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海達號驅(qū)逐艦火控系統(tǒng)發(fā)展(3)4英寸火炮

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大概半年前,講了兩期關(guān)于“海達”號驅(qū)逐艦的故事內(nèi)容?,F(xiàn)在將余下的部分講完,為了避免更好理解,咱們先簡單介紹該艦的歷史。



建造方:維克斯-阿姆斯特朗有限公司;英國泰恩河畔紐卡斯?fàn)枴?/p>

維克斯船廠編號:41號(命名前)

鋪設(shè)龍骨:1941年9月29日。

下水日期:1942年8月25日,由勞里夫人(Lady Laurie)主持。

正式服役:1943年8月30日。

完工日期:1943年9月18日(海軍艦艇的完工日期與服役日期通常不是同一天)。

退役日期:1963年10月11日。

排水量:標(biāo)準(zhǔn)排水量 2,200 噸;滿載排水量 2,744 噸。

全長:377 英尺(約 115 米)。 型寬:37.5 英尺(約 11.4 米)。

吃水:艦艏 11 英尺 9 英寸;艦艓 15 英尺 2 英寸。

引擎:兩臺帕森斯蒸汽輪機;每臺 22,000 軸馬力。

鍋爐:三臺海軍部三鼓式鍋爐。

燃油儲備:520 噸“C”級重油;續(xù)航力為 15 節(jié)時 5,200 海里,或 20 節(jié)時 1,700 海里。

最高航速:36.5 節(jié)。 初始造價:677,140 英鎊(約合 1943 年的 340 萬加元)。

武器裝備(1960年配置):4 具 21 英寸魚雷發(fā)射管。2 座雙聯(lián)裝 4 英寸火炮(位于艦艏 A、B 炮位)。2 門 3 英寸 50 倍徑火炮(位于后方炮位)。6 具艦艉安裝的“魷魚”(Squid)反潛迫擊炮發(fā)射裝置。4 門單管 40 毫米博福斯機炮。

編制人員:具體人數(shù)因時期而異。戰(zhàn)時為 245 人;平時為 225 人。共有 14 名在職軍官(包括艦長)以及多達 4 名受訓(xùn)的海軍學(xué)員。這些學(xué)員宿舍設(shè)在 7 號艙室,該艙室在 20 世紀(jì) 50 年代后期改為 3 號海軍器材庫,用于存放所有電子零件。在建造之初,“海達人”號配置了 270 個鋪位,但并未全部填滿。如果該艦擔(dān)任指揮艦,船上會額外增加 20 名人員,這些人員可以輕易安置在剩余鋪位中。1943 年首次服役時,共有 16 名軍官(包括艦長)。

鋪位詳情

下層甲板人員:213 人,分設(shè)在 7 個士兵食堂。
軍士長(CPO)及軍士(PO):43 人,分設(shè)在 4 個食堂。
軍官:14 人,居住在軍官艙室。



站在艦艏向后望去,便是“海達人”號的4英寸火炮。下方的炮位稱為“A”炮,上方的炮位稱為“B”炮。這些火炮的最大射程為8海里。

從技術(shù)角度講,這些是雙聯(lián)裝4英寸HA/LA Mk 16型火炮。其中,“HA”代表高平兩用中的“高角”(High Angle),“LA”代表“低角”(Low Angle)。對于這些火炮而言,最高仰角(HA)可達85°,最低俯角(LA)為**-10°**。

當(dāng)“海達人”號最初服役時,“A”炮位和“B”炮位安裝的是雙聯(lián)裝4.7英寸火炮。由于炮閂后方突出的藥盤限制,這些火炮的仰角僅能達到30°。當(dāng)主要對手是其他水面艦艇時,這個角度尚且足夠;然而,4.7英寸火炮的炮管無法升至足夠的高度來打擊飛機。在前往朝鮮戰(zhàn)場執(zhí)行任務(wù)之前,“海達人”號前部的4.7英寸火炮被更換為現(xiàn)今可見的雙聯(lián)裝4英寸火炮。

開火時,4英寸炮彈以每秒2,610英尺(約795米/秒)的速度離開炮口。當(dāng)炮管仰角為45°時,產(chǎn)生的**“甲板推力”**高達60噸。雖然退坐力是恒定的,但甲板受到的推力會隨火炮角度的變化而改變。炮彈的射程可達8英里(約13公里)以上,這同樣取決于炮管的仰角。

“海達人”號的炮手必須具備良好的身體素質(zhì)才能勝任裝填工作,因為一枚4英寸炮彈重達66磅(約30公斤)。

對于甲板下的船員來說,火炮開火時的感受可以形象地描述為:“仿佛置身于一個45加侖的鐵桶里,而有人正從外面用大錘猛烈敲擊”。約翰·克拉克(John Clark)二戰(zhàn)期間曾在“易洛魁”號(HMCS IROQUOIS)上擔(dān)任鍋爐兵,同時也擔(dān)任過4.7英寸火炮的炮手。他回憶了火炮開火時經(jīng)歷的艱辛:

當(dāng)我不在2號鍋爐房值班時,我曾先后擔(dān)任過‘Y’炮位的炮組成員,以及為‘B’炮位吊運彈藥。我們當(dāng)時沒有任何聽力保護措施,當(dāng)然之前也從未接受過炮組或彈藥裝卸的專門訓(xùn)練,所以對這些‘突發(fā)狀況’毫無心理準(zhǔn)備。
我的聽力受損了,但可以說,戰(zhàn)斗期間待在鍋爐房里是我記憶中最吵鬧、最可怕的經(jīng)歷。那底下的震動簡直超乎想象。在高速航行時直接站在強力鼓風(fēng)機下方,加上所有火炮持續(xù)開火,那種壓力直沖頭頂。鍋爐房里的船員們臉上沒有一絲笑容,每次行動后的幾天里聽力都會下降。開火是一種沒人想再經(jīng)歷一次的體驗,而鍋爐房處于加壓狀態(tài)這一點似乎讓情況變得更糟了。



4英寸炮塔的最左側(cè)。



左炮細節(jié)。

控制系統(tǒng)4英寸火炮的旋回、俯仰及開火均采用電力驅(qū)動,但裝填作業(yè)為手動完成。此外還配備了手動備份系統(tǒng),以防電力失效。兩根炮管由同一臺電動機驅(qū)動。

4英寸炮組職責(zé)如下所述,一座4英寸炮塔通常配備15名成員。此外,另有12名成員負責(zé)為火炮供應(yīng)彈藥。炮組人數(shù)會根據(jù)艦艇執(zhí)行的任務(wù)而有所變化。

在正常運作下,炮塔內(nèi)僅有四名成員。他們被稱為“隨塔員”(即留在炮塔內(nèi)部的人員)。高低瞄準(zhǔn)手(Layer)和旋回瞄準(zhǔn)手(Trainer)作為備份人員在位,以防Mk 63火控系統(tǒng)發(fā)生故障。兩名安全員負責(zé)操作聯(lián)鎖裝置,一旦發(fā)生違規(guī)操作,該裝置會切斷發(fā)射按鈕的電源。

例如,當(dāng)裝填手直接站在炮后時即為違規(guī),因為火炮開火時的退坐力會將炮閂向后推約18英寸(約46厘米)。此外,聯(lián)鎖裝置還會接通駕駛臺和發(fā)送站(Transmitting Station)內(nèi)的“火炮就緒”指示燈。

左炮位“B”門炮職責(zé) 右炮位“B”門炮職責(zé)

高低瞄準(zhǔn)手:在手動模式下負責(zé)炮管的俯仰操作;在動力模式下?lián)蚊闇?zhǔn)員。他配有一個電子操縱桿,可同時控制炮塔的旋回與炮管的俯仰。

轉(zhuǎn)炮手:負責(zé)將炮架旋轉(zhuǎn)至預(yù)定的方位角。

通信/測距兵:同時兼任安全官。

炮閂手

炮閂手 / 炮長(戰(zhàn)位長)

引信機操作員??2

引信設(shè)置員??2(其中一人:負責(zé)將所需的引信安裝至炮彈上。)

裝填手:每根炮管配備3名X2(負責(zé)將炮彈裝入炮閂。)

彈藥供應(yīng)手X2

安全員 / 射擊參數(shù)標(biāo)志手

戰(zhàn)位軍官

請注意,上方的炮組職責(zé)表僅適用于**“B”炮**,因為只有該炮配備了引信設(shè)置機。多年前,鮑勃·威爾遜中校(Cmdr Bob Willson)將引信設(shè)置機從“B”炮移至了**“A”炮**的右側(cè)炮位。此舉是為了方便游客參觀。因此,“A”炮現(xiàn)在不再設(shè)有引信機操作員和引信設(shè)置員這兩個戰(zhàn)位。



這是艦上的兩個 4 英寸彈藥庫之一。“A”彈藥庫可存放 584 發(fā)炮彈,而**“B”彈藥庫**可存放 537 發(fā)。4 英寸火炮既可以發(fā)射高爆彈,也可以發(fā)射照明彈。

炮彈數(shù)據(jù)與裝卸

彈頭重量:35 磅

整彈重量:66 磅

炮口初速:2,691 英尺/秒

射速:每分鐘 15 發(fā)(帶引信狀態(tài))

后坐力:當(dāng)炮管仰角為 45° 時,產(chǎn)生的力量為 60 噸。

底火:采用電發(fā)火,而非機械擊發(fā)。

底火后的藥筒由抽殼機構(gòu)從炮閂中彈出并甩到甲板上,隨后由船員踢出舷外。負責(zé)供彈的船員從待發(fā)彈藥箱中提取炮彈,而在戰(zhàn)斗狀態(tài)下,則由其他成員負責(zé)持續(xù)向待發(fā)彈藥箱補充彈藥。每座 4 英寸炮塔配有四個待發(fā)彈藥箱。

引信

“海達”號的 4 英寸火炮使用三種類型的引信:

觸發(fā)引信(Direct Action Fuze):無需設(shè)置,接觸目標(biāo)后即爆炸。

可變時間引信(VT - Variable Time):用于引爆照明彈。這類引信被設(shè)置為炮彈離開炮管后的預(yù)定飛行時間。爆炸高度由炮管仰角決定,通常仰角會設(shè)定為目標(biāo)射程再加上約半英里,旨在照亮目標(biāo)后方的區(qū)域。

時間設(shè)置原理:炮彈頭部有一個小型環(huán)形通道,里面裝填了每秒燃燒固定距離的藥粉。為了改變爆炸時間,引信設(shè)置員會縮短或增加從點火點到傳爆藥的距離。艦上備有對照表,將時間與引信距離關(guān)聯(lián)起來。引信設(shè)置員只需旋轉(zhuǎn)炮彈的前端,從而改變內(nèi)部的距離??傊?,VT 引信是在距離地面預(yù)定高度處爆炸,而非接觸爆炸。

近炸引信(Proximity Fuze):當(dāng)炮彈靠近飛機等金屬物體時,引信會自動觸發(fā)爆炸。



射擊技術(shù)
在攻擊水面目標(biāo)時,“海達人”號的炮手采用一種稱為“跨射”(Straddling)的技術(shù)。當(dāng)一輪齊射的彈著點分別落在目標(biāo)的左右兩側(cè)或前后方時,這表明火控計算方案是正確的,接下來的齊射可以連續(xù)進行,無需等待落點修正。



通過“海達”號志愿者瑪格·馬瑟斯(Marg Mathers)的布置,這張照片展示了一枚剛剛從彈藥庫升至頂端的 4 英寸炮彈。



4英寸火炮內(nèi)部視圖。右側(cè)是引信設(shè)置機構(gòu),托架上放有一個訓(xùn)練彈。實際使用中共有三種引信類型:

  1. 近炸引信:當(dāng)炮彈接近目標(biāo)(如飛機)時自動觸發(fā)。
  2. 觸發(fā)引信(直接作用引信)。
  3. 定時引信



引信設(shè)置器的更詳細視圖。該引信設(shè)置器已從“B”炮移至“A”炮。點擊圖片可放大。



作為 1950-52 年現(xiàn)代化改裝的一部分,“海達”號安裝了一對Mark 29 型炮靶瞄準(zhǔn)具。上圖展示的是位于駕駛臺區(qū)域正后方的前部瞄準(zhǔn)具。另一個瞄準(zhǔn)具安裝在后部上層建筑的前部,用于控制 3 英寸 50 倍徑火炮。

一名“瞄準(zhǔn)員”站在兩個配重塊之間,通過頂部安裝的兩個光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡對準(zhǔn)目標(biāo)。上方瞄準(zhǔn)鏡(黑色眼罩)用于搜索/捕捉目標(biāo),下方瞄準(zhǔn)鏡(橙色眼罩)則用于視覺追蹤。當(dāng)瞄準(zhǔn)員追蹤目標(biāo)時,這一動作會通過電力傳輸至火炮。

為了擊中目標(biāo),火炮必須瞄準(zhǔn)目標(biāo)當(dāng)前位置的前方。這一計算過程被稱為“提前量”(Leadoff)。提前角由瞄準(zhǔn)具外殼內(nèi)安裝的三個陀螺儀產(chǎn)生。三個運動平面各配有一個陀螺儀。雷達(AN/SPG34)用于確定目標(biāo)在任何給定時刻的實際距離。一旦捕捉到目標(biāo),瞄準(zhǔn)員會扣動紅色手柄上的杠桿,使所有三個陀螺儀“開鎖”(Uncage)。雷達產(chǎn)生的距離信息以電力形式輸入,并控制陀螺儀的偏轉(zhuǎn)距離。距離越遠,陀螺儀偏轉(zhuǎn)幅度越大,從而產(chǎn)生提前角。提前量還受到目標(biāo)速度以及目標(biāo)是自左向右還是自右向左移動的影響。

炮管內(nèi)的膛線使炮彈旋轉(zhuǎn),以防止其在飛行中翻滾,但這種旋轉(zhuǎn)也會導(dǎo)致炮彈根據(jù)膛線方向向左或向右產(chǎn)生輕微偏航(漂移)。與此同時,重力會使炮彈向下偏移。因此,在計算提前角時,所有這些因素都需要考慮在內(nèi)。

安裝在“B”炮位上的 AN/SPG34 雷達天線可以同時控制“A”和“B”兩個炮位。兩者之間的距離差、方位角和仰角偏差由前部 AN/SPG34 艙室內(nèi)的視差補償單元進行修正。



這一部分的 4 英寸炮組成員在經(jīng)歷了一場艱苦的實彈打靶練習(xí)后,顯然正在享受一段輕松的時光。



抬頭望去,這就是“海達人”號二戰(zhàn)時期位于“X”炮位的 4 英寸火炮底座所遺留下的全部殘跡。

(未完)后續(xù)逐步完成

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