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文章開始前，
必須先感謝Samurai Inui公開的各種資料
以及網路上各個整理/保存歷史資料的熱心人士
沒有這些資料和照片，或是沒有他們的熱忱
就不可能寫出這篇文章。
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時序進入1944年，日本的戰爭機器進入慢性死亡的階段
美軍在空中和水下的雙重壓迫
讓大日本帝國生存所繫的南洋交通線柔腸寸斷，
戰略轟炸對日本本土工業的傷害也日益劇增。


哪怕是高速靈巧的驅逐艦，在飛機的面前也自身難保。



如此艱困的局勢，讓日本的陸海軍開始分頭推進水下運輸艦的計畫
最後催生了三式潛航輸送艇（馬路由）及波百一型潛水艦
而我們今天的主題，也是在這種背景下誕生的。



這裡不能不先提在橫須賀砲術學校發生的“下剋上”。


砲術嘛，自然崇尚大艦巨砲主義，
操作機槍、機砲的這種雕蟲小技，
很難和計算如何讓18吋艦砲命中40公里外目標的學問相提並論。
在橫須賀的海軍砲術學校內也是一樣，
研究九六式機砲技戰術的對空科，長期以來沒有什麼人氣，在資源上也受到排擠。
一直到1943年左右，
關於九六式的教範不僅有不少語意不清的翻譯文獻
某些型號的砲座甚至幾乎沒有教範，極度混亂


即使太平洋戰爭開戰後，對空作戰的重要性持續提高，
前線時常發來研究和解決問題的需求，
在橫須賀砲校擔任教頭，被稱為砲術之神的豬口敏平大佐
依然對於對空作戰的研究非常反對。

大尉、少佐層級的年輕教官們憂於現狀，
便趁豬口大佐某次離校時，直接找上校長，要求撤換教頭
校長無奈，只能接受教官們的要求，
並為了避免教官們再作亂，將教頭更換為以反戰出名的高松宮宣仁親王。


於是，橫須賀砲校對空科誕生了一批想法激進的青壯學院派
在軍中德高望重的豬口大佐則是被迫離校，
高升成為了戰艦武藏的艦長。



在橫須賀砲校的青壯派中，茂木明治大尉有非常重要的地位。
茂木過去的經歷也不簡單，
他在20歲，還是少尉候補生的時候，
擔任戰艦比叡的砲術士，
就獨立分析艦上的九八式射擊盤(火控計算機)，
並實際做出了簡化版。
之後擔任過驅逐艦野分的炮術長，
在1943年7月進入橫須賀砲術學校擔任教官。


他就是本篇文章的主角。



基本上日軍的砲術和其他海軍的砲術一樣，
都是以命中公算，也就是圓機率誤差（CEP）為基礎
只要目標進入理論上的高機率落彈區域，接下來就是盡人事聽天命
要是發生了像大和號跨射白平原號那樣的事件，
除了表示“天欲亡我”也無可奈何。
再加上二戰時，大多數的防空彈幕主要起的是心理作用
哪怕是美軍用上了VT引信的五吋砲彈幕，
在決心要玉碎的飛行員面前，被突破的概率也會大大增加。
這主要源於時代和技術的限制，
至少工業技術要再提升一個世代才能解決。



日本海軍卻顧不得這些了。
日本海軍的機砲彈藥配給量本就不算很闊綽
九六式的砲手長期有實彈訓練不足的問題，
前線為此甚至設計出了水柱訓練之類的克難做法。
而在1944年工業狀況惡化後，
需要應對的防空作戰卻持續增加，
彈藥存量已經到了必須數著日子過的地步。



茂木一派主張為了節省彈藥，一切以命中為最高指標。


https://i.imgur.com/MRG8iAu.jpeg
茂木在分析九六式的外彈道後
得出了若是要最大化命中目標，目標必須在彈道的上昇弧內
也就是彈道頂點之前被命中的結論，
即1500米以內。
這是後續很多文獻提到的“九六式有效射程1500米”的由來
是比步槍彈常用的“直射界”還要嚴的標準。
需要注意的是，
這是針對3000米外以280節迎頭飛來的目標計算的
實際開火的距離肯定不只1500米。



茂木不僅極端的主張1500米以外的射擊只是在“浪費彈藥”
也認為現有的機砲戰術有必要重新設計。
他反對依靠密集彈幕提升命中率的現行做法，
對以威嚇作用為主的遠程射擊深惡痛絕。
主張應該取消現有的連裝砲座和機砲指揮裝置
全數更換為人力操作的單裝機砲，
由各單裝砲進行準確的砲側瞄準，而非組成統一的彈幕，
以提升彈藥運用效率和應對多重目標的能力。



這不僅是和當時的世界海軍趨勢背道而馳的嶄新想法
顯然，也和日本海軍的主流意見是不相符的。
此時的日本海軍，防空士官兵們已經習慣了打出曳光彈幕
再進行滾動式修正的做法。
這種策略能最簡單的適應戰場上的各種情況，
但從茂木來看，卻有兩大缺陷：
1.需要先打一些曳光彈才能修正，彈藥效率太差
2.根據曳光彈的軌跡進行修正需要不少時間，
很可能會錯失掉射擊機會
這在為了節省彈藥而必須拉近交戰距離的現狀下會更為嚴重。



要有所改善，顯然必須要提升各砲首輪點射的命中率
要提升命中率，就需要更精密和準確的瞄具。
走LPR式的老路不可行，
那茂木就只有開發新瞄具一途了。

對此，茂木提出了兩大要點：
1.正確的瞄準
2.正確的諸元調定
若要提升命中率，這兩點缺一不可。
乍看之下是簡單的廢話，
難就難在要如何達到這兩點，
又迴避掉LPR式瞄具所有的缺陷？
能簡易、準確的瞄準，但結構簡單且方便大量生產；
能廣且精的設定目標的速度、距離、航向角，
但又能迅速的應對特性截然不同的各種目標?




五、角度式環型瞄準具

https://imgur.com/y4WqDff.jpg
茂木大尉所提案的角度式瞄準具，
和以往的環型瞄具不同，採用了獨特的原理。



上一篇文章提到的橢圓環型和水平保持式
都以固定目標的距離（2000公尺）、高度變化（平飛）為前提
再根據不同的速度調整前置量
因此對於正在俯衝、爬升、接近或遠離的目標都有較大的誤差。
此外，速度的測量主要是仰賴目測和估計，
精度自然達不到茂木的需求。



角度式瞄具顧名思義，不以速度，而是以角度為變數
這個角度指的是目標的航向和砲手的瞄準線之間的夾角。
https://imgur.com/DozqHDu.jpg
茂木預設目標的速度為300節，距離為1500米
由內向外有15度、30度、45度（也有70度之說）幾層環
砲手目測目標航向和瞄準線的夾角後，選擇相應的角度環射擊。


角度式環型瞄具拋棄了“敵機速度越快，提前量就要越大”的直覺
也不能應對航向角太大，或是正在遠離的敵人，
換取對應爬升、俯衝、逼近的目標的能力。
而且相較於肉眼測速，肉眼測角更簡單、更精確，
訓練也更方便。


茂木預設砲手不會射擊“有效射程”以外的目標，
又將預設的敵機速度設在較高的三百節，
即使實戰中的敵機速度和距離與想定有落差，
砲彈也較容易打到敵機前方，修正上較為方便
而且和橢圓環型與水平保持式完全固定的鐵環不同
若想要更改預設的敵機距離和速度
角度式環型瞄具的覘孔和鐵環可以上下或前後調節，
自由度較高，滿足精確調定的需求。


此外，一直以來的環型瞄準具，都是使用柱狀的照門
射擊遠方的目標時，照門本身就會遮住目標，很不方便
角度式環型瞄具的照門設了覘孔，改善瞄準視野。



1944年，擁有這些設計的角度式環型瞄具，
搭配茂木編寫的新射擊理論與教範
從橫須賀砲校開始向前線推廣。
除了在新出廠的砲上安裝外，
因為同是正圓環
戰地也有把水平保持式環型瞄具魔改成角度式的應急做法。
從大和號戰艦、摩耶、利根號重巡洋艦到各式潛水艦上
都能看見角度式環型瞄具的蹤跡。

https://i.imgur.com/lkjyY48.png
(I-400潛水艦上的角度式環形瞄具)
鑒於其優異的性能，
橫須賀砲校內部也有將角度式環型瞄具
裝上機砲射擊裝置的提案，
最終並沒有投入使用。



不過角度式環型瞄具首度投入實戰已是雷伊泰灣海戰，
聯合艦隊在之後並沒有多少活躍機會
加上日本的工業瀕臨崩潰，沒太多能裝上的新造艦
角度式環型瞄具的使用量客觀來說不算多。
另外，戰地裡的官兵們已經習慣曳光彈幕的戰法，
即使橫須賀砲校突然推了新版本，基層也難以吸收。
橫須賀砲校內就有茂木理論的反對者，

許多砲組仍然無視茂木提出的射擊理論，
採用依靠曳光彈修正的現行砲術。



不過，在雷伊泰灣海戰的當下，
戰艦伊勢、日向上的砲組已有不少接受了茂木的理論教育，
最終展現了不錯的防空成果。
而豬口前教頭（當時已晉昇為少將）指揮的戰艦武藏在空襲中被擊沉，
某種意義上，茂木也是出了口氣吧。



六、他牌產品


九六式本身作為外國引進的機砲的改進型
當日軍在對九六式進行各種改進時，
外國的同級商品是個重要的影響因素。
比方說日軍曾經參考了Flakvierling 38的佈局，
試作了一款四連裝砲座
曾經學習波佛斯，試作了使用彈夾的25mm機砲
也在九六式的新型砲口裝置上採用了萊茵金屬的設計。


因此，接下來的部分，
我會簡單介紹幾款日軍當時會遭遇到的"類鐵環"瞄具。



イ、波佛斯的直射瞄具

https://imgur.com/G8HYt1i.jpg
波佛斯和九六式都採用了迴旋手搭配俯仰手的設計，
瞄具的佈局也因此十分類似。


陸軍陣地用波佛斯40mm機砲主要有三種瞄準方式，
其一是由一個指揮儀統一射控，
二是一款擁有火控功能的計算器瞄具
三則是最簡單的直射瞄具。


由於陸軍型在重量、體積上的要求都比較鬆
通常使用時都是透過指揮儀將數砲連在一起組團，
砲側的機械瞄具只是備用而已。
但在海上，載具從小至數十噸的快艇到數萬噸的戰艦都有可能
體積、重量、供電上，都不可能處處設置指揮儀，
砲側瞄具的重要性就會顯著提高。



日軍擄獲的陸軍型波佛斯，使用最簡單的直射瞄具
不過和九六式不同，
波佛斯的迴旋手和俯仰手使用不一樣的鐵環。


https://imgur.com/hthKWRU.jpg
迴旋手使用的鐵環並不是環型，
而是削去了兩側最遠端的橢圓形(或是直接是長方形)。
沒有垂直向的分劃，
只負責根據敵機的水平速度估計提前量。
俯仰手則擁有比較完整的環型瞄具，
先依據目標速度選擇其中一個速度環
再根據敵機的航向選擇輻射線。



日軍雖然對波佛斯評價不錯，
並沒有考慮在九六式的瞄具上使用類似的設計。
手邊並沒有直接的資料，
但究其原因，
我覺得可能有日軍認為迴旋與俯仰分工的設計，
容易導致實戰時兩人跟蹤的目標不一，
降低戰鬥效率的因素。

在九六式上日軍就已經注意到了這個問題，
並考慮在後期的砲座恢復早期引進型號上
俯仰手也能控制迴旋的設計。
而波佛斯的瞄具設計讓兩人看到截然不同的瞄準畫面，
更容易在溝通和協作時發生誤解。



ロ、Flak 30系列的Linealvisier 21瞄具


https://imgur.com/YUBkBFW.jpg
德軍著名的Flak 30與Flakvierling 38 20mm機砲系列
也採用了特別的炮側瞄具設計。
它們主要運用的瞄具有幾種，
分別是和LPR式一樣採用"航向與速度"原理，
但結構差距很大、採用了反射式瞄具的
Flakvisier 35計算器瞄具；
將目標的角速度經由可變電阻轉化為準星移動量的
Flakvisier 38,40系列電子式瞄具；
可以透過安裝在砲身上的雷達搜索目標
也可以和車載射控電腦相連的
Flakvisier 45瞄具，
以及這次要介紹的，
結構最簡單的Linealvisier 21，
以及Schwebekreisvisier 30/38瞄具。



https://imgur.com/aL8wWEf.jpg
說簡單是簡單，Linealvisier 21擁有非常獨特的結構。
後瞄具有兩個呈45度夾角的玻璃鏡片
可以讓砲長從上方檢視射手的瞄準畫面；
前瞄具則是一個可以在鐵環上旋轉的表尺，
表尺從中心向外有刻度，以顏色區分成好幾段
代表秒速0~150公尺(即時速0~540公里)。

https://imgur.com/lDW3TUO.jpg
當敵機來襲時，
首先用距離轉輪前後移動鐵環，設定目標距離，
接著用手把將表尺轉到和敵機移動的方向看起來平行。
依據估計的敵機速度，
將後瞄具的覘孔、表尺上的相應刻度與目標對齊，
就可以獲得射擊前置量。
假如要應對正面飛來的目標，
只要將表尺轉成縱向，就可以簡單的應對。


可以看到，Linealvisier 21本質上和
速度式正圓環型瞄準具是一致的
不過增加了距離的調整能力和功能更好的照門。



ハ、Schwebekreisvisier 30/38傾斜環式瞄具


這兩款瞄具主要出現在單管的Flak 30/38機砲上
主要在沒有測距手段的情況下搭配曳光修正法使用。


https://imgur.com/uWWLebI.jpg
Schwebekreisvisier 30/38的前瞄具分為外環
和隨著擺錘轉動的內環。
每一套瞄具都配有三種大小的內環，
分別可以應對50~75、75~115、115~180三種速度區間
由砲長依據當地可能應對的目標挑選安裝。
內環與擺錘的角度可以調整，
適應敵機的飛行角度變化。


https://imgur.com/AgdeEqd.jpg
當敵機來襲時，可以透過速度調整輪將前瞄具前後移動，
進行目標速度的微調
接著砲手將眼睛貼上目鏡，
覘孔、內環的邊緣和敵機連成一線，
並使敵機的航向指向內環的中心，
獲得大略的提前量。

由於擺錘的作用，無論機砲如何俯仰，
內環始終會保持在一個固定的角度，
以投影的原理進行前置量的仰角修正。



因為沒有考慮距離的因素，
以及20mm砲彈本身的彈道性能，
Schwebekreisvisier 30/38最遠只能應對1200米遠的目標，
而且只能用於最初的前置量估計，
後續的射擊就必須完全依靠曳光彈來修正。

拆換內環的設計使得它難以應對類型不同的目標，
射擊和操砲的震動也會使得擺錘帶動內環一起晃動，
影響砲手瞄準。
固定內環角度的設計讓低仰角時瞄準變得非常困難，
無法接戰地面目標
為此Schwebekreisvisier 38在防空瞄具旁邊增設了導軌，
可以安裝對地射擊用的望遠瞄準鏡。



九六式的各款改進砲側瞄具，化用了其他設計的元素，
並加以改進和簡化，更符合艦艇使用的需求。
而其中，也有角度式瞄具這樣的獨門設計，
試圖在可動部件極少的情況下
滿足泛用和性能的拉扯。


電子工業的不成熟、製造技術的落後、
產業規模的不足、理論科學的停滯、
既有固件的限制再加上巨大的戰爭需求，
種種因素造成了日本在二戰時不能、不想、
不可以製造使用陀螺儀、雷達的砲側瞄具的現實。
不管是陀螺儀還是雷達，
主要功能都是自動並精確的測定目標的動態資訊
要彌補這個不足，能做的就只有針對砲術進行改進，
妥善利用基本物理、機械原理和有限的生產能力
貼合對戰場應用的理解
將本來只能備用的機械瞄具，簡化操作並降低數據測定的難度
催生出具有主戰能力的性能。

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雖然和九六式無關，但由於常常在討論中被提及，
這裡就補充性的介紹一下Mark 14陀螺儀瞄準具的原理。


https://i.imgur.com/qDHN8GR.jpeg
https://i.imgur.com/UJDSMfw.jpeg
Mark 14本質上是一種操作極簡化的"航路與速度"瞄具，

此時一旁的距離調定手經由轉鈕輸入目標的距離，
射手就可以依據準星的提前量開火射擊。


https://i.imgur.com/7zROpz6.jpeg
陀螺儀的存在簡化了計算器瞄具的使用
大幅加快了接戰的速度和精度，



陀螺儀會記錄下所有瞄具的移動，
因此砲手必須穩定、平滑的跟蹤目標
否則所有抖動都會影響火控的計算

"航路與速度"瞄具需要的持續數據輸入，
重擔落在了距離調定手肩上。
由於陀螺儀只能感知目標的角速度
且Mark 14不具備LPR式那樣由砲組輸入目標航向角的功能，
面對靠近和飛離的目標，
距離調定手必須頻繁且策略性的調整距離，才能避免太大的誤差。
加上距離調定手也必須根據曳光彈進行彈道修正，
接戰過程中，距離測定手基本不能讓距離旋鈕停下來。
然而和LPR式一樣，只要瞄具的設定被調整，準星環前置量就會立刻被改變
準星也會因此被甩離目標，造成砲手的困擾。
所以美軍在教範中，
非常強調距離調定手必須平滑的轉動旋鈕，
否則會影響砲組接戰的效率
而這在砲座快速旋回和俯仰的狀態下，非常的有挑戰性。


不過假如砲組能完全發揮能力，Mark 14提供的射擊精度將非常驚人。


戰術層面，
Mark 14教範要求砲手交戰全程將準星環套在目標上，
否則無法產生準確的射擊解算
因此只能用於追蹤射，
和日軍主流的點射並不相容。
當然，日軍偏好點射有連裝砲座迴旋、俯仰速度不夠的因素
但採用人力帶砲的砲座，
固然因為輕巧而有比較快的運轉速度
實際上操作起來遠不如由機械結構帶動的連裝砲座平滑
(比較好的例子就是拍攝火箭發射時，
相對於靈巧的手持攝影機，跟蹤用的機械平台更能獲得穩定的影像)
加上砲口焰和震動對砲手的干擾，
日軍認為人力砲座並不適合用於追蹤射
故日軍即使是單裝砲座，也以點射策略為主。


從各種層面上，Mark 14都是一款和日軍的路線大相逕庭的瞄準具。
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終於發出來了...
因故無法在上周發文，結果多了一周可以補充資料，
篇幅就變成這樣了....

即使是砲側的鐵環瞄具這樣一個
範圍極小、深度有限
很多人甚至從未留意的主題
綜合考慮技戰術之後，也可以形成一段鮮明、立體的歷史。

希望我粗淺的文筆，可以讓大家認識到兵器技術史
並不是幾個字就可以概略帶過的二元形象，
而是凝聚了許多人的鮮血、時間、心力的故事。

喜歡這樣的文章的話，
每一個討論的推文都會是我撰寫文章的動力。

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