文章来自军武次位面贴吧
为了简化问题,省去观瞄和火炮伺服系统这些老生常谈的部分,只谈谈核心的火控计算机的基本原理和结构。
算了,还是简单说一下观瞄吧,一般在舰桥顶部高高在上,能够360度旋转,被许多人简单地称为测距仪的东西正式名称叫——射击指挥仪。它的作用的跟踪目标方位,目标测距和测量弹着点偏差。由于舰船存在横摇、纵摇和复合横摇,指挥仪跟踪目标时需要用陀螺仪稳定,这就是现代坦克指挥仪火控系统中的稳像瞄准仪的起源。
图:苏联68BIS型巡洋舰上安装的KDP2-8型射击指挥仪,它安装有2部8米基线光学合像式测距仪,分别用来跟踪目标距离和测量弹着点偏差值。
射击指挥仪是个庞大精密的设备,需要多人合力操作,下图苏联海军DM4指挥仪
美国海军的MK38型指挥仪透视图
接下来就谈谈无畏舰时代火控计算机的基本原理和结构(本人自己整理+理解,如有错误欢迎指正)
最早机械计算机的大规模应用是在无畏舰上实现的——火炮交战距离越来越远,直接瞄准被间接瞄准取代,需要进行复杂的弹道和提前量计算。
当射击指挥仪观察到目标的运动参数后,进行简单处理便最先输入到运动分量计算机,也就是德梅里克计算机当中进行处理。
其工作原理是(上图为早期英式德梅里克计算机,下图表盘为美式)
德梅里克计算机输出的运动分量被输入到距离钟当中进行距离修正量的解算,其核心是一部球盘式积分器。
下图是最早期的球盘式积分器,火控系统中使用的要比其精密,但基本原理是一样的。
在无畏舰火控系统中,球盘式积分器作为距离计算钟的核心部件它的工作原理如图:
最后将目标距离数据转化为火炮仰角指令的是弹道计算机,其结构有好几种,但基本原理都一样——用一个拟合弹道函数曲线的凸轮将输入的距离参数转化为火炮仰角参数。
如下图中下方,这类装置也用来处理其它非线性相关的数据换算(相对的固定传动比的齿轮组用来处理线性相关的数据换算)。
最后说一下差分齿轮,其实这东西名字听着很高大上,但在复杂的机械式火控计算机系统中,它的用途主要是进行数据的汇流和分流时的加减运算。
好了,把这些部件组装起来是什么样子呢?
如图,英国海军德雷尔火控台(这玩意透着一股子蒸汽朋克味啊)
德雷尔火控台的结构图,左侧德梅里克计算机,用来处理自舰与目标的运动参数。中间是一部球盘式积分器为核心的距离钟,右侧是一台自动标绘机,由丝杠联动,能够用双色铅笔在图纸上标绘出自舰和目标的航迹,标绘机上的圆盘是用来辅助表示目标接近率(转动圆盘中间的竖线得到不同斜率)
剩下的问题是,在通讯基本靠吼的年代,怎么把计算机输出的目标射击参数传递给炮位呢?
甚至某种意义上说现代 络技术也是从无畏舰上分布式火控的数据传输需要发展起来的——从早期的液压数据传输、到后来的直流和交流同步电数据传输,最后是数字式信号传输。
模拟系统中的同步数据传输是通过步进电机带动表盘上指针转向指定角度来实现数据传递的。
下图为美国海军中使用的直流同步数据传输装置示意图(德国海军使用的是西门子公司开发的交流电同步数据传输装置)。
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