海达号驱逐舰火控系统发展“Mk 63”火控系统（1952–1963）

在1949年至1952年期间，“海达”号（HMCSHaida）进行中期现代化改装时，舰上安装了两套Mk 63 火控系统（FCS）。

Mk 63 是一种手动操作的火控系统，设计目的是为舰载3英寸50倍径火炮提供连续的火控解算，用以对付空中目标，射程范围为800至7000码，虽然测距雷达的探测距离可达25,000码。

Mark 34 雷达与Mark 29 瞄准器的组合（34 + 29 = 63）即被称为Mark 63 火控系统。

该系统还可为4英寸火炮提供火控解算。这两套火控系统彼此独立工作。

系统的雷达控制电子设备分别安装在舰首和舰尾的Mk 34 舱室内。

在前部系统中，SPG-34 发射机/接收机位于发射台（Transmitting Station）内；

在后部系统中，发射机/接收机则安装在火炮下方、甲板下的一间军官舱室内。

当Mark 29 瞄准器的操作员在瞄准台上能够目视到目标时，他会通过不断将目标保持在瞄准具中心来跟踪目标。

在操作员持续跟踪目标的过程中，系统会机电方式计算提前量（lead angle），并不断将火炮调整到正确的射击线。只要瞄准器操作员保持目标在视线中，提前量就能持续维持。

同时，安装在火炮上的雷达天线会直接指向目标。

当雷达接收到来自目标的信号时，即表示目标已被捕获，Mark 34 雷达系统便会“锁定”目标。

舰船的航向、航速，以及风向和风速等数据也会输入 Mark 34 系统，系统据此计算出火控解算，火炮便可持续对准正确的射击线，一旦目标进入射程即可开火。

该系统采用“扰动视线”原理，即瞄准器外壳和炮管始终指向目标的未来位置，而光学瞄准线和雷达波束则保持在目标的当前位置。

在良好的能见度条件下，操作员可以通过瞄准器直接观察目标，并持续跟踪，以防雷达失效。

操作员还可以在瞄准器中看到雷达信号，通过将雷达“光点”保持在十字分划的中心，即使在黑暗或能见度差的情况下也能继续跟踪目标。

只要操作员持续跟踪，系统便会不断生成火控解算，火炮就能持续指向正确的射击线并随时开火。

Mark 63 火控系统由三个主要部件组成：

• Mark 29 炮瞄指挥器（Gun Director）
• AN/SPG-34 雷达电子设备
• AN/SPG-34 雷达天线

这是位于舰桥下方的前部 Mk 34 雷达舱。

在“海达”号（HMCSHaida）1963年退役之前，这里的雷达设备已被拆除，以供当时的新造舰项目使用。

然而，Mk 63 火控系统及3英寸50倍径火炮仍然持续服役，直至20世纪80年代。

后部 Mk 34 雷达舱的布局与前部舱室相同。

AN/SPG-34 控制电子设备

操作一套 Mk 63 系统需要六名船员：

• 甲板上人员包括：火控军官指挥器瞄准手指挥器测距手以及火炮控制通讯员
• 甲板下的 Mk 34 舱室内则是：目标捕获装置（TACU）操作员雷达操作员

前部 Mk 29 炮瞄指挥器位置

目前安装的其实是Mark 15 炮瞄器，这是1990年代从美国海军（USN）引进的设备。

后部 Mk 29 炮瞄指挥器（照片来源不详）

这是后部 Mk 29 炮瞄指挥器的位置。

拍摄于1952年3月15日，当时“海达”号（HMCSHaida）正在重新服役。

指挥器被防护篷布包裹着。

（照片来源：HMCS Haida 档案馆）

后部 Mk 29 瞄准器平台

尽管缺少了一些部件，“海达”号的后部炮瞄指挥器仍然可以清晰辨认出是Mk 29 型。

Mk 29 炮瞄指挥器侧面轮廓

这是非常重要的阴极射线管（CRT）。29号瞄具装有一台CRT，用以显示雷达回波。如果瞄准手因某种原因无法目视目标，他可以通过将荧光点手动保持在CRT画面中央来跟踪目标。每个炮瞄具上都有一个航向刻度盘，该刻度盘由舰桥上的目标指定（Target Designation）瞄具提供方位信息。照片左上方是左舷的目标指定器。为了防止风吹雨打造成损坏，炮控仪的一些精密部件（例如望远镜）已被拆下。

CRT的剖视图。用于Mk 29炮控仪的CRT直径大约在2到3英寸之间。目标点或荧光点通过在准星圆环内保持居中来被跟踪，炮控仪通过平稳移动来完成此动作。保持跟踪动作平稳至关重要，因为突然的移动会产生错误的前置角。通过将雷达回波点保持在瞄准准星内，操作员即使在黑暗或能见度差的情况下也能继续跟踪目标。只要操作员在跟踪目标，火控系统的解算就会持续进行，炮口就能保持在正确的射击方向上。

SPG-34天线侧视图。它用于测量与目标的距离并手动跟踪目标。一旦测得距离，就可以通过机电方式计算出炮口前置角（lead-off angle）。前置角是炮管所需偏移的量，以使弹丸与目标在空中相交

技术数据——SPG-34工作在X波段雷达频段。天线直径为40英寸，产生2.4度宽的波束。它的功率为25至30千瓦，最大射程可达25,000码。Mark 34雷达的测距精度在15码以内，误差为测得距离的±0.1%。

天线中央的馈波喇叭由电动机驱动，使喇叭尖端沿两种不同直径的圆形轨迹之一旋转。较大的圆形轨迹用于搜索模式，而较小的用于瞄准目标模式。这种运动方式最终为雷达系统提供了扫描图案。实现这一运动的整个机构被称为NUTATOR（摆动器）。

该天线是一个抛物面反射器，中央突出一个馈波喇叭。通过NUTATOR的作用，雷达波束从反射器轴线偏转0.75°，并以每秒30周的频率旋转，从而提供一个4.5°的圆锥形扫描区域。驱动电机可在照片中反射器上方看到。 （照片：Jerry Proc）

陀螺仪的固定（CAGING）与解锁（UNCAGING）

在29号瞄具内部，有三个气动陀螺仪，通常锁定在零位或固定（caged）位置。每个运动轴——偏航（yaw）、俯仰（pitch）和横滚（roll）——各有一个陀螺仪。在开火前，通过安装在Mk 29瞄具顶部的固定辅助望远镜定位目标。操作员先通过辅助望远镜短暂跟踪目标，然后切换到炮瞄具望远镜。在这一初始过程中，测距保持在最小值以限制陀螺仪运动，或者如果安装了陀螺锁定器（gyro cagers），陀螺仪保持固定。HAIDA系统就配备了锁定器。当目标图像在CRT的准星圆内居中时，释放锁定器，同时设置正确的射程和射程速率。雷达跟踪的过程类似，但此时无法使用辅助望远镜。当操作员解锁陀螺仪时，瞄具内的镜子会运动，这些镜子用于计算前置角（lead off）。炮控仪左手柄上的锁定开关可防止陀螺仪产生过大的错误前置角。

视差修正（Parallax Correction）

视差是炮瞄与目标角度与炮管与目标角度之间的差异。在从左舷或右舷开火时，射程越短，角度差越大。向前或向后开火时不存在视差误差，因为炮瞄和炮管在同一直线上。如需进行视差修正，可通过Mk34舱室内的**Train Parallax Corrector（舵向视差修正器）**完成。

火控系统与4英寸炮

4英寸炮可由两种来源的火控解算控制。对空目标使用Mk63火控系统，对水面目标则通过3W炮控仪与舰队火控钟（Admiralty Fire Control Clock）组合生成火控解算。有关Mk63系统的完整理解，请参考Mk63系统手册摘要。

目标指定中继盒（Target Designation Relay Boxes）

目标指定中继盒与航海室共置，是Mk63火控系统的一部分。

前加拿大皇家海军火控技术员Jim Brewer总结了目标指定系统：“舰桥上有两个发射器，三个炮瞄具（前29瞄具、后29瞄具和3W炮控仪）接收信息。它们通过magslip传输信息。一个magslip上有五根线：两根是参考电压（约67伏交流电），其余三根是位置输出。参考电压可通过四个发射magslip和六个接收单元相位调节，因此中继中只传输六根位置线。

magslip发射器与接收器在电气上相同，但机械上略有不同。发射器内有两个magslip，一个用于航向，一个用于仰角。通过选择开关可以指定信号传输到哪个炮瞄具。中继将输入信号（十根线）导向各瞄具上的刻度盘。”

上图与下图：目标指定中继盒安装在航海室右舷侧舱壁上。

术语表

AMPLIDYNE 与 METADYNE

两者类型几乎相同。**Amplidyne（放大机）**是一种机电放大器，由Ernst Alexanderson在二战前发明。它由一台电动机驱动直流发电机组成。待放大的信号施加到发电机的励磁绕组，其输出电压就是励磁电流的放大副本。Amplidyne曾用于工业中的大功率伺服和控制系统，将低功率控制信号放大以控制大功率电动机，例如。现在已基本被淘汰。

CRT（阴极射线管）

一种真空管，内部包含电子枪和荧光屏，用于显示图像。

GYROSCOPE 或 GYRO（陀螺仪）

由一个轮子或圆盘组成，可以围绕一个轴快速旋转，而该轴本身可以自由改变方向。轴的方向不会因安装倾斜而改变，因此陀螺仪可用于提供稳定性或在导航系统、自动驾驶仪和稳定器中保持参考方向。玩具陀螺仪的运动可作为示例。最初，陀螺仪由气流驱动，后来改为电动驱动。

MAGSLIP（磁滑环）

来自“magnetic slip ring”。各种依靠磁滑环驱动同步旋转的发射器和接收器的电气装置。在炮控系统中，MAGSLIP用于向炮发送旋转信息。

NUTATOR（摆动器）

一种机械或电子装置，可使雷达天线的馈波喇叭围绕轴旋转而不改变射频信号的极化方向。

（感谢收看本频道编译的内容，今日头疼大伙早睡！）