Система управления высоким углом ( HACS ) была британской системой управления зенитным огнем , которая использовалась Королевским флотом с 1931 года и широко использовалась во время Второй мировой войны . HACS рассчитывала необходимое отклонение, требуемое для размещения взрывного снаряда в месте нахождения цели, летящей на известной высоте, азимуте и скорости.
HACS была впервые предложена в 1920-х годах и начала появляться на кораблях Королевского флота (RN) в январе 1930 года, когда HACS I вышла в море на HMS Valiant . [1] HACS I не имела никакой стабилизации или помощи в силовой подготовке директора. HACS III, появившаяся в 1935 году, [2] имела возможность стабилизации, была гидравлическим приводом, отличалась значительно улучшенной передачей данных и представила таблицу HACS III. [3] Таблица HACS III (компьютер) имела многочисленные улучшения, включая повышение максимальной скорости цели до 350 узлов, непрерывное автоматическое прогнозирование взрывателя, улучшенную геометрию на экране отклонения и возможности для гироскопических входов для обеспечения стабилизации данных, полученных от директора. [4] HACS была системой управления и была возможна благодаря эффективной сети передачи данных между внешним директором орудия, компьютером управления огнем под палубой и зенитными орудиями среднего калибра ( ПВО) корабля.
Пеленг и высота цели измерялись непосредственно на UD4 Height Finder/Range Finder , дальномере совпадений, расположенном в башне директора высокого угла (HADT). Направление движения измерялось путем совмещения бинокулярной сетки с фюзеляжем самолета-цели. Ранние версии HACS, Mk. I по IV, не измеряли скорость цели напрямую, а оценивали это значение на основе типа цели. Все эти значения отправлялись через сельсин в HACS в позиции расчета высокого угла (HACP), расположенной под палубой. [5] HACS использовала эти значения для расчета скорости дальности (часто называемой скоростью вдоль на языке RN), которая является видимым движением цели вдоль линии визирования. Это также было распечатано на бумажном графике, чтобы офицер скорости дальности мог оценить его точность. [6]
Эта рассчитанная скорость дальности передавалась обратно в UD4, где она приводила в действие двигатель для перемещения призм внутри UD4. Если все измерения были верны, это движение отслеживало цель, делая ее неподвижной в прицеле. [7] [8] Если цель имела видимое движение, оператор UD4 корректировал дальность и высоту, и таким образом обновлял сгенерированную скорость дальности, тем самым создавая петлю обратной связи, которая могла установить оценку истинной скорости и направления цели. [9] [10] HACS также отображал прогнозируемый пеленг и высоту цели на индикаторах в башне директора или в более поздних вариантах, [11] HACS мог перемещать весь директор с помощью дистанционного управления питанием , чтобы он мог продолжать отслеживать цель, если цель была скрыта. [12]
Угол, измеренный сеткой, также заставил металлическую проволоку вращаться вокруг поверхности большого круглого дисплея на одной стороне HACS, известного как дисплей отклонения . Измеренное значение высоты и дальности, а также расчетное значение скорости цели заставили оптику сфокусировать лампу на матовом стеклянном экране позади проволоки, отображая эллипс, форма которого менялась на основе этих измерений. Оператор отклонения использовал два элемента управления для перемещения дополнительных индикаторов проволоки таким образом, чтобы они лежали поверх пересечения внешнего края эллипса, где его пересекала вращающаяся металлическая проволока. [13] Пересечение эллипса и направления цели использовалось в качестве основы для расчета угла возвышения и обучения орудий. Метод эллипса имел то преимущество, что требовал очень мало механических вычислений и по существу моделировал положение цели в реальном времени с последующим быстрым временем решения. [14]
HADT предоставляет данные о направлении цели, дальности, скорости, высоте и пеленге в HACP, который передает приказы о направлении и времени срабатывания взрывателя орудиям. HACP передает сгенерированную компьютером скорость дальности и сгенерированный пеленг обратно в HADT, создавая петлю обратной связи между HADT и HACP, так что решение по управлению огнем, сгенерированное компьютером, становится более точным с течением времени, если цель сохраняет прямой курс. HADT также наблюдает за точностью полученных разрывов снарядов и использует эти разрывы для корректировки оценок скорости и направления цели, создавая еще одну петлю обратной связи от орудий к HADT и оттуда к HACP, снова увеличивая точность решения, если цель сохраняет прямой курс. [15] Большинство орудий, контролируемых HACS, имели постаменты для установки взрывателей или лотки для установки взрывателей , где правильное время срабатывания взрывателя устанавливалось на часовом механизме внутри боеголовки зенитного снаряда, так что снаряд взрывался в непосредственной близости от самолета-цели.
HACS была первой системой ПВО ВМС, которая использовалась против радиоуправляемых самолетов , и достигла первого поражения этих целей с помощью ПВО в 1933 году. [16] В марте 1936 года шесть целей Queen Bee были уничтожены Средиземноморским флотом Королевского флота во время интенсивных учений ПВО в период крайней напряженности между Великобританией и Италией. [17] Учебная стрельба по мишеням-беспилотникам проводилась с использованием специальных снарядов, которые были разработаны для минимизации возможности уничтожения дорогостоящих целей. [18] [19] Королевский флот разрешил освещение в СМИ учебных стрельб по ПВО, и в кинохронике 1936 года есть кадры реальной стрельбы. [20] В 1935 году Королевский флот также начал практиковать контролируемые HACS стрельбы по мишеням-самолетам ночью. [21]
RN быстро добавил истинное тахометрическое прогнозирование движения цели и радиолокационную дальность к HACS к середине 1941 года. RN был первым флотом, принявшим на вооружение специализированные радары FC AA. Однако система, как и все механические системы управления огнем AA эпохи Второй мировой войны, все еще имела серьезные ограничения, поскольку даже высокоразвитая система ВМС США (USN) Mk 37 в 1944 году требовала в среднем 1000 выстрелов 5-дюймовыми (127 мм) боеприпасами на одно поражение. [22] В 1940 году к системе HACS был добавлен блок гироскопической скорости (GRU), аналоговый компьютер, способный напрямую рассчитывать скорость и направление цели, [23] преобразуя HACS в тахиметрическую систему. [24] [25] Также в 1940 году к HACS был добавлен радиолокационный дальномер. [26] GRU и связанный с ним компьютер, «Gyro Rate Unit Box» (GRUB), больше не предполагали прямой и горизонтальный полет со стороны цели. GRU/GRUB могли генерировать данные о скорости и положении цели с угловой скоростью до 6 градусов в секунду, что было достаточно для отслеживания цели, движущейся со скоростью 360 узлов (670 км/ч; 410 миль/ч) на расстоянии 2000 ярдов (1800 м). [27]
Эсминцы RN были ограничены отсутствием хорошего оружия двойного назначения, подходящего для кораблей размера эсминца ; большую часть войны 40° было максимальным углом возвышения 4,7-дюймовых (119-мм) орудий, оснащавших такие корабли, которые, следовательно, не могли напрямую поражать атакующие пикирующие бомбардировщики , хотя они могли обеспечить «заградительный огонь» и «предсказуемый огонь» для защиты других кораблей от таких атак. [28] Эсминцы не использовали HACS, а вместо этого использовали часы слежения за взрывателями (FKC), упрощенную версию HACS. [29] Начиная с 1938 года все новые эсминцы RN, начиная с класса Tribal , были оснащены FKC и лотками установки взрывателей непрерывного прогнозирования для каждого орудия основного вооружения. [30] Опыт всех флотов во время Второй мировой войны показал, что пикирующие бомбардировщики не могли быть успешно поражены какой-либо дистанционной компьютерной системой ПВО с прогнозированием цели, использующей механические взрыватели [31] [32] из-за времени задержки в компьютере и минимальной дальности оптических дальномеров. [33] Как и другие современные флоты, эсминцы RN довоенной конструкции страдали от нехватки ближнего действия, скорострельных ПВО для поражения пикирующих бомбардировщиков.
Auto Barrage Unit или ABU, был специализированным компьютером артиллерии и радиолокационной системой дальнего действия, которая использовала радар Type 283. Он был разработан для обеспечения компьютерного прогнозирования и радиолокационного управления зенитным огнем для основных и вспомогательных орудий вооружения, которые не имели собственных возможностей зенитной стрельбы. ABU был разработан, чтобы позволить орудиям быть предварительно заряженными боеприпасами с замедленным взрывателем, а затем отслеживать приближающиеся вражеские самолеты, непрерывно направлять орудия для отслеживания самолета, а затем автоматически стрелять из орудий, когда прогнозируемое положение самолета достигало заданного диапазона взрывателя ранее загруженных снарядов. [34] ABU также использовался с орудиями, которые номинально контролировались HACS, чтобы обеспечить ограниченную возможность слепого огня. [35] [36]
К маю 1941 года крейсеры RN, такие как HMS Fiji , вступали в бой с Люфтваффе с помощью стабилизированных систем HACS IV с GRU/GRUB и радара Type 279 с панелью точного определения дальности, которая давала точность +/- 25 ярдов на расстоянии до 14 000 ярдов. HMS Fiji был потоплен в битве за Крит после того, как у него закончились боеприпасы ПВО, но его батарея HACS IV с четырьмя дюймами ПВО отражала атаки Люфтваффе в течение многих часов. [37]
Демонстрируя быстрые успехи RN в военно-морском зенитном артиллерийском деле, в мае 1941 года HMS Prince of Wales вышел в море с HACS IVGB, с полными радиолокационными системами дальнего действия и девятью связанными с зенитным огнем радарами управления: четыре радара Type 285 , по одному на каждой башне директора наведения High Angle Director Tower (HADT), и четыре радара Type 282 , по одному на каждом директоре Mk IV для установок QF 2 pdr (40 мм) «пом пом» , и радар дальнего действия Type 281 Warning Air (WA), который также имел высокоточные панели дальнего действия для воздушных и надводных целей. [38] Это поставило HMS Prince of Wales на передовые позиции военно-морских систем управления огнем зенитной артиллерии HA в то время. В августе и сентябре 1941 года HMS Prince of Wales продемонстрировал превосходный дальнобойный радиолокационный огонь наведения зенитной артиллерии во время операции Halberd . [39] Хотя недостатки HACS часто винят в потере Force Z , масштаб японской атаки намного превзошел все, для чего HACS был предназначен с точки зрения количества самолетов и производительности. Неспособность зенитной артиллерии сдержать японские бомбардировщики также была обусловлена уникальными обстоятельствами. HACS изначально проектировалась с учетом условий Атлантики, и радары AA FC Prince of Wales стали непригодными для использования в условиях экстремальной жары и влажности в малайских водах, а ее боеприпасы 2-фунтовых орудий также сильно испортились. [40]
Королевское военное командование сделало следующие заявления о зенитном огне кораблей по вражеским самолетам с сентября 1939 года по 28 марта 1941 года: :достоверные победы: 234, вероятные победы: 116, заявления о повреждениях: 134 [41]
Королевское военное командование сделало следующие заявления о зенитном огне кораблей по вражеским самолетам с сентября 1939 года по 31 декабря 1942 года: [42]
HACS использовала различные директорские башни, которые обычно оснащались Типом 285, как только он становился доступным. Эта метрическая система длин волн использовала шесть антенн Яги , которые могли захватывать диапазоны целей и снимать точные показания пеленга с помощью техники, известной как « переключение лепестков », но только грубые оценки высоты. Поэтому она не могла «захватывать» воздушные цели и не могла обеспечить истинные возможности слепого огня, чего не мог сделать ни один другой флот, пока USN не разработал усовершенствованные радары в 1944 году с использованием технологий, переданных из Великобритании. Эта ситуация не была исправлена до введения директора HACS Mark VI в 1944 году, который был оснащен сантиметровым радаром Типа 275. Другим усовершенствованием стало добавление дистанционного управления питанием ( RPC ), при котором зенитные орудия автоматически наводились с директорской башней, с необходимыми изменениями пеленга и возвышения для обеспечения конвергентного огня. Ранее орудийные расчеты должны были следовать механическим указателям, которые указывали, куда директорская башня хотела наводить орудия. [43]
Директора HACS, назначенные на суда, указаны в документе, датированном «пересмотренным августом 1940 года»: [44]