戰列艦從進入戰區到主炮打中目標,需要多少環節的協作?
無畏和超無畏型戰列艦的主炮是其最重要的火力,幾代技術專家和海軍軍人為實現遠程精確射擊貢獻了他們的幾乎全部心力。在當時的技術條件下,只有依靠大規模的群體合作,才能打中十幾公里乃至於幾十公里外的目標。
上面是為海軍遠程精確射擊做出巨大貢獻的三位大仙級人物,在此首先向他們三位致敬:澳大利亞人約翰·杜梅里克、英國人珀西·斯考特和美國人威廉·西姆斯。
今天給大家介紹的戰列艦主炮遠程精確射擊的技術和發射流程,在當年幾乎都是各國海軍之間嚴格保守的不傳之秘,能研究出這種技術的大仙們有一個共同的特點,那就是脾氣很大,因為他們才是海軍的人中之龍,脾氣大一點太正常了。
我們看到戰列艦的開炮似乎就是裝入炮彈,然後等到合適的開炮時機按動按鈕進行電擊發那麼簡單,但今天你恐怕得做好準備,真正的戰列艦交戰遠比我們想像的複雜很多倍。
茶叔看了一下,短短几個小時已經有不下6個同好作答了,他們大多數寫的是光學火控時代的戰列艦交戰流程,那麼,我就寫一下戰列艦戰鬥的終極時代——雷達火控的交戰流程吧。
第一步:戰列艦的作戰準備
戰列艦進入戰區後,依美軍、英軍或日軍各自都有不同的戰備等級的劃分和戰備要求,這裡我就講講我比較熟悉一些的美軍。太平洋戰爭中美軍戰列艦上的戰備水平分為兩級,分別是警戒和交戰備便。
在警戒狀態的時候,美軍戰列艦上3甲板(大致是比最高一座副炮再高一層的甲板)以下只有防空部門的人員可以在露天部位活動,其他部分人員如果要上艦面必須得到部門長的許可才行,因為一旦發現敵情,戰列艦將可能在五六分鐘內就轉入對空或者對海射擊,人員這時候從露天甲板撤離會發生危險。
沒有進入戰區的時候長官們會讓艦員們盡量放鬆,聊天抽煙曬日光浴都行,進了戰區如果這幅鳥樣根本沒法打仗,戰列艦上人多事多,從這個狀態要轉入警戒需要至少12小時。
轉入警戒狀態時還需要放倒艦上位於低處的全部欄杆、天棚撐桿和不必要的天線,以防在進入戰鬥後這些亂七八糟的東西干擾射擊。這也是為什麼艦面不再隨便允許人員活動的原因,連欄杆都放倒了,一有情況就可能造成人員落海,部門長可不願意擔這個責任。
上圖是萊特灣海戰期間的新澤西號上的博福斯高射炮戰位,可以看到警戒狀態下只有高射部門的人還能在露天待著等待命令,遠處是衣阿華號,高炮炮口附近我們還能看到127毫米副炮的炮口照著罩子,這不必擔心,美軍火炮有清除火藥餘燼的高壓空氣吹除系統,一旦有情況來不及摘罩子的話,擰開高壓氣開關就把罩子直接吹飛了。
如果雷達發現了接近中的不明身份機群,或者艦隊情報部門轉來幾十海里內發現海上敵情的狀況,艦長就要決定是否轉入交戰備便狀態,這個決心得看威脅具體多大。因為一旦交戰準備狀態的電鈴三次長響之後,所有的觀通、航海、戰鬥崗位和損管、救生部門需要全員就位,艦上僅剩的一些位於高處的水密門和水密艙蓋也將被全部鎖閉。
有些電影導演特別喜歡拍拉響戰鬥警報時小夥子們穿過一道又一道敞開的水密門前往自己的額戰位,這得多沒常識。要是警戒狀態下真能這樣就好了,進入戰區後同一條大艦上的老鄉可能因為一直處於警戒狀態,三天沒有機會見面那是常事。
進入準備交戰的程序,在機電部門可是夠忙活一陣子的。他們需要為主炮和副炮火控雷達加高壓,火控雷達裡面的真空管很多,壽命基本和白熾燈泡一樣也是有限的,不可能進了戰區隨時都加著高壓,只有這時才能把閘合上。
整個火控系統的電源控制面板,照片里左數第二和第三列是電源的保險絲。
在炮戰開始之前,幾艘改裝的美軍老戰列艦的機電部門還需要給關鍵的高壓電閘合上防震動保險扣,因為在訓練時曾經出現主炮發射的嚴重震動把電閘都震開的故障。
除了雷達和光學火控系統的備遍,機電部門還要檢查主炮各個伺服系統的電源保障情況。這些電路的狀態顯示都已經接到了統一的電源控制室,由一名上尉統一指揮手下一一檢查,一有發現情況,機電部門分派在各炮塔系統里的電氣技師立刻會接到艦內電話,馬上檢查並排除可能的故障。
最後很多機電長還不忘了吼一聲「備件是否到位?」早就在等這句問話的一名士官就坐在幾盒最常用的元器件邊上,立即報告說「已經到位,備件。」作戰過程當中什麼問題都可能出現,有了隨時伺候著的備件可以立即進行搶修恢復系統功能,這是必不可少的準備。
第二步:確認敵情和下達作戰備便命令
發現敵情有兩種可能性,一是戰列艦自身的雷達發現了遠距離的接觸,二是艦隊里其他艦艇發現敵情轉來了敵情通報。
上圖是密蘇里號的無線電室(80年代改裝後的),這裡的無線電員們譯出電文後會交給值班軍官統一驗看。值班軍官一旦看到友鄰艦隊發來的敵情,將會在第一時間安排專人向艦橋通報這一情況,必要時還需要派人把譯出來的電稿直接送到艦橋。
在戰區部署的戰列艦可能隨時會發現敵情,但艦長等高級指揮官不可能隨時待在艦橋,值班軍官一旦接到報告就要立即向艦長通報。
上圖是賓夕法尼亞號的操舵室,沿著舷窗邊一排是通向各個重要艙室的傳聲管,艦長和艦隊司令官住艙里都有傳聲管和艦內電話,一旦接到敵情通報艦長會立即帶著人趕到艦橋來了解狀況。不過到了1945年,臨戰不再登上艦橋而是跑去作戰情報中心CIC的艦長越來越多了,艦橋上除了能用眼睛看和方便下達舵令之外並沒有其他的好處,當然有的艦長會直接讓XO(執行官)在CIC守著隨時向自己通報情況。
這個時候就需要艦長大人對情況作出一個基本的判斷,我們平常理解只要發現了敵情就應該命令全艦進入到交戰備便狀態,但其實在戰區艦上經常都會收到此類電報。富有經驗的艦長一般會對敵情含混不清的情報要求複核,同時讓觀通部門長詢問對海對空搜索雷達有沒有什麼發現。如果情況得到了證實,艦長會立即下達交戰備便的命令,艦橋上的一名軍士長會親自拉動作戰備便信號的開關,三聲長音將在全艦各個角落響起,戰爭後期再這信號發出後還會進行簡短的語音播報。
第三步:雷達接觸和敵我識別
在1945年打水面戰,目視接觸顯然已經不是戰列艦與可疑目標接觸的第一手段了,雷達才是發現目標具體位置和運動要素的第一手段。
當時美軍進行水面搜索的雷達是上圖紅圈裡的SG系列,進行敵我識別的手段是籃圈裡的YJ系列識別天線。
上圖是美軍1945年的作戰情報中心內景,雷達官會將對海搜索雷達和敵我識別天線的掃描結果立即呈報給執行官或者本人就在CIC的艦長。如果敵我識別結果為敵艦,標圖員則立即開始在醋酸酯有機玻璃的態勢屏上開始用記號筆標註敵艦位置,這塊有機玻璃屏的圓心就是本艦位置。
但敵我識別是個很複雜的工作,有的時候氣象條件非常差,雖然雷達已經取得了與可疑目標的接觸,但是敵我識別就是不能收到應答信號。按理說沒有應答信號的應該是敵艦,但雷達官們很清楚有無數例子證明敵我識別的問詢和應答在壞天氣不那麼可靠,所以除了用電子手段識別之外,他們甚至有權調動火控雷達和光學測距設備對目標進行更為細緻的觀察。畢竟一頓重炮轟擊下去萬一打死了自己人,這罪責可是不小。
第四步:雷達跟蹤和獲取射擊諸元
終於輪到了主炮火控部門登場了,平時這幫牛得不行的大爺們沒事就把擦嘴的餐巾扔到桌上,說「我去趟火控塔。」艦上其他部門的人,顯然除了情報部門之外沒人有他們這份底氣,人家是全艦的核心單位,指揮階層,當然說話分量都不一樣。
不過主炮火控部門這幫傢伙平時也閑的不行,因為跟船上戰場一年多,除了對岸上目標炮轟之外他們基本沒撈到過打擊水面敵艦的機會。如果真是識別出來發現了水面的敵艦,小夥子們一定是興奮的不行不行的。
新澤西號桅樓頂部的Mk38主炮方位盤,它頭上頂著的長棍型天線是Mk13型火控雷達天線罩。
Mk38主炮方位盤的指揮官是一名上尉,這傢伙才是主炮火控部門真正的牛人之一,當時艦上不多見的大學畢業生可能就有這傢伙一號。上尉手下那些牛氣烘烘的十八九歲的小兵其實只是給他打工的,上尉可是有機會跟艦長一塊吃飯的人,他才不屑於跟普通小兵吹牛。
主炮火控部門的這位大牛上尉和他的五名手下工作在全艦最高點——Mk38主炮方位盤裡面。為了提升工作效率和集中注意力,方位盤裡是個空調間,並且還有一定厚度的裝甲保護。但是海上波濤起伏,這個高出海面接近40米的方位盤的晃動幅度往往超過8米。
上尉的主要工作,是利用他專用大視場觀察鏡掌握敵方目標的準確方位,並指令方向手把方位盤保持到正確的方向上。
這個方位盤雖然有一個大基線光學測距儀,但在1945年已主要使用Mk8型或者升級的Mk13型火控雷達來獲取目標的方向和距離。Mk8和Mk13火控雷達的工作距離很遠,最遠可達72公里。為了在這麼遠的距離上保持雷達波的足夠能量,其波束的角度相當狹窄只有11.5度。所以上尉的工作就是讓這個狹窄的波束能把目標套住。
上圖是Mk8型火控雷達的CRT顯示器里敵艦的回波影像。
然後就是主炮火控室該幹活的時間了,他們手裡的主要傢伙是兩台大機器:一台機械式火控計算機和一台水平穩定平台。
下圖為衣阿華號的火控室
當時主炮火控室里需要很多人,一台機械式火控計算機工作的時候近處就有4名士兵,遠處還有3名士兵為他服務。水平穩定平台提供本艦橫搖縱搖的數據,在艦體的底部還有個小房間裡面掛著測程儀來計算本艦的速度,再加上方位盤提供了敵艦的航速、方向、距離和航行角度,巨大皮實的火控計算機開始快速運轉(計算能力達每秒好幾次加法運算,汗,沒辦法,機械式的不錯了)。
不過機械式計算機雖然慢,但經過長期的優化,其火控的計算結果直接就是各主炮塔的旋轉角度和火炮仰角,並且是計算了長達60多秒的提前量的
第五步:主炮裝填、射擊和校正
這時候各主炮系統才粉墨登場,炮塔長坐在炮塔尾部的測距儀那裡,一邊聽著主炮測距手的彙報敵艦參數,以便核對接到的數據會不會有問題,另一邊叫嚷著檢查各炮裝彈的情況。
因為主炮射擊的彈種可能在火控數據下發前幾十秒才給出來,彈藥庫趕緊選配彈種向炮塔揚彈。
綠色彈頭是高爆彈
上圖為北卡羅來納號的發射藥包艙,平時藥包都是存放在鋁製的密閉容器里以防著火,使用前擰開藥包容器的蓋子,兩個人(有時候是一名壯漢)托出幾十公斤重的藥包放到輸送帶上。
樓上的處理室通過帶裝甲蓋子的提升井接到藥包,再換到另一個揚彈通道里向炮塔輸送,這種設計的主要優點是炮塔和發射葯艙之間沒有直接的一條連接通道,火災不會直接蔓延到發射葯艙去。
正當樓下的彈藥手們忙於提升彈頭和發射藥包的時候,炮塔里的方向手和俯仰手則一直緊盯著自己身邊的這個顯示器。沒錯上圖裡的這個東西就是1945年的一種機械式顯示器,顯示著直接從主炮火控室傳來的主炮旋迴角和仰角。但這個時候只有旋迴手用手輪操縱著旋迴電機,把炮口指向正確的方向,俯仰手則在等著關閂信號燈的點亮。
主炮炮手們則從揚彈井裡已經拿到了彈頭,鏈節式推彈桿將1200多公斤的彈頭推入彈膛,隨後分兩次滾落到推彈槽里的每次是三個沉重的藥包,鏈節式推彈桿再它們分別推入彈膛後面的葯室。
炮閂鎖閉!這個時候炮手馬上猛拍身旁的一個按鈕,主炮關閂信號燈點亮,俯仰手看到關閂信號燈點亮後立即把這門主炮抬升到指示的仰角。
炮塔內的主炮備便信號燈點亮了,雖然這個信號燈在主炮火控室是同步的,但炮塔長還是會用語音向上面彙報。
然後就是寂靜的等待,炮塔長緊盯著射擊許可指示燈,手裡牢牢抓著發射手柄。射擊許可指示燈終於點亮,這意味著戰列艦的橫搖和敵艦的方位都已經符合火控計算的要求,炮塔長扣動扳機,電擊發信號立即傳遞到了主炮炮尾。
主炮擊發!
由於距離很遠,主炮首輪發炮之後就開始了更為精細的校射過程,在1945年,美軍的火控雷達由於十分靈敏,不但能測出主炮炮彈落海的水柱距離,就連飛行中的主炮炮彈的軌跡都能看到回波。
因此美軍在雷達支持下的校射過程相當方便,可以在4-5輪射擊後就取得夾中的結果。
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