HACS - HACS

Зенитный крейсер HMS Scylla . Ее четыре сдвоенных 4,5-дюймовых артиллерийских орудия контролируются двумя башнями High Angle Director Towers, одна из которых расположена за мостом, а другая за кормовой воронкой.

Система управления под большим углом ( HACS ) была британской зенитной системой управления огнем, которая использовалась Королевским флотом с 1931 года и широко использовалась во время Второй мировой войны . HACS рассчитал необходимое отклонение, необходимое для размещения разрывного снаряда в местоположении цели, летящей с известной высотой, азимутом и скоростью.

История ранних веков

HACS был впервые предложен в 1920-х годах и начал появляться на кораблях Королевского флота (RN) в январе 1930 года, когда HACS I вышел в море на HMS Valiant . HACS У меня не было никакой стабилизации или усилителя мощности для обучения директора. HACS III, появившийся в 1935 году, имел возможность стабилизации, имел гидравлический привод, отличался значительно улучшенной передачей данных и представил таблицу HACS III. В таблице HACS III (компьютер) были многочисленные улучшения, включая повышение максимальной скорости цели до 350 узлов, непрерывное автоматическое прогнозирование взрывателя, улучшенную геометрию отклоняющего экрана и положения для входов гироскопа для обеспечения стабилизации данных, полученных от директора. HACS представляла собой систему управления и стала возможной благодаря эффективной сети передачи данных между внешним наводчиком орудия, компьютером управления огнем под палубой и корабельными зенитными орудиями среднего калибра .

Разработка

Операция

Экран отклонения HACS и таблица с оператором экрана отклонения на переднем плане. Сплошная линия, проходящая через центр эллипса, показывает провод, выровненный по курсу самолета (движущемуся справа налево) примерно на 295 градусов; оператор экрана отклонения держит свою правую руку на элементе управления боковым отклонением, который выравнивает вертикальную линию с эллипсом и проводом траектории самолета, и он также использует левую руку для совмещения элемента управления вертикальным отклонением и горизонтального троса (который не видно), так что он также пересекает провод траектории самолета на краю эллипса.

Пеленг и высота цели были измерены непосредственно с помощью дальномера UD4 Height Finder / Range Finder , дальномера совпадений, расположенного в башне High Angle Director Tower (HADT). Направление движения измерялось путем совмещения бинокулярной сетки с фюзеляжем целевого самолета. Ранние версии HACS, Mk. I – IV не измеряли скорость цели напрямую, но оценивали это значение на основе типа цели. Все эти значения были отправлены через сельсин в HACS в позицию для расчета высокого угла (HACP), расположенную под палубой. HACS использовал эти значения для расчета скорости дальности (часто называемой скоростью на языке RN), которая представляет собой видимое движение цели вдоль линии визирования. Это также было напечатано на бумажном графике, чтобы офицер дальности мог оценить его точность.

Эта рассчитанная дальность была передана обратно в UD4, где он приводил в действие двигатель для перемещения призм внутри UD4. Если бы все измерения были правильными, это движение сопровождало бы цель, делая ее неподвижной в прицеле. Если бы у цели было видимое движение, оператор UD4 мог бы регулировать дальность и высоту, и при этом обновил бы сгенерированную скорость дальности, тем самым создав петлю обратной связи, которая могла бы установить оценку истинной скорости и направления цели. HACS также отображал прогнозируемый пеленг и высоту цели на индикаторах в башне директора, или, в более поздних вариантах, HACS мог перемещать весь директор через дистанционное управление мощностью, чтобы он мог продолжать отслеживать цель, если цель была скрыта.

Угол, измеренный сеткой, также заставлял металлическую проволоку вращаться вокруг лицевой стороны большого круглого дисплея на одной стороне HACS, известного как дисплей отклонения . Измеренные значения высоты и дальности, а также расчетное значение скорости цели заставили оптику сфокусировать лампу на матовом стеклянном экране за проводом, отображая эллипс, форма которого изменилась в зависимости от этих измерений. Оператор отклонения использовал два элемента управления для перемещения дополнительных индикаторов проводов таким образом, чтобы они лежали поверх пересечения внешнего края эллипса, где он пересекался вращающейся металлической проволокой. Пересечение эллипса и направления на цель использовалось в качестве основы для расчета высоты и обучения орудия. Преимущество метода эллипса состоит в том, что он требует очень мало механических вычислений и по существу моделирует целевое положение в реальном времени с последующим быстрым временем решения.

HADT на HMS King George V . Офицер управления показан смотрящим в бинокль, в то время как лицо дальнобойщика полностью скрыто.

Поток информации

HADT предоставляет данные о направлении, дальности, скорости, высоте и азимуте цели в HACP, который передает ружьям команды направления и синхронизации взрывателя. HACP передает сгенерированную компьютером скорость дальности и сгенерированную пеленгом обратно в HADT, создавая петлю обратной связи между HADT и HACP, так что решение управления огнем, созданное компьютером, становится более точным с течением времени, если цель сохраняет прямой курс. HADT также наблюдает за точностью образовавшихся разрывов снарядов и использует эти очереди для корректировки оценок скорости и направления цели, создавая еще один контур обратной связи от орудий к HADT и оттуда к HACP, снова повышая точность решения, если цель сохраняет прямой курс. У большинства орудий, управляемых системой HACS, были подставки для установки взрывателя или лотки для установки взрывателя, в которых правильная синхронизация взрывателя была установлена на часовой механизм внутри боеголовки зенитного снаряда, так что снаряд взорвался бы в непосредственной близости от самолета-цели.

Целевые дроны

HACS была первой военно-морской системой ПВО , которая использовалась против радиоуправляемых самолетов , и впервые в 1933 году удалось уничтожить эти цели. В марте 1936 года шесть целей Queen Bee были уничтожены средиземноморским флотом RN во время интенсивных тренировок по ПВО. крайнего напряжения между Великобританией и Италией. Практика стрельбы по дронам-мишеням велась с использованием специальных снарядов, которые были сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму возможность поражения дорогостоящих целей. RN разрешил СМИ освещать стрельбу по стрельбе из АА, а в кинохронике 1936 года есть кадры реальной стрельбы. В 1935 г. в РН также начали практиковаться управляемая HACS стрельба по самолетам-мишеням в ночное время.

Компьютер управления огнем High Angle Control System (таблица) Mk IV, на борту HMS Duke of York . Оператор отклонения сидит перед экраном отклонения. Оператор графика диапазона стоит прямо напротив.

Тахометрические и радарные дополнения

К середине 1941 года RN быстро добавила в систему HACS истинное тахометрическое прогнозирование движения цели и радар. Однако эта система, как и все механические системы управления огнем времен Второй мировой войны, все еще имела серьезные ограничения, поскольку даже высокотехнологичная система Mk 37 ВМС США (USN) в 1944 году требовала в среднем 1000 выстрелов 5-дюймовых (127 мм) боеприпасов, выпущенных на убийство. В 1940 году к системе HACS был добавлен Gyro Rate Unit (GRU), аналоговый компьютер, способный напрямую рассчитывать скорость и направление цели, преобразовывая HACS в тахиметрическую систему. Также в 1940 году в HACS была добавлена радиолокационная система. ГРУ и связанный с ним компьютер, «ящик гироскопа» (GRUB) больше не предполагали прямой и горизонтальный полет со стороны цели. GRU / GRUB мог генерировать данные о скорости и местоположении цели с угловой скоростью до 6 градусов в секунду, что было достаточно для отслеживания пересекаемой цели на 360 узлов (670 км / ч; 410 миль в час) на расстоянии 2000 ярдов (1800 м). ).

Часы, хранящие взрыватель

Эсминцам «РН» мешало отсутствие хорошего оружия двойного назначения, подходящего для кораблей эсминцев ; на протяжении большей части войны 40 ° было максимальной высотой 4,7-дюймовых (119 мм) орудий , которыми оснащались такие корабли, которые, следовательно, были неспособны поражать непосредственно атакующие пикирующие бомбардировщики , хотя они могли обеспечивать «заградительный огонь» и «прогнозируемый огонь» для защиты другие корабли от таких атак. Эсминцы не использовали HACS, а использовали Fuze Keeping Clock (FKC), упрощенную версию HACS. Начиная с 1938 года все новые эсминцы RN, начиная с класса Tribal , оснащались FKC и лотками для установки предохранителей с непрерывным прогнозированием для каждого основного орудия вооружения. Опыт Второй мировой войны, проведенный всеми военно-морскими силами, показал, что пикирующие бомбардировщики не могут быть успешно задействованы какой-либо дистанционной системой компьютерного прогнозирования с использованием механических взрывателей из-за времени задержки в компьютере и минимальной дальности действия оптических дальномеров. Как и другие современные военно-морские силы, довоенные эсминцы RN страдали от недостатка скорострельных зенитных ракет ближнего действия, с помощью которых можно было бы поражать пикирующие бомбардировщики.

Блок автоматического заграждения

Barrage Unit Auto или ABU, был специализированной системой начиная артиллерийского компьютера и радара , который используется тип 283 радара . Он был разработан для обеспечения компьютерного прогнозирования и радиолокационного управления огнем зенитных орудий основного и вспомогательного вооружения, которые не обладали присущими зенитными способностями. ABU был разработан, чтобы позволить орудия быть предварительно заряженными боеприпасами с таймером, а затем он отслеживал приближающийся вражеский самолет, постоянно наводил орудия, чтобы отслеживать самолет, а затем стрелял автоматически, когда прогнозируемое положение самолета достигало заранее установленного взрывателя. номенклатура ранее заряженных снарядов. ABU также использовался с орудиями, которые номинально контролировались HACS, чтобы обеспечить ограниченную возможность слепого огня.

Военный опыт

К маю 1941 года крейсеры RN, такие как HMS Fiji , сражались с Люфтваффе с помощью стабилизированных систем HACS IV с GRU / GRUB и радара Type 279 с панелью точного определения дальности, которая давала точность +/- 25 ярдов на расстоянии 14000 ярдов. HMS Fiji был потоплен в битве за Крит из-за того, что у него закончились зенитные боеприпасы, но его 4-дюймовая батарея зенитных орудий HACS IV отражала атаки люфтваффе в течение многих часов.

Демонстрируя быстрые успехи RN в морской зенитной артиллерии, в мае 1941 года HMS Prince of Wales вышла в море с HACS IVGB, с полными радиолокационными системами определения дальности и девятью связанными с ПВО радиолокаторами управления огнем: четыре РЛС Тип 285 , по одной на каждом High Angle Director. Башня (HADT) и четыре РЛС Type 282 , по одному на каждую управляющую станцию Mk IV для установки QF 2 pdr (40 мм) с «помпоном» , а также радар дальнего действия Type 281 Warning Air (WA), который также имел панели для точного определения дальности для воздушные и надводные цели. Это поставило HMS Prince of Wales в авангард морских систем управления огнем HA AA в то время. В августе и сентябре 1941 года во время операции «Алебарда» во время операции «Алебарда» корабль « Принц Уэльский» продемонстрировал превосходную радиолокационную станцию дальнего действия . Хотя недостатки HACS часто объясняются потерей Force Z , масштабы японской атаки намного превзошли все, для чего HACS был разработан, с точки зрения количества самолетов и характеристик. На то, что зенитные артиллерийские установки не смогли сдержать японские бомбардировщики, также повлияли уникальные обстоятельства. HACS был первоначально разработан с атлантического условиями в виду , и принц Уэльский " AA FC радары s стал неисправным в сильной жары и влажности в малайских водах и ее 2-фунтовые боеприпасов ухудшилось плохо , как хорошо.

RN сделало следующие заявления о ведении огня корабельной зенитной артиллерией по самолетам противника с сентября 1939 г. по 28 марта 1941 г.

RN сделало следующие заявления о ведении огня корабельной зенитной артиллерией по самолетам противника с сентября 1939 года по 31 декабря 1942 года:

Крупные военные корабли (корабли, которые могут иметь системы управления огнем HACS или FKC)

Определенных убийств: 524.

Вероятное убийство: 183.

Претензии о возмещении ущерба: 271.

Незначительные боевые корабли и торговые суда (большинство из которых не имеет систем управления огнем ПВО)

Определенных убийств: 216.

Вероятные убийства: 83.

Претензии о возмещении ущерба: 177.

Всего заявлений об убийствах: 740.

Всего вероятных претензий: 266.

Всего требований о возмещении ущерба: 448

Радар и директор Mark VI

HACS использовала различные управляющие башни, которые обычно оснащались типом 285 по мере его появления. В этой системе измерения длины волны использовались шесть антенн яги, которые могли измерять дальность до целей и снимать точные показания пеленга с использованием метода, известного как « переключение лепестков », но только грубых оценок высоты. Следовательно, он не мог «захватить» воздушные цели и не мог обеспечить настоящую способность вести огонь вслепую, чего не мог сделать ни один другой военно-морской флот, пока USN не разработал усовершенствованные радары в 1944 году с использованием технологий, переданных из Великобритании. Эта ситуация не была исправлена до появления в 1944 году HACS Mark VI Director, оснащенного сантиметровым радаром Type 275 . Другим усовершенствованием было добавление дистанционного управления мощностью ( RPC ), при котором зенитные орудия автоматически настраивались вместе с управляющей башней с необходимыми изменениями пеленга и возвышения для обеспечения сходящегося огня. Раньше расчеты орудия должны были следовать за механическими указателями, которые указывали, где директорская башня хотела, чтобы орудия тренировались.

Системы HACS используются или планируются в августе 1940 г.

Директора HACS прикреплены к кораблям в документе, датированном «пересмотренным августом 1940 года»:

HACS III: передача ABC, подставка AV для 15 футов HF / RF. Представлен стол Mk III.

HMS Ajax , Galatea , Arethusa , Coventry , HMAS Hobart , Сидней , Перт

HACS III *: Аналогичен Mark III, но с большим ветровым стеклом и местом для дежурного.

HMS Penelope , Southampton , Newcastle , Malaya , Hood *, Australia *, Nelson *, Royal Sovereign *, Barham *, Resolution *, Cairo *, Excellent (школа артиллерийского обучения) *, Revenge *, Calcutta *, Carlisle *, Curacoa * , Эксетер *, Приключения *, Военный спай *. Суда, отмеченные знаком *, имели стабилизацию крена для слоя.

HACS III * G, как марка III, но снабженный системой GRU и системой стабилизации наклона слоя.
HACS IV: Аналогичен MkIII, но с круглым экраном, пропускной способностью скольжения и стабилизацией крена слоя. Представлен стол Mk IV.

HMS Birmingham , Sheffield , Glasgow , Aurora , Liverpool , Manchester , Gloucester , Dido и классы Фиджи , Forth , Maidstone , Renown , Valiant , Illustrious , Formidable и Ark Royal .

HACS IV G: Mk IV с гироскопом.

Класс дидоны и уроки Фиджи .

HACS IV GB: Mk IV, оснащенный ГРУ и полной стабилизацией при укладке и тренировке, система силовых тренировок Keelavite.

HMS Король Георг V и Принц Уэльский , классы Дидоны и Фиджи .

HACS V: улучшенная конструкция, частично закрытая, полная стабилизация для подъема и тренировок. Килавитская система силовой тренировки и ГРУ. Дуплекс 15 футов ВЧ / ВЧ. Использует таблицу Mk IV.

HMS Герцог Йоркский , Энсон и Хау .

HACS V *: То же, что и Mk V, но с одним HF / RF и повышенным HF / RF по сравнению с Mk V.

HMS Неукротимый , Неумолимый и Неутомимый .

Languages

In other projects