El sistema de control de ángulo alto ( HACS ) fue un sistema británico de control de fuego antiaéreo empleado por la Marina Real Británica desde 1931 y ampliamente utilizado durante la Segunda Guerra Mundial . El HACS calculaba la desviación necesaria para colocar un proyectil explosivo en la ubicación de un objetivo que volaba a una altura, rumbo y velocidad conocidos.
El HACS fue propuesto por primera vez en la década de 1920 y comenzó a aparecer en los barcos de la Royal Navy (RN) en enero de 1930, cuando el HACS I se hizo a la mar en el HMS Valiant . [1] El HACS I no tenía ninguna estabilización o asistencia eléctrica para el entrenamiento del director. El HACS III, que apareció en 1935, [2] tenía provisión para estabilización, estaba impulsado hidráulicamente, presentaba una transmisión de datos muy mejorada e introdujo la tabla HACS III. [3] La tabla (computadora) HACS III tenía numerosas mejoras, incluyendo aumentar la velocidad máxima del objetivo a 350 nudos, predicción automática continua de la espoleta, geometría mejorada en la pantalla de deflexión y provisiones para entradas de giroscopio para proporcionar estabilización de los datos recibidos del director. [4] El HACS era un sistema de control y fue posible gracias a una red de transmisión de datos efectiva entre un director de cañones externo, una computadora de control de fuego debajo de la cubierta y los cañones antiaéreos (AA) de calibre medio del barco .
La orientación y la altitud del objetivo se midieron directamente en el telémetro/altura UD4 , un telémetro de coincidencia ubicado en la torre de dirección de ángulo alto (HADT). La dirección de viaje se midió alineando una retícula binocular con el fuselaje del avión objetivo. Las primeras versiones del HACS, Mk. I a IV, no midieron la velocidad del objetivo directamente, sino que estimaron este valor en función del tipo de objetivo. Todos estos valores se enviaron a través de selsyn al HACS en la posición de cálculo de ángulo alto (HACP) ubicada debajo de las cubiertas. [5] El HACS utilizó estos valores para calcular la tasa de alcance (a menudo llamada tasa a lo largo en la jerga de la Marina Real), que es el movimiento aparente del objetivo a lo largo de la línea de visión. Esto también se imprimió en un gráfico de papel para que un oficial de tasa de alcance pudiera evaluar su precisión. [6]
Esta tasa de alcance calculada se enviaba de vuelta al UD4, donde alimentaba un motor para mover los prismas dentro del UD4. Si todas las mediciones eran correctas, este movimiento seguiría al objetivo, haciéndolo parecer inmóvil en la mira. [7] [8] Si el objetivo tenía un movimiento aparente, el operador del UD4 ajustaría el alcance y la altura, y al hacerlo actualizaría la tasa de alcance generada, creando así un bucle de retroalimentación que podría establecer una estimación de la verdadera velocidad y dirección del objetivo. [9] [10] El HACS también mostraba el rumbo y la elevación previstos del objetivo en indicadores en la torre del Director, o en variantes posteriores, [11] el HACS podía mover todo el Director a través del Control Remoto de Potencia para que pudiera continuar rastreando el objetivo si este se oscurecía. [12]
El ángulo medido por la retícula también hizo que un alambre de metal girara alrededor de la cara de una gran pantalla circular en un lado del HACS, conocida como la Pantalla de Deflexión . El valor medido de altitud y alcance, y el valor estimado de la velocidad del objetivo, hicieron que la óptica enfocara una lámpara sobre una pantalla de vidrio esmerilado detrás del alambre, mostrando una elipse cuya forma cambiaba en función de estas medidas. El operador de deflexión usó dos controles para mover indicadores de alambre adicionales para que se ubicaran sobre la intersección del borde exterior de la elipse donde era cruzado por el alambre de metal giratorio. [13] La intersección de la elipse y la dirección del objetivo se usó como base para calcular la elevación y el entrenamiento de los cañones. El método de la elipse tenía la ventaja de requerir muy poco en cuanto a cálculo mecánico y esencialmente modelaba la posición del objetivo en tiempo real con un consiguiente tiempo de solución rápido. [14]
El HADT proporciona datos de dirección, alcance, velocidad, altitud y rumbo del objetivo al HACP, que transmite órdenes de dirección y sincronización de espoleta a los cañones. El HACP transmite la tasa de alcance generada por computadora y el rumbo generado de vuelta al HADT, creando un bucle de retroalimentación entre el HADT y el HACP, de modo que la solución de control de fuego generada por la computadora se vuelve más precisa con el tiempo si el objetivo mantiene un curso en línea recta. El HADT también observa la precisión de las ráfagas de proyectil resultantes y las utiliza para corregir las estimaciones de velocidad y dirección del objetivo, creando otro bucle de retroalimentación desde los cañones al HADT y de ahí al HACP, aumentando nuevamente la precisión de la solución, si el objetivo mantiene un curso en línea recta. [15] La mayoría de los cañones controlados por el HACS tenían pedestales de ajuste de espoleta o bandejas de ajuste de espoleta donde se ajustaba la sincronización correcta de la espoleta en un mecanismo de relojería dentro de la ojiva del proyectil AA, de modo que el proyectil explotara en las proximidades del avión objetivo.
El HACS fue el primer sistema AA naval que se utilizó contra aviones radiocontrolados , y logró el primer derribo AA contra estos objetivos en 1933. [16] En marzo de 1936, seis objetivos Queen Bee fueron destruidos por la Flota Mediterránea de la RN durante una intensa práctica AA en un momento de extrema tensión entre el Reino Unido e Italia. [17] La práctica de tiro contra drones objetivo se llevó a cabo utilizando proyectiles especiales que fueron diseñados para minimizar la posibilidad de destruir objetivos costosos. [18] [19] La RN permitió la cobertura mediática de la práctica de tiro AA y un noticiero de 1936 tiene imágenes de un tiroteo real. [20] En 1935, la RN también comenzó a practicar tiroteos controlados por HACS de aviones objetivo por la noche. [21]
La Marina Real se movió rápidamente para agregar predicción taquimétrica del movimiento del objetivo y medición por radar al HACS a mediados de 1941. La Marina Real fue la primera en adoptar radares FC AA dedicados. Sin embargo, el sistema, al igual que todos los sistemas mecánicos de control de fuego AA de la era de la Segunda Guerra Mundial, todavía tenía severas limitaciones, ya que incluso el altamente avanzado sistema Mk 37 de la Marina de los Estados Unidos (USN) en 1944 necesitaba un promedio de 1000 rondas de munición de 5 pulgadas (127 mm) disparadas por derribo. [22] En 1940 , se agregó la Unidad de Velocidad Giroscopio (GRU) al sistema HACS, una computadora analógica capaz de calcular directamente la velocidad y dirección del objetivo, [23] convirtiendo el HACS en un sistema taquimétrico . [24] [25] También en 1940, se agregó la medición por radar al HACS. [26] La GRU y su computadora asociada, la "Caja de Unidad de Velocidad Giroscopio" (GRUB) ya no asumían un vuelo recto y nivelado por parte del objetivo. GRU/GRUB podía generar datos de velocidad y posición del objetivo a velocidades angulares de hasta 6 grados por segundo, lo que era suficiente para rastrear un objetivo que cruzara a 360 nudos (670 km/h; 410 mph) a una distancia de 2.000 yardas (1.800 m). [27]
Los destructores de la RN se vieron obstaculizados por la falta de buenas armas de doble propósito adecuadas para barcos del tamaño de un destructor ; durante gran parte de la guerra, 40° fue la elevación máxima de los cañones de 4,7 pulgadas (119 mm) que equipaban a dichos barcos, que en consecuencia no podían atacar directamente a los bombarderos en picado , aunque podían proporcionar "barrage" y "fuego previsto" para proteger a otros barcos de tales ataques. [28] Los destructores no usaban HACS, sino el Reloj de Mantenimiento de Espoletas (FKC), una versión simplificada de HACS. [29] A partir de 1938, todos los nuevos destructores de la RN, desde la clase Tribal en adelante, fueron equipados con un FKC y bandejas de ajuste de espoletas de predicción continua para cada arma de armamento principal. [30] La experiencia de la Segunda Guerra Mundial de todas las armadas mostró que los bombarderos en picado no podían ser atacados con éxito por ningún sistema AA predictivo por computadora remoto que usara espoletas mecánicas [31] [32] debido al tiempo de retraso en la computadora y al alcance mínimo de los telémetros ópticos. [33] Al igual que otras armadas contemporáneas, los destructores de la Marina Real diseñados antes de la guerra adolecían de una falta de artillería antiaérea de corto alcance y fuego rápido con la que enfrentarse a los bombarderos en picado.
La Unidad de Barrage Automática o ABU, era un sistema especializado de cálculo de distancias por radar y computadora de artillería que utilizaba el radar Tipo 283. Fue desarrollado para proporcionar predicción por computadora y control de fuego antiaéreo por radar a los cañones de armamento principal y secundario que no tenían capacidad antiaérea inherente. La ABU fue diseñada para permitir que los cañones se precargaran con munición con espoleta temporizada, y luego rastreaba a los aviones enemigos entrantes, apuntaba los cañones continuamente para rastrearlos y luego disparaba los cañones automáticamente cuando la posición prevista de la aeronave alcanzaba el rango de espoleta preestablecido de los proyectiles previamente cargados. [34] La ABU también se utilizó con cañones que estaban controlados nominalmente por el HACS para proporcionar una capacidad limitada de fuego ciego. [35] [36]
En mayo de 1941, los cruceros de la Marina Real, como el HMS Fiji , se enfrentaban a la Luftwaffe con sistemas estabilizados HACS IV con GRU/GRUB y radar Tipo 279 con el Panel de Medición de Precisión, que proporcionaba una precisión de +/- 25 yardas hasta 14.000 yardas. El HMS Fiji se hundió en la Batalla de Creta después de quedarse sin munición AA, pero su batería de cañones AA de 4 pulgadas dirigida por HACS IV repelió los ataques de la Luftwaffe durante muchas horas. [37]
Demostrando los rápidos avances de la RN en artillería AA naval, en mayo de 1941, el HMS Prince of Wales se hizo a la mar con HACS IVGB, con sistemas completos de medición de distancia por radar y nueve radares de control de tiro asociados a AA: cuatro radares Tipo 285 , uno en cada Torre Directora de Ángulo Alto (HADT) y cuatro radares Tipo 282 , uno en cada director Mk IV para los montajes "pom pom" QF 2 pdr (40 mm) , y un radar Tipo 281 de largo alcance Warning Air (WA) que también tenía paneles de medición de precisión para objetivos aéreos y de superficie. [38] Esto colocó al HMS Prince of Wales a la vanguardia de los sistemas de control de tiro AA HA navales en ese momento. En agosto y septiembre de 1941, el HMS Prince of Wales demostró un excelente fuego AA dirigido por radar de largo alcance durante la Operación Halberd . [39] Aunque a menudo se culpa a las deficiencias del HACS por la pérdida de la Fuerza Z , el alcance del ataque japonés superó con creces todo lo que el HACS había sido diseñado para manejar en términos de número de aeronaves y rendimiento. El fracaso de la artillería antiaérea para disuadir a los bombarderos japoneses también estuvo influenciado por circunstancias únicas. El HACS fue diseñado originalmente teniendo en cuenta las condiciones del Atlántico y los radares AA FC del Prince of Wales se habían vuelto inservibles en el calor y la humedad extremos en las aguas malayas y su munición de 2 libras también se había deteriorado gravemente. [40]
La RN hizo las siguientes reclamaciones por fuego antiaéreo embarcado contra aeronaves enemigas, desde septiembre de 1939 hasta el 28 de marzo de 1941: Muertes seguras: 234, Muertes probables: 116, Reclamaciones por daños: 134 [41]
La Marina Real hizo las siguientes afirmaciones sobre fuego antiaéreo embarcado contra aviones enemigos, desde septiembre de 1939 hasta el 31 de diciembre de 1942: [42]
El HACS utilizó varias torres de director que generalmente estaban equipadas con el Tipo 285 a medida que estuvo disponible. Este sistema de longitud de onda métrica empleaba seis antenas yagi que podían tomar distancias de objetivos y tomar lecturas precisas de rumbo utilizando una técnica conocida como " conmutación de lóbulos ", pero solo estimaciones crudas de altitud. Por lo tanto, no podía "fijarse" en objetivos aéreos y no podía proporcionar verdaderas capacidades de fuego a ciegas, lo que ninguna otra armada pudo hacer hasta que la USN desarrolló radares avanzados en 1944 utilizando transferencias de tecnología del Reino Unido. Esta situación no se remedió hasta la introducción del director HACS Mark VI en 1944 que estaba equipado con un radar centimétrico Tipo 275. Otra mejora fue la adición del Control Remoto de Potencia ( RPC ), en el que los cañones antiaéreos se alineaban automáticamente con la torre del director, con los cambios necesarios en el rumbo y la elevación para permitir el fuego convergente. Anteriormente, las tripulaciones de los cañones tenían que seguir punteros mecánicos que indicaban dónde la torre del director quería que se alinearan los cañones. [43]
Directores HACS instalados en los buques en un documento fechado como "revisado en agosto de 1940": [44]