Hajópisztoly tűzvédelmi rendszer - Ship gun fire-control system

Mark 37 Director c1944, Mark 12 (téglalap alakú antenna) és Mark 22 "narancshéj"

A hajópisztolyok tűzvédelmi rendszerei (GFCS) analóg tűzvédelmi rendszerek , amelyeket a haditengerészeti hadihajók fedélzetén használtak a modern elektronikus számítógépes rendszerek előtt, hogy irányítsák a lövegek felszíni hajók, repülőgépek és parti célpontok irányítását, optikai vagy radarral . A legtöbb romboló vagy annál nagyobb amerikai hajó (de nem romboló kíséret, kivéve a Brooke osztályú DEG később kijelölt FFG vagy kísérő fuvarozóit) 5 hüvelykes (127 mm) és nagyobb méretű ágyúkhoz fegyveres tűzvédelmi rendszereket alkalmazott, akár csatahajókig, például Iowa osztályig. .

A hatvanas években épített hajóktól kezdve a hadihajó-ágyúkat nagyrészt számítógépes rendszerek, azaz elektronikus számítógépek által vezérelt rendszerek működtették, amelyeket integrálták a hajó rakétatűzvédelmi rendszereivel és más hajóérzékelőkkel. A technológia fejlõdésével e funkciók nagy részét végül a központi elektronikus számítógépek teljes egészében kezelték.

A tűzfegyver-ellenőrző rendszer fő alkotóeleme egy ember által irányított rendező , akit radar- vagy televíziós kamera, számítógép, stabilizáló készülék vagy giroszkóp, valamint egy tervező helyiségben lévő berendezés vagy később helyettesít.

Az amerikai haditengerészet számára a legelterjedtebb tüzérségi számítógép a Ford Mark 1, később a Mark 1A tűzvédelmi számítógép volt , amely elektro-mechanikus analóg ballisztikus számítógép volt, amely pontos lövöldözési megoldásokat nyújtott, és egy vagy több fegyvertartót automatikusan irányítani tudott álló vagy mozgó célok a felszínen vagy a levegőben. Ez technológiai előnyt adott az amerikai erőknek a második világháborúban a japánokkal szemben, akik nem fejlesztették ki fegyvereik távirányítóját ; mind az amerikai haditengerészet, mind a japán haditengerészet a felvételek vizuális korrekcióját használta héjfröccsök vagy légcseppek alkalmazásával, míg az amerikai haditengerészet radarral bővítette a vizuális megfigyelést. A digitális számítógépeket erre a célra az Egyesült Államok csak az 1970-es évek közepén alkalmazná; ugyanakkor hangsúlyozni kell, hogy az összes analóg légvédelmi tűzvédelmi rendszernek szigorú korlátai voltak, és még az Egyesült Államok haditengerészetének Mark 37-es rendszere 1944 végén is csaknem 1000 kör 5-ös (127 mm) mechanikus üzemanyag töltényt igényelt ölésenként.

A Mark 37 fegyvertűzvédelmi rendszer magában foglalta a Mark 1 számítógépet, a Mark 37 rendezőt, egy giroszkópos stabil elemet az automatikus fegyvervezérléssel együtt, és ez volt az első amerikai haditengerészeti kettős célú GFCS, amely elválasztotta a számítógépet az igazgatótól.

Az analóg tűzvédelmi rendszerek története

A haditengerészeti tűzirányítás hasonlít a földi fegyverekhez, de nincs közvetlen különbség a közvetlen és közvetett tűz között. Egyazon platformon egyszerre több azonos típusú fegyvert lehet irányítani, miközben a lövegek és a cél is mozog.

Bár egy hajó lassabban gurul és dől, mint egy tank, a giroszkópos stabilizálás rendkívül kívánatos. A haditengerészeti lövegek irányítása három összetettségi szintet foglal magában:

  • A helyi irányítás az egyes fegyverzet legénységének célzott primitív fegyverszerelésből származott.
  • A tűzellenőrzés rendezőjét 1912-ben a Királyi Haditengerészet építette be először a csatahajó-tervekbe. Az egyetlen hajó összes ágyúját a híd felett a lehető legmagasabban elhelyezett központi helyzetből rakták le. A rendező a csatahajók dizájnjellegévé vált , a japán "Pagoda-stílusú" árbocok úgy lettek kialakítva, hogy hosszú távon maximalizálják az igazgató látványát. A tűzvédelemért felelős tiszt, aki a szalvétákat mozgatta, magasságokat és szögeket adott át az egyes fegyverekhez.
  • A csatahajó flotta működésének középpontjában az egyetlen célpontú hajókból álló koordinált lövöldözés állt. A zászlóshajó tisztje célinformációkat küldene a formáció többi hajójának. Erre a taktikai előny kiaknázására volt szükség, amikor egy flottának sikerült átlépnie az ellenséges flotta T- jét, de a fröccsenések megkülönböztetésének nehézsége megnehezítette a körön belüli bejárást a célon.

Korrekciókat lehet végezni a felszíni szél sebességével, a lövőhajó dőlésével és menetmagasságával, a por tárházának hőmérsékletével, a puskás lövedékek sodródásával, az egyedi lövegfurat átmérővel, amelyet a lövésről a lövésre növelnek, és a hatótávolság változásának sebességét további módosításokkal. az előző lövések megfigyelésén alapuló lövöldözős megoldáshoz. A kifinomultabb tűzvédelmi rendszerek ezeket a tényezőket többet veszik figyelembe, ahelyett, hogy a megfigyelt lövésesés egyszerű korrekciójára támaszkodnának. Különböző színű festékjelzőket néha nagy héjakkal láttak el, így az egyes lövegek vagy a kialakulóban lévő egyes hajók meg tudták különböztetni héjfröccsüket a nappali fényben. A korai "számítógépek" olyan emberek voltak, akik numerikus táblázatokat használtak.

Pre- csatahajó rendező rendszer

A Királyi Haditengerészetnek egyetlen tűzoltó igazgatótól volt javaslata a tűzmentésre, de 1904-ben még nem hajtotta végre. A Királyi Haditengerészet a Nagy Játék révén potenciális ellenfélnek tartotta Oroszországot , és elküldte Walter Hugh Thring parancsnokot a haditengerészeti tüzérosztályról . az orosz – japán háború idején Japánnak Dumaresq korai példájával . Feladata az volt, hogy a japán haditengerészeti lövészszemélyzetet irányítsa és képezze a legújabb technológiai fejlesztések terén, de ami még fontosabb a Japán Birodalmi Haditengerészet (IJN) számára, tisztában volt a javaslattal.

Barr & Stroud 1,5 méteres távolságmérő, a japán Yikasuka Mikasán látható

Az 1904. augusztus 10- i Sárga-tengeri csata során az orosz csendes-óceáni flotta ellen a britek által épített IJN csatahajót, az Asahi-t és testvérhajóját, a flotta zászlóshajóját, a Mikasa -t a hídon a legújabb Barr és Stroud távolságmérőkkel látták el , de a hajókat nem összehangolt célzásra és lövésre tervezték. Asahi " legfőbb tűzvezető tiszt , Hiroharu Kato (később parancsnoka Kombinált Fleet ), kísérletezett az első rendező rendszer tűzvédelmi segítségével beszélő cső (voicepipe) és telefonos kommunikáció a megfigyelők nagy az árbocra, hogy ő álláspontja a hídon, ahol elvégezte a hatótávolság és az elhajlás számítását, és helyzetétől a 12 hüvelykes (305 mm) lövegtornyokig előre és hátra.

A félig szinkronizált mocsár a hídról leadott hangparancsára tüzelt, az árbocon stoppereket használó megfigyelők hatékonyabban tudták azonosítani a saját hajójukról a héjak által létrehozott fröccsenések távoli kimenetelét, mint megpróbálni egyetlen kagylócsobbanást azonosítani a sok közül . Kato a hajó gördülési és dobási ciklusaiban egy adott pillanatban következetesen adta meg az égetési utasítást, egyszerűsítve a korábban önállóan, változó pontossággal végrehajtott tüzelési és korrekciós feladatokat, az egyes tornyok mesterséges horizontmérőivel .

Katót lövészfőnökként Mikasába helyezték át , és primitív igazgatói rendszere egész flottát működött, mire a japán flotta a cusimai csatában 27. és 27. között megsemmisítette az orosz balti flottát (átnevezték a csendes óceán második és harmadik flottájának). 1905. május 28.

Központi tűzellenőrzés és az I. világháború

A központosított haditengerészeti tűzvédelmi rendszereket először az I. világháború idején fejlesztették ki . A helyi irányítást addig használták, és a második világháború alatt kisebb hadihajókon és segédhajókon is használatban maradt . Műszaki HMS  Dreadnought véglegesítettek jelentés után a csuzimai csata nyújtotta be a hivatalos megfigyelő IJN fedélzeti Asahi , Captain Pakenham (később admirális), aki megfigyelte, hogy Kato rendszer működött első kézből. Ettől a tervezéstől kezdve a nagy hadihajóknak egy méretű löveg volt a fő fegyverzete számos tornyon keresztül (ami még egyszerűbbé tette a korrekciókat), megkönnyítve ezzel a központi tűzirányítást elektromos indítással.

Az Egyesült Királyság kiépítette első központi rendszerét a Nagy Háború előtt. A középpontban egy Frederic Charles Dreyer parancsnok (később Sir Admiral) által tervezett analóg számítógép állt, amely kiszámította a hatótávolságot, a hatótávolság változásának sebességét a lövő és a célhajók közötti relatív mozgás miatt. A Dreyer táblázat az volt, hogy javítani kell, és szolgált a két világháború között, ekkor már felváltotta az új és felújított hajók által Admiralitás tűzjelző táblázat .

Az igazgató által irányított lövöldözés és a tűzirányító számítógép együttes használata a fegyverfektetés irányítását az egyes tornyokról egy központi helyzetbe mozgatta (általában a páncél alatt védett ábrázoló helyiségben ), bár az egyes fegyvertartók és a többfegyveres tornyok megtarthatták helyi vezérlési lehetőség arra az esetre, amikor a csata okozta károk megakadályozták a rendező fegyvereinek beállítását. Ezután a tervezett salvókban lövéseket lehetett lőni, mindegyik fegyver kissé eltérő pályát adott. Az egyes lövegek, az egyes lövedékek, a porgyújtási szekvenciák és a hajószerkezet átmeneti torzulásai által okozott lövések diszperziója nemkívánatosan nagy volt a tipikus haditengerészeti kapcsolási tartományokban. A magasan a felépítményen lévő igazgatók jobban látták az ellenséget, mint a toronyra szerelt látvány, és az azt működtető személyzet távol állt a fegyverek hangjától és ütésétől.

Analóg számított tűzirányítás

Fő cikk: Rangekeeper

Az olyan mérhetetlen és ellenőrizhetetlen ballisztikus tényezők, mint a nagy magasságú hőmérséklet, páratartalom, légköri nyomás, szélirány és sebesség a végső beállítást igényelték a lövés elesésének megfigyelésével. A vizuális tartomány mérése (mind a cél, mind a héj fröccsenése) nehéz volt a radar rendelkezésre állása előtt. A britek az egybeesési távolságmérőket részesítették előnyben, míg a németek és az Egyesült Államok haditengerészete sztereoszkópikus. Az előbbiek kevésbé voltak képesek távolságot meghatározni egy homályos célponton, de könnyebben kezelhetők hosszú időn keresztül, utóbbiak viszont fordítva.

A jütlandi csata során , miközben egyesek úgy gondolták, hogy a britek abban az időben a világ legfinomabb tűzvédelmi rendszerével rendelkeznek, lövéseiknek csupán három százaléka érte célpontjaikat. Abban az időben a britek elsősorban kézi tűzvédelmi rendszert használtak. Ez a tapasztalat hozzájárult ahhoz, hogy a számítástechnikai távolságtartók standard kérdéssé váltak.

Az amerikai haditengerészet első bevetése rangekeeper volt USS  Texas 1916 korlátai miatt a technológia abban az időben, a kezdeti rangekeepers volt durva. Például az első világháború idején a földőrök automatikusan előállították a szükséges szögeket, de a matrózoknak kézzel kellett követniük a földőrök utasításait. Ezt a feladatot "mutatókövetésnek" hívták, de a legénység hajlamos volt véletlen hibákat elkövetni, amikor a hosszabb csaták során elfáradtak. A második világháború idején olyan szervomechanizmusokat fejlesztettek ki (az amerikai haditengerészetnél "hajtóműveknek" hívták őket), amelyek lehetővé tették a fegyverek számára, hogy kézi beavatkozás nélkül automatikusan irányítsák a mezőőr parancsnokságait, bár a mutatók akkor is működtek, ha az automatikus vezérlés elveszett. A Mark 1 és a Mark 1A számítógépek hozzávetőlegesen 20 szervomechanizmust tartalmaztak, főleg helyzetszervókat, hogy minimalizálják a számítási mechanizmusok nyomatékterhelését.

Radar és a második világháború

Hosszú élettartama alatt a mezőőröket a technika fejlődésével gyakran frissítették, és a második világháborúra kritikus részét képezték az integrált tűzvédelmi rendszernek. A radar beépítése a tűzvédelmi rendszerbe a második világháború elején lehetővé tette a hajók számára, hogy rossz időjárási körülmények között és éjszaka is hatékony lövöldözési műveleteket hajtsanak végre nagy hatótávolságon.

Egy tipikus második világháborús brit hajón a tűzirányító rendszer az egyes lövegtornyokat összekapcsolta az igazgató tornyával (ahol a megfigyelő műszerek voltak) és a hajó szívében lévő analóg számítógéppel. Az igazgatói toronyban az operátorok a célponton képezték ki távcsöveiket; az egyik távcső magasságot mért, a másik csapágyat. A különálló rögzítésű távmérő teleszkópok mérték a céltól való távolságot. Ezeket a méréseket a Tűzvédelmi táblázat átalakította csapágyakká és magasságokká a fegyverek lőéséhez. A tornyokban a lövészek beállították fegyverük magasságát, hogy illeszkedjenek egy olyan mutatóhoz, amely a Tűzvédelmi táblából átvitt magasság volt - egy torony réteg ugyanezt tette a csapágyazásnál. Amikor a fegyverek célba értek, központilag lőttek.

Az Aichi Clock Company először 1932-ben gyártotta a Type 92 Shagekiban alacsony látószögű analóg számítógépet. Az amerikai haditengerészeti őrszolgálat és a Mark 38 GFCS működőképességében és rugalmasságában előnyt élvezett a japán császári haditengerészet rendszereivel szemben. Az amerikai rendszer, amely lehetővé teszi a tervezői csoport számára a célmozgás változásainak gyors azonosítását és a megfelelő korrekciók alkalmazását. Az újabb japán rendszerek, például a 98- as típusú Hoiban és a Yamato osztályba tartozó Shagekiban naprakészebbek voltak, ami megszüntette a sokutekibánt , de továbbra is hét üzemeltetőre támaszkodott.

Az amerikai radarral támogatott rendszerrel ellentétben a japánok az átlagolt optikai távolságmérőkre támaszkodtak, a horizont érzékeléséhez hiányoztak a giroszkópok, és a Sokutekiban , Shagekiban , Hoiban , valamint magukon a fegyvereken is kézi kezelést igényeltek . Ez szerepet játszhatott abban, hogy a Központi Erő csatahajói 1944 októberében a Samar melletti csatában elkeserítően teljesítettek .

Ebben az akcióban az amerikai rombolók szembeszálltak a világ legnagyobb páncélozott csatahajóival, és a cirkálók elég sokáig elkerülték a lövedékeket, hogy a torpedó lőtávolságán belülre kerüljenek, miközben több száz pontos, automatikusan célzott 127 hüvelykes lövedéket céloztak meg. A körutazók csak akkor találták el a találatokat a csobbanó hajó kísérőhordozókon, ha egy óra üldözés után 8 mérföldre (5,0 mérföldre) csökkentették a hatótávolságot. Bár a japánok a felsőbbrendűség elérésének doktrínáját követték hosszú lövegtávolságon belül, egy cirkáló másodlagos robbanások áldozatává vált, amelyeket a hordozók egyetlen 5 hüvelykes lövegei okoztak. Végül több száz hordozón alapuló repülőgép segítségével egy megtépázott Középerőt visszafordítottak, mielőtt az befejezhette volna a Taffy 3 kísérőinek és kísérőhordozóinak átvilágításának könnyű fegyveres munkacsoportjának túlélőit. A Surigao-szoros korábbi csatája megalapozta az amerikai radarral támogatott rendszerek éjszakai egyértelmű fölénye.

A rangmester célpozíció-előrejelzési jellemzői felhasználhatók lennének a rangtartó legyőzéséhez. Például sok kapitány nagy hatótávolságú fegyvertámadás alatt erőszakos manővereket hajtana végre a "salvák üldözésében". Az a hajó, amelyik salvókat üldöz, az utolsó salvacseppek helyzetébe manőverez. Mivel a mezőőrök folyamatosan új pozíciókat jósolnak a célpont számára, nem valószínű, hogy a későbbi salvók megütik az előző salvó helyzetét. A kanyar iránya nem fontos, mindaddig, amíg azt az ellenséges rendszer nem jósolja meg. Mivel a következő salvo célja a helyzet és a sebesség megfigyelésétől függ, amikor az előző salvo eltalálta, ez az optimális idő az irányváltásra. A gyakorlati rangőröknek feltételezniük kellett, hogy a célpontok egyenes vonalban, állandó sebességgel haladnak, hogy az összetettség az elfogadható határokig tartsák. Szonárőrt építettek, hogy tartalmazzon egy állandó fordulási sugarú körben keringő célpontot, de ezt a funkciót letiltották.

Csak az RN és az USN érte el a „vakvillás” radar tűzirányítást, nem kellett vizuálisan megszerezni a szemben álló hajót. A tengelyhatalmak mindegyikének hiányzott ez a képesség. Az olyan osztályok, mint az iowai és a dél-dakotai csatahajók, a látóhatáron, a sötétségben, a füst vagy az időjárás hatására lobbanhatnak kagylókat. Az amerikai rendszerek, sok korabeli nagy haditengerészethez hasonlóan, giroszkópos stabil függőleges elemekkel rendelkeztek, így manőverek közben is képesek voltak megoldást tartani a célponton. A második világháború kezdetéig a brit, a német és az amerikai hadihajók lőni és manőverezni is tudtak kifinomult analóg tűzvezérlő számítógépekkel, amelyek giroszkópot és giroszkóp bemeneteket tartalmaznak. A Matapan-foki csatában a brit mediterrán flotta radart használva lesújtotta és megrongálta az olasz flottát, bár a tényleges tüzet csillaghéj-megvilágítással optikai ellenőrzés alatt tartották. Az USS  Washington guadalcanali haditengerészeti csatájában , teljes sötétségben, az optikai és a radar tűzirányítás kombinációjával közvetlen közelről halálos kárt okozott a Kirishima csatahajó ; Az optikai és a radarkövetés összehasonlítása a csata során azt mutatta, hogy a radarkövetés pontossággal egyezik meg az optikai követéssel, míg a csata során radartartományokat használnak.

Az analóg rangőrök - legalábbis az Egyesült Államok haditengerészetének - legutóbbi harci akciója az 1991-es Perzsa-öböl háborújában volt, amikor az iowai osztályú csatahajók őrzői irányították az utolsó fordulóikat a harcban.

Brit Királyi Haditengerészet rendszerei

Kitörve egy RN K-osztályú romboló igazgató irányítótorony a Type 285 radar . Az alábbi fedélzetek Fuze Keeping Clock látható a rajz közepén, és "Gunnery Calculating Position" felirattal vannak ellátva, a lehajlás kezelője ül.

Az amerikai haditengerészet analóg fegyvertűzvédelmi rendszerei (GFCS)

Mark 33 GFCS

A Mark 33 GFCS motoros tűzvédelmi igazgató volt, kevésbé fejlett, mint a Mark 37. A Mark 33 GFCS Mark 10 Rangekeeper analóg tűzvédelmi számítógépet használt. A teljes őrőr egy nyitott igazgatóba volt felszerelve, nem pedig egy külön ábrázoló helyiségbe, mint az RN HACS, vagy a későbbi Mark 37 GFCS, és ez megnehezítette a Mark 33 GFCS frissítését. Kiszámíthatja a lövési megoldásokat olyan célpontok számára, amelyek akár 320 csomóval vagy 400 csomóval mozognak egy merülés során. Telepítései az 1930-as évek végén kezdődtek rombolókon, cirkálókon és repülőgép-hordozókon, két Mark 33 igazgatóval a sziget elé és hátuljára. Kezdetben nem rendelkeztek tűzvédelmi radarral, és csak a látás irányította őket. 1942 után ezen igazgatók egy részét bezárták, és az igazgató tetőjére Mark 4 tűzvédelmi radart adtak, míg mások Mark 4 radart adtak a nyitott igazgató fölé. A Mark 4 nagy repülőgépekkel akár 40 000 yard is megcélozható. Kevesebb hatótávolsága volt az alacsonyan repülő repülőgépekkel szemben, és a nagy felszíni hajóknak 30 000 yardon belül kellett lenniük. A radar segítségével a célpontok éjjel és időjáráson keresztül pontosan láthatók és eltalálhatók voltak. A Mark 33 és 37 rendszerek tachimetrikus célmozgást jósoltak. Az USN soha nem tartotta kielégítő rendszernek a Mark 33-at, de a háborús gyártási problémák, valamint a Mark 37 hozzáadott súly- és helyigénye kizárta a Mark 33 fokozatos megszüntetését:

Jóllehet a régebbi berendezéseknél jobbak, a hatótávolsági őrben ([Mark 10]) a számítási mechanizmusok túl lassúak voltak, mind a kezdeti megoldások elérésében a cél első felvétele során, mind a cél manőverek által okozott gyakori változások befogadásában. A [Mark 33] tehát egyértelműen nem volt megfelelő, amint azt néhány megfigyelő jelezte az ellenségeskedést megelőző szimulált légitámadási gyakorlatokon. A hiányosság súlyosságának végleges felismerését és a pótlási tervek megindítását azonban késleltették az alábbi fedélzeti helynehézségek, amelyeket a [Mark 28] csere kapcsán említettünk. Ezen túlmenően a zsúfolt háborús produkciós programban a régebbi és kevésbé hatékony rendezői rendszerek cseréjének prioritásai voltak felelősek azért, hogy a [Márk 33] szolgáltatása meghosszabbodott az ellenségeskedés megszűnéséig.

Mark 37 GFCS

Az amerikai haditengerészet rendeleti irodája szerint

Míg a hibák nem voltak túlzott mértékűek, és a Mark 33 a második világháború meglehetősen későig gyártásban maradt, az Iroda 1936-ban, csak 2 évvel a Mark 33 első telepítése után, megkezdte a továbbfejlesztett igazgató fejlesztését. A súlycsökkentés célja nem teljesült, mivel az eredményül kapott rendezői rendszer körülbelül 8000 fonttal (3600 kg) többet nyomott, mint a felszerelés, amelyet le kellett volna cserélni, de a programból kibontakozott Gun Director Mark 37 olyan erényekkel rendelkezett, amelyek több mint ellensúlyozták extra súlyát. Noha az általa nyújtott fegyverparancsok megegyeztek a Mark 33-val, nagyobb megbízhatósággal látta el őket, és általában jobb teljesítményt nyújtott 5 hüvelykes (13 cm) fegyverelemmel, akár felszíni, akár légi járművekhez használták őket. Sőt, a stabil elemet és a számítógépet, ahelyett, hogy az igazgató házában lenne, a fedélzet alá helyezték, ahol kevésbé voltak kitéve a támadásnak, és kevésbé veszélyeztették a hajó stabilitását. A kialakítás a radar végleges hozzáadását írta elő, amely később lehetővé tette a vaklövést az igazgatóval. Valójában a Mark 37 rendszert szinte folyamatosan fejlesztették. 1945 végére a berendezés 92 módosításon ment keresztül - ami majdnem kétszerese az ilyen típusú igazgatók számának, akik 1941. december 7-én voltak a flottában. A beszerzés végül 841 darabot tett ki, ami jóval meghaladja a 148 000 000 dollárt. Rombolók, cirkálók, csatahajók, szállítóeszközök és sok segédszervezet használta az igazgatókat, az egyes létesítmények a rombolók fedélzetétől a csatahajókon négyig változtak. A 33-as és 37-es fegyverparancsnokok fejlesztése az Egyesült Államok flottájának jó nagy hatótávolságú tűzellenőrzést biztosított a támadó repülőgépek ellen. De bár ez a legégetőbb problémának tűnt abban az időben, amikor a berendezéseket fejlesztés alá helyezték, a légvédelem teljes problémájának csak egy része volt. Közeli távolságokon a rendezők pontossága meredeken esett; még a köztes tartományoknál is sok kívánnivalót hagytak. A berendezések súlya és mérete a gyors mozgás ellen küzdött, ami megnehezítette az egyik célpontról a másikra való áttérést. Tehát hatékonyságuk fordított arányban volt a veszély közelségével.

A számítógép 1935-re a Ford Mark 1 számítógépként készült el. A magasságváltoztatásra vonatkozó információk lehetővé tették a teljes megoldást a repülőgép célpontjai számára, amelyek óránként 400 mérföldnél (640 km / h) haladtak. A Sims osztálytól kezdődő rombolók e számítógépek egyikét alkalmazták, legfeljebb négy csatahajót. A rendszer hatékonysága a repülőgépekkel szemben a repülőgépek gyorsabbá válásával csökkent, de a második világháború vége felé frissítéseket hajtottak végre a Mark 37 rendszeren, és kompatibilisé tették a VT (változó idő) közelségüzem fejlesztésével, amely akkor robbant fel. a cél közelében, nem pedig időzítő vagy magasság alapján, ami nagyban növeli annak valószínűségét, hogy bármelyik héj elpusztítsa a célt.

Mark 37 igazgató

Mark 37 igazgató, az USS  Cassin Young romboló hídja felett , háború utáni SPG-25 radarantennával felszerelve

A Mark 37 Director funkciója, amely inkább "fülekkel", mintsem fegyverekkel ellátott toronyhoz hasonlít, az volt, hogy nyomon kövesse a célpont jelenlegi helyzetét csapágyban, magasságban és hatótávolságban. Ehhez rendelkeztek optikai irányzékokkal (az elülső négyszögletes ablakok vagy nyílások), optikai távolságmérővel (mindkét oldalon kinyúló csövek vagy fülek), későbbi modellekkel pedig tűzvédelmi radarantennákkal. A téglalap alakú antenna a Mark 12 FC radarhoz, a bal oldali parabolikus antenna ("narancshéj") a Mark 22 FC radarhoz tartozik. A repülőgépek nyomon követését javító fejlesztés részesei voltak.

Az igazgatónak volt egy meggyilkolt látványa is, amellyel gyorsan irányította az igazgatót egy új cél felé. A csatahajókra legfeljebb négy Mark 37 ágyú tűzvédelmi rendszert telepítettek. Egy csatahajón az igazgatót 1 védte + 1 / 2 inch (38 mm) a páncél, és a súlya 21 tonna. A Mark 37 rendezőjét , az ifj. USS  Joseph P. Kennedy fedélzetén 13 hüvelyk páncéllemez védi, súlya 16 tonna.

5 hüvelykes (127 mm) fegyver a Fletcher- osztályú USS  David W. Taylor rombolón

A stabil elemtől érkező stabilizáló jelek mentesítették az optikai irányító távcsöveket, a távolságmérőt és a radarantennát a fedélzet billentésének hatásaitól. A távolságmérő tengelyét vízszintesen tartó jelet "keresztszintnek" nevezték; az emelkedés stabilizálását egyszerűen "szintnek" nevezték. Noha a stabil elem a Plot fedélzete alatt volt, a Mark 1 / 1A számítógép mellett, belső kardántengelyei csapágyban és magasságban követték az igazgató mozgását, így közvetlenül szolgáltatták a szint és a többszintű adatokat. Ehhez pontosan, amikor a tűzvédelmi rendszert először telepítették, egy több szakaszban dolgozó földmérő áthelyezte a fegyvervezető pozícióját a Plotba, így az stabil elem saját belső mechanizmusa megfelelően illeszkedett az igazgatóhoz.

Noha a távolságmérőnek jelentős tömege és tehetetlensége volt, a keresztszintű szervót általában csak enyhén terhelték meg, mert a távolságmérő saját tehetetlensége lényegében vízszintesen tartotta; a szervo feladata általában egyszerűen az volt, hogy a távolságmérő és a távcsövek vízszintesen maradjanak.

A Mark 37 rendező vonat (csapágy) és magassági hajtásait DC motorok hajtották, amelyeket az Amplidyne rotációs teljesítményerősítő generátorokból tápláltak. Bár az Amplidyne vonatot több kilowatt maximális teljesítményre értékelték, bemeneti jele egy 6L6 audiosugaras tetródos vákuumcső (szelepek, az Egyesült Királyságban) párjából származott.

Tervező szoba

A csatahajókban a másodlagos akkumulátoros helyiségek a vízvonal alatt és a páncélöv belsejében voltak. Négy teljes tűzvédelmi felszerelést tartalmaztak, amelyek négy célpont célzásához és lőéséhez szükségesek. Minden készlet tartalmazott egy Mark 1A számítógépet, egy Mark 6 stabil elemet, FC radar vezérlőket és kijelzőket, parallaxis korrektorokat, kapcsolótáblát és embereket, akik mindet működtették.

(A 20. század elején az egymást követő tartományokat és / vagy a csapágyleolvasásokat valószínűleg kézzel vagy tűzvédelmi eszközökkel (vagy mindkettővel) ábrázolták. Az emberek nagyon jó adatszűrők voltak, amelyek képesek voltak hasznos trendvonalat ábrázolni kissé inkonzisztens leolvasások mellett . A Mark 8 Rangekeeper tartalmazott egy plottert is. A tűzellenőrző helyiség megkülönböztető neve gyökeret vert, és akkor is fennmaradt, ha nem voltak plotterek.)

Ford Mark 1A tűzvédelmi számítógép

Jelölje meg az 1A számítógépet

A Mark 1A tűzvédelmi számítógép egy elektromechanikus analóg ballisztikus számítógép volt. Eredetileg a Mark 1-et jelölték, a tervmódosítások elég kiterjedtek voltak ahhoz, hogy "Mark 1A" -ra változtassák. A Mark 1A a második világháború után jelent meg, és beépíthette a Bell Labs Mark 8 tűzvédelmi számítógéphez kifejlesztett technológiát . A matrózok 62 x 38 x 45 hüvelyk (1,57 x 0,97 x 1,14 m) méretű doboz körül álltak. Annak ellenére, hogy széles körű alumíniumötvözet-keret (beleértve a vastag belső mechanizmus tartólemezeket) és a legtöbb esetben alumíniumötvözetből készült számítási mechanizmusok felhasználásával épült, súlya annyi volt, mint egy autóé, körülbelül 3 125 font (1417 kg), a Star Shell Computer Mark segítségével 1 hozzáadva további 215 fontot (98 kg). 115 voltos váltakozó áramú, 60 Hz-es egyfázisú áramot és jellemzően néhány ampert vagy még kevesebbet használt. A legrosszabb esetleges hibakörülmények között a szinkronjai látszólag akár 140 ampert, vagy 15 000 wattot is le tudtak meríteni (kb. Annyi, mint 3 ház, ha kemencét használnak). A számítógép szinte minden be- és kimenete szinkronnyomaték-adók és -vevők által történt.

Feladata az volt, hogy automatikusan irányítsa a fegyvereket, hogy egy kilőtt lövedék ütközzen a céllal. Ez ugyanaz a funkció, mint a fő akkumulátor Mark 8 Rangekeeper-jének, amelyet a Mark 38 GFCS-ben használt, azzal a különbséggel, hogy néhány cél, amellyel a Mark 1A-nak meg kellett birkóznia, szintén magasságban mozgott - és sokkal gyorsabban. Felszíni célpont esetén a másodlagos akkumulátor tűzvédelmi problémája megegyezik az azonos típusú bemenetekkel és kimenetekkel rendelkező fő akkumulátorokkal. A két számítógép közötti fő különbség a ballisztikai számításuk. Az 5 hüvelykes (130 mm) héj 9 tengeri mérföldre (17 km) vetítéséhez szükséges fegyvermagasság nagymértékben különbözik attól a magasságtól, amely szükséges egy 16 hüvelykes (41 cm) löveg azonos távolságra való vetítéséhez.

Működés közben ez a számítógép megkapta a céltartományt, a csapágyat és a magasságot a pisztolyigazgatótól. Amíg az igazgató a célponton volt, a számítógép tengelykapcsolói zárva voltak, és a pisztolyigazgató mozgása (a hatótávolság változásával együtt) arra késztette a számítógépet, hogy a célmozgás belső értékeit a célértékkel megegyező értékekre konvergálja. Konvergálás közben a számítógép segített nyomon követési ("generált") tartományt, csapágyat és magasságot adott a pisztoly igazgatójának. Ha a célpont egyenes vonalú pályán maradt állandó sebességgel (és repülőgépek esetén a magasság állandó változásának sebessége ("emelkedési sebesség")), akkor az előrejelzések pontosak lettek, és további számításokkal helyes értékeket adtak a a pisztoly vezetési szöge és az üzemanyag-beállítás.

Pontosabban: a célpont mozgása vektor volt, és ha ez nem változott, akkor a generált tartomány, a csapágy és a magasság akár 30 másodpercig is pontos volt. Amint a cél mozgásvektora stabilizálódott, a számítógép kezelői elmondták a fegyverparancsnoknak ("Megoldási terv!"), Aki általában parancsot adott a lövöldözés megkezdésére. Sajnos ez a célmozgatási vektor következtetésének folyamata általában néhány másodpercet igényelt, ami túl sokáig tarthat.

A cél mozgásvektorának meghatározását elsősorban pontos állandó fordulatszámú motorral, korong-golyó-görgős integrátorokkal, nemlineáris bütykökkel, mechanikus felbontókkal és differenciálművekkel végezték. Négy speciális koordináta-átalakító, amelyek mindegyike részben olyan mechanizmussal rendelkezik, mint egy hagyományos számítógépes egér, a kapott javításokat célmozgatási vektor-értékekké alakította. A Mark 1 számítógép megkísérelte a koordináták átalakítását (részben) egy téglalap-polár átalakítóval, de ez nem működött olyan jól, ahogyan azt kívánták (néha megpróbálták negatívvá tenni a célsebességet!). Az 1A jelet meghatározó tervmódosítások egy része átgondolta, hogy miként lehet a legjobban használni ezeket a speciális koordináta-átalakítókat; a koordináta-átalakító ("vektormegoldó") megszűnt.

A stabil elem, amelyet a mai terminológiában függőleges giroszkópnak neveznének, stabilizálta a látnivalókat az igazgatóban, és adatokat szolgáltatott a fegyverparancsok stabilizáló korrekcióinak kiszámításához. A fegyver vezetési szögei azt jelentették, hogy a fegyverstabilizáló parancsok eltérnek azoktól, amelyek szükségesek az igazgató látószögének stabilan tartásához. A fegyverstabilizáló szögek ideális kiszámításához a matematikai kifejezésben nem praktikus számú kifejezés szükséges, ezért a számítás közelítő volt.

Az ólomszögek és az időzavar beállításának kiszámításához a célmozgás vektor összetevői, valamint annak hatótávolsága, magassága, széliránya és sebessége, valamint a saját hajó mozgása együttesen megjósolja a cél helyét, amikor a kagyló eléri azt. Ezt a számítást elsősorban mechanikus felbontókkal ("alkatrészmegoldók"), szorzókkal és differenciálművekkel, de a négy háromdimenziós bütykök egyikével végezték.

Az előrejelzések alapján a másik három háromdimenziós bütykök adatokat szolgáltattak a fegyver és a lőszer ballisztikájáról, amelyre a számítógépet tervezték; nem használható más méretű vagy típusú fegyverhez, csak újjáépítéssel, amely hetekig is eltarthat.

A számítógép szervói pontosan megnövelték a nyomatékot, hogy minimalizálják a számítási mechanizmusok kimenetére nehezedő terhelést, ezáltal csökkentve a hibákat, és elhelyezték azokat a nagy szinkronokat is, amelyek továbbították a fegyverparancsokat (csapágy és magasság, látási vezetési szögek és időzavar beállítása). Ezek elektromechanikusak voltak " bang-bang ", mégis kiváló teljesítményt nyújtott.

A légvédelmi tűzvédelmi probléma bonyolultabb volt, mert további követelménye volt, hogy a célt magasságban kövesse nyomon, és három dimenzióban előrejelzést készítsen. A Mark 1A kimenetei megegyeztek (pisztoly csapágyazása és magassága), kivéve az üzemanyag idejét. Az üzemanyag-időre azért volt szükség, mert a gyors mozgó repülőgép lövedékkel történő közvetlen elütésének ideálja nem volt praktikus. A héjba beállított égési idővel azt remélték, hogy az elég közel a célhoz robban, hogy a lökéshullámmal és repeszekkel elpusztítsa. A II. Világháború vége felé a VT közelségi üzem feltalálása kiküszöbölte az üzemanyag-idő kiszámításának szükségességét és annak lehetséges hibáját. Ez nagymértékben növelte a légi cél megsemmisítésének esélyét. A digitális tűzvédelmi számítógépeket csak az 1970-es évek közepén vezették be.

A fegyveres igazgató központi célzása kisebb bonyodalommal jár, hogy a fegyverek gyakran elég távol vannak az igazgatótól ahhoz, hogy parallaxis korrekciót igényeljenek, így helyesen céloznak. A Mark 37 GFCS-ben a Mark 1 / 1A parallaxis adatokat küldött minden fegyvertartóra; mindegyik tartónak meg volt a saját léptéktényezője (és "polaritása"), amely a vonat (csapágy) hajtás (szervo) vevő-szabályozó (vezérlő) belsejében volt beállítva.

Története során kétszer változtatták meg a belső léptéktényezőket, feltehetően a sebességfokozatok megváltoztatásával. A célsebességnek kemény felső határa volt, amelyet mechanikus ütközés állított be. Eredetileg 300 csomó (350 mph; 560 km / h) volt, majd minden újjáépítéskor megduplázódott.

Ezeket a számítógépeket a Ford Instrument Company építette, Long Island City, Queens, New York. A cég nevét Hannibal C. Fordról , zseniális tervezőről és a vállalat főnökéről kapta . Speciális szerszámgépek megmunkált homlokbütykök barázdáit és pontosan másolt 3D-s ballisztikai bütykök

Általánosságban elmondható, hogy ezek a számítógépek nagyon jól megtervezettek és gyártottak voltak, nagyon robusztusak és szinte problémamentesek voltak, a gyakori tesztek magukban foglalták az értékek megadását a kézi karokon keresztül és az eredmények leolvasását a tárcsákon, az időmotor leállításával. Ezek statikus tesztek voltak. A dinamikus teszteket hasonlóan hajtották végre, de az "idővonal" (integrátorok) kíméletes kézi gyorsítását alkalmazták az esetleges csúszási hibák megelőzésére, amikor az időmotort bekapcsolták; az időmotort kikapcsolták a futás befejezése előtt, és a számítógépet hagyták lefelé gördülni. Az idővonal egyszerű kézi forgatása a dinamikus tesztet a kívánt végpontra hozta, amikor a tárcsákat elolvasták.

Ahogy az ilyen számítógépekre jellemző volt, a kar forgatása a kézi forgattyú támasztékán lehetővé tette az adatok automatikus fogadását és kikapcsolta a kézi forgattyú hajtóművét. A másik irányba fordult, a sebességváltó be volt kapcsolva, és a vevő szervomotorjának áramellátása megszakadt.

A számítógép mechanizmusait (beleértve a szervókat is) remekül, sok kiváló illusztrációval írják le a haditengerészet OP 1140 kiadványa .

Az Országos Levéltárban vannak fényképek a számítógép belsejéről; némelyik weboldalon található, és néhányat negyed fordulattal forgattak.

Stabil elem

Mark 6 stabil elem

A Mark 6 stabil elem (a képen ) funkciója ebben a tűzvédelmi rendszerben megegyezik a Mark 41 stabil függőleges funkcióval a fő akkumulátor rendszerben. Ez egy függőleges kereső giroszkóp (mai értelemben "vertikális giroszkóp"), amely stabil felfelé irányítja a rendszert egy gördülő és dobó hajón. Felszíni üzemmódban az igazgató magassági jelét helyettesíti. Ezenkívül rendelkezik a felszíni módú kilövő gombokkal.

Olyan giroszkópon alapszik, amely úgy áll fel, hogy forgástengelye függőleges legyen. A giroszkóp rotor háza alacsony fordulatszámon forog, 18 fordulat / perc nagyságrendű. A ház ellentétes oldalán két kicsi tartály található, amelyek részben higannyal vannak feltöltve és kapilláris csővel vannak összekötve. A higany az alsó tartályba áramlik, de lassan (néhány másodpercig) a cső korlátozása miatt. Ha a giroszkóp forgástengelye nem függőleges, akkor az alsó tartályban lévő hozzáadott súly áthúzza a házat, ha nem a giroszkóp és a ház forgása lenne. Ez a forgási sebesség és a higany áramlási sebessége együtt a legnehezebb tartályt helyezi a legjobb helyzetbe, hogy a giroszkóp a vertikális irányába haladjon.

Amikor a hajó sebességgel gyorsan változik, a fordulás miatti gyorsulás elegendő lehet a giroszkóp megzavarásához és a valódi függőlegestől való eltéréshez. Ilyen esetekben a hajó girokompaszja kikapcsoló jelet küld, amely bezárja a mágnesszelepet, hogy megakadályozza a tartályok közötti higanyáramlást. A gyro sodrása elég alacsony ahhoz, hogy rövid ideig ne számítson; amikor a hajó folytatja a tipikusabb cirkálást, az emelő rendszer kijavítja az esetleges hibákat.

A Föld forgása elég gyors ahhoz, hogy javításra szoruljon. Egy kis állítható súly egy menetes rúdon és egy szélességi skála teszi a giroszkópot a Föld ekvivalens szögsebességével az adott szélességi fokon precesszává. A súly, annak méretaránya és a váz egy szinkronnyomaték-vevő tengelyére van felszerelve, amelyet a giroszkóp iránytűjének hajóút-adatai táplálnak, és amelyet a ház-forgató motor hajtott differenciális szinkron kompenzál. A működő kis kompenzátor földrajzi orientációjú, így a súly tartótartója keletre és nyugatra mutat.

A giroszkóp tetején, a kompenzátor felett, közvetlenül a közepén található egy kis feszültségű váltakozó áramú tápláló gerjesztő tekercs. E fölött egy sekély, fekete színű, fából festett tál van, fordítva. A felületén barázdákban két tekercs van, amelyek lényegében olyanok, mint a két 8-as ábra, de inkább D betű és tükörképe hasonlítanak egymásra, átmérőjű keresztezéssel kört alkotva. Az egyik tekercs 90 fokkal elmozdul. Ha az edény (az úgynevezett "esernyő") nincs középre állítva a gerjesztőtekercs felett, egyik vagy mindkét tekercsnek van egy kimenete, amely az eltolást képviseli. Ezt a feszültséget fázison detektálják és felerősítik két egyenáramú szervomotor meghajtására, hogy az ernyőt egy tekercsbe állítsák.

Az ernyőtámasz kardántengelyek a fegyver irányítójával együtt forognak, a szervomotorok szintet és keresztszintet stabilizáló jeleket generálnak. A Mark 1A igazgató csapágy vevő szervója a stabil elemben levő kardánkeretet a két eszköz közötti tengelyen keresztül hajtja, a Stable Element szint- és keresztszintű szervói pedig további két tengelyen keresztül juttatják vissza ezeket a jeleket a számítógéphez.

(Az 1950-es évek végi rombológépek fedélzetén lévő szonár tűzjelző számítógép stabil és stabilizáláshoz szükséges gördülési és hangmagasság-jeleket igényelt, így a szinkronokat, a felbontókat és a szervókat tartalmazó koordináta-átalakító az utóbbit a fegyver irányítójának csapágyából, szintjéből és keresztszintjéből számította ki.)

Tűzvezető lokátor

A Mark 37 GFCS-nél használt tűzvédelmi radar fejlődött. Az 1930-as években a Mark 33 Directornak nem volt radarantennája. Az Egyesült Államokbeli Tizard misszió a USN számára fontos adatokat szolgáltatott az Egyesült Királyság és a Királyi Haditengerészet radartechnológiájáról és a tűzellenőrző radarrendszerről. 1941 szeptemberében az első téglalap alakú Mark 4 tűzvédelmi radarantennát a Mark 37 Directorra szerelték fel, és 1942 közepére az USN Directors közös jellemzőjévé vált. Hamarosan a repülőgépek gyorsabban repültek, 1944-ben pedig a sebesség és a pontosság növelése érdekében helyébe a Mark 12 (téglalap alakú antenna) és a Mark 22 (parabolikus antenna) "narancshéj" radarok kombinációja lépett. ( képünkön ) az 1950-es évek végén a Mark 37 igazgatóinak kerek, perforált edényekkel ellátott Western Electric Mark 25 X sávú kúpos pásztázású radarjai voltak. Végül a kör alakú SPG 25 antennát szerelték a tetejére.

További információk: Tűzvédelmi radar

Mark 38 GFCS

A Mark 38 fegyvertűzvédelmi rendszer (GFCS) vezérelte az iowai osztályú csatahajók nagy akkumulátorfegyvereit . A Mark 38 GFCS által használt radarrendszerek sokkal fejlettebbek voltak, mint a japánok által a második világháborúban használt primitív radarkészletek. A fő alkatrészek az igazgató, a teremterv és az összekötő adatátviteli berendezések voltak. A két rendszer, előre és hátul, teljes és független volt. Tervező helyiségeiket elkülönítették, hogy megvédjék az egyikről a másikra terjedő harci károkat.

Rendező

Mark 38 igazgató

Az elülső Mark 38 Director (a képen ) a tűzirányító torony tetején volt. A rendezőt optikai irányzékokkal, optikai Mark 48 távolságmérővel (a hosszú, vékony dobozokkal, amelyek mindkét oldalon kilógnak) és egy Mark 13 tűzvédelmi radar antennával (a tetején ülő téglalap alakú) szerelték fel. Az igazgató célja az volt, hogy nyomon kövesse a célpont jelenlegi irányát és hatótávolságát. Ez optikailag megtehető a bent lévő férfiakkal a látnivalók és a távolságmérő segítségével, vagy elektronikusan a radarral . (A tűzellenőrző radar volt az előnyben részesített módszer.) A célpont jelenlegi helyzetét látótérnek (LOS) hívták, és szinkronmotorokkal folyamatosan küldték le a tervezőbe . Amikor nem használta a radar kijelzőjét a foltok meghatározásához, az igazgató volt az optikai mérőállomás.

Tervező szoba

USS Missouri ' s fő cselekmény, c. 1950

Az elülső fő akkumulátor-ábrázoló helyiség a vízvonal alatt és a páncélszalag belsejében volt. Ebben helyet kapott az elülső rendszer Mark 8 rangadója, a Mark 41 stabil függőleges, a Mark 13 FC radar vezérlők és kijelzők, a parallaxis korrektorok, a tűzirányító kapcsolótábla, a harci telefon kapcsolótáblája, az akkumulátor állapotjelzői, a tüzérségi tisztek segédjei és a tűzvédelmi vezetők (1954 között) és 1982-ben az FC-ket tűzvédelmi technikusnak (FT) nevezték ki).

Mark 8 Rangekeeper

A Mark 8 Rangekeeper egy elektromechanikus analóg számítógép volt, amelynek feladata a fegyver csapágyának és magasságának (LOF) folyamatos kiszámítása volt, hogy elérje a cél jövőbeli helyzetét. Ezt úgy tette meg, hogy automatikusan információt kapott az igazgatótól (LOS), az FC Radartól (hatótávolság), a hajó girokompaszjától ( a hajó valódi iránya), a hajók Pitometer naplójától (a hajó sebessége), a Stabil függőlegestől (a hajó fedélzetének dőlése, szintként érzékelve) és a keresztszint), valamint a hajó szélmérője (relatív szélsebesség és irány). Ezenkívül a felszíni akció megkezdése előtt az FT manuálisan bevitte az elem lövegcsövéből kilőtt lövedékek átlagos kezdeti sebességét és a légsűrűséget. Mindezen információk birtokában az őrőr kiszámította a hajója és a cél közötti relatív mozgást. Ezután kiszámíthatja az eltolás szögét és a tartomány változását a célpont jelenlegi helyzete (LOS) és a lövedék repülési ideje végén a jövőbeli helyzet között. Ehhez a csapágy- és hatótávolság-korrekcióhoz hozzáadta a gravitáció, a szél, a forgó lövedék Magnus-effektusának korrekcióit , stabilizálva a stabil függőleges jeleket, a Föld görbületét és a Coriolis-effektust . Ennek eredményeként a torony csapágy- és magassági sorrendje (LOF) lett. A felszíni akció során a hatótávolságot és az elhajlást A foltokat és a célmagasságot (a fegyvertűz-támogatás során nem nulla) manuálisan adtuk meg.

Mark 41 Stabil függőleges

A Mark 41 Stable Vertical függőleges kereső giroszkóp volt, és feladata az volt, hogy megmondja a rendszer többi tagjának, hogy melyik út áll fel egy gördülő és dobó hajón. Tartotta az akkumulátor kilövő gombjait is.

A Mark 13 FC radar szolgáltatta a jelenlegi céltávolságot, és megmutatta a cél körüli lövés esését, így a lövésztiszt korrigálhatta a rendszer célját a távolságőrrel és az irányítóba helyezett elhajlási foltokkal. Automatikusan nyomon követheti a célpontot is az igazgató csapágyhajtásának vezérlésével. A radar miatt a tűzvédelmi rendszerek képesek nagyobb távolságra és nagyobb pontossággal nyomon követni és lőni a célpontokat nappal, éjszaka vagy zord időben. Ezt 1942 novemberében mutatták be, amikor az USS  Washington csatahajó éjszakánként 18.500 yard (16.900 m) hatótávolságon Kirishima császárrablóját, a japán császári haditengerészet haditengerészét vette fel. Az eljegyzés lángokban hagyta Kirishimát , és legénysége végül elkergette. Ez az Egyesült Államok haditengerészetének nagy előnyt biztosított a második világháborúban, mivel a japánok nem fejlesztettek radart vagy automatikus tűzirányítást az amerikai haditengerészet szintjére, és jelentős hátrányban voltak.

A parallaxis korrektorokra azért van szükség, mert a tornyok több száz méterre vannak az igazgatótól. Minden toronyhoz tartozik egy, és mindegyiknél a torony és a rendező távolsága manuálisan be van állítva. Automatikusan megkapják a relatív céltengelyt (a saját hajó orrából történő csapágyazást) és a céltartományt. Korrigálták az egyes tornyok csapágyazási sorrendjét úgy, hogy az összes szalonban lőtt lövedék ugyanarra a pontra közeledett.

Tűzvédelmi kapcsolótábla

A tűzirányító kapcsolótábla konfigurálta az akkumulátort. Ezzel a lövésztiszt összekeverhette a három tornyot a két GFCS-hez. Megkaphatta a tornyokat, amelyeket mind az elülső rendszer irányított, mind a hátsó rendszer irányított, vagy feloszthatta az elemet, hogy két célra lőjön.

A tüzérségi tisztek és a tűzvédelmi technikusok segédje működtette a berendezést, hangos telefonon beszélt a tornyokkal és a hajó parancsnokságával , és figyelte az Rangekeeper tárcsáit és a rendszer állapotjelzőit a problémákra. Ha probléma merül fel, kijavíthatják a problémát, vagy átkonfigurálhatják a rendszert annak hatásának enyhítése érdekében.

Mark 51 tűzvédelmi rendszer

Mark 51 Rendező Mark 14 (40 mm) pisztolylátóval

A Bofors 40 mm-es légvédelmi ágyúk vitathatatlanul a legjobb könnyű légvédelmi fegyverek voltak a második világháborúban, amelyeket az Egyesült Államok és az Egyesült Királyság flottájának szinte minden nagyobb hadihajójában alkalmaztak 1943 és 1945 között. akkora hajók, mint a romboló kíséret, vagy nagyobbak, ha a nagyobb sebesség érdekében elektromos-hidraulikus hajtásokkal és a Mark 51 Director (a képen ) a nagyobb pontossággal párosul , a Bofors 40 mm-es fegyver félelmetes ellenfél lett, amely az összes lelőtt japán repülőgép nagyjából a felét tette ki 1944. október 1. és 1945. február 1. között.

Mark 56 GFCS

Ez a GFCS egy közepes hatótávolságú, légvédelmi ágyú tűzirányító rendszer volt. Nagy sebességű szubszonikus repülőgépek ellen való használatra tervezték. Felszíni célpontok ellen is használható. Kettős ballisztikus rendszer volt. Ez azt jelenti, hogy képes volt egyszerre előállítani fegyverparancsokat két különböző típusú fegyvernek (pl .: 5 "/ 38cal és 3" / 50cal) ugyanazon cél ellen. Mark 35 radarja képes volt automatikus nyomkövetésre a csapágyban, a magasságban és a tartományban, amely ugyanolyan pontos volt, mint bármelyik optikai nyomkövetés. Az egész rendszert az alábbi fedélzetekről lehetett irányítani: Plotting Room, az igazgató személyzetével vagy anélkül. Ez lehetővé tette a célok gyors megszerzését, amikor a célt először észlelték és kijelölték a hajó légkereső radarjával, és a fedélzetről még nem volt látható. A célmegoldás ideje kevesebb, mint 2 másodperc volt a Mark 35 radar "Lock on" után. A második világháború vége felé tervezték, nyilvánvalóan válaszul a japán kamikaze repülőgép-támadásokra. Ivan Getting fogalmazta meg , akit Oral történelmének vége közelében emlegettek , és összekötő számítógépét Antonín Svoboda tervezte . Pisztolyvezetője nem volt doboz alakú, és nem rendelkezett optikai távolságmérővel. A rendszert négyfős személyzet vezette. Az igazgató bal oldalán volt a pilótafülke, ahol az ellenőrző tiszt állt az ülő igazgató operátor mögött (más néven Pointer igazgató). A Plot fedélzete alatt volt a Mark 4 radarkonzol, ahol a radarkezelő és a radarkövető ült. A rendező mozgása korlátlan volt, mert talapzatán csúszógyűrűk voltak. (A Mark 37 fegyverigazgató kábelkapcsolattal rendelkezett a hajótesthez, és időnként „letekerni kellett”.) Ezen a weboldalon a 26E8. Ábra jelentős részletességgel mutatja az igazgatót. A rendszer magyarázó rajzai bemutatják a működését, de fizikai megjelenésében vadul különböznek a tényleges belső mechanizmusoktól, talán szándékosan is. Az összekapcsoló számítógép mechanizmusának jelentős leírását azonban elhagyja. Ez a fejezet kiváló részletes hivatkozás, amely megmagyarázza a rendszer tervezésének nagy részét, amely több szempontból is meglehetősen ötletes és előremutató.

Az USS  New Jersey 1968-as Vietnám melletti szervizelésére történő frissítésében három Mark 56 ágyú tűzvédelmi rendszert telepítettek. Kettő mindkét oldalon a hátsó verem előtt, egy pedig a hátsó árboc és a hátsó Mark 38 Director torony között. Ez megnövelte New Jersey légvédelmi képességét, mert a Mark 56 rendszer gyorsabb gépekre képes nyomon követni és lőni.

Mark 68 GFCS

5 hüvelykes Mark 42 lövegtorony

Az 1950-es évek elején bevezetett Mark 68 a Mark 37 frissítése volt, amely hatékony volt a levegő és a felszíni célok ellen. Kombinálta az emberrel ellátott felsőoldali rendezőt, a kúpos letapogató és nyomkövető radart, egy analóg számítógépet a ballisztikai megoldások kiszámításához és egy giroszkóp stabilizáló egységet. A pisztolyigazgatót egy nagy igába szerelték, és az egész rendező keresztirányban stabilizálódott (a járom forgástengelye). Ez a tengely függőleges síkban volt, amely magában foglalta a látóvonalat.

Legalább 1958-ban a számítógép a Mark 47 volt, egy hibrid elektronikus / elektromechanikus rendszer. Némileg hasonlít a Mark 1A-hoz, a korábbi gépek mechanikus helyett elektromos nagy pontosságú felbontókkal rendelkeztek, és szorozva precíziós lineáris potenciométerekkel. Ennek ellenére még mindig voltak tárcsa / henger integrátorai, valamint tengelye volt a mechanikai elemek összekapcsolására. Míg a Mark 1A nagy részéhez való hozzáférés időigényes és gondos szétszerelést igényelt (egyes esetekben gondolkodási napok, esetleg mélyen eltemetett mechanizmusokhoz való hozzáférés egy hétig), a Mark 47-et az előlapok mögé szerelt vastag tartólemezekre építették. csúszdák, amelyek lehetővé tették hat fő szakaszának kihúzását a házából, hogy bármely részéhez könnyen hozzáférhessenek. (A szakaszok kihúzva előre és hátra mozogtak; nehézek voltak, nem voltak ellensúlyozva. Általában egy hajó sokkal nagyobb szögben gördül át, mint amennyit lejt.) A Mark 47 valószínűleg 3-D bütykökkel rendelkezett a ballisztikához, de a nagyon nehéznek tűnik megszerezni.

A fő szakaszok közötti mechanikus összeköttetések a leghátsó szélső tengelyeken keresztül történtek, a tengelykapcsolók minden figyelem nélkül lehetővé tették a szétkapcsolást, és valószínűleg a rugózások is megkönnyítették az újracsatlakozást. Azt gondolhatnánk, hogy a kimeneti tengely kézi forgatása egy kihúzott szakaszban rosszul illeszti a számítógépet, de az összes ilyen tengely adatátviteli típusa nem jelentett nagyságot; csak az ilyen tengelyek inkrementális forgása továbbította az adatokat, és a fogadó végén lévő különbségek összegezték. Ilyen mennyiség a mechanikus integrátor görgőjének kimenete; a henger helyzete az adott pillanatban lényegtelen; csak a növekmény és a csökkentés számít.

Míg a fegyverparancsok stabilizáló komponensének Mark 1 / 1A számításainak közelítésnek kellett lenniük, elméletileg pontosak voltak a Mark 47 számítógépben, amelyet egy elektromos rezolváló lánc számított ki.

A számítógép megtervezése a tűzvédelmi probléma újragondolásán alapult; egészen másként tekintettek rá.

Ennek a rendszernek a gyártása több mint 25 évig tartott. Digitális frissítés 1975-től 1985-ig állt rendelkezésre, és a 2000-es évekig működött. A digitális frissítést az Arleigh Burke osztályú rombolókban történő felhasználásra fejlesztették ki .

AN / SPG-53
Jelölje a 68-as rendezőt, amely tartalmazza az SPG-53.jpg-t
Jelölje meg a 68 GFCS igazgatót AN / SPG-53 radarantennával a tetején.
Származási ország Egyesült Államok
típus Fegyvertűz-ellenőrzés
Pontosság Tűzvédelmi minőség, háromdimenziós adatok

Az AN / SPG-53 az Egyesült Államok haditengerészetének fegyveres tűzvédelmi radarja volt, amelyet a Mark 68 löveg tűzvédelmi rendszerével együtt használtak. Az 5 "/ 54-es kaliberű Mark 42 fegyverrendszerrel együtt használták a Belknap- osztályú cirkálókon, a Mitscher- osztályú rombolókon, a Forrest Sherman- osztályú rombolókon, a Farragut- osztályú rombolókon, Charles F. Adams- osztályú rombolókon, a Knox- osztályú fregattokon is. mint mások.

Az amerikai haditengerészet számítógépes tűzvédelmi rendszerei

Mark 86 GFCS

Mark 45 könnyű fegyvertorony

Az amerikai haditengerészet 1961-ben digitális számítógépes fegyveres tűzvédelmi rendszert kívánt a pontosabb parti bombázás érdekében. A Lockheed Electronics 1965-ben gyártott prototípust AN / SPQ-9 radar tűzellenőrzéssel. A légvédelmi követelmény 1971-ig késleltette az AN / SPG-60 gyártását. A Mark 86 csak akkor kezdte meg a szolgálatot, amikor az atomhajtású rakétacirkálót üzembe helyezték. 1974 februárjában, majd az amerikai cirkálókra és kétéltű támadó hajókra telepítették. Az utolsó amerikai hajó, amely megkapta a rendszert, az USS  Port Royal 1994 júliusában kapott megbízást.

Az Aegis osztályú hajókon a Mark 86 vezérli a hajó 5 "/ 54-es kaliberű, Mark 45 típusú fegyvertartóit, és egyszerre akár két célpontot is képes összekapcsolni. Távoli optikai látórendszert is használ, amely egy teleobjektívvel ellátott TV-kamerát használ. az árbocra és az egyes világító radarokra szerelve.

Mark 34 fegyverfegyver-rendszer (GWS)

USS  Arleigh Burke

A Mark 34 Gun Weapon System különféle verziókban kapható. Az Aegis harci fegyverrendszer szerves része az Arleigh Burke osztályú irányított rakétapusztítókon és a módosított Ticonderoga osztályú cirkálókon . Kombinálja a Mark 45 5 "/ 54 vagy 5" / 60 kaliberű pisztolytartót, a Mark 46 optikai látórendszert vagy a Mark 20 elektro-optikai látórendszert és a Mark 160 Mod 4–11 lőfegyver-ellenőrző rendszert / a pisztolyos számítógépes rendszert. A Mark 34 GWS egyéb verzióit a külföldi haditengerészet, valamint az amerikai parti őrség használja, mindegyik konfigurációnak megvan a maga egyedi kamerája és / vagy fegyverrendszere. Használható felszíni hajók és közeli ellenséges repülőgépek ellen, valamint Naval Gunfire Support (NGFS) parti célpontok ellen.

Mark 92 tűzvédelmi rendszer (FCS)

Fő cikk: Mark 92 Irányított Rakéta Tűzvédelmi Rendszer
Jelölje meg a 75-ös fegyvert

A Mark 92 tűzvédelmi rendszert, a WM-25 rendszer amerikanizált változatát, amelyet Hollandiában terveztek, 1975-ben hagyták jóvá szervizelés céljából. A viszonylag kicsi és szigorú Oliver Hazard Perry osztályú fregatt fedélzetén telepítik a Mark 75 vezérlésére. Tengeri fegyver és a Mark 13 irányított rakétaindító rendszer (a rakétákat azóta eltávolították a Standard rakéta verziójának visszavonása óta). A PHM-ekben (nyugdíjas) használt Mod 1 rendszer, valamint az amerikai parti őrség WMEC és WHEC hajói egy légi vagy felszíni célpontot követhetnek nyomon a monopulzusos nyomkövetővel, valamint két felszíni vagy parti céllal. Az Oliver Hazard Perry osztályú fregattok a Mod 2 rendszerrel további levegő vagy felszíni célpontot képesek követni a külön pálya megvilágító radar (STIR) segítségével.

Mark 160 Gun Computing System

A Mark 34 fegyverfegyver rendszerben használt Mark 160 fegyvertartó rendszer (GCS) tartalmaz egy fegyverkonzolos számítógépet (GCC), egy számítógépes kijelző konzolt (CDC), egy mágnesszalagos magnót és -lejátszót, egy vízzáró szekrényt, amelyben a jeladat- átalakító található. és a pisztolyra szerelhető mikroprocesszor , a pisztolyra szerelhető kezelőpanel (GMCP) és a sebességmérő .

Lásd még

Megjegyzések

Idézetek

Bibliográfia

  • Campbell, John (1985). A második világháború hadifegyverei . Haditengerészeti Intézet Kiadó. ISBN   0-87021-459-4 .
  • Fairfield, AP (1921). Haditengerészet . A Lord Baltimore Press.
  • Fischer, Brad D. és Jurens, WJ (2006). "Gyors csatahajó tüzérség a második világháború idején: A tüzérségi forradalom, II. Rész". Hadihajó Nemzetközi . XLIII (1): 55–97. ISSN   0043-0374 .
  • Frieden, David R. (1985). A haditengerészeti fegyverrendszerek alapelvei . Haditengerészeti Intézet Kiadó. ISBN   0-87021-537-X .
  • Friedman, Norman (2008). Tengeri tűzerő: Csatahajó-fegyverek és tüzérség a Dreadnought-korszakban . Seaforth. ISBN   978-1-84415-701-3 .
  • Jurens, WJ (1991). "A csatahajó tüzérség alakulása az amerikai haditengerészetben, 1920–1945". Hadihajó Nemzetközi . XXVIII (3): 240–271. ISSN   0043-0374 .
  • Pollen, Antony (1980). A nagy tüzérségi botrány - Jütland misztériuma . Collins. ISBN   0-00-216298-9 .
  • Schleihauf, William (2001). "A Dumaresq és a Dreyer". Hadihajó Nemzetközi . Nemzetközi Haditengerészeti Kutatási Szervezet. XXXVIII (1): 6–29. ISSN   0043-0374 .
  • Schleihauf, William (2001). "A Dumaresq és a Dreyer, II. Rész". Hadihajó Nemzetközi . Nemzetközi Haditengerészeti Kutatási Szervezet. XXXVIII (2): 164–201. ISSN   0043-0374 .
  • Schleihauf, William (2001). "A Dumaresq és a Dreyer, III. Rész". Hadihajó Nemzetközi . Nemzetközi Haditengerészeti Kutatási Szervezet. XXXVIII (3): 221–233. ISSN   0043-0374 .

 Ez a cikk az Egyesült Államok Haditengerészetének webhelyeiről vagy dokumentumaiból származó nyilvános anyagokat tartalmaz  .

Külső linkek