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坦克火控系统发展史(1)从一战中诞生

 不沉俾斯麦 2022-01-18

写在前面的话:

现代坦克的火控系统能精确到什么程度呢?举个例子:一支狙击步枪,在100米距离上弹着点的散布控制在一角分以内(也就是子弹全部打在一个一元硬币的范围内)就是一支非常优秀的世界名枪!但是如果按比例缩小,同样是一百米,现代坦克火控系统的及格精度是:0.3角分!良好精度是:0.1角分!优秀精度是:0.04角分!!!那么这么精确的火控系统到底是经历了怎样的历练才达到今天的水平的呢?我们一起来探寻一下坦克火控系统的前世今生。

襁褓中的啼哭:一战时期坦克火控的发展

1、早期“碉堡”式火控

有点军事历史知识的人都知道,坦克的第一声啼哭始于1916年8月的索姆河战役中的“大游民”,从此宣告人类第一种集火力、装甲和越野机动能力(注1)的地面合成兵器正式诞生。

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雄性大游民

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雌性大游民

大游民坦克是分公母的,雄性大游民有两门口径57毫米霍奇基斯6磅速射炮和4挺维克斯机枪,雌性大游民只有6挺维克斯机枪。

坦克诞生的初期,由于技术和认识的局限,大多数人包括坦克设计师都是把坦克当成是一种“可以移动的钢铁碉堡”,其作战样式是:坦克赶到步兵最需要的地方然后停下来用自身的火力支援步兵,待步兵完成任务后再赶往下一个地点,如此循环。这样的作战预设就使得坦克根本不需要复杂的火控系统,只需要能在坦克里能开火就行,至于命中率嘛......佛系一点,缘分到了自然打得中。例如最早参加实战的英国MKII“雄性”坦克的6磅霍奇基斯速射炮的瞄准装置极为原始:只有一个准星+表尺!而且炮架和防盾之间是分开连接的,只要震动过大,松动的炮盾就会遮住表尺。所以最初的坦克炮手不得不打开炮闩从炮膛中瞄准,而且由于霍奇基斯速射炮没有加装反后坐力装置,炮身与炮架是刚性连接的,一开炮就会震得火炮和炮手跟抽疯似的,综合以上缺陷就使得火炮的直射有效射程根本超不过500米去!还不如一挺轻机枪!

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早期的MKII型坦克(特征是尾部有两个转向轮)

█早期的MKII型坦克的6磅霍奇基斯速射炮是没有反后坐力装置的炮身和炮架是刚性连接,瞄准装置只有一个极为简单的准星+表尺(红圈处)

2、反后坐力装置和简易光学瞄准具的引入

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后期的MKV型坦克

█后期的MKV型坦克(特征是取消了尾部的转向轮),6磅霍奇基斯速射炮加装了反后坐力装置(红圈处)以及一个简易的光学瞄准装置(黄圈处)

由于MKII的火炮直射有效距离太近,曾经出现过MKII在700米的距离上向德军77毫米野战炮连开9炮却无一命中,之后被德军野战炮从容消灭的战例!所以坦克上的那门速射炮完全就是个摆设!对敌人的杀伤效果还不如一挺机枪管用(MKIII就直接去掉了火炮,直接装了八挺机枪),直到MKIV型坦克开始,英国人才给6磅霍奇基斯速射炮加装反后坐力装置和简易光学瞄准具,这才使坦克可以在静止的条件下对千米左右碉堡大小的目标有一定的直射命中率(过去只能用弹幕覆盖)。但是引入反后坐力装置和简易光学瞄准具后虽然在一定程度上改善了坦克火炮的直射命中率,不过炮手任然要依靠自己的体力手动操纵沉重的火炮来调整射角和射高,使坦克的火炮直射命中率依然比较“佛系”。

3、球形座架的引入

坦克诞生于英国,但是第一个完善坦克技术的国家却是法国人,虽然法国人被调侃为“没有人能在法军投降之前占领巴黎”的弱鸡,但是在40年之前法国人一直走在坦克技术的最前沿!好了在说回到坦克的火控系统,1916年法国正式服役了一种新型坦克——施纳德CA突击坦克。

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法国施纳德CA突击坦克

█法国施纳德CA突击坦克最开始的定位是“自行火炮”,而且由于坦克内部采用了大量的木质隔板极易着火,所以又被法军士兵称为——火葬场的焚化炉

法国施纳德CA突击坦克是一款极不成熟的早期坦克,缺点\BUG一大堆,比如:火炮安装在坦克车体右侧,且射界极小;车身超长,在跨越壕沟时容易卡住;坦克内部采用了大量的木质隔板(在坦克内部采用木质隔板装修!!?),极易着火等......但是法国施纳德CA却引入了现代火控系统的两个基础——弹性悬挂系统减轻车体震动;球形炮座的非刚性炮架连接!弹性悬挂的作用不必多说,主要说一说“球形炮座”。

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施纳德CA的主炮

█施纳德CA的主炮采用的是一门75毫米的步兵炮,安装在一个非刚性连接的球形炮座上

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█通过以上两图的对比可以看出施纳德CA的球形炮座赋予了火炮在射界内任意调整角度的功能

最初,坦克火炮的安装方法源自军舰的火炮安装方法:把炮架安装在一个可以旋转的基座上或炮塔上,炮架用耳轴和炮身刚性连接,旋转的基座或炮塔负责火炮水平方向的射界调整,炮架负责火炮高低方向的射界调整;这种连接方法在水面上没什么问题,因为水面是水平的;但是在地面上就遇到问题了,因为地面是有高低起伏的,坦克不能随时保持车身水平,这时这种安装方式虽然可以在大致方向上调整火炮,但是遇到一些需要微调的场景时,由于火炮+炮架+基座的重量带来巨大的惯性,就使得这种方式安的装火炮往往无法进行微调!而球形炮座的引入恰好解决了这个问题。

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球形炮座示意图

球形炮座使得火炮可以在不移动沉重的炮架和基座的条件下仅仅只对轻巧的炮身进行微调,这样不仅调整火炮更加省力而且最主要的是提高了火炮微调的精度!直到今天这种非刚性连接方式任然是坦克火控系统对火炮进行微调的基础,现代火控系统中的双向稳定就必须以这种非刚性连接炮座为基础。

3、炮塔的引入

前文说到,一战早期的坦克其实就是会移动的碉堡,所以我们看一战早期的坦克特别像刺猬,浑身插满了各种火炮和机枪。

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德国A7V坦克

█德国的A7V坦克,装备了6挺马克辛机枪和一门47或57毫米的速射炮,乘员多达18人(看来德国人是真的把坦克当碉堡了)

这种“刺猬”式的武器配置方式就是为了使坦克能有360度的火力范围,无论敌人从那个地方冒出来,坦克都可以打到;但是这样“刺猬”式的武器配置方式也降低了武器使用的效率、增加了坦克的重量,而且由于每件武器的射界都有限特别还容易出现射击死角和射击干扰。所以坦克的设计师们再次向军舰取经——引入了旋转炮塔成功的解决了这一问题。

划时代的雷诺FT-17

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法国雷诺FT-17

█雷诺FT-17是世界上第一款将火炮反后坐力装置、简易光学瞄准镜、弹性悬挂系统、球形炮座以及旋转炮塔集成一体的坦克!是现代坦克的雏形,同时也奠定了现代坦克火控系统的框架,但是太过成功的FT-17也把一战后的坦克发展方向给带跑偏了

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意大利菲亚特2000重型坦

█意大利的菲亚特2000重型坦克,算是世界上第二款用上旋转炮塔的坦克,但是这货就是一个可以移动的!带炮塔的!钢铁碉堡!其技术水平差了雷诺FT-17十万八千里......也许意呆利人天生就不适合打仗这种游戏,你还记得意大利的上次胜利是什么时候吗?(PS:不是意大利足球队!!)

雷诺FT-17是一战坦克技术的集大成者,也奠定了现代坦克火控系统的雏形;至FT-17起,坦克火控系统的发展方向就被确定为:有效控制坦克炮塔上的那门越来越长、越来越粗的火炮,在远距离上用直射火力精确的命中目标!

至此,伴随着坦克这种地面合成兵器的诞生,坦克火控系统也正式登上了坦克发展的历史舞台,和其他坦克子系统一起开始了精彩的演出!


注1:最早将火力、装甲和机动结合在一起的地面兵器并不是坦克,而是装甲列车(出现于美国南北战争时期)之后是装甲汽车,但是这两种武器都无法越野,使用都受到交通条件的极大限制;所以坦克是第一种将火力、装甲和越野机动性结合在一起的武器。

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