在炮火中机动:战列舰时代的机动战术与火控演进

引子:机动作战难题

1945年10月,二战结束不久,美国太平洋舰队进行了一项关于海军炮术的调查。调查揭示了一个令人不安的事实:尽管美国海军在战争中已经建立起高度成熟的机械计算与雷达火控体系,其军官仍然认为,舰队缺乏可靠的手段对付那些在远距离剧烈机动的敌舰。

这并不是一个新问题。早在两年多前的科曼多尔群岛海战中,现代海军炮术就曾遭遇过一场漫长而尴尬的考验。

1943年3月,美日两支巡洋舰队在北太平洋相遇。日本舰队以“那智”“摩耶”两艘重巡洋舰为火力核心,对美国巡洋舰“盐湖城”号和“里士满”号展开攻击。双方在约两万余码的距离上交火。日本重巡洋舰一面改变航向,一面维持全舷齐射;美舰则不断机动,试图摆脱敌方炮火,同时继续还击。

尤其引人注目的是“盐湖城”号的规避方式。面对接连落下的日本炮弹,它并非简单地采取之字形航线,而是观察敌舰每轮齐射的落点,随即向刚刚落下炮弹的水域转向。这种被称为“追逐落弹”(chasing splashes)的战术,使它在遭到夹叉之后仍然成功避开了接下来的九轮齐射。

日舰始终未能取得足以摧毁对手的命中,美舰也同样无法迅速结束战斗。双方交火长达三个半小时,“盐湖城”号射出了806发八英寸穿甲弹,随后甚至不得不动用原本用于岸轰的高爆弹;“摩耶”号和“那智”号分别发射了904发与707发主炮弹。最终战斗以日军撤退结束。

《海军火力》一书认为,这场海战集中展示了战间期海军火控技术的成就,也暴露了它的局限:双方都能够在自身机动中继续射击,却正因双方都能自由机动而难以取得决定性的命中。

到战争末期,这个矛盾已经成为水面炮战无法回避的难题。舰炮射程越来越远,火控计算机越来越复杂,雷达也逐渐取代光学测距仪成为重要的观测工具。然而,交战双方依然能够通过一次及时的转向,让对方精心计算的炮火落入空海。

一、机动战术的诞生

要理解这种战术为何在两次世界大战之间逐渐成熟,首先需要回顾现代舰炮火控设备的发展。

在20世纪初,随着舰炮射程不断延伸,军舰再也不能仅凭测距结果将火炮直接指向敌舰。双方的航向和航速会持续改变彼此的距离与方位,而炮弹从出膛到落水又需要相当长的时间。英国海军的杜马雷斯克计算器(Dumaresq)及其后的德雷尔火控计算台,便是为处理这些复杂的相对运动而发展起来的。

早期设备主要将交战双方的运动合成为一个相对运动结果。它们能够计算敌我距离变化率,甚至也能计入本舰的航向变化。但由于人工修正程序繁多,一旦本舰大幅改变航向,原先建立的射击解就容易受到扰乱,还不能实现不受本舰操舵影响的射击。

对于第一次世界大战时期的海军炮术而言,保持稳定航向是维持有效射击的重要条件,频繁或剧烈改变航向往往意味着牺牲自身射击的连续性与精度。这使得战列舰队在交战中极易受到敌方雷击的干扰。

1916年5月的日德兰海战中,当杰里科在T字横头展开大舰队倾泻火力,公海舰队被迫逃亡之际,德国驱逐舰发起的编队雷击在关键时刻迫使大舰队采取激烈的躲避机动。此举成功掩护了公海舰队的撤退。

迟至1930年,美国海军仍然强调战列舰队必须保持稳定航向才能有效射击。这是因为其当时的火控设备尽管能处理本舰航向变化,但航向数据的传递、机械计算、实际观测与人工调整都需额外耗时,快速或频繁的航向变化会干扰已经建立的射击解算,也会打断连续校射建立的预测关系。二战前美军的射击演习中,战舰机动往往产生较大的射击方向误差。

美国海军不仅认为自己需要保持稳定航向,还将迫使敌方舰队转向视为主动破坏敌方射击效能的战术手段。因此,美军战术条例极为重视用远距离集火射击干扰敌舰的战斗阵型展开,并发展了用驱逐舰雷击和空袭迫使敌方战列线转向的战术。

使得战列舰不再畏惧机动的关键设备,是能够分别处理交战双方运动,更有效整合本方运动解算的新一代机械计算机。

美国工程师汉尼拔·福特(Hannibal C. Ford)研制的福特射程计算机Mk 1(Ford Mk I Rangekeeper)很可能是最早实现双方运动分离的系统。它在1916年完成实舰试验,并于1917年开始列装美军战列舰队,直到从1930年代中期开始被Mk 8型取代——但如前所述,使用它的美国战列舰仍不具备机动射击能力。

英国则在1919年的海军火控改革中,明确要求新型计算台分别处理本舰与敌舰的运动,将射击提前量及弹道修正纳入统一的机械计算体系。这一设计原则最终落实在列装“纳尔逊”级战列舰与郡级重巡洋舰的海军部火控计算台(Admiralty Fire Control Table,AFCT)之中。这可能是最早具备机动射击功能的火控体系。

迟至1930年代,世界各主要海军大国的最新火控系统都采用了类似的计算架构,或多或少具备了机动射击能力。对于这些新一代机械计算机而言,本舰航向、航速可以独立输入并随时更新,舰艇不必在每次转向后重新测算或修正敌舰的运动参数。计算机能够在本舰改变航向的同时,继续维持对目标位置的预测。

这些设备为一种新的战术打开了空间:舰艇可以通过主动机动干扰敌方炮术,同时依靠自身火控系统维持射击。

1930年,在搭载AFCT的英国重巡洋舰服役后,一些军官抱怨其机构过于复杂。炮术部门则回应道,恰恰只有借助复杂的机械计算装置,才能简化远距离、高距离变化率条件下的炮术操作,并赋予巡洋舰在不损害射击效能的情况下自由机动的能力。

类似的战术得到相当系统的讨论。1937年12月,法国海军军官杜布瓦(Dubois)提交了一篇题为《通过机动防御炮击》(La Défense par la Manoeuvre contre le Tir d’Artillerie)的研究。他明确区分了两种规避方式:

第一种是有规律的之字形机动。他称之为“间接规避”(indirect evasion),主张舰艇在原航线两侧交替改变约15至20度航向。这种方式不要求逐轮观察敌方炮弹的落点,因而适合编队共同实施。

第二种即是追逐落弹。舰艇根据敌方实际射击情况,向上一轮炮弹落下的位置机动,试图使下一轮射击再次偏离目标。与预定航线上的之字形规避相比,它更加依赖舰长的临场判断,以及舰艇对舵令的迅速响应。

杜布瓦也注意到,规避战术的效果受到舰艇操纵性能的制约。响应迟缓、需要很长时间才能完成转向的法国旧式战列舰,未必能够及时避开炮弹。他引用了德国巡洋舰“莱比锡”号一位炮术军官1933年的看法:当远距离炮弹的飞行时间超过30秒时,规避机动往往能够奏效,双方虽不断射击,却难以命中。

法国海军战争学院讨论认为,由于舰船已经能够通过机动更有效地规避火力,装甲舰与非装甲舰之间的某些区别正在缩小。他们还认为,法国新式的敦刻尔克级与黎塞留级战列舰由于主炮集中于前部、具有广阔的射界,同时又兼具远射程和高速机动能力,因此特别适合边射击边机动的战术。

由于法国海军火控系统在陀螺稳定和火炮控制方面的缺陷,这种设想在当时或许显得过于乐观。但战争中的其他海军很快为这一战术提供了现实案例。

二、实战案例

1940年4月9日,英国战列巡洋舰“声望”号在挪威附近海域遭遇德国“沙恩霍斯特”号与“格奈森瑙”号。双方在暴风、巨浪和阵阵雪幕之间展开炮战。

接受过现代化改装的“声望”号装备有先进的Mark VII型海军部火控台和新式射击指挥仪。其舰长西米恩(C. E. B. Simeon)在战后报告中明确谈到,正是利用舰上现代化火控系统所具有的灵活性,自己才能在炮战中通过小幅改变航向,阻止德舰建立能够持续命中的射击解。这足以证明,当时英国主力舰已经有意识地将新式火控系统允许的机动自由作为干扰敌方炮术的手段。

德舰同样懂得机动战术。这也得到德方作战日志的确认。“声望”号舰长注意到,在追击阶段中,德舰几乎每当英舰开火便改变航向。英国炮术部门的总结称,当时炮弹的平均飞行时间约为41秒,炮弹似乎准确落在敌舰假如不曾转向便会到达的位置。英舰不得不改变射击方法,以不同的方向提前量实施成组齐射,试图覆盖德舰转向后的可能位置。即便如此,在04时41分至05时57分之间,仍只有七轮齐射在方向上与目标相合,发射的大量弹药无一命中。

这场交战因而同时展示了机动炮战的两面性:新式火控系统让“声望”号能够主动变向而不必停止射击;但当德舰同样采用机动规避时,英舰自己的炮术也陷入了困境。

一年之后,另一艘英国战列舰留下了更为直接的避弹机动记录。

1941年5月27日,在围歼“俾斯麦”号的战斗中,“英王乔治五世”号遭到德舰主炮射击。09时10分左右,一轮德国炮弹落在本舰约400码之外。舰长帕特森(W. R. Patterson)立即下令转向炮弹落点所在航向,并等待观察德舰下一轮射击。

这是典型的追逐落弹机动。帕特森的考虑是:如果德舰依据上一轮弹着与目标之间的偏差来调整校射,英舰便可以通过朝旧弹着位置移动来躲避下一轮射击。

然而,后一轮炮弹并没有落在预期位置。帕特森断定德军此时的炮术似乎已经失去正常的校射规律,因而恢复了原来航向。他在报告中略带讽刺地指出,当敌舰根本不遵循通常的校射规则时,规避动作就既无必要,也无从实施。在此过程中,英舰并未停止开火。

如果说上述两例证明了二战主力舰已经主动采用机动战术,那么更多由巡洋舰和驱逐舰参与的交战则进一步揭露了这种战术能对射击一方——尤其是具有优势火力的一方——造成多大的困扰。

1940年9月25日的达喀尔海战中,面对英国战列舰与重巡洋舰的远距离炮击,法国轻巡洋舰“乔治·莱格”号与“蒙卡尔姆”号展示了法国机动射击战术的实际运用。两舰利用烟雾掩护,在港湾内的狭小海域里以25节高速机动,并以152毫米主炮还击,2次命中重巡洋舰“澳大利亚”号。英国巡洋舰多次取得跨射,却未能击中两艘巡洋舰。

在被《海军火力》作为典型案例重点讨论的科曼多尔群岛海战中,“盐湖城”号能够在日本重巡洋舰持续取得夹叉的情况下,凭借追逐落弹和灵活转向反复脱险。与此同时,日本巡洋舰也能在自身机动中保持全舷射击。双方火控系统在各自舰上都发挥了作用,却也相互抵消了对方的射击效能。

1942年3月22日的第二次苏尔特湾海战充分展示了弱势舰队如何以机动战术有效抵消敌方的优势火力。面对意大利战列舰“利托里奥”号及强大的意军巡洋舰群,维安少将(Philip Vian)指挥的英国轻巡洋舰和驱逐舰部队利用烟幕掩护反复变换航向,时而脱离掩护实施机动射击,时而重新隐入烟幕,并以鱼雷攻击威胁意大利舰队。他成功使装备重型舰炮的“利托里奥”号和巡洋舰群无法发挥火力优势,使其拦截运输船队的任务失败。

1944年10月25日的萨马岛海战将这种矛盾推向了更加悬殊的对抗。一支拥有多艘战列舰和重巡洋舰的日本舰队,对一支由护航航母、驱逐舰及护航驱逐舰组成的弱小美军舰队展开炮击。美舰既无相当的装甲,也缺乏与日本主力舰正面对射的舰炮,却能依靠烟幕、雨幕、鱼雷攻击和剧烈机动有效延缓日舰追击。

追逐落弹战术是美国驱逐舰采用的主要防御手段。美国驱逐舰根据日本炮弹落水的位置改变航向,反复摆脱日舰的射击。美国护航航母则通过机动和烟雾干扰日军炮火。部分美舰最终遭到击沉,但日本舰队在长时间炮击中未能取得与其压倒性火力优势相称的战果。

这些战斗共同说明:到了二战时期,海上炮战的困难已不再只是如何测得更远的距离、如何提高弹道计算的精度,而是如何在对手不断破坏射击条件的情况下,持续维持有效命中。

舰炮低下的火力效率已然对重型炮舰的存在价值构成了威胁。耗资高昂、消耗巨大、占用上千名水兵操纵的大型军舰,往往仅因弱势对手的快速机动就无法达成战斗任务,使得其作战效能远远不如其外观那样令人生畏。

1942年12月的巴伦支海海战堪称重型炮舰退出历史舞台的预演:德国海军出动“吕佐夫”号装甲舰、“希佩尔海军上将”号重巡洋舰及六艘驱逐舰,企图夹击JW 51B运输船队。尽管德军的吨位与重炮占据绝对优势,且具备主力舰级别的火控系统,但英军护航队灵活运用机动、烟幕、恶劣海况,使德军无法发挥纸面实力,最终未能击沉或击伤任何一艘商船。

希特勒对两艘重型军舰无法击穿英国护航队勃然大怒,认为大型水面舰艇耗费了巨额资源,却始终不能取得与其代价相称的战果。1943年1月6日,他严厉斥责海军总司令雷德尔,并要求废弃大型水面舰队,将其人员、武器和造舰资源转向潜艇战。

三、困境的技术层面

上述难题的根源,在于在当时水面舰艇机械火控系统的基本原理。

二战时期各国战列舰普遍采用的综合机械火控计算机,本质上都是一种连续预测装置。它们根据双方当前的距离、方位、航向与航速,建立一个目标运动模型,再利用机械积分装置不断推算目标的位置变化,最终给出炮弹到达时所需的射程和方向提前量。

各国系统的观测和操作方法有所差异。有的依靠人工估计目标倾角和航速,再根据观测数据检验;有的通过连续测距、测角和变化率计算,推求目标运动参数。但在预测未来弹着位置时,它们通常具有同一个基本前提:敌舰将在炮弹飞行期间延续当前已知的直线运动状态。

只要目标维持相对稳定的航向和航速,这种预测便能够取得相当好的效果;然而一旦目标转向,原有运动解就会失准,火控系统就必须重新建立运动解。

更困难的是,火控人员不一定能立即发现目标已经转向。困难一方面在于观测手段——对于光学观测系统来说,远距离上的方位变化往往微小,测距和测角也存在误差;二战中逐步运用的雷达对此有极大助益。另一方面也在于计算机操作员能否及时识别计算偏离并做出调整——火控军官需要监控多个实时数据,只有当新的观测数据积累到一定程度,才能判断先前的运动参数已经不再成立,并重新调整计算机。

较早发展出机动战术的英国海军,通过在火控台内不断增设绘图设备,持续改进快速研判误差、实施修正的能力。

1927年代装备“纳尔逊”级战列舰的AFCT Mk I已具备距离与方位绘图功能,能够将计算机生成的预测数据与实际观测相比较,为连续解算提供校验依据。其后,部分“利安德级”巡洋舰使用的Mk IV*将方位绘图仪改为横向速度绘图仪(Speed-across Plot),将方位角转换为以码/分钟为单位的横向运动,使机械计算出的横向运动可以与实际测得的横向运动直接进行比较并实施修正。

1930年代为改造主力舰研制的AFCT Mk VII吸收了巡洋舰火控台的一系列成果,又增设敌舰径向速度绘图台(enemy rate plot),绘图可直接反映扣除本舰运动分量后的敌舰接近/远离分量,使得对敌舰运动姿态的观测更为直观。它还将Mk I的直线布局改为U型布局,使位于中央的火控军官能监控和协调多个绘图仪的信息。

随后,为“英王乔治五世”级研制的Mk IX进一步增加专门的倾角绘图仪,还专门设置一位倾角军官(Inclination Officer),拥有设备完整的工作站,能够分析包括炮用射程绘图、平均测距绘图、敌舰径向速度绘图、敌舰横向速度绘图、倾角仪、航空观测报告及舰上其他位置提供的倾角估计在内的多种信息,负责研判当前采用的目标航向、航速与实际观测是否一致,为火控军官提供关键建议。

然而,绘图设备只能辅助识别和修正误差,并不能改善观测环节的误差,也无法节省观测与重新解算所需的时间。这使得搭载AFCT的英国主力舰和巡洋舰在诸多实战案例中并未展现出对于轴心国对手的决定性炮术优势。

难题的另一方面还涉及校射的基本流程。传统校射方法中,必须经历射击、等待弹着、观察、修正、再次射击的循环,在远距离射击中,校射所耗费的时间足以使得敌舰再次转向。

1944年2月美国战列舰“新泽西”号与“衣阿华”号对日本驱逐舰“野分”号的远程炮击尤其能说明远距离打击机动目标的困境。

美舰分别在32,200码和35,700码的距离上开火。在“新泽西”号第一、第二轮齐射之间,“野分”号向左转向约20°;在“新泽西”号第四轮齐射及“衣阿华”号第一轮齐射落下并取得跨射之后,日舰又向左转向约25°。美军通过校射不断施加方向修正,但始终不能捕捉目标,未能取得命中。“野分”号最终成功逃脱。

此战中,美舰装备了先进的Mk 8火控雷达和Mk 8射程计算机,“衣阿华”号首轮即取得跨射,说明其已经具备对远距离轻型目标极佳的测算能力。然而,当“野分”号连续改变航向,计算机操作员必须跟踪新的观测数据来调整参数,进而重新建立较可靠的解算。这便形成了目标机动与火控系统恢复准确预测之间的时间差。由于炮弹飞行时间长达一分钟以上,运动预测的短暂失准和滞后足以造成较大的弹着偏差。美舰采用舰载机校射,观测员试图直接在校射阶段直接施加方位修正来弥补计算机解算的滞后,但最终也未能成功。

校射的基本原理是根据炮弹相对于敌舰的落点决定下一轮修正。如果炮弹落在目标右侧,通常需要向左调整;如果落在目标前方或后方,则相应改变射程或方向提前量。该原理却正好被追逐落弹战术所利用:

当射击方根据上一轮的弹着偏差,准备把炮火向目标所在位置修正时,规避者却主动驶向刚刚落下炮弹的区域,使自己的运动方向与射击方的修正方向相反。这样一来,本来正确的校射判断反而可能扩大下一轮炮弹与目标之间的偏差。射击方越是机械地追随上一轮弹着结果,就越可能始终落后于目标。

面对这些难题,传统炮术并非完全没有对策。

最直观也是最有效的办法是缩短距离,其原理是通过缩短炮弹飞行时间来压缩对方的机动空间,同时扩大本方火炮的危险界,进而提高命中率。然而这要求射击舰具有明确的航速优势,敌舰发射鱼雷的威胁也能干扰射击舰的这一企图。

1940年7月19日的斯帕达角海战中,轻巡洋舰“悉尼”号朝20,000码外的2艘意大利“佣兵队长”级轻巡洋舰开火。意大利巡洋舰随即展开剧烈的之字形避弹机动,但英军报告后来指出,意军的剧烈机动反而抵消了其原有的航速优势,导致其沿撤退方向的实际前进速度降低,交战距离不断拉近至17,000码以内。即便如此,英军也只有花费56分钟和大量弹药之后,才终于取得对一艘敌舰动力舱段的关键命中,使其丧失了机动能力而被驱逐舰发射鱼雷击沉。

另一种策略则是改变齐射组织方式,不再把所有炮弹集中指向唯一预测位置,而是用不同射程或方向提前量的多轮齐射,覆盖敌舰可能到达的区域。

前述“声望”号的交战就是一例。当被追击的德舰在正前方连续转向,使普通方向校射难以奏效时,英舰改用双齐射,分别假设敌舰向左右不同方向运动,试图在可能的航迹两侧取得弹着。这相当于有意识地扩大一组齐射所覆盖的区域,以换取击中机动目标的机会。

然而,这种办法终究存在局限。由于缺乏对敌方行动有效预测,它难以判断炮弹应当在多大范围内分布,进而导致在实战中弹药消耗量巨大而命中率极低。目标运动越难预测,就越需要扩大覆盖区域;覆盖区域越大,有限数量的炮弹便越难在任何一个位置形成足够密集的命中。

四、AFCT Mk X:终极解决方案?

1942年初,英国海军开始研制一种全新的机械火控计算台,计划用于未来的巡洋舰和战列舰。该型火控台即AFCT Mk X,是世界上唯一一型旨在应对敌舰机动的火控计算机。它在二战结束后完成研发,因后续舰船计划的取消而仅装备于战列舰“前卫”号。

皇家海军炮术部门在1946年4月发行的《海军部炮术研究所评论》(Admiralty Gunnery Establishment Review)中开宗明义地指出其基础构想:

“设计人员预计,如果因此[注:指未来结合雷达的新式火控台]能够显著提高炮弹命中率,那么直接结果将是敌方舰艇以及己方舰艇在更远距离交战时,为避免中弹而不得不采取更加明显的规避行动。……为了应对这些情况,火控瞄准必须尽可能自动化,以确定敌舰当前的位置及其运动状态;与此同时,还必须向人工操作人员提供必要辅助,使其能够集中精力判断敌方可能采取的任何机动。”

AFCT X的提升首先体现为对目标运动参数更及时、可靠的测定。

与前一代需要操作人员读数并输入的系统相比,AFCT X可以直接通过274型雷达取得距离变化率、方位变化率,并据此自动计算目标航速和倾角,机动中的敌舰运动也可以通过不断更新的运动参数相对精确地测得。

《炮术评论》记载的一项陆基试验说明了其所能达到的水平。英国巡洋舰“伯明翰”号曾以20节航速在岸基试验设备的观测范围内连续作八字形机动,转向速率超过每秒2度。在约10,000至12,000码的距离上,该系统对目标倾角进行了连续测定。结果显示在70%的观测时间里,测定倾角与真实倾角之间的误差不超过6度;在90%的时间里,误差不超过10度。而对于更为常规的之字形规避,其在70%的时间里误差不超过4度;在90%的时间里误差不超过8度。

试验表明,AFCT X已经能够在相当复杂的目标运动条件下持续获得精度较高的运动参数,尽管对目标转向速率的估测仍存在一定滞后。

即使准确掌握了敌舰此刻的运动状态,也无法保证它在炮弹到达时依然保持这一状态。因此,AFCT X 的第二项突破是尝试从敌舰过去的运动模式中预测其未来的机动。

火控台设有航迹绘图仪,能够绘制敌舰最近约五海里航程的精密航迹,使火控军官不必仅参考当前测得的航向和航速,还可以观察它在一段时间内连续表现出的运动规律。对于实施有规律之字形机动的敌舰,传统火控系统可能在每次转向后都需要重新修正运动解,而 AFCT X 则有机会从历史航迹中识别其转向的幅度、频率和持续时间,下一次转向就可能被火控军官准确预测。

AFCT X 的第三项创新则深刻地改变了传统火控系统的工作方式:它尝试将对目标当前运动状态的持续测算,与对其未来位置的射击预测分离,并进一步在校射流程中将目标运动预测的误差与炮弹实际落点的误差分别处理。

在绘图台上,敌舰所绘航迹的最新位置上叠加有一个圆形投影,持续显示目标当前实测倾角,所预测的射击倾角,以及代表敌舰在炮弹飞行时间内潜在机动范围的圆周。火控军官可以通过观察投影、转动手轮,在图上为射击选择另一个预测倾角。

这个预测值既可以来自目标保持当前运动状态的假设,也可以根据目标正在进行的转向加以外推,或者依据历史航迹选择其他可能的运动方式。这些预测可以在不必改动持续测得的目标运动参数的情况下同步实施。

换言之,AFCT X不再要求每一次射击都只能服从同一个对未来运动的判断。火控军官可以保留对敌舰实际运动状态的连续跟踪,同时尝试预测其不同的航向、位置。不仅如此,当前实测倾角与预测倾角之间的差值,会通过绘图台内部的曲线航向计算机构(curved course mechanism)转换为一个等效方位变化率,进而实现对敌舰转向过程中曲线航迹的预测。

借由航机绘图仪上表示敌舰在炮弹落下时可能出现位置的圆形投影,火控军官可以直观判断应该选择哪一个瞄准点,或者如何组织多轮齐射覆盖不同的可能性。这种设计使火控系统第一次能够较为明确地区分两个问题:敌舰现在如何运动,以及在炮弹落下时它可能出现在哪里。

与之配合的,是 AFCT X 对传统校射顺序的重新划分。

以往的弹着校射主要依据炮弹相对于目标的位置施加距离或方位修正。这种方法对于稳定航行的目标行之有效,却容易受到追逐落弹战术的干扰——目标主动驶向上一轮弹着位置,便可能使射击方原本合理的修正反而扩大偏差。

AFCT X 则不再仅以弹着和目标之间的相对位置判断射击误差,而是将实际弹着与预先指定的弹着位置进行比较,检验炮弹是否准确落在火控系统所要求的位置。

如果炮弹已经准确落在预定位置,而敌舰在炮弹飞行期间改变了航向,那么失准的原因便在于对敌舰未来运动的预测,而不需要修正火炮射击的距离和方位。此时,火控军官可以重新选择预测倾角和未来瞄准位置。

敌舰即便实施追逐落弹,主动朝上一轮弹着位置移动,也不能够诱使 Mk X 按照传统校射规则作出方向相反的错误修正。它仍然可能凭借突然转向避开炮弹,却较难利用射击方自身的校射反馈,持续将炮火引向错误的方向;而辨识出其机动规律的英舰反而可利用其战术设下陷阱。

这并不意味着 AFCT X 已经彻底克服了机动目标的难题。雷达对目标转向的测算仍存在时间滞后,系统也无法自动预知敌舰尚未作出的决定,如果敌舰实施无规律可言的机动,火控官也很难预测其未来位置。

但通过连续而相对独立的目标跟踪、基于历史航迹的机动预测,以及对不同未来位置的选择和检验,它确实能削弱两种主要避弹机动的效果:利用规律性转向使射击解反复失效的之字形机动,以及利用传统校射反馈误导下一轮炮火的追逐落弹战术。

结语:机械火控的最后一步

回顾战列舰时代的炮术发展,可以看到一条颇具意味的技术脉络。

在无畏舰时代,早期计算机所面临一个基本困难是军舰必须尽量维持稳定航向才能保持对敌舰的准确测算。战间期综合机械火控计算机的发展逐渐使本舰运动与敌舰运动得以分别处理,军舰于是能够一面机动,一面继续作战。曾经限制炮术发挥的舰艇转向,由此成为主动破坏敌方射击解的战术手段。

然而,一旦交战双方都掌握了这种能力,新的困境随之而生。每艘军舰都能够在自身转向时继续计算射击诸元,却依然难以准确预知对手的下一次转向。舰艇获得的机动自由,恰恰成为对方炮术必须克服的不确定性。

从法国海军二战前对之字形规避与追逐落弹的研究,到“声望”号和“英王乔治五世”号主动利用机动干扰敌方炮火,再到科曼多尔群岛与萨马岛海战中反复奏效的避弹战术,机动与火控之间的矛盾日益鲜明。机动战术成为弱势方抵消敌方强大火力的普遍策略,极大地削弱了火炮战舰的作战效率。

AFCT Mk X 正是在这一背景下诞生的。它试图把传统机械火控的能力向前推进一步:不仅使舰艇在自己机动时仍能维持射击,还要使其在敌舰不断机动时,仍能保有可靠的预测和校射能力。某种意义上说,它试图让搭载它的火炮战舰在海战中重新拥有一锤定音的确定性。

《海军火力》将 AFCT X 称为英国、或许也是全世界机械模拟式水面炮战火控技术发展的终极成就。然而它从未经过实战。“前卫”号直到1946年才服役,原本设计搭载它的战后巡洋舰在战后军费削减中化为泡影,被《炮术评论》寄予厚望的后续战术发展再无施展空间。

随着航空兵与反舰导弹逐渐改变海战的面貌,那些曾经需要庞大的机械计算机、复杂的雷达装置和一整套炮术程序才能解决的问题,开始交由具有自主寻的能力的武器处理。当英国工程师试图使战列舰主炮最终克服机动作战的难题时,他们大概还预想不到,机械火控最后一次雄心勃勃的尝试将与它所服务的武器一同谢幕。

主要参考文献

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  8. Admiralty. Naval Staff History: Selected Operations (Mediterranean), 1940. BR 1736(6). London: Admiralty, March 1957. Chapter II, “The Action off Cape Spada, 19th July 1940,” pp. 25–35.
  9. Brad D. Fischer and W. J. Jurens, “Fast Battleship Gunnery during World War II: A Gunnery Revolution, Part II,” Warship International 43, no. 1 (2006).

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