El Mark 1, y más tarde el Mark 1A, Fire Control Computer fue un componente del sistema de control de fuego del cañón Mark 37 desplegado por la Armada de los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial y hasta 1991 y posiblemente después. Fue desarrollado originalmente por Hannibal C. Ford de Ford Instrument Company [1] y William Newell. Se utilizó en una variedad de barcos, desde destructores (uno por barco) hasta acorazados (cuatro por barco). El sistema Mark 37 utilizó predicción taquimétrica del movimiento del objetivo para calcular una solución de control de fuego. Contenía un simulador de objetivo que se actualizaba mediante un seguimiento adicional del objetivo hasta que coincidía.
Con un peso de más de 3000 libras (1400 kg), [2] el Mark 1 se instaló en la sala de trazado, un compartimento hermético que se encontraba en lo profundo del casco del barco para brindar la mayor protección posible contra daños en batalla.
El Mark 1, que era esencialmente un ordenador analógico electromecánico , estaba conectado eléctricamente a los soportes de los cañones y al director de cañones Mark 37 , este último montado lo más alto posible en la superestructura para ofrecer el máximo alcance visual y de radar. El director de cañones estaba equipado con telémetros ópticos y de radar, y podía girar sobre una pequeña estructura similar a una barbeta . Utilizando los telémetros y los telescopios para el rumbo y la elevación, el director podía producir un conjunto de salidas que variaban continuamente, denominados datos de línea de visión (LOS), que se transmitían eléctricamente al Mark 1 a través de motores sincronizados . Los datos LOS proporcionaban el alcance actual del objetivo, el rumbo y, en el caso de los objetivos aéreos, la altitud. Las entradas adicionales al Mark 1A se generaban continuamente desde el elemento estable , un dispositivo giroscópico que reaccionaba al balanceo y cabeceo del barco, el registro del pitómetro , que medía la velocidad del barco a través del agua, y un anemómetro , que proporcionaba la velocidad y la dirección del viento. El elemento estable ahora se llamaría giroscopio vertical.
En la sala de planificación, un equipo de marineros se situaba alrededor del Mark 1, de 1,2 m de altura, y supervisaba continuamente su funcionamiento. También se encargaban de calcular e introducir la velocidad media inicial de los proyectiles que se iban a disparar antes de que comenzara la acción. Este cálculo se basaba en el tipo de propulsor que se iba a utilizar y su temperatura, el tipo y el peso del proyectil y la cantidad de disparos realizados hasta la fecha con los cañones.
Con estos datos, el Mark 1 calculaba automáticamente los ángulos de avance respecto de la posición futura del objetivo al final del tiempo de vuelo del proyectil, añadiendo correcciones por la gravedad, el viento relativo, el efecto magnus del proyectil giratorio y la paralaje , esta última compensación necesaria porque los propios cañones estaban ampliamente desplazados a lo largo de la longitud del barco. Los ángulos de avance y las correcciones se añadían a los datos de la LOS para generar los datos de la línea de fuego (LOF). Los datos de la LOF, el rumbo y la elevación, así como el tiempo de espoleta del proyectil, se enviaban a los soportes mediante motores sincronizados, cuyo movimiento accionaba servos hidráulicos con una excelente precisión dinámica para apuntar los cañones.
Una vez que el sistema estaba "fijado" en el objetivo, producía una solución de control de fuego continuo. Si bien estos sistemas de control de fuego mejoraron en gran medida la precisión de largo alcance del fuego de artillería de barco a barco y de barco a costa, especialmente en cruceros pesados y acorazados, fue en el modo de guerra antiaérea donde el Mark 1 hizo la mayor contribución. Sin embargo, el valor antiaéreo de las computadoras analógicas como el Mark 1 se redujo en gran medida con la introducción de los aviones a reacción , donde el movimiento relativo del objetivo se volvió tal que el mecanismo de la computadora no podía reaccionar lo suficientemente rápido para producir resultados precisos. Además, la velocidad del objetivo, originalmente limitada a 300 nudos por un tope mecánico, se duplicó dos veces a 600, luego a 1.200 nudos mediante cambios en la relación de transmisión.
El diseño del Mark 1A de posguerra puede haber sido influenciado por el Mark 8 de Bell Labs , que fue desarrollado como una computadora completamente eléctrica, incorporando tecnología de la computadora de datos del cañón M9 como salvaguarda para asegurar suministros adecuados de computadoras de control de tiro para la USN durante la Segunda Guerra Mundial. [3] Las computadoras Mark 1 sobrevivientes se actualizaron al estándar Mark 1A después de que terminó la Segunda Guerra Mundial.
Entre las mejoras se encuentran la eliminación del solucionador vectorial del Mark 1 y el rediseño del esquema de conversión de coordenadas inversas que actualizaba los parámetros del objetivo.
El esquema conservaba los cuatro componentes integradores, dispositivos poco conocidos que no se incluían en las explicaciones de los mecanismos básicos de control de fuego. Funcionaban como un ratón de ordenador con forma de bola, pero tenían entradas de eje para girar la bola y determinar el ángulo de su eje de rotación.
El indicador de rumbo del objetivo redondo en el lado derecho de la computadora de la nave estelar con los dos botones de pánico es un vestigio de los días de la Segunda Guerra Mundial, cuando los primeros datos de seguimiento y la posición inicial de salida del ángulo del solucionador vectorial hicieron que la velocidad del objetivo disminuyera. Los botones pulsadores hacían girar rápidamente el solucionador vectorial.