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Sistemas de Control de Tiro: Destructores tipo Fletcher

Por Americo Lohin - Tres Arroyos - Octubre del 2011

 

Deberían transcurrir diez años desde la incorporación a la Flota de Mar en 1951 de los Cruceros tipo Brooklyn, para la llegada de los Destructores Fletcher con Sistemas de Control de Tiro de una generación posterior, contemporáneos a los que estaban en servicio en la Armada del  país de Origen y de muchos otros países aliados.El hecho de haber salido de los astilleros años después que los Cruceros cuando la Segunda Guerra Mundial estaba en pleno desarrollo y el haber permanecido en Servicio largos años luego de su  finalización, les permitió en primera instancia incorporar sistemas mas avanzados basados en los anteriores,como el GFCS MK-37 derivado del GFCS MK-33 que equipaba a los Cruceros mencionados y en segunda instancia incorporar Sistemas y Equipos desarrollados a partir de la experiencia recogida durante el conflicto y puestos en servicio en la Posguerra,por caso el GFCS MK-56,surgido como respuesta a los Kamikase japoneses,el TDS-MK 5,el MK-105  etc.El único Sistema común a ambos fue el SCT MK-63.

 Nomina de Sistemas y Equipos

 Alerta temprana: Adquisición y Designación de Blancos

  • Radares: SPS-6C 2-; SPS-10

  • Sistema de Designación de Blancos TDS MK-5

 Batería Principal Montajes de 5” (127 mm)

 Control de Tiro Primario

  • Tiro Naval, Tiro Antiareo, Tiro Iluminante, Tiro sobre blancos Terrestres y/o de apoyo a Operaciones en tierra Firme.

Sistema de Control de Tiro MK 37

Constituido por:

  • Central de Tiro

  • Director de Tiro MK-37

  • Radar MK-25

  • Computador MK-1A

  • Elemento Estable: MK-6

 Control de Tiro Secundario

  • Tiro Antiaéreo, Naval y/o blancos terrestres

Sistema de Control de Tiro MK-56

  • Radar MK-35

Batería Secundaria Montajes de 3” (76,2mm)

  • Tiro Antiaéreo o Tiro Naval

  • Sistema de Control de Tiro MK-63

  • Radar SPG MK-34

  • Director MK-52 con Mira Giroscópica MK-15

  • Independientemente de lo señalado el Sistema MK-56 podía controlar indistintamente a la Batería Principal y/o  Secundaria, en forma separada o simultánea.

 Tubos Lanzatorpedos

  • Un tubo lanzatorpedos quíntuplo de 533 mm para torpedos antibuque

Director MK-27

 Sistemas  Antisubmarinos: Erizos ASW MK-11, Cargas de Profundidad

  • Torpedos Acústicos

  • Sistema de Control  de Tiro ASW MK-105

  • Sonar: SQS-4 Casco

  • Computador MK-5

  • Computador MK-59

Fanfare: Señuelo y Contramedidas antitorpedos acusticos propios o enemigos 


Breve Reseña descriptiva

 Sistema de Designación de Blanco TDS-MK-5

Conformado por el radar  SPS-6C 2-D, Pantalla Indicadora  PPI y la Unidad Conversora de datos (Data Converter). El radar Modelo 6C entró en servicio en 1951, apto para el rastreo de blancos aéreos y de superficie, determinando azimut y distancia (2-D).

Características:

  • Rango de frecuencia: 1250 a 1350 Mghz

  • Potencia de Salida: 500 a 750 Kw.

  • Receptor: Superheterodino: equipado con control automático de frecuencia.

  • Antena:Tipo reflector parabolica ,unidireccional, provista de vanos para compensar los efectos del viento.Haz de Barrido: Cosecante de 30 º en el plano vertical, ancho de 3.5 grados en el Plano horizontal. Periodo rotacional: en Modo automatico de 5 a 15 RPM y por sobre 2.5 RPM en Modo Manual. Trasmisión Dual :Trasmite y Recibe señales Radaricas e IFF(Interrogador amigo-enemigo).

  • Pantallas Indicadoras: Tipo “A”, propias, con círculos de rango de distancia de 4, 20,80 y 200 millas, y PPI externas.

Precisamente una Pantalla Indicadora PPI constituía el núcleo del Sistema de Designación de Blancos(TDS),en ella se tenia un panorama en los 360º permitiendo ubicar y designar blancos de superficie  o aéreos ,éstos  hasta un máximo de cuatro,acorde al  Dispositivo de Defensa Cuadrantal (Proa,Popa,Babor y Estribor)ante un ataque aéreo.

Los ecos de los Blancos eran presentados por medio de sendas  semicircunferencias, mientras que otras cuatro semicircunferencias podían ser comandadas y movidas a voluntad por los Operadores por medio de otros tantos joystick.Al hacerlas coincidir entre si formando una circunferencia ,quedaban establecidas las coordenadas de los respectivos blancos.Estas coordenadas eran trasmitidas en forma simultánea y sincronizadamente con el movimiento del joystick al Conversor de Datos,el cual convertía las Coordenadas en Ordenes de azimut que permitía telecomandar a los Directores MK-37 y MK-56 para ubicarlos a cada uno sobre un blanco determinado e informar a los Sistemas MK-63 para que éstos tomaran cada uno el blanco asignado.De esta manera el Dispositivo de Defensa Cuadrantal,tomaba cuerpo por medio del Sistema y Director MK-37 controlando los Montajes de 5” ubicados a Proa,el Sistema y Director MK-56 controlando los Montajes de 5” ubicados a popa,mientras que cada Sistema MK-63 con su Mira Giroscópica MK-15 controlaba el Montaje de 3” ubicado en su respectiva banda.

 Sistema de Control de Tiro MK 37

 Director de Tiro MK-37

  • Equipado con  Telémetro estereoscopico y Radar MK-25.

  • Accionado eléctricamente(x), apto para ser posicionado en Direccion y Elevación en forma local, mediante el Alza Rápida a cargo del Oficial Spotter y/o por medio de los apuntadores de Dirección y Elevación.En la modalidad  Automática-Remota en la faz inicial de adquisición del blanco podía ser posicionado  desde el Sistema de Designación de Blanco (TDS MK-5) y una vez que el Radar-25 captaba al blanco, pasaba a tomar el control del Director en la modalidad Tracking Automático.

  • Los Apuntadores disponían de sendos telescopios y pantallas de Radar Tipo Delta”E” y Delta “B”, Elevación y Dirección respectivamente que  permitían  realizar puntería Óptica y Radárica.

  • El Elemento Estable MK-6 proveía la estabilización del Telémetro, Telescopios y Antena del Radar.

  • Las prestaciones del Radar-MK-25 permitían que en las condiciones de espera (stand by), el Director pudiera ser operado por una sola persona (One Man Control), el Apuntador de Dirección, a cuyo efecto tenia todas las facilidades para orientar el Director hacia el blanco, operar remotamente al Radar-Mk-25 hasta habilitar el Seguimiento (Tracking) Automático y paralelamente poner en Marcha el Motor de Tiempo del Computador MK-1A para dar inicio a la Solución del Problema Cinemático.

(x):Si bien había modelos equipados con Amplidyna,los Fletcher incorporados a nuestra Armada,(Tipo”Rosales”)estaban provistos con un sistema mas antiguo y mas simple,tanto en Elevación como en Dirección,eran impulsados por sendos motores Trifásicos,controlados por una Cabeza de Poder(Power Head),un sistema de Contactos Móviles simples, permitía operar en Bifásico y Trifásico ,para baja  y alta velocidad respectivamente.

 Radar MK-25

  • Potencia de Salida: 250 Kw.

  • Receptor: Superheterodino: equipado con control automático de frecuencia

  • Máximo alcance: 100 mil yardas.

  • Máximo Alcance en Seguimiento Automático: 50 mil yardas

  • Antena: Reflector Circular parabolico de  1,5 mts de diámetro

  • El Dipolo  nutador podía realizar tres tipos de barrido:

  • Espiral: barrido angular amplio en la opción de búsqueda y adquisición del blanco.

  • Conico: barrido angular reducido de Precisión en la opción de Seguimiento Automático (Tracking).

  • Circular:barrido tipo Corona Circular opción para blancos de superficie,en ésta modalidad la antena era posicionada en forma automática con una elevación de 5º,utilizándose en forma efectiva la porción inferior de la Corona Circular del haz de barrido.

  • Seguimiento Automático de Blancos (Tracking): Blancos aéreos en general y de superficie con velocidades superiores a los 15 nudos.

Localizado el blanco y operando con barrido angular Cónico, el Radar, a partir del eco recibido generaba señales error que eran amplificadas en potencia y utilizadas para telecomandar al Director MK-37 y hacer que éste permaneciera “enganchado” al blanco.

 Central Tiro

  • Situada bajo cubierta, (x) su función era el Control Primario de la Batería Principal, a cargo del Jefe de Control Tiro.

  • Contenía al Computador MK-1A, Elemento Estable MK-6, el Tablero Principal de alimentación, transmisión y/o recepción de órdenes y señales a/y de estaciones e indicadores remotos e interconexión con los demás Sistemas de CT y Tablero de Telefonía para el Sistema de comunicaciones basado en teléfonos autoexcitados.

(x) En el mismo Compartimento se situaba  Comunicaciones Interiores, del Dto Electricidad, que contenía el Tablero de Alimentacion de potencia de los Sistemas de Armas y el Girocompás.

 Computador MK-1A

  • Computador Analógico Electromecanico ,el mas avanzado en su tipo.

  • Funcion: Generar las Ordenes necesarias para permitir la puntería continua de los Montajes de 5” sobre un blanco aéreo o de superficie, posicionando las miras y graduando el Tiempo de espoleta(x).

  • Ayudar a los Apuntadores del Director a mantener la Línea de Mira sobre un Blanco Aéreo o de Superficie. (No necesario en  Seguimiento Automático (Tracking) por Radar)

  • Con el Computador de Tiro Iluminante, mantener la puntería de la Bateria, graduando el Tiempo de Espoleta(x) para proveer la iluminación de un blanco de Superficie en forma Continua.

(x).La Graduación de la Espoleta se realizaba automáticamente durante el proceso  de izado desde la Santabárbara.

El Computador MK- lA surge de la Modernización del Modelo MK-1,siendo éste, a su vez, derivado del Conservador de Distancia MK-10(Ver Sistemas de CT de los Cruceros “9 de julio” y “Gral Belgrano”) y configurado constructivamente para ser montado bajo cubierta(Central de Tiro) en lugar del Director como su antecesor.El Modelo MK-1 pasa a denominarse Computador,dado que la conservación de la Distancia es solo una de sus funciones, además incorpora una serie de servomecanismos que le confieren mayor flexibilidad ,precisión y reducción del Tiempo que demanda la Solución del Problema Cinemático.MK-1 y MK-1A.ambos tienen el mismo tipo de mecanismos básicos, solo difieren en el número de cada uno de ellos.

Si bien ambos comparten sus prestaciones ante:

  • Blancos Aéreos

  • Bombarderos en vuelo Horizontal de gran altura

  • Aviones torpederos volando a baja altura

  • Bombarderos en picada atacando el buque propio

  • Bombarderos en picada atacando otros buques

  • Blancos de superficie

  • Otros buques, destructores, cruceros etc.

  • Lanchas Torpederas de alta velocidad

  • Blancos estacionarios o móviles en tierra firme

La MK-1A duplica  los límites de velocidad del blanco de la  MK-1 .(El Computador no opera con la velocidad real de un Blanco en el Aire, si no con sus componentes Horizontal y Vertical).Se elevó el Componente Horizontal a 800 nudos(1482 Km/hora), el Componente Vertical, en picada (DIVE) a 500 nudos(926 Km/hora) y trepada (CLIMB) a 300 nudos(556 Km/hora). Ello  permite operar con efectividad contra blancos aéreos subsónicos de alta velocidad y superiores.

Computador Mk1- Izq. arriba computadora de tiro iluminante

La MK-1A incorpora modificaciones importantes en los mecanismos de Control de variaciones, funcionalmente los componentes del Movimiento del Blanco son tomados a lo largo y a través de la Línea de Mira, desechando la Línea Norte-Sur, ello derivó en la eliminación del Resolutor de Vectores que en la MK-10 y MK-1 determinaba el Rumbo Verdadero del Blanco.Ello hizo posible operar en Control Automatico contra Blancos de  Superficie de alta Velocidad(15 nudos y superiores)eliminando las restricciones intrinsecas del Resolutor que lo impedian.

El Computador tiene tres Modos de Operación:Normal, Prueba(Test) y Local

  • Modo  NORMAL operación con Control Automatico ,el Modo Prueba (Test) esta destinado a Verificación y/o Mantenimiento, mientras que la Opcion Local esta destinada a blancos de Superficie (opcion para blancos con velocidades inferiores a los 15 nudos, blancos terrestres u operar sin Director de Tiro).

 Secciones del Computador

1-Seguimiento(Tracking)(x)

2-Prediccion

      3-Inclinación de Muñones

4-Paralaje

La Seccion de Seguimiento(Tracking) esta dividida en cinco grupos :

  1. -Grupo de Movimiento Relativo

  2. -Grupo Integrador

  3. -Grupo de Control de Variaciones

  4. -Grupo de  Inclinación de Cubierta

  5. -Grupo de  Sincronizacion de Elevación

(x)Corresponde hacer una Distinción entre el Tracking del Computador y el Tracking Radar.El Computador MK-1A, al igual que sus antecesores(Conservadores de Distancia:MK-8,MK-10,Computador MK-1 etc),resuelve primariamente el problema Cinematico mediante la comparacion entre los parámetros  observados y calculados,siendo el Director el elemento de referencia,cuando ambos coinciden el Director sigue apuntado  automáticamente al Blanco en base a los parámetros calculados por el Computador(Azimut,Elevación y Distancia),en tanto no haya cambios en la Direccion y Velocidad del Blanco,cuando ellos se producen los Operadores del Director,se encargan de realizar las correcciones necesarias para restablecer el equilibrio.Con la implementacion del Tracking Radar,(hecho posible por los avances tecnologicos)esa interaccion entre Computador y Apuntadores del Director,ya no es indispensable(es una Alternativa),el Tracking Radar hara que el Director siga al Blanco en forma permanente independientemente de su cambio en Direccion y Velocidad.

El Grupo de Movimiento Relativo combina los movimientos del Buque Propio y del Blanco en tres variaciones de Movimiento Relativo en relacion con la Linea de Mira.

El Grupo Integrador usa estas variaciones para generar los cambios de la posición del Blanco en Distancia,Elevación y Azimut.

 El Grupo de Control de Variaciones, opera solo en  Control Automático (en la MK-1A denominado NORMAL)  determina  mecánicamente las entradas de Velocidad Horizontal, Velocidad Vertical y Azimut propio del Blanco haciendo innecesario que los operadores  ingresen valores iniciales estimados,con vuelta a cero automatica cuando el Motor de Tiempo es detenido.Tan pronto el Computador comienza con la Operación(Puesta en marcha del Motor de Tiempo) ,el curso del blanco es llevado al cuadrante respectivo y el componente de velocidad horizontal a 4 nudos.Ello da inicio al proceso Automatico de reduccion de los errores(diferencia entre los valores calculados y observados,en Azimut,Elevación y Distancia)(x),acorde a la Constante de Tiempo establecida y a la Opción de uso por parte de los Operadores de la Unidad de Sensibilidad(xx),que permite reducir el Tiempo de Solución en promedio de 6 a 2 segundos.

(x)Cada Grupo de Diales Indicadores de Azimut,Elevación y Distancia,disponia de un pequeño dial indicador de “Solucion”,el mismo era posicionado por la diferencia entre los Valores Observados y Calculados,cuando ambos se igualaban el dial permanecia estacionario,indicando que el Problema Cinematico estaba resuelto.

(xx).Debian selectar Aire o Superficie.

 El Grupo Inclinación de Cubierta convierte al Plano Horizontal el Azimut del Director medido en el Plano de Cubierta .

 El Grupo de Sincronizacion de Elevación convierte al Plano Horizontal la Elevación del Director medida en el Plano de Cubierta.

 La Seccion Prediccion usa las tres variaciones de Movimiento relativo para calcular los angulos de adelanto-Alzas en Elevación y en Deflexión-y Tiempo de Graduación de Espoleta.El cálculo de los ángulos de adelanto incluye el Cómputo del cambio de posición del Blanco durante el tiempo de vuelo del Proyectil.Para ello la sección calcula la posición del Blanco al final del tiempo de volido y las correcciones por efectos de la gravedad,deriva,viento,y cambios en la velocidad inicial del proyectil(Incluye correcciones por Temperatura de la Polvora,perdida en la VI por desgaste del Anima de los cañones etc).

La Orden de Graduación de espoleta incluye la corrección por variación de la Distancia durante el tiempo de carga del Proyectil(Tiempo Muerto)

La Seccion Inclinación de Muñones computa las correcciones por efectos del rolido y cabeceo sobre los muñones de los Cañones.Estas correcciones,junto a los ángulos de adelanto(Alzas en Elevación y Deflexion) se combinan con la Elevación y Azimut del Director para formar las respectivas Ordenes a los Cañones.

 La Seccion Paralaje calcula el Paralaje en Azimut y Elevación.El primero calculado sobre una base de 100 yardas es trasmitido a los montajes y en ellos se aplica la parte proporcional segun la distancia del mismo con Respecto al Director. .El Segundo se calcula sobre una base de 20 yardas y el resultado se incluye a la Orden de Elevacion.

 Parametros de entrada  al Computador

 Mecánicamente desde el Elemento Estable MK-6

  • Nivel(Angulo medido entre el Plano Horizontal y el Plano de Cubierta,en el Plano Vertical que contiene a la Linea de Mira)

  • Nivel Transversal (Idem,transversal a la Linea de Mira)

  • Nivel mas 1/30 avo de Nivel Transversal

 Sincronicamente desde el Director MK-37

  • Elevación del Director(Elevación del Blanco)

  • Azimut del Director(Azimut relativo del Blanco)

  • Distancia presente Observada(Radar o Telemetro)

  • Corrección de Variacion de Distancia(x)

  • Corrección de Variacion de Elevación(x)

  • Corrección de Variacion de Azimut(x)

  • Corrección en Deflexion (Spotter)(xx)

  • Corrección en Elevacion(spotter)(xx)

  • Corrección en Distancia (spotter)(xx)

  • Control de variación en Distancia,Elevacion y Azimut

(x)Correcciones realizadas por el Operador de Radar o Telémetro y por los Apuntadores de Elevación y de Azimut para corregir las diferencias entre los Valores Observados por el Director y los calculados por el Computador.No realizables en Tracking Automático Radar.

(xx) Correcciones al Tiro 

Sincronicamente desde el Girocompás

  • Rumbo Propio

Sincronicamente desde el Pitómetro

  • Velocidad Propia

 Calculadas o estimadas en la Central de Tiro.Introducidas Manualmente

  • Variación de Distancia

  • Dirección del Viento Verdadero

  • Velocidad del Viento Verdadero

  • Azimut Relativo al Blanco (Inicial)

  • Velocidad Inicial del Proyectil

  • Tiempo Muerto.

  • Angulo de depresion(Introduciendo Distancia Futura).

 El Computador Calcula y Transmite los siguientes Parametros

 Señales Trasmitidas sincrónicamente a los Montajes

  • Orden de Dirección: Telecomando e Indicación

  • Orden de Elevación:Telecomando  e Indicación(x)

  • Paralaje Horizontal(xx)

  • Tiempo de graduación de Espoleta

  • Alza en Deflexión

  • Alza en Elevación(x)

(x) Incluye Paralaje Vertical

(xx) Calculada sobre una Base de 100 yardas,cada montaje aplica automaticamente la  parte proporcional a la orden de Direccion recibida.

 Señales Trasmitidas Sincrónicamente al Director MK-37

  • Incrementos de Correccion de Azimut:Telecomando e Indicacion

  • Incrementos de Correccion de Elevación(compensados  por Nivel mas 1/30 de Nivel Transversal):Telecomando e Indicacion

  • Incrementos de Correccion en Distancia(Telemetro y Radar)

 Señales Trasmitidas Mecánicamente al Computador de Tiro Iluminante(x)

  • Orden de Dirección

  • Orden de Elevación

  • Distancia Futura

  • Variación en Deflexión.

(x) Las Ordenes de Dirección ,Elevación  y Graduación de Espoleta corregidas por el Computador de Tiro Iluminante permiten colocar y detonar  el proyectil Iluminante 1000 yardas por detrás y 1500 pies por  encima del Blanco,con una deflexión tal que permiten su iluminación durante 30 segundos.

 Señales Trasmitidas Mecánicamente al Elemento Estable MK-6

  • Azimut Relativo al Blanco

 Elemento Estable: MK-6

 Es una de las tres unidades mayores del Sistema MK-37.Ubicado en la Central de Tiro adyacente al Computador MK-1A e interconectado mecánicamente con éste.

Su funcion primaria es equivalente al Vertical Estable usado en la Bateria Principal de los Cruceros “9 de julio” y “Belgrano”(Ver…)

Basado en un Giroscopio que gira a 8.500 RPM montado sobre un sistema Gimbal que le otorga tres grados de libertad ,provee el Plano Horizontal de referencia que permite medir permanentemente los Angulos de Nivel-ángulo medido entre el Plano de Cubierta y el Plano Horizontal sobre el Plano Vertical que contiene a la Linea de Mira- y Nivel Transversal-ángulo medido entre el Plano de Cubierta y el Plano horizontal sobre el Plano Vertical transversal a la Linea de Mira.Tambien provee la función Nivel mas 1/30 avos de Nivel Transversal.

Parametros que son trasmitidos al Computador MK-1A para ser utilizados en la Seccion Inclinación de Muñones y en los  Grupos de  Inclinación de Cubierta y de  Sincronización de Elevación.

Adicionalmente señales de Nivel y Nivel Transversal son trasmitidas Sincronicamente al Computador MK-59 del Sistema ASW Mk-105 para estabilización de los Montajes de Erizos ASW MK-11

Por Conveniencia ambos ángulos- Nivel y Nivel Transversal-son medidos en minutos.Sus respectivos diales tienen una escala que va de 500 a 3500 minutos.Cuando ambos estan indicando 2000 minutos ello se corresponde con la posición de la cubierta en coincidencia con el Plano Horizontal.

El Elemento Estable dispone de sendos pistoletes(interruptores para habilitar el circuito de Fuego) para el disparo de los cañones en las modalidades:

1-Fuego Continuo

2-Fuego Automatico por Nivel o Nivel Transversal

3-Fuego Manual por Nivel o Nivel Transversal

 Señales Recibidas en el Elemento Estable

Rumbo del Buque Propio,desde el Girocompás.Utilizado para aplicar la Corrección por Latitud

Azimut Relativo del Director,desde el Computador MK-1A.Utilizado para orientar al Sistema Giroscopico hacia el Blanco. 


Sistema de Control de Tiro MK-56

 Sistema de Control de Tiro antiareo para distancias intermedias.Fue el Primer Sistema en  usar  Giróscopos-luego de la Mira MK-14-para computar los Angulos de Adelanto y generar Tracking Automatico Propio o por medio del Radar. Fue concebido al final de la Segunda Guerra Mundial y diseñado para blancos subsonicos de Alta velocidad.Tambien podia se usado contra blancos de superficie

Su sistema Balistico era dual,lo que lo hacia apto para generar en forma simultánea  órdenes para  dos diferentes tipo de cañones, de  5"/38cal y  3"/50cal contra un mismo blanco. Equipado con el Radar Mk-35 con capacidad de Seguimiento(Tracking) Automatico del Blanco en Azimut,Elevacion y Distancia.Una caracteristiva distintiva era que el Sistema podia ser controlado desde la Consola de Control ubicada bajo cubierta con o sin Operadores en el Director,esto permitia la adquisición rápida del blanco cuando éste era primariamente detectado por el Radar de Alerta Temprana(SPS-6C 2-D) cuando todavía era invisible sobre cubierta y asignado automáticamente por medio del TDS MK 5. Una vez que el blanco era enganchado por el Radar MK-35,el tiempo de solucion era inferior a los dos segundos.El Director carecía de Telémetro y tenia la particularidad que podia girar en cualquier sentido sin limitaciones,merced a que la interconexión electrica se realiza por medio de un sistema de anillos rozantes.

(El Director MK-37 solo podia dar un Giro completo en un sentido u otro-720 grados en total-limitado por la torsión  de los cables).

 El Sistema MK-56 no posee una Computadora en el verdadero sentido del término, si no una serie de equipos separados que interactúan y operan integradamente, cumpliendo una función equivalente.

 Sistema Balistico Primario(Control de la Bateria de 5”)

Conformado por:

1-Director MK-56

Su funcion primaria es suministrar en forma continua la posición presente del blanco

y las variaciones de movimiento del mismo. Impulsado por fuentes de poder

basado en  dos Amplydina(Direccion yElevacion) .contiene  la Unidad Giroscopica(Giroscopio Vertical mas Giroscopio de Variaciones Angulares), Antena de Radar,Telescopio de punteria , mandos para el Control y Punteria y Trasmisores

Sincronicos de Azimut y Elevación.Normalmente un Oficial de Control ocupaba su puesto,de pie y detrás del Apuntador del Director.

2-Radar MK-35

Suministra al Sistema en forma continua Distancia y variación de distancia al

blanco.Una vez localizado el blanco provee seguimiento Automatico manteniendo

al Director apuntado sobre el blanco en forma continua.

La Antena consiste en un reflector parabolico,con un dipolo nutador,que permite

realizar un barrido amplio en espiral,en la opción de Adquisición del Blanco y un     barrido conico de precision para la Modalidad de Tracking Automatico(La precision esta en el orden de medio milesimo de arco,equivalente a 1,72 minutos).

3-Consola MK-4

Ubicada en el Compartimento de Control provee los medios necesarios para la Operacion del sistema,a traves de las Secciones de:Diales Indicadores,Radar,

Computador MK-42 e Indicador de Azimut MK-10.La Seccion Radar contiene las pantallas Repetidoras A/R,(Distancia),E(Elevacion) y B(Azimut)

4-Computador MK-42(Computador Balistico)(x)

Su funcion primaria es computar el Tiempo de vuelo del proyectil,deriva,variación de distancia y Generar la Orden del Tiempo de Graduación de Espoleta,que es trasmitida a los Cañones.Recibe en forma automatica,Elevación del Director,Distancia al Blanco,Variación de Distancia.En forma Manual la Correcion por Velocidad Inicial.
5-Computador MK-30(Conversor de Ordenes a los cañones)(x)

Su funcion basica es convertir las variaciones del Movimiento del Blanco en angulos de adelanto referidos al plano de  cubierta y combinarlas con el Azimut y Elevación del Director para generar las Ordenes a los Cañones

6-Trasmisor de Viento MK-5

Calcula las correcciones para compensar el efecto del viento sobre el vuelo del proyectil que son trasmitidos al Conversor de Ordenes.Para ello recibe electricamente los parámetros de direccion del Viento,velocidad del Viento y velocidad del Buque propio.Un dial ubicado en su frente indica la direccion del Viento Aparente.

7-Corrector de Paralaje MK-6

Calcula las correcciones por la distancia del Director a los Cañones,valor trasmitido a cada montaje donde se corrige proporcionalmente  la orden de Direccion respectiva..

8-Cronografo

Mide el promedio de velocidad del Proyectil.Ello permite determinar la Velocidad Inicial con mayor exactitud

9-Indicador de Azimut MK-10

Indica el Azimut del Director-relativo y verdadero- para informacion de los operadores.

10- Selector MK-13

Permite interconectar el Sistema MK-56 con el Computador MK-1A ,recibiendo éste valores de Azimut,Elevación y Distancia. 

Sistema Balistico Secundario(Control de la Bateria Secundaria de 3”)

Requiere los siguiente equipos adicionales,similares a los arriba  descriptos,pero adaptados a la balística de los Cañones de 3”:

11:Computador MK-42(x)

12-Computador MK-30 (x)

13-Panel de Control Mk-57

14: Selector Balistico

15-Unidad  Balística de Espoleta Secundaria

(x) Ambos Computadores estaban constituidos por mecanismos basicos basados en palancas(link) 

Aspectos basicos de la Operación de la Unidad de Giro.(x)

La Linea de Mira del Director (incluida la Antena de Radar ) es estabilizada por el Giroscopio Vertical de la Unidad de Giro . El proposito primario del Giroscopio Vertical es establecer un plano de referencia llamado Plano Transversal Verdadero.Tambien mide Elevación Verdadera de la Linea de Mira del Director sobre el Plano Horizontal y el Angulo Transversal(medido en el Plano Perpendicular a la linea de mira,eso lo hace ligeramente diferente del Nivel Trasnvesal medido por el Elemento Estable MK-6).

Ambos son aplicados a las unidades de Calculo Balístico y a las Ordenes a los Cañones

Los Angulos de Adelanto Computados derivados de las variaciones  del Movimiento Angular del Director  lo son  en base a Coordenadas estabilizadas.

Si el Director permanece sobre el blanco en forma continua ,la variación Angular de Movimiento del Director es igual a la variacion Angular de Movimiento Relativo del Blanco.Por lo tanto las señales de Tracking  de  Azimut y Elevación trasmitidos al Computador ,son variaciones de movimiento del Blanco,en Elevación y Azimut.

Para obtener las variaciones de Movimiento del Blanco mencionadas ,se utiliza  la propiedad inercial de un segundo Giroscopio.

A medida que el Director sigue al Blanco,el Giroscopio de Variaciones tiende a retrasarse,retraso que se traslada a la Antena y elementos opticos de Punteria.la necesidad de correccion es obvia,para restablecer la posición de ambos,esto es, corregir el error.

En la modalidad de Tracking Automatico Radar ese error es corregido electrónicamente.

Independientemente del tipo de Tracking la señal error generada es utilizada para provocar la Precesión del Giroscopio,al hacerlo se generan otras señales error que debidamente amplificadas reposicionan al Director en Azimut y Elevación por medio de las respectivas Amplidynas.

Establecidas las Variaciones  en Elevación y Azimut,es necesario establecer la Variación de Distancia ,ésta es obtenida por medio de un Generador Taquimétrico impulsado por el  servo motor de Variacion de Distancia.

Con las tres variaciones de movimiento del Blanco-Variacion en Elevación-Variacion en Azimut y Variación en Distancia-el Computador calcula los angulos de adelanto en  Elevación Verdadera y Azimut Verdadero del Blanco durante el Tiempo de Volido del Proyectil.

(x).La Unidad de Giro involucra a dos Giroscopios: el Giroscopio Vertical que provee el Plano Horizontal de Referencia y el Giroscopio de Variaciones que mide las Variaciones de Movimiento del Blanco y provee las Señales para el seguimiento automatico del Blanco.Es interesante la disposición de los mismos,ambos estan montados dentro un sistema Gimbal Exterior de tres Grados de libertad cuyo anillo externo es posicionado siguiendo la Elevación del Director, a su vez, cada Giroscopio  tiene  su propio sistema Gimbal con sus correspondientes tres grados de libertad de Movimiento.

 Sistema Control de Tiro MK-63- Radar MK-34

Sistema  destinado para el Control de Tiro de Cañones de 3” contra blancos aereos en el rango de  800 a 7.000 yardas y para velocidades de 350 nudos(650 Km/h) y superiores.Cada Montaje es Apuntado por medio de un Director Manual Mk.52 equipado con un Alza Giroscopica MK-15(x)que permite establecer los Angulos de adelanto en Direccion y Elevación.operando en conjunto con el Radar MK-34 que provee la Distancia al Blanco.

La Antena del radar esta adosada sobre el Montaje del Cañon, la señal de Angulo de adelanto obtenida es enviada al posicionador de la misma ,en dirección opuesta para mantener a la Antena sobre la Linea de Mira. La antena es un reflector parabólico con un nutador que gira a 30 ciclos por segundo  irradiando un cono de barrido de 4,5 grados. La Unidad de adquisición del Blanco(TACU),que forma parte del Radar esta localizado bajo cubierta ,cuando la visibilidad es pobre ,el TACU ayuda al Operador del Director a localizar y seguir el Blanco designado.Si este falla en aparecer en la Pantalla del TACU ,el operador puede desplazar la antena tanto en Elevación como en Direccion mediante una llave selectora en 5º o 15º.En ésta etapa el operador del TACU como el del Director deben interactuar para localizar y seguir el Blanco,una vez localizado por el radar el operador del TACU determina la distancia,direccion y elevación.

(x).La Mira MK-15 es una version algo mas sofisticada que su antecesora la mira Girospoica  MK-14(Ver Sistemas de CT de los Cros “9 de julio y Belgrano”) con similares prestaciones,si bien modelos mas actualizados tenian incorporado una pantalla repetidora de Radar para permitir realizar punteria en la Oscuridad,no es el caso de las Miras MK-15 de nuestros Fletcher,limitados a la  Punteria Optica.

Director  de Torpedos MK-27

El Director de Torpedos,que incluye al Telescopio de Punteria MK-50 ,Pistolete de Disparo e Indicador MK-1 es un instrumento de Control de Tiro que calcula el rumbo relativo del Torpedo(Rumbo de colision al Blanco) y trasmite sincrónicamente las ordenes de Rumbo Relativo del Torpedo y de Angulo de Giro al Indicador MK-1 ubicado sobre  el Montaje de Torpedos.El Pistolete de disparo permite cerrar el circuito electrico para efectuar el lanzamiento del  Torpedo.

En el Montaje de Torpedos,los parametros recibidos en el Indicador son copiados e introducidos manualmente a los respectivos tubos.

Normalmente la Dotacion de Operacion estaba integrada por:Un Oficial de Torpedos,Apuntador del Director,Operador de Interruptores Selectores y un Telefonista

Teóricamente el Problema Cinematico esta circunscripto a resolver el triangulo de disparo del Torpedo.En éste la linea de mira desde el buque Propio al Blanco forma la base del Triangulo,las trayectorias del Blanco y del Torpedo forman los otros dos lados del mismo.Desde que las longitudes de la  trayectoria  del Blanco y de la trayectoria del Torpedo son proporcionales a las velocidades del Blanco y del Torpedo respectivamente,esas longitudes pueden ser consideradas como representativas de la velocidad del blanco y del torpedo.A partir de este triangulo el Director  computa mecánicamente el Angulo Basico de Adelanto, que es corregido por latitud ,dando lugar al Angulo de Adelanto Corregido, el cual, combinado con el Azimut Relativo del Blanco da como resultado el Rumbo Relativo Basico del Torpedo.

 Parametros de Entrada al Director

Entradas Electricas

Rumbo del Buque Propio

Azimut Relativo del Blanco

En caso de Falla ambos pueden ser introducidos manualmente.

 Entradas Manuales

Velocidad del blanco.Recibida Telefonicamente desde el CIC o Central de Tiro

Curso del Blanco:Recibida Telefónicamente desde el CIC o Central de Tiro

Velocidad del Torpedo.(Propia del Modelo de Torpedo utilizado)

Azimut Relativo del Blanco.Introducido al apuntar el Director hacia el Blanco

Correccion por Latitud:Esta magnitud depende de la duracion del desplazamiento del Torpedo y de la latitud en la cual es lanzado.

Esta correccion compensa la tendencia natural del Torpedo de desplazarse hacia la derecha en el hemisferio Norte y a la izquierda en el hemisferio Sur debido a la influencia de la Rotacion de la Tierra.

Desplazamiento del Punto de Interceptacion:Correccion arbitraria que es introducida

para variar el Angulo Basico de Adelanto,en prevision de maniobras imprevistas del Blanco.Este cambio no altera el Problema Cinematico en curso.generalmente era utilizado luego del disparo previo  de uno o mas Torpedos ( Lanzamiento en abanico)

Angulo de Adelanto Basico.Introducido manualmente en caso de falla del Servomotor.

 Parametros de Salida

Trasmitidos Eléctricamente al Indicador MK-1

Orden de Rumbo Relativo del Torpedo:Angulo entre la linea de crujia del buque propio y la Trayectoria final del Torpedo medido en el sentido de las agujas del reloj.

Angulo de Giro:Angulo entre el eje del Tubo de Torpedos y la trayectoria final del Torpedo,medido en el sentido de las agujas del reloj.La Orden de Angulo de Giro es el valor de Angulo de Giro(Giróscopo) que es introducida en el Torpedo.

 Sistema de Control  de Tiro ASW MK-105

Fue un desarrollo de posguerra entrando en servicio en 1952.

Conformado por:

Computador MK-5

Sonar: SQS-4 Casco

Computador MK-59

Equipos Complementarios

Batitermografo

Fathometer

 El Computador MK-5 es un computador analógico electro-mecanico de diseño avanzado basado en Mecanismos Basicos computadores tipo palanca(link) y Elementos Sincronicos y Servoamplificadores de precision.

Su funcion,en interacción con el Sonar es la de resolver el Problema Cinematico Antisubmarino determinando la ubicación del blanco y proveyendo la información necesaria para su seguimiento(tracking),llevando al Buque Propio a su intercepción y con ello posibilitar utilizar el armamento disponible(Lanzamiento de Erizos o cargas de Profundidad)

Sonar SQS-4

Opera en base al principio de exploracion Azimutal con rastreo de ecos omnidireccional y equipo de escucha pasiva.

Una pantalla de Video provee información continua de la recepción acustica en todas las direcciones (360º) y una respuesta de audio de una dirección elegida determinada.

Alcance:10.000 yardas.

Breve descripcion de la Operacion

La Solucion del Problema Cinematico, al igual que en otros sistemas tambien se sustenta en la comparación de los datos Observados y Calculados,pero este caso la información Observada disponible es la que suministra el Sonar  comparativamente mas  rudimentaria(no hay informacion continua como la que puede dar el  Radar o la visualizacion Optica), por sus propias limitaciones y por las derivadas de la velocidad

del sonido muy inferiores a la velocidad de las ondas electromagnéticas.En este contexto la correcciones realizadas por el Operador del Sonar,dependen mucho de su habilidad(x),por la intermitencia de la información recibida y por el poco tiempo que dispone para actualizar el Azimut y Distancia que el Computador MK-5 utiliza para corregir las variaciones de movimiento del blanco y calcular  el Azimut,Velocidad y Distancia del mismo.

Ante ello el Computador debe operar en sintonia con la intermitencia del Sonar.A tal efecto posee una decena de reles de transferencia controlados por el Sonar,cada vez que llega información del blanco al Sonar los reles son activados durante un tiempo suficiente para permitir que las correcciones realizadas por el Operador del Sonar se introduzcan en el Computador,segundos después los reles vuelven a su posición anterior, permitiendo que la Computadora continue operando con sus propios datos a la espera de las siguientes correcciones,en la que el proceso de transferencia vuelve a repetirse y asi hasta llegar al final del proceso.

El lapso de tiempo entre cada transferencia depende de la distancia al blanco ,a medida que ésta  se reduce ,el intervalos de tiempo disminuye hasta que,llegado el momento de acometer al blanco el flujo de información desde el sonar,si bien intermitente, es casi continuo.

El Computador MK-5 recibe sincronicamente desde del Girocompás y Pitometro,el Rumbo y Velocidad del Buque Propio Respectivamente.Desde el Sonar el Azimut y Distancia al Blanco y las correcciones posteriores.

En forma manual se ingresan la Profundidad del Blanco(Max.1000 pies) y se selecta el Tipo de armamento a emplear(Erizos y/o Cargas de Profundidad).

El Computador al resolver el Problema Cinematico basado en el calculo del Azimut,Velocidad y Distancia del Blanco,computa el Rumbo que debe seguir el Buque propio hasta situarse en posición para el disparo del armamento correspondiente.

(x) A los efectos que los Operadores puedan adquirir  la habilidad necesaria para Operar satisfactoriamente el Sonar y Computador,se instaló en el CIAO(Centro de Instrucción y Adiestramiento en Operaciones) de la BNPB,un Sistema MK-105 que permitia la practica intensiv durante el periodo de estadia en Puerto.

 Computador MK-59

Computador Analogico Electrico cuya funcion es la de proveer estabilizacion de los Montajes de Erizos ASW MK-11,para ello recibian sincrónicamente desde el Elemento Estable MK-6  los valores de  Nivel y Nivel Transversal.

  Batitermografo

Su funcion es relevar las condiciones del agua.Presion,Salinidad y la Temperatura afectan el desplazamiento del sonido en el agua.El aumento de la presion incrementa la velocidad del Sonido,haciendo que su velocidad sea mayor a mayores profundidades.

Un incremento de la salinidad tiene el mismo efecto.Si bien ambos no son tan importantes como los que causa la variación de temperatura.Esta se transforma en el factor mas importante a ser considerado con vistas a calcular las variaciones de velocidad del sonido mediante la obtención de la temperatura del agua a distintas profundidades por medio del Batitermografo,aspecto de relevancia para la Operación del Sonar. 

 Fathometer

Sonda Acustica,permite trasmitir ondas acusticas verticalmente hacia abajo y recibir los ecos reflejados.Si bien su uso primario es para la Navegación,tambien sirve para relevar  la topografia oceanografica y ocasionalmente como ayuda para relevar y/o identificar un contacto sonar. 


Referencias:

Fuentes Propias derivadas de la Experiencia en la Operación y Mantenimiento de los Sistemas detallados, a bordo y en el Taller de Optica y Control de Tiro de la BNPB

 Referencias Relacionadas

Sistema de CTiro de Cruceros:

http://www.histarmar.com.ar/Armada%20Argentina/Buques1900a1970/Cruceros/SistemaControlTiroGBy9Julio-Lohin.htm

Director MK-37 http://www.eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-25-B.html

Director MK-37 Operación:http://www.ibiblio.org/hyperwar/USN/ref/Ordnance/FCS-Mark37/index.html

Computador MK-1 :Descripcion y Operación(La Mayor parte es aplicable al MK-1A)

http://www.eugeneleeslover.com/ENGINEERING/OP1064/OP1064_Part_1-2.pdf

Computador MK-1 A:Adendum:

 http://www.eugeneleeslover.com/ENGINEERING/OP1064/OP1064_Addendum_1.pdf

Mira Giroscopica MK- 15: http://www.eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-26-C

 Sistema de Control de Tiro MK-63: http://www.eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-26-D.html

Sistema de Control de Tiro MK-56

http://www.eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-26-E.html

Elemento Estable MK-6

http://www.eugeneleeslover.com/ENGINEERING/OP1063/OP1063_Stable_Element.pdf

Amplidyna: http://www.eugeneleeslover.com/USNAVY/CHAPTER-10-D.html

Director de Torpedos MK-27 http://www.hnsa.org/doc/destroyer/ddfc/index.htm

Cañones de 3”·:http://hnsa.org/doc/threeinch/index.htm