Система управления огнем корабельных орудий - Ship gun fire-control system

Mk 37 Director c1944 с Mk 12 (прямоугольная антенна) и Mk 22 "апельсиновая корка"

Системы управления огнем корабельных орудий (СУО) являются аналогом системы управления огнем которые использовались на борту военно-морских кораблей до появления современных электронных компьютеризированных систем, для управления наведением орудий на надводные корабли, самолеты и береговые цели с помощью оптических или радар прицельная. Большинство американских кораблей, которые являются эсминцами или более крупными (но не эсминцами эсминца или эскорт-носителями), использовали системы управления огнем для 5-дюймовых (127 мм) и более крупных орудий, вплоть до линкоров, таких как Айова учебный класс.

Начиная с кораблей, построенных в 1960-х годах, боевые орудия в основном управлялись компьютеризированными системами, то есть системами, которые управлялись электронными компьютерами, которые были интегрированы с системами управления ракетным огнем корабля и другими корабельными датчиками. По мере развития технологий многие из этих функций в конечном итоге полностью выполнялись центральными электронными компьютерами.

Основными компонентами системы управления огнем орудия являются управляемые человеком директор вместе с радаром или телекамерой, компьютером, стабилизирующим устройством или гироскопом, а также оборудованием в комнате для рисования или позже заменены ими.[1]

Для ВМС США наиболее распространенным компьютером для артиллерийского управления был Ford Mark 1, позже Компьютер управления огнем Mark 1A, представлявший собой электромеханический аналоговый баллистический вычислитель, обеспечивающий точную огневые решения и мог автоматически контролировать одна или несколько артустановок против неподвижных или движущихся целей на поверхности или в воздухе. Это дало американским войскам технологическое преимущество во Второй мировой войне против японцев, которые не развивались. дистанционное управление мощностью для их ружей; и ВМС США, и ВМС Японии использовали визуальную коррекцию выстрелов с помощью брызг снарядов или воздушных взрывов, в то время как ВМС США усилили визуальное обнаружение с помощью радара. Цифровые компьютеры не использовались для этой цели в США до середины 1970-х годов; Однако следует подчеркнуть, что все аналоговые системы управления зенитным огнем имели серьезные ограничения, и даже возможности ВМС США Система Mark 37 даже в конце 1944 года требовалось почти 1000 выстрелов из 5-дюймовых (127-мм) механических взрывателей на убийство.[2]

Система управления огнестрельным оружием MarkK 37 включала в себя компьютер Mark 1, директор Mark 37, гироскопический устойчивый элемент вместе с автоматическим управлением оружием, и была первой системой управления огнем двойного назначения ВМС США, которая отделяла компьютер от управляющего.

История аналоговых систем управления огнем

Управление огнем с моря напоминает управление наземными орудиями, но без четкого различия между огнем прямой и непрямой наводкой. На одной платформе можно одновременно управлять несколькими однотипными орудиями, при этом стреляющие орудия и цель находятся в движении.

Хотя корабль кренится и качается медленнее, чем танк, гироскопическая стабилизация крайне желательна. Управление огнем морских орудий потенциально включает три уровня сложности:

  • Местное управление началось с примитивных орудийных установок, нацеленных отдельными расчётами.
  • Директорная система управления огнем была впервые внедрена в конструкции линкоров Королевский флот в 1912 г. Все орудия на одном корабле закладывались с центральной позиции, расположенной как можно выше над мостом. Режиссер стал дизайнерской особенностью линкоры, с японским Мачты в стиле "пагода" предназначен для максимального обзора режиссера на больших расстояниях. Офицер управления огнем, который давал залпы, передавал высоту и углы отдельным орудиям.
  • Согласованный стрельба из строя кораблей по единственной цели была в центре внимания операций линейного флота. Офицер флагмана будет передавать информацию о цели другим кораблям в строю. Это было необходимо для использования тактического преимущества, когда один флот преуспел в пересекая T вражеского флота, но трудность различения брызг затрудняла попадание снарядов в цель.

Можно внести поправки на скорость приземного ветра, крен и тангаж стреляющего корабля, температуру порохового магазина, снос нарезных снарядов, индивидуальный диаметр ствола орудия, скорректированный с учетом увеличения от выстрела к выстрелу, и скорость изменения дальности с дополнительными модификациями. к решению для стрельбы, основанному на наблюдении за предыдущими выстрелами. Более сложные системы управления огнем учитывают больше этих факторов, а не полагаются на простую коррекцию наблюдаемого падения выстрела. Маркеры красителя разного цвета иногда включались в большие снаряды, чтобы отдельные пушки или отдельные корабли в строю могли различать брызги своих снарядов в дневное время. Ранние «компьютеры» были людьми, использующими числовые таблицы.

Предварительнодредноут система директоров

У Королевского военно-морского флота было предложение о ведении залповой стрельбы от единственного директора по управлению огнем, но оно еще не было реализовано в 1904 году. Королевский флот считал Россию потенциальным противником. Великая игра, и отправил командующего Уолтер Хью Тринг[3] из Дивизия морской артиллерийской авиации с ранним примером Dumaresq в Японию во время Русско-японская война. Его миссия заключалась в том, чтобы направлять и обучать японский военно-морской артиллерийский персонал новейшим технологическим разработкам, но, что более важно, Императорский флот Японии (IJN), он знал об этом предложении.

1,5-метровый дальномер Barr & Stroud, на дисплее Микаса, Йокосука, Япония

В течение 10 августа 1904 г. Битва у желтого моря против Тихоокеанский флот России, британский линкор IJN Асахи и ее родственный корабль, флагман флота Микаса, были оснащены новейшими Барр и Страуд дальномеры на мостике, но корабли не были рассчитаны на согласованное прицеливание и стрельбу. Асахи'главный артиллерист, Хирохару Като (впоследствии командующий Объединенный флот ), экспериментировал с системой управления огнем первого директора, используя говорящая трубка (голосовая трубка) и телефонная связь от наблюдателей высоко на мачте до его позиции на мостике, где он выполнял расчеты дальности и отклонения, а также от своей позиции до 12-дюймовых (305-мм) орудийных башен вперед и назад.[4]

С полусинхронизированным залпом по его голосовой команде с мостика, корректировщики, используя секундомеры на мачте, могли более эффективно определять дальний залп брызг, созданных снарядами их собственного корабля, чем попытки идентифицировать один-единственный всплеск снаряда среди множества . [а] Като последовательно отдавал приказы о стрельбе в определенный момент в циклах крена и качки корабля, что упростило задачи по стрельбе и корректировке, которые раньше выполнялись независимо с различной точностью, используя искусственный горизонт датчики в каждой башне.[b][4]

Като был переведен в Микаса в качестве главного артиллерийского офицера, и его примитивная система управления работала во всем флоте к тому времени, когда японский флот уничтожил Балтийский флот России (переименован во 2-й и 3-й Тихоокеанский флот) в Цусимская битва 27–28 мая 1905 г.

Центральное управление огнем и Первая мировая война

Централизованные системы управления огнем флота впервые были разработаны примерно во времена Первая Мировая Война.[6] Местное управление использовалось до того времени и продолжало использоваться на небольших военных кораблях и вспомогательных войсках через Вторая Мировая Война. Технические характеристики HMSДредноут были окончательно доработаны после отчета по Цусимская битва был представлен официальным наблюдателем IJN на борту Асахи, Капитан Пакенхэм (позже адмирал), наблюдавший за работой системы Като из первых рук. Начиная с этой конструкции, большие боевые корабли имели основное вооружение в виде орудий одного размера на нескольких башнях (что еще более упрощало внесение исправлений), что облегчало центральное управление огнем с помощью электрического срабатывания.

Великобритания построила свою первую центральную систему еще до Великой войны. В основе лежал аналоговый компьютер, разработанный командующим (впоследствии адмиралом Сэром). Фредерик Чарльз Драйер которая рассчитывала дальность стрельбы, скорость изменения дальности из-за относительного движения стреляющего корабля и корабля-цели. В Стол Дрейера должен был быть улучшен и обслуживаться в межвоенный период, после чего он был заменен новыми и реконструированными кораблями на Таблица управления огнем Адмиралтейства.[c]

Использование управляемой директором стрельбы вместе с компьютером управления огнем переместило управление наводкой орудия из отдельных турелей в центральное положение (обычно в чертежная комната защищен под броней), хотя отдельные артиллерийские установки и башни с несколькими орудиями могли сохранить возможность местного управления для использования, когда боевые повреждения не позволяли директору устанавливать орудия. После этого орудия могли стрелять запланированными залпами, при этом каждое орудие давало немного отличающуюся траекторию. Разброс выстрелов, вызванный различиями в отдельных орудиях, отдельных снарядах, последовательностях воспламенения пороха и кратковременном искажении конструкции корабля, был нежелательно большим на типичных морских дальностях поражения. Директора, расположенные высоко над надстройкой, имели лучший обзор врага, чем прицел, установленный на башне, и экипаж, управлявший им, находился вдали от шума и ударов орудий.

Аналоговое компьютерное управление огнем

Основная статья: Дальнобойщик

Неизмеряемые и неконтролируемые баллистические факторы, такие как температура на большой высоте, влажность, барометрическое давление, направление и скорость ветра, требовали окончательной корректировки путем наблюдения за падением дроби. Измерение дальности видимости (как цели, так и брызг снарядов) было затруднено до появления радара. Британцы одобрили дальномеры совпадений а у немцев и ВМС США стереоскопический тип. Первые были менее способны поражать нечеткую цель, но более удобны для оператора в течение длительного периода использования, вторые - наоборот.

Вовремя Ютландская битва Хотя некоторые считали британцев обладателями лучшей системы управления огнем в мире в то время, только три процента их выстрелов действительно попадали в цель. В то время англичане в основном использовали ручную систему управления огнем.[7] Этот опыт способствовал вычислениям дальнобойщики становится стандартной проблемой.[d]

Первое развертывание дальнобойщика ВМС США состоялось USSТехас в 1916 году. Из-за ограничений технологии в то время первые пастухи были грубыми. Например, во время Первой мировой войны дальнобойщики автоматически генерировали необходимые углы, но моряки должны были вручную следовать указаниям дальнобойщиков. Эта задача называлась «слежением за указателем», но экипажи, как правило, допускали непреднамеренные ошибки, когда утомлялись во время длительных боев.[8] Во время Второй мировой войны были разработаны сервомеханизмы (называемые в ВМС США «силовыми приводами»), которые позволяли орудиям автоматически подчиняться командам дальнобойщика без ручного вмешательства, хотя указатели все еще работали, даже если автоматическое управление было потеряно. Компьютеры Mark 1 и Mark 1A содержали примерно 20 сервомеханизмов, в основном сервоприводы позиционирования, чтобы минимизировать крутящую нагрузку на вычислительные механизмы.[9]

Радар и Вторая мировая война

В течение длительного срока службы дальнобойщики часто обновлялись по мере развития технологий, и к Второй мировой войне они стали важной частью интегрированной системы управления огнем. Включение радара в систему управления огнем в начале Второй мировой войны дало кораблям возможность вести эффективную стрельбу на большом расстоянии в плохую погоду и ночью.[e]

В типичном британском корабле времен Второй мировой войны система управления огнем соединяла отдельные орудийные башни с управляющей башней (где находились прицельные приборы) и аналоговым компьютером в центре корабля. В башне директора операторы наводили свои телескопы на цель; один телескоп измерял высоту, а другой - азимут. Телескопы-дальномеры на отдельной установке измеряли расстояние до цели. Эти измерения были преобразованы Таблицей управления огнем в пеленг и высоту, по которой орудия могли стрелять. В турелях наводчики отрегулировали высоту своих орудий в соответствии с индикатором, который был высотой, передаваемой из Таблицы управления огнем - уровень башни сделал то же самое для пеленгации. Когда пушки были нацелены, они стреляли централизованно.[10]

Компания Aichi Clock впервые произвела Type 92 Шагекибан Аналоговый компьютер с малым углом наклона в 1932 году. Rangekeeper ВМС США и Mark 38 GFCS имели преимущество перед системами Императорского флота Японии по функциональности и гибкости. Система США, позволяющая команде помещения для печати быстро определять изменения движения цели и вносить соответствующие корректировки. Более новые японские системы, такие как Тип 98 Hoiban и Шагекибан на Ямато учебный класс были более современными, что устранило Сокутекибан, но он по-прежнему полагался на семь операторов.[нужна цитата ]

В отличие от американских радиолокационных систем, японцы полагались на усредняющие оптические дальномеры, не имели гироскопов для определения горизонта и требовали ручного управления отслеживанием на местности. Сокутекибан, Шагекибан, Hoiban а также сами пистолеты. Это могло сыграть роль в удручающих характеристиках линкоров Center Force в Битва у Самара в октябре 1944 г.[11]

В этом бою американские эсминцы сражались с крупнейшими в мире броненосными линкорами, а крейсеры уклонялись от снарядов достаточно долго, чтобы находиться в пределах дальности торпедной стрельбы, одновременно выпуская в цель сотни точных автоматически нацеленных 5-дюймовых (127-мм) снарядов. Крейсера не наносили ударов по эскортным авианосцам, преследующим брызги, пока после часа преследования не уменьшили дальность действия до 5 миль (8,0 км). Хотя японцы преследовали доктрину достижения превосходства на больших дальностях, один крейсер пал жертвой вторичных взрывов, вызванных попаданиями одиночных 5-дюймовых орудий авианосца. В конце концов, с помощью сотен авианосных самолетов, разбитые Центральные силы были повернуты назад как раз перед тем, как они смогли прикончить выживших из легковооруженной оперативной группы проверки эскорта и эскорт-авианосцев Таффи 3. Более ранние Битва при проливе Суригао установили явное превосходство американских радиолокационных систем в ночное время.

Характеристики прогнозирования положения цели дальнобойщика могут быть использованы для победы над дальнобойщиком. Например, многие капитаны при атаке с дальней дистанции совершали яростные маневры, чтобы «преследовать залпы». Корабль, преследующий залпы, маневрирует к месту последнего всплеска залпа. Поскольку дальнобойщики постоянно прогнозируют новые позиции для цели, маловероятно, что последующие залпы поразят позицию предыдущего залпа.[12] Направление поворота не имеет значения, если оно не предсказывается системой противника. Поскольку цель следующего залпа зависит от наблюдения за положением и скоростью в момент попадания предыдущего залпа, это оптимальное время для изменения направления. Практические дальнобойщики должны были предположить, что цели движутся по прямолинейному пути с постоянной скоростью, чтобы удерживать сложность в приемлемых пределах. Гидролокатор был построен для включения цели, кружащейся с постоянным радиусом поворота, но эта функция была отключена.

Только РН[13] и USN обеспечили радарное управление огнем «вслепую» без необходимости визуального обнаружения корабля противника. В Осевые силы всем не хватало этой возможности. Такие классы как Айова и южная Дакота линкоры могли стрелять снарядами над видимым горизонтом, в темноте, сквозь дым или непогоду. Американские системы, как и многие современные крупные военно-морские силы, имели гироскопические устойчивые вертикальные элементы, так что они могли удерживать решение на цели даже во время маневров. К началу Второй мировой войны британские, немецкие и американские военные корабли могли стрелять и маневрировать, используя сложные аналоговые компьютеры управления огнем, которые включали гирокомпас и входы уровня гироскопа.[14] в Битва при мысе Матапан британский Средиземноморский флот с помощью радара устроил засаду и уничтожил итальянский флот, хотя фактический огонь находился под оптическим контролем с помощью освещения звездным снарядом. На Морское сражение при Гуадалканале USSВашингтон, в полной темноте нанесли линкору смертельные повреждения с близкого расстояния Киришима использование комбинации оптического и радиолокационного управления огнем; Сравнение оптического и радиолокационного слежения во время боя показало, что радиолокационное слежение соответствует точности оптического слежения, в то время как радиолокационные дальности использовались на протяжении всего боя.[15]

Последние боевые действия аналоговых дальнобойщиков, по крайней мере, для ВМС США, были в 1991 году. Война в Персидском заливе[16] когда смотрители на Айова-учебный класс линкоры направили свои последние патроны в бой.

Системы британского королевского флота

Вид РН в разрезе Эсминец класса К Директор Control Tower с РЛС Тип 285. Ниже колоды Часы слежения за взрывателем показан в центре чертежа и помечен как «Расчетное положение артиллерийских орудий» с сидящим оператором отклонения.

Аналогичные системы управления огнестрельным оружием ВМС США (GFCS)

МК 33 ГОКО

Mk 33 GFCS был управляющим устройством управления огнем с механическим приводом, менее продвинутым, чем MK 37. Mark 33 GFCS использовал Mk 10 Дальнобойщик, аналоговый компьютер управления огнем. Весь дальномер был установлен в открытом директоре, а не в отдельной комнате для построения чертежей, как в RN HACS или более позднем Mk 37 GFCS, и это затрудняло модернизацию Mk 33 GFCS.[18] Он мог рассчитывать решения для стрельбы по целям, движущимся со скоростью до 320 узлов, или 400 узлов в пикировании. Его установка началась в конце 1930-х годов на эсминцах, крейсерах и авианосцах с двумя пилотами Mk 33, установленными на носу и на корме острова. Изначально у них не было РЛС управления огнем, и они наводились только визуально. После 1942 года некоторые из этих директоров были закрыты и установили радар управления огнем Mk 4 на крыше директора, в то время как у других был добавлен радар Mk 4 поверх открытого директора. С помощью Mk 4 можно было атаковать большой самолет на расстоянии до 40 000 ярдов. У него была меньшая дальность действия против низколетящих самолетов, а большие надводные корабли должны были находиться в пределах 30 000 ярдов. С помощью радара цели можно было видеть и точно поражать ночью и в непогоду.[19] Используемые системы Mark 33 и 37 тахиметрический прогнозирование движения цели.[18] В USN никогда не считали Mk 33 удовлетворительной системой, но проблемы военного производства, а также дополнительные требования к весу и пространству Mk 37 не позволили отказаться от Mk 33:

Хотя вычислительные механизмы дальномера (Mk10) превосходили более старое оборудование, они были слишком медленными как в достижении начальных решений при первом захвате цели, так и в приспособлении к частым изменениям в решениях, вызванным маневрами цели. Таким образом, Mk 33 был явно неадекватным, как указывали некоторые наблюдатели в имитационных учениях воздушного нападения до начала боевых действий. Однако окончательное признание серьезности недостатка и инициирование планов замены были отложены из-за сложности с пространством под палубой, упомянутой в связи с заменой Mk28. Более того, приоритеты замены старых и менее эффективных систем управления в загруженной производственной программе военного времени были ответственны за то, что срок службы Mk 33 был увеличен до прекращения боевых действий.[20]

MK 37 GFCS

По данным Управления постановлений ВМС США,

Несмотря на то, что дефекты не были чрезмерными, и Mark 33 оставался в производстве до самого конца Второй мировой войны, Бюро приступило к разработке улучшенного режиссера в 1936 году, всего через 2 года после первой установки Mark 33. Цель снижения веса не было выполнено, поскольку получившаяся система управления фактически весила примерно на 8000 фунтов (3600 кг) больше, чем оборудование, которое она должна была заменить, но Gun Director Mark 37, появившийся в рамках программы, обладал достоинствами, которые с лихвой компенсировали его лишний вес. Хотя заказы на орудия были такими же, как и на Mark 33, он обеспечивал их большую надежность и в целом улучшал характеристики с 5-дюймовыми (13 см) батареями орудий, независимо от того, использовались ли они для надводного или зенитного применения. Более того, стабилизирующий элемент и компьютер, вместо того, чтобы содержаться в корпусе директора, были установлены под палубой, где они были менее уязвимы для нападения и меньше подвергались опасности для устойчивости корабля. Конструкция предусматривала окончательное добавление радара, который позже позволял вести огонь вслепую с директором. Фактически, система Mark 37 почти постоянно улучшалась. К концу 1945 года оборудование прошло 92 модификации - почти вдвое больше, чем общее количество директоров этого типа, которое было во флоте на 7 декабря 1941 года. В конечном итоге было закуплено 841 единица, что представляет собой инвестиции в размере более 148 миллионов долларов. Эсминцы, крейсеры, линкоры, авианосцы и многие вспомогательные подразделения использовали директора, причем индивидуальные установки варьировались от одного на борту эсминца до четырех на каждом линкоре. Развитие Gun Director Mark 33 и 37 обеспечило флот Соединенных Штатов хорошим управлением огнем на дальней дистанции по атакующим самолетам. Но хотя это казалось самой насущной проблемой в то время, когда оборудование находилось в стадии разработки, это была лишь часть общей проблемы противовоздушной обороны. На близких дистанциях точность режиссеров резко упала; даже на промежуточных дистанциях они оставляли желать лучшего. Вес и размер оборудования препятствовали быстрому перемещению, затрудняя переход от одной цели к другой. Таким образом, их эффективность была обратно пропорциональна близости опасности.[21]

К 1935 году компьютер был завершен как компьютер Ford Mk 1. Информация о скорости изменения высоты позволила полностью решить проблемы с самолетами, движущимися со скоростью более 400 миль в час (640 км / ч). Эсминцы начиная с Симы учебный класс использовали один из этих компьютеров, линкоров до четырех. Эффективность системы против самолетов снижалась по мере того, как самолеты становились быстрее, но к концу Вторая Мировая Война были произведены обновления системы Mk37, и она была сделана совместимой с развитием VT (Variable Time) бесконтактный взрыватель который взорвался, когда он был рядом с целью, а не по таймеру или высоте, что значительно увеличивало вероятность того, что любой один снаряд уничтожит цель.

Марк 37 Директор

Mk 37 Директор над мостиком эсминца USSКассин Янг с послевоенной антенной РЛС СПГ-25

Функция Mark 37 Director, которая напоминает башню с «ушами», а не орудиями, заключалась в отслеживании текущего положения цели по пеленгу, углу возвышения и дальности. Для этого он имел оптические прицелы (прямоугольные иллюминаторы или люки спереди), оптический дальномер (трубки или уши, торчащие с каждой стороны), а также более поздние модели, антенны РЛС управления огнем. Прямоугольная антенна предназначена для радара Mark 12 FC, а параболическая антенна слева («апельсиновая корка») - для радара Mk 22 FC. Они были частью модернизации, направленной на улучшение отслеживания самолетов.[1]

У директора-офицера также был поворотный прицел, позволяющий быстро указать режиссеру на новую цель.[22] На линкорах было установлено до четырех систем управления огнем Mark 37 Gun. На линкоре директора охраняли 1 1⁄2 дюймов (38 мм) брони и весит 21 тонну. Режиссер Mark 37 на борту USSДжозеф П. Кеннеди-младший. защищен полудюймовым (13 мм) броневым листом и весит 16 тонн.

5-дюймовая (127-мм) пушка на Флетчерэсминец класса USSДэвид В. Тейлор

Стабилизирующие сигналы от стабилизирующего элемента защищали оптические прицелы, дальномер и антенну радара от влияния наклона палубы. Сигнал, удерживающий ось дальномера в горизонтальном положении, назывался «перекрестным уровнем»; Стабилизация по высоте называлась просто «уровень». Хотя стабильный элемент находился под палубой на графике, рядом с компьютером Mk.1 / 1A, его внутренние подвесы следовали за движением директора по азимуту и ​​высоте, так что он напрямую предоставлял данные об уровне и перекрестном уровне. Чтобы сделать это точно, когда система управления огнем была первоначально установлена, геодезист, работая в несколько этапов, перенес положение директора орудия в участок, чтобы собственный внутренний механизм стабильного элемента был должным образом согласован с директором.

Хотя дальномер имел значительную массу и инерцию, сервопривод перекрестного уровня обычно был слегка загружен, потому что собственная инерция дальномера сохраняла его по существу горизонтальным; Задача сервопривода обычно заключалась просто в том, чтобы обеспечить горизонтальное положение дальномера и прицела.

Mk. 37 направляющих (подшипников) и приводов подъема были от двигателей постоянного тока, питавшихся от роторных усилительных генераторов Amplidyne. Хотя поезд Amplidyne был рассчитан на максимальную выходную мощность в несколько киловатт, его входной сигнал поступал от пары тетродных ламп 6L6 (клапаны, в Великобритании).

Сюжетная комната

На линкорах участки размещения вторичной батареи располагались ниже ватерлинии и внутри бронепояса.Они содержали четыре полных комплекта средств управления огнем, необходимых для прицеливания и стрельбы по четырем целям. Каждый набор включал компьютер Mark 1A, стабилизирующий элемент Mark 6, элементы управления и дисплеи радара FC, корректоры параллакса, коммутатор и людей для управления всем этим.

(В начале 20-го века последовательные показания дальности и / или пеленга, вероятно, были нанесены на график вручную или с помощью устройств управления огнем (или и того, и другого). Люди были очень хорошими фильтрами данных, способными построить полезную линию тренда при несколько несовместимых показаниях Кроме того, Mark 8 Rangekeeper включал в себя плоттер. Отличительное название помещения для управления огнем прижилось и сохранилось даже тогда, когда не было плоттеров.)

Компьютер управления огнем Ford Mark 1A

Марк 1А Компьютер

В Компьютер управления огнем Mark 1A был электромеханическим аналоговым баллистическим вычислителем. Первоначально обозначенный как Mark 1, модификаций конструкции было достаточно, чтобы заменить его на «Mk. 1A». Mark 1A появился после Второй мировой войны и, возможно, вобрал в себя технологию, разработанную для Bell Labs. Марк 8, компьютер управления огнем.[23] Моряки стояли вокруг ящика размером 62 на 38 на 45 дюймов (1,57 на 0,97 на 1,14 м). Несмотря на то, что он был построен с широким использованием каркаса из алюминиевого сплава (включая толстые опорные пластины внутреннего механизма) и вычислительных механизмов, в основном из алюминиевого сплава, он весил столько же, сколько автомобиль, около 3,125 фунтов (1417 кг), с маркировкой Star Shell Computer Mark. 1 добавив еще 215 фунтов (98 кг). Он использовал 115 вольт переменного тока, 60 Гц, однофазный, и обычно несколько ампер или даже меньше. В наихудшем случае неисправности его синхронизаторы, по-видимому, могут потреблять до 140 ампер или 15000 ватт (примерно столько же, сколько 3 дома при использовании духовок). Почти все входы и выходы компьютера были синхронизированы с датчиками и приемниками крутящего момента.

Его функция заключалась в автоматическом прицеливании орудий так, чтобы выпущенный снаряд столкнулся с целью.[1] Это та же функция, что и у основной батареи Mk 8. Дальнобойщик использованный в Mark 38 GFCS, за исключением того, что некоторые цели, с которыми приходилось иметь дело Mark 1A, также перемещались по высоте - и намного быстрее. Для надводной цели проблема управления огнем вторичной батареи такая же, как и у основной батареи с входами и выходами того же типа. Основное различие между двумя компьютерами - их баллистические расчеты. Высота орудия, необходимая для проецирования 5-дюймового (130-мм) снаряда на 9 морских миль (17 км), сильно отличается от возвышения, необходимого для проецирования 16-дюймового (41 см) снаряда на такое же расстояние.

Во время работы этот компьютер получал от директора орудия дальность, пеленг и угол места цели. Пока директор находился на цели, муфты в компьютере были замкнуты, и движение директора орудия (вместе с изменениями дальности) заставляло компьютер сводить свои внутренние значения движения цели к значениям, совпадающим со значениями цели. Во время схождения компьютер передавал директору орудия информацию о дальности, пеленге и высоте с помощью системы автоматического слежения («сгенерированной»). Если цель оставалась на прямолинейном курсе с постоянной скоростью (а в случае самолета - с постоянной скоростью изменения высоты («скорость набора высоты»), то прогнозы становились точными и с дальнейшими вычислениями давали правильные значения для углы наводки пушки и установка взрывателя.

Вкратце, движение цели было вектором, и если это не изменилось, сгенерированные дальность, азимут и высота были точными в течение 30 секунд. Как только вектор движения цели стабилизировался, операторы компьютеров сказали офицеру-постановщику орудия («Сюжет решения!»), Который обычно давал команду начать стрельбу. К сожалению, этот процесс определения вектора движения цели обычно занимает несколько секунд, что может занять слишком много времени.

Процесс определения вектора движения цели был выполнен в основном с помощью точного двигателя постоянной скорости, интеграторов дискового шарика-ролика, нелинейных кулачков, механических резольверов и дифференциалов. Четыре специальных преобразователя координат, каждый из которых имеет механизм, частично подобный механизму традиционной компьютерной мыши, преобразовывали полученные поправки в целевые значения вектора движения. Модель Mk. Один компьютер попытался выполнить преобразование координат (частично) с помощью преобразователя прямоугольной формы в полярную, но это не сработало так, как хотелось бы (иногда пытаясь сделать скорость цели отрицательной!). Часть конструктивных изменений, которые определили Mk. 1А были переосмыслением того, как лучше всего использовать эти специальные преобразователи координат; преобразователь координат («векторный решатель») был исключен.

Stable Element, который в современной терминологии будет называться вертикальным гироскопом, стабилизировал прицел в директоре и предоставлял данные для расчета поправок на стабилизацию приказов орудия. Углы упреждения пушки означали, что команды стабилизации пушки отличались от команд, необходимых для стабилизации прицела директора. Для идеального расчета углов стабилизации пушки требовалось непрактичное количество членов в математическом выражении, поэтому расчет был приблизительным.

Для расчета углов упреждения и установки временного взрывателя компоненты вектора движения цели, а также ее дальность и высота, направление и скорость ветра, а также движение собственного корабля объединяются для прогнозирования местоположения цели, когда снаряд достиг ее. Это вычисление производилось в основном с помощью механических резольверов («решателей компонентов»), множителей и дифференциалов, но также и с помощью одного из четырех трехмерных кулачков.

Основываясь на прогнозах, другие три трехмерных кулачка предоставили данные о баллистике орудия и боеприпасов, для которых был разработан компьютер; его нельзя было использовать для другого размера или типа оружия, кроме как путем перестройки, которая могла занять несколько недель.

Сервоприводы в компьютере точно увеличивали крутящий момент, чтобы минимизировать нагрузку на выходы вычислительных механизмов, тем самым уменьшая ошибки, а также располагали большие синхронизаторы, которые передавали команды орудия (пеленг и угол возвышения, углы прицела и время установки взрывателя). Они были электромеханическими ". bang-bang », но при этом имел отличную производительность.

Задача управления зенитным огнем была более сложной, потому что она требовала дополнительного отслеживания цели по высоте и прогнозирования цели в трех измерениях. Выходы Mk 1A были такими же (пушка и угол возвышения), за исключением того, что было добавлено время взрыва. Время взрыва было необходимо, потому что идеальное прямое поражение быстро движущимся самолетом снарядом было непрактичным. После установки времени взрыва снаряда предполагалось, что он взорвется достаточно близко к цели, чтобы уничтожить ее ударной волной и шрапнелью. К концу Вторая Мировая Война, изобретение VT бесконтактный взрыватель исключена необходимость использования расчета времени взрыва и его возможной погрешности. Это значительно увеличивало вероятность поражения воздушной цели. Цифровые компьютеры управления огнем не использовались до середины 1970-х годов.

Центральное прицеливание от директора ружья имеет небольшую сложность в том, что ружья часто находятся достаточно далеко от директора, чтобы потребовать коррекции параллакса для правильного прицеливания. В версии Mk. 37 GFCS, Mk1 / 1A отправлял данные о параллаксе на все артиллерийские установки; каждая монтировка имела свой масштабный коэффициент (и «полярность»), задаваемый внутри поезда (подшипника) силового привода (сервопривода), приемника-регулятора (контроллера).

Дважды за его историю внутренние масштабные коэффициенты менялись, предположительно, путем изменения передаточного числа. Целевая скорость имела жесткий верхний предел, задаваемый механическим упором. Первоначально скорость составляла 300 узлов (350 миль / ч; 560 км / ч), а затем удваивалась при каждом восстановлении.

Эти компьютеры были построены Ford Instrument Company, Лонг-Айленд-Сити, Квинс, Нью-Йорк. Компания была названа в честь Ганнибала К. Форда, гениального дизайнера и руководителя компании. На специальных станках были обработаны канавки торцевых кулачков и точно скопированы трехмерные баллистические кулачки.

Вообще говоря, эти компьютеры были очень хорошо спроектированы и построены, очень надежны и почти безотказны, частые тесты включали ввод значений с помощью ручного рычага и считывание результатов на циферблатах с остановленным двигателем. Это были статические испытания. Динамические испытания проводились аналогично, но использовалось мягкое ручное ускорение «временной шкалы» (интеграторы) для предотвращения возможных ошибок проскальзывания при включении временного двигателя; время, когда двигатель был выключен до завершения цикла, и компьютер получил возможность выбегать. Простой ручной запуск шкалы времени довел динамический тест до желаемой конечной точки, когда считывались показания циферблатов.

Как это было типично для таких компьютеров, поворот рычага на опоре рукоятки приводил к автоматическому приему данных и отключению механизма рукоятки. Перевернулось в другую сторону, зубчатая передача включена, и серводвигатель приемника был отключен.

Механизмы (в том числе сервоприводы) этого компьютера великолепно описаны со множеством прекрасных иллюстраций в публикации Navy. OP 1140.

В Национальном архиве есть фотографии внутренней части компьютера; некоторые из них размещены на веб-страницах, а некоторые из них повернуты на четверть оборота.

Стабильный элемент

Марк 6 стабильный элемент

Функция стабильного элемента Mk 6 (на фото) в этой системе управления огнем выполняет ту же функцию, что и Mk 41 Stable Vertical в системе основной батареи. Это гироскоп с вертикальным наведением («вертикальный гироскоп», в сегодняшних терминах), который обеспечивает системе стабильное направление вверх на качающемся и качающемся корабле. В наземном режиме заменяет сигнал высотной отметки директора.[1] Он также имеет клавиши стрельбы поверхностного режима.

Он основан на гироскопе, который поднимается так, чтобы его ось вращения была вертикальной. Корпус ротора гироскопа вращается с небольшой скоростью, порядка 18 об / мин. На противоположных сторонах корпуса расположены две небольшие емкости, частично заполненные ртутью и соединенные капиллярной трубкой. Ртуть поступает в нижнюю емкость, но медленно (несколько секунд) из-за сужения трубки. Если ось вращения гироскопа не вертикальна, дополнительный вес в нижнем баке тянул бы корпус, если бы не гироскоп и не вращение корпуса. Эта скорость вращения и скорость потока ртути объединяются, чтобы поставить более тяжелый бак в наилучшее положение, чтобы гироскоп прецессировал к вертикали.

Когда корабль быстро меняет курс на скорости, ускорения из-за поворота может быть достаточно, чтобы запутать гироскоп и заставить его отклониться от истинной вертикали. В таких случаях гирокомпас корабля посылает сигнал отключения, который закрывает соленоидный клапан, блокируя поток ртути между резервуарами. Дрейф гироскопа достаточно мал, чтобы не иметь значения в течение коротких периодов времени; когда судно возобновляет более обычное плавание, система установки исправляет любую ошибку.

Вращение Земли достаточно быстрое и требует корректировки. Небольшой регулируемый груз на стержне с резьбой и шкала широты заставляют гироскоп прецессировать с эквивалентной земной угловой скоростью на данной широте. Вес, его шкала и рама установлены на валу приемника синхронного крутящего момента, на который поступают данные о курсе судна от гирокомпаса и который компенсируется дифференциальным синхронизатором, приводимым в действие двигателем-вращателем корпуса. Маленький компенсатор в работе ориентирован географически, поэтому опорный стержень для груза указывает на восток и запад.

Вверху гироскопа, над компенсатором, прямо по центру, находится катушка возбудителя, питаемая переменным током низкого напряжения. Выше - неглубокая перевернутая деревянная миска, выкрашенная в черный цвет. На его поверхности в канавках расположены две катушки, по существу похожие на две восьмерки, но в форме буквы D и ее зеркального отображения, образующих круг с диаметральным переходом. Одна катушка смещена на 90 градусов. Если чаша (называемая «зонтиком») не находится по центру над катушкой возбудителя, одна или обе катушки имеют выход, который представляет смещение. Это напряжение определяется по фазе и усиливается, чтобы привести в действие два серводвигателя постоянного тока, чтобы расположить зонт на одной линии с катушкой.

Подвесы опоры зонта вращаются в подшипнике с направляющей пушкой, а серводвигатели генерируют сигналы стабилизации уровня и перекрестного уровня. Сервопривод приемника направляющих подшипников 1A управляет рамой карданного подвеса датчика в стабильном элементе через вал между двумя устройствами, а сервоприводы уровня и перекрестно-уровневого элемента стабильного элемента передают эти сигналы обратно в компьютер через еще два вала.

(Компьютер гидроакустического управления огнем на борту некоторых эсминцев конца 1950-х годов требовал сигналов крена и тангажа для стабилизации, поэтому преобразователь координат, содержащий синхронизаторы, резольверы и сервоприводы, рассчитывал последние на основе пеленга, уровня и поперечного уровня наведения пушки.)

Радар управления огнем

В радар управления огнем используется на Mk 37 GFCS. В 1930-х годах Mk 33 Director не имел антенны радара. В Миссия Тизарда США предоставили USN важные данные о радиолокационных технологиях Великобритании и Королевского флота и радиолокационных системах управления огнем. В сентябре 1941 года первая прямоугольная антенна РЛС Mk 4 Fire-control была установлена ​​на Mk 37 Director.[24] и стал обычным явлением для директоров USN к середине 1942 года. Вскоре самолеты стали летать быстрее, и в 1944 году для увеличения скорости и точности Mk 4 был заменен комбинацией Mk 12 (прямоугольная антенна) и Mk 22 (параболическая антенна) «оранжевый очистить "радары". (на фото)[22] в конце 1950-х годов Mk. 37 директоров имели Western Electric Mk. 25 радаров X-диапазона с коническим сканированием и круглой перфорированной тарелкой. Наконец, сверху установили круглую антенну SPG 25.

Дальнейшая информация: РЛС управления огнем

MK 38 GFCS

В Система управления огнем орудия Mk38 (GFCS) управляла крупными орудиями главного калибра Айовалинкоры класса. Радиолокационные системы, использовавшиеся в Mk 38 GFCS, были намного более совершенными, чем примитивные радиолокационные установки, использовавшиеся японцами во Второй мировой войне. Основными компонентами были директор, чертежная и соединяющее оборудование для передачи данных. Две системы, носовая и кормовая, были целостными и независимыми. Их комнаты для заговоров были изолированы, чтобы защититься от боевых повреждений, передаваемых от одного к другому.

Директор

Марк 38 Директор

Нападающий Mk38 Директор (на фото) был расположен наверху башни управления огнем. Директор был оснащен оптическими прицелами, оптическим дальномером Mark 48 (длинные тонкие прямоугольники торчали с каждой стороны) и антенной радара управления стрельбой Mark 13 (прямоугольная форма находится сверху).[1][25] Задача директора заключалась в отслеживании текущего пеленга и дальности цели. Это можно было сделать оптически с помощью людей внутри с помощью прицелов и дальномера или электронным способом с помощью радар. (РЛС управления огнем был предпочтительным методом.) Текущее положение цели называлось прямой видимости (LOS), и она непрерывно направлялась в комнату для построения графиков. синхронные двигатели. Когда для определения Пятен не использовался дисплей радара, директором была станция оптического обнаружения.[1]

Сюжетная комната

USS Миссури's Основной участок, c. 1950

Заготовка передовой ГК располагалась ниже ватерлинии внутри бронепояса.[1] В нем размещались элементы управления и дисплеи Mark 8 Rangekeeper передовой системы, Mark 41 Stable Vertical, Mk13 FC Radar, Параллакс Корректоры, коммутатор управления огнем, боевой телефонный коммутатор, индикаторы состояния батареи, помощники офицеров-артиллеристов и диспетчеры огня (FC) (между 1954 и 1982 гг. FC были назначены техниками управления огнем (FT)).[1][25]

Mark 8 Rangekeeper

Mk8 Rangekeeper был электромеханическим аналоговый компьютер[1][25] функция которого заключалась в непрерывном вычислении пеленга и угла возвышения, линии огня (LOF), чтобы поразить будущую позицию цели. Он делал это, автоматически получая информацию от директора (LOS), радара FC (дальность), корабля гирокомпас (истинный курс корабля), корабли Журнал питометра (скорость судна), стабильная вертикаль (наклон палубы корабля, определяемый как уровень и поперечный уровень) и судовой анемометр (относительная скорость и направление ветра). Кроме того, перед началом наземных действий FT вручную вводил среднюю начальную скорость снарядов, выпущенных из стволов орудий батареи, и плотность воздуха. Имея всю эту информацию, дальномер рассчитал относительное движение корабля и цели.[1] Затем он мог рассчитать угол смещения и изменение дальности между текущим положением цели (LOS) и будущим положением в конце времени полета снаряда. К этому смещению пеленга и дальности добавлены поправки на силу тяжести, ветер и Эффект Магнуса вращающегося снаряда, стабилизирующие сигналы, исходящие от стабильной вертикали, кривизны Земли и Эффект Кориолиса. Результатом стал порядок пеленга и подъема башни (LOF).[1] Во время наземных действий, дальность и отклонение Пятна и высота цели (отличная от нуля во время огневой поддержки) вводились вручную.

Mark 41 Stable Vertical

Mk 41 Stable Vertical был гироскопом с вертикальным поиском, и его функция заключалась в том, чтобы сообщать остальной части системы, в каком направлении движется корабль. В нем также находились клавиши зажигания батареи.[1]

Радар Mk 13 FC обеспечивал текущую дальность до цели, и он показывал падение выстрела вокруг цели, поэтому артиллерист мог корректировать цель системы с помощью дальности и точек отклонения, помещенных в дальномер.[1] Он также мог автоматически сопровождать цель, управляя силовым приводом направляющего подшипника.[1] Благодаря радару системы управления огнем могут отслеживать и вести огонь по целям на большем расстоянии и с повышенной точностью днем, ночью или в ненастную погоду. Это было продемонстрировано в ноябре 1942 г., когда линкор USSВашингтон задействовал Императорский флот Японии линейный крейсер Киришима на дальности 18 500 ярдов (16 900 м) ночью.[26] Помолвка осталась Киришима в огне, и в конечном итоге ее затопила команда.[27] Это дало ВМС США большое преимущество во Второй мировой войне, поскольку японцы не разработали радары или автоматизированное управление огнем до уровня ВМС США и оказались в значительном невыгодном положении.[26]

В параллакс Корректоры нужны, потому что турели находятся в сотнях футов от директора. По одному на каждую башню, и для каждой из них вручную задаются расстояние до башни и директора. Они автоматически получают относительный пеленг цели (пеленг от носовой части собственного корабля) и дальность цели. Они скорректировали порядок пеленгов для каждой башни, чтобы все снаряды, выпущенные залпом, сходились в одной точке.

Коммутатор управления огнем

Щит управления огнем настроил батарею.[1] С его помощью офицер-артиллерист мог совмещать три башни с двумя GFCS. Он мог иметь все башни, управляемые передней системой, все управляемые кормовой системой, или разделить батарею, чтобы стрелять по двум целям.

Помощники офицеров-артиллеристов и техники управления огнем управляли оборудованием, разговаривали с башнями и командованием корабля через звуковой телефон и посмотрел на шкалы Rangekeeper и индикаторы состояния системы на предмет проблем. Если возникла проблема, они могли исправить ее или перенастроить систему, чтобы смягчить ее влияние.

Система управления огнем МК 51

Mark 51 Director с прицелом Mark 14 (40 мм)

В 40-мм зенитные орудия Bofors были, пожалуй, лучшим легким зенитным оружием Второй мировой войны.,[28] использовался почти на каждом крупном военном корабле флота США и Великобритании во время Второй мировой войны примерно с 1943 по 1945 год.[28] Они были наиболее эффективны на кораблях размером с эсминец или больше в сочетании с электрогидравлическими приводами для большей скорости и Mark 51 Director (на фото) для повышения точности 40-мм пушка Bofors стала грозным противником, составляя примерно половину всех японских самолетов, сбитых с 1 октября 1944 года по 1 февраля 1945 года.[28]

MK 56 GFCS

Эта GFCS была системой управления огнем зенитных орудий средней дальности.[29] Он был разработан для использования против высокоскоростных дозвуковых самолетов.[29] Его также можно было использовать против надводных целей.[29] Это была двойная баллистическая система.[29] Это означает, что он мог одновременно производить заказы на орудия для двух разных типов орудий (например: 5 дюймов / 38 кал и 3 дюйма / 50 кал) по одной и той же цели. Его радар Mk 35 был способен автоматически отслеживать пеленг, угол возвышения и дальность с такой же точностью, как и любое оптическое слежение.[29] Всей системой можно было управлять из Сюжетной комнаты под палубой, с руководителем или без него.[29] Это позволяло осуществлять быстрое обнаружение цели, когда цель была впервые обнаружена и обозначена бортовым радаром воздушного поиска и еще не видна с палубы.[29] Время нахождения цели составило менее 2 секунд после включения РЛС Mk 35.[29] Он был разработан в конце Второй мировой войны, по-видимому, в ответ на атаки японских самолетов-камикадзе. Это было задумано Иван Геттинг, упомянутый в конце его Устная история, а его компьютер связи был разработан Антонин Свобода. Его наводка не имела формы ложи, и у него не было оптического дальномера. Система была укомплектована экипажем из четырех человек.[29] Слева от директора находилась кабина, где диспетчер стоял за сидящим оператором-директором (также называемым указателем-директором).[30] Под палубами в сюжете находилась радарная консоль Mk 4, на которой сидели радарный оператор и радарный трекер.[31] Движение режиссера в пеленге было неограниченным, потому что в его пьедестале были контактные кольца.[32] (Директор орудия Mk. 37 имел кабельное соединение с корпусом, и иногда его приходилось «разматывать».) Рис. 26E8 на это На веб-странице директор очень подробно изображен. Пояснительные чертежи системы показывают, как она работает, но внешне сильно отличаются от реальных внутренних механизмов, возможно, намеренно. Однако в нем отсутствует какое-либо существенное описание механизма связного компьютера. Эта глава - отличный подробный справочник, который объясняет большую часть конструкции системы, которая во многих отношениях является довольно гениальной и перспективной.

В обновлении 1968 года до USSНью-Джерси для обслуживания у берегов Вьетнама были установлены три системы управления огнем Mark 56. По два с каждой стороны прямо перед кормовым штабелем и один между кормовой мачтой и кормовой башней Mk 38 Director.[33] Это увеличило Нью-Джерси'зенитная способность, потому что система Mk 56 могла отслеживать и стрелять по более быстрым самолетам.

MK 68 GFCS

5-дюймовая артиллерийская установка Mark 42

Представленный в начале 1950-х годов, MK 68 был усовершенствованным вариантом MK 37, эффективным против воздушных и надводных целей. Он сочетал в себе пилотируемый верхний директор, радар конического сканирования и сопровождения, аналоговый компьютер для расчета баллистических решений и гиростабилизирующий блок. Директор пушки был установлен в большом ярме, а весь директор был стабилизирован на перекрестном уровне (ярмо ось поворота). Эта ось находилась в вертикальной плоскости, включая луч обзора.

По крайней мере, в 1958 году компьютером был Mk. 47, гибридная электронно-электромеханическая система. Немного похож на Mk. 1A, он имел электрические высокоточные резольверы вместо механического резольвера более ранних машин и умножался на прецизионные линейные потенциометры. Тем не менее, он по-прежнему имел интеграторы диск / ролик, а также вал для соединения механических элементов. В то время как доступ к большей части Mk. 1A требовал трудоемкой и тщательной разборки (в некоторых случаях можно подумать о днях и, возможно, о неделе, чтобы получить доступ к глубоко скрытым механизмам), Mark 47 был построен на толстых опорных пластинах, установленных за передними панелями на направляющих, что позволяло использовать шесть основных секций для легкого доступа к любой из его частей. (Секции, когда их вытащили, двигались вперед и назад; они были тяжелыми, не уравновешивались. Обычно корабль катится под гораздо большим углом, чем наклоняется.) Mk. 47, вероятно, имел 3-D кулачки для баллистики, но информацию о нем получить очень сложно.

Механические соединения между основными секциями осуществлялись через валы в крайней задней части, с муфтами, позволяющими отключение без какого-либо внимания, и, вероятно, разгрузочными пружинами для повторного зацепления. Можно было подумать, что вращение выходного вала вручную в выдвинутой части приведет к смещению компьютера, но тип передачи данных всех таких валов не отражает величины; только инкрементное вращение таких валов передавало данные, которые суммировались дифференциалами на принимающей стороне. Одним из таких величин является выходной сигнал ролика механического интегратора; положение ролика в любой момент времени не имеет значения; имеет значение только увеличение и уменьшение.

В то время как Mk. Расчеты 1 / 1A для стабилизирующей составляющей порядков пушек должны были быть приблизительными, они были теоретически точными в Mk. 47 компьютер, вычисленный цепью электрического резольвера.

Конструкция компьютера была основана на переосмыслении проблемы управления огнем; к нему относились совсем иначе.

Производство этой системы длилось более 25 лет. Цифровая модернизация была доступна с 1975 по 1985 год и находилась на вооружении до 2000-х годов. Цифровая модернизация была разработана для использования в Арли Берк-учебный класс разрушители.[34]

АН / СПГ-53
Режиссер Марк 68, содержащий СПГ-53.jpg
Директор GFCS Mark 68 с антенной РЛС AN / SPG-53 наверху.
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ТипПистолет-контроль
ТочностьКачество управления огнем, трехмерные данные

В АН / СПГ-53 был пистолет ВМС США радар управления огнем Используется совместно с системой управления огнем орудия Mark 68. Он использовался с Пистолет Mark 42 калибра 5 "/ 54 система на борту Белкнап-учебный класс крейсеры Митчер-учебный класс эсминцы Форрест Шерман-учебный класс эсминцы Фаррагут-учебный класс эсминцы Чарльз Ф. Адамс-учебный класс эсминцы Нокс-учебный класс фрегаты, а также другие.

Компьютеризированные системы управления огнем ВМС США

MK 86 GFCS

Легкая орудийная башня Mk 45

В 1961 году ВМС США захотели создать цифровую компьютеризированную систему управления огнем для более точной бомбардировки берега. Lockheed Electronics произвела прототип с РЛС управления огнем AN / SPQ-9 в 1965 году. Из-за требований противовоздушной обороны производство AN / SPG-60 было отложено до 1971 года. Mk 86 не поступил на вооружение до тех пор, пока не был введен в строй атомный ракетный крейсер. в феврале 1974 г., а затем установили на крейсеры и десантные корабли США. Последний корабль США, получивший систему, USSPort Royal введен в эксплуатацию в июле 1994 г.[35]

Mk 86 на кораблях класса Aegis управляет корабельными артиллерийскими установками Mk 45 калибра 5 дюймов / 54 и может поражать до двух целей одновременно. Он также использует систему дистанционного оптического прицеливания, которая использует телекамеру с телеобъективом. установлен на мачте и каждой из световых радаров.

Оружейная система MK 34 (GWS)

USSАрли Берк

Оружейная система MK 34 представлена ​​в различных версиях. Это неотъемлемая часть системы боевого оружия Aegis на Арли Берк-учебный класс ракетные эсминцы и модифицированные Тикондерога-учебный класс крейсеры. Он сочетает в себе оружейную установку MK 45 5 "/ 54 или 5" / 60 калибра, систему оптического прицела MK 46 или систему электрооптического прицела Mk 20 и компьютерную систему управления стрельбой MK 160 Mod 4–11. Другие версии Mk 34 GWS используются иностранными военно-морскими силами, а также береговой охраной США, причем каждая конфигурация имеет свою уникальную камеру и / или систему орудия. Его можно использовать против надводных кораблей и самолетов противника, а также в качестве поддержки морской артиллерийской стрельбы (NGFS) против береговых целей.[36]

Система управления огнем МК 92 (СУО)

Основная статья: Система управления управляемым ракетным огнем Mk 92
Пушка Mk 75

Система управления огнем Mark 92, американизированная версия системы WM-25, разработанная в Нидерландах, была одобрена для служебного использования в 1975 году. Она установлена ​​на борту относительно небольшого и строгого Оливер Хазард Перри-учебный класс фрегат для управления морской пушкой MK 75 и системой запуска управляемых ракет MK 13 (с тех пор ракеты были удалены после вывода из эксплуатации ее версии стандартной ракеты). Система Mod 1, используемая в PHM (в отставке) и береговой охраны США WMEC а суда WHEC могут отслеживать одну воздушную или надводную цель с помощью моноимпульсного трекера и две надводные или береговые цели. Оливер Хазард ПерриФрегаты -класса с системой Mod 2 могут отслеживать дополнительную воздушную или надводную цель с помощью отдельного радара подсветки трека (STIR).[37]

Вычислительная система орудия Mk 160

Используется в Оружейная система Mk 34 Gun, компьютерная система Mk 160 Gun Computing System (GCS) содержит компьютер консоли пистолета (GCC), а компьютерный дисплей консоль (CDC), а магнитная лента записывающее устройство-репродуктор, водонепроницаемый корпус, вмещающий сигнал конвертер данных и артустановка микропроцессор, панель управления артиллерийской установкой (GMCP) и велосиметр.[38][39]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Корабли использовали разные цвета красителей в боях между флотами, но один и тот же цвет использовался в орудиях одного и того же корабля, иногда с аналогичным временем стрельбы. Дальность действия последних 12-дюймовых (305-мм) пушек была увеличена до 7–8 миль (11–13 км) по сравнению с предыдущими 4–6 миль (6,4–9,7 км). Дальномеры на Асахи и Микаса имел диапазон всего 6000 ярдов (3,4 мили).[5]
  2. ^ В отличие от современных авиагоризонтов на самолетах с гироскопом, морские датчики горизонта того времени были не более чем «стаканом воды на столе» для измерения углов крена и тангажа корабля. Когда они стали чувствительными к изменениям, колебания индикатора и погрешность при пусковых ударах стали большими, а когда движение индикатора демпфируется жидкостью менее вязкость чтобы облегчить чтение, индикация отставала от реальных изменений отношения. Таким образом, использование одиночного (чувствительного) искусственного горизонта на мостике, «когда главные орудия не стреляют», имело преимущество.
  3. ^ Для описания Таблицы управления огнем Адмиралтейства в действии: Купер, Артур. "Взгляд на морскую артиллерию". Ahoy: военно-морской, морской, австралийский История.
  4. ^ Действия британского флота в Ютландии были предметом тщательного анализа, и этому способствовали многие факторы. По сравнению с более поздними показателями дальнобойных артиллерийских орудий ВМС США и Кригсмарине, британские артиллерийские показатели в Ютландии не так уж плохи. На самом деле, дальнобойная стрельба печально известна низким процентом попадания. Например, во время учений 1930 и 1931 годов процент попаданий американских линкоров составлял 4–6% (Билл Юренс).
  5. ^ Степень обновления варьируется в зависимости от страны. Например, ВМС США использовали сервомеханизмы для автоматического наведения орудий как по азимуту, так и по углу места. Немцы использовали сервомеханизмы для наведения орудий только по высоте, а англичане вообще не использовали сервомеханизмы для этой функции в основном вооружении линкора. Но к концу войны многие линкоры и крейсеры Королевского флота были оснащены дистанционным управлением мощностью (RPC) с помощью сервомоторов для вторичного и основного вооружения, причем RPC впервые появился на Vickers 40 мм (2 дюйма) (Pom Pom) 4– и 8-ствольные установки в конце 1941 г.

Цитаты

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Морская артиллерия и артиллерия, Том 2 Управление огнем, NAVPERS 10798-A. Вашингтон, округ Колумбия: ВМС США, Бюро военно-морского персонала. 1958 г.
  2. ^ Кэмпбелл, Военно-морское оружие Второй мировой войны, п. 106
  3. ^ Ламонт, Росс (1990). "Тринг, Уолтер Хью (1873–1949)". Австралийский биографический словарь. Национальный центр биографии, Австралийский национальный университет. Получено 27 октября 2020.
  4. ^ а б Отчеты Императорского флота Японии, отчет с линкора Микаса № 205, Секретная, 1904 г.
  5. ^ Каунер, Ротем (2006). Исторический словарь русско-японской войны. Пугало. ISBN  0-8108-4927-5.
  6. ^ Описание одного см. Управление огнем ВМС США, 1918 г..
  7. ^ Минделл, Дэвид (2002). Между человеком и машиной. Балтимор: Джонс Хопкинс. С. 20–21. ISBN  0-8018-8057-2.
  8. ^ Брэдли Фишер (9 сентября 2003 г.). «Обзор конструкции баллистических вычислителей военных кораблей USN и IJN». NavWeaps. Получено 26 августа 2006.
  9. ^ Тони ДиДжиулиан (17 апреля 2001 г.). «Системы управления огнем в ВОВ». Морской музей. Navweaps.com. Получено 28 сентября 2006.
  10. ^ Б.Р. 901/43, Справочник часов управления огнем Адмиралтейства Mark I и I *
  11. ^ Брэдли Фишер. «Обзор конструкции баллистических вычислителей военных кораблей USN и IJN». navweaps.com.
  12. ^ Капитан Роберт Н. Адриан. «Остров Науру: действие врага - 8 декабря 1943 года». USS Boyd (DD-544) Архив документов. Архивировано из оригинал 1 мая 2006 г.. Получено 6 октября 2006.
  13. ^ Хаус, Радар в море. HMAS Шропшир, например, продемонстрировал полное управление слепым огнем в битве при проливе Суригао.
  14. ^ Фридман, Военно-морская огневая мощь.
  15. ^ USS Вашингтон Отчет о действиях, ночь с 14 на 15 ноября 1942 г. В архиве 2013-07-21 в Wayback Machine С. 17–18.
  16. ^ «Старое оружие остается в силе в войне высоких технологий». Dallas Morning News. 10 февраля 1991 г.. Получено 17 июн 2020.
  17. ^ "Sea Archer 30 (GSA.8) - Архивировано 12/2002". прогнозinternational.com. Получено 16 апреля 2020.
  18. ^ а б Кэмпбелл, Военно-морское оружие Второй мировой войны
  19. ^ Стоктон, Гарольд (20 ноября 2005 г.). «Эффективность ПВО США времен Второй мировой войны, система 5" пушка и RFD ". Список рассылки моделирования судов (Список рассылки). Архивировано из оригинал 24 июня 2009 г.
  20. ^ История военно-морского управления США во время Второй мировой войны, Vol. 79. Управление огнем (кроме радара) и авиационная артиллерия (1 том), стр. 145. Это была секретная история, подготовленная Управлением боеприпасов.
  21. ^ Бойд, Уильям Б.; Роуленд, Буфорд (1953). Бюро вооружений ВМС США во Второй мировой войне. ВМС США. стр. 377–378. Получено 8 августа 2020.
  22. ^ а б «Оружие ВМФ». Получено 7 августа 2007.
  23. ^ Анналы истории вычислительной техники, Том 4, номер 3, июль 1982 г. "Электрические компьютеры для управления огнем", с. 232, У. Х. К. Хиггинс, Б. Д. Холбрук и Дж. У. Эмлинг
  24. ^ Кэмпбелл, Военно-морское оружие Второй мировой войны, п. 111
  25. ^ а б c "Система управления огнем пушки Марк 38". Архивировано из оригинал 28 октября 2004 г.. Получено 1 августа 2007.
  26. ^ а б Минделл, Дэвид (2002). Между человеком и машиной. Балтимор: Джонс Хопкинс. стр.262 –263. ISBN  0-8018-8057-2.
  27. ^ А. Бен Клаймер (1993). "Механические аналоговые компьютеры Ганнибала Форда и Уильяма Ньюэлла" (PDF). 15 (2). IEEE Annals of the History of Computing. Получено 26 августа 2006. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  28. ^ а б c ДиДжиулиан, Тони (ноябрь 2006 г.). «Соединенные Штаты Америки 40 мм / 56 (1,57 дюйма) Mark 1, Mark 2 и M1». navweaps.com. Получено 25 февраля 2007.
  29. ^ а б c d е ж грамм час я Техник управления огнем 1 и начальник, Том. 2, НАВПЕРС 10177. Вашингтон, округ Колумбия: GPO США. 1954. с. 148.
  30. ^ Техник управления огнем 1 и начальник, Том. 2, НАВПЕРС 10177. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. 1954. с. 160.
  31. ^ Техник управления огнем 1 и начальник, Том. 2, НАВПЕРС 10177. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. 1954. С. 167–178.
  32. ^ Техник управления огнем 1 и начальник, Том. 2, НАВПЕРС 10177. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. 1954. с. 162.
  33. ^ Терзибащич, Стефан; Хайнц О. Веттерс; Ричард Кокс (1977). Линкоры ВМС США во Второй мировой войне. Зигфрид Бейер. Нью-Йорк: Bonanza Books. С. 147–153. ISBN  0-517-23451-3.
  34. ^ Джон Пайк. «Система управления огнестрельным оружием МК 68 (GFCS)». globalsecurity.org.
  35. ^ «Mk 86 (США)». Военно-морские системы вооружения Джейн. Архивировано из оригинал 4 июня 2009 г.
  36. ^ Джон Пайк. "Оружейная система MK 34 (GWS)". globalsecurity.org.
  37. ^ «Система управления огнем МК 92 (СУО)». fas.org.
  38. ^ «Пушечный комплекс вооружения МК 34».
  39. ^ "Система управления огнем пушки МК 34, Информационный лист". fas.org.

Библиография

  • Кэмпбелл, Джон (1985). Морское оружие Второй мировой войны. Издательство Военно-морского института. ISBN  0-87021-459-4.
  • Фэрфилд, А.П. (1921). Военно-морская артиллерия. Лорд Балтимор Пресс.
  • Фишер, Брэд Д. и Юренс, У. Дж. (2006). "Стрельба из быстрых линкоров во время Второй мировой войны: артиллерийская революция, часть II". Военный корабль Интернэшнл. XLIII (1): 55–97. ISSN  0043-0374.
  • Frieden, Дэвид Р. (1985). Принципы морских систем вооружения. Издательство Военно-морского института. ISBN  0-87021-537-X.
  • Фридман, Норман (2008). Морская огневая мощь: орудия линкора и артиллерия в эпоху дредноута. Сифорт. ISBN  978-1-84415-701-3.
  • Юренс, В. Дж. (1991). «Эволюция артиллерийского искусства линкоров в ВМФ США, 1920–1945». Военный корабль Интернэшнл. XXVIII (3): 240–271. ISSN  0043-0374.
  • Пыльца, Антоний (1980). Великий артиллерийский скандал - Тайна Ютландии. Коллинз. ISBN  0-00-216298-9.
  • Шлейхауф, Уильям (2001). «Дюмареск и Драйер». Военный корабль Интернэшнл. Международная организация военно-морских исследований. XXXVIII (1): 6–29. ISSN  0043-0374.
  • Шлейхауф, Уильям (2001). «Дюмареск и Драйер, часть II». Военный корабль Интернэшнл. Международная организация военно-морских исследований. XXXVIII (2): 164–201. ISSN  0043-0374.
  • Шлейхауф, Уильям (2001). «Дюмареск и Драйер, часть III». Военный корабль Интернэшнл. Международная организация военно-морских исследований. XXXVIII (3): 221–233. ISSN  0043-0374.

Эта статья включаетматериалы общественного достояния с веб-сайтов или документов ВМС США.

внешняя ссылка