Система управления огнем береговой артиллерии - Coast Artillery fire control system

В этой комнате для построения графиков стоит стол Уистлера-Хирна. доска для рисования. Табло коррекции диапазона находится в левой задней части стола.
Концептуальная схема потока данных управления огнем береговой артиллерии (1940 г.). Заданная прямая точка цели была создана с помощью графической доски (1). Затем это положение было скорректировано с учетом факторов, влияющих на дальность и азимут (2). Наконец, огонь был скорректирован с учетом фактического падения снарядов (3), и новые данные о стрельбе были отправлены на орудия.

в Корпус береговой артиллерии армии США,[примечание 1] период, термин система управления огнем использовался для обозначения персонала, оборудования, технологий и процедур, которые использовались для наблюдения за обозначенными целями, оценки их местоположения, расчета данных о стрельбе для орудий, направленных на поражение этих целей, и оценки эффективности такого огня с внесением корректировок в случае необходимости.[1]

Приборы управления огнем

Ранние приборы управления огнем Береговой артиллерии поддерживали оптические дальномер и определение местоположения, либо горизонтальное основание, либо вертикальное основание, причем обе системы обычно присутствуют для каждого форта. Для раннего горизонтального базового дальномера требовалось два азимут (a.k.a. несущий или же отклонение ) инструменты, предпочтительно широко разнесенные, и систему связи для передачи данных на чертежная комната а затем к пушкам. Инструменты часто находились в бункерах, называемых базовые конечные станции, поскольку они определили конечные точки базовой линии. Базовая конечная станция может быть двухэтажной структурой с помещением для печати или другими приборами или средствами на нижнем уровне. К 1920-м годам дальномеры совпадений, автономные горизонтальные базовые инструменты, использовались вместе с другими методами. Хотя их можно было использовать быстро, они имели базовую линию всего в несколько футов, что уменьшало их точность и максимальную эффективную дальность.[2]

В вертикальном базовом дальномере использовался одиночный искатель положения депрессии (DPF) установлен как можно выше над уровнем воды; они были получены из аналогичных британских устройств и приняты в начале 1896 года. Наряду с азимутом цели они измеряли вертикальный угол от инструмента до цели; при известной высоте инструмента над водой это определяло дальность действия цели. Необходимость постепенно подниматься над водой по мере увеличения дальности стрельбы была серьезным ограничивающим фактором для DPF, и они обычно дополнялись горизонтальными базовыми системами. Поскольку дальность стрельбы продолжала увеличиваться, в 1920-х годах были установлены дополнительные горизонтальные и вертикальные базовые системы в высоких башни управления огнем в некоторых местах, включая Оборона гавани Портсмута (Нью-Гэмпшир) и Оборона гавани Делавэра.[3]

К Вторая Мировая Война, радар стал лучшим методом определения позиции цели.[2][4] Однако в бомбардировка форта Стивенс японской подводной лодкой 21 июня 1942 г., единственный раз, когда в смежные Соединенные Штаты был атакован, командир форта использовал DPF, чтобы определить, что подводная лодка находится вне досягаемости, и, таким образом, не открыл ответного огня.[5]

Земельные участки

Земельные участки были использованы корпусом береговой артиллерии для размещения группы солдат, которые вели огонь из орудий береговая артиллерия аккумулятор. Земельные участки использовались примерно с 1895 года до конца Второй мировой войны, после чего Береговая артиллерия США была расформирована. В некоторых более новых батареях береговой артиллерии во время Второй мировой войны эти комнаты назывались комнатами для размещения, коммутации и радиосвязи (PSR) и часто (но не всегда) были объединены с бункерами на батарее, которые также использовались для хранения боеприпасов, электрических генераторы и другие вспомогательные функции. Для 16-дюймовых орудий бункер PSR находился на некотором расстоянии от бункера артиллерийской батареи, чтобы избежать воздействия шока на оборудование помещения для построения чертежей.[3]

Кабинет был связан телефонными линиями (а иногда и по радио) с базовые конечные станции которые наблюдали за местонахождением вражеских кораблей и отправляли данные солдатам в заговоре, которые использовали такое оборудование, как картонные доски чтобы рассчитать, куда следует направить оружие и когда из него следует стрелять. Телефонные линии также проходили от рубки до орудий и использовались для передачи данных о стрельбе. Другие устройства, такие как «доски коррекции дальности» или «доски отклонения», использовались в помещении для построения графиков для расчета скорректированных данных стрельбы (описанных ниже) или для корректировки дальности и азимута после того, как корректировщики на удаленных станциях наблюдения наблюдали, где упали предыдущие выстрелы.[4]

Земельные участки иногда делались из бетона и закапывались под землю (для защиты) или располагались в железобетоне. казематы батарей береговой артиллерии. Дачные помещения также располагались в отдельно стоящих постройках, либо в невысоких башнях, либо в одно- или двухэтажных деревянных и гипсовых постройках, в которых могли размещаться помещения для нескольких батарей рядом друг с другом в бараках. Эти установки с несколькими батареями могут также иметь поблизости спальные помещения и туалеты. Иногда помещения для заговоров располагались в сотнях ярдов от контролируемых ими батарей. Они часто сидели на вершинах близлежащих холмов или гребней.[3]

Компьютеры данных орудия были электромеханические компьютеры были введены в береговую артиллерию в 1940-х годах, особенно в новых 100- и 200-серии 16 дюймов и 6 дюймов орудийные батареи, вступившие в строй в этот период. Некоторые из этих компьютеров получали данные напрямую от коммуникаторов, которые были подключены к приборам наблюдения на станциях управления огнем или от радарного оборудования береговой артиллерии.[6]

Основная процедура управления огнем

Короче говоря, система управления огнем, использовавшаяся примерно с 1900 года до Второй мировой войны, включала наблюдателей, часто находящихся в базовые конечные станции или другой башни управления огнем, используя оптические инструменты (например, азимутальные телескопы или искатели положения депрессии ) для измерения пеленгов и / или дальности до целей (обычно движущихся кораблей).[заметка 2] Горизонтальное и вертикальное основание дальномер системы были использованы.[7] Эти наблюдения были переданы персоналу батареи. построение комнат, который использовал механическое устройство под названием доска для рисования для обозначения наблюдаемого местоположения цели на карте местности. Красная цифра «1» на диаграмме справа указывает на этот первый этап процесса управления огнем.

Серия наблюдаемых позиций (синие кружки) определяет вероятный путь к цели. Используя доска для рисования, заданная точка движения вперед определяется на основании наблюдаемого курса и скорости цели, а также предположения о том, когда из пушки следует произвести выстрел.

После того, как несколько позиций были нанесены для цели (синие кружки на Рисунке 1 слева), операторы графического табло оценили положение цели в тот момент, когда ожидалось приземление залпа, выпущенного батареей. Это положение было названо «точкой установки вперед» (зеленый квадрат на рисунке 1), поскольку оно предполагало «продвижение вперед» ожидаемого положения цели (при условии продолжения движения вперед с той же скоростью и в том же направлении) в течение двух интервалов времени: (1) «мертвое время» между моментом, когда было произведено наблюдение, и временем фактического выстрела из орудий по этой цели плюс (2) «время полета» - время, в течение которого снаряд находился в воздухе перед попаданием в цель. цель. Установленная передняя точка была выражена в виде данных стрельбы: дальность (в ярдах) и азимут (направление по компасу в градусах).[заметка 3] на которое расчеты должны направить орудие (а), чтобы поразить цель.

Однако до того, как эти данные о стрельбе были отправлены на орудия, они были скорректированы с учетом ряда «нестандартных условий», таких как температура (которая влияла на взрывную мощность порохового заряда) или сила и направление ветра (которые влияли на полет снаряд). Красная цифра «2» на диаграмме справа указывает на этот этап процесса управления огнем. Специальные устройства, такие как «панель отклонения» (для корректировки азимута) или «панель корректировки дальности» (для корректировки дальности), использовались для получения скорректированных данных стрельбы (описанных ниже).[примечание 4][8]

Заключительный этап (красная цифра «3» на диаграмме справа) был связан с использованием обратной связи от наблюдателей батареи, которые заметили падение снарядов (над или под дальностью, влево или вправо по азимуту или на цель) и позвонили по телефону в комнату для рисования, чтобы можно было скорректировать цель орудий для будущих залпов.[примечание 5][9]

Сроки управления огнем

Этот пример показывает взаимосвязь шагов в процессе управления огнем, разыгрываемую во времени.

Управление огнем береговой артиллерии включало в себя последовательность шагов, которые повторялись снова и снова, пока цель отслеживалась и по ней велась стрельба. Сначала наблюдатели заметили цель и отправили свои наблюдения в комнату для построения графиков. Затем плоттеры рассчитали положение цели и возможное будущее движение, а также корректировки дальности и азимута (направления). Затем данные о стрельбе передавались в батареи и использовались расчётами для наведения своих орудий. Раздались орудия. Наконец, наблюдатели могут обнаружить падение снарядов, отправив эту информацию обратно в комнату для построения карт для использования при корректировке огня. После этого наблюдатели будут видеть (новое) положение цели, начиная следующий цикл. Период времени между последовательными наблюдениями наблюдателей был назван «интервалом наблюдения».[10] Обычно он был установлен на 20 секунд для управления батареями орудий размером более 3 дюймов. калибр.

Не только все в системе управления огнем должны были синхронизироваться (например, зная, с каким из наборов данных управления огнем они работали в любой момент времени), но и определенные функции (в частности, выполнение прицеливания цели с помощью наблюдатели и стрельба из орудий расчётами орудий) должны были осуществляться через определенные промежутки времени, чтобы система оставалась точной.

Чтобы весь персонал батареи мог синхронизироваться, на каждой станции наблюдения или обнаружения, обслуживающей батарею, в помещении для построения графиков и на каждом орудии, будет звонить "звонок временного интервала" (или зуммер) с помощью звонков или зуммеров, соединенных вместе с центрально расположенные главные часы.[примечание 6][11] За пять секунд до начала следующего цикла прозвенел звонок. После задержки в одну секунду он снова зазвонит. И после еще одной паузы в одну секунду звонок прозвенел бы в третий раз, и на этом третьем звонке снова были сделаны наблюдения и / или пушки были произведены.

Хорошо обученная батарея могла наблюдать, строить, настраивать и передавать данные стрельбы своим орудиям, которые затем могли быть заряжены и заложены до следующего 20-секундного звонка, после чего орудия будут стрелять.[примечание 7] Если по какой-либо причине данные о стрельбе не были получены вовремя, либо произошла задержка или пропуск зажигания, то стрельба происходила в конце следующего интервала. В таком случае команда «Реле!» (перекладка) давалась на орудия.[примечание 8]

Скорректированные данные стрельбы

Скорректированные данные стрельбы Термин, использовавшийся в корпусе береговой артиллерии для управления огнем около 1890–1945 годов. Это относится к данным стрельбы (дальность и азимут (a.k.a. несущий или же отклонение ) к цели), которая была исправлена ​​на различные «нестандартные условия». На языке береговой артиллерии термин «поправка» обычно относился к изменениям в предполагаемой дальности или отклонении (направлении), которые были сделаны. прежний к стрельбе. Термин «корректировка» обычно относится к внесенным изменениям. после был произведен выстрел, которые использовались для изменения прицеливания оружия (ов) для следующего выстрела. Корректировки обычно производились путем наблюдения и нанесения на карту падения (брызг) выпущенных снарядов и сообщения о том, насколько они были влево или вправо по азимуту или выше или ниже по дальности.[12]

Факторы, влияющие на исправления

Можно внести поправки на следующие факторы:

  1. Изменения начальной скорости пули (в том числе результаты изменения температуры пороха)
  2. Вариации плотности атмосферы
  3. Колебания атмосферной температуры
  4. Высота площадки (с учетом уровня прилива)
  5. Вариации веса снаряда
  6. Путешествие цели за время полета снаряда
  7. Ветер
  8. Вращение земли (для дальнобойных орудий)
  9. Дрейф[примечание 9][13]

В неисправленный данные стрельбы, к которым были применены такие поправки, были получены, например, из использования доска для рисования для отслеживания положения наблюдаемой цели (например, корабля), а также дальности и азимута до этой цели от орудий батареи.

Внесение исправлений

Метеорологические данные

Некоторые из общих поправок зависели от метеорологических данных. По этой причине каждый форт береговой артиллерии или огневое командование имели собственную метеорологическую станцию, которая ежечасно передавала метеорологические сообщения.[14] всей команде всякий раз, когда предполагалась стрельба. Это сообщение включало серию пяти- и семизначных блоков данных, в которых сообщалось о температуре на заданной высоте, за которой следовали скорость, направление и баллистическая плотность ветра в воздухе в каждом из 11 различных диапазонов высот, идущих от поверхности. до 30 000 футов (9 100 м). Более высокие показания высоты были необходимы для стрельбы из 12-дюймовые (305-мм) минометы береговой обороны, которые отправляли свои снаряды по очень большим траекториям.

После того, как были доступны данные о скорости и направлении ветра, для определения компонентов ветра, которые влияли на дальность или отклонение (по азимуту), использовалось устройство, похожее на круговую линейку, называемое «индикатором составляющей ветра» (см. Изображение ниже). ) выпущенных снарядов. Это устройство выдавало порядковые номера, которые либо передавались на чертежная комната и используется для корректировки показаний на доска для рисования, использовались в качестве входных данных для «табло отклонения» (см. ниже) или вызывались по телефону в батареи и использовались расчётами для выполнения коррекций непосредственно на колесах дальности или прицелов самих орудий.

Использование плат коррекции и отклонения

Плата коррекции диапазона изображена ниже. Это было настольное устройство, напоминающее механическую счетную машину с широкой кареткой 1940-х годов, без рычага управления сбоку. Он использовался для определения индивидуальных поправок, которые могут потребоваться для факторов с №1 по №7 выше, и для их накопления. Результат с платы коррекции дальности подавался на устройство, похожее на логическую линейку, называемое «процентным корректором», для получения поправок (если таковые имеются) для отправки в пистолет / с. На плате коррекции диапазона использовалась бумажная диаграмма, которая наматывалась на ее рабочую поверхность и предлагала нестандартные кривые, по которым можно было считать поправки. Эта таблица должна была соответствовать комбинации оружия, силового заряда и снаряда, которые использовались в то время. Значения для отдельных факторов (от # 1 до # 7 выше) должны были быть получены путем построения графика персонала помещения от офицеров батареи или из почасового метеорологического сообщения. Поскольку точные измерения начальной скорости пули (фактор №1) часто не могли быть выполнены, использовались оценки, основанные на размере стреляющего порохового заряда и характеристиках используемого отдельного орудия.[15]

Также ниже изображена «отклоняющая доска», используемая для корректировки любого из факторов с №6 по №9, указанных выше. Плата модели 1905 показана на двух изображениях ниже.[примечание 10] Это устройство имело подвижный Т-образный угольник, а также подвижную латунную раму (или плиту), обе из которых можно было перемещать вперед и назад независимо друг от друга по трем шкалам, проходящим через его основание. На подобной транспортиру части плиты была «шкала умножения», которая иногда использовалась, если батарея упускала шанс выстрелить с правильным интервалом и была вынуждена ждать до следующего интервала. Также к основанию доски была прикреплена усеченная дуга («дуга ветра и шкала») с левой стороны доски, которая использовалась для настройки доски для скорости и направления ветра, указанных в метеорологическом сообщении ( см. выше).

Правильное выравнивание и вращение взаимосвязанных шкал и рычагов позволяло считывать поправки с трех различных шкал, которые проходили горизонтально по нижней части доски (шкала перемещения, шкала отклонения и шкала коррекции азимута). Однако даже тогда использование устройства было затруднено, поскольку оно давало ссылочные номера, которые необходимо было вернуть операторам графической платы перед подачей на пистолеты.

Как и многие другие части оборудования управления огнем береговой артиллерии, отклоняющая панель представляла собой механический аналоговый компьютер, который использовал методы аналогичных треугольников для решения проблем корректировки огня в зависимости от скорости и направления ветра, сноса снаряда и углового перемещения цели во время интервал наблюдения.[16]

  • А индикатор ветровой составляющей используется для преобразования данных о скорости и направлении ветра в поправки на дальность и отклонение (азимут) для орудий береговой артиллерии.

  • Визуализация лица плата коррекции диапазона, механическое аналоговое устройство, которое находилось на столе и накапливало поправки на дальность стрельбы из орудий береговой артиллерии.

  • А отклоняющая доска M1905 показан на этой фотографии 1910 года, на которой обозначены многие его компоненты.

  • Этот рисунок 1940 г. отклоняющая доска M1905 ясно показывает некоторые шкалы, используемые на доске.

  • А отклоняющая доска использовался офицерами береговой артиллерии в конце 1941 - начале 1942 гг.

  • Используемые измеритель положения депрессии (слева) и азимутальный прицел (справа)

  • Дальномер совпадений (CRF) в военном музее в Оверлуне, Нидерланды, в целом напоминающий CRF береговой артиллерии США

  • Станция управления огнем 1904 г., восточная сторона Форт-Эндрюс, Массачусетс

  • План поста управления огнем, восточная сторона Форт-Эндрюс, Массачусетс

  • Этот массивный бетон каземат в Форт-Эндрюс в Бостонской гавани размещалась подземная рубка для 12-дюймовых минометов Бэттери Уитмен.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Корпус береговой артиллерии армии США был создан в 1907 году, отделившись от Полевой артиллерийский корпус в составе артиллерии армии США. Он был упразднен в 1950 году. За 35 лет своего наиболее активного периода (примерно с 1905 по 1940 год) система береговой артиллерии в Соединенных Штатах насчитывала более 2000 орудий и минометов калибра 3 дюйма или более, защищая около 30 объектов (обычно гавани) по всей стране. Береговая артиллерийская система континентальной части Соединенных Штатов, разработанная для защиты крупных гаваней США от нападения с моря, никогда не стреляла по вражеской цели. К 1942 году, когда Вторая мировая война развернулась в пользу союзников, береговая артиллерия была сокращена и полностью распущена в 1946 году.
  2. ^ Во время Второй мировой войны M8 компьютер данных орудия появился. Этот электромеханический компьютер, установленный на прицепе, требовал тех же наблюдений, что и предыдущая система. Но теперь телефонные операторы, связанные с наблюдателями, вводили данные о местоположении в компьютер, поворачивая маховики, вместо того, чтобы выкрикивать их операторам на графической доске. Триангуляция, корректировка данных о стрельбе и перемещение к конкретным орудиям производились с помощью компьютера, гораздо быстрее и точнее, чем с помощью старых ручных методов.
  3. ^ В береговой артиллерии США азимуты выражались как пеленг по часовой стрелке от истинного юга, а не от истинного севера.
  4. ^ Руководства и публикации береговой артиллерии между 1910 и 1940 годами описывают множество различных инструментов, устройств, шкал и графиков, которые были предложены и приняты для корректировки (перед стрельбой) и корректировки (после стрельбы) данных стрельбы. Многие единицы оборудования управления огнем должны были быть адаптированы только для одного типа оружия и / или для каждого типа боеприпасов.
  5. ^ Примерно до 1920 года данные по обнаружению, по-видимому, мало использовались: орудия вели огонь на основе прямого прицеливания с места командира орудия или расчетов на табло с поправками на нестандартные условия. Был выдвинут аргумент, что корректировка этих данных с учетом падения огня просто замедлила установку оружия и привела к появлению нового источника ошибок в системе.
  6. ^ Во время Второй мировой войны «колокол» временного интервала также мог быть звуковым сигналом, подаваемым по телефонной линии.
  7. ^ В приведенном выше примере на Рисунке 1 предполагается, что для постановки и стрельбы орудий требуется больше времени, поэтому заданная точка вперед вычисляется на основе Наблюдения №4, и стрельба не происходит до конца интервала наблюдения №6. Установление более длительного интервала стрельбы или «пропуск» интервала, как указано выше, для данной батареи часто выполнялось, если персонал батареи не был достаточно умелым, чтобы стрелять в более короткий интервал.
  8. ^ Иногда на орудия отправлялись промежуточные данные о стрельбе. между основные интервалы, позволяющие артиллеристам быстрее наводить орудия или производить дополнительные залпы по важным целям.
  9. ^ Дрейфом называется «отклонение снаряда от плоскости вылета из-за его вращения, баллистического характера и сопротивления воздуха. Обычно он происходит в направлении вращения ...»
  10. ^ Эта доска была очень похожа на Whistler-Hearn. доска для рисования, что на самом деле было призвано дополнить.

Рекомендации

  1. ^ FM 4-15, Управление огнем морской артиллерии и определение местоположения
  2. ^ а б Берхоу, Марк А., Изд. (2015). Защита американского побережья, Справочное руководство, третье издание. Маклин, Вирджиния: CDSG Press. С. 263–283. ISBN  978-0-9748167-3-9.
  3. ^ а б c Берхоу, стр. 283–290.
  4. ^ а б FM 4-15
  5. ^ Уэббер, Берт (1975). Возмездие: атаки Японии и контрмеры союзников на тихоокеанском побережье во Второй мировой войне. Корваллис, Орегон: Издательство государственного университета Орегона. п. 61. ISBN  0-87071-076-1.
  6. ^ Компьютеры с данными о оружии, Журнал береговой артиллерии Март – апрель 1946 г., с. 45–47.
  7. ^ Боллинг В. Смит, "Системы определения местоположения по вертикали и горизонтали", Журнал исследовательской группы по защите побережья, Vol. 13, выпуск 3, август 1999 г.
  8. ^ Журнал береговой артиллерии индекс на sill-www.army.mil
  9. ^ «Приморский артиллерийский огонь», Журнал береговой артиллерии, Vol. 63, № 4, октябрь 1925 г., стр. 375–391.
  10. ^ FM 4-15, гл. 6
  11. ^ Боллинг В. Смит, «Системы временных интервалов Второй мировой войны», Журнал исследовательской группы по защите побережья, Vol. 10 мая 1966 г., стр. 76
  12. ^ FM 4-15, гл. 4
  13. ^ Хайнс, Фрэнк Т .; Уорд, Франклин В. (1910). Служба береговой артиллерии. Нью-Йорк: Гуденаф и Воглом Ко.CS1 maint: ref = harv (связь)
  14. ^ FM 4-15, стр. 113–116
  15. ^ FM 4-15, стр. 119–124
  16. ^ FM 4-15, стр. 132–140

внешняя ссылка