对弹头重量、炮身长度、装药重量的细微调整。公平地讲,身处限制海军军备条约的重压之下,即便是俯仰角增加到30度,后来又增加到45度,也被认为是一个重大变化。

这一时期炮术方面的重大改进,均得益于其他领域的技术流入。飞机观测带动了二十年代的炮术革命,应更多归功于航空局而非军械局。雷达和近炸引信也更多地源于电子学的进步,而不是军械的迅猛发展。火控设备的发展,主要是把现成的光学、电子和机械部件以不同的组合装配起来。在军械局内部,研发工作基本上被忽视了,例如系统地测试穿透装甲的规律,有可能生产出更有效的弹头,但这样的措施极少。对美国海军而言,幸运的是列强海军(德国有可能例外)同样出现了创新力枯竭的问题。

显然,军事技术可以(或许是必须)借助外部相关领域的研究成果,但只能作为内部创新的补充,而非替代。现有的军事技术,特别是那些业已完全成熟的,必须继续允许甚至鼓励有益的内部创新,如此才能在其他武器系统的竞争中立住脚跟,八十年代的衣阿华级改装就是典型。只有保持和鼓励创新,炮术才能发展壮大。假如能装备类似于陆军使用多年的“铜斑蛇”型号的制导炮弹,海军的大炮或许能在波斯湾战争中发挥更大作用。(海军为衣阿华级研制的13寸次口径弹药原本可以发展为制导炮弹,但该计划已经中断。)当然,火炮的衰落以及飞机、导弹的兴起在很大程度上是无法避免的。
简而言之,炮术失去了持续创新的意识,它不再充当技术的引领者,而是日趋保守。那些富有创新活力的人们本可以为炮术延续辉煌,但他们或是被军械局拒之门外,或是背弃了炮塔,钻进了座舱。这样的事情恐怕还会一再发生。

(完)

译后:
1、原文刊登于《Warship International》1991年第3期。链接:
http://www.zhanliejian.com/navweaps/INRO_BB-Gunnery_p1.htm
http://www.zhanliejian.com/navweaps/INRO_BB-Gunnery_p2.htm
2、翻译中得到mathewwu、seven_nana两位前辈指点,多篇精华文章珠玉在前,在此一并致谢。

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列兵

发表于 2016-3-27 04:53:05 | 显示全部楼层
先顶后看,技术贴真心长知识,赞楼主!
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六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 2016-3-27 12:05:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2016-3-27 21:39 编辑

前一阵子知道史东君拟重拾译笔,完善这篇美海军炮术史上最重要的文章,没想到那么快就出来了。炮术党幸甚,BB党幸甚!

这篇文章是炮术大佬Jurens在1991年发表在Warships International期刊上的,原文可以在NW镜像里找到:

http://www.zhanliejian.com/navweaps/INRO_BB-Gunnery_p1.htm

2005年Jurens又与另一位大佬Fischer合写了“炮术革命:二战快速战列舰的炮术”,是作为这篇文章的补充,在下奢译了第一部分:

http://www.zhanliejian.com/thread-6161-1-1.html

若是有熟悉高等炮术与统计学的同好有志翻译“炮术革命:二战快速战列舰的炮术”的第二部分,那么就圆满了结整个美军BB炮术的历史,盍兴乎来啊!

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上士

四年服役纪念章

发表于 2016-3-27 13:05:54 | 显示全部楼层
全文非常有意思
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大校

论坛贵宾

二年服役纪念章铜星勋章

 楼主| 发表于 2016-3-27 21:49:04 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2016-3-27 12:05
前一阵子知道史东君拟重拾译笔,完善这篇美海军炮术史上最重要的文章,没想到那么快就出来了。炮术党幸甚, ...

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六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 2016-3-28 19:31:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2016-3-29 10:24 编辑

一些读后心得:

- 楼主用”集火射击“对应concentration fire,这是指多舰射击同一目标,我记得这也有被译成“集中射击”、“统一射击”和“统合射击””的。如果是单舰所有同型火炮射击同一目标, 英美海军术语是collective fire,我也看过有人译成”集火射击“和“集中射击”的,不知大陆有没有统一的译名?如果上下文不能体现是单舰还是多舰,最好能补充说明一下。

- 楼主认为雷达校射的出现使得目视观测的成绩反而不如战前,可见技艺生疏了。我在这里要为观测官叫屈,目视校射没有三五年几百发以上不同天候海相下的实弹操演是磨练不出来的,以美帝二战爆兵的状况,新观测官可能半年一年历练几十发就上阵了(一艘大型舰5-7座指挥仪,大小观测官少说需要十几名)。如在内舱用雷达屏幕俯视平面落点,只要心理不紧张逻辑不迷糊(基本的校射逻辑就只有趋近法及折半法,雷达幕上又有分划),都能差强人意,若是在露天面对炮声烟焰和近弹水柱,想要以三维视角看清远方的齐射落点,不仅要数出几发远几发近,还要心算平均弹着中心和目标之间的偏差距离码数与方向密位。。。与其说是技艺生疏不如说是技艺青涩。

- 文中原作者提到八十年代的衣阿华级改装时 “炮塔甩动”现象(turret whip)又被关注一事,本坛资深会员gurkha在2011年曾与本文原作者Jurens书信探讨此一问题并回帖在此:http://www.zhanliejian.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=854&pid=29657 据gurkha君表示,Jurens曾参与八十年代衣阿华级改装计划。Jurens也曾多次以专家身份出现在胡德、俾斯麦、日德兰与斯卡巴湾沉舰等纪录片中。

- 西佛吉尼亚那散布比5”/38还大的副炮应该是指5”/25吧?初速高、弹道低伸的5”/51应该会比5”/38要好。

- 第一次看到5”/38联装炮齐射的照片,据湾湾老兵回忆,果军阳字号该型炮从来没齐射过。

- 宾夕法尼亚号1940年控制高炮的还是1926年开始服役 Mk 19指挥仪(虽然有经过改装), 控制同样年纪的人工随动的5”/25火炮,许多老舰要到1942-1943才改换30年代后期的Mk 33、Mk 37指挥仪和动力遥控的5”/38炮。

- 旧的定时引信与近炸引信经常混合使用在同一轮齐射里,原因是近炸引信错过目标不会爆炸,而定时引信却能在预定的弹道上炸开,不管有无错过目标都可为火控提供校射的依据。
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大校

论坛贵宾

二年服役纪念章铜星勋章

 楼主| 发表于 2016-3-28 20:24:03 | 显示全部楼层
这样看来生疏一词确有不当,不过我也是怒其不争……

该处所指西弗吉尼亚号副炮应是5”/51,因为战前的标准型战列舰每舷5”/25不超过4门,而这里提到6门的散布。
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少尉

五年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2016-3-30 05:50:26 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2016-3-28 19:31
一些读后心得:

- 楼主用”集火射击“对应concentration fire,这是指多舰射击同一目标,我记得这也有被译 ...


>>第一次看到5”/38联装炮齐射的照片,据湾湾老兵回忆,果军阳字号该型炮从来没齐射过。


http://www.chinadaily.tw/?p=295230
海軍華陽軍艦第一任艦長宋 炯上校任內之回憶
...
五月底又要本艦到陸戰訓練基地(恆春)之保力山靶場試射,事前也無妥當計劃,幸好本艦五吋砲射擊之準確,在艦隊內也是有口皆碑的,尤其三艘新的DD在林蟄生艦隊長親率下實施拖靶實彈射擊訓練,本艦六砲齊放六次,拖靶船報告全部命中。六彈彈著點也很集中,拖靶船大庾艦長在無綫電話向我報告,該艦拖靶多次,以這次拜見本艦成績超佳,十分佩服。三艦中之一近遠彈都是逾千碼。返港後艦隊長指示本艦全部砲員及37指揮系統備戰士兵全到該艦,一對一指導再出海射擊,此舉很令人傷感情,在萬分不願之狀況下,只好依命行事,對方當然有些受辱之感,心裡也不很服氣,成績依然欠佳。其實我們三位艦長光儀兄用彪兄同我都曾先後在美國華府槍炮官武器學校受訓回來,光儀兄是最先去受訓的,第二年我也到同校學習,第三年是用彪兄前往的,所學正是五吋砲及37號指揮儀為主的功課。可是都在同一時間當了艦長,各艦砲術何以有差異呢?此正是我們在修船時仍加強訓練之結果,因此到保力山岸轟,我是很有把握的,但對陸戰隊行事草率而不滿,不但向陸戰隊有關長官抱怨過,也請艦令部協調糾正。更建議兩司令部商訂標準作業程式以利艦隻順利執行岸轟演練。此次岸轟,林艦隊長親蒞華陽一同出海視導,任務結束即駛高雄,上級給廠一段時間改正大修缺點。

...
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上将

六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 2016-3-30 14:43:50 | 显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2016-3-30 05:50
>>第一次看到5”/38联装炮齐射的照片,据湾湾老兵回忆,果军阳字号该型炮从来没齐射过。

宋艦長的回憶是不會錯的, 這樣說來1970年代初期接收時華陽艦確實可以6炮全齊射. 記得是1975年拆掉後砲座改裝天使飛彈.

我的資訊來自MDC第二論壇的一位網友, 他在1990年代後期岳陽艦快除役幹兵器, 據他說火炮實彈射擊都是一門一門發射, 資深士官也告訴他5吋從來沒齊射過.

兩者說法的差異, 不能說官大學問就大. 以我的看法是: 那時距離接艦已20餘年, 距下水更長達50年, 可能考慮艦體壽命, 早在資深士官和他的前輩之前就已經不齊射了, 所以傳給那位兵器(我不知他是預官還是大頭兵)的消息是"雙管陽從來沒齊射過".
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少尉

五年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2016-3-30 15:03:12 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2016-3-30 14:43
宋艦長的回憶是不會錯的, 這樣說來1970年代初期接收時華陽艦確實可以6炮全齊射. 記得是1975年拆掉後砲座 ...

後炮座應是稍後才拆除換成海欉樹,天使飛彈是裝在原40(或3")炮的位置
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六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 2016-3-30 15:24:06 | 显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2016-3-30 15:03
後炮座應是稍後才拆除換成海欉樹,天使飛彈是裝在原40(或3")炮的位置

是, 不好意思, 對自家軍艦記憶得那麼稀鬆.
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中将

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 2016-3-31 10:23:28 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2016-3-30 14:43
宋艦長的回憶是不會錯的, 這樣說來1970年代初期接收時華陽艦確實可以6炮全齊射. 記得是1975年拆掉後砲座 ...

1980-90年代需要六炮齐放打正式水面战的机会可以说不会有了,重视连续射或许出于(对海上小目标或岸上目标)持续压制的考量?
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少尉

五年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2016-3-31 16:40:15 | 显示全部楼层
owaii 发表于 2016-3-31 10:23
1980-90年代需要六炮齐放打正式水面战的机会可以说不会有了,重视连续射或许出于(对海上小目标或岸上目 ...

或許也是那些嫁接上的新玩意(各種導彈)受不了6炮齊放的緣故?
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一等兵

三年服役纪念章

发表于 2016-4-2 20:43:06 | 显示全部楼层
好文一篇,在此膜拜并献上双膝
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列兵

发表于 2016-4-6 11:44:49 | 显示全部楼层
我可以转载到贴吧吗?
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