Sistema de control de tiro de los cañones del barco

La Royal Navy era consciente de la caída de la ventaja de observación del disparo de salva a través de varios experimentos ya en 1870 cuando el comandante John A. Fisher instaló un sistema eléctrico que permitía el disparo simultáneo de todos los cañones en el HMS Ocean  , el buque insignia de la Estación de China como segundo al mando. ^{[ a ]} ​​Sin embargo, la Estación o la Royal Navy aún no habían implementado el sistema en toda la flota en 1904. La Royal Navy consideraba a Rusia un adversario potencial a través del Gran Juego , y envió al teniente Walter Lake de la División de Artillería de la Armada y al comandante Walter Hugh Thring ^{[ 3 ]} de la Guardia Costera y Reservas, este último con un ejemplo temprano de Dumaresq , a Japón durante la Guerra Ruso-Japonesa . Su misión era guiar y entrenar al personal de artillería naval japonés en los últimos desarrollos tecnológicos, pero más importante para la Armada Imperial Japonesa (IJN), estaban bien al tanto de los experimentos.

Durante la batalla del Mar Amarillo del 10 de agosto de 1904 contra la Flota del Pacífico rusa , el acorazado Asahi de la Armada Imperial Japonesa, de construcción británica, y su buque gemelo , el buque insignia de la flota Mikasa , estaban equipados con los telémetros Barr y Stroud más modernos en el puente, pero los buques no estaban diseñados para apuntar y disparar de forma coordinada. El jefe de artillería del Asahi , Hiroharu Kato (más tarde comandante de la Flota Combinada ), experimentó con el primer sistema de director de tiro, utilizando tubos de comunicación (tubos de voz) y comunicación telefónica desde los observadores en lo alto del mástil hasta su posición en el puente, donde realizaba los cálculos de alcance y desviación, y desde su posición hasta las torretas de cañones de 12 pulgadas (305 mm) de proa y popa. ^{[ 4 ]} 

Con la salva semisincronizada disparando a su orden de voz desde el puente, los observadores que usaban cronómetros en el mástil podían identificar la salva distante de salpicaduras creadas por los proyectiles de su propio barco de manera más efectiva que tratando de identificar una sola salpicadura entre muchas. ^{[ b ]} Kato daba la orden de disparo consistentemente en un momento particular en los ciclos de balanceo y cabeceo del barco, simplificando las tareas de disparo y corrección que antes se realizaban de forma independiente con precisión variable usando indicadores de horizonte artificiales en cada torreta. ^{[ c ] [ 4 ]} Además, a diferencia de en las torretas de cañones, estaba a pasos del comandante del barco dando órdenes para cambiar el rumbo y la velocidad en respuesta a los informes entrantes sobre los movimientos del objetivo.

Kato fue trasladado al buque insignia de la flota, el Mikasa, como jefe de artillería, y su sistema de control primitivo ya estaba en funcionamiento en toda la flota cuando la Flota Combinada destruyó la Flota Báltica rusa (renombrada como la 2.ª y 3.ª Flota del Pacífico) en la batalla de Tsushima, entre el 27 y el 28 de mayo de 1905.

Los sistemas centralizados de control de tiro naval se desarrollaron por primera vez alrededor de la época de la Primera Guerra Mundial . ^{[ 7 ]} Hasta entonces se había utilizado el control local, y se mantuvo en uso en buques de guerra más pequeños y auxiliares durante la Segunda Guerra Mundial. Las especificaciones del HMS Dreadnought  se finalizaron después de que el observador oficial de la Armada Imperial Japonesa a bordo del Asahi , el capitán Pakenham (más tarde almirante), presentara el informe sobre la Batalla de Tsushima, tras observar de primera mano el funcionamiento del sistema de Kato. A partir de este diseño, los grandes buques de guerra contaron con un armamento principal de un solo calibre de cañón distribuido en varias torretas (lo que simplificó aún más las correcciones), facilitando el control centralizado de tiro mediante activación eléctrica.

El Reino Unido construyó su primer sistema central antes de la Primera Guerra Mundial. Su núcleo era una computadora analógica diseñada por el comandante (más tarde almirante Sir) Frederic Charles Dreyer, que calculaba la tasa de cambio de alcance debido al movimiento relativo entre el buque que disparaba y el buque objetivo. La tabla de Dreyer se mejoró y se utilizó durante el período de entreguerras, momento en el que fue reemplazada en los buques nuevos y reconstruidos por la tabla de control de tiro del Almirantazgo . ^{[ d ]}

El uso del control de tiro mediante director, junto con la computadora de control de tiro, trasladó el control de la puntería de las torretas individuales a una posición central (generalmente en una sala de puntería protegida bajo el blindaje). Sin embargo, las torretas individuales y las torretas múltiples podían conservar una opción de control local para cuando los daños en combate impedían que el director ajustara los cañones. De esta manera, los cañones podían dispararse en salvas planificadas, con una trayectoria ligeramente diferente para cada uno. La dispersión de los proyectiles, causada por las diferencias entre los cañones, los proyectiles, las secuencias de ignición de la pólvora y la deformación transitoria de la estructura del buque, era excesiva a las distancias típicas de combate naval. Los directores, ubicados en la superestructura, tenían una mejor visión del enemigo que una mira montada en una torreta, y la tripulación que los operaba se encontraba alejada del sonido y la onda expansiva de los cañones.

Factores balísticos incontrolables y no medibles, como la temperatura a gran altitud, la humedad, la presión barométrica, la dirección y la velocidad del viento, requerían un ajuste final mediante la observación de la caída del proyectil. La medición visual del alcance (tanto del objetivo como de las salpicaduras del proyectil) era difícil antes de la disponibilidad del radar. Los británicos preferían los telémetros de coincidencia, mientras que los alemanes y la Armada estadounidense optaban por los estereoscópicos. Los primeros tenían menor precisión para medir la distancia a un objetivo poco definido, pero resultaban más fáciles de usar para el operador durante un período prolongado; los segundos, en cambio, eran más sencillos.

Durante la batalla de Jutlandia , aunque algunos consideraban que los británicos contaban con el mejor sistema de control de tiro del mundo en aquel momento, solo el tres por ciento de sus disparos alcanzaron sus objetivos. En aquel entonces, los británicos utilizaban principalmente un sistema manual de control de tiro. ^{[ 8 ]} Esta experiencia contribuyó a que los telémetros computarizados se convirtieran en equipo estándar. ^{[ e ]}

El primer despliegue de un telémetro por parte de la Armada de los Estados Unidos tuvo lugar en el USS Texas  en 1916. Debido a las limitaciones de la tecnología de la época, los primeros telémetros eran rudimentarios. Por ejemplo, durante la Primera Guerra Mundial, los telémetros generaban automáticamente los ángulos necesarios, pero los marineros debían seguir manualmente sus indicaciones. Esta tarea se denominaba "seguimiento de puntero", pero las tripulaciones solían cometer errores involuntarios al fatigarse durante las batallas prolongadas. ^{[ 9 ]} Durante la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron servomecanismos (denominados "accionamientos de potencia" en la Armada de los Estados Unidos) que permitían que los cañones se dirigieran automáticamente según las órdenes del telémetro sin intervención manual, aunque los punteros seguían funcionando incluso si se perdía el control automático. Los ordenadores Mark 1 y Mark 1A contenían aproximadamente 20 servomecanismos, principalmente servomotores de posición, para minimizar la carga de torsión en los mecanismos de cálculo. ^{[ 10 ]}

Durante su larga vida útil, los sistemas de control de tiro se actualizaban con frecuencia a medida que avanzaba la tecnología, y para la Segunda Guerra Mundial eran una parte fundamental de un sistema integrado de control de tiro. La incorporación del radar al sistema de control de tiro al comienzo de la Segunda Guerra Mundial proporcionó a los buques la capacidad de realizar operaciones de tiro efectivas a larga distancia en condiciones climáticas adversas y de noche. ^{[ f ]}

En un típico buque británico de la Segunda Guerra Mundial, el sistema de control de tiro conectaba las torretas individuales a la torre de dirección (donde se ubicaban los instrumentos de puntería) y a la computadora analógica en el corazón del buque. En la torre de dirección, los operadores apuntaban sus telescopios al objetivo; un telescopio medía la elevación y el otro la marcación. Telescopios telémetros, montados en una estructura independiente, medían la distancia al objetivo. Estas mediciones eran convertidas por la mesa de control de tiro en marcaciones y elevaciones para que los cañones dispararan. En las torretas, los artilleros ajustaban la elevación de sus cañones para que coincidiera con un indicador, que era la elevación transmitida desde la mesa de control de tiro; un artillero de torreta hacía lo mismo con la marcación. Cuando los cañones apuntaban al objetivo, se disparaban de forma centralizada. ^{[ 11 ]}

La compañía Aichi Clock Company fabricó por primera vez la computadora analógica de bajo ángulo Tipo 92 Shagekiban en 1932. El sistema US Navy Rangekeeper y el Mark 38 GFCS tenían ventaja sobre los sistemas de la Armada Imperial Japonesa en cuanto a operatividad y flexibilidad. El sistema estadounidense permitía al equipo de la sala de trazado identificar rápidamente los cambios de movimiento del objetivo y aplicar las correcciones adecuadas. Los sistemas japoneses más modernos, como el Tipo 98 Hoiban y el Shagekiban de la clase Yamato , estaban más actualizados, lo que eliminó el Sokutekiban , pero aún requerían siete operadores.

A diferencia del sistema estadounidense asistido por radar, los japoneses dependían de telémetros ópticos de promedio, carecían de giroscopios para detectar el horizonte y requerían el manejo manual de los sistemas de seguimiento Sokutekiban , Shagekiban y Hoiban , así como de los propios cañones. Esto pudo haber influido en el pésimo desempeño de los acorazados de la Fuerza Central en la batalla de Samar en octubre de 1944. ^{[ 12 ]}

En esa acción, los destructores estadounidenses se enfrentaron a los acorazados y cruceros blindados más grandes del mundo, esquivando proyectiles el tiempo suficiente para acercarse al alcance de los torpedos, mientras lanzaban cientos de proyectiles de 5 pulgadas (127 mm) de puntería automática y gran precisión . Los cruceros no lograron impactar a los portaaviones de escolta que los perseguían hasta que, tras una hora de persecución, la distancia se redujo a 5 millas (8 km) . Aunque los japoneses seguían una doctrina de superioridad a larga distancia, un crucero fue víctima de explosiones secundarias causadas por impactos de los cañones de 5 pulgadas de los portaaviones. Finalmente, con la ayuda de cientos de aviones embarcados, la maltrecha Fuerza Central fue rechazada justo antes de que pudiera acabar con los supervivientes de la fuerza de tarea ligeramente armada de escoltas de protección y portaaviones de escolta del Taffy 3. La anterior Batalla del Estrecho de Surigao había establecido la clara superioridad de los sistemas estadounidenses asistidos por radar durante la noche.  

Las características de predicción de la posición del objetivo del telémetro podrían usarse para burlarlo. Por ejemplo, muchos capitanes bajo ataque de artillería de largo alcance harían maniobras violentas para "perseguir salvas". Un barco que persigue salvas maniobra hacia la posición de las salpicaduras de la última salva. Debido a que los telémetros predicen constantemente nuevas posiciones para el objetivo, es improbable que las salvas subsiguientes alcancen la posición de la salva anterior. ^{[ 13 ]} La dirección del giro es irrelevante, siempre que no sea predicha por el sistema enemigo. Dado que el objetivo de la siguiente salva depende de la observación de la posición y la velocidad en el momento en que la salva anterior impacta, ese es el momento óptimo para cambiar de dirección. Los telémetros prácticos tenían que asumir que los objetivos se movían en línea recta a velocidad constante, para mantener la complejidad dentro de límites aceptables. Un telémetro de sonar fue construido para incluir un objetivo que giraba en círculo a un radio de giro constante, pero esa función había sido desactivada.

Solo la RN ^{[ 14 ]} y la USN lograron el control de fuego por radar de "fuego ciego", sin necesidad de adquirir visualmente el buque oponente. Todas las potencias del Eje carecían de esta capacidad. Clases como los acorazados Iowa y South Dakota podían lanzar proyectiles más allá del horizonte visual, en la oscuridad, a través del humo o el clima. Los sistemas estadounidenses, al igual que muchas de las principales armadas contemporáneas, tenían elementos verticales estables giroscópicos, por lo que podían mantener una solución en un objetivo incluso durante las maniobras. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, los buques de guerra británicos, alemanes y estadounidenses podían disparar y maniobrar utilizando sofisticadas computadoras analógicas de control de fuego que incorporaban entradas de girocompás y gironivel. ^{[ 15 ]} En la batalla del cabo Matapán, la Flota Británica del Mediterráneo , utilizando radar, emboscó y destrozó a una flota italiana, aunque el fuego real estaba bajo control óptico utilizando iluminación de bengalas. En la batalla naval de Guadalcanal , el USS Washington  , en completa oscuridad, infligió daños fatales a corta distancia al acorazado Kirishima utilizando una combinación de control de fuego óptico y por radar; Las comparaciones entre el seguimiento óptico y el seguimiento por radar, durante la batalla, mostraron que el seguimiento por radar igualaba la precisión del seguimiento óptico, mientras que los alcances del radar se utilizaron durante toda la batalla. ^{[ 16 ]}

La última acción de combate para los telémetros analógicos, al menos para la Armada de los Estados Unidos, fue en la Guerra del Golfo Pérsico de 1991 ^{[ 17 ]} cuando los telémetros de los acorazados de la clase Iowa dirigieron sus últimos disparos en combate.

El Mark 33 GFCS era un director de control de tiro accionado por energía, menos avanzado que el Mark 37. El Mark 33 GFCS utilizaba un Mark 10 Rangekeeper , una computadora analógica de control de tiro. Todo el Rangekeeper estaba montado en un director abierto en lugar de en una sala de trazado separada como en el RN HACS, o el posterior Mark 37 GFCS, lo que dificultaba la actualización del Mark 33 GFCS. ^{[ 19 ]} Podía calcular soluciones de tiro para objetivos que se movían a hasta 320 nudos (590 km/h; 370 mph) , o 400 nudos (740 km/h; 460 mph) en picada. Sus instalaciones comenzaron a finales de la década de 1930 en destructores, cruceros y portaaviones con dos directores Mark 33 montados a proa y popa de la isla. Inicialmente no tenían radar de control de tiro y apuntaban solo visualmente. Después de 1942, algunos de estos directores fueron cerrados y se les añadió un radar de control de tiro Mark 4 en el techo del director, mientras que a otros se les añadió un radar Mark 4 sobre el director abierto. Con el Mark 4 se podían alcanzar aeronaves grandes a una distancia de hasta 40 000 yardas. Tenía menor alcance contra aeronaves que volaban a baja altura, y los grandes buques de superficie debían estar a menos de 30 000 yardas (27 000 m) . Con el radar, los objetivos podían ser vistos y alcanzados con precisión de noche y en condiciones meteorológicas adversas. ^{[ 20 ]} Los sistemas Mark 33 y 37 utilizaban predicción de movimiento de objetivos taquimétrica . ^{[ 19 ]} La USN nunca consideró que el Mark 33 fuera un sistema satisfactorio, pero los problemas de producción en tiempos de guerra y los requisitos adicionales de peso y espacio del Mark 37 impidieron la eliminación gradual del Mark 33:     

Aunque superior a los equipos más antiguos, los mecanismos de cálculo del sistema de control de alcance ([Mark 10]) eran demasiado lentos, tanto para alcanzar las soluciones iniciales al detectar un objetivo como para adaptarse a los frecuentes cambios de solución causados ​​por las maniobras del objetivo. El [Mark 33] era, por lo tanto, claramente inadecuado, como se indicó a algunos observadores en ejercicios simulados de ataque aéreo previos a las hostilidades. Sin embargo, el reconocimiento final de la gravedad de la deficiencia y el inicio de los planes de reemplazo se retrasaron debido a la dificultad de espacio bajo cubierta, mencionada en relación con el reemplazo del [Mark 28]. Además, la prioridad de reemplazar los sistemas directores más antiguos y menos eficaces en el saturado programa de producción bélica fue la responsable de que el servicio del [Mark 33] se prolongara hasta el cese de las hostilidades. ^{[ 21 ]}

El Mark 33 se utilizó como director principal en algunos destructores y como director de batería secundaria/antiaéreo en buques más grandes (es decir, en la misma función que el posterior Mark 37). Los cañones que controlaba eran típicamente de 5 pulgadas: el 5-inch/25 o el 5-inch/38 .

El Mark 34 se utilizaba para controlar las baterías principales de los grandes buques de guerra. Sus predecesores incluyen el Mk18 ( clase Pensacola ), el Mk24 ( clase Northampton ), el Mk27 ( clase Portland ) y el Mk31 ( clase New Orleans ) ^{[ 32 ] [ 33 ]}

Según la Oficina de Armamento de la Armada de los Estados Unidos ,

Si bien los defectos no eran prohibitivos y el Mark 33 se mantuvo en producción hasta bien entrada la Segunda Guerra Mundial, la Oficina comenzó el desarrollo de un director mejorado en 1936, solo dos años después de la primera instalación de un Mark 33. El objetivo de reducción de peso no se cumplió, ya que el sistema director resultante pesaba aproximadamente 3600 kg más que el equipo que debía reemplazar, pero el Director de Cañón Mark 37 que surgió del programa poseía virtudes que compensaban con creces su peso adicional. Aunque las órdenes de cañón que proporcionaba eran las mismas que las del Mark 33, las ofrecía con mayor fiabilidad y un rendimiento generalmente mejorado con baterías de cañones de 13 cm , tanto para uso de superficie como antiaéreo. Además, el elemento estable y la computadora, en lugar de estar contenidos en la carcasa del director, se instalaron bajo cubierta, donde eran menos vulnerables a los ataques y representaban un menor riesgo para la estabilidad del buque. El diseño contemplaba la futura incorporación de un radar, lo que posteriormente permitió el disparo a ciegas con el director. De hecho, el sistema Mark 37 se mejoró casi continuamente. A finales de 1945, el equipo había pasado por 92 modificaciones, casi el doble del número total de directores de ese tipo que había en la flota el 7 de diciembre de 1941. La adquisición totalizó 841 unidades, lo que representó una inversión de más de 148 millones de dólares. Destructores, cruceros, acorazados, portaaviones y muchos buques auxiliares utilizaron los directores, con instalaciones individuales que variaban desde una a bordo de los destructores hasta cuatro en cada acorazado. El desarrollo de los directores de tiro Mark 33 y 37 proporcionó a la Flota de los Estados Unidos un buen control de tiro de largo alcance contra aviones atacantes. Pero si bien ese parecía ser el problema más acuciante cuando se inició el desarrollo de los equipos, era solo una parte del problema total de la defensa aérea. A corta distancia, la precisión de los directores disminuía drásticamente; incluso a distancias intermedias dejaban mucho que desear. El peso y el tamaño de los equipos dificultaban el movimiento rápido, lo que hacía complicado cambiarlos de un objetivo a otro. Por lo tanto, su eficacia era inversamente proporcional a la proximidad del peligro. ^{[ 44 ]}  

La computadora, denominada Ford Mark 1, se completó en 1935. La información sobre la velocidad de los cambios de altura permitió una solución completa para objetivos aéreos que se desplazaban a más de 640 km/h (400 millas por hora ) . Los destructores, a partir de la clase Sims , emplearon una de estas computadoras, y los acorazados hasta cuatro. La eficacia del sistema contra aeronaves disminuyó a medida que los aviones se volvieron más rápidos, pero hacia el final de la Segunda Guerra Mundial se realizaron mejoras en el sistema Mark 37, que se hizo compatible con el desarrollo de la espoleta de proximidad VT (tiempo variable) , la cual explotaba al estar cerca de un objetivo, en lugar de hacerlo por temporizador o altitud, lo que aumentaba considerablemente la probabilidad de que un solo proyectil destruyera un objetivo. 

Mark 37 Director

La función del director Mark 37, que se asemeja a un montaje de cañón con "orejas" en lugar de cañones, era rastrear la posición actual del objetivo en cuanto a rumbo, elevación y alcance. Para ello, contaba con miras ópticas (las ventanas o escotillas rectangulares en la parte frontal), un telémetro óptico (los tubos u orejas que sobresalen a cada lado) y, en modelos posteriores, antenas de radar de control de tiro. La antena rectangular es para el radar Mark 12 FC, y la antena parabólica de la izquierda ("piel de naranja") es para el radar Mark 22 FC. Formaban parte de una actualización para mejorar el seguimiento de aeronaves. ^{[ 1 ]}

El director estaba tripulado por una tripulación de 6 personas: Oficial Director, Oficial de Control Auxiliar, Apuntador, Instructor, Operador de Telémetro y Operador de Radar. ^{[ 45 ]}

El director de tiro también disponía de una mira giratoria para apuntar rápidamente el director hacia un nuevo objetivo. [ 46 ] Se instalaron hasta cuatro sistemas de control de tiro Mark 37 en los acorazados. En un acorazado, el director estaba protegido por 38 mm (1 ½ ^{pulgadas ) de} blindaje y pesaba 21 toneladas . El director Mark 37 a bordo del USS Joseph P. Kennedy, Jr. está protegido con 13 mm (media pulgada) de blindaje y pesa 16 toneladas.   

Las señales estabilizadoras del Elemento Estable mantenían los telescopios de puntería óptica, el telémetro y la antena de radar libres de los efectos de la inclinación de la cubierta. La señal que mantenía el eje del telémetro horizontal se denominaba "nivel cruzado"; la estabilización de elevación se denominaba simplemente "nivel". Aunque el Elemento Estable se encontraba bajo cubierta en Plot, junto al ordenador Mark 1/1A, sus cardanes internos seguían el movimiento del director en rumbo y elevación, de modo que proporcionaba directamente datos de nivel y nivel cruzado. Para lograrlo con precisión, cuando se instaló inicialmente el sistema de control de tiro, un topógrafo, trabajando en varias etapas, transfirió la posición del director de tiro a Plot para que el mecanismo interno del Elemento Estable quedara correctamente alineado con el director.

Aunque el telémetro tenía una masa e inercia considerables, el servomotor de nivelación transversal normalmente solo soportaba una carga ligera, ya que la propia inercia del telémetro lo mantenía esencialmente horizontal; la función del servomotor consistía simplemente en asegurar que el telémetro y los telescopios de puntería permanecieran horizontales.

El tren de dirección (cojinete) y los accionamientos de elevación del Mark 37 funcionaban con motores de CC alimentados por generadores rotativos amplificadores de potencia Amplidyne . Si bien el Amplidyne tenía una potencia máxima de varios kilovatios, su señal de entrada provenía de un par de tubos de vacío de tetrodo de haz de audio 6L6 (válvulas, en el Reino Unido).

Computadora de control de incendios Ford Mark 1A

El ordenador de control de tiro Mark 1A era un ordenador balístico analógico electromecánico. Originalmente designado Mark 1, las modificaciones de diseño fueron lo suficientemente extensas como para cambiarlo a "Mark 1A". El Mark 1A apareció después de la Segunda Guerra Mundial y puede haber incorporado tecnología desarrollada para el ordenador de control de tiro Mark 8 de Bell Labs . ^{[ 47 ]} Los marineros se colocaban alrededor de una caja que medía 62 x 38 x 45 pulgadas (1,57 x 0,97 x 1,14 m) . Aunque se construyó con un amplio uso de una estructura de aleación de aluminio (incluidas placas de soporte de mecanismos internos gruesos) y mecanismos de cálculo hechos principalmente de aleación de aluminio, pesaba tanto como un coche, unas 3125 libras (1417 kg) , con el ordenador Star Shell Mark 1 añadiendo otras 215 libras (98 kg) . Utilizaba 115 voltios CA, 60 Hz, monofásico, y normalmente unos pocos amperios o incluso menos. En las peores condiciones de fallo, sus síncronos aparentemente podían consumir hasta 140 amperios, o 15 000 vatios (aproximadamente el consumo de 3 casas con hornos en funcionamiento). Casi todas las entradas y salidas del ordenador se realizaban mediante transmisores y receptores de par síncrono.    

Su función era apuntar automáticamente los cañones para que un proyectil disparado impactara en el objetivo. ^{[ 1 ]} Esta es la misma función que el telémetro Mark 8 de la batería principal utilizado en el GFCS Mark 38, excepto que algunos de los objetivos con los que tenía que lidiar el Mark 1A también se movían en elevación, y mucho más rápido. Para un objetivo de superficie, el problema de control de fuego de la batería secundaria es el mismo que el de la batería principal con el mismo tipo de entradas y salidas. La principal diferencia entre las dos computadoras son sus cálculos balísticos. La cantidad de elevación del cañón necesaria para proyectar un proyectil de 5 pulgadas (130 mm) a 9 millas náuticas (17 km) es muy diferente de la elevación necesaria para proyectar un proyectil de 16 pulgadas (41 cm) a la misma distancia.   

Durante su funcionamiento, este ordenador recibía la distancia, el rumbo y la elevación del objetivo desde el director de tiro. Mientras el director apuntaba al objetivo, los embragues del ordenador permanecían cerrados, y el movimiento del director de tiro (junto con los cambios de distancia) hacía que el ordenador convergiera sus valores internos de movimiento del objetivo a valores que coincidían con los del objetivo. Mientras convergía, el ordenador enviaba al director de tiro la distancia, el rumbo y la elevación generados mediante seguimiento asistido. Si el objetivo se mantenía en línea recta a velocidad constante (y, en el caso de aeronaves, a una tasa constante de cambio de altitud ("tasa de ascenso")), las predicciones se volvían precisas y, tras un cálculo adicional, proporcionaban los valores correctos para los ángulos de puntería y el ajuste de la espoleta.

El movimiento del objetivo se representaba mediante un vector, y si este no cambiaba, el alcance, la dirección y la elevación generados eran precisos durante un máximo de 30 segundos. Una vez que el vector de movimiento del objetivo se estabilizaba, los operadores informáticos informaban al oficial director de tiro ("¡Plano de solución!"), quien generalmente daba la orden de disparar. Desafortunadamente, este proceso de inferir el vector de movimiento del objetivo requería unos segundos, lo que podía resultar excesivo.

El proceso de determinación del vector de movimiento del objetivo se realizaba principalmente con un motor de velocidad constante de alta precisión, integradores de disco-bola-rodillo, levas no lineales, resolutores mecánicos y diferenciales. Cuatro convertidores de coordenadas especiales, cada uno con un mecanismo similar al de un ratón de ordenador tradicional, convertían las correcciones recibidas en valores del vector de movimiento del objetivo. El ordenador Mark 1 intentaba realizar la conversión de coordenadas (en parte) con un convertidor de rectangular a polar, pero no funcionaba tan bien como se deseaba (¡a veces intentaba generar una velocidad negativa para el objetivo!). Parte de los cambios de diseño que definieron el Mark 1A consistieron en replantear la mejor manera de utilizar estos convertidores de coordenadas especiales; el convertidor de coordenadas ("solucionador vectorial") fue eliminado.

El elemento estable, que en la terminología actual se denominaría giroscopio vertical, estabilizaba las miras del director y proporcionaba datos para calcular las correcciones de estabilización de las órdenes de los cañones. Los ángulos de anticipación de los cañones implicaban que las órdenes de estabilización de los cañones diferían de las necesarias para mantener estables las miras del director. El cálculo ideal de los ángulos de estabilización de los cañones requería un número poco práctico de términos en la expresión matemática, por lo que el cálculo era aproximado.

Para calcular los ángulos de anticipación y el tiempo de ajuste de la espoleta, se combinaron los componentes del vector de movimiento del objetivo, así como su alcance y altitud, la dirección y velocidad del viento, y el movimiento del propio buque, para predecir la ubicación del objetivo cuando el proyectil lo alcanzara. Este cálculo se realizó principalmente con resolutores mecánicos ("solucionadores de componentes"), multiplicadores y diferenciales, pero también con una de las cuatro levas tridimensionales.

Según las predicciones, las otras tres levas tridimensionales proporcionaron datos sobre la balística del arma y la munición para las que se diseñó el ordenador; no se podía utilizar para un arma de diferente tamaño o tipo, salvo mediante una reconstrucción que podía llevar semanas.

Los servomotores del ordenador aumentaban el par motor con precisión para minimizar la carga en las salidas de los mecanismos de cálculo, reduciendo así los errores. Además, posicionaban los grandes sincros que transmitían las órdenes de los cañones (rumbo y elevación, ángulos de puntería y ajuste de la espoleta). Eran sistemas electromecánicos de disparo instantáneo, pero ofrecían un rendimiento excelente.

El problema del control de fuego antiaéreo era más complejo porque requería, además, el seguimiento del objetivo en elevación y la predicción de su trayectoria en tres dimensiones. Las salidas del Mark 1A eran las mismas (rumbo y elevación del cañón), salvo que se añadía el tiempo de la espoleta. Este tiempo era necesario porque el objetivo de impactar directamente en la aeronave en movimiento era poco práctico. Con el tiempo de la espoleta integrado en el proyectil, se esperaba que explotara lo suficientemente cerca del objetivo como para destruirlo con la onda expansiva y la metralla. Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial , la invención de la espoleta de proximidad VT eliminó la necesidad de utilizar el cálculo del tiempo de la espoleta y su posible error. Esto aumentó considerablemente las probabilidades de destruir un objetivo aéreo. Los ordenadores digitales de control de fuego no se introdujeron en servicio hasta mediados de la década de 1970.

El apuntamiento central desde un director de tiro presenta una pequeña complicación, ya que los cañones suelen estar lo suficientemente lejos del director como para requerir corrección de paralaje para apuntar correctamente. En el GFCS Mark 37, el Mark 1/1A enviaba datos de paralaje a todos los montajes de los cañones; cada montaje tenía su propio factor de escala (y "polaridad") configurado dentro del receptor-regulador (controlador) de accionamiento de potencia (servo) del tren (rodamiento).

En dos ocasiones a lo largo de su historia, se modificaron los factores de escala internos, presumiblemente mediante cambios en las relaciones de transmisión. La velocidad objetivo tenía un límite superior estricto, establecido por un tope mecánico. Originalmente era de 300 nudos (350 mph; 560 km/h) y posteriormente se duplicó en cada reconstrucción.  

Estas computadoras fueron fabricadas por Ford Instrument Company , en Long Island City , Queens, Nueva York. La compañía recibió su nombre en honor a Hannibal C. Ford , un diseñador genial y socio principal de la empresa. Máquinas herramienta especiales mecanizaron las ranuras de las levas y reprodujeron con precisión las levas balísticas tridimensionales.

En general, estos ordenadores estaban muy bien diseñados y construidos, eran muy robustos y prácticamente no presentaban problemas. Las pruebas frecuentes consistían en introducir valores mediante manivelas y leer los resultados en los diales, con el motor de tiempo detenido. Estas eran pruebas estáticas. Las pruebas dinámicas se realizaban de forma similar, pero se utilizaba una suave aceleración manual de la "línea de tiempo" (integradores) para evitar posibles errores de deslizamiento al encender el motor de tiempo; este se apagaba antes de que finalizara la prueba y se dejaba que el ordenador se detuviera por inercia. Un sencillo giro manual de la manivela de la línea de tiempo llevaba la prueba dinámica al punto final deseado, momento en el que se leían los diales.

Como era habitual en este tipo de ordenadores, al accionar una palanca en la base de la manivela se activaba la recepción automática de datos y se desactivaba el engranaje de la manivela. Al accionarla en sentido contrario, el engranaje se acoplaba y se cortaba la alimentación del servomotor del receptor.

Los mecanismos (incluidos los servomotores) de esta computadora se describen de forma excelente, con numerosas ilustraciones magníficas, en la publicación de la Armada OP 1140 .

En los Archivos Nacionales hay fotografías del interior del ordenador; algunas están en páginas web, y algunas de ellas han sido giradas un cuarto de vuelta.

Elemento estable

La función del Elemento Estable Mark 6 ( en la imagen ) en este sistema de control de tiro es la misma que la del Vertical Estable Mark 41 en el sistema de batería principal. Se trata de un giroscopio de búsqueda vertical (o giroscopio vertical, en términos actuales) que proporciona al sistema una dirección ascendente estable en un buque que se balancea y cabecea. En modo superficie, sustituye la señal de elevación del director. ^{[ 1 ]} También dispone de las teclas de disparo para el modo superficie.

Se basa en un giroscopio que se coloca verticalmente, de modo que su eje de giro quede en posición vertical. La carcasa del rotor del giroscopio gira a baja velocidad, aproximadamente a 18 rpm. En lados opuestos de la carcasa hay dos pequeños depósitos, parcialmente llenos de mercurio y conectados por un tubo capilar. El mercurio fluye hacia el depósito inferior, pero lentamente (varios segundos) debido a la restricción del tubo. Si el eje de giro del giroscopio no fuera vertical, el peso adicional del depósito inferior haría que la carcasa se volcara si no fuera por la rotación del giroscopio y de la carcasa. Esta velocidad de rotación y el caudal de mercurio se combinan para colocar el depósito más pesado en la posición óptima para que el giroscopio precese hacia la vertical.

Cuando el barco cambia de rumbo rápidamente a gran velocidad, la aceleración debida al giro puede desorientar al giroscopio y provocar que se desvíe de la vertical. En estos casos, la brújula giroscópica del barco envía una señal de desactivación que cierra una electroválvula para bloquear el flujo de mercurio entre los tanques. La deriva del giroscopio es lo suficientemente pequeña como para no tener importancia durante cortos periodos de tiempo; cuando el barco retoma una navegación más normal, el sistema de enderezamiento corrige cualquier error.

La rotación de la Tierra es lo suficientemente rápida como para requerir corrección. Un pequeño peso ajustable en una varilla roscada y una escala de latitud hacen que el giroscopio precese a la velocidad angular equivalente de la Tierra en la latitud dada. El peso, su escala y el bastidor están montados en el eje de un receptor de par síncrono alimentado con datos de rumbo del buque provenientes de la brújula giroscópica, y compensado por un síncrono diferencial accionado por el motor del rotor de la carcasa. El pequeño compensador en funcionamiento está orientado geográficamente, de modo que la varilla de soporte del peso apunta hacia el este y el oeste.

En la parte superior del conjunto giroscópico, sobre el compensador, justo en el centro, se encuentra una bobina excitadora alimentada con corriente alterna de bajo voltaje. Encima de esta, hay un cuenco de madera poco profundo, pintado de negro e invertido. Incrustadas en su superficie, en ranuras, hay dos bobinas con forma de ocho, pero con una forma más parecida a la letra D y su imagen especular, formando un círculo con un cruce diametral. Una de las bobinas está desplazada 90 grados. Si el cuenco (llamado «paraguas») no está centrado sobre la bobina excitadora, una o ambas bobinas generan una señal de salida que representa el desfase. Este voltaje se detecta en fase y se amplifica para accionar dos servomotores de corriente continua que alinean el paraguas con la bobina.

Los cardanes de soporte del paraguas giran alineados con el director de tiro, y los servomotores generan señales de estabilización horizontal y vertical. El servoreceptor del rodamiento del director del Mark 1A acciona el bastidor del cardán de captación en el elemento estable a través de un eje entre ambos dispositivos, y los servomotores horizontal y vertical del elemento estable envían esas señales de vuelta al ordenador mediante dos ejes adicionales.

(El ordenador de control de tiro del sonar a bordo de algunos destructores de finales de la década de 1950 requería señales de balanceo y cabeceo para la estabilización, por lo que un convertidor de coordenadas que contenía sincros, resolutores y servomotores calculaba estas últimas a partir del rumbo, el nivel y el nivel transversal del director de tiro).

El sistema de control de tiro Mark 38 (GFCS) controlaba los grandes cañones de la batería principal de los acorazados rápidos. Los sistemas de radar utilizados por el Mark 38 GFCS eran mucho más avanzados que los primitivos radares empleados por los japoneses en la Segunda Guerra Mundial. Los componentes principales eran el director, la sala de trazado y el equipo de transmisión de datos interconectado. Los dos sistemas, de proa y de popa, eran completos e independientes. Sus salas de trazado estaban aisladas para protegerlos de los daños de combate que pudieran propagarse de uno a otro.

Director

El director de tiro Mark 38 delantero ( en la imagen ) estaba situado en la parte superior de la torre de control de tiro. El director estaba equipado con miras ópticas, un telémetro óptico Mark 48 (las cajas largas y delgadas que sobresalían a cada lado) y una antena de radar de control de tiro Mark 13 (la forma rectangular situada en la parte superior). ^{[ 1 ] [ 68 ]} El propósito del director era rastrear la dirección y el alcance actuales del objetivo. Esto podía hacerse ópticamente con los hombres dentro usando las miras y el telémetro, o electrónicamente con el radar . (El radar de control de tiro era el método preferido). La posición actual del objetivo se denominaba Línea de Visión (LOS) y se enviaba continuamente a la sala de trazado mediante motores síncronos . Cuando no se utilizaba la pantalla del radar para determinar los puntos, el director funcionaba como estación de observación óptica. ^{[ 1 ]}

sala de trazado

La sala de trazado de la batería principal de vanguardia estaba ubicada debajo de la línea de flotación y dentro del cinturón blindado. ^{[ 1 ]} Albergaba el telémetro Mark 8, el estabilizador vertical Mark 41, los controles y pantallas del radar Mark 13 FC, los correctores de paralaje , el cuadro de control de tiro, el cuadro de teléfono de combate, los indicadores de estado de la batería, los oficiales de artillería auxiliares y los operadores de control de tiro (FC) (entre 1954 y 1982, los FC fueron designados como técnicos de control de tiro (FT)). ^{[ 1 ] [ 68 ]}

El Mark 8 Rangekeeper era una computadora analógica electromecánica ^{[ 1 ] [ 68 ]} cuya función era calcular continuamente el rumbo y la elevación del cañón, Línea de Fuego (LOF), para alcanzar una posición futura del objetivo. Lo hacía recibiendo automáticamente información del director (LOS), el radar FC (alcance), la brújula giroscópica del barco (rumbo real del barco), el registro Pitometer del barco (velocidad del barco), el Stable Vertical (inclinación de la cubierta del barco, detectada como nivel y nivel cruzado) y el anemómetro del barco (velocidad y dirección del viento relativo). Además, antes de que comenzara la acción de superficie, los FT realizaban entradas manuales para la velocidad inicial promedio de los proyectiles disparados desde los cañones de la batería y la densidad del aire. Con toda esta información, el rangekeeper calculaba el movimiento relativo entre su barco y el objetivo. ^{[ 1 ]} Luego podía calcular un ángulo de compensación y un cambio de alcance entre la posición actual del objetivo (LOS) y la posición futura al final del tiempo de vuelo del proyectil. A este desfase de rumbo y alcance, se añadieron correcciones por gravedad, viento, efecto Magnus del proyectil giratorio, señales estabilizadoras originadas en la vertical estable, curvatura de la Tierra y efecto Coriolis . El resultado fueron las órdenes de rumbo y elevación (LOF) de la torreta. ^{[ 1 ]} Durante la acción en superficie, los puntos de alcance y deflexión y la altitud del objetivo (que no era cero durante el apoyo de fuego de artillería) se introdujeron manualmente.

El giroscopio vertical estable Mark 41 era un giroscopio de búsqueda vertical, y su función era indicar al resto del sistema cuál era la posición vertical en un barco que se balanceaba y cabeceaba. También contenía las teclas de disparo de la batería. ^{[ 1 ]}

El radar Mark 13 FC proporcionaba el alcance actual del objetivo y mostraba la caída del proyectil alrededor del mismo, de modo que el oficial de artillería podía corregir la puntería del sistema con los puntos de alcance y desviación introducidos en el telémetro. ^{[ 1 ]} También podía rastrear automáticamente el objetivo controlando el accionamiento de la potencia de dirección. ^{[ 1 ]} Gracias al radar, los sistemas de control de tiro pueden rastrear y disparar a objetivos a mayor alcance y con mayor precisión durante el día, la noche o en condiciones climáticas adversas. Esto se demostró en noviembre de 1942, cuando el acorazado USS Washington  se enfrentó al crucero de batalla Kirishima de la Armada Imperial Japonesa a una distancia de 18 500 yardas (16 900 m) de noche. ^{[ 69 ]} El enfrentamiento dejó al Kirishima en llamas, y finalmente fue hundido por su tripulación. ^{[ 70 ]} Esto le dio a la Armada de los Estados Unidos una gran ventaja en la Segunda Guerra Mundial, ya que los japoneses no desarrollaron el radar ni el control de tiro automatizado al nivel de la Armada estadounidense y se encontraban en una desventaja significativa. ^{[ 69 ]} 

Los correctores de paralaje son necesarios porque las torretas se encuentran a cientos de pies del director de tiro. Hay uno para cada torreta, y en cada uno se ajusta manualmente la distancia entre la torreta y el director. Reciben automáticamente el rumbo relativo del objetivo (rumbo desde la proa del propio barco) y el alcance del objetivo. Corrigen el orden de rumbo de cada torreta para que todos los proyectiles disparados en una salva converjan en el mismo punto.

El cuadro de control de tiro configuraba la batería. ^{[ 1 ]} Con él, el oficial de artillería podía combinar las tres torretas con los dos sistemas de control de tiro. Podía controlar todas las torretas con el sistema delantero, todas con el sistema trasero o dividir la batería para disparar a dos objetivos.

Los suboficiales de artillería y los técnicos de control de tiro manejaban el equipo, se comunicaban con las torretas y el mando del buque mediante teléfono fonoeléctrico y vigilaban los indicadores del telémetro y del estado del sistema para detectar posibles problemas. Si surgía algún problema, podían corregirlo o reconfigurar el sistema para mitigar sus efectos.

Los cañones antiaéreos Bofors de 40  mm fueron posiblemente la mejor arma antiaérea ligera de la Segunda Guerra Mundial, ^{[ 71 ]} empleada en casi todos los buques de guerra importantes de la flota de EE. UU. y el Reino Unido durante la Segunda Guerra Mundial desde aproximadamente 1943 hasta 1945. ^{[ 71 ]} Eran más efectivos en buques tan grandes como los destructores de escolta o más grandes cuando se combinaban con propulsores electrohidráulicos para mayor velocidad y el director Mark 51 ( en la imagen ) para una mayor precisión, el cañón Bofors de 40  mm se convirtió en un adversario temible, responsable de aproximadamente la mitad de todos los aviones japoneses derribados entre el 1 de octubre de 1944 y el 1 de febrero de 1945. ^{[ 71 ]}

Este GFCS era un sistema de control de tiro de cañones antiaéreos de alcance intermedio. ^{[ 72 ]} Fue diseñado para usarse contra aeronaves subsónicas de alta velocidad. ^{[ 72 ]} También podía usarse contra objetivos de superficie. ^{[ 72 ]} Era un sistema balístico dual. ^{[ 72 ]} Esto significa que era capaz de producir simultáneamente órdenes de tiro para dos tipos diferentes de cañones (por ejemplo: 5"/38 cal y 3"/50 cal) contra el mismo objetivo. Su radar Mark 35 era capaz de realizar un seguimiento automático en rumbo, elevación y alcance con una precisión comparable a la de cualquier sistema de seguimiento óptico. ^{[ 72 ]} Todo el sistema podía controlarse desde la sala de trazado bajo cubierta con o sin la presencia del director. ^{[ 72 ]} Esto permitía una rápida adquisición de objetivos cuando un objetivo era detectado y designado por primera vez por el radar de búsqueda aérea del buque, y aún no era visible desde la cubierta. ^{[ 72 ]} Su tiempo de solución de objetivo era inferior a 2 segundos después de que el radar Mark 35 "Fijara". ^{[ 72 ]} Fue diseñado hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, aparentemente en respuesta a los ataques de aviones kamikaze japoneses. Fue concebido por Ivan Getting , mencionado casi al final de su historia oral , y su computadora de enlace fue diseñada por Antonín Svoboda . Su director de tiro no tenía forma de caja y no tenía telémetro óptico. El sistema era operado por una tripulación de cuatro personas. ^{[ 72 ]} A la izquierda del director, estaba la cabina donde el oficial de control se situaba detrás del operador del director sentado (también llamado puntero del director). ^{[ 73 ]} Debajo de la cubierta en Plot, estaba la consola de radar Mark 4 donde se sentaban el operador de radar y el rastreador de radar. ^{[ 74 ]} El movimiento del director en el rodamiento era ilimitado porque tenía anillos deslizantes en su pedestal. ^{[ 75 ]} (El director de tiro Mark 37 tenía una conexión por cable al casco y ocasionalmente tenía que ser "desenrollado"). La figura 26E8 en esta página web muestra el director con considerable detalle. Los dibujos explicativos del sistema muestran su funcionamiento, pero su apariencia física difiere enormemente de la de los mecanismos internos reales, quizás intencionadamente. Sin embargo, omiten cualquier descripción significativa del mecanismo del ordenador de enlace. Ese capítulo es una excelente referencia detallada que explica gran parte del diseño del sistema, el cual es bastante ingenioso y vanguardista en varios aspectos.

En la modernización del USS New Jersey  en 1968 para su servicio frente a Vietnam, se instalaron tres sistemas de control de tiro Mark 56. Dos a cada lado, justo delante de la chimenea de popa, y uno entre el mástil de popa y la torre de dirección Mark 38 de popa. ^{[ 76 ]} Esto aumentó la capacidad antiaérea del New Jersey , ya que el sistema Mark 56 podía rastrear y disparar a aviones más rápidos.

El Mark 63 se introdujo en 1953 para los cañones navales gemelos QF de 4 pulgadas Mk XVI y los cañones gemelos Mk.33 de 3"/50 cal . El GFCS consta de un rastreador de radar AN/SPG-34 y una mira de cañón Mark 29. ^{[ 77 ] [ 78 ]}

Introducido a principios de la década de 1950, el Mark 68 fue una mejora del Mark 37, eficaz contra objetivos aéreos y de superficie. Combinaba un director de tiro tripulado en la parte superior, un radar de adquisición y seguimiento de barrido cónico, una computadora analógica para calcular soluciones balísticas y una unidad de estabilización giroscópica. El director de tiro estaba montado en una gran horquilla, y todo el sistema se estabilizaba en sentido transversal (el eje de pivote de la horquilla). Dicho eje se encontraba en un plano vertical que incluía la línea de visión.

Al menos en 1958, la computadora era la Mark 47, un sistema híbrido electrónico/electromecánico. Similar en cierto modo a la Mark 1A, contaba con resolutores eléctricos de alta precisión en lugar de los mecánicos de las máquinas anteriores, y multiplicaba con potenciómetros lineales de precisión. Sin embargo, aún conservaba integradores de disco/rodillo, así como ejes para interconectar los elementos mecánicos. Mientras que el acceso a gran parte de la Mark 1A requería un desmontaje minucioso y laborioso (en algunos casos, varios días, e incluso una semana para acceder a mecanismos profundamente ocultos), la Mark 47 estaba construida sobre gruesas placas de soporte montadas detrás de los paneles frontales mediante guías que permitían extraer sus seis secciones principales de su carcasa para facilitar el acceso a cualquiera de sus componentes. (Las secciones, al extraerse, se movían hacia adelante y hacia atrás; eran pesadas y no estaban contrapesadas. Normalmente, un barco se balancea en un ángulo mucho mayor que su cabeceo). La Mark 47 probablemente disponía de levas 3D para balística, pero la información al respecto parece muy difícil de obtener.

Las conexiones mecánicas entre las secciones principales se realizaban mediante ejes en la parte posterior, con acoplamientos que permitían la desconexión sin necesidad de intervención, y probablemente resortes de alivio para facilitar la reconexión. Podría pensarse que girar manualmente un eje de salida en una sección extraída desalinearía el ordenador, pero el tipo de transmisión de datos de dichos ejes no representaba la magnitud; solo la rotación incremental de estos ejes transmitía datos, que se sumaban mediante diferenciales en el extremo receptor. Un ejemplo de este tipo de magnitud es la salida del rodillo de un integrador mecánico; la posición del rodillo en un momento dado es irrelevante; solo importa el incremento y el decremento.

Mientras que los cálculos del Mark 1/1A para el componente estabilizador de las órdenes de los cañones tenían que ser aproximaciones, en el ordenador Mark 47 eran teóricamente exactos, calculados mediante una cadena de resolución eléctrica.

El diseño del ordenador se basó en una reconsideración del problema del control de tiro; se abordaba desde una perspectiva completamente diferente.

La producción de este sistema duró más de 25 años. Una actualización digital estuvo disponible desde 1975 hasta 1985 y se mantuvo en servicio hasta la década de 2000. La actualización digital se desarrolló para su uso en los destructores de la clase Arleigh Burke . ^{[ 79 ]}

El AN/SPG-53 era un radar de control de tiro de la Armada de los Estados Unidos utilizado junto con el sistema de control de tiro Mark 68. Se utilizó con el sistema de cañón Mark 42 de 5 pulgadas/54 calibres a bordo de cruceros de la clase Belknap , destructores de la clase Mitscher , destructores de la clase Forrest Sherman , destructores de la clase Farragut , destructores de la clase Charles F. Adams , fragatas de la clase Knox , entre otros.

En 1961, la Armada de los Estados Unidos deseaba un sistema digital computarizado de control de tiro para lograr bombardeos costeros más precisos. Lockheed Electronics produjo un prototipo con control de tiro por radar AN/SPQ-9 en 1965. Un requisito de defensa aérea retrasó la producción del AN/SPG-60 hasta 1971. El Mark 86 no entró en servicio hasta la puesta en servicio del crucero lanzamisiles de propulsión nuclear en febrero de 1974, y posteriormente se instaló en cruceros y buques de asalto anfibio estadounidenses. El último buque estadounidense en recibir el sistema, el USS Port Royal,  entró en servicio en julio de 1994. ^{[ 80 ]}

El sistema Mark 86 de los buques de la clase Aegis controla los montajes de cañones Mark 45 de 5"/54 calibres del buque y puede atacar hasta dos objetivos simultáneamente. También utiliza un sistema de puntería óptica remota que emplea una cámara de televisión con teleobjetivo zoom montada en el mástil y en cada uno de los radares de iluminación.

El sistema de armas Mark 34 viene en varias versiones. Es parte integral del sistema de armas de combate Aegis en los destructores de misiles guiados clase Arleigh Burke y los cruceros modificados clase Ticonderoga . Combina el montaje de cañón Mark 45 de 5"/54 o 5"/62 calibres, el sistema de mira óptica Mark 46 o el sistema de mira electroóptica Mark 20 y el sistema de control de tiro/computadora de cañón Mark 160 Mod 4-11. Otras versiones del sistema de armas Mark 34 son utilizadas por armadas extranjeras, así como por la Guardia Costera de los EE. UU., y cada configuración tiene su propio sistema de cámara y/o cañón. Puede usarse contra buques de superficie y aeronaves hostiles cercanas, y como en el apoyo de fuego naval (NGFS) contra objetivos costeros. ^{[ 81 ]}

El sistema de control de tiro Mark 92, una versión americanizada del sistema WM-25 diseñado en los Países Bajos, fue aprobado para su uso en servicio en 1975. Se despliega a bordo de la fragata Oliver Hazard Perry, relativamente pequeña y austera , para controlar el cañón naval Mark 75 y el sistema de lanzamiento de misiles guiados Mark 13 (los misiles fueron retirados tras la retirada de su versión del misil Standard). El sistema Mod 1, utilizado en los PHM (ya retirados) y en los buques WMEC y WHEC de la Guardia Costera de EE. UU., puede rastrear un objetivo aéreo o de superficie mediante el rastreador monopulso y dos objetivos de superficie o costeros. Las fragatas Oliver Hazard Perry con el sistema Mod 2 pueden rastrear un objetivo aéreo o de superficie adicional mediante el radar de iluminación de seguimiento separado (STIR). ^{[ 82 ]}

Utilizado en el sistema de armas Mark 34 , el sistema informático de armas Mark 160 (GCS) contiene una computadora de consola de armas (GCC), una consola de visualización de computadora (CDC), una grabadora-reproductora de cinta magnética , un gabinete estanco que aloja el convertidor de datos de señal y el microprocesador de montaje de armas , un panel de control de montaje de armas (GMCP) y un velocímetro . ^{[ 83 ] [ 84 ]}