问题

二战时战列舰从发现目标到主炮命中目标都包含哪些流程?

回答
好的,咱就聊聊二战时期那些个庞然大物——战列舰,从盯上目标到主炮开火,这中间可不是简单地按个按钮的事儿。那可是个复杂得跟精密钟表似的流程,涉及不少部门的配合,差一点儿就可能功亏一篑。咱就一点点儿给你掰扯清楚了。

第一步:目标出现——眼睛和耳朵的工作

一切的起点,都源于对敌方船只的发现。这就像侦察兵要先找到敌人一样,战列舰的“眼睛”和“耳朵”可是至关重要的。

瞭望员的眼睛: 即使在高科技的今天,最基础的瞭望工作也不能丢。在甲板上,经验丰富的瞭望兵会用肉眼不断扫视海面。他们的眼睛可是经过训练的,能从海天一线中分辨出异常的“小黑点”,比如桅杆、烟柱,甚至是水面上的航迹。一旦发现可疑目标,他们会立刻通过内部电话或者喊话筒向舰桥报告。
雷达的“第三只眼”: 这是二战中期才真正普及的革命性技术。战列舰上的雷达就像一个不知疲倦的侦察兵,它会持续不断地向四周发射无线电波,然后接收反射回来的信号。如果前方有物体,雷达屏幕上就会显示出一个闪烁的亮点。这玩意儿厉害就厉害在,它不受天气影响,即使在浓雾、暴雨或者黑夜里,也能“看”到远处的敌人,而且能提供一个大概的距离和方位。早期雷达精度不算太高,但足以作为第一时间的警报。
声纳的耳朵(虽然主要是给潜艇用的,但部分战列舰也装有): 尽管战列舰不是潜艇,但有些也配备了声纳系统,用来探测水下的目标。如果发现有潜艇在附近活动,也会对战列舰的战术部署产生影响。

第二步:目标确认与跟踪——知道打谁

发现目标只是第一步,接下来得确认它到底是什么,是不是敌舰,然后还得一直盯着它。

火力指挥官的判断: 一旦瞭望员或雷达报告发现目标,舰桥上的火力指挥官(通常是经验丰富的军官)就要立刻做出判断。他会根据目标的航速、航向、外形特征(如果能看清的话)以及当时战区的整体情况,来判断这是不是一个敌舰。有时候,目标也可能是我方舰船,如果误判开火,后果可不堪设想。
光学测距仪的辅助: 战列舰的炮塔上通常装有大型光学测距仪,就像一对巨大的“眼镜”。通过这两个镜片观察目标,可以计算出目标与本舰的精确距离。这是早期炮术中非常关键的一环,毕竟要打中远处的目标,不知道距离怎么瞄准?
火控雷达的介入: 随着技术发展,火控雷达逐渐取代了光学测距仪成为主要的测距和跟踪设备。它不仅能测距,还能自动跟踪目标的运动,不断更新目标的位置信息。这大大提高了火炮的命中率,尤其是在复杂海况下。
情报部门的信息: 在某些情况下,战列舰可能还能获得其他渠道的情报,比如航空侦察或者无线电监听,来帮助确认目标的身份和意图。

第三步:计算射击诸元——瞄准的学问

知道了打谁,接下来就要把炮口对准它,而且要能打中,这中间的计算可不是“估计”一下就行的。

火控计算机的作用: 这是战列舰射击系统的核心。这台机器,说白了就是一个超级强大的“计算器”,它会接收来自测距仪、雷达、陀螺仪(提供本舰姿态信息)、风向风速计等各种传感器的数据。然后,它会根据这些数据,结合炮弹的弹道特性、火炮的仰角和方位角等因素,计算出开火所需的精确参数,包括:
距离: 目标距离战列舰有多远。
方位角: 目标相对于战列舰的哪个方向。
高低角(仰角): 炮管需要抬高多少度,才能让炮弹飞过预期的距离并命中目标。
提前量: 由于目标在移动,炮弹从发射到击中目标需要时间,所以炮口不能直接瞄准目标当前的位置,而是要瞄准目标在炮弹到达时的预期位置。这个预判量就是提前量。
修正量: 考虑到风、舰艇的颠簸(俯仰和横摇)、炮管的磨损等因素对炮弹弹道的影响,火控计算机还会计算出相应的修正值。

人工计算与自动计算的结合(早期): 在二战初期,一些战列舰的火控系统可能还依赖部分人工计算的辅助,或者由人员将计算结果输入火控计算机。但随着战争的进行,全自动火控系统越来越普遍,大大提高了射击的效率和精度。

第四步:瞄准与装填——炮塔的配合

计算好了,接下来就是将炮塔对准目标,并把炮弹装进去。

炮塔指令传输: 火控计算机计算出的射击诸元会被传输到炮塔的操纵系统中。这套系统会将指令转化为炮塔和炮管的精确转动和俯仰动作。
炮塔的转向和俯仰: 巨大的炮塔会根据指令开始缓缓转向,将炮口对准目标的方位。同时,炮管也会按照计算好的高低角开始抬升或下降。
装弹员的辛劳: 战列舰的主炮弹药都是独立包装的,而且非常沉重。装弹员需要在炮塔内部,熟练地将炮弹和发射药包一个一个地装入炮膛。这个过程既需要力量,也需要极高的配合度,因为一旦炮塔处于射击位置,他们就不能有任何耽误。
自动装弹技术的引入: 到了战争后期,一些战列舰开始尝试使用部分自动化的装弹系统,以提高射速。

第五步:射击——轰鸣与火焰

一切准备就绪,就是万众期待的开火时刻。

射击命令: 当炮塔上的指示器显示一切就绪,并且所有炮管都已瞄准目标时,火力指挥官或者炮术军官会下达最终的射击命令。
开火信号: 命令通常会通过电信号或者其他方式传递给炮塔的击发机构。
主炮轰鸣: 随着击发信号的发出,炮塔内会传来震耳欲聋的巨响,炮口喷射出耀眼的火光和硝烟。巨大的炮弹被强大的发射药推向目标。
集体射击与单发试射: 通常情况下,战列舰会进行齐射,也就是所有主炮同时开火,以最大化火力密度。但有时也会进行单发试射,以检查射击参数是否准确,或者在目标距离很远或隐蔽时进行试探性射击。

第六步:修正与再射击——持续的打击

第一次射击不一定能命中,所以要根据落点情况进行调整,继续追击。

观察弹着点: 在炮弹发射后,瞭望人员会用光学设备(或者利用落弹点溅起的水花、烟雾)来观察第一发炮弹的落点。是打偏了?偏了多少?是过早落地还是过晚落地?
火控计算机的再计算: 这些关于落点的信息会立刻反馈给火控计算机。计算机根据新的信息,以及目标和本舰的最新动态,进行二次计算,修正射击诸元。
连续射击: 调整完毕后,战列舰会进行第二次,甚至第三次射击,直到命中目标为止。对于经验丰富的战列舰舰员来说,他们的目标是在尽可能短的时间内,用最少的炮弹消灭敌人。

整个流程,从发现目标到第一发炮弹的呼啸而出,可能只需要几分钟,甚至在一些先进的战列舰上更快。这背后是无数的工程技术人员、舰员和指挥官共同努力的结果。这不仅仅是机械的重复,更是对精确计算、协同作战和战场判断的极致考验。每一艘战列舰,都是一个移动的钢铁堡垒,而它的主炮,则是这个堡垒最致命的武器,它们的每一次轰鸣,都承载着舰员的勇气和国家的命运。

网友意见

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多图预警

又到了数学题的时间了...



雷达或者瞭望哨发现目标后,舰艇会先下令进入战斗状态(假如之前没进入的话)

此时,讲究点的水手长会向广播内吹水手笛,然后喊“general quarters”或者“man the battle stations”之类让人听不懂的话...

再讲究点的会有号手对着广播吹喇叭...

然后打上课铃,全员上钟...



舰桥上的观测人员会拿出来一本识别手册,开始琢磨我要打谁:


然后对比了一下,确认到天际线上那个摇摇晃晃的东西不是什么外星生命体,而是一条长门级战列舰的舰桥:


不过即便有识别手册,在烟雾、风浪中识别目标还是个困难的工作。


(野分号,请你坐下,我知道你有话要说......格奈森瑙,不要这样看着纳尔逊,当时追你的是声望,纳尔逊她跑不了29节......卧槽,怎么栗田君又站起来了?)



我们完全有理由相信胡德号看到20km距离上的德舰时,是懵逼的:




当时她看到的分别是长这样的两条船:



所以她果断砸错了目标...



接下来,会开始进行测距(测向):

此时,火控人员刚爬了十几层楼,气喘吁吁的到了舰桥顶部的射击指挥所就位。


比较low一点或者早期一点的会使用光学测距仪:




结构大致如下:


我们至今仍能在有黄斑对焦或者裂像屏的老相机上看到类似的玩意。

测距仪尺寸越大,测量精度一般就越高,以至于大和级上的测距仪有15m,而美帝衣阿华级也有13.5米。

比较low的像俾斯麦级,只有10.5米,而此时乔治五世级羞的脸颊通红,护住自己的测距仪不让人看...


大和温柔的安慰道:没事,你的主炮已经够丢人了,不要在意测距仪了。


乔五哇的一声跑掉了...




此外还有雷达测距,英美一堆MK13和274直接可以测距并引导射击。(乔五又开心的回来了)




而俾斯麦则把自己的FUMO 23扔在地上,很快被大和宝贝的捡了起来...


我们看看mk.13的雷达界面:


此时雷达界面已经非常直观且人性化了。

测距测向一气呵成,是雷达中的豪杰...

能照多远?

这就是个地理问题了。


(大和环顾四周,发现没人注意她,悄悄的往自己雷达功率后面加了个零,结果发现还赶不上美帝雷达功率的一半...)





不过上面几张图大多是整合了火控雷达、测距仪等设备射击指挥塔,里面长这样:


美军:



英军:




与此同时,上面的大人物已经决定了是打还是跑了,皇家海军可能不用考虑这个问题。


并且根据目标类型,决定弹药类型,是打穿甲还是高爆,战舰就主炮砸死,商船靠上去用副炮意思意思。


这时,舰艇会调整完航向,提高航速。射控会让舰桥报一下速度和航向,输入火控计算机。



接下来,火控部门就要开始纠结敌方的航向和航速了。



这就是雷达的优势所在,在这一点上,雷达测量要比人眼和光学仪器靠谱很多。

观测目标航速的参照之一就是目标的舰艏浪(实际上这个能计算):

如图,这是看上去在中速航行,实际上确实正在中速航行的彭萨科拉(彭脆脆):


如图,这是假装高速航行实际上正在蠕动的:




观测航向也很容易上当:

这是俾斯麦:


这是穿了衣服的俾斯麦:


舰艏舰尾涂成深色,如此一来可以融入海洋背景,造成视觉错觉,从远处观察会误判舰体长度,从而使敌方测距测向测速错误。




所以有雷达真是太爽。


但是不管怎么样,观测人员总会编出一个参数给火控。




有了目标航向航速,接下来就是数学问题了。


首先假设己方静止。

目标距离测定后,输入火控计算机,计算得出主炮仰角和飞行时间。

飞行时间得出后,根据目标航速航向测定提前量,得出火炮方位角。

仰角和方位角输出后给到炮塔,炮手进行对针(把火炮方位指针和射控给的方位对齐),而高端点的舰艇会直接随动调整。












这时主炮就可以准备开火了。


当然,这时候还要考虑风速、弹种、装药量等问题。

比如远射时,使用少量发射药,获得更高的弹道攻击水平装甲,火炮初速会较低。

而近距离上可能使用极限装药量,提高火炮初速,获得最大的威力。

(意大利:嗯?)



而发射药温度也要考虑在内,温度低发射药燃烧慢,反之则快,也会影响初速。(当然战舰上有空调,误差不会很大)

这些参数都会提前算好,编汇成册,装定诸元时可以直接使用。


最终,火控计算机会将所有参数进行计算,假设自身舰艇也在运动,火控计算机也会持续修正。


火控计算机简直是当时工业的奇迹,有兴趣的可以去 @stargazer986 的答案下看一下视频链接,非常好玩的东西。


如果敌舰变向变速,还需要继续观测并修正参数。

实际上在火控计算机的辅助下,主炮群的射击是可以非常精确的,问题大部分都出在观测得出的数据误差上,所以能首发命中(跨射)是非常非常困难的。


早期火控计算机:




现存在轻巡洋舰贝尔法斯特号上的火控计算机(用于巡洋舰、战列舰):


与此同时,相应的弹药会被提升至炮塔进行装填:





记得打完装弹一定要清理一下炮闩,这种丝绸软药包很容易被上一发残留的火星点着,炮塔里的人就可能要见华盛顿去了...



接下来可以进行试射:

此时,主炮会开始半齐射。

包括各个主炮塔各出一门火炮射击,或者单座主炮进行齐射,或者单主炮群进行齐射。

这样可以大大缩短了射击间隔,修正需要的时间更短,更早取得命中。

比如俾斯麦号正在丹麦海峡进行半齐射:










在试射阶段,火控人员会观测弹着点。

包括:远弹、近弹、跨射、命中等情况。


比如沙恩霍斯特姐妹在击杀光荣号时:











如果水柱落点全部在目标前方,则为近弹,需要提高仰角增加射程:

反之为远弹:


落点前后都有,则为跨射:


现实中:


在莱特湾海战中栗田舰队跨射白平原号护航航母:



炮弹内可能会含有染色剂,使水柱呈现不同颜色,以便观测落点归属。避免观测了别人的水柱而进行错误的修正。


跨射就意味着所有计算准确,落点覆盖目标,接下来数学的任务已经完成,就可以交给玄学了。

某种程度上,跨射对于火控而言可以等同于命中,只是运气不好,没有落在目标身上而已。


以当前参数继续射击,或者进一步修正,就极有可能取得命中。


命中:



评论区有朋友说跨射学名叫夹叉射,其实不一样。


跨射是一轮射击覆盖目标,即前后左右都有落弹,只是碰巧没有砸到目标身上,此时再来一轮,炮弹就有概率命中目标。


夹叉是指多轮射击,比如第一轮测距为8000,观测到远弹,第二轮修正为7600,观测到近弹,这个叫夹叉射,那么第三轮修正到7800,就很有可能命中了。


英美雷达校射就很高端了,可以雷达直接测水柱进行修正:





实现跨射后,可以进入效力射。

此时可以齐射,以求尽快命中目标。


当然,也可以继续半齐射,保持对目标的压制和震慑。


如果你观测到这个:







(日常黑胡德1/1)

显然,你已经大功告成了。


与此同时...乔五?快来哄哄你妹妹威尔士亲王,她哭着跑掉了....




当然我这个答案是卖萌为主的,比较简单,实际上战舰进入战斗状态是非常复杂的。如果想详细了解,可以去B站或者某不存在的网站翻一下美国海军出的一系列军教片,从主炮塔的运作到如何打飞机都有,做的都非常详细且简单易懂(也难怪美军爆兵那么快...)



安利一个新答案:


小船扛大炮:

zhihu.com/question/2819


安利其他



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