HACS - HACS

Krążownik przeciwlotniczy HMS Scylla . Jej cztery podwójne stanowiska 4,5-calowe są sterowane przez dwie wieże High Angle Director Towers, jedną znajdującą się za mostem, a drugą za kominem rufowym.

Kąt wysokiej Control System ( HAC ), brytyjski przeciwlotniczy system przeciwpożarowy, kontrola zatrudniony przez Royal Navy od 1931 roku i powszechnie używane w czasie II wojny światowej . HACS obliczył niezbędne ugięcie wymagane do umieszczenia pocisku wybuchowego w miejscu celu lecącego na znanej wysokości, namiarze i prędkości.

Wczesna historia

System HACS został po raz pierwszy zaproponowany w latach 20. XX wieku i zaczął pojawiać się na statkach Royal Navy (RN) w styczniu 1930 r., kiedy HACS wypłynął na morze w HMS Valiant . HACS Nie miałem żadnej stabilizacji ani wspomagania do szkolenia reżyserskiego. HACS III, który pojawił się w 1935 roku, posiadał stabilizację, był napędzany hydraulicznie, charakteryzował się znacznie ulepszoną transmisją danych oraz wprowadził tablicę HACS III. Stół HACS III (komputer) miał wiele ulepszeń, w tym zwiększenie maksymalnej prędkości docelowej do 350 węzłów, ciągłe automatyczne przewidywanie zapalnika, ulepszoną geometrię na ekranie odchylania oraz przepisy dotyczące wejść żyroskopowych w celu zapewnienia stabilizacji danych otrzymywanych od dyrektora. HACS był systemem sterowania i był możliwy dzięki skutecznej sieci transmisji danych między zewnętrznym kierownikiem działa, podpokładowym komputerem kierowania ogniem i działami przeciwlotniczymi średniego kalibru (AA).

Rozwój

Operacja

Ekran odchylania HACS i stół z operatorem ekranu odchylania na pierwszym planie. Linia ciągła przechodząca przez środek elipsy pokazuje drut ustawiony w linii z kursem samolotu (poruszającym się od prawej do lewej) około 295 stopni; operator ekranu odchylania ma prawą rękę na urządzeniu sterującym odchyleniem poprzecznym, które wyrównuje linię pionową z elipsą i przewodem toru statku powietrznego, a także używa lewej ręki do wyrównania urządzenia sterującego odchyleniem pionowym i przewodu poziomego, niewidoczny) tak, aby przecinał również przewód śledzący samolot na krawędzi elipsy.

Namiar i wysokość celu zostały zmierzone bezpośrednio za pomocą Wysokościomierza/Range Findera UD4 , dalmierza koincydencyjnego znajdującego się w High Angle Director Tower (HADT). Kierunek lotu mierzono, ustawiając siatkę dwuokularową względem kadłuba samolotu docelowego. Wczesne wersje HACS, Mk. Od I do IV nie mierzyłem bezpośrednio prędkości celu, ale oszacowałem tę wartość na podstawie typu celu. Wszystkie te wartości zostały przesłane przez selsyn do HACS w pozycji obliczania wysokiego kąta (HACP) znajdującej się pod pokładami. HACS wykorzystał te wartości do obliczenia tempa zasięgu (często nazywanego tempem w języku RN), który jest pozornym ruchem celu wzdłuż linii wzroku. Zostało to również wydrukowane na papierze, aby funkcjonariusz ds. strzelnicy mógł ocenić jego dokładność.

Ta obliczona wartość zakresu została przekazana z powrotem do UD4, gdzie napędzała silnik do poruszania pryzmatami w UD4. Gdyby wszystkie pomiary były prawidłowe, ten ruch śledziłby cel, sprawiając, że wydawałby się nieruchomy w celowniku. Jeśli cel miałby pozorny ruch, operator UD4 dostosuje zasięg i wysokość, a tym samym zaktualizuje wygenerowany wskaźnik odległości, tworząc w ten sposób pętlę sprzężenia zwrotnego, która może oszacować rzeczywistą prędkość i kierunek celu. HACS wyświetlał również przewidywany namiar i elewację celu na wskaźnikach w wieży Directora lub w nowszych wariantach, HACS mógł przesuwać cały Director za pomocą zdalnego sterowania mocą, aby mógł kontynuować śledzenie celu, jeśli cel zostanie zasłonięty.

Kąt mierzony przez siatkę powodował również obracanie się metalowego drutu wokół powierzchni dużego okrągłego wyświetlacza po jednej stronie HACS, znanego jako wyświetlacz odchylenia . Zmierzona wartość wysokości i zasięgu oraz szacunkowa wartość prędkości celu spowodowały, że optyka skierowała lampę na ekran z matowego szkła za przewodem, wyświetlając elipsę, której kształt zmienił się na podstawie tych pomiarów. Operator odchylania użył dwóch elementów sterujących, aby przesunąć dodatkowe wskaźniki drutowe, tak aby leżały na szczycie przecięcia zewnętrznej krawędzi elipsy, gdzie przecinał ją obracający się metalowy drut. Przecięcie elipsy i kierunek celu posłużyły jako podstawa do obliczenia elewacji i treningu dział. Metoda elipsy miała tę zaletę, że wymagała bardzo mało obliczeń mechanicznych i zasadniczo modelowała pozycję docelową w czasie rzeczywistym, co w konsekwencji powodowało szybkie rozwiązanie.

HADT na HMS King George V . Pokazano oficera kontrolnego patrzącego przez lornetkę, podczas gdy twarz tropiciela jest całkowicie ukryta.

Przepływ informacji

HADT dostarcza dane o kierunku celu, zasięgu, prędkości, wysokości i namiaru do systemu HACP, który przesyła do dział rozkazy dotyczące kierunku i czasu bezpiecznika. System HACP przesyła wygenerowany przez komputer wskaźnik zasięgu i wygenerowany namiar z powrotem do HADT, tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego między HADT i HACP, dzięki czemu rozwiązanie kierowania ogniem generowane przez komputer staje się z czasem dokładniejsze, jeśli cel utrzymuje kurs w linii prostej. HADT obserwuje również dokładność powstałych serii pocisków i wykorzystuje je do korygowania oszacowań prędkości i kierunku celu, tworząc kolejną pętlę sprzężenia zwrotnego z dział do HADT, a następnie do HACP, ponownie zwiększając dokładność rozwiązania, jeśli cel utrzymuje kurs w linii prostej. Większość dział kontrolowanych przez HACS miała cokoły do ustawiania zapalnika lub tacki do ustawiania zapalnika, w których prawidłowe ustawienie czasu zapalnika było ustawione na mechanizmie zegarowym w głowicy pocisku przeciwlotniczego, tak aby pocisk eksplodował w pobliżu docelowego samolotu.

Drony docelowe

HACS był pierwszym morskim systemem przeciwlotniczym, który został użyty przeciwko samolotom sterowanym radiowo i osiągnął pierwsze zabójstwo przeciwlotnicze przeciwko tym celom w 1933 r. W marcu 1936 r. sześć celów Queen Bee zostało zniszczonych przez Flotę Śródziemnomorską RN podczas intensywnych ćwiczeń przeciwlotniczych w tym samym czasie ekstremalnych napięć między Wielką Brytanią a Włochami. Ćwiczenia celownicze z dronami docelowymi prowadzono przy użyciu specjalnych pocisków, które zostały zaprojektowane tak, aby zminimalizować możliwość niszczenia drogich celów. RN zezwolił na relacjonowanie w mediach treningu tarcz AA, a kronika filmowa z 1936 r. zawiera materiał z rzeczywistej strzelaniny. W 1935 r. RN zaczął również ćwiczyć kontrolowane strzelanie HACS do samolotów docelowych w nocy.

Komputer kierowania ogniem High Angle Control System (stolik) Mk IV na pokładzie HMS Duke of York . Operator Deflection siedzi przed ekranem odchylającym. Operator działki zasięgu stoi naprzeciwko.

Dodatki tachometryczne i radarowe

RN ruszyła szybko, aby do połowy 1941 r. dodać do HACS prawdziwe przewidywanie ruchu celu z tachometru i zasięg radaru. RN była pierwszą marynarką wojenną, która przyjęła dedykowane radary FC AA. Jednak system, podobnie jak wszystkie mechaniczne systemy kierowania ogniem przeciwlotniczym z czasów II wojny światowej, nadal miał poważne ograniczenia, ponieważ nawet bardzo zaawansowany system Mk 37 Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (USN) w 1944 r. wymagał średnio 1000 pocisków 5-calowych (127). mm) amunicja wystrzeliwana na zabójstwo. W 1940 roku do systemu HACS dodano GRU ( Gyro Rate Unit ), analogowy komputer zdolny do bezpośredniego obliczania prędkości i kierunku celu, przekształcając HACS w system tachymetryczny . Również w 1940 roku do systemu HACS dodano namierzanie radarowe. GRU i powiązany z nim komputer, "Gyro Rate Unit Box" (GRUB) nie zakładają już, że cel jest leci prosto i poziomo. GRU/GRUB mógł generować dane o prędkości i pozycji celu z prędkością kątową do 6 stopni na sekundę, co wystarczało do śledzenia celu przekraczającego 360 węzłów (670 km/h; 410 mph) z odległości 2000 jardów (1800 m). ).

Zegar utrzymujący Fuze

Niszczyciele RN były utrudnione przez brak dobrej broni o podwójnym przeznaczeniu, odpowiedniej dla statków wielkości niszczyciela ; przez większą część wojny 40° było maksymalnym uniesieniem 4,7-calowych (119 mm) dział , na których znajdowały się takie statki, które w konsekwencji nie były w stanie atakować bezpośrednio atakujących bombowców nurkujących , chociaż mogły zapewniać „zaporę” i „przewidywany ogień” w celu ochrony inne statki z takich ataków. Niszczyciele nie używały HACS, ale Fuze Keeping Clock (FKC), uproszczoną wersję HACS. Począwszy od 1938 r. wszystkie nowe niszczyciele RN, począwszy od klasy Tribal , były wyposażone w FKC i tace do ustawiania bezpieczników przewidywania ciągłego dla każdego działa głównego uzbrojenia. Doświadczenia wszystkich marynarek wojennych z czasów II wojny światowej wykazały, że bombowce nurkujące nie mogły być skutecznie zwalczane przez żaden zdalny komputerowy system przeciwlotniczy wykorzystujący mechaniczne zapalniki ze względu na opóźnienie w komputerze i minimalny zasięg dalmierzy optycznych. Podobnie jak w przypadku innych współczesnych marynarek, przedwojenne niszczyciele RN cierpiały na brak krótkodystansowych, szybkostrzelnych przeciwlotniczych bombowców nurkujących.

Jednostka Auto Barrage

Auto Barrage Jednostka lub ABU, był wyspecjalizowany system komputerowy począwszy artylerii i radar, który stosowany typ 283 radaru . Został opracowany w celu zapewnienia komputerowego przewidywania i radarowego kierowania ogniem przeciwlotniczym dla dział głównego i dodatkowego uzbrojenia, które nie miały wrodzonych zdolności przeciwlotniczych. ABU zaprojektowano tak, aby umożliwić wstępne ładowanie działa amunicją czasową, a następnie śledził nadlatujące samoloty wroga, celował działa w sposób ciągły, aby śledzić samolot, a następnie strzelał automatycznie, gdy przewidywana pozycja samolotu osiągnęła zaprogramowany bezpiecznik zasięg poprzednio załadowanych pocisków. ABU był również używany z działami, które były nominalnie kontrolowane przez HACS, aby zapewnić ograniczoną zdolność prowadzenia ognia na ślepo.

Doświadczenie wojenne

Do maja 1941 r. krążowniki RN, takie jak HMS Fiji , atakowały Luftwaffe stabilizowanymi systemami HACS IV z GRU/GRUB i radarem Typ 279 z panelem precyzyjnego określania odległości, który zapewniał dokładność +/- 25 jardów do 14 000 jardów. HMS Fiji został zatopiony w bitwie o Kretę po wyczerpaniu amunicji przeciwlotniczej, ale jego 4-calowa bateria dział przeciwlotniczych HACS IV odpierała ataki Luftwaffe przez wiele godzin.

Demonstrując szybkie postępy RN w uzbrojeniu przeciwlotniczym marynarki wojennej, w maju 1941 r. HMS Prince of Wales wyruszył w morze z HACS IVGB, z pełnym systemem namierzania radaru i dziewięcioma powiązanymi z AA radarami kierowania ogniem: cztery radary Typ 285 , po jednym na każdym High Angle Director wieża (HADT) i cztery radary Typ 282 , po jednym na każdym naprowadzaczu Mk IV do montażu „pom pom” QF 2 pdr (40 mm) oraz radar dalekiego zasięgu Typ 281 ostrzegający o lotach (WA), który również posiadał precyzyjne panele cele powietrzne i powierzchniowe. To umieściło HMS Prince of Wales w czołówce morskich systemów kierowania ogniem HA AA w tym czasie. W sierpniu i wrześniu 1941 r. HMS Prince of Wales zademonstrował doskonały ostrzał przeciwlotniczy z radaru dalekiego zasięgu podczas operacji Halberd . Chociaż niedociągnięcia HACS są często obwiniane za utratę siły Z , zasięg japońskiego ataku znacznie przewyższał wszystko, co HACS miał obsługiwać pod względem liczby samolotów i osiągów. Na niepowodzenie artylerii przeciwlotniczej w odstraszeniu japońskich bombowców miały również wpływ wyjątkowe okoliczności. HAC został zaprojektowany z myślą o warunkach atlantyckich i Prince of Wales ' s AA FC radarów stał się niezdatny do użytku w ekstremalnych ciepła i wilgoci w malajskiej wód i jej amunicji 2-pdr pogorszyła się źle także.

RN złożyło następujące oświadczenia o ostrzale przeciwlotniczym okrętów skierowanym przeciwko wrogim samolotom od września 1939 r. do 28 marca 1941 r.: Pewne zestrzelenia: 234, Prawdopodobne zestrzelenia: 116, Roszczenia dotyczące uszkodzeń: 134

RN przedstawił następujące twierdzenia o ostrzale przeciwlotniczym okrętów skierowanym przeciwko wrogim samolotom, od września 1939 do 31 grudnia 1942:

Główne okręty wojenne (okręty prawdopodobnie wyposażone w systemy kierowania ogniem HACS lub FKC)

Pewne zabójstwa: 524.

Prawdopodobne zabójstwa: 183.

Roszczenia odszkodowawcze: 271.

Drobne okręty wojenne i statki handlowe (większość nie ma systemów kierowania ogniem przeciwlotniczym)

Pewne zabójstwa: 216.

Prawdopodobne zabójstwa: 83.

Roszczenia odszkodowawcze: 177.

Całkowita liczba ofiar śmiertelnych: 740.

Łącznie prawdopodobne roszczenia: 266.

Całkowite roszczenia odszkodowawcze: 448

Radar i reżyser Mark VI

HACS wykorzystywał różne wieże reżyserskie, które były zazwyczaj wyposażone w Typ 285, gdy tylko stał się dostępny. Ten system metrycznych długości fal wykorzystywał sześć anten Yagi, które mogły rejestrować różne odległości celów i dokonywać dokładnych odczytów namiaru przy użyciu techniki znanej jako „ przełączanie płatów ”, ale tylko zgrubne szacunki wysokości. Nie mogła zatem „namierzyć” celów powietrznych i nie była w stanie zapewnić prawdziwych zdolności ślepego strzału, czego żadna inna marynarka nie była w stanie zrobić, dopóki USN nie opracowała w 1944 r. zaawansowanych radarów, korzystając z transferów technologii z Wielkiej Brytanii. Sytuacji temu nie zaradzono aż do wprowadzenia w 1944 r. naprowadzacza HACS Mark VI, który był wyposażony w centymetrowy radar Typ 275 . Kolejnym ulepszeniem było dodanie Remote Power Control ( RPC ), w którym działa przeciwlotnicze automatycznie trenowały z wieżą reżysera, z niezbędnymi zmianami namiaru i elewacji, aby umożliwić prowadzenie ognia zbieżnego. Wcześniej załogi dział musiały podążać za mechanicznymi wskaźnikami, które wskazywały, gdzie wieża dyrektora ma szkolić działa.

Systemy HACS w użyciu lub planowane w sierpniu 1940 r

Dyrektorzy HACS zamontowani na statkach w dokumencie datowanym jako „zrewidowany sierpień 1940”:

HACS III: transmisja ABC, uchwyt AV dla 15 stóp HF/RF. Wprowadzono stół Mk III.

HMS Ajax , Galatea , Arethusa , Coventry , HMAS Hobart , Sydney , Perth

HACS III*: Podobny do MarkIII, ale z większą przednią szybą i miejscem na oficera oceniającego.

HMS Penelope , Southampton , Newcastle , Malaya , Hood*, Australia *, Nelson *, Royal Sovereign *, Barham *, Resolution *, Cairo *, Excellent (szkoła strzelecka) *, Revenge *, Calcutta *, Carlisle *, Curacoa * , Exeter *, Przygoda *, Warspite *. Statki oznaczone * miały stabilizację przechyłu dla warstwy.

HACS III*G jak znak III, ale wyposażony w GRU i stabilizację toczenia warstwy.
HACS IV: Podobny do MkIII, ale z okrągłym ekranem, transmisją magslip i stabilizacją przechyłu warstwy. Wprowadzono stół Mk IV.

HMS Birmingham , Sheffield , Glasgow , Aurora , Liverpool , Manchester , Gloucester , Dido i Fidżi , Forth , Maidstone , Renown , Valiant , Illustrious , Formidable i Ark Royal .

HACS IV G: Mk IV z żyroskopem.

Klasa Dido i zajęcia Fidżi .

HACS IV GB: Mk IV i wyposażony w GRU oraz pełną stabilizację w układaniu i treningu, system treningu siłowego Keelavite.

Klasy HMS King George V i Prince of Wales , Dido i Fidżi .

HACS V: Ulepszona konstrukcja, częściowo zamknięta, pełna stabilizacja podczas wznoszenia i treningu. System treningu siłowego Keelavite i GRU. Duplex 15 stóp HF/RF. Wykorzystuje stół Mk IV.

HMS Duke of York , Anson i Howe .

HACS V* :Jak Mk V, ale pojedynczy HF/RF i podwyższony HF/RF w porównaniu do Mk V.

HMS Nieugięty , nieprzejednany i niestrudzony .

Languages

In other projects