美国海军的爱荷华级战列舰在第二次世界大战中能以多快的速度移动火炮来补偿海浪的摇摆运动?

2020.09.20 -

为了精确瞄准战列舰的主武器,人们在19世纪末发现,连续调平(尽管海面有运动,仍保持火炮对准目标)远比在船体滚动时,火炮瞬间水平时开火更精确。判断那一刻是非常困难的,因为意外的波浪运动,以及作出决定和炮弹离开炮弹之间的通信延迟。这可能需要几秒钟的时间,这将导致远距离的巨大误差。

在爱荷华州,到1938年,火炮通过炮塔中的动力驱动装置调平,与Mk 41稳定垂直方向相连。这是一个陀螺仪装置,它可以指示到地球中心的垂直线,不管船的横摇和纵摇如何。然后计算出甲板(和炮)与垂直方向的夹角。有了这项技术,枪可以保持在一个特定的角度相对于垂直。然后输入所有其他变量(其中有许多变量)来计算击中远处移动目标所需的水平和垂直平面上的精确角度。火炮保持在所需的高度和方向上,与船的运动无关。

美国海军的爱荷华级战列舰在第二次世界大战中能以多快的速度移动火炮来补偿海浪的摇摆运动?-1

在稳定的垂直单位的一边是枪的发射键。有三种选择……第一种是按住发射键,当舰船甲板与水平面平行时,火炮会自动射击。如果波浪的作用过于猛烈,动力驱动装置无法将火炮保持在目标上,则火炮将被设置在固定的高度,当按下钥匙时,它们会像以前一样,在甲板水平时开火。

仰角跟踪法更精确,因为如果你把枪固定在船的运动上,目标计算只是暂时正确的。即使炮弹沿着炮筒向下移动,角度也会发生变化,因此只有在炮弹离开炮筒时,计算才会正确。如果火炮是跟踪目标而不是固定目标,误差可以最小化,从而大大提高了精度。

最后的选择是覆盖Mk 41并手动开火。

美国海军的爱荷华级战列舰在第二次世界大战中能以多快的速度移动火炮来补偿海浪的摇摆运动?-1

火炮的上升速度是每秒15度,我认为这足够快,足以补偿相当沉重的滚动和俯仰。在12秒内完成40度的翻滚速度会很快。(这些数据来自于对一艘大型油轮在汹涌大海中的横摇计时,如YouTube上所示)这仅仅是每秒3度多,所以枪应该可以很容易地调整到这个水平。

炮塔的旋转速度是每秒4度,我想即使是快速改变航向也能应付。对于战列舰来说,在60秒内90度转弯是非常快的(我再次在YouTube上看到一艘海军驱逐舰高速转弯的视频),速度是每秒1.5度,因此炮塔的跟踪速度也比这快得多。

所以,这个问题的具体答案是垂直每秒15度,水平每秒4度。在几乎所有的情况下,无论是纵摇、横摇还是航向变化,16英寸火炮都足以跟踪远处的海军目标。当船瞬间水平时,火炮将自动开火,因为这是船舶运动最小的点,因此射击最准确。

只是需要注意的是,除了Mk41之外,还有许多其他出色的机械/电气设备参与了精确的射击。我把这一切都简化了,在这里只解释了对战舰自身运动的补偿。

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