Los sistemas de control de fuego de cañones de barcos ( GFCS ) son sistemas de control de fuego analógicos que se utilizaban a bordo de buques de guerra navales antes de los modernos sistemas electrónicos computarizados, para controlar la orientación de los cañones contra barcos de superficie, aviones y objetivos costeros, ya sea con observación óptica o por radar . La mayoría de los barcos estadounidenses que son destructores o más grandes (pero no escoltas de destructores, excepto los FFG o portaaviones de escolta designados posteriormente por DEG de la clase Brooke) emplearon sistemas de control de fuego para cañones de 5 pulgadas (127 mm) y más grandes, hasta acorazados, como la clase Iowa . .
A partir de los barcos construidos en los años 1960, los cañones de los buques de guerra eran accionados en gran medida por sistemas computarizados, es decir, sistemas controlados por computadoras electrónicas, que estaban integradas con los sistemas de control de disparo de misiles del barco y otros sensores del barco. A medida que avanzó la tecnología, muchas de estas funciones finalmente fueron manejadas íntegramente por computadoras electrónicas centrales.
Los componentes principales de un sistema de control de disparos de armas son un director controlado por humanos , junto con un radar o una cámara de televisión, o posteriormente reemplazado, una computadora, un dispositivo estabilizador o giroscopio y un equipo en una sala de trazado. [1]
Para la Marina de los EE. UU., la computadora de artillería más común era la Ford Mark 1, más tarde la Computadora de control de fuego Mark 1A , que era una computadora balística analógica electromecánica que proporcionaba soluciones de disparo precisas y podía controlar automáticamente uno o más soportes de armas contra objetos estacionarios o objetivos en movimiento en la superficie o en el aire. Esto dio a las fuerzas estadounidenses una ventaja tecnológica en la Segunda Guerra Mundial frente a los japoneses, que no desarrollaron el control remoto de potencia para sus armas; Tanto la Armada de los EE. UU. como la Armada japonesa utilizaron la corrección visual de los disparos mediante salpicaduras de proyectiles o ráfagas de aire, mientras que la Armada de los EE. UU. aumentó la detección visual con radar. Estados Unidos no adoptaría las computadoras digitales para este propósito hasta mediados de la década de 1970; sin embargo, se debe enfatizar que todos los sistemas analógicos de control de fuego antiaéreo tenían severas limitaciones, e incluso el sistema Mark 37 de la Marina de los EE. UU. requería casi 1000 rondas de munición de espoleta mecánica de 5 pulgadas (127 mm) por muerte, incluso a fines de 1944 . 2]
El sistema de control de disparos Mark 37 incorporó la computadora Mark 1, el director Mark 37, un elemento estable giroscópico junto con el control automático del arma, y fue el primer GFCS de doble propósito de la Marina de los EE. UU. que separó la computadora del director.
El control del fuego naval se parece al de los cañones terrestres, pero sin una distinción clara entre fuego directo e indirecto. Es posible controlar varios cañones del mismo tipo en una única plataforma simultáneamente, mientras tanto los cañones que disparan como el objetivo están en movimiento.
Aunque un barco se balancea y cabecea a un ritmo más lento que un tanque, la estabilización giroscópica es extremadamente deseable. El control del fuego de armas navales implica potencialmente tres niveles de complejidad:
Se pueden hacer correcciones para la velocidad del viento en la superficie, el balanceo y el cabeceo del barco que dispara, la temperatura del cargador de pólvora, la deriva de los proyectiles estriados, el diámetro del orificio del arma individual ajustado para la ampliación de disparo a disparo y la tasa de cambio de alcance con modificaciones adicionales. a la solución de disparo basándose en la observación de disparos anteriores. Los sistemas de control de incendios más sofisticados consideran más de estos factores en lugar de depender de la simple corrección de la caída observada del proyectil. A veces se incluían marcadores de tinte de diferentes colores con los proyectiles grandes para que los cañones individuales, o los barcos individuales en formación, pudieran distinguir las salpicaduras de los proyectiles durante el día. Las primeras "computadoras" eran personas que usaban tablas numéricas.
La Royal Navy era consciente de la caída de la ventaja de observación de disparos del disparo de salvas a través de varios experimentos ya en 1870, cuando el comandante John A. Fisher instaló un sistema eléctrico que permitía disparar simultáneamente todos los cañones del HMS Ocean , el buque insignia de la Estación China . como segundo al mando. [a] Sin embargo, la Estación o la Royal Navy aún no habían implementado el sistema en toda la flota en 1904. La Royal Navy consideró a Rusia como un adversario potencial durante El Gran Juego , y envió al teniente Walter Lake de la División de Artillería de la Armada y al comandante Walter Hugh Thring. [3] de la Guardia Costera y Reservas, esta última con un ejemplo temprano de Dumaresq , a Japón durante la Guerra Ruso-Japonesa . Su misión era guiar y entrenar al personal de artillería naval japonés en los últimos avances tecnológicos, pero lo más importante para la Armada Imperial Japonesa (IJN) era que conocían bien los experimentos.
Durante la Batalla del Mar Amarillo del 10 de agosto de 1904 contra la Flota Rusa del Pacífico , el acorazado IJN Asahi , construido por los británicos, y su barco gemelo, el buque insignia de la flota Mikasa , estaban equipados con los últimos telémetros Barr y Stroud en el puente, pero los barcos no fueron diseñados para apuntar y disparar coordinadamente. El jefe de artillería de Asahi , Hiroharu Kato (más tarde comandante de la flota combinada ), experimentó con el primer sistema director de control de fuego, utilizando un tubo parlante (voicepipe) y comunicación telefónica desde los observadores en lo alto del mástil hasta su posición en el puente donde realizó los cálculos de alcance y deflexión, y desde su posición hasta las torretas de 12 pulgadas (305 mm) hacia adelante y hacia atrás. [4]
Con la salva semisincronizada disparada tras su comando de voz desde el puente, los observadores que usaban cronómetros en el mástil pudieron identificar la salva distante de salpicaduras creadas por los proyectiles de su propio barco de manera más efectiva que tratar de identificar una sola salpicadura entre las muchas. [b] Kato dio la orden de disparo de manera consistente en un momento particular de los ciclos de balanceo y cabeceo del barco, simplificando las tareas de disparo y corrección que antes se realizaban de forma independiente con precisión variable utilizando medidores de horizonte artificiales en cada torreta. [c] [4] Además, a diferencia de las torretas, estaba a pasos del comandante del barco dando órdenes de cambiar el rumbo y la velocidad en respuesta a los informes entrantes sobre los movimientos del objetivo.
Kato fue transferido al buque insignia de la flota Mikasa como jefe de artillería, y su primitivo sistema de control estaba en funcionamiento en toda la flota cuando la Flota Combinada destruyó la Flota Rusa del Báltico (rebautizada como Segunda y Tercera Flota del Pacífico) en la Batalla de Tsushima. durante el 27 y 28 de mayo de 1905.
Los sistemas centralizados de control de fuego naval se desarrollaron por primera vez en la época de la Primera Guerra Mundial . [7] El control local se había utilizado hasta ese momento y permaneció en uso en buques de guerra y auxiliares más pequeños durante la Segunda Guerra Mundial . Las especificaciones del HMS Dreadnought se finalizaron después de que el observador oficial a la IJN a bordo de Asahi , el Capitán Pakenham (más tarde Almirante), presentara el informe sobre la Batalla de Tsushima , quien observó de primera mano cómo funcionaba el sistema de Kato. A partir de este diseño, los grandes buques de guerra tenían un armamento principal de un tamaño de cañón en varias torretas (lo que simplificaba aún más las correcciones), facilitando el control central del fuego mediante disparo eléctrico.
El Reino Unido construyó su primer sistema central antes de la Gran Guerra. En el corazón había una computadora analógica diseñada por el comandante (más tarde almirante Sir) Frederic Charles Dreyer que calculaba la tasa de alcance, la tasa de cambio de alcance debido al movimiento relativo entre los barcos que disparaban y los objetivos. La Mesa Dreyer iba a ser mejorada y servida en el período de entreguerras, momento en el que fue reemplazada en barcos nuevos y reconstruidos por la Mesa de Control de Incendios del Almirantazgo . [d]
El uso del disparo controlado por el director junto con la computadora de control de fuego movió el control de la colocación de armas de las torretas individuales a una posición central (generalmente en una sala de trazado protegida debajo del blindaje), aunque los soportes de armas individuales y las torretas de armas múltiples podían retener una opción de control local para usar cuando el daño de la batalla impidió que el director colocara las armas. Luego, las armas podrían dispararse en salvas planificadas, y cada arma daría una trayectoria ligeramente diferente. La dispersión del disparo causada por diferencias en los cañones individuales, los proyectiles individuales, las secuencias de ignición de la pólvora y la distorsión transitoria de la estructura del barco era indeseablemente grande en los rangos de enfrentamiento navales típicos. Los directores en lo alto de la superestructura tenían una mejor visión del enemigo que una mira montada en la torreta, y la tripulación que la operaba estaba alejada del sonido y el impacto de los cañones.
Los factores balísticos no medidos e incontrolables, como la temperatura a gran altitud, la humedad, la presión barométrica, la dirección y la velocidad del viento, requirieron un ajuste final mediante la observación de la caída del proyectil. La medición del alcance visual (tanto del objetivo como del impacto de los proyectiles) era difícil antes de la disponibilidad del radar. Los británicos preferían los telémetros de coincidencia, mientras que los alemanes y la Armada estadounidense, los de tipo estereoscópico. Los primeros eran menos capaces de alcanzar un objetivo confuso pero eran más fáciles para el operador durante un largo período de uso, los segundos eran lo contrario.
Durante la Batalla de Jutlandia , aunque algunos pensaban que los británicos tenían el mejor sistema de control de fuego del mundo en ese momento, sólo el tres por ciento de sus disparos alcanzaron sus objetivos. En aquel momento, los británicos utilizaban principalmente un sistema de control de fuego manual. [8] Esta experiencia contribuyó a que la informática de los guardabosques se convirtiera en un problema estándar. [mi]
El primer despliegue de un guardabosques por parte de la Marina de los EE. UU. fue en el USS Texas en 1916. Debido a las limitaciones de la tecnología en ese momento, los guardabosques iniciales eran toscos. Por ejemplo, durante la Primera Guerra Mundial, los guardabosques generaban los ángulos necesarios automáticamente, pero los marineros tenían que seguir manualmente las instrucciones de los guardabosques. Esta tarea se llamaba "siguiente de puntero", pero las tripulaciones tendían a cometer errores involuntarios cuando se fatigaban durante las batallas prolongadas. [9] Durante la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron servomecanismos (llamados "impulsores de potencia" en la Marina de los EE. UU.) que permitían que las armas se dirigieran automáticamente a las órdenes del guardabosques sin intervención manual, aunque los punteros aún funcionaban incluso si se perdía el control automático. Las computadoras Mark 1 y Mark 1A contenían aproximadamente 20 servomecanismos, en su mayoría servos de posición, para minimizar la carga de torsión en los mecanismos informáticos. [10]
Durante su larga vida útil, los guardabosques se actualizaron con frecuencia a medida que avanzaba la tecnología y, en la Segunda Guerra Mundial, eran una parte fundamental de un sistema integrado de control de incendios. La incorporación del radar al sistema de control de incendios a principios de la Segunda Guerra Mundial proporcionó a los barcos la capacidad de realizar operaciones efectivas de disparos a larga distancia con mal tiempo y de noche. [F]
En un barco británico típico de la Segunda Guerra Mundial, el sistema de control de fuego conectaba las torretas individuales con la torre directora (donde estaban los instrumentos de observación) y la computadora analógica en el corazón del barco. En la torre directora, los operadores apuntaban sus telescopios hacia el objetivo; un telescopio midió la elevación y el otro el rumbo. Los telescopios telémetros colocados en un soporte separado midieron la distancia al objetivo. Estas medidas fueron convertidas por la Mesa de Control de Fuego en rumbos y elevaciones para que los cañones dispararan. En las torretas, los artilleros ajustaron la elevación de sus armas para que coincidiera con un indicador que era la elevación transmitida desde la Mesa de Control de Fuego; una capa de torreta hizo lo mismo para el rumbo. Cuando las armas dieron en el blanco, se dispararon centralmente. [11]
La Aichi Clock Company produjo por primera vez la computadora analógica de ángulo bajo Shagekiban Tipo 92 en 1932. El Rangekeeper de la Armada de los EE. UU. y el Mark 38 GFCS tenían una ventaja sobre los sistemas de la Armada Imperial Japonesa en cuanto a operatividad y flexibilidad. El sistema estadounidense permite al equipo de la sala de trazado identificar rápidamente los cambios en el movimiento del objetivo y aplicar las correcciones apropiadas. Los sistemas japoneses más nuevos, como el Tipo 98 Hoiban y Shagekiban en la clase Yamato, estaban más actualizados, lo que eliminó el Sokutekiban , pero aún dependía de siete operadores. [ cita necesaria ]
A diferencia del sistema asistido por radar estadounidense, los japoneses dependían de telémetros ópticos promedio, carecían de giroscopios para detectar el horizonte y requerían el manejo manual de los seguimientos de Sokutekiban , Shagekiban , Hoiban y de las propias armas. Esto podría haber jugado un papel en el pésimo desempeño de los acorazados de Center Force en la Batalla de Samar en octubre de 1944. [12]
En esa acción, los destructores estadounidenses se enfrentaron a los acorazados blindados más grandes del mundo y los cruceros esquivaron proyectiles durante el tiempo suficiente para acercarse al alcance de disparo de los torpedos, mientras lanzaban cientos de balas precisas de 5 pulgadas (127 mm) dirigidas automáticamente al objetivo. Los cruceros no impactaron a los portaaviones de escolta que perseguían salpicaduras hasta que después de una hora de persecución se redujo el alcance a 5 millas (8,0 km). Aunque los japoneses seguían la doctrina de lograr la superioridad a largas distancias, un crucero fue víctima de explosiones secundarias causadas por impactos de los cañones únicos de 5 pulgadas de los portaaviones. Finalmente, con la ayuda de cientos de aviones con base en portaaviones, una maltrecha Fuerza Central fue rechazada justo antes de que pudiera haber acabado con los supervivientes del grupo de trabajo ligeramente armado de escoltas y portaaviones de escolta de Taffy 3. La anterior Batalla del Estrecho de Surigao había establecido la clara superioridad de los sistemas nocturnos asistidos por radar estadounidenses.
Las características de predicción de la posición del objetivo del guardabosques podrían usarse para derrotar al guardabosques. Por ejemplo, muchos capitanes bajo ataque con armas de largo alcance harían maniobras violentas para "perseguir salvas". Un barco que está persiguiendo salvas está maniobrando hacia la posición de las últimas salvas. Debido a que los guardabosques predicen constantemente nuevas posiciones para el objetivo, es poco probable que las salvas posteriores alcancen la posición de la salva anterior. [13] La dirección del giro no es importante, siempre que no sea predicha por el sistema enemigo. Dado que el objetivo de la siguiente salva depende de la observación de la posición y la velocidad en el momento en que impacta la salva anterior, ese es el momento óptimo para cambiar de dirección. Los guardabosques prácticos tenían que asumir que los objetivos se movían en línea recta a una velocidad constante, para mantener la complejidad dentro de límites aceptables. Se construyó un guardadistancias de sonar para incluir un objetivo dando vueltas en círculos con un radio de giro constante, pero esa función había sido desactivada.
Sólo la RN [14] y la USN lograron un control de disparo por radar "a ciegas", sin necesidad de detectar visualmente el buque contrario. Todas las potencias del Eje carecían de esta capacidad. Clases como los acorazados Iowa y Dakota del Sur podrían lanzar proyectiles sobre el horizonte visual, en la oscuridad, a través del humo o del clima. Los sistemas estadounidenses, al igual que muchas de las principales armadas contemporáneas, tenían elementos verticales giroscópicos estables, por lo que podían mantener una solución en un objetivo incluso durante las maniobras. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, los buques de guerra británicos, alemanes y estadounidenses podían disparar y maniobrar utilizando sofisticadas computadoras de control de fuego analógicas que incorporaban entradas de girocompás y nivel de giroscopio. [15] En la Batalla del Cabo Matapan, la Flota Británica del Mediterráneo utilizó un radar para tender una emboscada y mutilar a una flota italiana, aunque el fuego real estaba bajo control óptico mediante iluminación de conchas estelares. En la Batalla Naval de Guadalcanal, el USS Washington , en completa oscuridad, infligió daños mortales a corta distancia al acorazado Kirishima utilizando una combinación de control de fuego óptico y por radar; Las comparaciones entre el seguimiento óptico y por radar, durante la batalla, mostraron que el seguimiento por radar igualaba al seguimiento óptico en precisión, mientras que los rangos de radar se utilizaron durante toda la batalla. [dieciséis]
La última acción de combate de los guardabosques analógicos, al menos para la Marina de los EE. UU., fue en la Guerra del Golfo Pérsico de 1991 [17] cuando los guardabosques de los acorazados clase Iowa dirigieron sus últimas rondas en combate.
El Mark 33 GFCS era un director de control de tiro motorizado, menos avanzado que el Mark 37. El Mark 33 GFCS usaba una computadora de control de tiro analógica Mark 10 Rangekeeper . Todo el guardabosques se montó en un director abierto en lugar de en una sala de trazado separada como en el RN HACS, o el posterior Mark 37 GFCS, y esto dificultó la actualización del Mark 33 GFCS. [19] Podría calcular soluciones de disparo para objetivos que se mueven a hasta 320 nudos, o 400 nudos en picado. Sus instalaciones comenzaron a finales de la década de 1930 en destructores, cruceros y portaaviones con dos directores Mark 33 montados a proa y popa de la isla. Inicialmente no tenían radar de control de fuego y solo apuntaban con la vista. Después de 1942, algunos de estos directores estaban cerrados y se les agregó un radar de control de fuego Mark 4 en el techo del director, mientras que a otros se les agregó un radar Mark 4 sobre el director abierto. Con el Mark 4 se podrían apuntar aviones grandes a una distancia de hasta 40.000 yardas. Tenía menos alcance contra aviones que volaban a baja altura y los grandes barcos de superficie debían estar a menos de 30.000 yardas. Con el radar, los objetivos podían verse y alcanzarse con precisión durante la noche y en condiciones climáticas adversas. [20] Los sistemas Mark 33 y 37 utilizaron predicción taquimétrica del movimiento del objetivo. [19] La USN nunca consideró que el Mark 33 fuera un sistema satisfactorio, pero los problemas de producción en tiempos de guerra y los requisitos adicionales de peso y espacio del Mark 37 impidieron la eliminación gradual del Mark 33:
Aunque superiores a los equipos más antiguos, los mecanismos informáticos dentro del guardián de alcance ([Mark 10]) eran demasiado lentos, tanto para alcanzar soluciones iniciales al detectar un objetivo por primera vez como para adaptarse a los frecuentes cambios en la solución causados por las maniobras del objetivo. Por tanto, el [Mark 33] era claramente inadecuado, como lo indicaron algunos observadores en ejercicios de ataque aéreo simulados antes de las hostilidades. Sin embargo, el reconocimiento final de la gravedad de la deficiencia y el inicio de los planes de reemplazo se retrasaron debido a la dificultad de espacio debajo de la cubierta, mencionada en relación con el reemplazo [Mark 28]. Además, las prioridades de reemplazo de sistemas directores más antiguos y menos efectivos en el abarrotado programa de producción en tiempos de guerra fueron responsables del hecho de que el servicio [del Mark 33] se prolongara hasta el cese de las hostilidades. [21]
El Mark 33 se utilizó como director principal en algunos destructores y como director de batería secundaria/antiaéreo en barcos más grandes (es decir, en el mismo papel que el posterior Mark 37). Las armas que controlaba eran típicamente armas de 5 pulgadas: las de 5 pulgadas/25 o las de 5 pulgadas/38 .
El Mark 34 se utilizó para controlar las baterías principales de grandes cañoneras. Sus predecesores incluyen Mk18 ( clase Pensacola ), Mk24 ( clase Northampton ), Mk27 ( clase Portland ) y Mk31 ( clase Nueva Orleans ) [26] [27]
Según la Oficina de Artillería de la Marina de los EE. UU.,
Si bien los defectos no eran prohibitivos y el Mark 33 permaneció en producción hasta bastante tarde en la Segunda Guerra Mundial, la Oficina comenzó el desarrollo de un director mejorado en 1936, sólo 2 años después de la primera instalación de un Mark 33. El objetivo de reducción de peso no se cumplió, ya que el sistema director resultante en realidad pesaba alrededor de 8.000 libras (3.600 kg) más que el equipo que estaba previsto reemplazar, pero el Gun Director Mark 37 que surgió del programa poseía virtudes que compensaban con creces su peso extra. Aunque los pedidos de armas que proporcionó eran los mismos que los del Mark 33, les proporcionó mayor confiabilidad y, en general, brindó un rendimiento mejorado con baterías de armas de 5 pulgadas (13 cm), ya sea que se usaran para uso de superficie o antiaéreo. Además, el elemento estable y la computadora, en lugar de estar contenidos en la carcasa del director, se instalaron debajo de la cubierta, donde eran menos vulnerables a los ataques y representaban menos peligro para la estabilidad del barco. El diseño preveía la incorporación definitiva de un radar, que posteriormente permitió disparar a ciegas con el director. De hecho, el sistema Mark 37 fue mejorado casi continuamente. A finales de 1945, el equipo había pasado por 92 modificaciones, casi el doble del número total de directores de ese tipo que había en la flota el 7 de diciembre de 1941. Al final, las adquisiciones ascendieron a 841 unidades, lo que representa una inversión de más de 148.000.000 de dólares. Destructores, cruceros, acorazados, portaaviones y muchos auxiliares utilizaban los directores, con instalaciones individuales que variaban desde una a bordo de los destructores hasta cuatro en cada acorazado. El desarrollo de los Gun Directors Mark 33 y 37 proporcionó a la Flota de los Estados Unidos un buen control de fuego de largo alcance contra aviones atacantes. Pero si bien ese parecía el problema más apremiante en el momento en que se empezaron a desarrollar los equipos, no era más que una parte del problema total de la defensa aérea. En distancias cortas, la precisión de los directores decaía bruscamente; Incluso en distancias intermedias dejaban mucho que desear. El peso y el tamaño de los equipos obstaculizaban el movimiento rápido, lo que dificultaba su desplazamiento de un objetivo a otro. Por tanto, su eficacia era inversamente proporcional a la proximidad del peligro. [35]
La computadora se completó como computadora Ford Mark 1 en 1935. La información de velocidad para cambios de altura permitió una solución completa para objetivos de aeronaves que se movían a más de 400 millas por hora (640 km/h). Los destructores que comenzaban con la clase Sims empleaban una de estas computadoras y los acorazados hasta cuatro. La efectividad del sistema contra aviones disminuyó a medida que los aviones se volvieron más rápidos, pero hacia el final de la Segunda Guerra Mundial se realizaron mejoras en el sistema Mark 37 y se hizo compatible con el desarrollo de la espoleta de proximidad VT (Tiempo Variable) que explotó cuando era cerca de un objetivo, en lugar de por cronómetro o altitud, lo que aumenta en gran medida la probabilidad de que cualquier proyectil destruya un objetivo.
La función del Director Mark 37, que se asemeja a una montura de arma con "orejas" en lugar de armas, era rastrear la posición actual del objetivo en rumbo, elevación y alcance. Para ello contaba con miras ópticas (las ventanas o trampillas rectangulares del frente), un telémetro óptico (los tubos u orejas que sobresalen a cada lado), y modelos posteriores, antenas de radar de control de tiro. La antena rectangular es para el radar Mark 12 FC y la antena parabólica de la izquierda ("piel de naranja") es para el radar Mark 22 FC. Eran parte de una actualización para mejorar el seguimiento de las aeronaves. [1]
El director estaba tripulado por una tripulación de 6 personas: oficial director, oficial asistente de control, puntero, entrenador, operador de telémetro y operador de radar. [36]
El Director Oficial también tenía una mira giratoria que se utilizaba para señalar rápidamente al director hacia un nuevo objetivo. [37] Se instalaron hasta cuatro sistemas de control de fuego Mark 37 en acorazados. En un acorazado, el director estaba protegido por 1+1 ⁄ 2 pulgadas (38 mm) de armadura y pesa 21 toneladas. El director del Mark 37 a bordo del USS Joseph P. Kennedy, Jr. está protegido con una placa blindada de media pulgada (13 mm) y pesa 16 toneladas.
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Las señales estabilizadoras del Elemento Estable mantuvieron los telescopios ópticos, el telémetro y la antena del radar libres de los efectos de la inclinación de la cubierta. La señal que mantenía el eje horizontal del telémetro se llamaba "nivel cruzado"; la estabilización de elevación se llamó simplemente "nivel". Aunque el elemento estable estaba debajo de las cubiertas en Plot, al lado de la computadora Mark 1/1A, sus cardanes internos seguían el movimiento director en rumbo y elevación para que proporcionara datos de nivel y nivel transversal directamente. Para hacerlo con precisión, cuando se instaló inicialmente el sistema de control de incendios, un topógrafo, trabajando en varias etapas, transfirió la posición del director del arma a Plot para que el propio mecanismo interno del elemento estable estuviera correctamente alineado con el director.
Aunque el telémetro tenía una masa e inercia significativas, el servo de nivel transversal normalmente estaba ligeramente cargado, porque la propia inercia del telémetro lo mantenía esencialmente horizontal; La tarea del servo generalmente era simplemente garantizar que el telémetro y los telescopios permanecieran horizontales.
El tren director (cojinete) y los accionamientos de elevación del Mark 37 se realizaban mediante motores de CC alimentados por generadores amplificadores de potencia rotativos Amplidyne . Aunque el tren Amplidyne tenía una potencia máxima de varios kilovatios, su señal de entrada procedía de un par de tubos de vacío tetrodos de haz de audio 6L6 (válvulas, en el Reino Unido).
En los acorazados, las salas de trazado de la batería secundaria estaban debajo de la línea de flotación y dentro del cinturón blindado. Contenían cuatro juegos completos del equipo de control de fuego necesario para apuntar y disparar a cuatro objetivos. Cada conjunto incluía una computadora Mark 1A, un elemento estable Mark 6, controles y pantallas de radar FC, correctores de paralaje, un tablero de distribución y personas para operarlo todo.
(A principios del siglo XX, las lecturas sucesivas de alcance y/o rumbo probablemente se trazaban a mano o mediante dispositivos de control de incendios (o ambos). Los humanos eran muy buenos filtros de datos, capaces de trazar una línea de tendencia útil dadas lecturas algo inconsistentes. Además, el Mark 8 Rangekeeper incluía un trazador. El nombre distintivo de la sala de equipos de control de incendios echó raíces y persistió incluso cuando no había trazadores).
La computadora de control de incendios Mark 1A era una computadora balística analógica electromecánica. Originalmente designado Mark 1, las modificaciones de diseño fueron lo suficientemente extensas como para cambiarlo a "Mark 1A". El Mark 1A apareció después de la Segunda Guerra Mundial y puede haber incorporado tecnología desarrollada para Bell Labs Mark 8, Fire Control Computer . [38] Los marineros se paraban alrededor de una caja que medía 62 por 38 por 45 pulgadas (1,57 por 0,97 por 1,14 m). Aunque se construyó con un uso extensivo de una estructura de aleación de aluminio (incluidas gruesas placas de soporte de mecanismos internos) y mecanismos informáticos hechos principalmente de aleación de aluminio, pesaba tanto como un automóvil, alrededor de 3125 libras (1417 kg), con Star Shell Computer Mark. 1 agregando otras 215 libras (98 kg). Utilizaba 115 voltios CA, 60 Hz, monofásico y, por lo general, unos pocos amperios o incluso menos. En las peores condiciones de falla, sus sincronizadores aparentemente podrían consumir hasta 140 amperios o 15.000 vatios (aproximadamente lo mismo que tres casas usando hornos). Casi todas las entradas y salidas de la computadora se realizaban mediante transmisores y receptores de par sincronizados.
Su función era apuntar automáticamente los cañones para que un proyectil disparado chocara con el objetivo. [1] Esta es la misma función que el telémetro Mark 8 de la batería principal utilizado en el Mark 38 GFCS, excepto que algunos de los objetivos con los que tuvo que lidiar el Mark 1A también se movían en elevación, y mucho más rápido. Para un objetivo de superficie, el problema de control de fuego de la batería secundaria es el mismo que el de la batería principal con el mismo tipo de entradas y salidas. La principal diferencia entre las dos computadoras son sus cálculos balísticos. La cantidad de elevación del cañón necesaria para proyectar un proyectil de 5 pulgadas (130 mm) a 9 millas náuticas (17 km) es muy diferente de la elevación necesaria para proyectar un proyectil de 16 pulgadas (41 cm) a la misma distancia.
En funcionamiento, esta computadora recibía el alcance del objetivo, el rumbo y la elevación del director del arma. Mientras el director estaba en el objetivo, los embragues de la computadora estaban cerrados y el movimiento del director del arma (junto con los cambios en el alcance) hacía que la computadora convergiera sus valores internos de movimiento del objetivo a valores que coincidieran con los del objetivo. Mientras convergía, la computadora alimentaba el alcance, el rumbo y la elevación con seguimiento asistido ("generado") al director del arma. Si el objetivo permanecía en un rumbo recto a una velocidad constante (y en el caso de un avión, una tasa constante de cambio de altitud ("tasa de ascenso"), las predicciones se volvían precisas y, con cálculos adicionales, daban valores correctos para los ángulos de avance del arma y la configuración de la espoleta.
De manera concisa, el movimiento del objetivo era un vector y, si eso no cambiaba, el alcance, el rumbo y la elevación generados eran precisos durante hasta 30 segundos. Una vez que el vector de movimiento del objetivo se estabilizó, los operadores de la computadora le dijeron al oficial director del arma ("¡Trama de solución!"), quien generalmente daba la orden de comenzar a disparar. Desafortunadamente, este proceso de inferir el vector de movimiento objetivo requirió unos segundos, por lo general, lo que puede llevar demasiado tiempo.
El proceso de determinación del vector de movimiento del objetivo se realizó principalmente con un motor preciso de velocidad constante, integradores de disco, bolas y rodillos, levas no lineales, resolutores mecánicos y diferenciales. Cuatro convertidores de coordenadas especiales, cada uno con un mecanismo en parte similar al de un mouse de computadora tradicional, convirtieron las correcciones recibidas en valores del vector de movimiento objetivo. La computadora Mark 1 intentó realizar la conversión de coordenadas (en parte) con un convertidor rectangular a polar, pero no funcionó tan bien como se deseaba (¡a veces intentaba hacer que la velocidad del objetivo fuera negativa!). Parte de los cambios de diseño que definieron el Mark 1A fueron un replanteamiento de cómo utilizar mejor estos convertidores de coordenadas especiales; Se eliminó el convertidor de coordenadas ("solucionador de vectores").
El Elemento Estable, que en la terminología contemporánea se llamaría giroscopio vertical, estabilizó las miras en el director y proporcionó datos para calcular las correcciones estabilizadoras de las órdenes del arma. Los ángulos de avance del arma significaban que los comandos de estabilización del arma diferían de los necesarios para mantener estable la mira del director. El cálculo ideal de los ángulos de estabilización del arma requería una cantidad poco práctica de términos en la expresión matemática, por lo que el cálculo era aproximado.
Para calcular los ángulos de avance y la configuración de la espoleta de tiempo, los componentes del vector de movimiento del objetivo, así como su alcance y altitud, la dirección y velocidad del viento y el movimiento del propio barco se combinaron para predecir la ubicación del objetivo cuando el proyectil lo alcanzó. Este cálculo se realizó principalmente con resolutores mecánicos ("solucionadores de componentes"), multiplicadores y diferenciales, pero también con una de las cuatro levas tridimensionales.
Según las predicciones, las otras tres cámaras tridimensionales proporcionaron datos sobre la balística del arma y la munición para la que fue diseñada la computadora; no se podía utilizar para un tamaño o tipo de arma diferente, excepto para una reconstrucción que podría llevar semanas.
Los servos de la computadora aumentaron el par con precisión para minimizar la carga en las salidas de los mecanismos informáticos, reduciendo así los errores, y también posicionaron los grandes sincronizadores que transmitían las órdenes del arma (rumbo y elevación, ángulos de avance de la mira y ajuste de tiempo de la espoleta). Estos eran electromecánicos " bang-bang", pero tuvo un desempeño excelente.
El problema del control del fuego antiaéreo era más complicado porque tenía el requisito adicional de seguir el objetivo en elevación y hacer predicciones del objetivo en tres dimensiones. Los resultados del Mark 1A eran los mismos (orientación y elevación del cañón), excepto que se agregó el tiempo de espoleta. El tiempo de espoleta era necesario porque el ideal de impactar directamente con el proyectil al avión que se movía rápidamente no era práctico. Con el tiempo de espoleta colocado en el proyectil, se esperaba que explotara lo suficientemente cerca del objetivo como para destruirlo con la onda de choque y la metralla. Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial , la invención de la espoleta de proximidad VT eliminó la necesidad de utilizar el cálculo del tiempo de espoleta y su posible error. Esto aumentó enormemente las probabilidades de destruir un objetivo aéreo. Las computadoras digitales de control de incendios no se pusieron en servicio hasta mediados de la década de 1970.
La puntería central desde un director de armas tiene una complicación menor, ya que las armas a menudo están lo suficientemente lejos del director como para requerir una corrección de paralaje para que apunten correctamente. En el Mark 37 GFCS, el Mark 1/1A envió datos de paralaje a todos los soportes del arma; cada soporte tenía su propio factor de escala (y "polaridad") establecido dentro del tren (cojinete), motor de potencia (servo), receptor-regulador (controlador).
Dos veces en su historia, se cambiaron los factores de escala internos, presumiblemente cambiando las relaciones de transmisión. La velocidad objetivo tenía un límite superior estricto, establecido por un tope mecánico. Originalmente era de 300 nudos (350 mph; 560 km/h) y posteriormente se duplicó en cada reconstrucción.
Estas computadoras fueron construidas por Ford Instrument Company , Long Island City , Queens, Nueva York. La empresa lleva el nombre de Hannibal C. Ford , un genio diseñador y director de la empresa. Máquinas herramienta especiales mecanizaron ranuras de levas frontales y levas balísticas tridimensionales duplicadas con precisión.
En términos generales, estos ordenadores estaban muy bien diseñados y construidos, eran muy resistentes y casi no presentaban problemas; las pruebas frecuentes incluían la introducción de valores mediante manivelas y la lectura de resultados en los diales, con el motor de tiempo parado. Estas fueron pruebas estáticas. Las pruebas dinámicas se realizaron de manera similar, pero utilizaron una suave aceleración manual de la "línea de tiempo" (integradores) para evitar posibles errores de deslizamiento cuando se encendió el motor de tiempo; el motor se apagó antes de que se completara la ejecución y se permitió que la computadora bajara. El sencillo manejo manual de la línea de tiempo llevó la prueba dinámica al punto final deseado, cuando se leyeron los diales.
Como era típico en este tipo de computadoras, girar una palanca en el soporte de la manivela permitió la recepción automática de datos y desactivó el engranaje de la manivela. Se giró hacia el otro lado, se engranó la marcha y se cortó la energía al servomotor del receptor.
Los mecanismos (incluidos los servos) de esta computadora se describen magníficamente, con muchas ilustraciones excelentes, en la publicación OP 1140 de la Marina.
Hay fotografías del interior de la computadora en los Archivos Nacionales; algunos están en páginas web y otros han sido girados un cuarto de vuelta.
La función del elemento estable Mark 6 ( en la foto ) en este sistema de control de incendios es la misma que la función del elemento estable Mark 41 en el sistema de batería principal. Se trata de un giroscopio de búsqueda vertical ("giroscopio vertical", en términos actuales) que proporciona al sistema una dirección ascendente estable en un barco que se balancea y cabecea. En modo superficie, reemplaza la señal de elevación del director. [1] También tiene las teclas de disparo en modo superficie.
Se basa en un giroscopio que se erige de modo que su eje de giro sea vertical. La carcasa del rotor giroscópico gira a baja velocidad, del orden de 18 rpm. En lados opuestos de la carcasa hay dos pequeños tanques, parcialmente llenos de mercurio y conectados por un tubo capilar. El mercurio fluye hacia el tanque inferior, pero lentamente (varios segundos) debido a la restricción del tubo. Si el eje de giro del giroscopio no es vertical, el peso añadido en el tanque inferior tiraría de la carcasa si no fuera por el giroscopio y la rotación de la carcasa. Esa velocidad de rotación y la tasa de flujo de mercurio se combinan para colocar el tanque más pesado en la mejor posición para hacer que el giroscopio preceda hacia la vertical.
Cuando el barco cambia de rumbo rápidamente a gran velocidad, la aceleración debida al giro puede ser suficiente para confundir el giroscopio y hacer que se desvíe de la verdadera vertical. En tales casos, el girocompás del barco envía una señal de desactivación que cierra una válvula solenoide para bloquear el flujo de mercurio entre los tanques. La deriva del giroscopio es lo suficientemente baja como para no importar durante cortos períodos de tiempo; Cuando el barco reanuda una navegación más típica, el sistema de montaje corrige cualquier error.
La rotación de la Tierra es lo suficientemente rápida como para necesitar corrección. Un pequeño peso ajustable en una varilla roscada y una escala de latitud hacen que el giroscopio preceda a la velocidad angular equivalente de la Tierra en la latitud dada. El peso, su escala y el marco están montados en el eje de un receptor de par sincronizado alimentado con datos del rumbo del barco provenientes de la brújula giroscópica y compensado por un sincronizador diferencial impulsado por el motor del rotor de la carcasa. El pequeño compensador en funcionamiento está orientado geográficamente, por lo que la barra de soporte para el peso apunta hacia el este y el oeste.
En la parte superior del conjunto del giroscopio, encima del compensador, justo en el centro, hay una bobina excitadora alimentada con CA de bajo voltaje. Encima hay un cuenco poco profundo de madera pintado de negro, invertido. Incrustadas en su superficie, en ranuras, hay dos bobinas esencialmente como dos figuras de 8, pero con la forma más parecida a una letra D y su imagen especular, formando un círculo con un cruce diametral. Una bobina está desplazada 90 grados. Si el recipiente (llamado "paraguas") no está centrado sobre la bobina excitadora, una o ambas bobinas tienen una salida que representa el desplazamiento. Este voltaje se detecta en fase y se amplifica para accionar dos servomotores de CC para colocar el paraguas en línea con la bobina.
Los cardanes de soporte del paraguas giran en relación con el director de la pistola y los servomotores generan señales de estabilización de nivel y de nivel cruzado. El servo receptor del cojinete director del Mark 1A impulsa el marco del cardán de selección en el elemento estable a través de un eje entre los dos dispositivos, y los servos de nivel y nivel cruzado del elemento estable envían esas señales a la computadora a través de dos ejes más.
(La computadora de control de fuego del sonar a bordo de algunos destructores de finales de la década de 1950 requería señales de balanceo y cabeceo para estabilizarse, por lo que un convertidor de coordenadas que contenía sincronizadores, resolutores y servos calculó estos últimos a partir del rumbo, el nivel y el nivel transversal del director del arma).
El radar de control de fuego utilizado en el Mark 37 GFCS ha evolucionado. En la década de 1930, el Mark 33 Director no tenía antena de radar. La Misión Tizard a los Estados Unidos proporcionó a la USN datos cruciales sobre la tecnología de radar y los sistemas de radar de control de fuego del Reino Unido y la Royal Navy. En septiembre de 1941, la primera antena rectangular de radar de control de fuego Mark 4 se montó en un Mark 37 Director, [39] y se convirtió en una característica común en los Directors de la USN a mediados de 1942. Pronto los aviones volaron más rápido, y en c1944 para aumentar la velocidad y la precisión. El Mark 4 fue reemplazado por una combinación de los radares de "piel de naranja" Mark 12 (antena rectangular) y Mark 22 (antena parabólica). ( en la foto ) [37] A finales de la década de 1950, los directores del Mark 37 tenían radares de barrido cónico de banda X Western Electric Mark 25 con platos redondos y perforados. Finalmente se montó en la parte superior la antena circular SPG 25.
El sistema de control de fuego Mark 38 Gun Fire Control System (GFCS) controlaba los grandes cañones de la batería principal de los acorazados clase Iowa . Los sistemas de radar utilizados por el Mark 38 GFCS eran mucho más avanzados que los primitivos conjuntos de radar utilizados por los japoneses en la Segunda Guerra Mundial. Los componentes principales eran el director, la sala de trazado y el equipo de transmisión de datos de interconexión. Los dos sistemas, de proa y de popa, eran completos e independientes. Sus salas de conspiración estaban aisladas para protegerlas contra el daño de la batalla que se propagaba de una a otra.
El Mark 38 Director delantero ( en la foto ) estaba situado en lo alto de la torre de control de incendios. El director estaba equipado con miras ópticas, un telémetro óptico Mark 48 (las cajas largas y delgadas que sobresalen a cada lado) y una antena de radar de control de incendios Mark 13 (la forma rectangular que se encuentra en la parte superior). [1] [49] El propósito del director era rastrear el rumbo y alcance actuales del objetivo. Esto podría hacerse ópticamente con los hombres dentro usando las miras y el telémetro, o electrónicamente con el radar . (El radar de control de fuego era el método preferido). La posición actual del objetivo se llamaba Línea de visión (LOS), y se enviaba continuamente a la sala de trazado mediante motores sincronizados . Cuando no se utilizaba la pantalla del radar para determinar los puntos, el director era la estación de observación óptica. [1]
La sala de trazado de la batería principal delantera estaba ubicada debajo de la línea de flotación y dentro del cinturón blindado. [1] Albergaba el telémetro Mark 8 del sistema avanzado, el vertical estable Mark 41, los controles y pantallas de radar Mark 13 FC, los correctores de paralaje , la centralita de control de incendios, la centralita telefónica de batalla, los indicadores de estado de la batería, los oficiales de artillería asistentes y los controladores de incendios (FC). (entre 1954 y 1982, los FC fueron designados Técnicos de Control de Incendios (FT)). [1] [49]
El Mark 8 Rangekeeper era una computadora analógica electromecánica [1] [49] cuya función era calcular continuamente el rumbo y la elevación del arma, la línea de fuego (LOF), para alcanzar una posición futura del objetivo. Lo hizo recibiendo automáticamente información del director (LOS), el radar FC (alcance), el girocompás del barco (rumbo real del barco), el registro del pitómetro del barco (velocidad del barco), la vertical estable (inclinación de la cubierta del barco, detectada como nivel). y nivel transversal), y el anemómetro del barco (velocidad y dirección relativas del viento). Además, antes de que comenzara la acción en la superficie, los FT realizaron entradas manuales para la velocidad inicial promedio de los proyectiles disparados desde los cañones de la batería y la densidad del aire. Con toda esta información, el guardabosques calculó el movimiento relativo entre su barco y el objetivo. [1] Luego podría calcular un ángulo de compensación y un cambio de alcance entre la posición actual (LOS) del objetivo y la posición futura al final del tiempo de vuelo del proyectil. A este desplazamiento de rumbo y alcance, agregó correcciones por gravedad, viento, efecto Magnus del proyectil giratorio, señales estabilizadoras originadas en la Vertical Estable, curvatura de la Tierra y efecto Coriolis . El resultado fueron los órdenes de elevación y rumbo (LOF) de la torreta. [1] Durante la acción en la superficie, los puntos de alcance y deflexión y la altitud del objetivo (no cero durante el apoyo de fuego de arma) se ingresaron manualmente.
El Mark 41 Stable Vertical era un giroscopio de búsqueda vertical, y su función era indicarle al resto del sistema en qué dirección está arriba en un barco que se balancea y cabecea. También contenía las llaves de disparo de la batería. [1]
El radar Mark 13 FC proporcionó el alcance del objetivo actual y mostró la caída del disparo alrededor del objetivo para que el oficial de artillería pudiera corregir la puntería del sistema con puntos de alcance y desvío colocados en el guardabosques. [1] También podría rastrear automáticamente el objetivo controlando el impulsor de potencia del rodamiento del director. [1] Gracias al radar, los sistemas de control de incendios pueden rastrear y disparar a objetivos a una mayor distancia y con mayor precisión durante el día, la noche o las inclemencias del tiempo. Esto quedó demostrado en noviembre de 1942 cuando el acorazado USS Washington se enfrentó al crucero de batalla Kirishima de la Armada Imperial Japonesa a una distancia de 18.500 yardas (16.900 m) por la noche. [50] El compromiso dejó a Kirishima en llamas, y finalmente fue hundida por su tripulación. [51] Esto le dio a la Armada de los Estados Unidos una gran ventaja en la Segunda Guerra Mundial, ya que los japoneses no desarrollaron radares ni control de fuego automatizado al nivel de la Armada de los EE. UU. y estaban en una desventaja significativa. [50]
Los correctores de paralaje son necesarios porque las torretas están ubicadas a cientos de pies del director. Hay uno para cada torreta, y cada una tiene la distancia de la torreta y del director configuradas manualmente. Recibieron automáticamente el rumbo objetivo relativo (rumbo desde la proa del propio barco) y el alcance objetivo. Corregieron el orden de rumbo de cada torreta para que todos los proyectiles disparados en una salva convergieran en el mismo punto.
La centralita de control de incendios configuró la batería. [1] Con él, el oficial de artillería podría mezclar y combinar las tres torretas con los dos GFCS. Podría tener todas las torretas controladas por el sistema delantero, todas controladas por el sistema de popa, o dividir la batería para disparar a dos objetivos.
Los oficiales auxiliares de artillería y los técnicos de control de incendios operaron el equipo, hablaron con las torretas y el mando del barco por teléfono con sonido y observaron los diales del guardabosques y los indicadores de estado del sistema en busca de problemas. Si surgiera un problema, podrían corregirlo o reconfigurar el sistema para mitigar su efecto.
Los cañones antiaéreos Bofors de 40 mm fueron posiblemente la mejor arma antiaérea ligera de la Segunda Guerra Mundial, [52] empleados en casi todos los buques de guerra importantes de la flota de EE. UU. y el Reino Unido durante la Segunda Guerra Mundial, aproximadamente entre 1943 y 1945. [52 ] Fueron más efectivos en barcos tan grandes como escoltas de destructores o más grandes cuando se combinaron con propulsores electrohidráulicos para mayor velocidad y el Director Mark 51 ( en la foto ) para mejorar la precisión, el cañón Bofors de 40 mm se convirtió en un adversario temible, representando aproximadamente la mitad. de todos los aviones japoneses derribados entre el 1 de octubre de 1944 y el 1 de febrero de 1945. [52]
Este GFCS era un sistema de control de fuego de cañón antiaéreo de alcance intermedio. [53] Fue diseñado para su uso contra aviones subsónicos de alta velocidad. [53] También podría usarse contra objetivos de superficie. [53] Era un sistema balístico dual. [53] Esto significa que era capaz de producir simultáneamente pedidos de armas para dos tipos diferentes de armas (por ejemplo: 5"/38cal y 3"/50cal) contra el mismo objetivo. Su radar Mark 35 era capaz de realizar un seguimiento automático de rumbo, elevación y alcance que era tan preciso como cualquier seguimiento óptico. [53] Todo el sistema podría controlarse desde la sala de trazado de debajo de la cubierta con o sin el director. [53] Esto permitió una rápida adquisición del objetivo cuando un objetivo fue detectado y designado por primera vez por el radar de búsqueda aérea del barco, y aún no era visible desde la cubierta. [53] El tiempo de solución del objetivo fue de menos de 2 segundos después del "bloqueo" del radar Mark 35. [53] Fue diseñado hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, aparentemente en respuesta a los ataques de aviones kamikazes japoneses. Fue concebido por Ivan Getting , mencionado cerca del final de su Historia oral, y su ordenador de enlace fue diseñado por Antonín Svoboda . Su director de armas no tenía forma de caja y no tenía telémetro óptico. El sistema estaba tripulado por una tripulación de cuatro personas. [53] En el lado izquierdo del director, estaba la cabina donde el oficial de control estaba detrás del director operador sentado (también llamado director puntero). [54] Debajo de las cubiertas en Plot, estaba la consola de radar Mark 4 donde se sentaban el operador de radar y el rastreador de radar. [55] El movimiento del director en rodamiento era ilimitado porque tenía anillos colectores en su pedestal. [56] (El director del arma Mark 37 tenía una conexión de cable al casco y ocasionalmente tenía que "desenrollarse".) La Fig. 26E8 en esta página web muestra el director con considerable detalle. Los dibujos explicativos del sistema muestran cómo funciona, pero son tremendamente diferentes en apariencia física de los mecanismos internos reales, tal vez intencionalmente. Sin embargo, omite cualquier descripción significativa del mecanismo del ordenador de enlace. Ese capítulo es una excelente referencia detallada que explica gran parte del diseño del sistema, que es bastante ingenioso y progresista en varios aspectos.
En la actualización de 1968 al USS New Jersey para el servicio frente a Vietnam, se instalaron tres sistemas de control de fuego Mark 56. Dos a cada lado, justo delante de la pila de popa, y uno entre el mástil de popa y la torre Mark 38 Director de popa. [57] Esto aumentó la capacidad antiaérea de Nueva Jersey , porque el sistema Mark 56 podía rastrear y disparar a aviones más rápidos.
El Mark 63 se introdujo en 1953 para el cañón naval gemelo QF de 4 pulgadas Mk XVI y el cañón gemelo Mk.33 de 3"/50 cal . El GFCS consta de un rastreador de radar AN/SPG-34 y una mira de cañón Mark 29. [ 58] [59]
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Introducido a principios de la década de 1950, el Mark 68 fue una mejora del Mark 37 eficaz contra objetivos aéreos y de superficie. Combinaba un director de superficie tripulado, un radar de seguimiento y adquisición de escaneo cónico, una computadora analógica para calcular soluciones balísticas y una unidad de estabilización giroscópica. El director de armas estaba montado en un yugo grande y todo el director estaba estabilizado en un nivel transversal (el eje de pivote del yugo). Ese eje estaba en un plano vertical que incluía la línea de visión.
Al menos en 1958, la computadora era la Mark 47, un sistema híbrido electrónico/electromecánico. Algo parecido al Mark 1A, tenía resolutores eléctricos de alta precisión en lugar de los mecánicos de las máquinas anteriores, y se multiplicaba con potenciómetros lineales de precisión. Sin embargo, todavía tenía integradores de disco/rodillo, así como ejes para interconectar los elementos mecánicos. Mientras que el acceso a gran parte del Mark 1A requería un desmontaje cuidadoso y que requería mucho tiempo (piense en días en algunos casos, y posiblemente una semana para acceder a mecanismos profundamente enterrados), el Mark 47 se construyó sobre gruesas placas de soporte montadas detrás de los paneles frontales en toboganes que permitían sacar sus seis secciones principales de su alojamiento para facilitar el acceso a cualquiera de sus partes. (Las secciones, cuando se extraían, se movían hacia adelante y hacia atrás; eran pesadas, no estaban contrapesadas. Por lo general, un barco gira en un ángulo mucho mayor que el que cabecea). El Mark 47 probablemente tenía levas 3-D para balística, pero hay información sobre parece muy difícil de conseguir.
Las conexiones mecánicas entre las secciones principales se realizaban mediante ejes en el extremo trasero, con acoplamientos que permitían la desconexión sin ninguna atención y probablemente resortes de alivio para ayudar a volver a acoplarse. Se podría pensar que al girar manualmente un eje de salida en una sección extraída se desalinearía la computadora, pero el tipo de transmisión de datos de todos esos ejes no representaba magnitud; sólo la rotación incremental de dichos ejes transmitía datos, y se sumaban mediante diferenciales en el extremo receptor. Uno de esos tipos de cantidad es la salida del rodillo de un integrador mecánico; la posición del rodillo en un momento dado es irrelevante; lo único que cuenta es el incremento y la disminución.
Mientras que los cálculos del Mark 1/1A para el componente estabilizador de las órdenes de armas tenían que ser aproximaciones, eran teóricamente exactos en la computadora Mark 47, calculada mediante una cadena de resolución eléctrica.
El diseño de la computadora se basó en un replanteamiento del problema del control de incendios; fue visto de manera muy diferente.
La producción de este sistema duró más de 25 años. Una actualización digital estuvo disponible entre 1975 y 1985, y estuvo en servicio hasta la década de 2000. La actualización digital fue desarrollada para su uso en los destructores de clase Arleigh Burke . [60]
El AN/SPG-53 era un radar de control de fuego de armas de la Marina de los Estados Unidos utilizado junto con el sistema de control de fuego de armas Mark 68. Se utilizó con el sistema de cañón Mark 42 calibre 5"/54 a bordo de cruceros clase Belknap , destructores clase Mitscher , destructores clase Forrest Sherman , destructores clase Farragut , destructores clase Charles F. Adams y fragatas clase Knox. como otros.
La Armada de los EE. UU. deseaba un sistema digital computarizado de control de disparos de armas en 1961 para realizar bombardeos costeros más precisos. Lockheed Electronics produjo un prototipo con control de fuego por radar AN/SPQ-9 en 1965. Un requisito de defensa aérea retrasó la producción del AN/SPG-60 hasta 1971. El Mark 86 no entró en servicio hasta que se puso en servicio el crucero de misiles de propulsión nuclear. en febrero de 1974 y posteriormente instalado en cruceros y buques de asalto anfibios estadounidenses. El último barco estadounidense en recibir el sistema, el USS Port Royal , entró en servicio en julio de 1994. [61]
El Mark 86 en los barcos clase Aegis controla los soportes de cañón Mark 45 de calibre 5"/54 del barco y puede atacar hasta dos objetivos a la vez. También utiliza un sistema de observación óptica remota que utiliza una cámara de televisión con un teleobjetivo con zoom. montados en el mástil y en cada uno de los radares iluminadores.
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El sistema de armas Mark 34 viene en varias versiones. Es una parte integral del sistema de armas de combate Aegis en los destructores de misiles guiados clase Arleigh Burke y en los cruceros clase Ticonderoga modificados . Combina la montura de pistola Mark 45 de calibre 5"/54 o 5"/62, el sistema de mira óptica Mark 46 o el sistema de mira electroóptica Mark 20 y el sistema de control de disparos/sistema informático de pistola Mark 160 Mod 4–11. Otras versiones del Mark 34 GWS son utilizadas por armadas extranjeras así como por la Guardia Costera de EE. UU., y cada configuración tiene su propia cámara y/o sistema de arma único. Puede usarse contra barcos de superficie y aviones hostiles cercanos, y como en Naval Gunfire Support (NGFS) contra objetivos costeros. [62]
El sistema de control de incendios Mark 92, una versión americanizada del sistema WM-25 diseñado en los Países Bajos, fue aprobado para uso en servicio en 1975. Se despliega a bordo de la relativamente pequeña y austera fragata clase Oliver Hazard Perry para controlar el Mark 75. Naval Gun y el sistema de lanzamiento de misiles guiados Mark 13 (desde entonces, los misiles se han eliminado desde el retiro de su versión del misil estándar). El sistema Mod 1 utilizado en los PHM (retirados) y en los barcos WMEC y WHEC de la Guardia Costera de EE. UU. puede rastrear un objetivo aéreo o de superficie utilizando el rastreador monopulso y dos objetivos de superficie o costeros. Las fragatas de clase Oliver Hazard Perry con el sistema Mod 2 pueden rastrear un objetivo aéreo o de superficie adicional utilizando el radar de iluminación de seguimiento separado (STIR). [63]
Utilizado en el sistema de armas Mark 34 , el sistema informático de armas Mark 160 (GCS) contiene una consola de computadora para armas (GCC), una consola de visualización de computadora (CDC), una grabadora-reproductora de cinta magnética y un gabinete hermético que alberga el convertidor de datos de señal. y un microprocesador montado en pistola , un panel de control montado en pistola (GMCP) y un velocímetro . [64] [65]
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