在另一个位面,作为炮兵指挥学院毕业的专业军官,巴根台当然懂得光学测距机的重要作用。但是在实弹射击中,他设计的这套原始火控系统实在是问题多多。
舰炮炮兵在炮甲板上,视野很小,靠目测命中3百米以上的移动目标基本不可能。这就需要舰上的射击指挥室向各炮位提供目标距离、敌我双方的战舰的航速航向、风向风速、还有各个炮位因为位置不同造成的误差等等射击诸元,舰炮才能通过调整水平-高低射角。
而光学测距机,正是观测目标的核心设备,它的作用就是确定目标距离。把光学测距机测出的数据逐个标在海图上,就会求出目标的航速和航向。
光学测距机的原理就是利用三角函数,求出目标的距离。巴根台设计的是最简单的单目合像式机,单目就是只有一个目镜,观察员用一只眼睛观察,而光学系统却分为左右两个物镜。左右光路分别在目镜的上下两侧成像,就是说从目镜观察,上半边看到的是右侧物镜的图像,而下半边是左侧物镜的图像。????
通过测距机观察目标时,左右两条视线就会形成夹角。不同的距离,夹角就不同,只要知道夹角的大小,就能通过三角函数求出目标距离。
根据测距机的原理,它的基线越长,其精度越高。近代战舰的测距机基线都是8-10米,二战日本的超级战舰大和号,测距机的基线达到了15米,这火炮的精度就很高了。而巴特尔级战列舰上安装的测距机,基线只有1米,这误差就很大了。这是没办法的事情,加工能力的问题,西蒙古现在的工业技术能力,还远远达不到19世纪末的水平。
测距机不靠谱儿也就罢了,炮手的射击也不靠谱儿,造成弹着点分布太大,这就更麻烦了。一般情况下,舰炮指挥是通过测距机观测弹着点进行校射,舰炮多次齐射形成几组水柱,组与组之间有明显区别,便于判断和研读。但是炮手的差错意味着射击诸元与火炮的实际指向不一致,这样的情况下,根据弹着点校射只会越校越错。
现在的蒙古海军士兵,不过是刚刚摸到火炮的菜鸟,让他们不出现任何错误几乎是不可能的。可是巴根台哪儿有个3、5年时间,让他们打几千发炮弹摸索经验,逐步成长啊。西蒙古一定要进入地中海,一定要夺取欧洲的资源和市场,否则西蒙古强大的工业能力很快就会陷入停滞。
除了射击精度惨不忍睹,舰炮的射速也实在令人发指,平均5分钟一次齐射。这种速度,敌小型快速战舰足够冲过300米,涌上巴特尔级跟你拼命了,这怎么行?
炮弹飞向目标,观测员再把数据提供给射击指挥室,射击指挥室计算好射击诸元,再通过口令和旗语通报给各个炮位,各炮调整射角,装填炮弹进入待射状态。这个过程本来就漫长,即便是如此,舰炮指挥官也不能下令开火。因为海浪和火炮射击会造成战舰的横摇,这种情况下开火根本就不可能命中目标,只有战舰回摆到水平位置,火控系统提供的数据才会发挥作用。只有在酒精气泡水平仪达到水平位置,炮长才能下令开火。所以,5分钟一次齐射真是太正常了。
还是要完善火控系统啊,否则强大战舰十分之一的威力都发挥不出来,那么费尽无数金钱建造的主力舰又有何意义?巴根台摇摇头,放下望远镜,喚过数学研究所所长金人李冶,和奇斯托波尔机械学院教授法兰西人威廉,说道:“海军的问题很大啊,我们需要你们的帮助。”
巴根台知道建造近代化的战舰是一个巨大的挑战,仅仅靠海军设计院的技术力量是远远不够的。所以,这次他除了带来了船舶设计师,也带来了西蒙古顶尖的数学和机械专家,为他的战舰提供帮助。
李冶,是巴根台的朋友姚枢从真定府挖来的金国顶尖数学人才,在那个时代就已经创造了列方程。而威廉,就是窝阔台大汗斡尔朵城万安宫内主要机械的设计者,在那个时代,算的上是顶尖的机械人才了。巴根台腆着面皮,从窝阔台大汗那里要来了这个人,创立机械研究所,对于西蒙古工农业建设功不可没。
而这些人,在巴根台远远超越这个时代知识能力的启发下,也逐步掌握了现代科学方法论。他们在教学和研究中,拓展了视野,不仅仅是他们,西蒙古从世界各地吸引来的顶尖人才都是这样。西蒙的科技力量正在形成体系,这个体系可不仅仅是经验的积累,而是一个一个的理论体系,这就有可能自我发展,最终诞生现代科学。
李冶笑道:“万户诺颜每次交给我们的项目,都会让我们的头脑产生飞跃,。按理说我们最应该感谢的就是你啊,你是我们技术上的领路人,我们是巴不得你交给我们任务呢。”
巴根台指着海面说道:“我们的火炮之所以难以命中目标,很重要的一个原因在于战舰的横摇纵摆,如果不能修正炮甲板的摇摆,那么我们的射击精度永远也提高不了。我考虑,只有设计一款陀螺仪,才能有效的掌握水平参考面,解决战舰摇摆对舰炮射击的影响问题。”
威廉来了兴趣,急急的问道:“什么是陀螺仪?”
巴根台说道:“在我们蒙古,有一种孩子的玩具,叫做陀螺。一个圆形的,质量分布均匀的,具有对称形状的圆锥体,你只要给它一个力,比如用皮鞭抽它,它就会绕着对自转轴高速旋转。高速旋转的陀螺,它的轴将始终与地面保持垂直,这就为它来确定水平面奠定了基础。
我要你俩配合起来,根据这个原理制造一台陀螺仪,它能够随时解读出战舰甲板的倾斜夹角。根据夹角这个值,修正火炮射击诸元。这样,即使战舰处于摇摆状态,仍然可以随时射击,从而摆脱战舰摇摆对火炮射击的影响。”
李冶仔细的思考了一会儿,问道:“制造这个设备不难,测算角度也不难,可是陀螺需要高速运转才能保持与地面垂直。这个动力从何而来呢?总不能用风力吧。”
巴根台说道:“用发条,就是一条弹簧钢带,可以缠绕在一根轴上。当你转动这根轴的时候,弹簧钢带就缠在轴上,这样这条钢带就具备了弹性势能,这条有弹性势能的钢带就是发条。当你松开制动装置,发条就要恢复原状,积蓄的弹性势能就会转化为动能。如果我们能够控制这个动能,使这个动能缓慢均匀的释放,就可以作为陀螺仪的动力源。”
威廉笑着摇摇头:“有时候我真觉得万户诺颜是上帝派来的,你的智慧几乎是无穷的,你这又是机械史上的一个创举。我完全明白了,我们马上就开始研制,尽快拿出陀螺仪样机。”
巴根台一摆手,说道:“别忙答应,还有呢。你看,我们从观测兵观测数据,到我们的火炮参谋们标注和解算,到最后火炮开火,这个过程太漫长了,是不可能保证火炮威力的。我要你们两个部门配合,制造一种机械的计算设备。
只要我们把观测数据输入到这个设备上,距离、方向、风向、风速等等,就能够迅速查出敌舰航向、敌舰航速,如果再输入陀螺仪测量的水平误差夹角,火炮的俯仰/高低角度就能显示出来,使炮兵瞬间就能够进入待射击状态。这就类似于我们特战旅炮兵使用的炮表,只要观测数据到位,一查就知道射击诸元。”
李冶苦笑道:“万户诺颜说笑了,陆战跑才有几个数据?舰炮射击的情况复杂的多,制造这么个机器可不是简单的事情啊。”
巴根台也笑了,说道:“真要是简单,还用的着你李大所长出手啊,我巴根台就拜托你们二位了。火控系统,关系到我们战舰的威力,关系到黑海舰队的存亡,甚至是西蒙古事业的成败。我们一天不能走向大海,我们的事业就一天难以发展,我们都是走在钢丝上的人啊。”
威廉说道:“长官尽可放心,我们就算是不吃不喝,也要让我们的海军强大起来。我们也是西蒙古的一份子,我们渴望这个理想之国成为人间的天国。”
巴根台深受感动,他仅仅握住威廉的手,说道:“我们共同的奋斗,不是没有价值的,我们的血汗一定会结出丰硕的果实。”
李冶却皱着眉头,忽然说道:“刚才万户诺颜提到了信息传递的效率问题,这也是影响舰炮射速的一个重要因素。你们看,测距仪为了取得最好的观测效果,只能安装在高处桅杆上。而舰炮射击指挥室,又只能在舱室里,这里距离火炮甲板,又是非常遥远。这要是光靠信号旗和传令兵,确实太慢了。”
巴根台哦了一声,问道:“敬斋先生,既然你有此问,一定是有了想法。这些天我也在反复思考这个事情,火控系统分布在这么大的战舰上,要如何才能做到方便快捷的通讯联络呢?”
李冶说道:“我在想一个问题,声音在空气中传播衰减的很快,但是在管道中传播衰减的就慢的多。而且我在实验中发现,波长和管径的比值越大,声音衰减的就越慢。根据这个原理,我们可不可以在各个火控系统单元之间,设计一套声管系统。上一级火控单位只要对准声管口说话,就会迅速传播到下一级单位,这就会方便快捷很多。”
威廉点点头,说道:“李先生这个法子好,这也会避免误听造成的失误。”
巴根台却暗想:在益都,曾经成功的完成过简易动圈电话系统,但是声音信号失真很大。在远距离上,显然电话通报最有效率。但是在战舰这种距离上,到底是简易电话系统更有效,还是李冶提出的这种声管方式更好呢?