Система управления огнем береговой артиллерии
В корпусе береговой артиллерии армии США . [примечание 1] термин « система управления огнем» использовался для обозначения персонала, средств, технологий и процедур, которые использовались для наблюдения за назначенными целями, оценки их положения, расчета данных стрельбы для орудий, направленных на поражение этих целей, и оценки эффективности такого огня, создавая исправления там, где это необходимо. [1]
Приборы управления огнем [ править ]
Первые приборы управления огнем береговой артиллерии поддерживали оптический дальномер и определение местоположения как с горизонтальной, так и с вертикальной базой, причем обе системы обычно присутствовали в каждом форте. Ранняя горизонтальная базовая дальность требовала двух приборов азимута (также известных как пеленг или отклонение ), желательно широко разнесенных, и системы связи для передачи данных в комнату для построения графиков , а затем на орудия. Инструменты часто находились в бункерах, называемых базовыми конечными станциями , поскольку они определяли конечные точки базовой линии. Базовая конечная станция может представлять собой двухэтажное строение с комнатой для рисования или другими инструментами или помещениями на нижнем уровне. К 1920-м годам наряду с другими методами стали использоваться дальномеры совпадений , автономные инструменты с горизонтальным основанием. Хотя их можно было использовать быстро, их базовая линия составляла всего несколько футов, что снижало их точность и максимальную эффективную дальность. [2]
Для дальномера с вертикальной базой использовался одиночный дальномер депрессии (DPF), установленный как можно выше над уровнем воды; они были заимствованы из аналогичных британских устройств и приняты на вооружение начиная с 1896 года. Наряду с азимутом цели они измеряли вертикальный угол от инструмента к цели; поскольку высота инструмента над водой была известна, это определяло дальность до цели. Необходимость подниматься все выше над водой по мере увеличения дальности стрельбы была серьезным ограничивающим фактором для DPF, и они обычно дополнялись системами горизонтального основания. Поскольку дальность стрельбы продолжала увеличиваться, в 1920-х годах были установлены дополнительные горизонтальные и вертикальные базовые системы на высоких башнях управления огнем в некоторых местах, включая оборону гавани Портсмута (Нью-Гэмпшир) и оборону гавани Делавэра . [3]
Ко времени Второй мировой войны радар стал лучшим методом определения положения цели. [2] [4] Однако во время бомбардировки форта Стивенс японской подводной лодкой 21 июня 1942 года, единственного раза, когда объект береговой обороны в прилегающих Соединенных Штатах был атакован, командир форта использовал DPF, чтобы определить, что подводная лодка находилась вне досягаемости, и, таким образом, не открыл ответный огонь. [5]
Планирование комнат [ править ]
Помещения для рисования использовались Корпусом береговой артиллерии для размещения группы солдат, которые занимались управлением огнем орудий береговой артиллерийской батареи. Помещения для рисования использовались примерно с 1895 года до конца Второй мировой войны, после чего береговая артиллерия США была расформирована. В некоторых новых батареях береговой артиллерии во время Второй мировой войны эти помещения назывались помещениями для построения графиков, распределительных щитов и радио (PSR) и часто (но не всегда) были объединены с бункерами на батарее, которые также использовались для хранения боеприпасов, электрооборудования. генераторы и другие вспомогательные функции. Для 16-дюймовых орудий бункер ПСР располагался на некотором расстоянии от бункера артиллерийской батареи, чтобы избежать воздействия шока от выстрела на оборудование помещения для рисования. [3]
Комната для построения графиков была соединена телефонными линиями (а иногда и по радио) с базовыми конечными станциями , которые наблюдали за местонахождением вражеских кораблей и отправляли данные солдатам комнаты для построения графиков, которые использовали такое оборудование, как планшеты для построения графиков , чтобы рассчитать, куда следует направить орудия и когда они должны быть направлены. должен быть уволен. Телефонные линии также шли от комнаты планирования к орудиям и использовались для передачи данных о стрельбе. Другие устройства, такие как «доски коррекции дальности» или «доски отклонения», использовались в комнате для построения графиков для расчета скорректированных данных стрельбы (описанных ниже) или для корректировки дальности и азимута после того, как корректировщики на удаленных наблюдательных станциях наблюдали места, где упали предыдущие выстрелы. [4]
Помещения для заговора иногда делались бетонными и закапывались в землю (для защиты) или располагались в железобетонных казематах батарей береговой артиллерии. Помещения для заговора располагались также в отдельно стоящих сооружениях — невысоких башнях или одно- или двухэтажных деревянных и оштукатуренных зданиях, в которых могли располагаться помещения для нескольких батарей рядом друг с другом в казармообразных сооружениях. Рядом с этими установками с несколькими батареями также могут располагаться спальные помещения и туалеты. Иногда комнаты для заговора располагались в сотнях ярдов от контролируемых ими батарей. Они часто сидели на вершинах близлежащих холмов или хребтов. [3]
Компьютеры данных орудий (электромеханические компьютеры) были внедрены в береговую артиллерию в 1940-х годах, особенно в новых 16-дюймовых и 6-дюймовых артиллерийских батареях серий 100 и 200, которые вступили в строй в этот период. Некоторые из этих компьютеров получали данные непосредственно от коммуникаторов, которые были подключены к приборам наблюдения на станциях управления огнем или от радиолокационного оборудования береговой артиллерии. [6]
Основная процедура управления огнем [ править ]
Короче говоря, система управления огнем, использовавшаяся примерно с 1900 года до Второй мировой войны, включала наблюдателей, часто располагавшихся на базовых конечных станциях или других башнях управления огнем , с использованием оптических инструментов (таких как азимутальные телескопы или датчики положения депрессии ) для измерения пеленгов и / или дальностей до целей. (обычно движущиеся корабли). [заметка 2] как горизонтальные, так и вертикальные базовые дальномерные системы. Использовались [7] Эти наблюдения были переданы персоналу в комнатах для рисования батарей , которые использовали механическое устройство, называемое планшетом, для обозначения наблюдаемого местоположения цели на карте местности. Красная цифра «1» на схеме справа указывает на первый этап процесса управления огнем.
После того, как было нанесено несколько позиций цели (синие кружки на рисунке 1 слева), операторы планшета оценили положение цели в момент, когда ожидался приземление залпа, выпущенного батареей. Это положение называлось «установленной точкой вперед» (зеленый квадрат на рисунке 1), поскольку оно включало «перемещение 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 наблюдения и моментом фактического выстрела из орудий по этой цели плюс (2) «время полета» - время, которое снаряд провел в воздухе до попадания в цель. цель. Выставленная передняя точка выражалась через данные стрельбы: дальность (в ярдах) и азимут (курс компаса в градусах). [заметка 3] на которую артиллерийские расчеты должны навести орудие(я) для поражения цели.
Однако перед тем, как эти данные для стрельбы были отправлены на орудия, они были скорректированы с учетом различных «нестандартных условий», таких как температура (которая влияла на взрывную мощность порохового заряда) или сила и направление ветра (который влиял на полет снаряд). Красная цифра «2» на схеме справа указывает на этот этап процесса управления огнем. Для получения скорректированных данных стрельбы (описанных ниже) использовались специальные устройства, такие как «доска отклонения» (для поправок по азимуту) или «доска коррекции дальности» (для поправок по дальности). [примечание 4] [8]
Заключительный этап (красная цифра 3 на диаграмме справа) был связан с использованием обратной связи от наблюдателей батареи, которые фиксировали падение снарядов (за пределами или ниже дальности, влево или вправо по азимуту или в цель) и передал свои данные по телефону в комнату планирования, чтобы можно было скорректировать прицел орудий для будущих залпов. [примечание 5] [9]
Время управления огнем [ править ]
Управление огнем в береговой артиллерии включало в себя последовательность действий, которые выполнялись снова и снова, пока цель отслеживалась и по ней вели огонь. Сначала наблюдатели визировали цель и отправляли свои наблюдения в комнату построения графиков. Затем плоттеры рассчитали положение цели и вероятное будущее движение, а также корректировку дальности и азимута (направления). Затем данные о стрельбе передавались на батареи и использовались артиллерийскими расчетами для наведения орудий. Орудия открыли огонь. Наконец, корректировщики могут обнаружить падение снарядов и отправить эту информацию обратно в комнату планирования для использования при корректировке огня. После этого наблюдатели всматривались в (новое) положение цели, начиная новый цикл. Период времени между последовательными наблюдениями наблюдателей был назван «интервалом наблюдения». [10] более 3 дюймов Обычно оно устанавливалось на 20 секунд для управления батареями орудий калибра .
Не только все участники системы управления огнем должны были синхронизироваться (например, зная, с каким из серии наборов данных управления огнем они работают в любой момент времени), но и определенные функции (в частности, визирование цели с помощью наблюдатели и стрельба из орудий артиллерийскими расчетами) должна была осуществляться через определенные промежутки времени, чтобы сохранить точность системы.
Чтобы весь персонал батареи оставался синхронизированным, на каждой станции наблюдения или корректировки, обслуживающей батарею, в комнате для рисования и у каждого орудия должен был звучать «звонок временного интервала» (или зуммер) с использованием звонков или зуммеров, соединенных вместе с расположенные в центре главные часы. [примечание 6] [11] За пять секунд до начала следующего цикла раздавался звонок. После секундной задержки звонок раздался снова. И после еще одного секундного перерыва колокол прозвенел в третий раз, и при этом третьем звонке снова были сделаны наблюдения и/или были произведены выстрелы.
Хорошо обученная батарея могла наблюдать, составлять графики, корректировать и передавать данные о стрельбе своим орудиям, которые затем можно было заряжать и закладывать, и все это до следующего 20-секундного звонка, после чего орудия будут стрелять. [примечание 7] Если по каким-либо причинам данные о стрельбе не были своевременно получены орудиями или произошла задержка или осечка, то стрельба происходила в конце следующего интервала. В таком случае подается команда «Реле!» (перезакладка) была дана у орудий. [примечание 8]
Исправлены данные стрельбы [ править ]
Скорректированные данные стрельбы - термин, использовавшийся в корпусе береговой артиллерии для целей управления огнем примерно в 1890–1945 годах. Речь идет о данных стрельбы (дальность и азимут (он же пеленг или отклонение ) на цель), скорректированных с учетом различных «нестандартных условий». На языке береговой артиллерии термин «коррекция» обычно относится к изменениям расчетной дальности или отклонения (направления), которые были сделаны перед стрельбой. Термин «корректировка» обычно относится к изменениям, которые были внесены после того, как был произведен выстрел, и использовались для изменения прицела оружия (ов) для следующего выстрела. Корректировки обычно вносились путем наблюдения и построения графиков падения (брызгов) выпущенных снарядов и сообщения о том, насколько они были левее или правее по азимуту, выше или ниже дальности. [12]
Факторы, влияющие на поправки [ править ]
Корректировку можно внести по следующим факторам:
- Изменения начальной скорости (включая результаты изменения температуры пороха)
- Изменения плотности атмосферы
- Колебания температуры воздуха
- Высота площадки (с учетом уровня прилива)
- Разница в весе снаряда
- Перемещение цели за время полета снаряда
- Ветер
- Вращение земли (для дальнобойных орудий)
- Дрифт [примечание 9] [13]
Неоткорректированные для отслеживания положения наблюдаемой цели (например, корабля) , данные стрельбы, к которым применялись такие поправки, были получены, например, в результате использования планшета а также дальности и азимута до этой цели от орудий аккумулятор.
Внесение исправлений [ править ]
Метеорологические данные [ править ]
Некоторые из распространенных поправок зависели от метеорологических данных. По этой причине каждый форт береговой артиллерии или огневое командование имели свою собственную метеорологическую станцию, которая ежечасно передавала метеорологические сообщения. [14] всему командованию всякий раз, когда ожидалась стрельба. Это сообщение включало в себя серию пяти- и семизначных блоков данных, в которых сообщалось о температуре на заданной высоте, за которой следовали скорость, направление и баллистическая плотность воздуха в каждом из 11 различных высотных диапазонов, идущих от поверхности. до высоты 30 000 футов (9 100 м). Более высокие показания высоты были необходимы для стрельбы из 12-дюймовых (305-мм) минометов береговой обороны , снаряды которых направлялись по очень высоким траекториям.
Как только стали доступны данные о скорости и направлении ветра, для определения компонентов ветра, влияющих либо на дальность полета, либо на отклонение (по азимуту), использовалось устройство, похожее на круглую логарифмическую линейку, называемое «индикатор компонента ветра» (см. изображение ниже). ) выпущенных снарядов. Это устройство давало индексные числа, которые либо передавались в комнату для построения графиков и использовались для корректировки показаний на планшете , либо использовались в качестве входных данных для «таблицы отклонения» (см. Ниже), либо передавались по телефону на батареи и использовались артиллерийскими расчетами для определения смещения непосредственно на колеса дальномера или прицелы самих орудий.
плат коррекции диапазона отклонения Использование и
Плата коррекции диапазона изображена ниже. Это было настольное устройство, напоминавшее старинный механический арифмометр с широкой кареткой 1940-х годов, без бокового рычага управления. Он использовался для определения отдельных поправок, которые могли потребоваться для факторов с №1 по №7, указанных выше, и для их суммирования. Результат с платы коррекции дальности передавался в устройство, похожее на логарифмическую линейку, называемое «процентным корректором», для получения поправок (если таковые имеются), которые затем отправлялись на пистолет/ы. В панели коррекции дальности использовалась бумажная таблица, которую накатывали на ее рабочую поверхность и предлагались нестандартные кривые, по которым можно было считывать поправки. Эта таблица должна была соответствовать комбинации оружия, силового заряда и снаряда, использовавшихся в то время. Значения отдельных факторов (№1–7 выше) должны были быть получены путем построения графиков численности персонала, офицеров батареи или ежечасных метеорологических сообщений. Поскольку точные измерения начальной скорости (фактор № 1) часто не могли быть произведены, использовались оценки, основанные на размере стреляемого порохового заряда и характеристиках конкретного используемого оружия. [15]
Также на изображении ниже изображена «доска отклонения», используемая для коррекции 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 квадрат, а также подвижную латунную раму (или валик), которые можно было перемещать вперед и назад независимо друг от друга по трем шкалам, проходившим через его основание. На части валика, похожей на транспортир, была нанесена «шкала умножения», которая иногда использовалась, если батарея упустила возможность выстрелить через нужный интервал и была вынуждена ждать до следующего интервала. К основанию доски также была прикреплена усеченная дуга («дуга и шкала ветра») с левой стороны доски, которая использовалась для настройки доски для скорости и направления ветра, сообщаемого в метеорологическом сообщении ( см. выше).
Правильное выравнивание и вращение взаимосвязанных шкал и рычагов позволило считывать поправки с трех разных шкал, которые располагались горизонтально в нижней части доски (шкала перемещения, шкала отклонения и шкала коррекции азимута). Однако даже тогда использование устройства было затруднено, поскольку оно давало ссылочные номера, которые нужно было сообщать операторам планшета, прежде чем подавать их на орудия.
Как и многие другие элементы оборудования управления огнем береговой артиллерии, отклоняющая доска представляла собой механический аналоговый компьютер, использовавший методы подобных треугольников для решения задач коррекции огня по скорости и направлению ветра, сносу снаряда и угловому перемещению цели во время полета. интервал наблюдения. [16]
-
Индикатор компонента ветра, используемый для преобразования данных о скорости и направлении ветра в поправки на дальность и отклонение (азимут) для орудий береговой артиллерии. -
Визуализация панели коррекции дальности — механического аналогового устройства, которое располагалось на столе и накапливало поправки на дальность стрельбы из орудий береговой артиллерии. -
M1905 , на которой отмечены многие ее компоненты. отклоняющая пластина На этой фотографии 1910 года изображена -
На этом рисунке отклоняющей доски M1905, сделанном в 1940 году, четко видны некоторые масштабы, использованные на доске. -
, Отклоняющая доска используемая офицерами береговой артиллерии в конце 1941 или начале 1942 года. -
Используются искатель положения депрессии (слева) и азимутальный прицел (справа). -
Дальномер совпадения (CRF) в военном музее в Оверлоне, Нидерланды, в целом напоминающий CRF береговой артиллерии США. -
1904 год, станция управления пожаром, восточная часть Форт-Эндрюс , Массачусетс. -
План станции управления пожаром, восточная часть Форт-Эндрюс, Массачусетс -
В этом массивном бетонном каземате располагалось подземное помещение для 12-дюймовых минометов батареи Уитмен в Форт-Эндрюс в Бостонской гавани.
См. также [ править ]
- Система управления огнем
- Береговая оборона в США
- Командование обороны гавани
- Список материалов для управления огнем и прицеливания армии США по обозначению в каталоге поставок
Примечания [ править ]
- ↑ Корпус береговой артиллерии армии США был создан в 1907 году и отделен от корпуса полевой артиллерии как часть артиллерии армии США. Она была упразднена в 1950 году. За 35 лет своего наиболее активного периода (примерно с 1905 по 1940 год) система береговой артиллерии в США включала более 2000 орудий и минометов калибра 3 дюйма и выше, защищая около 30 объектов (в основном гавани) по всей стране. Созданная для защиты крупных гаваней США от атак с моря, система береговой артиллерии на континентальной части США никогда фактически не стреляла по вражеской цели. К 1942 году, когда ход Второй мировой войны изменился в пользу союзников, береговая артиллерия была сокращена и полностью распущена в 1946 году.
- ↑ М8 Во время Второй мировой войны появился компьютер данных о пушке . Этот установленный на прицепе электромеханический компьютер 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 планшете. Триангуляция, корректировка данных стрельбы и перемещение к конкретным орудиям выполнялись компьютером гораздо быстрее и точнее, чем старыми ручными методами.
- ^ В береговой артиллерии США азимуты выражались как направления по часовой стрелке от истинного юга, а не от истинного севера.
- ^ В руководствах и публикациях береговой артиллерии между 1910 и 1940 годами описано множество различных инструментов, устройств, шкал и графиков, которые были предложены и приняты для корректировки (перед стрельбой) и корректировки (после стрельбы) данных стрельбы. Многие элементы оборудования управления огнем приходилось изготавливать специально для одного типа оружия и/или для каждого типа боеприпасов.
- ^ Примерно до 1920 года, по-видимому, мало использовались данные прицеливания: огонь из орудий велся на основе прямого визирования с позиции командира орудия или расчетов на доске с поправкой на нестандартные условия. Утверждалось, что корректировка этих данных с учетом падения огня просто замедляет наводку и вносит в систему новый источник ошибок.
- ^ Во время Второй мировой войны временной интервал «звонок» также мог быть тональным сигналом, передаваемым по телефонной линии.
- ^ В примере на рисунке 1 выше предполагается, что для наводки и стрельбы требуется больше времени, поэтому выставленная передняя точка 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 делалось, если персонал батареи не был достаточно опытным, чтобы вести огонь с более коротким интервалом.
- ^ основными интервалами на орудия отправлялись промежуточные данные о стрельбе Иногда между , что позволяло артиллеристам быстрее настроить орудия или дать дополнительные залпы по важным целям.
- ^ Под дрейфом понимается «отклонение снаряда от плоскости вылета из-за его вращения, баллистического характера и сопротивления воздуха. Обычно это происходит в направлении вращения...»
- ↑ Эта доска во многом напоминала графическую доску Уистлера-Хирна , которую на самом деле она и была призвана дополнять.
Ссылки [ править ]
- ^ «FM 4-15, Управление огнем и определение местоположения морской береговой артиллерии» . Архивировано из оригинала 02 мая 2019 г. Проверено 2 мая 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Берхоу, Марк А., изд. (2015). Оборона американского побережья, Справочное руководство (Третье изд.). Маклин, Вирджиния: CDSG Press. стр. 263–283. ISBN 978-0-9748167-3-9 .
- ^ Перейти обратно: а б с Берхоу, стр. 283–290.
- ^ Перейти обратно: а б FM 4-15
- ^ Уэббер, Берт (1975). Возмездие: нападения Японии и контрмеры союзников на тихоокеанском побережье во Второй мировой войне . Корваллис, Орегон: Издательство Университета штата Орегон. п. 61. ИСБН 0-87071-076-1 .
- ^ Gun Data Computers, Журнал береговой артиллерии, март – апрель 1946 г., стр. 45–47.
- ^ Боллинг В. Смит, «Системы определения положения с вертикальной и горизонтальной базой», Журнал исследовательской группы береговой обороны , Vol. 13, выпуск 3, август 1999 г.
- ^ Индекс журнала береговой артиллерии на sill-www.army.mil.
- ^ «Стрельба береговой артиллерии», Журнал береговой артиллерии , Vol. 63, № 4, октябрь 1925 г., стр. 375–391.
- ^ FM 4-15, Гл. 6
- ^ Боллинг В. Смит, «Системы временных интервалов Второй мировой войны», Журнал исследовательской группы береговой обороны , Том. 10 мая 1966 г., с. 76
- ^ FM 4-15, Гл. 4
- ^ Хайнс, Фрэнк Т.; Уорд, Франклин В. (1910). Служба береговой артиллерии . Нью-Йорк: Goodenough & Woglom Co.
- ^ FM 4-15, стр. 113–116.
- ^ FM 4-15, стр. 119–124.
- ^ FM 4-15, стр. 132–140.