第七十七章 战舰火控
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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**。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？
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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**。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？
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