【中国軍事技術普及科学】「無から無」から「百歩先から的を射る」まで、戦車砲の照準の進化

第一次世界大戦の過酷な塹壕戦の間、連合国と中央同盟国はそれぞれ独自の戦車を設計、実験し、人類史上初の戦車戦が勃発しました。戦車は、非常に効果的な対戦車兵器として、さまざまな国の視野に入ってきました。しかし、重力の影響により、戦車の主砲の軌道は曲がらざるを得ず、弾薬の飛行速度が遅いほど、軌道はより曲がることになります。歩兵支援の任務では、最初の射撃が外れた場合、2 回目の調整射撃を行うことができます。過酷な戦車戦では、頑丈な戦車もいつでも「鋼鉄の棺」に変わる可能性があるため、距離を正確に測定することが非常に重要です。

ビジョン！ビジョンが鍵です！

初期の戦車の場合、標的の大きさを記憶して比較することが重要な解決策となりました。中世の頃から、攻城兵器の使用者は、目標までの距離を大まかに測るために親指を使うことを学んでいた。このシステムは後に、より正確な粒度測距システムに置き換えられ、現代のすべての軍用望遠鏡で使用されています。正確な測距を実現するには、視野内のターゲットの幅を測定し、それをターゲットの既知の実際のサイズと比較して距離を大まかに見積もる必要があります。この観測方法は砲兵で広く使用されており、当然戦車にも応用されています。しかし、狭い水槽の中で腕を伸ばすのは容易ではありません。望遠鏡を使って距離を測るには、対象物の大きさを記憶するとともに、凹凸のある水槽の中で正確な測定を行う必要があり、これは非常に困難です。

（写真はM2/M3歩兵戦闘車の距離測定スケールです。出典：専門家データマップ）

これらの問題を解決するために、レチクル距離測定が誕生しました。近距離測距の代替として、レチクル測距では共通のターゲット サイズを選択します。たとえば、人の頭頂部から足の裏まで 1.7 メートル、または戦車の場合は高さ 3 メートルで、それぞれターゲットの下部と上部を狙うために地面の線と対角線が描かれます。ターゲットの下部が地面の線と一致し、上部が対角線上の点と同じ高さにある場合は、上部の読み取り値を読み取り、射撃の基準として使用できます。この距離測定方法は広く使用されており、製造が非常に簡単で、距離測定が比較的正確であり、使用も非常に便利です。第二次世界大戦中のほとんどの戦車はこの測距方法を使用しており、これにより目標の戦車までの距離を迅速かつ正確に測定することができました。

（写真はゲーム内の1P59スコープ。倍率を調整することで距離を測ることができます。画像出典：ビリビリ）

光学技術の進歩により、より高度なレチクル距離測定方法も登場しました。一部の戦車や対戦車砲では、倍率を調整できる光学照準器が使用されており、視野内の標的のサイズを拡大または縮小できます。この場合は、ズーム機能のない接眼レンズプレートに円を描いて使用することができます。ターゲットの戦車が円内に収まる場合、ズーム比は正しい距離に対応します。この方法により、スコープは照準に適した倍率になり、リンクで別のレチクルと倍率調整を設定することもできます。ターゲットが円内に入ると、円の正確な中心が放物線軌道の事前照準点となり、直接射撃が可能になり、応答がはるかに速くなります。

機械！機械で問題を解決しましょう！

しかし、ズーム比と一般的なレチクルはどちらも同じ問題に直面しています。つまり、正確なターゲット戦車にしか射撃できないのです。背の高い「キングタイガー」戦車用に設計されたレチクルが、人の高さほどしかない94式戦車「豆戦車」を狙う必要がある場合、測距に誤差が生じやすく、修正が困難になります。同時に、レチクルの測距精度も比較的限られています。初速度が高い徹甲弾の場合、外部弾道は直線になる傾向があり、計算の難易度は比較的低く、命中率は許容範囲内です。より強力な手榴弾を発射した場合、その精度は実際の戦闘ではほとんど価値がありません。このため、多くの国が車両に距離計を搭載する研究を開始しています。

（写真は日本の戦艦大和に搭載された15メートル基線距離計。長距離測定の精度が高い。画像提供：捜狐）

機械式距離計の歴史は長い。 1894年から1895年の日清戦争時の手持ち式距離計から、第一次世界大戦時の画像と立体を組み合わせた距離計まで、半世紀を経てきました。第二次世界大戦中には、航空距離計などの応答速度が速い一連の機械式距離計が登場し、海軍で広く使用されました。ただし、立体距離計であっても合成画像距離計であっても、レンズの角度差から距離を計算できるように、2 つの観測点の間にかなりの距離が必要です。海軍の場合、前後のマスト間の距離は当然十分あるため、超幅広の装置を直接設置しても問題はありません。しかし、軍隊にとって、戦車の幅は4メートル未満です。たとえ戦車の両端に距離計を設置したとしても、精度は理想的ではありません。

（写真は光学距離計の距離測定方式。上は複合画像方式、下は立体視方式。画像出典：知乎）

アメリカとナチスドイツは第二次世界大戦中にこれを試み、長距離戦闘能力を確保するために戦車に距離計を設置しようとしたり、さらに一歩進んで距離計の測定値を砲兵の仰角制御に直接リンクさせ、自動的に長距離射撃のスケールを固定しようとしたりした。このデザインは第二次世界大戦後に人気が高まりました。ソ連はかつて、Su-122-54自走砲の指揮官用に独立した複合画像測距儀を設置したことがある。戦闘中、指揮官は距離を測定し、それを砲手に報告する責任を負っていました。アメリカはM48戦車に立体測距儀を採用したが、立体測距儀は合成像式よりも精度は高かったものの、訓練に時間がかかり視覚疲労を起こしやすいという欠点があったため、その後の改良型では再び合成像式に戻された。フランスは、AMX-30 戦車の砲塔の両端に測距儀のレンズの位置を設置し、測距儀が砲塔全体を貫通して最大の測距基線長を達成できるようにしました。

エコー！エコー測距が正解です！

冷戦初期には各国が戦車に光学距離計を搭載しようと試みたものの、光学距離計の自動化レベルが低すぎたため、射撃精度は主に人間の熟練度に依存していた。静止対静止の射撃では依然として良好な効果が得られますが、高低差のあるターゲットを向き、移動するターゲットを射撃する場合、効果は非常に低くなります。同時に、光学距離計の測距精度は低いです。ベースラインが 1 ～ 1.5 メートルの複合イメージング距離計の場合、誤差は 6 キロメートル以内でプラスマイナス 7% に達する可能性があります。ターゲットと戦車の間に高さの差があると、ターゲットを外しやすくなります。この問題を解決するために、各国の科学者は、まず敵の戦車を「攻撃」し、その後距離を測るという解決策を選択しました。

敵の戦車を「攻撃」するために最初に使用された武器は機関銃の弾丸でした。イギリス軍は、特殊な弾丸を使用して、砲兵隊の近くに12.7mm重機関銃を同軸に固定し、その弾道は砲兵隊の弾道に近かった。発射された特殊な測距弾は特定の距離で光を発します。弾が命中するまでに何回発光するかを計算することで、おおよその距離が求められます。機関銃の弾道は、砲兵の照準点が低すぎるか高すぎるかを推定するためにも使用できます。機関銃の弾が正確に戦車に命中することができれば、砲弾の軌道もほぼ同じになります。この設計は、12.7mm 測距砲を使用して発射される歩兵用無反動砲にも使用されています。戦車に命中できれば、弾道は正確であることを意味します。そうでない場合は、調整する必要があります。しかし、12.7mm機関銃の発射音はかなり大きく、標的に命中すると確実に標的が露出します。敵はあらゆる手段を講じて回避しようとするため、砲手は主砲で目標を攻撃するために再度狙いを定めなければなりません。

（写真はレーダー測距装置を搭載したT-62戦車。画像出典：百度關注册）

「弾丸」でターゲットを攻撃する試みの次には、レーダー波でターゲットを「攻撃」する試みが続きます。ソ連は数両のT-62戦車を実験的に改造し、巨大なレーダー送信アンテナを設置した。理論的には、レーダーが敵の戦車に向けられている限り、金属製の戦車のエコーが送信元に反射され、エコーに要する時間に基づいて戦車と目標物の距離が計算されます。ソ連の試みはほぼ成功したと言えるだろう。レーダー測距戦車の測距速度は光学測距装置をはるかに上回ります。理論的には、レーダー測距装置は戦車の砲兵に直接リンクできるため、弾道計算や砲兵の姿勢調整が非常に便利になります。しかし、レーダー距離計は非常に大きく、製造コストも高くなります。露出したレーダーアンテナは重機関銃やライフルでも簡単に破壊され、消耗品として使用することは全く不可能です。

（写真はレーザー測距機能を統合したT-72戦車に搭載された昼間砲手用望遠鏡。画像提供：知乎）

最終的に、レーザーは迅速な距離測定の最も実用的な手段となりました。レーザー光源のサイズが小さく、測距レーザーの出力が比較的低いため、戦車の射撃管制システムに簡単に統合できます。戦車は目標に向けてレーザー光線を発射し、目標は自然にレーザーを反射し、距離計の受信端で捕捉します。ターゲットまでの距離は、レーザーがターゲットに当たるまでの時間に基づいて計算されます。光は極めて高速で移動しますが、冷戦時代の電子技術ではもはや問題ではありません。しかし、レーザー距離計も完璧ではありません。結局、戦車のレーザーが散乱しています。葉や草を通過すると、草の上にレーザーエコーが生成され、距離計によって捕捉されます。より複雑な環境に直面する場合、戦車の砲手はエコーを正しく選択する必要があります。たとえば、密林の中で敵の戦車と対峙する場合、2 番目のエコーを使用して、葉や障害物によって反射されたレーザーを除去し、戦車の正しい距離パラメータを取得できます。同時に、レーザー測距の速度は非常に速いため、測距精度に問題がある場合は、信頼できる距離値が得られるまで距離を再度測定することができます。

戦車の測距問題は、過去 100 年間にわたる新技術の継続的な発明によってようやく解決されました。砲兵の垂直姿勢を調整する際、戦車はついにリードタイムを自動的に計算する機能を備えるようになりました。しかし、水平方向のリード計算ははるかに困難です。

制作：中国科学普及協会

制作者：光明オンライン科学部

著者: 黄天 (財東青科学技術イノベーションチーム)

レビュー専門家：劉暁峰（上級軍事科学ライター）

企画：金和