不稳定的棱镜（第一次世界大战的新海战模式与英国皇家海军的自我反思与变革）

导言：1914年，爆发在欧洲的第一次世界大战，对于那句谚语——计划永远赶不上变化，是一个极佳的注解，特别是对于协约国和同盟国海军对抗的海战战场来说，其变化之大尤其令双方惊愕。在多次海战中，双方的战列巡洋舰及巡洋舰等大型舰只从未像日俄海战那般结成线式战列进行交战，相反交战期间各战舰独自机动，有时它们的机动极其剧烈。同时，英德海军交战的主战场——北海，在战争期间事先所预计的、可能对交战距离造成较大影响的能见度问题，也并不如预期严重，甚至有时海面上环境变化非常频繁，给予双方指挥官间歇性的高能见度，目标经常非常快地突然出现，之后又迅速隐没于海面雾霾之中，能见度高到远超原来双方所设计的舰炮最远射击距离。这种实际的交战环境，使得在远距离上针对对方舰只运动状态的观测和标会根本无法实施。

在第一次世界大战期间，德国舰队拒绝根据其相对简单的火控系统来制定战术，所以德舰在实战中的火炮射击命中率非常低。造成这一结果的原因并不能简单地归结为德国舰队平时的训练不足，毕竟供训练舰只练习对机动目标射击的靶舰无法自主实施机动。至于战前，英国大舰队所惧怕的德国鱼雷，也被实战证明并不足为惧，日德兰海战期间，德国主力舰只只发射了很少的鱼雷，更没有一枚命中过英舰;至于抵近发射鱼雷的驱逐舰，由于部署己方轻型舰只与其进行对抗很容易，因此它们也很难到达合适的发射阵位。在双方所经历的实战中，可能最让英国人吃惊不已的是，他们对驱逐舰的应用甚至远比德国人更成功，尽管在战前，他们一直都深信德国人对驱逐舰发射鱼雷的攻击战术很感兴趣，并将在实战中施行这些战术。

为了应对德国海军的挑战以及对战争期间的经历做出反应，1917年至1918年间，皇家海军再次发起了炮术革命，英国人在实战中接受了这样的观点，即实际在远距离交战中适合舰炮射击的时间窗口较为短暂，命中率也很低。在这样一种认识的基础上，英国海军所采取的两项炮术革新措施，主要是一种新的远距离火力控制技术，以及有效集中已方四舰火力共同攻击同一目标的技术，其中，新的火力控制技术实际上仍采用了测距仪控制的思路，只不过将其应用范围扩展到远距离外的目标。为了实现预期的效果，需要一一种快速的找到目标距离的方法，但以往的夹叉射击技术显然太慢，于是，皇家海军受德国海军的启发在实战中采用了新的阶梯射击技术。而在此之前，在本舰发射完炮弹后往往要等待其到达目标区并溅落出水 花，在实际交战时本舰与目标的距离使这一等待时间可能长达半分钟左右。而在采用新的阶梯射击技术后，舰队在对弹着进行观测前，可以快速连续地实施多波次齐射。那些提倡阶梯射击技术的人指出，尽管这样-来，舰炮的弹药消耗更快，但如果战舰能够在多次齐射过程中快速达到实际的目标距离，就能更快速地对目标实施有效打击'。英德舰队在海上的实战经历表明，德舰在交战中剧烈、快速的Z字形机动，使得以往任何一种火控解决方案都无法持久地应用，快速交战才是真正有效的方法。

RN的“伊丽莎白女王”号战列舰；作为一战期间RN大舰队的期间，该舰配备当时英国全套的火控及观测设备

大战爆发后，双方战舰在海上遭遇时实际交战的距离也远超战前想象。在日德兰海战时期，英国大舰队的战斗命令要求在15000码距离上(能见度良好的前提下)就可对目标开火，交战期间直到完全压制住敌舰火力，否则尽量保持与敌舰约14000码的射击距离，如能持续地对敌舰实施压制，才可继续驶近距离敌舰10000码的距离内，对其实施决定性的最后射击( 10000码同时也是英舰进行快速射击的距离)。日德兰海战结束后不久，大舰队发布的战斗命令，要求在与敌舰遭遇后，可实施射击的距离进一步扩展到主力舰12英寸主炮的有效射击距离上，并将本舰保持在敌舰发射鱼雷所造成的危险区域之外(约15000码)。命令中甚至要求，在能见度良好的情况下，担任舰队前锋的舰只不得驶入距对方主力舰16000距离范围内。至今现存的由皇家海军海军部于1917年5月12日颁布的一-份战斗命令中要求，所有战舰在交战中都应在目标进人其主炮最大有效射击距离内开火，实际上这只是在能见度较好、测距装置能正常运转的前提下才能实施，否则根本无从谈起。至于搭载12英寸或更小口径主炮的战舰，命令则要求在目标距本舰主炮最大射程加上1000码距离之外时，只要确定与目标之间的距离在减少，就可实施射击。实战的经验表明，由于在远距离上很难对弹着落点进行确切的观测，且有时这类观测也会误导观测人员，因此这些命令和炮术指导强调在开始射击后，要加强对标绘距离(即测距仪控制)的应用。1918年1月， 为了打乱敌方的部署，海军部命令再次强调集中火力攻击敌方舰队前锋舰只的原则，为实施这样的战术，舰队应尽可能在远距离、上对目标实施射击，同时为了将己方舰炮射击效果最大化，也不会过多地考虑敌方鱼雷威胁。

一战中英德双方的海上力量在北海剑拔弩张

尽管命令并未明确提出不考虑敌方可能的鱼雷威胁，但在1918年的海战中，双方战舰在距离20000码时就开始射击已较为平常(两倍于战前所预计的交战距离)，而在这一-距离时实际上也不用考虑鱼雷威胁，而平时战舰典型的射击训练距离也扩展至15000～18000码，有时更远至24000码。到1917年至1918年时，皇家海军已开始试验将新兴的飞机应用于战舰弹着观测和校射系统中，并努力寻求方法将飞机所获取的信息和数据整合进战舰的火控系统之中。与在海面上进行观测不同，飞机在空中时机载观测人员能轻松克服海面雾霾对视野的障碍，直接辨明目标舰只的航向，同时，来自空中的观测信息也非常有助于指挥官从整体上把握战场态势。虽然有着以上诸多优点，但刚出现的飞机观测校射仍存在着局限性，其中最主要的是当时的机载无线电通信系统远未达到实用程度，机载观测结果和数据无法有效实时地传输到战舰火控室中，但舰载侦察校射飞机的出现仍指明了未来炮术发展的方向。

日德兰海战后，皇家海军开始努力制定第一套标准的弹着观测规则。当时，最为简化的阶梯射击方式只有两轮齐射，为避免同一座主炮塔上两门火炮同时射击时产生干扰，两次齐射间设定了相应的时间间隔(各轮齐射时每座主炮塔上仅有1门主炮射击)。在这两轮齐射时，舰炮通常先按计算或观测到的目标距离实施第一轮齐射，再在上一轮齐射距离的基础上，加上或减去100码距离后实施第二轮齐射(很少有战舰在首几轮齐射时就对目标形成跨射)。由于射击时保持舰炮正确对准目标(保持正确的方位角)非常重要，且考虑到在实施射击时目标也可能处于机动状态，因此第二轮齐射时除了在射击距离上有所增减外，还要对其射击方位进行微调。如果两次齐射中的任一次或全部都对目标形成跨射，战舰就会立即按齐射时的射击参数转换到快速射击模式。如果两次齐射都未命中，火控军官就会调整射击距离(以400码为间隔)进行下一轮齐射，射击距离具体上修还是下调，则取决于上一轮齐射时弹着与目标的位置，观测到溅落水花则上修，未观测到则下调。这一射击技术也被称为“阶梯射击”。如果每次齐射的弹着随机散布达到200码左右，那么，每次齐射理论上就能覆盖约400码距离长度，一-轮阶梯射击的两次齐射在远距离上就可覆盖约600码的距离(两次齐射分别间隔400码)。一旦在试探性齐射中对目标形成跨射，就可再次以200码为最小修正量微调射击距离，直到对目标形成较准确的命中。

日德兰海战英德舰队战术

1916年，海军部的作战规则中详细地阐述了如果目标实施Z字形机动，如何再次获得目标距离的方法。实际上，在实战中战舰突然剧烈的机动将极大地改变它与另一艘战舰的距离变化率，而前述阶梯射击技术实质上等同于针对某一选定距离变化率的随机分布攻击，因其较大的覆盖范围，故可在一定程度上弥补目标舰机动造成的距离误差。1916年，皇家海军的炮术规则也特别提及了轻巡洋舰的作战问题，但也可认为其同样也能应用于更大型的战列巡洋舰。

阶梯射击技术有效地拓展了测距仪控制概念的应用范围。正如之前皇家海军所探究的测距仪控制技术一样，德雷尔火控台最重要的优点不在于它能测量变化率，而在于它能保持对可获得的数据的实时处理和概括，简而言之，在激烈的战斗中，测距仪获得的多组数据可以被很快地平均化处理。

此外，由于火控台本身体积并不大，这使得任何改装变得较为容易。然而，由于在实战中德雷尔火控台根本无法对机动过程中目标舰的位置进行较有效预测，因而到1918年时，它遭到广泛的批评。同时，该火控台在使用时也无法将目标舰机动时舰艏的倾角考虑到火控计算过程之中(无论是估计还是测量)，如果目标舰在航行时突然变化航向，其舰艏的倾角将揭示出很多有用的信息，但德雷尔火控台无法利用这些信息。当美国海军第6作战分舰队于1917年加入皇家海军大舰队，共同对德作战时，英国海军才从美国海军舰只配备的综合式火控计算机(福特的射程计算机)上，接触并了解到另一种与其全然不同的火控方式。1918年， 皇家海军也开始试验性地在其轻巡洋舰“加的夫”号上配备类似的综合式火控装置，但类似的尝试和试验似乎并未持久或取得什么结果”。

HMS贝尔法斯特号战列舰上的海军火控指挥台

指挥仪在战争中也被证明是相当重要的，在战争环境下，特别是在能见度较差的条件下，通过舰体高处的观测人员和舰炮指挥仪，实施集中的火力控制就不仅仅只是之前所构想的有吸引力的方案了，而它将成为作战的必需，况且较高处的位置可能也是在混乱不明的战场中观测尽可能远的弹着的唯一可行方法。到1916年时，皇家海军已为其大多数战舰，上的6英寸副炮都配备了相应的指挥仪，而在日德兰海战结束后，指挥仪火控技术已应用到所有战列舰的副炮位上，之后相继扩展到巡洋舰，最终连驱逐舰也采用了这一技术。战争期间对指挥仪的需求，也是战前所根本未曾预料到的。

在战争中，即便在目标处于隐晦不清时，如果要确保仍能保证已方战舰的命中率，就需要某种人工参照，对此，一具精密加工的陀螺仪能够胜任此任务。日德兰海战之后，皇家海军开始采用享德森发明的陀螺射击装置。该装置采用一具陀螺仪( 在指挥仪中)作垂直参照，当陀螺感应到舰体横摇到合适的角度后，它就能指示击发火炮，由于单个陀螺仪可能迷失正确的方向，因此整个装置采用了由多个陀螺构成的陀螺组。实际上，享德森在炮位方位瞄准手所使用的瞄准镜中使用了陀螺稳定的棱镜组，如此，瞄准人员就可以提前感知陀螺是否已无法继续工作，只要他看到目镜中的十字刻线缓慢地上下移动时，他就能进行相应的修正。皇家海军曾于1909年试用过类似的奧地利佩德罗维奇系统(德国最终采用了该系统)，但后来并未采用它”。而享德森的装置后来通过逐步完善成为陀螺指挥仪方位瞄准装置。

像所有早期英国的炮术技术和装置一样，享德森的装置主要是沿着瞄准线的方向对瞄准装置进行稳定，当时并没有一种设备可克服舰体航行过程中的复合横摇影响，特别是英国的战列巡洋舰追击目标时，复合横摇运动非常影响舰只的射击。这一问题直到战后才得以解决，且在战前，也没多少人会预料到追击这种作战样式将在战争期间发挥更多的作用，在这种情况下，舰体摇晃得非常厉害，其舰炮射击时亦很难修正到正确的射击线上。与英国相比，德国海军面临的此类问题更为严重，且他们在修正复合横摇时可用的方法或选择更为有限。

为适应一战战场环境，RN的不少老式无畏级战列舰接收了重大改装，这其中就包括图中的“柏勒罗丰”号

在战前，皇家海军曾试验过集中两艘战舰火力共同攻击同一个目标，但在能见度较差的日德兰海战中，有时三、四艘英舰发现他们能够观测到几艘德舰，但他们却缺乏集中4艘已方舰只共同攻击对方1个目标的能力。交战中由于双方实际交战距离更远、有效射击窗口出现得也更为短暂，因此集中火力射击目标也变得更为重要。1917年2月27日，大舰队首次尝试利用4艘本舰协同攻击同1个目标”。如果协同攻击的4艘战舰都能明确地分辨出各自炮弹的弹着落点，那么，他们就能同时对目标实施阶梯射击，并很快找到各自与目标的正确距离，然后顺利地命中目标。为了实现这一目标，大舰队在试验时要求各艘按一定次序向目标射击，每艘舰射击时间间隔约15秒，试验期间由“巨人”号战列舰担任射击控制舰，为其余3舰提供相应的射击距离参数。试验时，4艘舰艏轮射击的落点都较近，因此控制舰命令各舰下轮射击时距离上修200码，于是，各舰按15秒间隔依次又进行了一轮射击，各舰阶梯射击的形势也被标绘出来。在接下来的几轮试射中，更多的炮弹落点落在距目标较远的区域，因此控制舰再次下令进行“反向阶梯射击”，即各舰下一轮齐射时将弹着散布设定为指定射击距离的正负100码范围内，并修正各舰移动位置与目标靶的距离。每艘舰也都分别标绘出各自射击的弹着落点。整个试验过程表明，以400码为标准调整阶梯射击时，距离变化过快，如果以200码为刻度调整阶梯射击则能更早地命中目标靶。如果在实施阶梯射击时射出弹丸对目标形成了跨射，那么，第二次齐射时就可能会大量命中目标，而采用400码为标准调整阶梯射击距离时，距离变化过大，很可能根本无法实现命中。在集中火力射击时，各战舰只能依赖间隔的齐射开火来判断和分辨各自的弹着溅落情况，为更好地控制这一间隔，战舰使用特别标记后的秒表。由于单舰齐射本身持续的时间较为有限(因此弹着溅落的持续时间也大致相同)，利用指挥仪控制射击使这些成为可能。诸舰之间的信息和数据沟通则利用刚配备上舰的31型无线电设备来完成;同时，各舰之间也配备了用以表示各舰射击距离的集中射击距离刻度表盘，舰上各炮塔的裙边上也被临时画上显示其射击方位的标示。

一战中RN的“巨人”号战列舰

在真正交战中，对无法避免的夜间战斗，皇家海军假设任何这样的交战都将会陷人一场混战，因此他们也认为弱者可能在这样的混战中占据更多的优势，而较强的一方则可能会遭受更多的友军的火力误击。基于这一认识，杰利科上将竭力避免与德国舰队进行夜间的战斗行动。对于大舰队而言，德国在日德兰海战后的几次成功的夜间交战，也表明德国在这一领域占据着优势，他们实际上更倾向于未来在夜间进行战斗。即便如此，日德兰海战后，无论在海上还是陆上，德国都已显露出败亡的迹象，因此弥补这一缺陷便成为皇家海军战后的主要议题。