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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。現(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爾。

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:標準排水量 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 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“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)上擔任鍋爐兵,同時也擔任過4.7英寸火炮的炮手。他回憶了火炮開火時經(jīng)歷的艱辛:

當我不在2號鍋爐房值班時,我曾先后擔任過‘Y’炮位的炮組成員,以及為‘B’炮位吊運彈藥。我們當時沒有任何聽力保護措施,當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)。高低瞄準手(Layer)和旋回瞄準手(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 右炮位“B”門炮職責

高低瞄準手:在手動模式下負責炮管的俯仰操作;在動力模式下?lián)蚊闇蕟T。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(負責將炮彈裝入炮閂。)

彈藥供應(yīng)手X2

安全員 / 射擊參數(shù)標志手

戰(zhàn)位軍官

請注意,上方的炮組職責表僅適用于**“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)定為目標射程再加上約半英里,旨在照亮目標后方的區(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。總之,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)
在攻擊水面目標時,“海達人”號的炮手采用一種稱為“跨射”(Straddling)的技術(shù)。當一輪齊射的彈著點分別落在目標的左右兩側(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:當炮彈接近目標(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 型炮靶瞄準具。上圖展示的是位于駕駛臺區(qū)域正后方的前部瞄準具。另一個瞄準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“瞄準員”站在兩個配重塊之間,通過頂部安裝的兩個光學(xué)瞄準鏡對準目標。上方瞄準鏡(黑色眼罩)用于搜索/捕捉目標,下方瞄準鏡(橙色眼罩)則用于視覺追蹤。當瞄準員追蹤目標時,這一動作會通過電力傳輸至火炮。

為了擊中目標,火炮必須瞄準目標當前位置的前方。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)用于確定目標在任何給定時刻的實際距離。一旦捕捉到目標,瞄準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。提前量還受到目標速度以及目標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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