Линейные корабли типа Нептун". 1909-1928 гг.

Тем не менее применение только дальномеров не решало одой из самых важных задач центральной наводки - определение исходных данных для установки прицела (при постоянно меняющейся дистанции до цели, зависящей от скорости и курса цели) и целика и передачи их вертикальному и горизонтальному наводчикам орудийной башни. Применявшиеся до этого электромеханические устройства, основанные по сути, на простейшем способе передачи информации от дальномеров к орудиям с помощью электрического передатчика, успеха не принесли. Одним из таких устройств, разработанным компанией «Виккерс», стал условный электромеханический циферблат со стрелкой («Range Clock "), указывающий величину (или скорость) изменения дистанции до цели. К сожалению этот метод целеуказания поставил перед флотом больше вопросов чем ответов.

В 1908 году офицеры Королевского флота кэптен Дж. Думереск и адмирал Перси Скотт приступили к разработке "системы управления стрельбой ("fire control system") центральной наводки", которая потребовала от них четырех лет упорного труда. Адмирал Скотт был, пожалуй, самым талантливым офицером британского военно-морского флота. Он создал хитроумный учебный тренажер, названный им "точкоотметчиком", в основу которого была положена методика тренировки наводчика, по которой последний должен был постоянно сопровождать цель в прицеле. Наконец, создал пост управления артиллерийским огнем центральной наводки (ПУАОЦН). По чертежам Скотта компания "Виккерс" в 1912 году детально разработала и изготовила этот пост. Его оснастили прицелом и целиком, механизмами горизонтальной и вертикальной наводки и спусковым устройством с пистолетной рукояткой. Пост размещался на площадке фор-марса в огороженной со всех сторон листовой сталью рубке (прямоугольной в плане), сверху рубку прикрывала стальная крыша.

В начале 1912 года состоялась встреча адмирала Перси Скотта с Первым Лордом Адмиралтейства Уинстоном Черчиллем, на которой Скотт продемонстрировал новую систему наведения орудия на цель, названную им "управление огнем". Суть системы управления огнем корабельной артиллерии с центральной наводкой заключалась в том, что орудия наводились и стреляли по единой команде, и основывалась на синхронной передаче и совмещении стрелок задающих и принимающих приборов прицела и целика.

Управлял огнем главных орудий артиллерийский офицер с командно-дальномерного поста (КДП), расположенного на площадке фор-марса. Он устанавливал на шкалах своего прибора нужные цифры, точно такие же шкалы имелись в каждой башне, где установщик прицела совмещал стрелку, указывающую угол наводки, с красной задающей, и орудие получало вертикальное и горизонтальное наведение на цель. Когда все орудия были готовы к стрельбе (без вмешательства орудийных наводчиков), из башен поступал сигнал на пост управления огнем, и на табло зажигалась красная лампочка. Управляющий огнем артиллерийский офицер нажимал на спуск и производился орудийный залп.

Но как определить величину изменения расстояния до неприятельского корабля, необходимую для выработки угла вертикальной наводки, и как определить величину изменения пеленга взаимного движения стреляющего корабля и цели, необходимую для выработки угла горизонтальной наводки? Для этого необходимо было особое устройство. И такое устройство было создано. Его творцом стал командир линейного корабля "Айрон Дюк" капитан 1 ранга Фредерик К. Дрейер. Устройство получило название. "Прибор управления артиллерийским огнем" - знаменитый столик Дрейера", который широко и с большим успехом использовался на Королевском флоте долгие годы.

Прибор Дрейера представлял крайне сложное устройство (являющееся по сути механическим аналогом современного компьютера). В задачу определения будущего положения движущейся цели в постоянно меняющихся условиях ставилось решение дифференциального уравнения.

"Столик Дрейера" вызвал восторгу У. Черчилля и он распорядился оборудовать им все "дредноуты" (в первую очередь) Королевского флота. "

Наружный вид принимающего прибора установки прицела при наведении орудия.

В британском флоте при этом использовалась геометрическая аппроксимация (приближенное выражение одних величин или геометрических образов через другие, более простые, но близкие к исходным, например, замена кривых линий близкими к ним ломанными, иррациональных чисел рациональными и т.д.), упрощавших задачу, а результаты были сведены в таблицы Дрейера. На шкалах прибора устанавливались: скорость корабля противника, его курс, дистанция до цели (дальномерщик докладывал изменения расстояния до цели каждые пять секунд), а также скорость своего корабля. Кроме этого в прибор вводили данные о скорости ветра, боковом отклонении снаряда во время полета, плотности и температуре воздуха. После того, как все данные были установлены на соответствующих шкалах операторы-вычислители начинали вращать рукоятки ручной настройки прибора, который выдавал при помощи счетно-решающего устройства (построителя) Думереска и информационного датчика-самописца углы горизонтальной и вертикальной наводки, а также скорость изменения дистанции до цели.

"Столик Дрейера" вызвал восторг у У. Черчилля и он распорядился оборудовать им все "дредноуты" (в первую очередь) Королевского флота. Прибор управления артиллерийским огнем (ПУАО) разместили на специально оборудованной платформе, закрепленной на фок-мачте, немного ниже КДП.

13 ноября 1912 года по распоряжению Первого Лорда Адмиралтейства было проведено состязание в стрельбе из орудий главного калибра между линейными кораблями "Тандерер", уже имевшим систему управления артиллерийским огнем центральной наводки, и "Орионом", на котором такая система еще не была установлена. "Орион" находился в составе флота на девять месяцев дольше и имел репутацию корабля, стрелявшего лучше всех. Стрельба велась по щитам размером 15x18 метров, буксируемым вспомогательными судами. Дистанция составляла 42 кабельтовых (7778 метров), море было неспокойным, корабли и мишени двигались со скоростью 12 узлов. Сразу после команды "Огонь!" оба корабля начали стрельбу из 13,5-дюймовых (343- мм) орудий главного калибра.

"Тандерер" вел огонь пятиорудийными залпами, накрывавшими цель раз за разом, в то время как "Орион" стрелял "по старинке" (с помощью башенных прицелов) - одиночными, и кучность попаданий оказалась низкой. За три с половиной минуты "Тандерер выпустил 39 снарядов, из которых 23 попали в цель. "Орион" выпустил 27 снарядов, из которых в цель попали лишь четыре. В отчетной карточке состязания по стрельбе из главного калибра было отмечено, что "... если бы вместо мишени был бы корабль противника, по которому "Тандерер" вел стрельбу, то он получил бы десять с половиной тонн стали и одну и три четверти тонн лиддита за три минуты и тридцать секунд". В этом состязании система управления артиллерийским огнем центральной наводки наглядно продемонстрировала все свои достоинства.

В течение первой мировой войны большинство линейных кораблей Гранд Флита были оснащены системой управления артиллерийским огнем центральной наводки (СУАО ЦН).

Для определения расстояния до цели "Нептун" имел шесть девятифутовых (база 2,74 м) монокулярных дальномеров оптико-механической фирмы "Барр энд Струд" (Barr & Stroud). Пятью дальномерами оснастили пять орудийных башен, один дальномер установили в рубке КДП для корректировки стрельбы. В 1918 году КДП пополнился зенитным дальномером для определения расстояния до воздушных целей (согласно стандартам Королевского флота зенитные дальномеры имели короткую базу, равную 6 футам 6 дюймам, то есть 1,98 метрам).