1912至1914年的英國海軍炮術革命

1912至1914年的英國海軍炮術革命1912年，通過觀測彈著點來進行校射的標準程序是基於多門火炮在幾乎同一時間開火，即所謂的「齊射」概念。多次齊射形成了幾組水柱，組與組之間可以明顯區別，以便於準確判讀和評價。然而齊射也有一些缺點。第一，炮手的差錯往往意味著射擊諸元與火炮的實際指向不一致。在這種情況下，根據彈著點來校射只會越校越錯。第二，大口徑火炮齊射時，火炮的俯仰角和方向角是鎖定的，僅僅是在艦體縱軸對準預定航向（由於受海浪影響，只能是短期的）且艦體橫搖到正中位置時（只有短短几秒），火炮才是正確指向了目標。因此，火炮即便已經備妥待射，也不能立即開火，而是要等待橫搖和海浪把他們帶向正確的位置，這就降低了火炮射速。第三，多炮齊射的射速受制於最慢的裝填小組。第四，炮彈飛向目標所需的時間加上觀測員把信息傳遞給炮手的時間，形成了更大的延誤。齊射的緩慢和不精確性，意味著雙方要經過互射許久才能出現重大損傷。由於光學測距不夠可靠，反覆校射要花去很長的時間。不過，英國主力艦從1912年開始裝備一種裝有陀螺穩定底座的測距儀。這種由坡倫發明、並由其名下的Argo公司製造的底座不僅把測距速度加快了5%，還提高了讀數的準確性。所有早於1910-11年計劃建造的英國無畏艦（無畏號、柏勒洛豐級、聖文森特級、海神號、巨人級和獵戶座級，共6級14艘戰列艦；無敵級、不倦級和獅級的前兩艘，共3級8艘戰列巡洋艦）除了在上層建築上安裝穩定測距儀以外，還在前炮塔頂部安裝了非穩定測距儀。1910-11年計劃及以後建造的所有主力艦則在每座炮塔頂部都安裝了測距儀。普遍安裝測距儀所帶來的好處，又因為海軍中校弗雷德里克?德雷爾發明的一種火控設備而放大。1910年初，德雷爾製造的一種機器能夠在一張紙上標出觀測到的距離點，人們可以迅速算出其平均值，得到所謂的「當前平均測距（mean range-finder range of the moment）」。多個測距結果的平均值應該比單個測距結果更加準確。如果開火艦與目標艦是同向行駛，且其航線筆直平行的話，雙方的距離將保持不變，可以按照當前平均測距來設定射擊參數。如果航線筆直但不平行的話，距離會隨之變化，這時就將當前平均測距和距離變化速率（可以通過距離點簡單地算出）輸入一台機械的距離計算器，用算出的結果來設定諸元。1911年，德雷爾將自己的標圖儀跟一台距離計算器（後者是他在檢查過坡倫的一台機器後才發明的）整合在一起。1912年，海軍部採納了這種被稱作「德雷爾桌」的設計，取代了完全「隨意轉舵」的坡倫系統。到1913年底，有9艘戰列艦和3艘戰列巡洋艦裝上了德雷爾桌。坡倫的距離計算器固然要比德雷爾較為簡單的派生版昂貴得多，但它還有一些吸引人的特點，因此半數的「桌子」裝上了這種Argo鍾（註：這些是德雷爾桌的Mark II和III型，德雷爾桌的Mark I型直到1914年才製造出來）。

製造中的12英寸炮管

1915年，巴勒姆號的X炮塔正在吊裝15英寸炮管

當距離不足10000碼（當時標準的9英尺基座測距儀的最佳距離上限），且開火艦與目標艦同向直線航行時，德雷爾桌和改良後的光學測距儀為炮手提供的數據十分準確，只需要經過一兩次測距射或是齊射，就能得到正確的射擊諸元，此後也不再需要頻繁的彈著修正。這就允許使用一種被稱作「持續瞄準（continuous-aim）」的操作方式。持續瞄準要求炮手調整火炮的俯仰和方向，以便抵消軍艦的橫搖和偏航，使火炮始終指向目標。每門火炮無需等待橫搖和偏航停止，無需等待彈著評估，無需等待其它炮組完成裝填，只要準備完畢即可發射。這種射擊方式稱為「快速獨立射擊（rapid-independent fire）」。持續瞄準並不完美，有時會打出個別「離題萬里」的炮彈，但這並不會影響總體命中率，因為（此時）火炮瞄準與彈著觀測之間並不存在關聯。更何況，射速大大加快的效果已經勝過了由於橫搖和偏航補償不足而偶然出現的偏彈。但是只有在風平浪靜、橫搖和偏航不至於嚴重到炮手無法及時克服的情況下，快速獨立射擊才具有可行性。1912年，由於測距儀的改進，加上作戰演習的距離從超過9000碼降到了不足8000碼，使得命中率出現了可觀的提升。1909年演習中的艦隊平均成績大約是20%；1912年的平均成績已無從知曉，但應該比1911年要好，前8名的成績都遠遠超過30%。從1913年起，裝有德雷爾桌的軍艦不僅能取得較高的命中率，也能加快射擊的速度，因為她們只需要一次、至多是兩次單發射擊（或是單齊射）就能調整好最初的射擊諸元，緊接著就是快速獨立射擊。如果能見度極佳，非常有利於測距，就可以直接從測距結果準確地算出諸元，而無需通過觀測彈著的方式再作修正，這就允許從一開始就展開快速獨立射擊。用德雷爾桌提供的數據計算諸元，據此射擊，無需藉助連續彈著修正，這種做法被稱為「測距儀火控（range-?nder control）」。1914年4月22日，海軍軍械總監寫道：德雷爾火控桌的主要優點在於能夠確定「當前平均測距」，這一概念已成為測距儀火控的基礎。測距儀火控取得了出色的效果，並將隨著測距儀數量和精確性的提高而變得日漸重要。珀西?斯科特的火控系統能夠在除風暴以外的其它天氣條件下提高齊射的命中率，1912年秋，試驗顯示它可以讓戰列艦在不適宜進行快速獨立射擊的高海況條件下很好地實施齊射。海軍部因此引入了指揮儀齊射的方式，作為快速獨立射擊在惡劣天氣下的替補。從1911年底開始，英國1909-10計劃的戰列艦和戰列巡洋艦陸續服役。新艦裝有13.5英寸炮，而不是以往標準的12寸炮，新炮發射的彈丸重量要比德國最新式無畏艦的12寸炮彈重40%。1912年，海軍部下令對1911-12計劃中主力艦的13.5寸炮進行改進，使其能發射一款改良過的穿甲彈丸，這種彈丸比德國12寸彈重了將近60%。（註：英國彈丸重量：12英寸850磅，13.5英寸輕彈1250磅，重彈1400磅，15英寸1920磅。德國12英寸彈丸893磅。）在10000碼或更近的距離上，這種新型彈藥預計能輕鬆地擊穿任何戰列艦最厚位置的裝甲。更重要的是，炮塔布局的改進將可用的火炮數量提高了20%――英國12寸炮無畏戰列艦的舷側只有8門主炮，13.5寸炮艦則是10門。當英國在1912-13和1913-14預算的主力艦上採用15寸炮後，德國人又被甩下了一大截。15寸彈的重量幾乎是德國12寸彈的兩倍。直到1913年，德國才批准建造第一批2艘15寸炮戰列艦，此時的英國已有10艘此類軍艦處於建造當中。1912年，了解到今後炮術發展趨勢的皇家海軍軍官們有充足的理由相信，英國戰列艦隊的打擊威力很快就會突飛猛進。如果一艘舷側10門13.5寸或是8門15寸炮的戰列艦在命中率30%的條件下實施快速獨立射擊，其在單位時間內投射的彈丸重量將是一艘舷側8門12寸炮實施雙齊射、命中率不超過20%（1909年標準值）的戰列艦的4到5倍――視其彈種而定。（見表1、2、3）而且1909年的炮手要先用單發射擊（或單齊射）來測距，幾分鐘後才能轉為雙齊射，而測距儀火控有可能允許一開始就進行快速獨立射擊，因此預期的投射彈丸重量比例可能會更高――也許會高達10倍。（見表3）我們不妨假設德國艦隊的射擊能力與1909年的皇家海軍相當，一場戰鬥在中等距離爆發，雙方艦隊保持同向筆直航線不變，則英國主力艦在單挑的情況下至少佔有4到5倍的打擊力優勢。此外，考慮到所有命中的13.5寸和15寸穿甲高爆彈都可以穿透德國裝甲，即便是少數幾次命中也有可能產生災難性後果。鑒於德國旗艦的信號設備位於上層建築和桅杆等暴露之處，如能搶先摧毀之，則轉向命令無法傳達，意味著敵方戰列艦列將無法作為一個整體進行機動。此種情形下，德艦要麼呆在一起，繼續走直線（德雷爾桌先前算出的射擊諸元將繼續有效，英國炮火依然準確）；要麼是被迫各自轉向躲炮，其陣型將因此混亂。