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Sistema de control de fuego de cañones navales

Los sistemas de control de fuego de cañones navales (GFCS) permiten apuntar los cañones en forma remota y automática contra buques de superficie, aeronaves o blancos terrestres, con o sin la ayuda de radar o de miras ópticas. El control de fuego es en términos generales el proceso que realiza el personal encargado de la artillería de un buque con el propósito de golpear al buque enemigo lo más fuerte y seguido posible hasta destruirlo, el problema de cómo hacerlo de la mejor manera es la solución que proporciona el control de fuego.

El primer factor a considerar es, por supuesto, apuntar el Director hacia el buque enemigo a abatir: "designar el blanco". El blanco es seleccionado por el comandante del buque quien, si este está visible, le indica su demarcación al oficial artillero por voz o bien eléctricamente a la Central mediante la Mira del comandante. Si el blanco no está visible, pero ha sido detectado por el radar, se plotea el movimiento del enemigo y la demarcación y distancia obtenida es enviada a la Central y luego esta las pasa a la torre directora y a los cañones

Los sistemas de control de fuego de cañones navales (GFCS) permiten apuntar los cañones en forma remota y automática contra buques de superficie, aeronaves o blancos terrestres, con o sin la ayuda de radar o de miras ópticas. La mayoría de las naves de los Estados Unidos desde destructores o más grandes, excepto destructores escolta o escoltas de portaviones hasta acorazados, como el USS Iowa, utilizaron GFCS para los cañones de 5 pulgadas y mayores. A partir de los buques construidos en la década de 1960, a los GFCS se le agregaron sistemas de control de fuego de misiles y otros sensores del buque. Los componentes principales de un GFCS son un director tripulado, con o reemplazado por un radar o una cámara de televisión, una computadora, un dispositivo estabilizador o giro y los equipos de la Central [1]

En la USN, el computador de artillería más empleado fue el Ford Mark 1, más tarde Mark 1A Fire Control Computer, que era un computador balístico analógico electromecánico que proporcionaba soluciones precisas del problema de disparo y podía controlar automáticamente uno o más montajes de cañones contra blancos estacionarios o móviles en la superficie o en el aire. Esto dio a las fuerzas americanas una ventaja tecnológica en la Segunda Guerra Mundial contra los japoneses que no desarrollaron control remoto para sus cañones; tanto la USN como la IJN empleaban la corrección visual de los disparos utilizando los piques o las explosiones en el aire, pero la USN mejoró su espoteo visual con el radar. Los ordenadores digitales no serían adoptados con este propósito por los Estados Unidos hasta mediados de los años setenta; sin embargo, debe enfatizarse que todos los sistemas analógicos de control antiaéreo tenían limitaciones severas, e incluso el sistema USN Mk 37 requería casi 1.000 tiros de munición de 5" con espoleta mecánica para derribar un blanco, incluso a finales de 1944. [2]

El Sistema de control de fuego MK 37 incorporó el Calculador Mk 1, el Director Mk 37, un elemento estable giroscópico junto con el control automático de los cañonees y fue el primer GFCS de doble propósito de la USN en separar el Calculador del Director.

Historia

El control de fuego de cañones navales es semejante al de los cañones terrestres, pero sin una distinción clara entre el fuego directo y el indirecto. Es posible controlar simultáneamente varios cañones del mismo tipo en una sola plataforma mientras ambos, los cañones que disparan y el blanco se mueven. Aunque un buque se balancea y cabecea a una razón más lenta que un tanque, la estabilización giroscópica es extremadamente deseable. El control de fuego de cañones navales potencialmente implica tres niveles de complejidad:

• El control local originado en instalaciones primitivas en que el cañón era apuntado por la dotación del cañón.

• El sistema de control de fuego por Director fue iniciado por la Marina Real Británica en 1912. Todos los cañones de la nave eran apuntados desde una posición central colocada lo más alto posible sobre el puente. El Director se convirtió en una característica del diseño de los acorazados, con los mástiles tipo "Pagoda" de los japoneses, diseñados para maximizar la visión del Director a grandes distancias. Un oficial control de fuego espoteaba las salvas transmitiendo la elevación y las correcciones a cada cañón individualmente.

• Los disparos coordinados de una formación de naves sobre un solo blanco eran el centro de las operaciones de la flota de acorazados. Un oficial del buque insignia transmitía la información del blanco a las otras naves de la formación. Esto era necesario para explotar la ventaja táctica cuando una flota lograba cruzar la T enemiga, pero la dificultad de distinguir los piques hizo más difícil espotear las salvas caídas sobre el objetivo.

Se podía corregir la velocidad del viento de superficie, el balance y cabeceo del buque, la temperatura de la pólvora en las santabárbaras, la deriva de los proyectiles por el estriado, la corrección del diámetro del ánima por los tiros disparados y la razón de cambio de la distancia corregida por el espoteo de los tiros. Sistemas de control de fuego más sofisticados consideraban más factores en lugar de confiar en la simple corrección observada por la caída de los tiros. A veces se incluían marcadores de diferentes colores en proyectiles de los calibres mayores para distinguir el cañón que lo disparó, o que los buques en una formación pudiesen distinguir los piques de sus granadas durante el día. Las primeras "computadoras" eran personas que usaban tablas numéricas.

Control de fuego centralizado y la WWI

Los sistemas navales centralizados de control de fuego se desarrollaron por primera vez en la época de la Primera Guerra Mundial. El control local se había utilizado hasta ese momento, y se mantuvo en uso en los buques de guerra más pequeños y auxiliares hasta la Segunda Guerra Mundial. Todavía puede emplearse en ametralladoras a bordo de lanchas patrulleras.

Comenzando con el acorazado británico HMS Dreadnought, los grandes buques de guerra tenían por lo menos seis cañones de grueso calibre similares lo que facilitó el control de fuego centralizado. El Reino Unido construyó su primer sistema centralizado antes de la Gran Guerra. En el corazón de este se encontraba una computadora analógica diseñada por el comandante Frederic Charles Dreyer que calculaba la razón de cambio en distancia. La Mesa Dreyer tuvo que ser mejorada y empleada en el período de entre guerras, período en el cual fue reemplazada, en los barcos nuevos y en los modernizados, por la Mesa Almirantazgo de Control de Fuego.

El empleo de Directores para controlar el tiro junto con el calculador de control de fuego que apuntaba las torres desde una posición central en lugar de forma individual, aunque los montajes individuales y las torres de varios cañones podían mantener el control local cuando el daño del combate limitaba la transferencia de la información desde el Director. Los cañones podían entonces ser disparados en salvas controladas, en que cada cañón tenía una trayectoria levemente diferente. La dispersión del tiro causada por las diferencias individuales de los cañones, de los proyectiles, por la secuencias de ignición de la pólvora y la distorsión transitoria de la estructura del buque era indeseablemente grande para las distancias de combate típicas. Los Directores situados en lo alto de la superestructura tenían una mejor visión del enemigo que un alza ubicada en una torre, y la tripulación que los operaba estaba lejos del sonido y la sacudida de los cañones.

Control de fuego y el calculador analógico

Los factores balísticos no medidos e incontrolables como la temperatura del aire en la altura, la humedad, la presión barométrica, la dirección y velocidad del viento requerían un ajuste final mediante la observación de la caída de los proyectiles. La medición visual de la distancia, tanto del blanco como de los piques de las granadas era difícil de determinar antes de la disponibilidad del radar. Los británicos optaron por los telémetros de coincidencia mientras que los alemanes y la marina estadounidense por estereoscópicos. Los primeros eran menos capaces de distinguir diferentes blancos pero más aliviados para el operador cuando lo cubría durante un largo período de tiempo, y para los segundos era al revés. Durante la batalla de Jutlandia, mientras algunos creían que los británicos poseían el mejor sistema de control de fuego del mundo en ese momento, sólo el 3% de sus disparos realmente dieron en el blanco. En ese momento, los británicos utilizaban principalmente un sistema manual de control de fuego. [5] Esta experiencia contribuyó a que los Calculadores pasaran a ser el elemento estándar. [6].

En la US Navy el primer empleo de un Calculador fue en el USS Texas en 1916. Debido a las limitaciones de la tecnología en ese momento los primeros Calculadores eran toscos. Durante la Primera Guerra Mundial, los Calculadores generaban automáticamente los ángulos necesarios, pero los marineros tenían que seguir manualmente las indicaciones de los punteros. Esta tarea era llamada "seguir los punteros" pero las dotaciones tendían a cometer errores inadvertidos cuando se cansaban durante batallas prolongadas. [7] Durante la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron servomecanismos, llamados "power drives" en la Armada de los Estados Unidos, que permitieron que los cañones se apuntaran automáticamente según las órdenes del Calculador sin intervención manual, aunque los punteros funcionaban aún por si fallaba el control automático. Los Calculadores Mk. 1 y Mk. 1A tenían aproximadamente 20 servomecanismos, en su mayoría servos de posición, para minimizar el torque en los mecanismos de cálculo. [8]

El radar y la WWII

Durante su larga vida útil, los Calculadores fueron actualizados a menudo a medida que la tecnología avanzaba y por la Segunda Guerra Mundial eran una parte crítica de un sistema integrado de control de fuego. La incorporación del radar en el sistema de control de fuego a principios de la Segunda Guerra Mundial proporcionó a los buques la capacidad de realizar efectivas operaciones de tiro a larga distancia en mal tiempo y por la noche [9].

En una nave británica típica de la Segunda Guerra Mundial, el sistema de control de fuego conectaba las torres individuales a la torre directora, la que tenía los instrumentos de observación y esta con la computadora analógica que estaba en el corazón de la nave. En la torre directora, los operadores ronzaban y apuntaban sus telescopios sobre el blanco; un telescopio medía la elevación y el otro la demarcación. En un montaje separado el telemetrista, mediante los telescopios del telémetro, medía la distancia al blanco. Estas mediciones eran convertidas por la Mesa de Control de fuego en ronza y elevación para que los cañones dispararan. En las torres, los apuntadores de los cañones ajustaban la elevación para que coincidiera con un indicador que era la elevación transmitida desde la Mesa de control de fuego;otro hombre, el ronza, hacía lo mismo con la demarcación. Cuando los cañones estaban en blanco eran disparados desde la central. [10]

La Aichi Clock Company produjo primero el computador análogo para ángulos bajos Tipo 92 Shagekiban en 1932. El calculador y el sistema de control de fuego Mark 38 tenía una ventaja sobre sistema de Marina Imperial japonesa en operatibilidad y flexibilidad. El sistema Americano que la dotación de la Central identificara rápidamente cuando el buque blanco cambiaba su rumbo y aplicara las correcciones apropiadas. Los nuevos sistemas japoneses tales como el tipo 98 Hoiban y Shagekiban de la clase Yamato fueron más modernos, porque eliminaron el Sokutekiban, pero aún descansaban en 7 operadores.

En contraste con el sistema americano ayudado por el radar, los japoneses se basaban en la media de telémetros ópticos, no disponían de giros para establecer la horizontal y requerían el seguimiento manual mediante manillas en los Sokutekiban, Shagekiban, Hoiban como en el cañones mismos. Esto pudo haber tenido su importancia en la pobre actuación de la fuerza central de portaaviones en la batalla de Samar en octubre de 1944.

En esa acción los destructores americanos se enfrentaron a los mas grandes cruceros y acorazados del mundo esquivando sus granadas el tiempo suficiente para llegar a la distancia de lanzamiento de sus torpedos, mientras disparaban cientos de precisos tiros con sus cañones de 5 pulgadas. Los cruceros no dieron en el blanco de los portaaviones escoltas que seguían la táctica de gobernar hacia los piques de las granadas enemigas hasta que después de una hora de persecución estuvieron a la distancia de 5 millas. Aunque los japoneses seguían la doctrina de establecer superioridad con los cañones a larga distancia, un crucero fue víctima de las explosiones causadas por los tiros disparados por los cañones de 5 pulgadas de los portaaviones. Finalmente con la ayuda de cientos de aviones basados en los portaaviones, la maltrecha fuerza central dio vuelta justo antes que ella podía haber terminado con los sobrevivientes de la debilmente equipada fuerza de tarea escoltas y portaaviones escolta de Tafty 3. La anterior batalla del estrecho de Surigao había establecido la clara superioridad del sistema de control de fuego ayudado por radar en la noche.

Las características de la predicción de la posición del blanco de los calculadores pudo ser usada para derrotar al calculador. Por ejemplo, muchos comandantes bajo un ataque de cañones a larga distancia podían hacer violentas maniobras para "seguir las salvas". Un buque que está siguiendo las salvas está maniobrando hacia la posición en que cayeron los piques de la última salva. Debido a que el calculador está permanentemente prediciendo nuevas posiciones del blanco, es improbable que las salvas siguintes caigan en la misma posición que la salva anterior. La dirección del giro no tiene importancia, ya que esta no es predicha por el sistema enemigo. Desde que la puntaría de la próxima salva depende de la observación de la posición y velocidad en el momento en que la previa salva golpea, es el momento óptimo para cambiar la dirección. Los calculadores en la práctica tenían que asumir que los blancos se estaban moviendo en linea recta y a un velocidad constante, para mantener la complejidad dentro límites aceptables. Un calculador de sonar fue construido para incluir un blanco que giraba en un círculo de radio constante, peo esta función había sido deshabilitada.

Solo la RN y la USN lograron control de fuego a ciegas por radar, sin necesidad de obtener visualmente el buque opositor. Todos las potencias del Eje carcieron de esta posibilidad. Clases como el Iowa y South Dakota podían disparar granadas mas allá del horizonte visual, en la obscuridad, a través del humo o del tiempo. Los sistemas americanos, junto con varias otras grandes marinas contemporáneas, tenían elementos estables, que podían proporcionar una solución de tiro aun maniobrando. Al comienzo de la WWII los buques británicos, alemanes y americanos podían manibrar y disparar a la vez empleando sofisticados calculadores análogos de control de fuego que incorporaban entradas del girocompás y del giro del elemento estable.

A la cuadra del cabo Matapán la flota británica del mediterráneo empleando el radar emboscó y destrozó a una flota italiana, aunque el fuego fue bajo control óptico al emplear granadas estrellas. En la batalla naval de Guadalcanal el USS Washington, en obscuridad absoluta, causó daños fatales al acorazado Kirishima empleando una combinación de control de fuego óptico y de radar; al comparar la rutas ópticas y del radar durante el combate, mostró que la ruta del radar coincidía con la ruta óptica en exactitud, mientras que las distancias del radar fueron empleadas durante todo el enfrentamiento.

El último acción de combate de los computadores análogos, por lo menos en la US Navy, fue en 1991 en la guerra del Golfo Pérsico cuando los calculadores de los acorazados clase Iowa dirigieron los últimos tiros en combate.

Véase también

Artillería naval Artillería naval de la Armada de Chile Cañón (artillería) Artillería Arma Computadora analógica Balística Cañón Paixhans Reloj de distancia Dumaresq Arsenal (armamento) Cañón de fuego rápido Clase Moltke

Crucero ligero Crucero (buque de guerra) Clase Yamato Acorazado Museo de Cañones Navales Museo Naval de San Fernando Museo Histórico Militar de Cartagena Tratado naval de Washington Segundo Tratado Naval de Londres Fábricas y Maestranzas del Ejército de Chile Anexo:Glosario de términos artilleros Jane's Fighting Ships

Bibliografía utilizada

• NavPers 10797-A, Naval Ordnance (1957), Naval Ordnance and Gunnery Vol 1, US Navy .
• Britannica, Encyclopedia (1969), Encyclopedia Britannica, London: William Benton .
• NavPers 10798-A, Naval Ordnance (1958), Naval Ordnance and Gunnery Vol 2 Fire Control, US Navy .

Enlaces externos

• Artillería naval
• Listado de cañones navales
• Sistema de control de fuego
• Sistema de control de fuego a bordo

*[[Categoría:Armamento]] *[[Categoría:Artillería naval]]

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