为什么日本大和级炮塔的15米测距仪精度指标为40公里误差700米?
关于日本大和级战列舰主炮塔上15米测距仪的精度指标，即“40公里误差700米”，这背后涉及当时海军火炮射击技术和光学测距原理的诸多考量。下面我将尽可能详细地解释这一指标的含义以及可能的原因，力求用更贴近人类的语言来阐述：
首先，我们需要明白“测距仪”和“精度指标”是什么意思。
测距仪的作用：火炮瞄准的“眼睛”
在火炮射击中，准确地知道目标有多远，是首要也是最关键的一步。测距仪就像是大和级战列舰主炮手们的“眼睛”。通过测量目标到舰船的距离，然后将这个距离信息反馈给火控系统，火控系统才能计算出炮弹需要仰角多少才能命中。如果距离测不准，那么一切后续的瞄准和射击都将是徒劳。
大和级战列舰装备的是15米长的基线测距仪，这个长度非常惊人。基线越长，理论上测距的精度就越高。你可以想象一下，用两只眼睛（我们的大脑通过两眼之间的距离来判断远近，这个距离就是基线）看东西，比用一只眼睛看得更立体，也更容易判断距离。基线越宽，这种立体感和判断能力就越强。
精度指标“40公里误差700米”的含义：
这个指标可以这样理解：
目标距离： 40公里，也就是40,000米。这是当时远距离炮战的常见交战距离。
允许误差： 700米。这意味着，当目标位于40公里（40,000米）远时，测距仪测量出的距离，其实际误差可能在正负700米之间。
相对误差： 用更直观的百分比来看，700米 / 40,000米 ≈ 1.75%。也就是说，在最远的有效射程上，测距的相对误差大约在1.75%左右。
为什么会有这样的误差？以及为什么这个误差是可以接受的？
1. 光学测距的原理局限性（视差法）：
15米测距仪采用的是立体视觉测距法（也称视差法）。简单来说，就是通过改变内部镜子的角度，使得从两个固定点（也就是15米的基线两端）看到的同一个目标，其成像重合在一起。在这个目标重合的瞬间，通过测量内部镜子的角度变化，就可以计算出距离。
在目标距离非常远的时候，即使是15米的基线，两端视角观察同一目标所产生的夹角（视差角）会非常非常小。角度越小，对测量仪器本身的精度要求就越高，也越容易受到各种外界因素的影响。
空气的折射和散射： 当光线穿过大气层时，会发生折射（弯曲）和散射。尤其是在远距离，穿过的空气层厚度更大，空气密度、湿度、温度的微小变化都会影响光线的传播路径，导致测量结果出现偏差。比如，海面上升腾的水汽或雾气，都会对测距造成影响。
目标的不确定性： 战舰在海面上航行，不是一个静止的、清晰的固定点。它会有摇晃，目标上的结构可能也会有起伏。炮手需要识别出一个确定的点来测量，这个过程本身就会有主观性。
仪器的制造和校准： 即使是当时最先进的光学仪器，也存在制造公差和校准的极限。要将15米的基线精度做到绝对完美，在当时的工艺水平下是非常困难的。
2. 火控系统的补偿和炮弹的性能：
火控计算机的作用： 700米的误差听起来不小，但当时的火控计算机（比如日本的九一式射击盘等）能够根据测距仪提供的距离，结合火炮本身的参数（仰角、装药量、炮管磨损等）、风速、风向、甚至地球自转（科氏力）等多种因素，进行复杂的弹道计算，来修正射击诸元。
炮弹的弹道特性： 即使测距误差是700米，火控系统也可以通过一系列计算来调整炮弹的初速和仰角。
“散布界”概念： 战场上，一艘船并不会被一颗炮弹击中，而是会受到一系列炮弹组成的“散布界”的轰击。即使第一次测距有误差，经过火控计算和射击后，观察弹着点，再进行修正射击，可以逐步缩小弹着范围，直至命中目标。这个过程就是“校射”。
炮弹本身的散布： 炮弹本身在出膛和飞行过程中也会有散布，这是不可避免的。也就是说，即使测距和瞄准都做到理论上的完美，单发炮弹也有可能落在目标点附近。700米的测距误差，与炮弹本身的散布特性结合起来看，就显得没有那么绝对了。
3. 战术考量和实际运用：
“首轮命中”的难度： 在海战中，即使拥有顶尖的测距仪和火控系统，实现“首轮齐射就精确命中远距离目标”也是一个极其困难的任务。更多的场景是进行试射、修正、再射击的过程。
快速反应能力： 尽管测距有误差，但只要测距仪能相对快速地提供一个“大致正确”的距离，火控系统就能尽快地给出射击诸元，让炮弹飞出去。这比精确测量但耗费大量时间来得更重要，尤其是在激烈的炮战中。
“近失”比“远失”更重要： 对于大口径舰炮来说，弹着点在目标附近（近失）比弹着点偏离太远（远失）更有价值。近失的炮弹有更大的机会对目标造成损伤，并且为下次修正提供了更明确的指示。700米的误差在40公里这个距离上，允许弹着点在目标周围一个比较大的范围内，但仍然是可控的。
总结来说，大和级15米测距仪“40公里误差700米”的精度指标，代表了当时光学测距技术的顶峰之一，但同时也暴露了其固有的局限性。这个指标是：
受限于当时光学设计和制造工艺。
受限于远距离大气环境对光线传播的影响。
通过强大的火控系统和炮弹的弹道性能进行补偿。
在实战中，通过多轮射击和修正来达成最终命中。
这个误差值并非“不合格”，而是那个时代在追求远距离精确打击的道路上，所能达到的一个实际平衡点。它赋予了战列舰舰长和炮手们在远距离进行有效炮战的能力，足以在战场上发挥决定性的作用。正是有了这样的技术，大和级战列舰才能在其炮击能力上名列前茅。
首先，我们需要明白“测距仪”和“精度指标”是什么意思。
测距仪的作用：火炮瞄准的“眼睛”
在火炮射击中，准确地知道目标有多远，是首要也是最关键的一步。测距仪就像是大和级战列舰主炮手们的“眼睛”。通过测量目标到舰船的距离，然后将这个距离信息反馈给火控系统，火控系统才能计算出炮弹需要仰角多少才能命中。如果距离测不准，那么一切后续的瞄准和射击都将是徒劳。
大和级战列舰装备的是15米长的基线测距仪，这个长度非常惊人。基线越长，理论上测距的精度就越高。你可以想象一下，用两只眼睛（我们的大脑通过两眼之间的距离来判断远近，这个距离就是基线）看东西，比用一只眼睛看得更立体，也更容易判断距离。基线越宽，这种立体感和判断能力就越强。
精度指标“40公里误差700米”的含义：
这个指标可以这样理解：
目标距离： 40公里，也就是40,000米。这是当时远距离炮战的常见交战距离。
允许误差： 700米。这意味着，当目标位于40公里（40,000米）远时，测距仪测量出的距离，其实际误差可能在正负700米之间。
相对误差： 用更直观的百分比来看，700米 / 40,000米 ≈ 1.75%。也就是说，在最远的有效射程上，测距的相对误差大约在1.75%左右。
为什么会有这样的误差？以及为什么这个误差是可以接受的？
1. 光学测距的原理局限性（视差法）：
15米测距仪采用的是立体视觉测距法（也称视差法）。简单来说，就是通过改变内部镜子的角度，使得从两个固定点（也就是15米的基线两端）看到的同一个目标，其成像重合在一起。在这个目标重合的瞬间，通过测量内部镜子的角度变化，就可以计算出距离。
在目标距离非常远的时候，即使是15米的基线，两端视角观察同一目标所产生的夹角（视差角）会非常非常小。角度越小，对测量仪器本身的精度要求就越高，也越容易受到各种外界因素的影响。
空气的折射和散射： 当光线穿过大气层时，会发生折射（弯曲）和散射。尤其是在远距离，穿过的空气层厚度更大，空气密度、湿度、温度的微小变化都会影响光线的传播路径，导致测量结果出现偏差。比如，海面上升腾的水汽或雾气，都会对测距造成影响。
目标的不确定性： 战舰在海面上航行，不是一个静止的、清晰的固定点。它会有摇晃，目标上的结构可能也会有起伏。炮手需要识别出一个确定的点来测量，这个过程本身就会有主观性。
仪器的制造和校准： 即使是当时最先进的光学仪器，也存在制造公差和校准的极限。要将15米的基线精度做到绝对完美，在当时的工艺水平下是非常困难的。
2. 火控系统的补偿和炮弹的性能：
火控计算机的作用： 700米的误差听起来不小，但当时的火控计算机（比如日本的九一式射击盘等）能够根据测距仪提供的距离，结合火炮本身的参数（仰角、装药量、炮管磨损等）、风速、风向、甚至地球自转（科氏力）等多种因素，进行复杂的弹道计算，来修正射击诸元。
炮弹的弹道特性： 即使测距误差是700米，火控系统也可以通过一系列计算来调整炮弹的初速和仰角。
“散布界”概念： 战场上，一艘船并不会被一颗炮弹击中，而是会受到一系列炮弹组成的“散布界”的轰击。即使第一次测距有误差，经过火控计算和射击后，观察弹着点，再进行修正射击，可以逐步缩小弹着范围，直至命中目标。这个过程就是“校射”。
炮弹本身的散布： 炮弹本身在出膛和飞行过程中也会有散布，这是不可避免的。也就是说，即使测距和瞄准都做到理论上的完美，单发炮弹也有可能落在目标点附近。700米的测距误差，与炮弹本身的散布特性结合起来看，就显得没有那么绝对了。
3. 战术考量和实际运用：
“首轮命中”的难度： 在海战中，即使拥有顶尖的测距仪和火控系统，实现“首轮齐射就精确命中远距离目标”也是一个极其困难的任务。更多的场景是进行试射、修正、再射击的过程。
快速反应能力： 尽管测距有误差，但只要测距仪能相对快速地提供一个“大致正确”的距离，火控系统就能尽快地给出射击诸元，让炮弹飞出去。这比精确测量但耗费大量时间来得更重要，尤其是在激烈的炮战中。
“近失”比“远失”更重要： 对于大口径舰炮来说，弹着点在目标附近（近失）比弹着点偏离太远（远失）更有价值。近失的炮弹有更大的机会对目标造成损伤，并且为下次修正提供了更明确的指示。700米的误差在40公里这个距离上，允许弹着点在目标周围一个比较大的范围内，但仍然是可控的。
总结来说，大和级15米测距仪“40公里误差700米”的精度指标，代表了当时光学测距技术的顶峰之一，但同时也暴露了其固有的局限性。这个指标是：
受限于当时光学设计和制造工艺。
受限于远距离大气环境对光线传播的影响。
通过强大的火控系统和炮弹的弹道性能进行补偿。
在实战中，通过多轮射击和修正来达成最终命中。
这个误差值并非“不合格”，而是那个时代在追求远距离精确打击的道路上，所能达到的一个实际平衡点。它赋予了战列舰舰长和炮手们在远距离进行有效炮战的能力，足以在战场上发挥决定性的作用。正是有了这样的技术，大和级战列舰才能在其炮击能力上名列前茅。
网友意见
可是受地球曲率影响，大和级炮塔测距仪的高度能看到的最远地平线不应该是大概二十公里左右吗?40公里偏差700米这个指标有什么意义?
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