艦炮射程現在都能超過20公里,這麼遠是如何瞄準的?

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其實現在的大口徑艦炮的射程遠遠超過20公里。例如我國的HPJ38型單管130毫米艦炮,採用單管單鏈路供彈、水冷卻,身管長70倍口徑,能夠發射殺傷榴彈、半穿甲爆破彈和兩種制導炮彈,當發射火箭增程制導炮彈時,射程能超過100公里。即便是使用普通的

非制導的底排增程殺傷爆破彈,也可以在遠離海岸30公里以上,在5分鐘內傾瀉200發炮彈,打擊或壓制10到20個岸上目標。

一般來說,目前先進艦炮的遠程射擊,分為直接瞄準和間接瞄準兩種方式。

間接瞄準主要用於對海岸沿線的地面縱深目標的轟擊,這需要有海軍陸戰隊、特種部隊等岸上炮兵偵察觀測員的配合,通過激光測距和數據傳輸設備,被艦炮指示目標,艦炮的火控系統收到目標座標數據以後,隨即計算射擊諸元,然後通過測得的本艦運動量,搖擺量,為艦炮自動裝訂高低射角和方位角,整個過程是全自動的,能夠實時解算和修正

直接瞄準的艦炮射擊方式比較古老。從帆船戰列艦時代,就有了艦炮瞄準設備,只不過比較簡陋。由於軍艦炮擊一般在運動中進行,需要為艦炮的控制系統增加一個慣性測量裝置,這時就引入了陀螺概念。1743年歐洲海軍最早發明用於確定地平線位置的陀螺慣性測量單元。1900年前後,為了克服艦船的顛簸對火炮射擊的影響,為艦炮安裝了俯仰角修正的一維機械修正裝置,通過炮手的計算而手動修正。

日本的日向號戰列艦上面的大型光學測距機。

1912年,英國皇家海軍開發了一體化的艦炮火控系統。戰列艦為了給予目標最大殺傷, 艦炮都儘可能地靠近中央位置,

都是全艦主炮齊射的方式,射擊指揮儀協調各主炮的齊射。整艘艦的所有火炮都受控於艦橋上的陀螺儀機械慣性單元。艦長下達戰鬥命令以後, 指揮塔上的光學測距機開始測算敵人艦隊目標的距離。戰列艦的高高的艦橋則有利於看得更遠,從而進行跨射修正。

二戰時海軍戰列艦的測距機甚至有20米測距機。

現代軍艦的艦炮火控系統一般以雷達火控為主,例如我國051級導彈驅逐艦艦橋上面的“黃蜂頭”指揮儀,型號為343型雷達,除雷達設備以外,還有一部大型的3米光學測距機。

工作原理為雷達測量目標與彈著點水柱,並不斷修正射擊諸元。光學系統作為輔助瞄準設備。目前比較先進的艦炮火控,可通過雷達和光電系統,自動獲取的目標相關信息,如距離、航向、航速等,用於計算射擊參數,提供射擊輔助決策,評估艦炮的射擊效果與目標的毀傷程度,

並控制艦炮進行射擊。


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艦炮火控系統的工作程序是:目標跟蹤設備測定目標瞬時座標,傳給火控計算機,火控計算機實時計算射擊諸元,並通過作戰系統網絡取得艦位、航速航向、搖擺量、風速風向等實時參數,進行實時解算和修正,輸出如方向瞄準角、高低瞄準角和引信裝訂值等,供艦炮的瞄準、給帶時間引信的炮彈裝定、控制檯控制艦炮發射、進行射擊校正。

艦炮射擊諸元是指艦炮射擊時的方向瞄準角、高低瞄準角和引信時間裝訂值等諸元參數,又可分為穩定射擊諸元和不穩定射擊諸元。穩定射擊諸元,指不考慮艦炮發射時艦的搖擺、航速、風速等等外部影響而求得的射擊諸元;不穩定射擊諸元,是指修正發射時艦的搖擺等外部因素影響後的射擊諸元,可以由艦炮火控系統自動接收、解算來求得。

艦炮瞄準是艦炮射擊時,為保證炮彈彈道通過目標而賦予炮身軸線所需空間方向的操縱過程。按實施瞄準的控制部位,分為中央瞄準和炮位瞄準。中央瞄準由艦炮火控系統的目標跟蹤設備瞄向目標,按火控計算機求得的艦炮方向瞄準角和高低瞄準角等數值,統一控制一座或數座艦炮實施瞄準;炮位瞄準由各炮按其方向瞄準角和高低瞄準角數值,通過各自的艦炮瞄準裝置實施瞄準。中國海軍目前主要的艦炮均採用中央瞄準的方式,但為了適應低烈度戰鬥和基於成本及適裝性上的考慮,也發展了兩型炮位瞄準的單管30毫米艦炮。


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20千米並不算遠,最多就是一戰水準,到二戰艦炮的交戰距離已經提升到30千米甚至可以達到35~40千米了。對於20千米的艦炮交戰而言,既可能是目視直接瞄準射擊,也可能是使用雷達的間接瞄準射擊。

近代光學系統為火炮射擊提供了強大的測距能力,而這幾乎是炮兵射擊所需的唯一或者說最重要數據(當然遠程射擊要考慮風速風向、溫度等因素,是個極為複雜的計算過程)。到二戰位置,艦炮的測距儀要麼是合像式測距,要麼是體視測距儀。前者看的是一副被切成兩半的圖片,操作人員通過調整,最終使得上下兩部分圖片組合成一張較為準確的目標試圖時,就是測距比較準確的數據。而體視測距儀則需要操作人員將左右目鏡裡面的圖象逐漸重合。

第一次世界大戰海戰經驗來看,喜歡使用合像式測距儀的英國人經常可以更快獲得測距結論,但是這個精度就很難說了。而德國人喜歡用體視測距儀,操作難度大,對人員要求高,但測距效果比較準確,在海戰中這種優勢極為致命了,甚至超越射速等因素。

雷達出現後,情況發生變化。雷達代替人眼看到遠在幾十公里外的目標以及彈著水柱。但是這裡面也有很大問題。首先是早期雷達的“眼神”實在太糟糕。美國當年出過將小島看成敵方鉅艦然後瘋狂射擊的笑話。另外早期雷達的精度較低,而且在遭到震動之後很容易出現問題,結果戰艦隻能退回光學測距的時代。


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艦炮射程現在都能超過20公里,這麼遠是如何瞄準的?

如果只是20KM的距離的話,其實早在二戰之前,一些大口徑艦炮的射程早就超過這個水平了。在二戰時期,除了傳統的目視和光學測距手段可以用於幫助火炮瞄準外,火控雷達與艦載偵察機的出現更是對傳統艦炮的火控發展起到了很大的推動作用。前者賦予了艦炮全天候條件下的作戰能力,後者從空中通過觀察彈著點為主炮提供彈著偏移量和修正值,以求次輪炮擊中更好的命中精度。

(二戰時期的戰列艦所使用的艦炮火控雷達(紅圈)與光學測距系統(黃圈))


而對於現代艦炮來講,在遠距離上如何瞄準的問題,其實原理基本上與二戰時期所裝備的火炮是一樣的。如果需要做到準確瞄準與精確打擊,那麼配套的火控系統是必不可少的的,而現代艦炮的火控系統,其核心就是專用的艦炮火控雷達/炮瞄雷達與光電跟蹤系統。


炮瞄雷達的主要作用是配合搜索雷達可以現實獲取戰場態勢和目標的相關信息,並通過獲取的目標相關信息,如距離、航向、航速等信息用於計算射擊參數,而生成的射擊參數則用於提供射擊輔助決策並控制艦炮進行射擊,最後還能評估艦炮的射擊效果與目標的毀傷程度。

(現代艦炮火控系統所使用的炮瞄雷達)


而除了炮瞄雷達這種手段外,早期艦炮所使用的光學瞄準系統也在現代有了很大的發展,這就是現代火炮所使用的光電指揮/跟蹤儀系統。這套系統除了可以通過電視、被動紅外等手段對目標進行搜索、識別與跟蹤外,自帶的激光測距儀還能對目標進行精確的測距與定位,用於更好的協助艦炮的火控系統進行精確射擊。

(現代艦炮火控系統所使用的光電指揮/跟蹤儀)


炮瞄雷達與光電指揮/跟蹤儀都是現代艦炮火控系統中的重要組成部分,前者的優勢在於可以不受天氣因素的制約,可提供全天候的艦炮火控支持。而後者的優勢在於很難像雷達那樣被電子戰系統所壓制,因此抗干擾能力強。

兩者屬於互相補充、相輔相成的存在,為現代艦炮的遠距離精確打擊提供了一個良好的基礎。

(雷達與光學手段的結合是從二戰至今艦炮火控系統的通用做法)


中外艦聞


當代大中口徑艦炮的射程都在20公里以上,那它們是怎麼瞄準的呢?早期的艦炮瞄準是靠目視和光學測距進行的,二戰末期火控雷達與艦載偵察機的出現,對艦炮的火控系統發展起到了巨大的促進作用。有了雷達的支持,艦炮就可以全天候作戰,而艦載偵察機可以對射擊效果進行修正,大大提升了艦炮的命中精度。

艦炮發展到目前的階段,在遠距離上的瞄準原理與二戰時期並沒有發生多大的變化。只是在瞄準與打擊上更加精確了而已,現代艦炮都配有複雜的火控系統,其核心是由光電跟蹤系統和艦炮火控/炮瞄雷達系統組成的。

炮瞄雷達主要複雜從複雜的戰場環境中捕捉相關目標的信息,並藉助這些信息修定距離、航向、航速等射擊元素,並控制艦炮對目標進行射擊,最後還能對射擊效果進行評估。

除了雷達火控系統以外,現代光學火控系統也有了很大的發展,光電火控系統主要藉助電視、激光、被動紅外等手段完成搜索、識別、測距與定位,並指揮艦炮進行精確的射擊。

雷達火控系統不受天氣干擾,可以全天候作戰。而光電火控系統也有自己的優勢,它不像雷達那樣容易受到電子干擾,有著更強的抗干擾能力。所以在實戰中,兩者是配合使用的,起到了互相補充、相輔相成的作用,保證了現代艦炮能夠實現遠距離的精確打擊。


利刃軍事


軍艦上為了有效對敵方進行偵察和打擊,都配備了預警偵察雷達即搜索雷達、跟蹤雷達和鎖定雷達即瞄準雷達等等一系列不同分工不同作用的雷達,所以,在過去的軍艦上,總是可以看見密密麻麻形狀各異的雷達。通常情況下,先由預警偵察雷達對敵人可能來犯的方向進行搜索掃描,一旦發現敵人形蹤,立即將信息傳輸給目標跟蹤雷達,目標跟蹤雷達繼續對目標具體的方位、高度、距離、速度等等參數進行跟蹤掃描測定,一旦鎖定目標,立即將相關參數分別傳輸給火炮或導彈的目標指示雷達,目標指示雷達再引導火炮或導彈攻擊目標。過去,由於雷達技術比較落後,雷達的功能相對單一,同時,由於目標是大批量且處於活動狀態,需要不間斷的跟蹤掃描每個目標的動態,傳統的機械掃描雷達越來越難以對大批量目標一個個測定。所以就催生出了相控陣雷達。簡單的說,相控陣雷達相當於是很多個電子掃描儀,可以分別獨立對單個目標進行測定跟蹤並可以篩選出對己方威脅最大的目標進行優先打擊或干擾。與傳統雷達相比,相控陣雷達抗干擾能力強,能同時對大批量多方位來襲目標同時進行搜索跟蹤定位,並將分析測算出的相關數據傳輸給火炮導彈進而分別引導其攻擊目標。相控陣雷達把傳統雷達的不同功能集於一身,克服了傳統雷達密密麻麻布局又互相電磁干擾又功能單一又容易被敵方干擾等等一系列弊端,是雷達系統的集大成者。目前最先進的艦載雷達,應該是中國055驅逐艦使用的新一代有源相控陣雷達了。


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