Colocación de armas

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" , donde describía un método mejorado de puntería indirecta (en lugar de apuntar a puntos alineados con el objetivo). En esencia, se trataba de la geometría de usar ángulos para apuntar a puntos que podían estar en cualquier dirección con respecto al objetivo. El problema radicaba en la falta de un instrumento de acimut que lo permitiera; los clinómetros para medir la elevación ya existían.

Los alemanes resolvieron este problema inventando el Richtfläche, o plano de alineación, alrededor de 1890. Se trataba de una mira abierta giratoria montada en el cañón, alineada con el ánima, capaz de medir grandes ángulos. Diseños similares, que generalmente podían medir ángulos en un círculo completo, se adoptaron ampliamente durante la década siguiente. A principios del siglo XX, la mira abierta fue reemplazada en ocasiones por un telescopio y el término goniómetro sustituyó a "plano de alineación" en inglés.

El primer uso documentado del fuego indirecto en la guerra utilizando los métodos de Guk, aunque sin miras de plano de línea, fue el 26 de octubre de 1899 por artilleros británicos durante la Segunda Guerra Bóer . Aunque ambos bandos demostraron desde el principio del conflicto que podían usar la técnica con eficacia, 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 cañones. Los británicos utilizaron arcos de tiro improvisados ​​con obuses; ^{[ 16 ]} no está claro cómo se disponía de las miras utilizadas por los bóers con sus cañones alemanes y franceses.

Las miras ópticas aparecieron en los primeros años del siglo XX, y la mira panorámica alemana Goerz se convirtió en el modelo a seguir durante el resto del siglo. Estaban graduadas en grados e intervalos de 5 minutos, decigrados o milésimas de pulgada (4320, 4000 o 6000/6300/6400 por círculo).

Una característica del tendido de cañones del siglo XX era el uso de uno o dos operarios. Estados Unidos se destacó por utilizar el tendido con dos operarios, con la mira horizontal a un lado del cañón y la mira en elevación al otro. La mayoría de los demás países utilizaban principalmente el tendido con un solo operario. El ejercicio de tendido, que abarcaba los tres ejes, generalmente adoptaba esta secuencia: "aproximadamente para la línea, aproximadamente para la elevación, nivelación transversal, con precisión para la línea, con precisión para la elevación".

La otra diferencia principal en los sistemas de puntería radicaba en el uso del ángulo de elevación o, alternativamente, del alcance. Este problema se complicó durante la Primera Guerra Mundial, cuando se comprendieron plenamente los efectos del desgaste del cañón en la velocidad inicial . Esto significaba que diferentes cañones requerían un ángulo de elevación distinto para el mismo alcance. Por ello, muchos ejércitos optaron por utilizar un ángulo de elevación calculado en el puesto de mando de la batería . Sin embargo, en la década de 1930, los británicos adoptaron miras calibradas en las que el alcance se ajustaba directamente en la mira, lo que compensaba automáticamente la diferencia de velocidad inicial con respecto al estándar.

Una alternativa consistía en una regla de calibración para cada arma; en este caso, se marcaba el alcance en la regla y se leía el ángulo de elevación, que luego se le indicaba al tirador para que lo ajustara en la mira. El problema se resolvió finalmente con la introducción de ordenadores digitales en el puesto de mando de la batería, que calculaban con precisión y rapidez el ángulo de elevación correcto para el alcance y la velocidad inicial del proyectil.

Aparte de la calibración de las miras, no hubo diferencias significativas en los sistemas de puntería de la artillería 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 exitoso uso en el sistema de lanzamiento múltiple de cohetes desarrollado en la década de 1970. En estos sistemas, el acimut y la elevación se introducían manual o automáticamente en un ordenador de aparejador, que luego guiaba el uso de los controles horizontales y de elevación hasta que el cañón alcanzaba la alineación horizontal y vertical requerida. Esto calculaba una corrección para la nivelación transversal del cañón y utilizaba la retroalimentación de dispositivos electromecánicos , como giroscopios y clinómetros electrónicos , alineados con el eje del ánima. Estos dispositivos fueron posteriormente reemplazados por giroscopios láser de anillo.

La mayor parte de la artillería costera se encontraba en posiciones fijas, a modo de fortalezas. Sus objetivos se movían en dos dimensiones, por lo que el cañón debía apuntar a la posición futura del objetivo. Algunos cañones eran de calibre relativamente pequeño y se utilizaban contra objetivos cercanos, mientras que otros eran mucho más grandes para objetivos de largo alcance.

La artillería costera empleaba fuego directo y, hasta finales del siglo XIX, la colocación de los cañones había cambiado poco a lo largo de los siglos , aparte de la incorporación de miras telescópicas .

Las mejoras en el diseño de armas y municiones del siglo XIX extendieron enormemente su alcance efectivo. En 1879, el mayor HS Watkins de la Artillería Real de Guarnición inventó el telémetro de depresión , el telémetro de posición y los sistemas de control de tiro asociados .

Su descripción explica su esencia:

El buscador de posición traza el rumbo del buque y, cuando los cañones están listos para disparar, predice la posición que ocupará con medio minuto o más de antelación. Los diales en la plataforma de los cañones indican automáticamente el alcance y la puntería para alcanzar la posición prevista. Cuando los cañones están listos, se inserta un tubo eléctrico (es decir, el cebador) y la señal se envía a la estación de observación indicando que todo está listo para disparar. El suboficial a cargo del buscador de posición observa la aparición del buque en el campo de visión de su telescopio y, cuando este llega a la línea de referencia, pulsa un botón y se disparan los cañones. ^{[ 17 ]}

Se necesitaron casi 20 años para lograr su plena eficacia, pero su principio general se convirtió en la norma para el control y la puntería de la artillería pesada. Los cañones de menor alcance mantuvieron la puntería convencional de fuego directo con telescopios durante mucho más tiempo. En el siglo XX, la artillería costera, al igual que la artillería de campaña y los cañones antiaéreos de mayor calibre, incluyó 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 sistemas de puntería muy similares al modelo de artillería costera del mayor Watkins. La introducción de cañones de retrocarga , y posteriormente de sistemas de retroceso y pólvora sin humo , completó la transformación del armamento de los buques de guerra, pasando de cañones montados en el casco a cañones montados en torretas .

Sin embargo, los barcos presentaban una complicación en comparación con los cañones terrestres: disparaban desde una plataforma móvil. Esto significaba que sus cálculos de puntería debían predecir la posición futura tanto del barco como del objetivo. Se empleaban calculadoras mecánicas cada vez más sofisticadas para una correcta puntería, generalmente con diversos observadores y mediciones de distancia que se enviaban a una estación de trazado central ubicada en el interior del barco. Allí, los equipos de dirección de tiro introducían la ubicación, la velocidad y la dirección del barco y su objetivo, así como diversos ajustes por el efecto Coriolis , los efectos meteorológicos en el aire y otros factores.

Las direcciones resultantes, conocidas como solución de tiro, se enviarían a las torretas para su puntería. Si los proyectiles fallaban, un observador podía calcular la distancia y la dirección del fallo, y esta información se introduciría en el ordenador junto con cualquier cambio en el resto de la información, para luego intentar un nuevo disparo.

Los sistemas rudimentarios de control de tiro naval se desarrollaron por primera vez alrededor de la época de la Primera Guerra Mundial . ^{[ 18 ]} Arthur Pollen y Frederic Charles Dreyer desarrollaron independientemente 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 tiro cerca de Malta en 1900. ^{[ 19 ]} Lord Kelvin , ampliamente considerado como el científico más importante de Gran Bretaña, propuso por primera vez utilizar una computadora analógica para resolver las ecuaciones que surgen del movimiento relativo de los barcos que participan en la batalla y el retardo 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 crear una computadora mecánica combinada y un trazador automático de alcances y velocidades para su uso en el control centralizado de tiro. Para obtener datos precisos de la posición y el movimiento relativo del objetivo, 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. Esto requirió un desarrollo sustancial del giroscopio, por entonces primitivo, para proporcionar una corrección continua y fiable. ^{[ 20 ]} Se realizaron pruebas en 1905 y 1906, que, aunque completamente infructuosas, mostraron potencial. Fue 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, realizando pruebas intermitentemente en buques de guerra de la Marina Real.

Mientras tanto, un grupo liderado por Dreyer diseñó un sistema similar. Aunque ambos sistemas se encargaron para buques nuevos y existentes de la Marina Real, el sistema Dreyer fue el que finalmente se impuso en su versión definitiva Mark IV*. La incorporación 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 lo incorporaron a mediados de 1916. El director se ubicaba en lo alto del buque, donde los operadores tenían una visión superior a la de cualquier artillero en las torretas . También era capaz de coordinar el fuego de las torretas para que su fuego combinado funcionara en conjunto. Esto mejoró la puntería y los telémetros ópticos de mayor tamaño mejoraron la estimación de la posición del enemigo en el momento del disparo. El sistema fue finalmente reemplazado por la mejorada " Tabla de Control de Tiro del Almirantazgo " para los buques construidos después de 1927.

En la década de 1950, las torretas de los cañones eran cada vez menos tripuladas, y el apuntamiento de los cañones se controlaba de forma remota desde el centro de control del barco utilizando información del radar y otras fuentes.

Las miras telescópicas para tanques se adoptaron antes de la Segunda Guerra Mundial . Estas miras generalmente contaban con un sistema para compensar el movimiento del objetivo y retículas marcadas para diferentes alcances. Existían dos tipos generales de miras para tanques: o bien la mira estaba alineada de forma fija con el eje del cañón, con los alcances marcados en la propia mira, y el artillero colocaba la marca de alcance sobre el objetivo; o bien, durante el proceso de puntería, el artillero ajustaba físicamente el alcance para desviar el eje del cañón del eje de la mira en la cantidad correcta y apuntaba utilizando la marca central de la mira.

Algunas miras contaban con un sistema para estimar el alcance, por ejemplo, mediante un método estadimétrico. Otros tanques utilizaban un telémetro óptico coincidente o, después de la Segunda Guerra Mundial, una ametralladora de telémetro. A partir de la década de 1970, estos fueron reemplazados por telémetros láser. Sin embargo, los cañones de los tanques no podían dispararse con precisión en movimiento hasta que se introdujo la estabilización del cañón. Esta apareció al final de la Segunda Guerra Mundial. Algunos sistemas eran hidráulicos, mientras que otros utilizaban servomotores eléctricos. Durante la década de 1970, los tanques comenzaron a equiparse con computadoras digitales.

La necesidad de interceptar 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 directo, apuntando el artillero a la aeronave. Sin embargo, el objetivo se mueve en tres dimensiones, lo que lo convierte en un blanco difícil. El problema fundamental reside en que, o bien el artillero apunta al objetivo y algún mecanismo alinea el cañón con la posición futura (tiempo de vuelo) del mismo, o bien apunta a la posición futura de la aeronave. En ambos casos, el problema consiste en determinar la altura, la velocidad y la dirección del objetivo, y poder calcular la desviación (a veces denominada puntería por deflexión) para el tiempo de vuelo del proyectil antiaéreo.

Los ataques aéreos alemanes contra las Islas Británicas comenzaron al inicio de la Primera Guerra Mundial. El tiro antiaéreo era una tarea difícil. El problema radicaba en apuntar con precisión un proyectil para que estallara cerca de la futura posición del objetivo, teniendo en cuenta que diversos factores afectaban la trayectoria prevista del proyectil . Esto se denominaba puntería por desviación: se ajustaban ángulos de compensación para el alcance y la elevación en la mira, y se actualizaban a medida que el objetivo se movía. Con este método, cuando la mira estaba sobre el objetivo, el cañón apuntaba hacia su futura posición. El alcance y la altura del objetivo determinaban la longitud de la espoleta. Las dificultades aumentaron a medida que mejoraba el rendimiento de los aviones.

Los británicos se ocuparon primero de la medición de alcance, al darse cuenta de que el alcance era clave para lograr un mejor ajuste de la espoleta. Esto condujo al buscador de altura/telémetro (HRF), cuyo primer modelo fue el Barr & Stroud UB2, un telémetro óptico coincidente de 2 metros montado sobre un trípode. Este medía la distancia al objetivo y el ángulo de elevación, lo que en conjunto proporcionaba la altura de la aeronave. Se trataba de instrumentos complejos y también se utilizaban otros métodos. Al HRF pronto se le unió el indicador de altura/espoleta (HFI), que estaba marcado con ángulos de elevación y líneas de altura superpuestas con curvas de longitud de espoleta. Utilizando la altura reportada por el operador del HRF, se podía leer la longitud de espoleta necesaria. ^{[ 21 ]}

Sin embargo, el problema de los ajustes de desviación —«apuntado fuera de posición»— 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 introducía el alcance del objetivo y disponía de pantallas en los cañones; se utilizaba con sus cañones de 75  mm. El director de tiro británico Wilson-Dalby utilizaba un par de sensores y taquimetría mecánica; el operador introducía la longitud de la espoleta y los ángulos de desviación se leían en los instrumentos.

En 1925, los británicos adoptaron un nuevo instrumento desarrollado por Vickers : el Predictor AA n.º 1 , un ordenador analógico mecánico. Conociendo la altura del objetivo, sus operadores lo seguían y el predictor generaba la marcación, la elevación del cuadrante y el ajuste de la espoleta. Estos datos se transmitían eléctricamente a los cañones, donde se mostraban en diales repetidores a los artilleros, quienes comparaban los datos del objetivo con los datos reales del cañón para ajustar su puntería. Este sistema de diales eléctricos repetidores se basaba en los sistemas introducidos por la artillería costera británica en la década de 1880, y muchos oficiales antiaéreos tenían experiencia en este campo. Sistemas similares fueron adoptados en otros países y, por ejemplo, el dispositivo Sperry posterior, designado M3A3 en EE. UU., también fue utilizado por Gran Bretaña como el Predictor AA No 2. Los buscadores de altura también aumentaron de tamaño; en Gran Bretaña, el Barr & Stroud UB 2 de la Primera Guerra Mundial ( con una base óptica de 2,1 m) fue reemplazado por el UB 7 ( con una base óptica de 2,1 m ) y el UB 10 (con una base óptica de 5,5 m , utilizado únicamente en emplazamientos AA estáticos). Goertz en Alemania y Levallois en Francia produjeron instrumentos de 5 metros (16 pies) . ^{[ 21 ]}    

Para la Segunda Guerra Mundial, la situación era en gran medida la siguiente: para objetivos situados a unos pocos miles de metros de distancia, se utilizaba un cañón automático de menor calibre, con miras sencillas que permitían al artillero calcular la anticipación basándose en estimaciones del alcance y la velocidad del objetivo; para objetivos de mayor alcance, se utilizaban predictores controlados manualmente para seguir el objetivo, tomando datos de telémetros ópticos o de radar y calculando los datos de disparo para los cañones, incluyendo la compensación por el viento y la temperatura.

Tras la Segunda Guerra Mundial, los sistemas de predicción pasaron de ser ordenadores analógicos electromecánicos a ordenadores digitales ; para entonces, los cañones antiaéreos pesados ​​habían sido sustituidos por misiles, pero la electrónica permitió que los cañones más pequeños adoptaran un sistema de puntería totalmente automatizado.