레인지키퍼

Rangekeeper
그림 1: 포드 Mk 1 탄도 컴퓨터 점점 복잡해지는 레인지키퍼의 기능을 설명하기에는 레인지키퍼라는 명칭이 불충분해지기 시작했다. Mk 1 탄도 컴퓨터는 컴퓨터라고 일컬어진 최초의 레인지키퍼였다. 전경에 있는 세 개의 권총 그립에 주목하라. 왼쪽은 총이 발사되려 한다는 경보를 울리고, 중앙은 자동모드(레인지 키퍼 제어), 오른쪽은 수동 사격이다.

레인지 키퍼는 전기기계식 화재 제어 컴퓨터로서 주로 20세기 초반에 사용되었다. 그것들은 제2차 세계 대전 이후 발전이 절정에 달한 정교한 아날로그 컴퓨터들, 특히 Mk 68 총기 규제 시스템의 컴퓨터 Mk 47이었다. 제2차 세계 대전 동안, 항로 관리인들은 육지, 바다, 공중에서 총격을 가했다. 사격장수가 널리 배치되어 있는 동안, 가장 정교한 사격장비는 전함에 탑재되어 장사정포의 화재를 지휘했다.[1]

이러한 군함 기반의 컴퓨터 장치는 해군 교전 시 총기 각도를 계산하는 문제가 매우 복잡하기 때문에 정교할 필요가 있었다. 해전에서는 포를 쏘는 배와 목표물이 서로 존중하여 움직이고 있다. 또, 포를 쏘는 배는 파동 작용, 배 방향 변경, 선상 사격 등으로 인해 구르고, 투구하고, 요를 하기 때문에 안정된 플랫폼이 아니다. 레인지키퍼는 또한 총을 발사하는 것과 관련된 필요한 탄도 계산을 수행했다. 본 기사는 미 해군 선상 레인지퍼를 중점적으로 다루지만, 운용의 기본 원칙은 어디에 배치되었든 모든 레인지 조련사에게 적용된다.

함수

레인지키퍼는 세 가지 기능을 수행한 아날로그 화재 제어 시스템으로 정의된다.

  • 대상추적
레인지키퍼는 현재 목표 베어링을 연속적으로 계산했다. 이것은 목표물과 함선 발사(일반적으로 "자체선"이라 칭함)가 모두 움직이고 있기 때문에 어려운 작업이다. 이를 위해서는 대상의 범위, 코스, 속도를 정확히 알아야 한다. 또한 자기 배의 항로와 속도를 정확하게 알아야 한다.
  • 목표 위치 예측
총이 발사되면 발사체가 목표물에 도착하는 데 시간이 걸린다. 사격장 관리인은 발사체 도착 시점에 목표물이 어디에 있을지를 예측해야 한다. 총이 겨누는 지점이다.
  • 사격교정
장거리 무기의 화재를 특정 장소에 발사체를 전달하도록 지휘하려면 많은 계산이 필요하다. 발사체 충격 지점은 총 방위각, 총 고도, 풍속 및 방향, 공기 저항, 중력, 위도, 총/시력 시차, 배럴 마모, 분말 하중, 발사체 유형 등 많은 변수의 함수다.

역사

수동 화재 제어

초기 해군 사격통제 역사는 시각적 범위(직접 사격이라고도 함) 내 표적들의 교전이 지배했다. 실제로 1800년 이전의 대부분의 해군 전투는 20~50야드(20~50m)의 범위에서 수행되었다.[3] 남북전쟁 당시에도 USS 모니터와 CSS 버지니아의 유명한 교전은 종종 100야드(90m) 미만의 거리에서 진행되었다. [4] 시간이 흐르면서 해군 총은 더 커지고 사정거리도 넓어졌다. 처음에는 포탄 조준 기술을 이용해 조준했다. 포사격은 목표물을 향해 총을 쏘고, 발사체의 충격 지점(사격 낙하)을 관찰하며, 포탄의 착륙이 관측된 위치를 바탕으로 조준을 교정하는 등 사격거리가 늘어나면서 점점 어려워졌다.[3][5]

이전의 화재 제어 도구 및 시스템

남북전쟁과 1905년 사이에, 망원경이나 광학 레인지 검색기 같은 화재 통제에서 수많은 작은 개선들이 이루어졌다. 또한 교전 중 수동으로 배의 위치를 예측하기 위해 플롯 보드를 사용하는 것과 같은 절차적 개선도 있었다. 1905년경에는 드레이어 테이블, 두마레스크(드레이어 테이블의 일부이기도 했다), 아르고 클럭 등 기계식 화재 진압 보조 장치가 보급되기 시작했지만, 이러한 장치들이 널리 보급되기까지는 수년이 걸렸다.[6][7] 이 장치들은 초기 형태의 레인지 관리자였다.

장거리 포사 지휘 문제는 제1차 세계대전에서 주틀란드 전투와 함께 첨예하게 초점이 맞춰졌다. 당시 영국인들은 세계에서 가장 뛰어난 사격 통제 시스템을 가지고 있다고 생각했지만, 주틀란트 전투 동안 그들의 사격 중 단지 3%만이 실제로 목표물을 명중시켰다. 당시 영국인들은 주로 수동 화재 진압 시스템을 사용했다. 전투 중 기계식 화재 진압 시스템을 갖추고 있던 영국 함정이 최고의 사격 성적을 올렸다.[8] 이러한 경험은 레인지키퍼들이 표준 이슈가 되는 데 기여했다.[9]

전원 드라이브 및 원격 전원 제어(RPC)

미 해군이 처음으로 사정거리 관리인을 배치한 것은 1916년 미국 텍사스호에 있었다. 당시 기술의 한계 때문에 초창기 레인지퍼들은 조잡했다. 제1차 세계 대전 동안 항로 관리인들은 자동으로 필요한 각도를 생성할 수 있었지만, 선원들은 수동으로 항로 관리인의 지시를 따라야 했다("포인터 팔로우" 또는 "포인터 팔로우"라고 불리는 임무). 포인터 팔로잉은 정확할 수 있지만, 승조원들은 연장전 동안 지칠 때 우발적인 실수를 저지르는 경향이 있었다.[10] 제2차 세계 대전 동안, 총들이 수동 개입 없이 자동으로 사정거리 담당자의 명령에 따라 조종할 수 있도록 하는 서보메나틱스(미국 해군에서는 "파워 드라이브"라고 불림)가 개발되었다. Mk. 1과 Mk. 1A 컴퓨터는 컴퓨팅 메커니즘에 대한 토크 부하를 최소화하기 위해 대부분 서보 위치인 약 20개의 서보마이시즘을 포함하고 있었다. 영국 해군은 1928년 HMS Champion에 RPC를 처음으로 실험적으로 설치했다. 1930년대에 RPC는 해군 탐조등 제어에 사용되었고, 2차 세계대전 동안 그것은 4인치, 4.5인치, 5.25인치 포탄 마운트에 점진적으로 설치되었다.[11] [12]

그들의 긴 복무 기간 동안, 레인지 키퍼는 기술이 발전함에 따라 자주 갱신되었고, 제2차 세계 대전에 의해 그들은 통합된 화재 통제 시스템의 중요한 부분이 되었다. 제2차 세계 대전 초기에 레이더가 화재 통제 시스템에 통합됨으로써 선박들은 악천후와 야간에 장거리에서 효과적인 사격 작전을 수행할 수 있는 능력을 갖게 되었다.[13]

제2차 세계 대전의 서비스

제2차 세계 대전 중에는 「범위키퍼」라는 명칭이 부적당하다고 여겨질 정도로 범위키퍼 역량이 확대되었다. 인간 계산기를 위해 남겨두었던 컴퓨터라는 용어가 레인지키퍼 장비에 적용되게 되었다. 제2차 세계 대전 이후, 디지털 컴퓨터가 레인지 키퍼를 대체하기 시작했다. 그러나 아날로그 레인지키퍼 시스템의 부품은 1990년대까지 미 해군과 함께 계속 사용하였다. [14]

이러한 아날로그 컴퓨터의 성능은 인상적이었다. 1945년 시험 중 전함 노스캐롤라이나호는 고속 회전을 거듭하는 동안 목표물에 정확한 발사 용액을[15] 유지할 수 있었다. [16] 군함이 표적을 교전하면서 기동할 수 있는 것이 큰 장점이다.

장거리 해상 교전은 레이더 데이터를 레인지 관리인에게 입력할 수 있게 되면서 실현 가능해졌다. 이 조합의 효과성은 1942년 11월 제3차 사보섬 전투에서 미 워싱턴함이 야간에 8,400야드(7.7km)의 사정거리에서 일본 전투기인 기리시마와 교전하면서 입증됐다. 키리시마호는 불길에 휩싸였고, 여러 차례의 폭발을 겪었으며, 선원들에 의해 몸싸움을 당했다. 그녀는 75발 중 9발의 16인치(410mm)를 맞았다.[3] 기리시마호의 난파선은 1992년 발견돼 뱃머리 부분 전체가 빠져 있는 것을 보여줬다.[17] 제2차 세계대전 당시 일본군은 레이더나 자동 사격통제장치를 미 해군 수준으로 개발하지 않아 상당한 불이익을 받았다.[18] 영국 해군은 제1차 세계대전에 그들의 기관총의 자이로스코프식 안정화를 도입하기 시작했고 제2차 세계대전이 시작되면서 기관장 제어가 장착된 모든 군함들은 자이로스코프식으로 조종되는 총구를 갖게 되었다.[19]

적어도 미국 해군에게는 아날로그 레인지키퍼들의 마지막 전투행동이 1991년 페르시아만 전쟁에서[14] 아이오와급 전함을 탄 레인지키퍼들이 마지막 전투를 지휘했을 때였다.

건설

레인지 관리인은 매우 컸고, 선박 설계는 그들을 수용할 수 있는 식량을 만들어야 했다. 예를 들어 포드 Mk 1A 컴퓨터의 무게는 3,150파운드(1,430kg)이다. [20] 두께가 1인치(25mm) 정도인 Mk. 1/1A의 메커니즘 지지판은 알루미늄 합금으로 만들어졌지만 그럼에도 불구하고 컴퓨터는 매우 무겁다. 적어도 한 척의 재충전된 박물관 배에는 구축함 카신 영(지금의 보스턴에 있음), 컴퓨터와 스테이블 엘리먼트가 아직도 갑판 아래에 있는데, 그 이유는 제거하기가 너무 어렵기 때문이다.

레인지 키퍼는 싱크로 데이터 전송 링크를 위한 많은 수의 전기 신호 케이블이 필요했으며, 이 링크를 통해 다양한 센서(예: 총 책임자, 피트미터, 레인지파인더, 자이로 컴퍼스)로부터 정보를 수신하고 총에 명령을 전송했다.

이 컴퓨터들은 또한 부분적으로 배의 자체 총기를 발사함으로써 발생하는 충격을 견디기 위해서, 그리고 또한 적의 적들이 배의 다른 부분에 명중한 타격의 영향을 견디기 위해서, 형식적으로 튼튼해야 했다. 그들은 기능을 계속해야 할 뿐만 아니라, 정확성을 유지해야 했다.

Ford Mark 1/1A 메커니즘은 매우 넓은 개구부를 가진 대략적인 크기의 대형 주물 쌍에 장착되었고, 후자는 개스킷으로 덮였다. 개별 메커니즘은 두꺼운 알루미늄 알로이 판에 장착되었고, 상호연결 샤프트와 함께 하우징에 점진적으로 설치되었다. 진보적인 조립은 미래의 많은 컴퓨터들에 대한 접근은 점진적인 분해를 필요로 한다는 것을 의미했다.

Mk 47 컴퓨터는 Mk 1/1A에 비해 접근성이 획기적으로 향상되었다. 그것은 앞쪽 수직면에 대부분의 다이얼이나 모든 다이얼이 달린, 키가 크고 넓은 수납 캐비닛과 더 흡사했다. 그것의 메커니즘은 각각 매우 무거운 풀 아웃 슬라이드에 탑재된 6개의 섹션으로 제작되었다. 패널 뒤에는 일반적으로 티로 배열된 수평 및 수직 장착 플레이트가 있었다.

메커니즘

레인지 키핑의 문제

장거리포병술은 예술, 과학, 수학이 복합적으로 결합된 것이다. 발사체의 궁극적인 배치에 영향을 미치는 수많은 요소들이 있으며, 이러한 요소들 중 많은 것들은 정확하게 모델링하기 어렵다. 이와 같이 전함포의 정확도는 사정거리의 1%(때로는 더 좋고, 때론 더 나빠질 때도 있다) 쉘 대 쉘 반복성은 범위의 0.4%이었다.[16]

정확한 장거리 사격은 다음과 같은 여러 요소를 고려해야 한다.

  • 목표 코스 및 속도
  • 자체 선박 항로 및 속도
  • 중력
  • 코리올리 효과: 지구가 회전하고 있기 때문에 발사체에 작용하는 명백한 힘이 있다.
  • 내부 탄도: 총은 마모되며, 이 노화는 배럴을 통해 전송되는 발사체 수를 정확하게 세어 고려해야 한다(이 카운트는 새 라이너 설치 후 0으로 재설정됨). 배럴 온도와 동시에 발사되는 총기간의 간섭으로 인한 사격 대 사격의 변화도 있다.
  • 외부 탄도학: 발사체마다 탄도 특성이 다르다. 또한 공기 조건도 영향을 미친다(온도, 바람, 기압).
  • 시차 보정: 일반적으로 포와 표적점화장비(레이더, 총지휘자, 펠러루스 등)의 위치는 배의 다른 위치에 있다. 이것은 수정해야 하는 시차 오류를 생성한다.
  • 발사체 특성(예: 탄도 계수)
  • 분말충전중량 및 온도

이 모든 요소를 예측하고 보상하기 위한 계산은 복잡하고 빈번하며 손으로 하면 오류가 발생하기 쉽다. 복잡성의 일부는 많은 다른 출처로부터 통합되어야 하는 정보의 양에서 비롯되었다. 예를 들어 다음과 같은 센서, 계산기 및 시각 보조 기구의 정보를 통합하여 솔루션을 생성해야 한다.

  • 자이로 컴퍼스: 이 장치는 정확한 북방 선박 항로를 제공한다.
  • 레인지파이터: 대상까지의 범위를 결정하기 위한 광학 장치.
  • 피토미터 로그: 이 장치들은 자기 배의 속도를 정확하게 측정할 수 있었다.
  • 범위 시계: 이 장치들은 만약 지금 총을 발사했다면 발사체 충돌 당시 목표물의 사정거리를 예측할 수 있었다. 이 기능은 "범위 유지"로 간주될 수 있다.
  • 각도 시계: 이 장치는 지금 총을 발사했을 경우 발사체 충돌 당시 목표물의 방향성을 예측할 수 있도록 했다.
  • Plotting board: 대상의 미래 위치에 대한 예측을 가능하게 하는 포네리 플랫폼과 대상의 지도. (Mk.1과 Mk.1A 컴퓨터가 위치한 칸("룸")은 역사적 이유로 "플롯"이라고 불렸다.)
  • 다양한 슬라이드 규칙: 이 장치들은 필요한 총 방위각과 표고를 결정하는 데 필요한 다양한 계산을 수행했다.
  • 기상 센서: 온도, 풍속, 습도는 모두 발사체의 탄도학에 영향을 미친다. 미 해군 레인지퍼와 아날로그 컴퓨터는 다른 고도에서 풍속을 고려하지 않았다.

속도를 높이고 오류를 줄이려면 군은 이러한 계산을 자동화할 절실한 필요성을 느꼈다. 복잡성을 설명하기 위해 표 1은 포드 Mk 1 범위키퍼(ca 1931년)에 대한 입력 유형을 나열한다.[3]

표 1: WWII 이전 범위 관리자에 대한 수동 입력
변수 데이터 원본
범위 범위 검색기에서 호출됨
자기선박코스 자이로 컴퍼스 리피터
자체 선박 속도 피토미터 로그
대상코스 요율관리에 대한 초기 추정치
목표 속도 요율관리에 대한 초기 추정치
목표 베어링 이사로부터 자동으로
데이터 스팟팅 스팟터, 전화로

그러나 이 모든 데이터를 가지고도 레인지키퍼의 위치 예측은 전혀 틀리지 않았다. 레인지 키퍼의 예측 특성은 그것에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 장거리 포격을 받는 많은 선장들은 "체크 샐보"나 "사격의 낙하 기수"를 위해 격렬한 기동, 즉 마지막 살보 스플래시의 위치로 기동할 것이다. 레인지 키퍼들이 끊임없이 대상의 새로운 위치를 예측하고 있기 때문에 후속 인양이 이전 인조의 위치를 타격할 가능성은 낮았다.[21][full citation needed] 실용적인 레인지 관리자들은 복잡성을 허용 가능한 한계 이내로 유지하기 위해 목표물이 일정한 속도로 직선 경로로 이동하고 있다고 가정해야 했다. 일정한 회전 반경으로 선회하는 표적을 추적하기 위해 음파 탐지기를 만들었지만, 그 기능은 무력화되었다.[citation needed]

일반기법

그 데이터는 회전축에 의해 전송되었다. 이들은 지지판에 고정된 볼 베어링 브래킷에 장착되었다. 대부분의 코너는 직각으로 되어있었고, 1:1의 비율로 miter 기어에 의해 촉진되었다. 중량 슬라이드에 6개 섹션으로 모듈화된 Mk 47은 캐비닛 뒤쪽에 있는 샤프트와 함께 구간을 연결했다. 빈틈없는 설계는 이러한 샤프트에 의해 전달되는 데이터는 수동 영점 조정이나 정렬을 필요로 하지 않고, 이동에만 문제가 있다는 것을 의미했다. 통합 롤러로부터의 보조 추적 출력은 그러한 예 중 하나이다. 섹션이 다시 정상 위치로 미끄러져 들어가자 샤프트 커플링은 샤프트가 회전하는 즉시 결합되었다.[citation needed]

Mk. 1/1A의 일반적인 메커니즘에는 많은 미터 기어 디퍼렌셜, 4개의 3-D 캠으로 이루어진 그룹, 일부 디스크-볼-롤러 통합 장치 및 관련 메커니즘이 있는 서보 모터가 포함되었다. 이 모든 메커니즘은 부피가 큰 형태를 가지고 있었다. 그러나 컴퓨터 메커니즘의 대부분은 다양한 모양과 기능을 가진 넓은 판의 얇은 스택이었다. 주어진 메커니즘은 1인치(25 mm) 두께일 수 있고, 아마도 더 작을 수 있으며, 몇 개 이상은 아마도 14인치(36 cm) 두께일 수 있다. 공간은 프리미엄급이었지만, 정밀 계산의 경우, 더 넓은 폭은 슬라이딩 부품의 느슨함에서 기인하는 약간의 부정확성을 보상하기 위해 더 큰 총 이동 범위를 허용했다.

Mk 47은 하이브리드 차량으로, 전기적으로 어느 정도 계산을 하고 나머지는 기계적으로 했다. 기어와 샤프트, 디퍼렌셜, 그리고 완전히 밀폐된 디스크-볼-롤러 통합기어를 가지고 있었다. 단, 기계적 승수나 분해자("구성 요소 솔버")가 없었으며, 이러한 기능은 정밀 전위차계를 사용하여 곱셈을 수행하면서 전자적으로 수행되었다.

그러나 Mk. 1/1A에서는 전기 구동 서보를 제외하고 모든 컴퓨팅이 기계적이었다.[22]: Chapter 2

수학적 함수의 구현

추가 정보: 범위 유지에 대한 수학적 논의

아날로그 컴퓨터에 사용되는 구현 방법은 다양하고 다양했다. 아날로그 레인지키퍼에 대해 제2차 세계 대전 동안 구현된 화재 통제 방정식은 나중에 디지털 컴퓨터에서 구현된 것과 동일한 방정식이다. 핵심 차이점은 레인지키퍼들이 기계적으로 방정식을 풀었다는 점이다. 오늘날에는 수학적 기능이 기계적으로 구현되는 경우가 많지 않지만, 모든 공통적인 수학적 연산을 구현하기 위한 기계적 방법이 존재한다. 일부 예는 다음과 같다.

일반적으로 정비사가 단순히 "차동"이라고 부르는 차동 기어는 추가 및 감산 작업을 수행하는 데 종종 사용되었다. Mk. 1A에는 약 160개가 들어 있었다. 이 컴퓨터 장치의 역사는 오래된 것이다(안티키테라 메커니즘 참조.
기어비는 값을 상수로 곱하기 위해 매우 광범위하게 사용되었다.
  • 두 변수의 곱하기
Mk. 1과 Mk.1A 컴퓨터 승수는 유사한 삼각형의 기하학적 구조를 기반으로 했다.
  • 사인 및 코사인 생성(극-직사각형 좌표 변환)
이러한 메커니즘은 오늘날 해결사라고 불릴 것이다; 그것들은 기계 시대에 "구성요소 해결사"라고 불렸다. 대부분의 경우, 그들은 두 개의 수직 스카치 요크로 구성된 메커니즘으로 각도와 크기(라디우스)를 사인 및 코사인 성분으로 분해했다. 가변 크랭크핀 반경이 해당 벡터의 크기를 처리했다.
  • 통합
볼앤디스크 통합업체가[23] 통합 작업을 진행했다. 또한 Mk. 1과 Mk. 1A에 있는 4개의 소형 벤토사 통합업체는 각도에 따라 속도 제어 보정을 조정했다.
통합업체들은 회전식 디스크와 경첩이 달린 주조물에 장착된 풀 너비의 롤러를 두 개의 강한 스프링에 의해 디스크 쪽으로 끌어 내려놓았다. 트윈볼은 디스크가 정지된 상태에서 반경 입력을 자유롭게 움직일 수 있게 해주었고, 적어도 정적 테스트를 위해 매일 어떤 일을 했다. 통합업체는 직경 3, 4, 5인치(7.6, 10, 12.5cm)의 디스크로 만들어졌으며, 더 큰 정확도를 보였다. 포드 인스트루먼트 컴퍼니 통합업체들은 볼 캐리어 캐리지가 장시간 한 위치에 있을 때 마모를 최소화하기 위한 영리한 메커니즘을 가지고 있었다.
  • 구성 요소 통합업체
부품 통합업체는 기본적으로 벤토사 통합업체로, 모두 동봉되어 있었다. 전통적인 헤비볼 컴퓨터 마우스와 그것의 픽오프 롤러를 서로 직각으로 생각해 보라. 공 아래에는 마우스 볼을 회전시키기 위해 회전하는 롤러가 있다. 하지만, 그 롤러의 샤프트는 당신이 원하는 각도로 맞춰질 수 있다. Mk. 1/1A에서는 요율-제어 보정(목표 조준을 유지)이 공을 회전시켰고, 측면에 있는 두 개의 픽오프 롤러가 각도에 따라 움직임을 적절히 분배했다. 그 각도는 그 순간의 기하학적 구조, 즉 대상이 어느 방향으로 향하고 있는가에 달려 있었다.
피드백 루프에서 통합자를 사용하여 차별화를 수행했다.
  • 한 변수의 함수
레인지키퍼는 기능 값을 생성하기 위해 다수의 캠을 사용했다. 두 레인지 키퍼 모두 많은 페이스 캠(나선형 홈이 넓은 플랫 디스크)이 사용됐다. 표면 화재 제어(Mk. 8 레인지 키퍼)의 경우, 평탄 캠 하나만으로도 탄도학을 정의하기에 충분했다.
  • 두 변수의 함수
Mk. 1과 Mk 1A 컴퓨터에는 3차원 캠 4개가 필요했다. 이들은 입력에 원통형 좌표를 사용했으며, 하나는 캠의 회전이고, 다른 하나는 볼 팔로워의 선형 위치였다. 추종자의 반경방향 변위는 출력을 발생시켰다.

Mk. 1/1A 컴퓨터의 4개의 캠은 기계적 시간 퓨즈 설정, 비행 시간(이번에 발사에서 목표물 근처 또는 그 근처까지), 예측된 범위로 나눈 비행 시간, 수직 시차 보정과 결합된 편경사를 제공했다. (편경사는 본질적으로 중력 강하를 보상하기 위해 총통을 들어올려야 하는 양이다.)

서보 속도 안정화

Mk.1과 Mk.1A 컴퓨터는 전자기계적이었고, 그들의 기계적 계산의 많은 부분은 정밀한 속도의 구동 이동을 필요로 했다. 그들은 텅스텐 접점이 있는 가역식 2상 콘덴서 구동 유도 모터를 사용했다. 이것들은 주로 회전 자석 속도계와 유사하지만 토크가 훨씬 더 높은 회전 자기 드래그(에디 전류) 슬립 클러치에 의해 안정화되었다. 끌림의 한 부분은 모터에 맞춰져 있었고, 다른 한 부분은 상당히 뻣뻣한 스프링에 의해 제약을 받았다. 이 스프링은 접촉부의 null 위치를 모터 속도에 비례하는 양으로 상쇄하여 속도 피드백을 제공한다. 모터 샤프트에 장착된 플라이휠은 모터의 정지 상태에서 자기 끌림에 의해 결합되어 접촉 채팅을 방지했다. 불행히도 플라이휠도 서보들의 속도를 다소 늦췄을 것이다. 모터와 자기 드래그 사이에 다소 큰 플라이휠과 디퍼렌셜을 배치한 보다 정교한 계획은 총기 명령과 같은 중요한 데이터의 속도 오류를 없앴다.

Mk. 1과 Mk. 1A 컴퓨터 통합자 디스크는 일정하고 정확한 드라이브 속도를 제공하기 위해 특별히 정교한 시스템이 필요했다. 그들은 시계 탈출, 캠 작동 접점, 보석으로 만든 스퍼 기어 디퍼렌셜에 의해 속도를 조절하는 모터를 사용했다. 속도는 약간 진동했지만, 전체 관성은 그것을 효과적으로 일정한 속도 모터로 만들었다. 각 체크 표시에서 접점이 모터 전원을 켠 다음, 모터가 접점을 다시 열었다. 그것은 실제로 부하에 따른 모터 동력의 느린 펄스 폭 변조였다. 실행 시, 컴퓨터는 각 체크 표시에서 모터 전원을 켜고 끌 때 독특한 소리를 냈다. 즉, 캐스트 메탈 컴퓨터 하우징 안에 있는 기어 메쉬들이 똑딱거리는 소리를 "청크-청크" 소리로 퍼뜨렸다.

조립

시스템을 해체하고 재조립하는 방법에 대한 자세한 설명은 수백 페이지와 수백 장의 사진이 수록된 2권짜리 해군장교 팜플렛 OP 1140에 수록되어 있었다.[22] 재조립할 때, 하나의 메커니즘의 출력이 다른 메커니즘에 대한 입력과 동일한 숫자 설정(예:0)이 되도록 메커니즘 사이의 축 연결이 느슨해지고 메커니즘이 기계적으로 이동해야 했다. 다행히도 이 컴퓨터들은 특히 잘 만들어졌고, 매우 신뢰할 수 있었다.[citation needed]

관련 대상 시스템

2차 세계 대전 동안, 모든 주요 전쟁 강국들은 다른 레벨의 레인지 키퍼를 개발했다. [10] 레인지키퍼는 제2차 세계 대전 동안 화재 통제에 사용되는 전자기계 컴퓨터 종류 중 한 종류에 불과했다. 미국이 사용하는 관련 아날로그 컴퓨팅 하드웨어는 다음과 같다.

미국의 폭격기들은 노든 폭격조명경을 사용했는데, 노든 폭격조명대는 폭탄충돌 지점을 예측하기 위해 레인지키퍼와 유사한 기술을 사용했다.
미국 잠수함들은 TDC를 이용해 어뢰 발사 각도를 계산했다. 이 장치는 또한 "위치 유지"라고 불리는 범위 유지 기능을 가지고 있었다. 제2차 세계대전 당시 표적 추적을 수행한 유일한 잠수함 기반 화재통제기였다. 잠수함 선체 내부의 공간이 제한적이기 때문에 TDC 설계자는 TDC를 할당된 용량 내에 장착하기 위해 상당한 포장 문제를 극복했다.
이 장비는 방공포를 지휘하는 데 사용되었다. 그것은 특히 V-1 비행 폭탄에 대해 좋은 평가를 내렸다.[24]

참고 항목

메모들

  1. ^ 기술적으로 장거리 함대포에는 리플(rifle)이라는 표현을 쓰는 것이 더 정확할 것이다. 그러나 여기서 총이라는 용어가 통용되고 그 명칭은 유지되고 있다.
  2. ^ "Chapter 19: Surface Fire Control Problem". Naval Ordnance and Gunnery. Annapolis, MA: United States Naval Academy. 1958 [1950]. NavPers 10798-A. Retrieved 2006-08-26.
  3. ^ a b c d A. Ben Clymer (1993). "The Mechanical Analog Computers of Hannibal Ford and William Newell" (PDF). IEEE Annals of the History of Computing. 15 (2). Retrieved 2006-08-26.
  4. ^ 두 개의 철갑판은 100야드부터 발끝까지 다양한 거리에서 계속 선회하며 발사한다. "Chronology of the USS Monitor: From Inception to Sinking". The Mariner's Museum. USS Monitor Center. Archived from the original on 2006-07-13. Retrieved 2006-08-26.
  5. ^ 포의 사정거리가 늘어나면서 함정은 광학 레인지파이터와 포병탐지기들이 전투를 볼 수 있는 매우 높은 관측 지점을 만들어야 했다. 함포 발견의 필요성은 해군 항공이 발달한 이유 중 하나였으며, 초기 항공기는 해군의 사격 지점을 포착하기 위해 사용되었다. 포병지대로 가는 방법으로 선박들이 유인 관측 풍선을 띄우는 경우도 있었다. 오늘날에도 포격은 총격을 지휘하는 중요한 부분이지만, 오늘날에도 종종 무인 항공기에 의해 그 조준을 한다. 예를 들어, 사막 폭풍 동안, UAV는 해안 폭격에 관련된 아이오와급 전함들의 불을 발견했다.
  6. ^ Mindell, David (2002). Between Human and Machine. Baltimore: Johns Hopkins. pp. 25–28. ISBN 0-8018-8057-2.
  7. ^ 그 이유는 이 느린 배치가 복잡하기 때문이다. 대부분의 관료적 환경에서와 마찬가지로, 제도적 관성과 요구되는 변화의 혁명적 특성 때문에 주요 해군들은 이 기술을 채택하는 데 있어 더디게 움직이게 되었다.
  8. ^ Mindell, David (2002). Between Human and Machine. Baltimore: Johns Hopkins. pp. 20–21. ISBN 0-8018-8057-2.
  9. ^ 영국 함대의 주틀란트에서의 활약은 많은 분석의 대상이 되었고 많은 기여 요인이 있었다. 미 해군과 크리그스마린의 장거리 포네리 퍼포먼스에 비하면 영국 포네리 퍼포먼스는 그다지 저조한 편은 아니다. 실제로 장거리 포병은 적중률이 낮은 것으로 악명이 높다. 예를 들어, 1930년과 1931년의 훈련 동안, 미국 전함들은 4-6% 범위의 비율을 맞추었다(Jurens).
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  13. ^ 업데이트의 정도는 국가별로 다양했다. 예를 들어, 미 해군은 방위각과 고도 양쪽 모두에서 그들의 총을 자동으로 조종하기 위해 서보메차니즘을 사용했다. 캠벨의 2차 세계대전의 해군무기에 따르면, 독일인들은 비보메차니즘을 이용하여 오직 높이에서만 그들의 총을 조종했고, 영국은 1942년부터 4인치, 4.5인치, 5.25인치 포의 높이와 편향에 리모트 파워 컨트롤을 도입하기 시작했다. 예를 들어, HMS 앤슨의 5.25인치 포는 그녀의 태평양 배치 시기에 맞춰 완전 RPC로 업그레이드되었다.
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  15. ^ 이 연습에서 레인지키퍼는 효과적인 흔들림 구조에 필요한 범위 내에 있는 수백 야드(또는 미터) 내에서 정확한 사격용액을 유지했다. 흔들흔들 살포는 미 해군이 목표물을 타격하는 데 필요한 최종 교정을 받기 위해 사용했다.
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참고 문헌 목록

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