海達號驅逐艦火控系統發展（3）4英寸火炮

大概半年前，講了兩期關于“海達”號驅逐艦的故事內容。現在將余下的部分講完，為了避免更好理解，咱們先簡單介紹該艦的歷史。

建造方：維克斯-阿姆斯特朗有限公司；英國泰恩河畔紐卡斯爾。

維克斯船廠編號：41號（命名前）

鋪設龍骨：1941年9月29日。

下水日期：1942年8月25日，由勞里夫人（Lady Laurie）主持。

正式服役：1943年8月30日。

完工日期：1943年9月18日（海軍艦艇的完工日期與服役日期通常不是同一天）。

退役日期：1963年10月11日。

排水量：標準排水量 2,200 噸；滿載排水量 2,744 噸。

全長：377 英尺（約 115 米）。 型寬：37.5 英尺（約 11.4 米）。

吃水：艦艏 11 英尺 9 英寸；艦艓 15 英尺 2 英寸。

引擎：兩臺帕森斯蒸汽輪機；每臺 22,000 軸馬力。

鍋爐：三臺海軍部三鼓式鍋爐。

燃油儲備：520 噸“C”級重油；續航力為 15 節時 5,200 海里，或 20 節時 1,700 海里。

最高航速：36.5 節。 初始造價：677,140 英鎊（約合 1943 年的 340 萬加元）。

武器裝備（1960年配置）：4 具 21 英寸魚雷發射管。2 座雙聯裝 4 英寸火炮（位于艦艏 A、B 炮位）。2 門 3 英寸 50 倍徑火炮（位于后方炮位）。6 具艦艉安裝的“魷魚”（Squid）反潛迫擊炮發射裝置。4 門單管 40 毫米博福斯機炮。

編制人員：具體人數因時期而異。戰時為 245 人；平時為 225 人。共有 14 名在職軍官（包括艦長）以及多達 4 名受訓的海軍學員。這些學員宿舍設在 7 號艙室，該艙室在 20 世紀 50 年代后期改為 3 號海軍器材庫，用于存放所有電子零件。在建造之初，“海達人”號配置了 270 個鋪位，但并未全部填滿。如果該艦擔任指揮艦，船上會額外增加 20 名人員，這些人員可以輕易安置在剩余鋪位中。1943 年首次服役時，共有 16 名軍官（包括艦長）。

鋪位詳情：

下層甲板人員：213 人，分設在 7 個士兵食堂。
軍士長（CPO）及軍士（PO）：43 人，分設在 4 個食堂。
軍官：14 人，居住在軍官艙室。

站在艦艏向后望去，便是“海達人”號的4英寸火炮。下方的炮位稱為“A”炮，上方的炮位稱為“B”炮。這些火炮的最大射程為8海里。

從技術角度講，這些是雙聯裝4英寸HA/LA Mk 16型火炮。其中，“HA”代表高平兩用中的“高角”（High Angle），“LA”代表“低角”（Low Angle）。對于這些火炮而言，最高仰角（HA）可達85°，最低俯角（LA）為**-10°**。

當“海達人”號最初服役時，“A”炮位和“B”炮位安裝的是雙聯裝4.7英寸火炮。由于炮閂后方突出的藥盤限制，這些火炮的仰角僅能達到30°。當主要對手是其他水面艦艇時，這個角度尚且足夠；然而，4.7英寸火炮的炮管無法升至足夠的高度來打擊飛機。在前往朝鮮戰場執行任務之前，“海達人”號前部的4.7英寸火炮被更換為現今可見的雙聯裝4英寸火炮。

開火時，4英寸炮彈以每秒2,610英尺（約795米/秒）的速度離開炮口。當炮管仰角為45°時，產生的**“甲板推力”**高達60噸。雖然退坐力是恒定的，但甲板受到的推力會隨火炮角度的變化而改變。炮彈的射程可達8英里（約13公里）以上，這同樣取決于炮管的仰角。

“海達人”號的炮手必須具備良好的身體素質才能勝任裝填工作，因為一枚4英寸炮彈重達66磅（約30公斤）。

對于甲板下的船員來說，火炮開火時的感受可以形象地描述為：“仿佛置身于一個45加侖的鐵桶里，而有人正從外面用大錘猛烈敲擊”。約翰·克拉克（John Clark）二戰期間曾在“易洛魁”號（HMCS IROQUOIS）上擔任鍋爐兵，同時也擔任過4.7英寸火炮的炮手。他回憶了火炮開火時經歷的艱辛：

當我不在2號鍋爐房值班時，我曾先后擔任過‘Y’炮位的炮組成員，以及為‘B’炮位吊運彈藥。我們當時沒有任何聽力保護措施，當然之前也從未接受過炮組或彈藥裝卸的專門訓練，所以對這些‘突發狀況’毫無心理準備。
我的聽力受損了，但可以說，戰斗期間待在鍋爐房里是我記憶中最吵鬧、最可怕的經歷。那底下的震動簡直超乎想象。在高速航行時直接站在強力鼓風機下方，加上所有火炮持續開火，那種壓力直沖頭頂。鍋爐房里的船員們臉上沒有一絲笑容，每次行動后的幾天里聽力都會下降。開火是一種沒人想再經歷一次的體驗，而鍋爐房處于加壓狀態這一點似乎讓情況變得更糟了。

4英寸炮塔的最左側。

左炮細節。

控制系統4英寸火炮的旋回、俯仰及開火均采用電力驅動，但裝填作業為手動完成。此外還配備了手動備份系統，以防電力失效。兩根炮管由同一臺電動機驅動。

4英寸炮組職責如下所述，一座4英寸炮塔通常配備15名成員。此外，另有12名成員負責為火炮供應彈藥。炮組人數會根據艦艇執行的任務而有所變化。

在正常運作下，炮塔內僅有四名成員。他們被稱為“隨塔員”（即留在炮塔內部的人員）。高低瞄準手（Layer）和旋回瞄準手（Trainer）作為備份人員在位，以防Mk 63火控系統發生故障。兩名安全員負責操作聯鎖裝置，一旦發生違規操作，該裝置會切斷發射按鈕的電源。

例如，當裝填手直接站在炮后時即為違規，因為火炮開火時的退坐力會將炮閂向后推約18英寸（約46厘米）。此外，聯鎖裝置還會接通駕駛臺和發送站（Transmitting Station）內的“火炮就緒”指示燈。

左炮位“B”門炮職責 右炮位“B”門炮職責

高低瞄準手：在手動模式下負責炮管的俯仰操作；在動力模式下擔任瞄準員。他配有一個電子操縱桿，可同時控制炮塔的旋回與炮管的俯仰。

轉炮手：負責將炮架旋轉至預定的方位角。

通信/測距兵：同時兼任安全官。

炮閂手

炮閂手 / 炮長（戰位長）

引信機操作員??2

引信設置員??2（其中一人：負責將所需的引信安裝至炮彈上。）

裝填手：每根炮管配備3名X2（負責將炮彈裝入炮閂。）

彈藥供應手X2

安全員 / 射擊參數標志手

戰位軍官

請注意，上方的炮組職責表僅適用于**“B”炮**，因為只有該炮配備了引信設置機。多年前，鮑勃·威爾遜中校（Cmdr Bob Willson）將引信設置機從“B”炮移至了**“A”炮**的右側炮位。此舉是為了方便游客參觀。因此，“A”炮現在不再設有引信機操作員和引信設置員這兩個戰位。

這是艦上的兩個 4 英寸彈藥庫之一。“A”彈藥庫可存放 584 發炮彈，而**“B”彈藥庫**可存放 537 發。4 英寸火炮既可以發射高爆彈，也可以發射照明彈。

炮彈數據與裝卸

彈頭重量：35 磅

整彈重量：66 磅

炮口初速：2,691 英尺/秒

射速：每分鐘 15 發（帶引信狀態）

后坐力：當炮管仰角為 45° 時，產生的力量為 60 噸。

底火：采用電發火，而非機械擊發。

底火后的藥筒由抽殼機構從炮閂中彈出并甩到甲板上，隨后由船員踢出舷外。負責供彈的船員從待發彈藥箱中提取炮彈，而在戰斗狀態下，則由其他成員負責持續向待發彈藥箱補充彈藥。每座 4 英寸炮塔配有四個待發彈藥箱。

引信

“海達”號的 4 英寸火炮使用三種類型的引信：

觸發引信（Direct Action Fuze）：無需設置，接觸目標后即爆炸。

可變時間引信（VT - Variable Time）：用于引爆照明彈。這類引信被設置為炮彈離開炮管后的預定飛行時間。爆炸高度由炮管仰角決定，通常仰角會設定為目標射程再加上約半英里，旨在照亮目標后方的區域。

時間設置原理：炮彈頭部有一個小型環形通道，里面裝填了每秒燃燒固定距離的藥粉。為了改變爆炸時間，引信設置員會縮短或增加從點火點到傳爆藥的距離。艦上備有對照表，將時間與引信距離關聯起來。引信設置員只需旋轉炮彈的前端，從而改變內部的距離。總之，VT 引信是在距離地面預定高度處爆炸，而非接觸爆炸。

近炸引信（Proximity Fuze）：當炮彈靠近飛機等金屬物體時，引信會自動觸發爆炸。

射擊技術
在攻擊水面目標時，“海達人”號的炮手采用一種稱為“跨射”（Straddling）的技術。當一輪齊射的彈著點分別落在目標的左右兩側或前后方時，這表明火控計算方案是正確的，接下來的齊射可以連續進行，無需等待落點修正。

通過“海達”號志愿者瑪格·馬瑟斯（Marg Mathers）的布置，這張照片展示了一枚剛剛從彈藥庫升至頂端的 4 英寸炮彈。

4英寸火炮內部視圖。右側是引信設置機構，托架上放有一個訓練彈。實際使用中共有三種引信類型：

1. 近炸引信：當炮彈接近目標（如飛機）時自動觸發。
2. 觸發引信（直接作用引信）。
3. 定時引信

引信設置器的更詳細視圖。該引信設置器已從“B”炮移至“A”炮。點擊圖片可放大。

作為 1950-52 年現代化改裝的一部分，“海達”號安裝了一對Mark 29 型炮靶瞄準具。上圖展示的是位于駕駛臺區域正后方的前部瞄準具。另一個瞄準具安裝在后部上層建筑的前部，用于控制 3 英寸 50 倍徑火炮。

一名“瞄準員”站在兩個配重塊之間，通過頂部安裝的兩個光學瞄準鏡對準目標。上方瞄準鏡（黑色眼罩）用于搜索/捕捉目標，下方瞄準鏡（橙色眼罩）則用于視覺追蹤。當瞄準員追蹤目標時，這一動作會通過電力傳輸至火炮。

為了擊中目標，火炮必須瞄準目標當前位置的前方。這一計算過程被稱為“提前量”（Leadoff）。提前角由瞄準具外殼內安裝的三個陀螺儀產生。三個運動平面各配有一個陀螺儀。雷達（AN/SPG34）用于確定目標在任何給定時刻的實際距離。一旦捕捉到目標，瞄準員會扣動紅色手柄上的杠桿，使所有三個陀螺儀“開鎖”（Uncage）。雷達產生的距離信息以電力形式輸入，并控制陀螺儀的偏轉距離。距離越遠，陀螺儀偏轉幅度越大，從而產生提前角。提前量還受到目標速度以及目標是自左向右還是自右向左移動的影響。

炮管內的膛線使炮彈旋轉，以防止其在飛行中翻滾，但這種旋轉也會導致炮彈根據膛線方向向左或向右產生輕微偏航（漂移）。與此同時，重力會使炮彈向下偏移。因此，在計算提前角時，所有這些因素都需要考慮在內。

安裝在“B”炮位上的 AN/SPG34 雷達天線可以同時控制“A”和“B”兩個炮位。兩者之間的距離差、方位角和仰角偏差由前部 AN/SPG34 艙室內的視差補償單元進行修正。

這一部分的 4 英寸炮組成員在經歷了一場艱苦的實彈打靶練習后，顯然正在享受一段輕松的時光。

抬頭望去，這就是“海達人”號二戰時期位于“X”炮位的 4 英寸火炮底座所遺留下的全部殘跡。

（未完）后續逐步完成