Az Iowa osztályú csatahajók, 5. rész

2015. május 07. 19:08 - Maga Lenin

Tűzvezetés

Ezúttal kiderül, hogy az előző részben bemutatott, félelmetes fegyverarzenállal hogy próbálták meg eltalálni a célokat. Mivel ez nem is olyan egyszerű, mint elsőre esetleg gondolná az ember. Előtte pedig még egy kis kitérő a légvédelmi ágyúkkal kapcsolatban (ami az előző posztba technikai okokból már nem fért bele).

new_j_hatulrol_hajozik.jpg

A New Jersey 1945 nyarán 18 csomóval halad a háború végi felújítása utáni próbajáratainak egyikén (forrás: N. Friedman: U.S. Battleships 325. o.)

 

Légvédelmi csatahajók

A csendes-óceáni harcok első tapasztalatai azt mutatták, hogy a térségben az elsődleges fegyver a repülőgép-hordozó lesz, nem pedig a csatahajó. Ekkorra már mind a Császári Haditengerészet, mind a US Navy lényegében egyenlőként kezelte a kétféle hajótípust, de a nehéz lövegekkel felszerelt hadihajók későbbiekben tapasztalható mértékű háttérbe szorulására azért nem sokan számítottak. Az anyahajók széleskörű használata miatt a tengereken a fő veszéllyé a (hordozófedélzeti) zuhanó- és torpedóbombázók támadása vált. A híres-hírhedt támadások Pearl Harbornál és a brit csatahajók, a Prince of Wales és a Repulse pusztulása jelezte, hogy a hajókra, ha nincs légi fedezetük, nagyon veszélyesek az ellenséges repülőgépek. Ezért a már eleve jelentős légvédelmi fegyverekkel és kettős rendeltetésű lövegekkel tervezett amerikai csatahajókat óriási számú 20 és lehetőség szerint 40 mm-es légelhárító ágyúval látták el. (De a többi típus is kapott gépágyúkat szép számmal: a Saratoga anyahajóra a 20 mm-esek mellett 25 darab négycsövű Bofors állás került!)

yamato_model_aa_guns.jpg

A "Jamato Múzeumban" (Kurei Tengerészeti Múzeum) felépített, nem kisebb, mint 1:10 arányú, óriási modellről készült fotón a japán csatahajó légvédelmi állásai. A kép a már átalakított hajót mutatja, amiről az oldalsó 155 mm-es tornyokat eltávolították, és helyettük dupla annyi 127 mm-es és kb. százzal több 25 mm-es ágyút telepítettek. A jobb alsó sarokban látható egy tengerész, a méretek érzékeltetésére, illetve mellette, még inkább jobbra, egy nyitott, háromcsöves 25 mm-es állás, amikkel teleszórták a hajó fedélzetét (forrás)

Később, pláne miután hordozófedélzeti repülőszázadainak nagy része megsemmisült, Japán is hasonlóképpen járt el. A Jamato osztályú hajókra, a nehezebb légvédelmi ágyúkon túl, tucatszám kerültek a 25 mm-es, teljesen nyitott lőállások. Pedig eredetileg igyekeztek minden kisebb ágyút is zárt tornyokban elhelyezni rajtuk, mert máskülönben a fő lövegek hatalmas légnyomása (a csőszájtól 50 m-re is 1 bar túlnyomás!) megrongálta volna őket. Azaz vagy a 460 mm-es ágyúkat, vagy a légvédelmi fegyvereket nem használták egyszerre ezen túl. Bár csőszám szerint fantasztikus erejűnek tűnt az amerikai és japán csatahajók légvédelme, valójában mégsem voltak annyira hatékonyak. A Muszasin és a Jamaton például 100-150 darab, többségében kézi célzású 25 mm-es gépágyút helyeztek el. Azonban a korszerű, gyors és erős amerikai támadó gépekkel szemben ezek a fegyverek sem sok eséllyel szálltak harcba, a tűzvezetés nehézségei miatt. Ráadásul a nyitott lőállásokban csúnya veszteségeket szenvedtek kezelőik a légitámadások során. Bár vadászgépeik fölénye miatt az Iowák és a többi amerikai csatahajó fedélzetén nem történtek hasonló mészárlások, még a 40 mm-es Boforsok tűzvezető készülékei ellenére is joggal feltételezhető, hogy hasonlóan nem sokra mentek volna a kis kaliberű fegyverek armadájával egy komoly légicsapás elhárításakor. Az európai csatahajókon nem is találkozhatunk az ilyen, már-már értelmetlen mennyiségűre növelt légvédelmi gépágyúkkal. Persze a már többször említett, kamikazék által okozott veszély miatt az amerikai legénység sem mondott volna le egyetlen egy csőről sem, amivel tüzelni tudtak rájuk. Ugyanakkor volt olyan kapitány, aki azt állította, hogy az Oerlikonok már negatív hatással vannak a személyzetére, mert amikor azok is tüzelni kezdenek, már „ideje a fedélzethez lapulnia az embernek”.

A problémát észlelve az Elco megtervezte a Thunderbolt (Mennydörgés) nevű, gépi mozgatású lövegtornyot, amibe 4 Oerlikont és 2 db 12,7 mm-es nehézgéppuskát telepítettek. A torony 1800 lövés/perc mennyiségben ontotta csak a 20 mm-es lövedékeket, amiből éjszaka összefüggő fényfolyam keletkezett a nyomjelzős lövedékek miatt. Bár két csatahajóra is telepítettek az eszközből, széleskörű alkalmazása elmaradt, mert a Bureau of Ordnance úgy ítélte meg, hogy a kisebbik légvédelmi gépágyút manuális használatúnak kell megtartani, hogy az esetlegesen áramellátás nélkül maradó, megsérült hajón mindenképpen legyenek működőképes légvédelmi fegyverek. Így aztán a háború végéig megmaradtak a tucatszám telepített, egy vagy esetleg kétcsövű, 20 mm-es gépágyús lőállások az amerikai hajókon.

thunderbolt.jpg

A Thunderbolt légvédelmi fegyvertorony. A középső képen balra lent látható a kezelő helye (forrás)

Természetesen akadtak jobb tapasztalatok is a csatahajók légvédelmi képességeit illetően, és amint a történtek mutatják, inkább ezeknek hittek az amerikaiak. 1942. október 26-án, a Santa Cruz szigeteknél lezajlott csata során a South Dakota az Enterprise hordozó fedezetének tagjaként harcolt. Aznapra, tehát hosszas és intenzív harctevékenység után, a csatahajónak 26 japán repülőgép lelövését ismerték el. (Jellemző, hogy az Enterprise az ütközet alatt jelzett a South Dakotának, hogy kigyulladt-e, fedélzeti tűznek vélve a légvédelmi ágyúk torkolattüzei produkálta tűzijátékot.) Eközben a csatahajó-kíséretet nélkülöző Hornet anyahajót a japán zuhanó- és torpedóbombázók támadásai végzetesen megrongálták. Ez volt az egyik legfontosabb olyan esemény, további, Guadalcanal környéki harci tapasztalatokkal egyetemben, ami miatt aztán a US Navy úgy gondolta, hogy ezen túl a csatahajók, számottevő légvédelmi fegyverzetük okán, a hordozók kíséretének vezetői kell, hogy legyenek. Más szavakkal, a csatahajók, beleértve a később elkészült és legkorszerűbb Iowa osztályúakat is, innentől nem vehettek részt a japán haditengerészet egységeinek elsüllyesztésében önállóan, és csak repülőgépekre, illetve fő lövegeikkel a szigetcsatáknál adódó felszíni célokra lőhettek. Ironikus, hogy a már említett, Surigao-szorosban történt, hajó hajó elleni összecsapás során is csak a korábbi csatahajó-osztályok tagjai vettek részt. Hasonlóan történt a Jamato elsüllyesztésekor, amivel szintén az amerikaiak repülőgépei végeztek. Azonban vész esetére készenlétbe helyeztek csatahajókat is, hogy feltartóztassák a japán óriást: a kötelékbe hat régebbi hajót osztottak, hiszen az újabbaknak a hordozókat kellett fedeznie!

11043169_651612221632972_5373932294359254155_o.jpg

Az Iowa légvédelmi ágyúival tüzel (forrás)

 

Tűzvezetés

Optikai tűzvezetés

A hadihajók tűzvezetése a második világháború idejére kisebbfajta önálló tudományágat alkotott, mivel a megfelelő pontosságú radarok megjelenéséig csak optikai úton tudták a lövedékeket célozni, melyek ballisztikája ráadásul magában is elég összetett volt. Nem véletlen, hogy a világ első programozható elektronikus számítógépei a kódtörés mellett a tüzérségi lőelemek számítására jöttek létre. A megoldandó probléma nagyon bonyolult volt, és a „megoldásnak” most egy leegyszerűsített verziója következik.

A körülmények: egy, a hullámzó tengeren haladó hajóról kellett eltalálni egy másikat, ami esetleg még kitérő manővereket is végzett, és általában olyan messze volt, hogy szabad szemmel gyakorlatilag látni is alig, vagy nem is lehetett. Ehhez jött hozzá, hogy a kivetőtöltetek ereje sosem volt pontosan ugyanakkora, az ágyúcsövek sem voltak azonosak a többivel, kopásuk is eltérő volt, azaz minden lövés valójában kicsit más szögben és más kezdősebességgel történt. A hajók közt lévő levegő eleve torzította az optikákon át látott képet, a légnyomás és a páratartalom változott, fújt a szél, vagy ha rossz idő volt, még az eső is zuhogott, valamint a tengeren gyakran sűrű köd volt. Ilyen körülmények között több ezer méterre eltalálni bármit is, nagyon nehéz volt. Igazság szerint a radaros tűzvezetés megjelenéséig a nagy lövegek találati aránya háborús körülmények között 1-3% volt, de néha még annyi sem. Gyakran álló célpontokat is csak hasonló arányban sikerült eltalálni. A nagy távolságokra kilőtt gránátok repülési ideje eleve olyan nagy volt, hogy nem is a célpontra kellett célozni, hanem egy előre kalkulált találkozási pontra. Ehhez persze fel kellett tételezni, hogy az ellenséges hajó a kilövéskor fennálló mozgásparamétereit fenntartja a becsapódásig, ami igen korlátozottan volt csak igaz. A még gyorsabban, ráadásul három dimenzióban mozgó repülőgépek lelövése még ennél is nehezebb volt, nem véletlen, hogy a hajókat a már leírtaknak megfelelően, tucatszám látták el légvédelmi fegyverekkel. Így megnövelték a kilőtt lövedékek számát, és bíztak benne, hogy a golyózápor egy kicsiny része betalál, és majd csak lelövi a célt.

befolyasolok.jpg

A távoli cél eltalálását rengeteg tényező zavarta. A két hajó manőverezésén felül a képen a következőket sorolták fel: 1. lövedék kezdősebessége, 2. függőleges pozícióeltérések (az irányzókészülékek és az ágyúk nem egy vízszintes síkban vannak, sőt, a célpont eltalálni kívánt része sem, mert ez a rész a célhajó vízvonala volt általában), 3. a földfelszín görbülete, 4. a Föld forgása, 5. a gravitációs erő, 6. a légellenállás, 7. a szélirány és szélsebesség (ami természetesen nem egyenletes volt a támadó és a célhajó közt), 8. a cél függőleges helyzete a támadó síkjához képest (ez elsősorban szárazföldi céloknál volt számottevő)

A korban, a radarok bevezetése előtt az egyetlen észlelési mód az optikai volt, vagyis hogy a személyzet pásztázta a látóhatárt célpontok után kutatva. Ez többek közt a nyitóképen látható periszkópokat alkalmazó, Mk 40 jelű irányzóhelyiségből történt. Ez nem forgott, mint a több irányzóállás, így az Mk 30 periszkópok segítségével adták meg az oldalirányú elfordulást, a 32-esek pedig a találatok megfigyelésére szolgáltak. Ha a személyzet meglátta a célt, irányának és távolságának meghatározása következett, melyet az optikai távolságmérővel végeztek el. Ez egy egyszerű, trigonometriai elven működő finommechanikai-optikai eszköz volt, egy lehetőleg minél hosszabb (azaz nagyobb bázistávolságú) cső. A cső két végén egy-egy nyíláson át érkezett be a fény. Ezt általában pentaprizmákkal elfordították a cső hossztengelyébe. A pentraprizma biztosította, hogy ne csak a merőlegesen bejövő fénysugarakat láthassa megfelelően a kezelő. A cső egyik felében vagy karjában egy állító mechanika (fogaskerekek rendszere) kapott helyet, amivel állítani lehetett a látott képet. Az állítás egy középső prizmarendszert mozgatott, változtatva azok szögét, míg a változtatáshoz távolságskála volt rendelve. Az egybeeséses vagy koincidens fajtájú távmérőnél a kezelő egyetlen lencsén át nézte a kapott képet, általában 20-25-szörös nagyításban. A két oldalról érkező fénysugarak által keltett kép két félből állt, ezeket kellett egyeztetnie a kezelőnek. Ha ez sikerült, a célpont felé fordított platform szögéből megvolt az irányadat, a képfelek egybeeséséhez közben változtatott skáláról pedig le lehetett olvasni a távolságot.

coincidence_image.jpg

A két kép koincidenciáján alapuló távmérőben látott kép. A két felet egymáshoz igazítva, a beállítás során végzett műveletek már kiadták a távolságadatot megfelelő matematikával és skálázással. A valóságban általában az irányzóban ülő kezelők egyike végezte ténylegesen a távmérő kezelését, rajta kívül volt még egy-egy tengerész, akik a vízszintes és a függőleges síkú célzást végezték (ezért előbbinek egy függőleges, utóbbinak pedig egy vízszintes jelölést kellett a cél közepén tartania), valamint volt még egy (vagy több) megfigyelő, aki pedig a becsapódó saját lövedékekből következtetett arra, hogy milyen helyesbítésre van szükség. Ezt mutatja be az alsó rajz (forrás: fenti)

nezokek.jpg

A másik típusú, a sztereoszkópikus távmérőnél két nézőke állt rendelkezésre, vagyis egy normál távcsőhöz hasonló részbe nézett bele az operátor. A látott kép mögé volt vetítve egy skálázott kép is. A képet az előzőhöz hasonló módon kellett élessé tenni. Amint ez sikerült, a beosztásokat tartalmazó képmező is egy bizonyos vonalnál vált élessé, ami a céltárgy távolságának volt megfelelő, vagyis így meg lehetett mondani ezt az értéket. Ezek a megoldások azonban, főleg az utóbbi, belevitték a rendszerbe a kezelő saját szemének látáshibáit is az élesség beállítása során. Bár a távmérőket nagy gonddal gyártották és kezelték, végső soron a szokásos megoldás az volt, hogy az első sortüzet követően a lehető leggyorsabban lőttek egy következőt is, kicsit eltérő beállításokkal, és a felcsapódó vízoszlopok célhoz viszonyított helyzete alapján módosították az újabb, immár pontosnak szánt sortűz paramétereit.

Az optikai távolságmérők működését szemléltető (angol nyelvű), 1 perces videó a poszt 2020. márciusi kiegészítése

Az Iowa osztály fő lövegeinek tűzvezetése

A többi amerikai csatahajóhoz hasonlóan az Iowa osztályúakon is többféle berendezés biztosította a tűzvezetést, hiszen jelentősen eltérő volt a főtüzérség és a légvédelmi ágyúk irányítása. A 406 mm-es lövegek központi tűzvezetését a Mark 38 GFCS (Gun Fire Control System, Löveg Tűzvezető Rendszer) végezte. Ez a szintén Mk 38 jelű irányzóból (director), a ballisztikai számítógépet (rangekeeper) és segédberendezéseit rejtő helyiségből (plotting room, irányzószoba), valamint a tornyokhoz vezető összeköttetésekből és az azokban található szervomotorokból állt.

tuzvez_resztvevok.jpg

A tűzvezetésben részt vevő eszközök és a köztük zajló adatcsere sematikus ábrája. A fő elemek a fenti bekezdésben le vannak fordítva. Az ábrából kiderül, hogy az egész szisztéma lelke a rangekeeper, a ballisztikai számítógép volt, ez kapott meg minden adatot, és számolta ki belőlük a lőelemeket a tornyok számára. Itt pont lemaradt az ábra alsó nyilairól, hogy normál esetben a lőelemek automatikusan mentek ki a tornyokhoz, amiket a megfelelő motorok be is állítottak a kiszámolt értékekre, majd szintén a számítógép jelére lőttek is az ágyúk, ha a töltőszemélyzet visszajelezte elektromosan, hogy tűzkész a fegyver

A Mk 38 a tűzvezető torony (Fire Control Tower, a felépítmény legmagasabbra nyúló pontja, 35,4 m) tetején elhelyezett Mk 48 optikai távmérőt, illetve valamilyen, fölé helyezett radart foglalt magában. (A radarok gyakran változtak a hajók pályafutása alatt.) Ezek egyikével megadták a cél irányszögét (a hajó hossztengelyéhez képesti szögét), valamint a távolságát. Ezen adatok a páncélozott kommunikációs csövön keresztül a hajó gyomrában lévő irányzószobába kerültek továbbításra. Itt helyezkedett el a Mk 8 jelű ballisztikai számítógép, egy bonyolult, elektromechanikus (analóg) ballisztikai számítógép. A gép rengeteg mechanikus tárcsából, fogaskerékből, különféle összeköttetésekből állt, valamint az adatok fogadására alkalmas csatlakozókból és kézi beállító szervekből.

mk8_kep.jpg

Az Mk 8 ballisztikai számítógép visszajelzője. Kézi betáplálású volt a használt lövedéktípus és a kivetőtöltetek mennyisége, a lövedék kezdősebessége, a szélirány és sebesség, a cél útiránya és sebessége (ez a kettő az irányzószemélyzet becslése volt, vagyis nagy gyakorlatot igényelt), valamint a megfigyelt becsapódásokból az irány- és távolságkorrekciós értékek. Automatikus átvitellel kapta meg a számítógép a saját hajó irány és sebességadatait, az irányzó elfordulási szögét (azaz a cél relatív helyzetét), a céltávolságot, valamint a „stable vertical” berendezéstől a függőleges eltolásra vonatkozó adatokat. A legtöbb, automatikusan érkező értéket lehetséges volt manuálisan is beadni a gépnek, vagy felülírni korrekció céljából (forrás)

A Mk 8 számította ki a Mk 38 által továbbított adatokból, valamint további bemenő paraméterekből a különböző ágyúk célra tartásához szükséges vízszintes és függőleges szögadatokat, mégpedig a távolság és a cél sebességének függvényében számított előretartással. Ez két lépésben történt. Először automatikusan figyelembe vette a következő adatokat a számításhoz: a cél helyzete és távolsága, a saját hajó sebessége és térbeli mozgása, a relatív szélsebesség és szélirány, valamint a tűzvezető operátor által betáplált átlagos csőelhagyási sebesség (a világháború idején csak számított érték), végül a levegő sűrűsége. Így létrejött egy adatsor, mely a saját és a célhajó relatív mozgását írta le. A Mk 8 ezekből az adatokból képes volt meghatározni a szükséges csőemelkedési szögeket, valamint a cél pillanatnyi és jövőbeli várt helyzete közti eltérést, és ennek megfelelően megadni a lövegtornyok elfordulási szögeit. Ehhez még figyelembe kellett vennie a gravitáció hatását, a földfelszín görbületét, a lövedék forgásából adódó eltérítő erőt (Magnus-effektus), és a Coriolis-erőt is. Ha esetleg a célpont a szárazföldön helyezkedett el, vagyis nem a tengerszinten volt, hanem attól bizonyos magasságban, akkor ezt szintén manuálisan be lehetett táplálni a Mk 8-ba. A saját hajó dülöngélése miatti hibákat a Mk 41 Stable Vertical („stabil függőleges”) nevű berendezéssel kompenzálták. Ez giroszkópokkal adott meg először egy helyi függőlegest, majd ebből egy stabil vízszintes síkot, és aztán ehhez az elméleti síkhoz mérte hozzá a hajó mozgásából adódó eltéréseket. De mielőtt a lövegtornyokba kerültek volna az elfordulási és szögadatok, korrigálták őket azzal, hogy az irányzószoba nem a tornyok helyén, hanem azoktól több tíz méterre volt, aminek a figyelmen kívül hagyása értelemszerűen a lőtávolság csökkenésével egyre nagyobb szöghibát okozott volna. Ezért ezt a kompenzációt minden egyes toronyra külön kellett számítani.

mk_41.jpg

Az Mk 41 stable vertical, vagyis giroszkópos stabilizátor, rajta a három tűzkiváltó kapcsolóval (forrás)

Magát a tüzelést a Tűzvezető Kapcsolószekrény (Fire Control Switchboard) határozta meg. Ez általában több, szekrény méretű kapcsolótáblát jelentett, amikkel engedélyezni lehetett a különböző tornyok egyes ágyúinak elsütését az adott jelre. Az elsütést a Mk 41-re épített markolatok engedélyezték végső soron. A bal oldali zárta azokat az áramköröket, amik az adott toronyban megszólaltatták a távirányítású tüzelésre figyelmeztető csengőt. A középső volt az Automatic Firing Key (Automatikus Tűzmegnyitó), ami normál működés során zárt állapotban volt, azaz amikor a számítógép beállított minden ágyút a számítottaknak megfelelően, automatikusan elsütötte a Tűzvezető Kapcsolószekrényen beállított ágyúkat. Ha olyan nagy volt a hullámzás, hogy azt a tornyok motorjai nem tudták lekövetni, akkor pedig addig késleltette a tűzmegnyitást, amíg a fixen beállított ágyúk az adatok alapján pont a jó szögben álltak a hajó okozta mozgásuk közben. A jobb oldali vezérlővel az ágyúkat közvetlenül, manuálisan lehetett elsütni, függetlenül a számítógéptől. A tornyokban tehát normál esetben, a leírt központi tűzvezetés működése esetén, a személyzet szinte csak a töltést végezte, egyébként távirányítással mozogtak a lövegek, és elektromos tűzkiváltás történt. Ennek a berendezés-együttesnek az elemei összességében több tonnát nyomtak, és a csatahajókon két Mk 38 GFCS dolgozhatott, a már korábban említett két fő távolságmérővel, a hajó legmagasabb pontjaira helyezve, előre és hátra nézően, de persze forgatható módon beépítve. A páncélozott parancsnoki állásban egy további, Mk 40-es rendszer is rendelkezésre állt. Voltak tartalék, kisebb és kevésbé pontos készülékek is a hajókon, hogy sérülések esetén keresztkapcsolásokat igénybe véve működtetni lehessen a rendszert. Ez fontos volt, mert a tornyok saját tűzvezetése például eleve nélkülözte a stabilizátort, vagyis mindenképpen jóval pontatlanabb volt, mint bármilyen más, de központi megoldás használata.

iowa_class_main_battery_plot.jpg

A Missouri irányzóhelyisége az 1950-es években (forrás)

A fentiekből látható, hogy igyekeztek a lehető legtöbb tényezőt belekalkulálni a lövegek beállításába, de már csak ezek mérési bizonytalansága miatt is, néhány kilométeres céltávolságon túl már akkora hibával dolgozott a rendszer, ami a már említett, 1 százalék körül találati pontosságot adta. Így hiába voltak az óriási fő lövegek minden tengerészetnél elvileg 30, akár 40 km-es hatótávúak papíron, ezt igazából még szárazföldi célok ellen sem mindig lehetett kihasználni. Ugyanígy, a ’30-as években favorizált repülőgépes tűzhelyesbítés sem hozta a várt lehetőségeket, vagyis hogy a hajóágyúk akár a horizonton túl haladó ellenséges egységeket is tűz alá vehetik a fedélzeti hidroplánok által szolgáltatott helyesbítő információkkal. Végfázisú vezérlés (lézer, infravörös, GPS) hiányában nagy távolságokra ma sem lehet pontosan tüzelni egy mozgó hajóról. Ugyanakkor, kisebb távolságokra, a tengerészgyalogosok közvetlen tűztámogatásakor már nagyon pontosnak bizonyult a célzás. Nem véletlen, hogy a hajók többszöri reaktiválása az évtizedek során annak is köszönhető, hogy a tenger felőli tüzérségi támogatást nagyon hevesen igényelték a bőrnyakúak.

Mint már részben szó volt róla, az irányzószobát megduplázták, és a csatahajókon minden szükséges berendezésből kettő állt rendelkezésre, számítva az esetleges hibákra, de még inkább a harci sérülésekre. Ha ez a központi irányzás mégis csődöt mondott volna, a fő lövegtornyok még mindig tudtak önállóan tüzelni saját távmérőik és személyzetük segítségével. Az első torony egy Mark 53 koincidens távmérőt kapott, a másik kettő pedig sztereoszkópikus Mk 52-eseket. A Mk 52 nem kevesebb, mint 14 méteres bázistávolságú és 25-szörös nagyítású volt. Így 4570-től 41150 m-ig lehetett célozni vele, ennél közelebbi távokon már közvetlen irányzásra kellett átállni. A 100 000 dolláros készülék 4,7 tonnát nyomott. Hasonló adatok jellemezték a többi, nagy távmérőt is a csatahajókon.

tuzvez_eszkozok_kivul_jel.bmp

Az Iowa felépítményének eleje 1943-ban, a képen bejelölt irányzó és megfigyelő eszközökkel. Az elülső Mk 38, a fő lövegek irányzóállása a tűzvezető torony (balra magasodik) tetején helyezkedett el, a képen így nem szerepel. Látható még balra, közel egy négy csövű, 40 mm-es Bofors állás is (forrás: N. Friedman: U.S. Battleships 319. o.)

Miután a célzás többé-kevésbé sikerült a leírt módszerekkel, még egy, már említett tényezőt érdemes részletesebben megvizsgálni: mennyire stabil maga a csatahajó, mint ágyúplatform? A hajók stabilitását jellemző egyik mennyiség a metacentrikus magasság (GM, magyarul bővebben.) Minél nagyobb a metacentrikus magasság, a hajó annál kevésbé hajlamos a felborulásra. A nagy GM tehát előnyös a hajó tengerállósága szempontjából. Csakhogy, a hajót érő erőhatások a nagy GM miatt gyors reakciót idéznek elő, vagyis a hajó gyorsan (azaz kis ismétlési idővel) fog oldalra és előre-hátra dülöngélni. Ez természetesen kedvezőtlen a célzás szempontjából, mégis a hadihajók esetén inkább a nagy GM a választás, mert fontosabb, hogy a viharokat is kibírják. (Utasszállító hajóknál természetesen nem életbevágó, ha el kell kerülni egy-egy vihart, viszont nagyon lényeges, hogy az utasok ne legyenek rosszul attól, hogy a hajó gyorsan dülöngél. Ezért azoknál a GM kicsi, viszont a periódusidő elég nagy, vagyis „sima” az utazás.) A célzási folyamatban, mint szó volt róla, kezelhető volt az olyan nagy mértékű billegés is, amikor az ágyúk elsütésével megvárták a hajó mozgásának megfelelő pillanatát. Az Iowa osztályú hajók GM értéke elég nagy volt: teljes terhelésre (1943, kb. 55 ezer tonna) megadva 9,26 láb, míg a Jamatoké 9,81 láb. A Csendes-óceánra, tehát alkalmasint nagyon nagy viharokra tervezett hajókról van szó, továbbá, a sérülés esetén a beömlő víz kevésbé fenyegette a hajókat felborulással, tehát túlélőképességük jobb volt. (Persze ez egyszerűen a két osztály hatalmas méreteiből fakadó nagy tartalék úszóképességből is adódott.) Összehasonlításként érdemes még említeni az európai hajók GM értékeit is, mivel jól mutatják az eltérő mögöttes koncepciókat és a tervezési folyamat során hozott kompromisszumok eredményét. A sor végén a Földközi-tengerre tervezett olasz csatahajók (Littorio osztály) álltak (5,27 láb), hiszen értelemszerűen a beltengeren nem számoltak túl szélsőséges időjárással. Ez igen stabil ágyúplatformot eredményezett, de borulékonyabbá is tette ezeket a hajókat. Az Atlanti-óceánra (is) készült angol és francia hajóknak szintén magasabb GM-je volt: a Richelieu osztálynak 9,28, a King George V-nek viszont csak 7,20 láb. A francia hajókat elég jól sikerült konstrukciónak tartják, az angol csatahajóknál viszont látszik, hogy bár azonos körülmények közé szánták őket, mint a franciákat, a tervezés során alacsonyabb lett a hajótest szabad oldalmagassága (nem a teljes magasság a felépítménnyel együtt!), illetve a szélessége is kisebb lett, vagyis stabilitása csökkent. A maga 13,43 lábas értékével a Bismarck és a Tirpitz volt a legkevésbé borulékony hajó. A németek szintén a viharos Észak-Atlanti-óceánra, és az Északi-tengerre tervezték hajóikat, amelyek elvileg még 65 fokos dőlésnél sem borultak volna fel, ennek ára persze a gyorsabb billegés lett.

tagul.jpg

A Missouri lőgyakorlaton, valamikor 1944 júliusa és decembere között. A képen elég jól megfigyelhető, hogy a keskeny, hidrodinamikailag kedvező orr-rész után a szükséges belső méretek és más okok miatt jóval szélesebb a hajó törzse (forrás)

Visszatérve az amerikai hajókra, az Iowák nagy stabilitású, de gyors periódusidejű kialakítása, számos egyéb, a hajók tervezésekor felmerülő problémával, és az azokra adott megoldással végül is azzal is járt, hogy a hosszú és keskeny orr-rész általában elég mélyen beleszántott a hullámokba. Ez a fedélzetet igen vizessé tette, amint azt a lentebbi kép is mutatja. Fontos hangsúlyozni, hogy a tervezés során támasztott elvárások, majd a lehetőségek miatti kompromisszumok miatt nem lehet minden szempontból ideális csatahajókat építeni. Az Iowák kialakítását nagyban befolyásolta a Panama-csatornán való átkelés, mint végső konstrukciós limit megléte, ami kényszerű lemondásokkal járt, ahogy az látható a GM érték kapcsán leírt tényezőkből.

iowa_vihar.jpg

Az Iowa rossz időjárásban hajózik, orrát elárasztja a víz, mivel az mélyen belefúródik a hullámokba a hajótest kialakítása miatt (forrás)

 

A másodlagos és légvédelmi lövegek tűzvezetése

 A 127 mm-es tornyokat szintén központi tűzvezetéssel irányították normál esetben. Erre a Mk 37 GFCS szolgált. A rendszer felépítése megegyezett a fő lövegeket irányító Mk 38 GFCS-szel. A Mk 37 irányzó kisebb bázistávolságú távmérőt használt fel a cél helyzetének és távolságának meghatározásához. Az adatokat továbbította a másodlagos tüzérség irányzószobájába, ahol négy teljes lőelemképző rendszer volt elhelyezve, hogy egyidejűleg, a kiválasztott ágyúkkal, négy különböző célra tudjanak tüzelni.

director_belseje.jpg

Egy irányzóállás belseje a benne szolgálatot teljesítőkkel. Az állás teljes egészében a cél felé fordult harc közben vízszintes síkban. Sorban a személyzet: (1) irányító tiszt, aki a teljes irányzóállásért és a célok kiválasztásáért felelt, (2) függőleges célzást segítő teleszkóp, (3) vízszintes célzást segítő teleszkóp, (4) az irányító tiszt segédje (pl. a világítólövedékek használatáért felelt), (5) távolságmérő kezelője, (6) a távolság leolvasását végző és radarkezelő operátor

Mivel repülőgépek is szóba jöhettek célpontként, kissé eltérő készülékeket használtak: a Ford Mk 1 (később 1A) elektromechanikus számítógépet és a Mk 6 Stable Element nevű stabilizátort („Stabil Összetevő”, azaz a Mk 41 Stable Vertical megfelelője). A Mk 1 számítógép valamivel összetettebb volt a főtüzérség hasonló Mk 8-asánál, hiszen ennek nagyobb csőemelkedéssel és gyorsabban, vagyis bonyolultabban mozgó célokkal is meg kellett birkóznia. A lövegek csőemelkedési és elfordítása szöge mellett a Mk 1-nek az időzítős gyújtókhoz szükséges időadatot is produkálnia kellett, légvédelmi célokra és világítólövedékekhez is. Ennek ellenére valóban hatékony légvédelmi tüzelés igazából csak a VT (közelségi) gyújtók bevezetése után volt lehetséges a 127 mm-esekkel. A Mk 6 stabilizátor szintén hasonlított a Mk 41-re, de itt a szárazföldi (nem tengerszinten lévő) célok esetén ez adta meg a csőemelkedési adatot. Természetesen ebbe a folyamatba is beillesztették a radarokat, amint azok rendelkezésre álltak. Az Iowák fedélzetén négy Mk 37 GFCS volt elhelyezve, egy a navigációs híd felett, kettő a felépítmény két oldalán, egy pedig a hátsó Mk 38 GFCS mögött. Az egyes tornyok, hasonlóan a három fő lövegtoronyhoz, képesek voltak helyi tűzvezetéssel is harcolni, ekkor persze a kisebb optikai eszközök miatt rosszabb hatásfokkal.

aa_tuzvez_resztvevok.jpg

A korábbi, felszíni célokat kezelő tűzvezető rendszerhez képest a légvédelmi ágyúk rendszere kiegészült az irányzóból jövő, a cél magasságváltozási sebességét jelentő adattal, valamint a lövegtoronyba továbbított, az időzítő gyújtó (MT fuze) beállítására szolgáló időadattal

mk_51_allvany.jpg

Az Mk 51 tűzvezető készülék sűrített levegős, a háború alatt használt változata, mellyel a 40 mm-es ágyúkat irányozták

Az előző, tucatnyi ember által kezelt tűzvezető rendszerekhez képest valamivel egyszerűbb volt az egyetlen fővel üzemelő Mark 51, a 40 mm-es Boforsok, illetve kis lőtávokra a 127 mm-es lövegek tűzvezető készüléke. Ezek a berendezések külön forgatható állványon voltak a hajón, szabadon, védelem nélkül, lehetőleg közel az általuk vezetett ágyúkhoz, csökkentendő a nem figyelembe vett, a pozícióeltérésből adódó hibákat. A sűrített levegős (később elektromos hajtású) giroszkóppal felszerelt készüléket az irányzó a célra forgatta, majd az néhány másodperc alatt beállította a kiküldött jelekkel a 40 mm-es ágyúállásokat is. A kezelő eközben egy optikán át figyelte a célpontot, és tovább követte annak mozgását. Ha neki, az ágyúállás irányzójának és parancsnokának is le volt nyomva a tűzkiváltó gombja, akkor a légvédelmi ágyúk megszólaltak. Innentől a Mk 51 kezelőjének célkövetési képességén, kézügyességén, valamint a töltők gyorsaságán múlott, sikerül-e eltalálni a célt. A kezelő közben figyelte a kilőtt nyomjelzőket is, hiszen azok is fontos célzási referenciát jelentettek. Egy Mk 51-gyel akár 6 lőállást is lehetett irányozni, de majdnem minden állásra jutott egy irányzókészülék. A háború végére elkészült a saját Mk 34 radarral ellátott változat, a Mk 57. Az ehhez kapcsolt Mk 17 számítógéppel immár nem kellett látnia a kezelőnek a célpontot, lehetővé vált az éjjel, rossz időben történő célleküzdés is. A csatahajók Mk 51-eseinek mintegy a negyedét cserélték ilyen irányzókra. Az eredeti, radar nélküli elrendezés is meglehetősen hatásosnak bizonyult a többi légvédelmi ágyúhoz viszonyítva, mivel segítségével a Boforsok lőtték le a csendes-óceáni légi célok felét ’44 októbere és ’45 februárja közt.

mk_14.jpg

A Mk 14-es célzókészülékkel felszerelt 20 mm-es gépágyúállás. A Mk 14 kis távolságra, világháborús mércével mérve gyorsan mozgó célok ellen készült

A kisebb kaliberű Oerlikonokat eredetileg egyénileg, a kezelő célozta szemmel, csak a célkereszt segítségével. Ezt a katonai szleng, ahogy napjainkban is, úgy is nevezte, hogy „good old Mk 1 eyeball”, vagyis „a jó öreg Egyes Típusú szem”, utalva segédberendezés nélküli célzásra. A később alkalmazott Mk 14-es rendszer a lehető legegyszerűbb módon működött, egészen hasonlóan, mint a repülőgépeknél a „giroszkópos célzókészüléknek” nevezett eszköz. Mivel a Mk 14 a képen is látható módon nagyon közel volt az irányzott ágyúhoz, ezért szinte semmilyen, az eltérő helyből adódó korrekciót nem vett figyelembe. A beépített giroszkópos rendszer pusztán arra szolgált, hogy megadja a szükséges előretartást a tüzeléshez. A lövész a célzókészüléken át nézve manuálisan kellett, hogy a célon tartsa a szemét (és így az egész gépágyút persze). Ahogy a lövész követte célt, a beállított (a gép látszólagos mérete alapján becsült) távolság, valamint a vízszintes és függőleges gyorsulásból a giroszkópok segítségével megbecsülte a készülék az előretartást, és ennek megfelelően mozgott benne két tükör. A tükrök a nézőkébe vetítettek egy céljelet, így mutatva a lövész számára a kívánt pontot. A lövész igyekezett ebbe befogni a célt, majd ha ez megtörtént, tüzet nyithatott. A céljel tehát azt a látszólagos pontot mutatta, ahová a Mk 14 szerint esnie kellett a megtámadott repülőgépnek, mire odaér a lövedéksorozat.

                                                                                                    

Radarok

Az Iowák tervezésekor még nem számoltak radarok telepítésével, de már az építés során felkerült a hajókra az SK légi és SG felszíni célokat kereső radar, valamint a tűzvezetést szolgáló Mk 8 és Mk 4-esek (a Mk 38 és Mk 37 GFCS-ekhez). A korabeli elektronika súlyos korlátai miatt a Radar Plot Room, vagyis a radarkezelő helyiség olyan közel kellett, hogy legyen magához az antennához, amennyire csak lehetséges volt. Ezért ez a tűzvezető toronyba került, ráadásul egy kis, nyitott hidat is építettek ide, hogy a kapitány légitámadás esetén itt lehessen, és azonnal ellássák a radarmérések adataival. A South Dakota harci tapasztalatai alapján egy újabb, Mk 3 jelű távolságmérő radar is felkerült a hajókra. Azonban a radartechnika villámgyors fejlődése okán az épülő hajók már szolgálatba állításukkor eltértek egymástól. A fejlesztések révén már nem volt szükség a radarkezelő szoba és az antennák közti távolság csökkentésére, ezért a Wisconsinon és a Missourin már máshogyan helyezték el az SG típust, utóbbi hajó ráadásul egy SK-2-est kapott az eredeti SK helyett, és mindkét hajó a kompaktabb Mk 27-et hordozta a Mk 3 helyett. (A korabeli radarok nem hasonlítottak a mai, ún. háromdimenziós lokátorokra. Ezek egyetlen antennával képesek a cél távolságát és háromdimenziós helyzetét megállapítani, amihez jókora számítási kapacitást használnak. Eleinte viszont külön típusok voltak a keresésre, a távolság pontos mérésére, valamint a magasságmérésre is!) A Mk 8-ast hamarosan a pontosabb Mk 13 váltotta fel, vagy átépítették Mk 8 Mod 3-assá, ami lényegében megegyezett az újabb típussal. A Wisconsin és a Missouri a Mk 37 GFCS-hez Mk 12 és 22 (utóbbi az „orange peel”, azaz narancshéj, az alakja miatt; 0,8 fokos rálátás alatt repülő célok ellen) típusú tűzvezető radarokat is kapott a Mk 4-esek helyett. 1945-ben a másik két csatahajót is eszerint építették át, de mivel az Iowa maga eleve több helyen eltért a többi három testvérhajójától, igazából pontosan egyformák sosem voltak az osztály hajói.

gfcs.png

A két fő tűzvezető rendszer leglátványosabb elemei 1986-ban fotózva: elöl és lejjebb helyezkedik el a Mk 37 irányzóállás, tetején az ’52 óta szolgálatban álló Mk 25 radarral, feljebb és hátrébb pedig a főtüzérséghez tartozó Mk 38 állás a Mk 13 radarral (forrás)

orange_peel.jpg

A Mk 12 és 22 radarok a 127 mm-es lövegek tűzvezetését biztosító, elülső Mk 37 irányzóállás tetején, a USS Massachusets csatahajón. A „narancshéj” becenév a kép alapján már elég egyértelműen adódik (forrás)

mk_8_radar.jpg

A kétféle, a főtüzérség tűzvezetését (azaz távolságmérését) biztosító radar, felül az eredeti Mk 8, alul a korszerűbb Mk 13. Mindkettőt használták cirkálókon is (forrás: fenti, lenti)

mk_13_radar.jpg

A főfegyverzet tűzvezetését segítő Mk 8 egy mai szemmel elég különleges szerkezet volt. Mivel a fő célja a távolságmérés volt, ezért a nagy látószöget biztosító, nagyobb antenna helyett egy lapos, hosszúkás, három sorból álló egységgel működött. A három sorból létrejött „oszlopokat” egy kétsebességes, mechanikus kapcsolóval helyezték feszültség alá felváltva (vagyis tapogatták le; ez feleltethető meg a hagyományos radaroknál a forgómozgásnak). A radar 10 centiméteres hullámhosszon működött, mintegy 20-30 kW teljesítménnyel. Egy csatahajó méretű célt 37 km-es távolságban volt képes észlelni, hibája 14 méterben, illetve 0,1 fokban van megadva, bár felbontása csak 370 m illetve 10 fok (tehát meglehetősen csekély). Az igen bonyolult antennaszerkezet miatt a Mk 13-ast kezdték el használni a háború végétől. Ennél az antenna maga jóval egyszerűbb volt, de cserébe egy motor mozgatta jobbra-balra a parabolaantennát, ami egy védőburkolat alatt helyezkedett el. A gyors, ékszíjas mozgatás miatt a készülék gyors, zakatoló hangot adott ki működés közben. A készülék látószöge +/- 5,75 fok volt, és nagyjából hasonló képességekkel rendelkezett, mint elődje. A teljesítményt 50 kW-ra növelték, így a hatótáv is nőtt valamelyest, és persze a szerkezet egyszerűbb lett. A másodlagos tüzérséget segítő Mk 4 radar valójában két darab, a fő lövegek távolságméréséhez és becsapódás-figyeléséhez használt Mk 3 antennájából állt, amiket egymásra raktak. A 40 cm-es tartományban dolgozó eszköz egy bombázót 37 ezer, egy nagy hadihajót 27 ezer méterről észlelt, és közel kétszer rosszabb pontossággal rendelkezett a főtüzérséghez használt Mk 8-asnál.

sok_radar_j.jpg

Az Iowa 1944-ben, bejelölve az irányzóállások, a hozzájuk tartozó tűzvezető radarok, az SK keresőradar, valamint, hogy hogyan változtak sorban a különböző eszközök az idő múlásával (forrás: N. Friedman: U.S. Battleships 320. o., bejelölések általam)

A teljesség igénye nélkül felsorolva, rendszeresítették még a hajók egyikén vagy többön is az SU felszíni keresőradart, az SC-2 légtérfigyelőt, az SP magasságmérőt, a Mk 12 és 22 helyett a Mk 25-öst, 1948-tól az SR-3 légtérfigyelőt és az SG-6-ost. A későbbiek folyamán még számos lokátort használtak a hajókon.

A radarok használata óriási jelentőséggel bírt a háború folyamán, mind a légi harcászatban, mind a német tengeralattjárók elleni küzdelemben, de a felszíni tengerészeti harcokban is. A kezdetekben a német radartípusok is nagyon jók voltak, de később az angol, majd még inkább az amerikai radarok messze lekörözték őket. Ennek valószínűleg hozzáállásbeli okai is voltak a németek részéről, minden esetre a háború második felére az angolszászok hajói képesek voltak éjjel és rossz időjárásban is nagy távolságú és meglehetősen pontos tüzelésre is, amit a tengelyhatalmak egyike se mondhatott el magáról.

A britek a Scharnhorst elsüllyesztésekor bizonyították ezt, míg az amerikaiak általában a legbüszkébbek a Kirisima japán csatahajó USS Washington által vaksötétben való elsüllyesztésére. Ez annak fényében valóban jelentős fegyvertény, hogy a japán haditengerészet próbálta erőltetni az éjszakai harcot, és személyzetei elég jól kiképzettek voltak erre a feladatra. Pár csúnya amerikai éjjeli veszteség után azonban a Washington radarvezérlésű tüzelése kijózanítóan jelezte, hogy a technológiai fölény révén az amerikaiak e téren is ellenségük fölébe kerekedtek. A tüzelés során az amerikai csatahajó persze az optikai eszközeit is használta, de inkább a radar távolságmérésére hagyatkoztak. Szintén emlékezetes a Surigao-szorosban történt összecsapás, amikor a „régi” típusú, Pearl Harbornál megrongált vagy elsüllyesztett amerikai csatahajók javításuk és felújításuk után, radarjaikkal pontosan lőve végezték ki a gyenge felderítésük miatt lényegében tehetetlen japánokat, köztük Jamasiro csatahajót. Bár ez előtt már több japán hajó torpedótalálatokat is kapott, azokat is a radart is alkalmazó rombolók érték el.

felfelfe.jpg

A Washington, a South Dakota osztályú csatahajó tüzel a Kirisimára 1942. november 15-én 0.00 óra körül. A csatában eddigre az amerikaiak elvesztettek négy rombolót, és nem sokkal korábban maga a South Dakota is megsérült a japán csatahajó ágyúi által. Azonban a rejtve maradó, és a Kirisimát 5,2 kilométerre megközelítő amerikai csatahajó a 127 mm-es lövegeit is használva végiglőtte ellenfelét. Elképzelhető, hogy minden lövedék betalált a sortűzből, mialatt a Kirisima minden lövegével az átellenes oldalon és 10 km-re lévő South Dakotára lőtt. Bár az amerikaiak eddigre már látták is a célpontjaikat, mégis radarjaik révén tudtak éjszaka is ilyen helyzetbe manőverezni, amiből a japánok semmit nem vettek észre. (Sőt, a japán köteléket elsőként a négy romboló lepte meg, majd a South Dakota is balról, a „semmiből” tüzelt először a Kirismára, végül a Washington is észrevétlenül támadott jobbról!) (forrás)

A kamikazék bevetése után pótolhatatlan segítséget adott a hajókra szerelt radar a US Navy-nek, mely végül rombolóit (radar picket destroyer, DDR) szerelte fel óriási, már azok stabilitását is veszélyeztető típusokkal, hogy azok előre jelezzék a flottakötelékeknek a japán gépeket. A háború után közvetlenül még radarfelderítő tengeralattjárókat is elkezdtek gyártani az amerikai hajógyárak! Ezek eleve kis célpontot kínáltak, de megtámadásuk esetén gyorsan le is merülhettek, ellentétben az egy-két esetben elég rendesen helyben hagyott rombolókkal. A korai előrejelzés problémáját végül repülőgépekkel oldották meg.

uss_spinax_ssr-489_in_1947.jpg

A USS Spinax (SSR-489) radarfelderítő tengeralattjáró, 1947-es állapotában. A háború végéig nem készültek el az SSR jelű tengeralattjárók; néhányat a Gato osztályúakból alakítottak át, meghosszabbítva azokat, néhány pedig új gyártású volt. A probléma az volt, hogy a felszínen 21 csomóra képes tengeralattjárók nem tudtak lépést tartani a védendő hordozókötelékkel (és annak gyors csatahajóival). Még egy atommeghajtású példány is készült, a két reaktorával 30 csomóra is képes SSRN-586 Triton, ami az Ohio osztályú SSBN-ekig a leghosszabb amerikai tengeralattjáró maradt (forrás)

A külön fel nem tüntetett esetekben a képek forrása: http://archive.hnsa.org/doc/firecontrol/index.htm, ezen belül a C, F, vagy G rész

A következő részben: négy gyors csatahajó rendszerben. A források ITT.

1. rész: http://modernwartech.blog.hu/media/image/2015-05-07/11946169/az_iowa_osztalyu_csatahajok

 

Szólj hozzá!

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr3111946169

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.