維克斯鐘是早期無畏級戰艦火控系統的基礎，即射程計算機（後來專指早期機械式模擬計算器）。
維克斯鐘是第一種用於炮術計算的積分裝置，它可將金屬球位於位於轉動盤面上的位置轉換成轉軸的不同轉速輸出，而轉軸亦可驅動計數器或鐘。計數器或鐘通過指針或讀數顯示輸出軸轉動所指示的數據，實際上它將可變化率的變化量累計求和。此鐘的機械運行機制也稱為“變速傳動裝置”。圖示是維克斯鐘的簡化運行原理圖，圖中水平的轉盤以恆定角速度轉動，與金屬球相連的輸出轉軸的旋轉速率則取決於金屬球與盤面的接觸位置。由於輸出轉軸還會與其他裝置相連線，這樣才能以其轉速驅動其他裝置的正常運轉，所以鐘內旋轉盤面必須與最外層的鐘面平行。
德雷爾火控台中也採用了類似的維克斯鐘，其鐘的輸出轉軸驅動一根長螺桿，而螺桿也同樣與一套垂直於標繪紙面的鉛筆架相連，它可根據轉軸不同的轉動情況標繪不同的圖線。維克斯積分器最主要的問題在於與盤面接觸的金屬球可能會在盤面上滑動，而不是轉動。英國巴爾-斯特勞德公司設計的類似裝置採用不易受磨損的硬質鋼製金屬輪（非金屬球），利用外力將其緊壓在以恆定速度轉動的盤面上，以防止其滑動。後來義大利、日本海軍也曾採用這種維克斯鐘。
基本介紹
- 中文名：維克斯鐘
英國皇家海軍利用維克斯鐘來計算兩艦之間不斷變化著的距離，維克斯鐘與普通機械鐘錶相似，這也是其名的由來，鐘錶通常為圓盤形，其外緣刻著刻度，鐘面中心有一根可旋轉的指針，用來指示外緣的距離刻度。使用時，先以維克斯鐘設定當前兩艦之間的距離和估計的兩者之間的距離變化率，其指針移動和所指示的距離刻度則顯示到未來某個時間點所對應的距離估計值。
整個鐘內部的主體部件是一隻以恆定速度轉動的盤輪，根據旋轉運動的特性，此盤輪外緣質點的運動的線速度（其切線方向上速度以英寸/秒為單位）比更靠近旋轉軸的質點的運動的線速度要快。基於此，一個由長桿連線的金屬球便可根據與盤面接觸點距盤面旋轉軸心的距離遠近，獲得不同的旋轉速度，因為金屬球與旋轉的盤面接觸後，會因兩者的摩擦而使圓球也開始轉動，而其轉動的角速度直接與它和盤面接觸點的線速度有關。因此，也可以說，金屬球在距離盤面旋轉軸心更近的位置時，其轉動角速度較小，而反之則較大。在盤面上，金屬球及其連桿的延長線必經過旋轉軸心，即連桿必垂直於它與轉盤外緣的切線。金屬球與盤面位置接觸位置不同，會產生不同轉動角速度，它隨著與金屬球相固定的連桿傳輸出來，而此連桿的轉動則直接與盤面上指示距離的指針相連，連桿轉動的角速度的不同也直接通過指針在有刻度的外側盤面上的轉動速度體現。對於金屬球與內部轉盤盤面上接觸點的位置，則由距離變化率確定，此轉盤與金屬球一起也稱為“無級變速運動”。
最初，人們總是傾向於認為對於兩艘航向和速度都保持不變的船隻來說，他們之間的距離變化率是恆定的（但卻是不正確的）。因此，當時雖然已經出現了維克斯鐘，但是它的設計仍採用運行期間無法重新設定新參數的模式，它也只是一種可替代易出錯的心算（距離變化率與所設定的固定時間相乘）的機械式計算器。隨著對戰艦炮術相關的距離問題的認識不斷加深，人們逐漸意識到在兩艘船隻的航向和速度都保持不變的情況下，其距離變化率也可能是變化的，因此在運用維克斯鐘的過程中，需要對其參數進行重新設定，通常情況下是每隔一分鐘重新 設定一次距離變化率（如果要頻繁的設定距離變化率，以當時所使用的德梅里克計算器或純粹靠觀測來估計距離變化率這兩種手段而言，顯然較為困難）。此外，在此類距離鐘使用較長時間後，由於金屬球持續與盤面摩擦，使其表面形狀被磨損，致使其圓周長（滑程）減少，導致準確性逐漸降低；而由於轉盤轉動速度過快，或由於金屬球長時間在轉盤外緣以較高的線速度運動，也會導致金屬球與連桿斷裂。
維克斯鐘也稱為“積分器”，通過輸入距離變化率參數，維克斯鐘輸出當前距離，它能把估計的當前距離的增量累加起來，積分器在這裡所發揮的作用，頁正如在微積分學裡“積分”所定義的那樣，能夠將變數的連續變化量求和，後來它也成為綜合式火控系統的關鍵組成部分。從1903年維克斯鐘的原型被設計出來後，經過廣泛的宣傳與推銷後，到1906年它就已經流行於當時各主要國家海軍火控系統中，英國皇家海軍也不例外，但並沒有將這種鐘置於桅桿高處的火控系統艙室中，而是將其放置在負責各種信息數據匯總、處理和分發的傳送站（也就是後來的火控中心）里。正是在這一時期，海軍逐漸將“鐘”這一名稱指代早期艦用機械式火控計算機。比如1912年出現並流行的普蘭（Pollen）計算機就稱為“阿爾戈鐘”（Argo Clock），它由英國律師亞瑟·普蘭創建的阿爾戈公司製造。在後來出現的德雷爾火控台的基礎上，英國皇家海軍致力於將這類計算機與自動的標繪裝置集成到一個工作檯上，正如隨後開發的“海軍火力指揮控制台”，從這一角度看，美國海軍後來裝備使用的“福特距離計算機”也屬於一種火控工作檯。到1913年時，這種距離計算鐘經過一系列改進後，盤面上增加了第二根指針，該指針的位置與主指針所夾的角度相對固定，它可以為需要修正的艦炮射擊距離提供一個固定的修正量。對於目標運動的分量，通常也用作標繪或炮術參數設定時的修正量。
