Predyktor Kerrisona - Kerrison Predictor

Singer M5 był amerykańską wersją Kerrison Predictor. Luneta celownicza znajduje się u góry, z pokrętłem elewacji poniżej i pokrętłem zakresu po prawej stronie. Drugi teleskop znajduje się po przeciwnej stronie, niewidoczny tutaj, wraz z kołem zamachowym azymutu.

Kerrison Predictor był jednym z pierwszych w pełni zautomatyzowanych przeciwlotnicze systemy przeciwpożarowe . Był on używany w celu zautomatyzowania Celowanie z brytyjskich żołnierzy „s Bofors 40 mm armat i zapewniają dokładne obliczenia Lede za pomocą prostych wejść na trzech głównych kółek .

Predyktor mógł wycelować broń w samolot na podstawie prostych danych wejściowych, takich jak obserwowana prędkość i kąt do celu. Takie urządzenia były od pewnego czasu używane na statkach do kontroli uzbrojenia, a wersje takie jak Vickers Predictor były dostępne dla większych dział przeciwlotniczych przeznaczonych do zwalczania bombowców na dużych wysokościach. Komputer analogowy Kerrisona był pierwszym, który był wystarczająco szybki, aby mógł być używany w wymagającej roli z dużą prędkością na małej wysokości, która wymagała bardzo krótkich czasów zaangażowania i dużych prędkości kątowych.

Projekt został również zaadoptowany do użytku w Stanach Zjednoczonych , gdzie został wyprodukowany przez Singer Corporation jako M5 Antiaircraft Director , później zaktualizowany jako M5A1 i M5A2 . M6 był mechanicznie identyczne, różnią się tylko działa na PL-style 50 Hz Moc.

Historia

Pod koniec lat trzydziestych zarówno Vickers , jak i Sperry opracowali predyktory do użycia przeciwko bombowcom na dużych wysokościach. Jednak nisko latające samoloty stanowiły zupełnie inny problem, z bardzo krótkimi czasami zaangażowania i dużymi prędkościami ruchu kątowego, ale jednocześnie mniejszym zapotrzebowaniem na celność balistyczną. Karabiny maszynowe były preferowaną bronią przeciwko tym celom, celowaną na oko i machniętą ręką, ale nie miały one już wydajności potrzebnej do radzenia sobie z większymi i szybszymi samolotami z lat 30. XX wieku.

Armii brytyjskiej nowego mm armaty Bofors 40 zostały pomyślane jako standardowych niskich wysokościach broni przeciwlotniczej. Jednak istniejące systemy kontroli uzbrojenia były nieodpowiednie do tego celu; zasięg był zbyt duży, aby „odgadnąć” przewagę, ale jednocześnie na tyle bliski, że kąt mógł zmieniać się szybciej, niż strzelcy mogli obracać uchwytami trawersu. Próba jednoczesnej obsługi celownika kalkulacyjnego była dodatkowym obciążeniem dla strzelca. Sprawy Making gorsze było to, że te zakresy były dokładnie gdzie Luftwaffe ' s bombowce nurkujące , które zostały szybko okazuje się być decydujący broń w Blitzkrieg , atakowali z.

Problem został zabrany przez majora AV Kerrison w armii brytyjskiej , który pracuje jako łącznik Armii w Admiralicji Research Laboratory , Teddington , poprzez 1930 roku. Kerrison pracował na kilku komputerach uzbrojenia Królewskiej Marynarki Wojennej i zajął się tym problemem pod koniec lat trzydziestych. Po wojnie Kerrison został dyrektorem Badań Lotniczych i Inżynieryjnych w Admiralicji Brytyjskiej.

Jego rozwiązaniem był kalkulator, który pozbył się wielu poprawek i problemów z czasem występujących w urządzeniach takich jak Vickers Predictor, które były przeznaczone do strzelania na dużych wysokościach. Zamiast tego wykonał stosunkowo proste obliczenie punktu uderzenia w oparciu o ruch względny dostarczony przez operatora. Kluczem do koncepcji było zastosowanie dwóch integratorów kulowo-dyskowych , użytych w tym przypadku do utrzymania stałej szybkości ruchu. Na górze zmotoryzowanego dysku znajdowały się dwie metalowe kulki, ustawione jedna na drugiej, przy czym dolna stykała się z dyskiem, a druga z mechanizmami napędzającymi ręczne koła układania Predictora.

Dwie kule były ściskane, aby można je było rozdzielić lub zepchnąć razem. W początkowej konfiguracji operator wyprzęgał kule i używał kół ręcznych, aby ustawić teleskop Predictora na cel. To również przeniosło dwie kulki po powierzchni dysku, chociaż nie miały z nim kontaktu. Gdy zaczną go śledzić, sprzęgło zostanie przesunięte, aby doprowadzić dwie kule do kontaktu z dyskiem, w którym to momencie obrót dysku spowoduje obrót kulek, a tym samym automatycznie przesunie teleskop, aby pozostał wyrównany z celem.

Ponieważ pierwotne dane wejściowe z kół ręcznych nie były idealnie dokładne, system normalnie zacząłby „dryfować” od celu. Operatorzy następnie przesuwali pokrętło, aby przywrócić cel z powrotem do środka, co również przesuwało kulki nad dyskiem w nowe miejsce, zmieniając ich prędkość obrotową, a tym samym dostosowując prędkość ruchu, aby ponownie prawidłowo śledzić cel. Pozycja kulek nad dyskiem bezpośrednio reprezentuje szybkość ruchu kątowego celu. Trzecie ustawienie w sprzęgle resetuje system, aby rozpocząć śledzenie innego celu.

Te dwie prędkości, w azymucie i wysokości, zostały wykorzystane do obliczenia prędkości kątowej celu, a na tej podstawie wektora, wzdłuż którego cel poruszał się względem działa. Nie zapewnia to pełnego rozwiązania; pocisk z pistoletu potrzebuje pewnego czasu, aby dolecieć do celu, w którym to czasie się porusza. Wymaga to od pistoletu „prowadzenia” celu, aby uwzględnić ruch w tym czasie. Ponieważ odległość do celu jest niezależna od jego ruchu, wartość ta musiała być wprowadzana oddzielnie, początkowo przez oddzielnego członka załogi, który po prostu oszacował zasięg lub za pomocą jakiejś formy dalmierza optycznego , chociaż małe radary do naprowadzania broni do tego zadania stały się powszechne podczas wojny światowej II . Ponieważ Bofors 40 mm nie ma pocisków czasowych i opiera się na bezpiecznikach kontaktowych, systemy ustawiania bezpieczników widoczne na innych predyktorach nie były potrzebne.

„Wyjście” urządzenia napędzało siłowniki hydrauliczne przymocowane do przekładni poprzecznej i podnoszącej niezmodyfikowanego w inny sposób działa Boforsa, dzięki czemu automatycznie podążał za wskazaniami predyktora bez ręcznej interwencji. Strzelcy po prostu trzymali broń naładowaną, podczas gdy trzy celowniki po prostu musiały nakierować na cel Predictor, zamontowany na dużym trójnogu . Predyktor Kerrisona nie obliczał ustawień zapalnika, ponieważ pociski wystrzeliwane przez działo 40 mm Bofors, z którym został zaprojektowany, były skondensowane.

Predictor okazał się być w stanie trafić praktycznie we wszystko, co leciał w linii prostej i był szczególnie skuteczny przeciwko bombowcom nurkującym. Był również bardzo złożony, zawierał ponad 1000 precyzyjnych części i ważył ponad 500 funtów (230 kg), mimo że większość z nich została wykonana z aluminium w celu zmniejszenia masy. Ze względu na wymagania RAF dla prawie wszystkich metali lekkich i maszynistów, Predictor był zbyt trudny do wyprodukowania dla armii w jakiejkolwiek ilości.

Choć Predictor okazał się doskonałym uzupełnieniem Boforsów, nie był pozbawiony wad. Główny problem polegał na tym, że system wymagał dość dużego generatora elektrycznego do napędzania działa, co zwiększało obciążenie logistyczne związane z zaopatrzeniem generatorów w paliwo. Konfiguracja systemu była również dość złożonym zadaniem, a nie czymś, co można zrobić „w locie”. W końcu były używane prawie w całości do statycznych stanowisk, jednostki polowe nadal polegały na oryginalnych żelaznych celownikach lub prostych celownikach Stiffkey-Stick, które zostały wprowadzone pod koniec 1943 roku.

Kompozytowy predyktor przeciwlotniczy nr 7, również zaprojektowany przez Kerrisona, był pod pewnymi względami podobny. Został pierwotnie opracowany dla 6-funtowej armaty morskiej, do obrony z bliska, a także przeciwko celom na pośrednich wysokościach od 6000 do 14000 stóp (1800 do 4300 m). Został później przystosowany do użytku z 40-milimetrowymi Boforsami.

Usługa amerykańska

Chociaż był dokładniejszy niż predyktor Kerrisona, Sperry nie był w stanie nadążyć z produkcją swojego droższego i bardziej złożonego dyrektora M-7. We wrześniu 1940 roku generał George C. Marshall poprosił Brytyjczyków o wypożyczenie do testów czterech dział Bofors kal. 40 mm firmie Kerrison Predictors.

Podczas testów Kerrison Predictor zapewniał dokładną kontrolę ognia na odległość przekraczającą 1500 m (4900 stóp), a działo Boforsa było niezawodne. Jesienią 1940 r. Departament Uzbrojenia ujednolicił Kerrison Predictor do użytku z działem 37 mm. Do lutego 1941 roku Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych przyjęła Boforsy do użytku na swoich okrętach. Aby złagodzić problemy produkcyjne, armia niechętnie ujednoliciła 40 mm w lutym 1941 roku; Stany Zjednoczone budowały Boforsa dla Brytyjczyków w ramach programu Lend-Lease .

Plany Predictora zostały przekazane firmie Sperry Corporation , która właśnie rozpoczynała produkcję własnego złożonego systemu wysokościowego, M7 Computing Sight , i nie miała nadmiaru zdolności produkcyjnych, aby również wyprodukować nowy projekt. Zamiast tego ukończyli zmiany potrzebne do dostosowania Predictora do produkcji amerykańskiej i odesłali plany z powrotem do armii do produkcji w innym miejscu. W grudniu 1940 roku korporacja Singer otrzymała kontrakt na produkcję 1500 predyktorów miesięcznie, aby wyposażyć istniejące armaty 37 mm, podczas gdy produkcja 40 mm Bofors została zwiększona. Początkowo zbudowano dwa modele, M5 zasilany w standardzie amerykańskim 115 V 60 Hz oraz M6 do użytku w Wielkiej Brytanii, zasilany napięciem 50 V 50 Hz. Oryginalny M5 został zaprojektowany dla nas jako zewnętrzny wzmacniacz momentu obrotowego , co zwiększyło złożoność. Zostało to rozwiązane w M5A1, który wykorzystywał mocniejszy system kula i dysk, który eliminował potrzebę stosowania zewnętrznego wzmacniacza.

Aby produkować urządzenia wystarczająco szybko, Singer wprowadził w firmie ogromne zmiany, w tym budowę nowych fabryk i przejście odlewni ze stali na aluminium. Produkcja rozpoczęła się dopiero w styczniu 1943 r., ale całe zamówienie zostało zrealizowane do połowy 1944 r. Przez krótki czas niektóre działa Bofors armii amerykańskiej były wyposażone w Sperry M7, ale zostały one zastąpione w terenie, gdy tylko M5 stał się dostępny.

Wraz z dramatycznym wzrostem prędkości samolotów podczas wojny, nawet prędkość Kerrison Predictor okazała się pod koniec słaba. Niemniej jednak Predictor zademonstrował, że skuteczna artyleria wymagała jakiegoś dość potężnego wsparcia obliczeniowego iw 1944 roku Bell Labs rozpoczęło dostarczanie nowego systemu opartego na elektronicznym komputerze analogowym . Czas okazał się doskonały; Późnym latem Niemcy zaczęli atakować Londyn z latającą bombą V-1 , która latała z dużą prędkością na niskich wysokościach. Po miesiącu ograniczonych sukcesów przeciwko nim, każde dostępne działo przeciwlotnicze zostało przeniesione na pas lądu na podejściu do Londynu, a nowe celowniki okazały się bardziej niż skuteczne przeciwko nim. Ataki w ciągu dnia zostały wkrótce porzucone.

Długo po wojnie amerykańskie M5 zaczęły pojawiać się w sklepach z nadwyżkami pod koniec lat pięćdziesiątych. John Whitney kupił jeden (a później Sperry M7) i połączył wyjścia elektryczne z serwomechanizmami kontrolującymi położenie małych oświetlonych celów i żarówek. Następnie zmodyfikował „matematykę” systemu, aby przesuwać cele na różne matematycznie kontrolowane sposoby, technikę, którą nazwał dryfem przyrostowym . Wraz ze wzrostem mocy systemów przekształciły się one ostatecznie w fotografię z kontrolą ruchu , szeroko stosowaną technikę filmowania z efektami specjalnymi .

Zobacz też

Bibliografia

Cytaty

Źródła

Zewnętrzne linki