El apuntado de artillería es el proceso de apuntar una pieza de artillería o una torreta, como un cañón , un obús o un mortero , en tierra, en el mar o en el aire, contra objetivos de superficie o aéreos. Puede ser para fuego directo , donde el cañón se apunta directamente a un objetivo dentro de la línea de visión del usuario, o por fuego indirecto , donde el cañón no se apunta directamente a un objetivo dentro de la línea de visión del usuario. El fuego indirecto se determina a partir de la información o los datos que se recopilan, calculan y aplican a las coordenadas físicas para identificar la ubicación del objetivo por parte del usuario. El término incluye la puntería automática utilizando, por ejemplo, datos de objetivos derivados del radar y cañones controlados por computadora.
La alineación del cañón es un conjunto de acciones para alinear el eje del cañón de un arma de modo que apunte en la dirección requerida. Esta alineación se realiza en los planos horizontal y vertical. El arma se "atraviesa" (se gira en un plano horizontal) para alinearla con el objetivo y se " eleva " (se mueve en el plano vertical) para orientarla hacia el objetivo. La alineación del cañón puede ser para fuego directo, donde el tirador ve el objetivo, o para fuego indirecto , donde el objetivo puede no ser visible desde el arma. La alineación del cañón a veces se ha denominado "entrenamiento del arma".
La posición en el plano vertical (ángulo de elevación) utiliza datos derivados de ensayos o de la experiencia empírica. Para cualquier arma y tipo de proyectil , refleja la distancia al objetivo y el tamaño de la carga propulsora. También incorpora cualquier diferencia de altura entre el arma y el objetivo. Con fuego indirecto, también puede permitir otras variables.
Con fuego directo, la orientación en el plano horizontal es simplemente la línea de visión hacia el objetivo, aunque la orientación puede tener en cuenta el viento, y con armas estriadas, las miras pueden compensar la "deriva" del proyectil. Con fuego indirecto, el ángulo horizontal es relativo a algo, normalmente el punto de mira del arma, aunque con las miras electrónicas modernas puede ser un giroscopio que busca el norte .
Dependiendo del montaje del cañón, normalmente se puede elegir entre dos trayectorias que harán que el disparo caiga en el mismo punto. El ángulo divisorio entre las trayectorias es de unos 45 grados (normalmente entre 0 y 90 grados), y varía ligeramente debido a factores que dependen del cañón. Por debajo de los 45 grados, la trayectoria se denomina "ángulo bajo" (o registro inferior), y por encima de los 45 grados se denomina "ángulo alto" (o registro superior). Las diferencias son que el disparo con ángulo bajo tiene un tiempo de vuelo más corto, un vértice más bajo y un ángulo de descenso más plano.
Todos los cañones tienen carretillas o soportes que sostienen el conjunto del cañón (llamado artillería en algunos países). Los primeros cañones solo podían desplazarse moviendo toda su carretilla o soporte, y esto se mantuvo con la artillería pesada hasta la Segunda Guerra Mundial. Los soportes se podían colocar en torretas de desplazamiento en barcos, defensas costeras o tanques. A partir de 1900, los carretillas de artillería de campaña proporcionaban desplazamiento sin mover las ruedas ni la cola.
El carro, o montaje, también permitía que el cañón se colocara en el ángulo de elevación requerido. Con algunos montajes de armas es posible deprimir el arma, es decir, moverla en el plano vertical para apuntarla por debajo del horizonte. Algunas armas requieren una elevación casi horizontal para cargarlas. Una capacidad esencial para cualquier mecanismo de elevación es evitar que el peso del cañón fuerce su extremo más pesado hacia abajo. Esto se ve muy facilitado por tener muñones (alrededor de los cuales la masa de elevación gira verticalmente) en el centro de gravedad, aunque se puede utilizar un mecanismo de contrapeso. También significa que el mecanismo de elevación tiene que ser lo suficientemente fuerte como para resistir una presión descendente considerable, pero aún así ser fácil de usar para el tirador del arma.
Hasta que se inventaron los sistemas de retroceso a finales del siglo XIX y se integraron en el afuste o montaje del cañón, los cañones se movían sustancialmente hacia atrás cuando disparaban y tenían que ser movidos hacia adelante antes de poder colocarlos. Sin embargo, los morteros, donde las fuerzas de retroceso se transferían directamente al suelo (o al agua, si estaban montados en un barco), no siempre requerían tal movimiento. Con la adopción de los sistemas de retroceso para la artillería de campaña, se volvió normal girar la silla de montar en el afuste inferior; inicialmente, este "movimiento superior" era de solo unos pocos grados, pero pronto ofreció un círculo completo, particularmente para los cañones antiaéreos. La introducción de los sistemas de retroceso fue un hito importante.
Las primeras armas se cargaban desde la boca del cañón. Por lo general, eran poco más que cañones desnudos que se trasladaban en carros y se colocaban en el suelo para disparar; luego se introdujeron los armazones y las plataformas de madera. La alineación horizontal con el objetivo se hacía a ojo, mientras que la vertical se hacía levantando la boca del cañón con madera o cavando un agujero para el extremo cerrado. [1]
Las cureñas de armas se introdujeron en el siglo XV. Dos ruedas de gran diámetro, un eje y una pista se convirtieron en el modelo estándar para uso en el campo. El cañón se montaba en una cuna de madera con muñones para montarlo en la cureña. A medida que la tecnología mejoró, los muñones pasaron a formar parte del cañón y se abandonó la cuna. Sin embargo, eran relativamente grandes y pesadas. [2]
La alineación horizontal era una cuestión de mover el camino. Para lograr el ángulo de elevación requerido, se utilizaban varios dispositivos. En el más simple, eran cuñas o escuadras entre la recámara y el camino, pero también se usaban cuadrantes de madera o simples andamios montados en el camino para sostener la recámara y proporcionar una mayor variedad de ángulos de elevación. Los dispositivos de elevación de tornillo también se usaban ya en el siglo XVI. [3]
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Sin embargo, los carruajes y los montajes navales y de algunas fortalezas evolucionaron de manera diferente. No se requería movilidad en el campo, por lo que las ruedas y las estelas grandes eran irrelevantes. El espacio libre debajo de las cubiertas era a menudo bajo. Esto llevó a carruajes compactos, principalmente sobre cuatro ruedas pequeñas. Obviamente, los grandes travesaños horizontales eran más difíciles, pero tales cosas eran innecesarias cuando se disparaba de costado. Sin embargo, en las fortalezas se requería un travesaño más amplio. Una solución fueron los montajes de plataforma y corredera. El travesaño ancho también fue útil en algunos cañones montados en barcos .
Colocación de las miras necesarias . En su forma más simple, esto no significa nada más que apuntar las armas en la dirección correcta. Sin embargo, surgieron varias ayudas. La puntería horizontal implicaba apuntar a lo largo del cañón, esto se mejoraba mediante una muesca hecha en el anillo alrededor del cañón en el extremo de la recámara y una "bellota" en el anillo alrededor de la boca del cañón . Esto todavía se usaba en el siglo XIX en algunos casos. [4]
El alcance con una trayectoria plana se denominaba alcance "a quemarropa". Sin embargo, si bien el alcance a quemarropa puede haber sido suficiente para algunos propósitos, la artillería de campaña (ya sea móvil o estática) y los cañones de las fortalezas necesitaban un alcance mayor. Esto requería formas de medir los ángulos de elevación y conocer la relación entre el ángulo de elevación y el alcance.
El primer dispositivo registrado para medir un ángulo de elevación fue la invención de Niccolò Tartaglia de un cuadrante de artilleros alrededor de 1545. Este dispositivo tenía dos brazos en ángulos rectos conectados por un arco marcado con graduaciones angulares. Un brazo se colocaba en la boca del cañón y una plomada suspendida contra el arco mostraba el ángulo de elevación. Esto dio lugar a muchos cálculos que relacionaban el ángulo de elevación con el alcance.
El problema era que estos cálculos asumían lo que hoy se llama una trayectoria " en vacío "; no tenían en cuenta la resistencia del aire contra el proyectil. Lo que se necesitaba eran ensayos de alcance y precisión para determinar la relación real entre el alcance y el ángulo de elevación. [5] El enfoque práctico fue llevado a cabo por William Eldred , maestro artillero en el castillo de Dover, en ensayos de artillería en 1613, 1617 y 1622. Utilizó una amplia variedad de armas, incluyendo la culebrina , la demiculverina , la falconet y la sacre . A partir de los resultados de estos ensayos, produjo tablas de alcance para elevaciones de hasta 10 grados para cada tipo con un peso de carga propulsora estándar . [6]
Un problema que afectaba la colocación de las armas era la forma cónica del cañón externo , que afectaba a la elevación cuando se apuntaba el arma apuntando a lo largo de la parte superior del cañón. A principios del siglo XVII, las "miras de desvío" compensaban este problema. Se trataba de una pieza de metal colocada en la boca del cañón para que la línea de mira fuera paralela al eje del ánima. Otra técnica implicaba medir la profundidad del cañón a través del orificio de contacto y en la boca del cañón, siendo la diferencia el tamaño de la cuña necesaria para compensar el cañón cónico. [4]
El péndulo balístico fue inventado en 1742 por el matemático inglés Benjamin Robins , y publicado en su libro Nuevos principios de artillería , que revolucionó la ciencia de la balística , ya que proporcionó la primera forma de medir con precisión la velocidad de una bala. [7] [8]
Robins utilizó el péndulo balístico para medir la velocidad de un proyectil de dos maneras. La primera consistía en unir el arma al péndulo y medir el retroceso . Como el momento del arma es igual al momento del material expulsado y como el proyectil era (en esos experimentos) la gran mayoría de la masa del material expulsado, se podía aproximar la velocidad de la bala. El segundo método, más preciso, consistía en medir directamente el momento de la bala disparándola contra el péndulo. Robins experimentó con balas de mosquete de alrededor de una onza de masa (30 g), mientras que otros contemporáneos utilizaron sus métodos con balas de cañón de una a tres libras (0,45 a 1,36 kg). [8]
El primer sistema que sustituyó a los péndulos balísticos con medidas directas de la velocidad de los proyectiles se inventó en 1808, durante las guerras napoleónicas , y utilizaba un eje que giraba rápidamente a una velocidad conocida con dos discos de papel sobre él; la bala se disparaba a través de los discos, paralelos al eje, y la diferencia angular en los puntos de impacto proporcionaba un tiempo transcurrido a lo largo de la distancia entre los discos. Una medida directa de relojería electromecánica apareció en 1840, con un reloj accionado por resorte que se ponía en marcha y se detenía mediante electroimanes, cuya corriente se interrumpía cuando la bala pasaba a través de dos mallas de cables finos, lo que proporcionaba de nuevo el tiempo necesario para recorrer la distancia dada. [7]
Las miras tangentes se introdujeron en el siglo XIX. Estas proporcionaban la mira trasera utilizada con una mira en forma de "bellota" o similar en la boca del cañón. La mira tangente se montaba en un soporte al lado o detrás de la recámara, el ocular (un orificio o muesca) estaba encima de una barra vertical que se movía hacia arriba y hacia abajo en el soporte. La barra estaba marcada en yardas o grados. Esta mira de fuego directo se apuntaba al objetivo moviendo la pista horizontalmente y elevando o deprimiendo el cañón . A fines del siglo XIX, las simples miras tangentes abiertas estaban siendo reemplazadas por telescopios ópticos en monturas con una escala de elevación y un tornillo alineado con el eje del ánima. [9]
La artillería estriada y de retrocarga se introdujo a mediados del siglo XIX, en particular por William Armstrong , cuyo cañón equipó a los buques de guerra de la Marina Real desde la década de 1850. [10] Un avance importante en el arte de la colocación de los cañones se produjo con la introducción de los primeros mecanismos de retroceso . El retroceso del cañón era absorbido por cilindros hidráulicos y luego el cañón era devuelto a su posición de disparo por un resorte que había almacenado parte de la energía del retroceso . [11] Esto significaba que el arma no tenía que ser reposicionada después de cada disparo.
En 1872, el ingeniero ruso Vladimir Stepanovich Baranovsky construyó un prototipo temprano que incorporaba esta característica de diseño. Su cañón de 2,5 pulgadas de tiro rápido también estaba equipado con una recámara de tornillo, un mecanismo de disparo con armado automático y disparaba un cartucho fijo (cartucho y vaina juntos). El mecanismo de retroceso estaba contenido en la cuna del cañón.
A pesar de este esfuerzo, no se consiguió nada, y fue solo con la introducción del 75 mm francés en 1897 que los sistemas de retroceso comenzaron a convertirse en algo normal. El cañón del arma se deslizaba hacia atrás sobre rodillos, empujando un pistón hacia un cilindro lleno de aceite. Esta acción absorbía el retroceso progresivamente a medida que aumentaba la presión de aire interna y, al final del retroceso, generaba una fuerte, pero decreciente, contrapresión que devolvía el arma hacia adelante a su posición original. Para entonces, la pólvora sin humo había reemplazado a la pólvora como propulsor estándar.
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El primer telémetro práctico fue desarrollado por Barr & Stroud, una empresa pionera de ingeniería óptica escocesa . Archibald Barr y William Stroud se asociaron a partir de 1888. [12] En 1891, el Almirantazgo les pidió que presentaran un diseño de un telémetro de base corta para realizar pruebas, y en 1892 les adjudicaron un contrato para seis de sus telémetros. El dispositivo, operado por una sola persona, hacía coincidir dos imágenes de un objeto distante, lo que permitía calcular la distancia a partir de sus movimientos relativos. [13]
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Ahora que el cañón permanecía alineado con el objetivo después de disparar, la mira tangente más primitiva fue reemplazada por la mira de barra oscilante para apuntar con fuego directo. Estas se instalaron en el cañón de tiro rápido QF 4.7-inch Gun Mk I–IV de 1887. La mira de barra oscilante (o "de barra y tambor") tenía una escala de elevación, podía montar un telescopio además de la mira abierta y proporcionaba una pequeña cantidad de desviación horizontal. Estas proporcionaban una "línea de visión independiente" porque permitían fijar datos en la montura y el telescopio (o mira abierta) apuntando al objetivo independientemente de la elevación del cañón.
Un problema relacionado, particularmente para los cañones grandes y de mayor alcance, era que las ruedas podían estar a diferentes alturas debido a la pendiente del terreno, lo que causaba inexactitud. Antes de la Primera Guerra Mundial , el cañón británico BL de 60 libras estaba equipado con miras oscilantes (reciprocantes), utilizando telescopios de puntería, un clinómetro de mira y una escala de alcance, así como un tambor de deflexión para el telescopio. Estos montajes podían nivelarse de forma cruzada, lo que eliminaba la necesidad de que el comandante del cañón calculara una corrección de deflexión para ruedas desiguales. [14] La nivelación cruzada introdujo el tercer eje en la colocación.
El fuego indirecto moderno data de finales del siglo XIX. En 1882, el teniente coronel ruso KG Guk publicó Fuego de artillería de campaña desde posiciones cubiertas , en el que se describía un método mejor de tiro indirecto (en lugar de apuntar puntos en línea con el objetivo). En esencia, se trataba de la geometría de utilizar ángulos para apuntar puntos que podían estar en cualquier dirección con respecto al objetivo. El problema era la falta de un instrumento de acimut que lo permitiera; ya existían clinómetros para la elevación.
Los alemanes solucionaron este problema inventando el Richtfläche, o plano de alineación, alrededor de 1890. Se trataba de una mira giratoria abierta montada en el cañón, alineada con el ánima, capaz de medir ángulos grandes desde ella. Diseños similares, normalmente capaces de medir ángulos en un círculo completo, fueron ampliamente adoptados durante la década siguiente. A principios del siglo XX, la mira abierta fue reemplazada a veces por un telescopio y el término goniómetro había reemplazado a "plano de alineación" en inglés.
El primer uso incontrovertible y documentado de fuego indirecto en la guerra utilizando los métodos de Guk, aunque sin miras de alineación plana, fue el 26 de octubre de 1899 por artilleros británicos durante la Segunda Guerra Bóer . [15] Aunque ambos bandos demostraron desde el principio del conflicto que podían utilizar la técnica de manera efectiva, en muchas batallas posteriores, los comandantes británicos ordenaron a la artillería que fuera "menos tímida" y avanzara para abordar las preocupaciones de las tropas sobre el abandono de sus armas. [15] Los británicos utilizaron arcos de cañón improvisados con obuses; [16] los arreglos de mira utilizados por los bóers con sus armas alemanas y francesas no están claros.
Las miras ópticas aparecieron a principios del siglo XX y durante el resto del siglo XX se impuso la mira panorámica alemana Goerz . Estaban graduadas en grados e intervalos de cinco minutos, decigrads o mils (4320, 4000 o 6000/6300/6400 por círculo).
Una característica de la colocación del cañón en el siglo XX fue el uso de uno o dos hombres. Estados Unidos se destacó por utilizar la colocación con dos hombres, horizontal en un lado del cañón y elevada en el otro. La mayoría de las demás naciones utilizaban principalmente la colocación con un solo hombre. El ejercicio de colocación, que se ocupaba de los tres ejes, generalmente adoptaba esta secuencia: "aproximadamente para la línea, aproximadamente para la elevación, a nivel transversal, con precisión para la línea, con precisión para la elevación".
La otra diferencia principal en los sistemas de puntería era el uso de un ángulo de elevación o, alternativamente, el alcance. Esta cuestión se complicó más en la Primera Guerra Mundial, cuando se reconocieron plenamente los efectos del desgaste del cañón en el cambio de la velocidad inicial . Esto significaba que diferentes armas necesitaban un ángulo de elevación diferente para el mismo alcance. Esto llevó a muchos ejércitos a utilizar un ángulo de elevación calculado en un puesto de mando de batería . Sin embargo, en la década de 1930, los británicos adoptaron miras calibradas en las que el alcance se establecía en la mira, lo que compensaba automáticamente la diferencia de la velocidad inicial con respecto a la estándar.
Una alternativa a esto era una "regla de armas" en cada arma; en este caso, el alcance se establecía en la regla y se leía y se le daba al capataz un ángulo de elevación para que lo estableciera en la mira. El problema finalmente se resolvió con la introducción de computadoras digitales en el puesto de mando de la batería que calculaban el ángulo de elevación correcto para el alcance y la velocidad inicial del cañón con precisión y rapidez.
Aparte de la calibración de las miras, no hubo diferencias significativas en la disposición de los cañones de campaña durante la mayor parte del siglo XX. Sin embargo, en la década de 1990, los cañones nuevos o modificados comenzaron a adoptar miras digitales, tras su uso exitoso en el sistema de cohetes de lanzamiento múltiple desarrollado en la década de 1970. En estos, el acimut y la elevación se ingresaban de forma manual o automática en una computadora de capas, luego se guiaba el uso de los controles horizontales y de elevación por parte de la capa hasta que el cañón estuviera en la alineación horizontal y vertical requerida. Esto calculaba una corrección para el nivel transversal del cañón y utilizaba la retroalimentación de dispositivos electromecánicos , como giroscopios y clinómetros electrónicos , alineados con el eje del ánima. Estos dispositivos fueron reemplazados posteriormente por giroscopios láser de anillo.
La mayoría de la artillería costera se encontraba en defensas fijas, en algún tipo de "fortalezas". Sus objetivos se movían en dos dimensiones y el cañón debía apuntar hacia la futura posición del objetivo. Algunos cañones eran de calibre relativamente pequeño y se dirigían a objetivos relativamente cercanos, mientras que otros eran mucho más grandes y se dirigían a objetivos de largo alcance.
La artillería costera empleaba fuego directo y, hasta finales del siglo XIX, su orientación había cambiado poco, aparte de la incorporación de miras telescópicas , a lo largo de los siglos.
Las mejoras del siglo XIX en el diseño de armas y municiones ampliaron enormemente su alcance efectivo. En 1879, el mayor HS Watkins de la Artillería de la Guarnición Real inventó el telémetro de depresión , el telémetro de posición y los sistemas de control de tiro asociados .
Su descripción explica su esencia:
Se necesitaron casi 20 años para que alcanzara su máxima eficacia, pero su principio general se convirtió en la norma para el control y la orientación del fuego de la artillería pesada. Los cañones de menor alcance mantuvieron la orientación convencional de fuego directo con telescopios durante mucho más tiempo. En el siglo XX, la artillería costera, al igual que los cañones de campaña y los cañones antiaéreos de mayor tamaño, incluyeron correcciones en sus cálculos para condiciones no estándar, como el viento y la temperatura.
La artillería naval a bordo de los buques capitales pronto adoptó disposiciones de tiro muy similares al modelo de artillería costera del Mayor Watkins. La introducción de cañones de retrocarga , luego sistemas de retroceso y pólvora sin humo , completó el cambio en el armamento de los buques de guerra de cañones montados en el casco a cañones montados en torretas .
Sin embargo, los barcos tenían una complicación en comparación con los cañones terrestres: disparaban desde una plataforma móvil. Esto significaba que sus cálculos de tiro tenían que predecir la posición futura tanto del barco como del objetivo. Se emplearon calculadoras mecánicas cada vez más sofisticadas para el tiro correcto de los cañones, generalmente con varios observadores y medidas de distancia que se enviaban a una estación de trazado central en lo profundo del barco. Allí, los equipos de dirección de fuego ingresaban la ubicación, la velocidad y la dirección del barco y su objetivo, así como varios ajustes para el efecto Coriolis , los efectos meteorológicos en el aire y otros ajustes.
Las direcciones resultantes, conocidas como solución de disparo, se enviarían a las torretas para que las apuntaran. Si los proyectiles fallaban, un observador podría calcular la distancia por la que fallaron y en qué dirección, y esta información podría enviarse a la computadora junto con cualquier cambio en el resto de la información y se podría intentar otro disparo.
Los primeros sistemas de control de fuego naval rudimentarios se desarrollaron en la época de la Primera Guerra Mundial . [18] Arthur Pollen y Frederic Charles Dreyer desarrollaron de forma independiente los primeros sistemas de este tipo. Pollen comenzó a trabajar en el problema después de notar la poca precisión de la artillería naval en una práctica de artillería cerca de Malta en 1900. [19] Lord Kelvin , ampliamente considerado como el científico líder de Gran Bretaña, propuso por primera vez el uso de una computadora analógica para resolver las ecuaciones que surgen del movimiento relativo de los barcos involucrados en la batalla y el retraso de tiempo en el vuelo del proyectil para calcular la trayectoria requerida y, por lo tanto, la dirección y elevación de los cañones.
Pollen se propuso producir una computadora mecánica combinada y un trazador automático de rangos y velocidades para su uso en el control centralizado del fuego. Para obtener datos precisos de la posición del objetivo y el movimiento relativo, Pollen desarrolló una unidad de trazado (o trazador) para capturar estos datos. Añadió un giroscopio para tener en cuenta la guiñada del buque que disparaba. Nuevamente, esto requirió un desarrollo sustancial del, en ese momento, primitivo giroscopio para proporcionar una corrección continua y confiable. [20] Se llevaron a cabo pruebas en 1905 y 1906, que aunque completamente infructuosas mostraron ser prometedoras. Se sintió alentado en sus esfuerzos por la figura en rápido ascenso del almirante Jackie Fisher , el almirante Arthur Knyvet Wilson y el Director de Artillería Naval y Torpedos (DNO), John Jellicoe . Pollen continuó su trabajo, con pruebas realizadas en buques de guerra de la Marina Real de manera intermitente.
Mientras tanto, un grupo dirigido por Dreyer diseñó un sistema similar. Aunque ambos sistemas fueron pedidos para buques nuevos y existentes de la Marina Real, el sistema de Dreyer finalmente encontró el favor de la Marina en su forma definitiva Mark IV*. La adición del control del director facilitó un sistema de control de tiro completo y práctico para los buques de la Primera Guerra Mundial, y la mayoría de los buques capitales de la Marina Real estaban equipados con él a mediados de 1916. El director estaba en lo alto del barco, donde los operadores tenían una vista superior sobre cualquier artillero en las torretas . También podía coordinar el fuego de las torretas para que su fuego combinado funcionara en conjunto. Esta puntería mejorada y los telémetros ópticos más grandes mejoraron la estimación de la posición del enemigo en el momento del disparo. El sistema finalmente fue reemplazado por la " Mesa de control de tiro del Almirantazgo " mejorada para los barcos construidos después de 1927.
En la década de 1950, las torretas de los cañones eran cada vez más autónomas y el control de los cañones se hacía de forma remota desde el centro de control del barco mediante información procedente del radar y otras fuentes.
Las miras telescópicas para tanques se adoptaron antes de la Segunda Guerra Mundial y, por lo general, tenían un medio para apuntar hacia el movimiento del objetivo y retículas marcadas para diferentes distancias. Las miras para tanques eran de dos tipos generales. O bien, la mira estaba en alineación fija con el eje del ánima con las distancias marcadas en la mira, y el artillero colocaba la marca de distancia en el objetivo. O bien, durante la colocación, el artillero fijaba físicamente la distancia para desviar el eje del ánima del eje de la mira en la cantidad correcta y colocaba usando la marca central en la mira.
Algunas miras tenían un método para estimar el alcance, por ejemplo, utilizando un método estadimétrico. Otros tanques usaban un telémetro óptico coincidente o, después de la Segunda Guerra Mundial, una ametralladora de medición de distancia. A partir de la década de 1970, estos fueron reemplazados por telémetros láser. Sin embargo, los cañones de los tanques no podían disparar con precisión mientras estaban en movimiento hasta que se introdujo la estabilización de cañones, que apareció al final de la Segunda Guerra Mundial. Algunos eran hidráulicos, mientras que otros usaban servomotores eléctricos. Durante la década de 1970, los tanques comenzaron a equiparse con computadoras digitales.
La necesidad de atacar globos y dirigibles, tanto desde tierra como desde barcos, se reconoció a principios del siglo XX. Pronto se añadieron los aviones a la lista y los demás perdieron importancia. El fuego antiaéreo era fuego directo, la capa apuntaba al avión. Sin embargo, el objetivo se mueve en tres dimensiones y esto lo convierte en un objetivo difícil. La cuestión básica es que o bien la capa apunta al objetivo y algún mecanismo alinea el cañón en la posición futura (tiempo de vuelo) del objetivo o bien la capa apunta a la posición futura del avión. En cualquier caso, el problema es determinar la altura, la velocidad y la dirección del objetivo y ser capaz de "apuntar" (a veces llamado deflexión) para el tiempo de vuelo del proyectil antiaéreo.
Los ataques aéreos alemanes a las Islas Británicas comenzaron a principios de la Primera Guerra Mundial. La artillería antiaérea era una tarea difícil. El problema era apuntar con éxito un proyectil para que explotara cerca de la posición futura de su objetivo, ya que varios factores afectaban la trayectoria prevista de los proyectiles . Esto se llamaba apuntamiento de cañón por deflexión, los ángulos de "desplazamiento" para el alcance y la elevación se establecían en la mira del arma y se actualizaban a medida que se movía el objetivo. En este método, cuando las miras estaban en el objetivo, el cañón apuntaba a la posición futura del objetivo. El alcance y la altura del objetivo determinaban la longitud de la espoleta. Las dificultades aumentaron a medida que mejoraba el rendimiento de la aeronave.
Los británicos se ocuparon primero de la medición de distancias, cuando se dieron cuenta de que la distancia era la clave para producir un mejor ajuste de la espoleta. Esto condujo al Height/Range Finder (HRF), el primer modelo fue el Barr & Stroud UB2, un telémetro óptico coincidente de 2 metros montado en un trípode. Medía la distancia al objetivo y el ángulo de elevación, que juntos proporcionaban la altura del avión. Se trataba de instrumentos complejos y también se utilizaban otros métodos. Al HRF pronto se le unió el Height/Fuze Indicator (HFI), que estaba marcado con ángulos de elevación y líneas de altura superpuestas con curvas de longitud de espoleta, utilizando la altura informada por el operador del HRF, se podía leer la longitud de espoleta necesaria. [21]
Sin embargo, el problema de los ajustes de desviación ('aim-off') requería conocer la tasa de cambio en la posición del objetivo. Tanto Francia como el Reino Unido introdujeron dispositivos taquimétricos para rastrear objetivos y producir ángulos de desviación verticales y horizontales. El sistema francés Brocq era eléctrico, el operador ingresaba el rango del objetivo y tenía pantallas en los cañones; se utilizó con sus 75 mm. El director del cañón británico Wilson-Dalby utilizó un par de rastreadores y taquimetría mecánica; el operador ingresaba la longitud de la espoleta y los ángulos de desviación se leían de los instrumentos.
En 1925, los británicos adoptaron un nuevo instrumento desarrollado por Vickers . Se trataba de un ordenador mecánico analógico Predictor AA No 1. Dada la altura del objetivo, sus operadores seguían el objetivo y el predictor producía el rumbo, la elevación del cuadrante y el ajuste de la espoleta. Estos datos se transmitían eléctricamente a los cañones, donde se mostraban en diales repetidores para los oficiales que "combinaban los punteros" (los datos del objetivo y los datos reales del cañón) para apuntar los cañones. Este sistema de diales eléctricos repetidores se basó en los dispositivos introducidos por la artillería costera británica en la década de 1880, y la artillería costera fue el trasfondo de muchos oficiales antiaéreos. Sistemas similares fueron adoptados en otros países y por ejemplo el posterior dispositivo Sperry, designado M3A3 en los EE.UU. también fue utilizado por Gran Bretaña como el Predictor AA No 2. Los medidores de altura también estaban aumentando en tamaño, en Gran Bretaña, el Barr & Stroud UB 2 de la Primera Guerra Mundial (base óptica de 7 pies (2,1 m)) fue reemplazado por el UB 7 (base óptica de 7 pies (2,1 m)) y el UB 10 (base óptica de 18 pies (5,5 m), sólo utilizado en sitios AA estáticos). Goertz en Alemania y Levallois en Francia produjeron instrumentos de 5 metros (16 pies). [21]
En la Segunda Guerra Mundial, la situación era básicamente la siguiente: para objetivos situados hasta unos miles de metros de distancia, se utilizaba un arma automática de menor calibre, con miras simples que permitían al tirador juzgar la ventaja basándose en estimaciones del alcance y la velocidad del objetivo; para objetivos de mayor alcance, se utilizaban predictores controlados manualmente para rastrear el objetivo, tomando información de telémetros ópticos o de radar y calculando datos de disparo para los cañones, incluyendo el margen para el viento y la temperatura.
Después de la Segunda Guerra Mundial, los predictores dejaron de ser computadoras analógicas electromecánicas para convertirse en computadoras digitales , pero para ese entonces los cañones antiaéreos pesados habían sido reemplazados por misiles, pero la electrónica permitió que los cañones más pequeños adoptaran un apuntamiento completamente automatizado.