Кең көлемді қаруларды бақылау жүйесі

Кіріспе

Қашықтықтан қару-жарақпен қамтамасыз ету жүйесі
өртті басу немесе сөндіру процесі

Өртке бақылау жүйесі (ӨБЖ) – қару деректері компьютері, директор және радар сияқты бір-бірімен үйлесімде жұмыс істейтін бірнеше компоненттердің жиынтығы. Ол қашықтықтан қару-жарақ жүйесіне нысананы табуға, оны қадағалауға және соғуға көмектесуге арналған. ӨБЖ адамның қару қолдануымен атқарылатын қызметтің өзін қайталайды, бірақ оны жылдамдатуға және дәлдігін арттыруға тырысады.

Шығу тегі

Бастапқыда өртке қарсы жүйелер кемелер үшін жасалған. Әскери-теңіз күштеріндегі атыс бақылауының алғашқы тарихында нысаналарды көру қашықтығында (оны тікелей атыс деп те атайды) ұстау басымдыққа ие болды. Шын мәнінде, 1800 жылға дейінгі теңіз шайқастарының көп бөлігі осы қашықтықта өтті. 19 ғасырдың соңындағы қарқынды технологиялық жетістіктер оқ ату мүмкіндігінің қашықтығын едәуір арттырды. Көп үлкенірек, жарылғыш оқтарды атуға қабілетті мылтықтар (металл доптармен салыстырғанда салмағы жеңіл) мылтықтың қашықтығын соншалықты ұлғайтты, осы кеме толқындарда қозғалғанда нысананы дұрыс бағыттау басты мәселе болып қана қоймай, қиындыққа толы болды. Бұл мәселе гироскопты енгізу арқылы шешілді, ол қозғалысты түзетіп, градустан төмен дәлдікке қол жеткізуге мүмкіндік берді. Қарулар енді кез келген өлшемге дейін өсе алатын, ал 1890 жылдары калибрден асып кетті. Бұл қарулар соншалықты үлкен қашықтыққа ие болды, негізгі шектеу нысананы көру болды, бұл кемелерде биік мачталарды пайдалануға әкелді. Кемелердің өнімділігін арттырған тағы бір технологиялық жетістік – бу турбинасының енгізілуі болды. Бұрынғы поршенді қозғалтқыштармен жабдықталған әскери кемелердің жылдамдығы шамамен 16 теңіз шақырымын құраса, алғашқы ірі турбиналық кемелер 20 теңіз шақырымынан асып түсті. Оқтардың ұзын қашықтығымен байланысты, нысана кеме оқтар атылғаннан жерге түскенге дейін бірнеше кеме ұзындығына дейін қозғала алатын. Нысананы көзбен бағыттаудың бұрынғыдай дәлдігі болмады. Сонымен қатар, теңіз шайқасында бірнеше қаруды бір уақытта басқару қажет. Әскери-теңіз қаруларын басқару үш деңгейдегі күрделілікті қамтиды. Жергілікті басқару примитивті қару орналымдарымен басталды, олар жеке қару экипаждарымен бағытталды. Басқару пульті кемедегі барлық қаруды бір нысанаға бағыттайды. Бір нысанаға бағытталған кемелер тобының үйлесімді атысы – жауынгерлік флоттың операцияларының басты мақсаты болды. Желдің жылдамдығы, кеменің тербелісі, оқ-дәрі қоймасының температурасы, оқтардың ауытқуы, жеке қарудың диаметрі, оқтардың ұзартылуы және атыс шешіміне енгізілетін қашықтық өзгеру жылдамдығы ескеріледі. Нәтижеде алынған нұсқаулар, атыс шешімі деп аталады, содан кейін мұнараларға бағыттау үшін жіберіледі. Оқтар қате болса, бақылаушы олардың қанша қашықтықта және қай бағытта кеткенін анықтай алады, бұл ақпарат компьютерге енгізіліп, жаңа оқ атуға тырысады. Алғашында қарулар артиллериялық бақылау техникасын қолдана отырып бағытталды. Бұл нысанаға оқ атуды, оқтың түсу нүктесін бақылауды және оқтың қай жерге түскенін анықтап, нысананы түзетуді қамтиды, бұл қарудың қашықтығы артқан сайын қиынға соқты. Америка Азаматтық соғысы мен 1905 жылдар аралығында өртті басқаруда телескоптық көріністер және оптикалық қашықтық өлшегіштер сияқты көптеген шағын жақсартулар жасалды. Сонымен қатар, шайқас кезінде кеменің орнын қолмен болжау үшін графикалық тақталарды пайдалану сияқты процедуралық жақсартулар да болды.

The original fire control systems were developed for ships. The early history of naval fire control was dominated by the engagement of targets within visual range (also referred to as direct fire). In fact, most naval engagements before 1800 were conducted at ranges of
Rapid technical improvements in the late 19th century greatly increased the range at which gunfire was possible. Rifled guns of much larger size firing explosive shells of lighter relative weight (compared to all metal balls) so greatly increased the range of the guns that the main problem became aiming them while the ship was moving on the waves. This problem was solved with the introduction of the gyroscope, which corrected this motion and provided sub degree accuracies. Guns were now free to grow to any size, and quickly surpassed calibre by the 1890s. These guns were capable of such great range that the primary limitation was seeing the target, leading to the use of high masts on ships. Another technical improvement was the introduction of the steam turbine which greatly increased the performance of the ships. Earlier reciprocating engine powered capital ships were capable of perhaps 16 knots, but the first large turbine ships were capable of over 20 knots. Combined with the long range of the guns, this meant that the target ship could move a considerable distance, several ship lengths, between the time the shells were fired and landed. One could no longer eyeball the aim with any hope of accuracy. Moreover, in naval engagements it is also necessary to control the firing of several guns at once. Naval gun fire control potentially involves three levels of complexity. Local control originated with primitive gun installations aimed by the individual gun crews. Director control aims all guns on the ship at a single target. Coordinated gunfire from a formation of ships at a single target was a focus of battleship fleet operations. Corrections are made for surface wind velocity, firing ship roll and pitch, powder magazine temperature, drift of rifled projectiles, individual gun bore diameter adjusted for shot to shot enlargement, and rate of change of range with additional modifications to the firing solution based upon the observation of preceding shots. The resulting directions, known as a firing solution, would then be fed back out to the turrets for laying. If the rounds missed, an observer could work out how far they missed by and in which direction, and this information could be fed back into the computer along with any changes in the rest of the information and another shot attempted. At first, the guns were aimed using the technique of artillery spotting. It involved firing a gun at the target, observing the projectile's point of impact (fall of shot), and correcting the aim based on where the shell was observed to land, which became more and more difficult as the range of the gun increased. Between the American Civil War and 1905, numerous small improvements, such as telescopic sights and optical rangefinders, were made in fire control. There were also procedural improvements, like the use of plotting boards to manually predict the position of a ship during an engagement.

Бірінші дүниежүзілік соғыс

Кейін, қаруды дұрыс бағыттау үшін, әдетте, әртүрлі бақылаушылар мен қашықтық өлшеу құралдарынан алынған мәліметтер кемедегі орталық есептеу станциясына жіберілетін, күрделі механикалық есептегіштер қолданылды. Онда өртке басшылық ететін командалар кеме мен нысанасының орналасуы, жылдамдығы және бағытын, сондай-ақ Кориолис әсері, ауа райының әсері және басқа да түзетулерді енгізді. 1905 жылы механикалық өртке басқару жүйелері қолдануға түсе бастады, мысалы Дрейер кестесі, Думареск (ол да Дрейер кестесінің бөлігі болды) және Арго сағаты. Бірақ бұл құрылғылар кеңінен қолданылуы үшін бірнеше жыл қажет болды. Бұл құрылғылар қашықтық өлшеуіштердің алғашқы түрлері еді. Артур Полен мен Фредерик Чарльз Дрейер мұндай жүйелерді тәуелсіз түрде жасады. Полен 1900 жылы Мальта жанындағы артиллериялық оқуда теңіз артиллериясының нашар дәлдігін байқағаннан кейін бұл мәселені зерттеуге кірісті. Ұлыбританияның жетекші ғалымы деп есептелетін лорд Келвин, бірінші болып аналогтық компьютерді қолданып, шайқастағы кемелердің салыстырмалы қозғалысынан және снарядтың ұшу уақытының кешігуінен туындайтын теңдеулерді шешуді ұсынды. Осылайша, қажетті траекторияны, сонымен қатар қарудың бағытын және көтерілу бұрышын есептеуге болады. Полен орталықтандырылған өртке басқару үшін аралықтар мен жылдамдықтарды автоматты түрде есептейтін механикалық компьютерді жасауды мақсат етті. Нысананың орны мен салыстырмалы қозғалысы туралы нақты деректер алу үшін Полен деректерді тіркеуге арналған сызу құрылғысын (немесе плоттер) жасады. Оған от жасайтын кеменің бұрылысын ескеру үшін гироскопты қосты. Плоттер сияқты, сол кездегі гироскоп та үздіксіз және сенімді бағыт беру үшін жетілдіруді қажет етті. 1905 және 1906 жылдардағы сынақтар сәтсіз болғанымен, олар перспективалы екенін көрсетті. Поленнің күш-жігерін адмирал Джеки Фишер, адмирал Артур Кнайвет Уилсон және Теңіз қару-жарағы мен торпедалар директоры Джон Джеллико қолдады. Полен жұмысын жалғастырды және кейде Корольдік теңіз күштерінің кемелерінде сынақтар жүргізді. Дрейер басқаратын топ ұқсас жүйе жасады. Екі жүйе де Корольдік теңіз күштерінің жаңа және қолданыстағы кемелеріне тапсырыс берілді, бірақ Дрейер жүйесі Navy-де өз түпкілікті Mark IV* нұсқасында ең көп қолдау тапты. Бақылауды қосу Бірінші дүниежүзілік соғыс кемелері үшін толыққанды, практикалық өртке басқару жүйесін құруға мүмкіндік берді, және 1916 жылдың ортасына қарай RN-нің көптеген капиталдық кемелері осы жүйемен жабдықталды. Бақылау пункты кемеден жоғары орналасқандықтан, операторлар мұнарадағы кез келген қару-жараққа қарағанда жақсы көрініс алатын. Сондай-ақ, ол мұнаралардың атысын үйлестіре алатын, осылайша олардың біріктірілген атысы тиімдірек болатын. Бұл нысана алуды жақсартты, ал үлкен оптикалық қашықтық өлшегіштер атыс кезінде жаудың орнын анықтауды жеңілдетті. Бұл жүйе ақырында 1927 жылдан кейін салынған кемелер үшін "Адмиралтействоның өртке басқару кестесі" деп аталатын жақсартылған жүйемен ауыстырылды.

Then increasingly sophisticated mechanical calculators were employed for proper gun laying, typically with various spotters and distance measures being sent to a central plotting station deep within the ship. There the fire direction teams fed in the location, speed and direction of the ship and its target, as well as various adjustments for Coriolis effect, weather effects on the air, and other adjustments. Around 1905, mechanical fire control aids began to become available, such as the Dreyer Table, Dumaresq (which was also part of the Dreyer Table), and Argo Clock, but these devices took a number of years to become widely deployed. These devices were early forms of rangekeepers. Arthur Pollen and Frederic Charles Dreyer independently developed the first such systems. Pollen began working on the problem after noting the poor accuracy of naval artillery at a gunnery practice near Malta in 1900. Lord Kelvin, widely regarded as Britain's leading scientist first proposed using an analogue computer to solve the equations which arise from the relative motion of the ships engaged in the battle and the time delay in the flight of the shell to calculate the required trajectory and therefore the direction and elevation of the guns. Pollen aimed to produce a combined mechanical computer and automatic plot of ranges and rates for use in centralised fire control. To obtain accurate data of the target's position and relative motion, Pollen developed a plotting unit (or plotter) to capture this data. To this he added a gyroscope to allow for the yaw of the firing ship. Like the plotter, the primitive gyroscope of the time required substantial development to provide continuous and reliable guidance. Although the trials in 1905 and 1906 were unsuccessful, they showed promise. Pollen was encouraged in his efforts by the rapidly rising figure of Admiral Jackie Fisher, Admiral Arthur Knyvet Wilson and the Director of Naval Ordnance and Torpedoes (DNO), John Jellicoe. Pollen continued his work, with occasional tests carried out on Royal Navy warships. Meanwhile, a group led by Dreyer designed a similar system. Although both systems were ordered for new and existing ships of the Royal Navy, the Dreyer system eventually found most favour with the Navy in its definitive Mark IV* form. The addition of director control facilitated a full, practicable fire control system for World War I ships, and most RN capital ships were so fitted by mid 1916. The director was high up over the ship where operators had a superior view over any gunlayer in the turrets. It was also able to co ordinate the fire of the turrets so that their combined fire worked together. This improved aiming and larger optical rangefinders improved the estimate of the enemy's position at the time of firing. The system was eventually replaced by the improved "Admiralty Fire Control Table" for ships built after 1927.

Екінші дүниежүзілік соғыс

Ұзақ қызмет ету кезінде, технологияның жетілуімен қатар, қашықтық сақтаушылар (rangekeepers) жиі жаңартылып, Екінші дүниежүзілік соғыста олар интеграцияланған өртке басқару жүйесінің маңызды бөлігі болды. Екінші дүниежүзілік соғыстың басында өртке басқару жүйесіне радардың енгізілуі кемелерге нашар ауа райында және түнде ұзақ қашықтықтан тиімді атыс жүргізу мүмкіндігін берді. АҚШ Әскери-теңіз күштерінің қару-жараққа басқару жүйелері үшін кеме қару-жарағын басқару жүйелерін қараңыз. Директорлық басқарудағы атысты пайдалану, өртке басқару компьютерімен бірге, қаруды орналастыруды жеке мұнаралардан орталықтандырылған позицияға көшірді; бірақ жеке қарулар мен көп қарулы мұнаралар майдан зақымдалғанда директордың ақпарат беруін шектеген жағдайда пайдалану үшін жергілікті басқару опциясын сақтайды (бұл Корольдік теңіз флотында "мұнара кестелері" деп аталатын қарапайым нұсқалар). Содан кейін қару-жарақ жоспарлы түрде атылып, әр қарудың траекториясы сәл өзгеше болады. Жеке қарулардың, жеке оқтардың, ұнтақтың жану тізбегінің және кеме құрылымының уақытша деформациясынан туындаған оқтардың таралуы, әдеттегі теңіз шайқасының қашықтығында қолайсыз болды. Жоғарғы құрылымдағы директорлар қарсыласты мұнараға орнатылған көзқарастан жақсырақ көре алатын, ал оларды басқаратын экипаж оқ-дәрілердің шуы мен соққысынан алыс болатын. Қару-жарақ директорлары ең жоғары орналасқан, ал олардың оптикалық қашықтық өлшегіштерінің ұштары бүйірінен шығып, оларға ерекше көрініс берді. Биіктіктегі температура, ылғалдылық, барометриялық қысым, желдің бағыты мен жылдамдығы сияқты өлшенбеген және бақыланбайтын баллистикалық факторлар, оқ атуды бақылау арқылы соңғы реттеуді қажет етті. Радар қолжетімді болғанға дейін нысана мен оқтардың шашырауын визуалды түрде өлшеу қиын болды. Британдықтар кездейсоқ қашықтық өлшегіштерді ұнатса, немістер стереоскопиялық түрді ұнатты. Біріншісі белгісіз нысанаға қашықтықты анықтауда нашар болды, бірақ ұзақ пайдалану кезінде оператор үшін ыңғайлырақ болды, екіншісі керісінше. Су асты кемелері де дәл осы себептерге байланысты өртке басқару компьютерлерімен жабдықталған, бірақ олардың мәселесі одан да айқын болды; әдеттегі "атыс" кезінде торпеда нысанаға жету үшін бір-екі минутқа созылды. Екі кеменің салыстырмалы қозғалысын ескере отырып, дұрыс "жел" есептеу өте қиын болды, ал осы есептеулердің жылдамдығын күрт жақсарту үшін торпедалық деректер компьютерлері қосылды. Типикалық Екінші дүниежүзілік соғыстағы британдық кемеде өртке басқару жүйесі жеке қару мұнараларын директор мұнарасына (көздейтін құралдар орналасқан) және кеменің ортасындағы аналогты компьютерге қосты. Директор мұнарасында операторлар телескоптарын нысанаға бағыттады; бір телескоп биіктікті, екіншісі бағытты өлшеді. Қашықтықты өлшейтін телескоптар нысанаға дейінгі қашықтықты өлшеді. Бұл өлшемдер Өртке басқару үстелі арқылы атыс жүргізу үшін қарудың бағыттары мен биіктігіне айналдырылды. Мұнараларда қару-жарақ төсеушілер өз қаруларының биіктігін Өртке қарсы басқару үстелінен берілген биіктік көрсеткішіне сәйкес келтірді, ал мұнараның қабаты да солай істеді. Қарулар нысанаға тиген кезде орталықтан атылды. Процестің механикаландырылуына қарамастан, ол әлі де үлкен адамдық еңбекке мұқтаж болды; HMS Hood негізгі қарулары үшін тарату станциясы (Дрейер үстелін қосқан бөлме) 27 экипажды қамтыды. Директорлар жаудың отынан жеткілікті қорғалмаған. Кемеде жоғарыда үлкен салмақты бронь қою қиын болды, ал егер бронь оқ атуды тоқтатса да, соққының өзі құралдарды дұрыс бағыттан шығаруы мүмкін. Кемеде кішігірім снарядтардан және басқа бөліктерге тиген соққылардан қорғану үшін жеткілікті бронь болды. Аналогты компьютердің жұмысы таң қалдыратын. 1945 жылы сынақтан өткен "Солтүстік Каролина" соғыс кемесі бірнеше рет жоғары жылдамдықпен бұрылу кезінде нысанаға атудың дәл шешімін сақтай алды. Соғыс кемесінің мақсатымен ұрысып жатқанда маневр жасай алуы - үлкен артықшылық. Радарлық деректерді қашықтық сақтаушыға енгізу мүмкін болған кезде түнде ұзақ қашықтықта теңіз шайқасы жүргізу мүмкін болды. Бұл комбинацияның тиімділігі 1942 жылдың қарашасында Саво аралының үшінші шайқасында көрсетілді, онда "Вашингтон" кемесі "Кирисима" жапондық соғыс кемесімен түнде ұрысты. "Кирисима" өртке шалдығып, бірнеше жарылыс болды және экипажы суға батты. 75 оқ атылғанның кемінде тоғызына тиді (сақталу көрсеткіші 12%). "Кирисиманың" апаты 1992 жылы табылды, онда кеменің бүкіл алдыңғы бөлігі жоғалған. Жапондар Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде радарды немесе автоматтандырылған өртке басқаруды АҚШ Әскери-теңіз күштерінің деңгейіне жеткізе алмады және олардың үлкен кемістігі болды.

During their long service life, rangekeepers were updated often as technology advanced, and by World War II they were a critical part of an integrated fire control system. The incorporation of radar into the fire control system early in World War II provided ships the ability to conduct effective gunfire operations at long range in poor weather and at night. For U. S. Navy gun fire control systems, see ship gun fire control systems. The use of director controlled firing, together with the fire control computer, removed the control of the gun laying from the individual turrets to a central position; although individual gun mounts and multi gun turrets would retain a local control option for use when battle damage limited director information transfer (these would be simpler versions called "turret tables" in the Royal Navy). Guns could then be fired in planned salvos, with each gun giving a slightly different trajectory. Dispersion of shot caused by differences in individual guns, individual projectiles, powder ignition sequences, and transient distortion of ship structure was undesirably large at typical naval engagement ranges. Directors high on the superstructure had a better view of the enemy than a turret mounted sight, and the crew operating them were distant from the sound and shock of the guns. Gun directors were topmost, and the ends of their optical rangefinders protruded from their sides, giving them a distinctive appearance. Unmeasured and uncontrollable ballistic factors, like high altitude temperature, humidity, barometric pressure, wind direction and velocity, required final adjustment through observation of the fall of shot. Visual range measurement (of both target and shell splashes) was difficult prior to the availability of radar. The British favoured coincidence rangefinders while the Germans favoured the stereoscopic type. The former were less able to range on an indistinct target but easier on the operator over a long period of use, the latter the reverse. Submarines were also equipped with fire control computers for the same reasons, but their problem was even more pronounced; in a typical "shot", the torpedo would take one to two minutes to reach its target. Calculating the proper "lead" given the relative motion of the two vessels was very difficult, and torpedo data computers were added to dramatically improve the speed of these calculations. In a typical World War II British ship the fire control system connected the individual gun turrets to the director tower (where the sighting instruments were located) and the analogue computer in the heart of the ship. In the director tower, operators trained their telescopes on the target; one telescope measured elevation and the other bearing. Rangefinder telescopes on a separate mounting measured the distance to the target. These measurements were converted by the Fire Control Table into the bearings and elevations for the guns to fire upon. In the turrets, the gunlayers adjusted the elevation of their guns to match an indicator for the elevation transmitted from the Fire Control table—a turret layer did the same for bearing. When the guns were on target they were centrally fired. Even with as much mechanization of the process, it still required a large human element; the Transmitting Station (the room that housed the Dreyer table) for HMS Hoods main guns housed 27 crew. Directors were largely unprotected from enemy fire. It was difficult to put much weight of armour so high up on the ship, and even if the armour did stop a shot, the impact alone would likely knock the instruments out of alignment. Sufficient armour to protect from smaller shells and fragments from hits to other parts of the ship was the limit. The performance of the analog computer was impressive. The battleship North Carolina during a 1945 test was able to maintain an accurate firing solution on a target during a series of high speed turns. It is a major advantage for a warship to be able to maneuver while engaging a target. Night naval engagements at long range became feasible when radar data could be input to the rangekeeper. The effectiveness of this combination was demonstrated in November 1942 at the Third Battle of Savo Island when the Washington engaged the Japanese battleship Japanese battleship Kirishima at a range of at night. Kirishima was set aflame, suffered a number of explosions, and was scuttled by her crew. She had been hit by at least nine rounds out of 75 fired (12% hit rate). The wreck of Kirishima was discovered in 1992 and showed that the entire bow section of the ship was missing. The Japanese during World War II did not develop radar or automated fire control to the level of the US Navy and were at a significant disadvantage.

1945 жылдан кейін

1950 жылдары қару мұнаралары көбінесе адамсыз болды, қаруды бағыттау радиолокация және басқа да дереккөздерден алынған ақпаратты пайдалана отырып, кеме басқару орталығынан қашықтан жүзеге асырылды. АҚШ Әскери-теңіз күштері үшін кемінде аналогты қашықтық өлшегіштердің соңғы жауынгерлік қолданылуы 1991 жылғы Парсы шығанағы соғысында болды, онда олар соңғы оқ-дәрілерін шайқасқа жұмсады.

Екінші дүниежүзілік соғыс бомбасының көрінісі

Өртке басқару жүйелерінің алғашқы қолданылуы бомба тасушы ұшақтарда болды, сол кездегі биіктік және жылдамдық туралы мәліметтерді қабылдап, бомба түскен жерін болжап көрсетуге арналған есептегіш бомбалау аспаптары қолданылды. АҚШ-та ең белгілі құрылғы – Норден бомбалау аспабы.

Екінші дүниежүзілік соғыстағы әуеден оқ атудың көзқарас

Жай жүйелер, сонымен қатар есептеу көздеуіштер деп аталған, соғыс аяғында әуе кемелерінде гироскопты нысана ретінде пайда болды. Бұл құрылғылар айналу жылдамдығын өлшеу үшін гироскопты пайдаланды және бұл мәнді ескере отырып, нысананы рефлекторлық көздеуіш арқылы көрсетіп, нысананың бағытын өзгертетін. Көздеуішке қолмен енгізілетін жалғыз параметр – нысананың қашықтығы болды, ол әдетте белгілі бір қашықтықтағы нысана қанатының еніне сәйкес реттеледі. Соғыстан кейінгі кезеңде тіпті осы параметрді автоматтандыру үшін шағын радарлар қосылды, бірақ ұшқыштарды толыққанды қанағаттандыру үшін олардың жеткілікті жылдамдыққа ие болуына біршама уақыт кетті. Өндірістік ұшақта алғаш рет орталықтандырылған атуды басқару жүйесі B-29 ұшағында қолданылды.

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі жүйелер

Вьетнам соғысының басында ядролық қару-жарақтарды тасымалдауға арналған ұшақтардың жүйелеріне төмен биіктіктегі бомбалау жүйесі (LABS) деп аталатын жаңа компьютерлік бомбалауды болжау жүйесі енгізіле бастады. Бұл жаңа бомба компьютері революциялық болды, себебі бомбаны босату командасын ұшқыш емес, компьютер берді; ұшқыш радар немесе басқа нысана алу жүйесі арқылы нысананы белгіледі, содан кейін қаруды босатуға "рұқсат берді", ал компьютер оны есептелген "босату нүктесінде" бірнеше секундтан кейін іске қосты. Бұл бұрынғы жүйелерден өзгеше, олар компьютерленгенімен, бомба сол сәтте босатылса, бомбаның қай жерге түсетінін көрсететін "соқтығысу нүктесін" әлі де есептеді. Басты артықшылығы – ұшақ маневр жасап жатқанда да қаруды дәл босату мүмкіндігі. Осы уақытқа дейін көптеген бомбалау көздері ұшақтың тұрақты күйін (әдетте көлденең) ұстауын қажет етті, бірақ тікұшып бомбалау көздері де жиі қолданылды. LABS жүйесі бастапқыда ұшақтың қарудың жарылыс радиусынан тыс қалуын қамтамасыз ету үшін, лақтыру бомбалау тактикасын жеңілдету мақсатында жасалған. Алайда, босату нүктесін есептеу принципі кейіннен бомбалаушы және шабуылдық ұшақтардың отты басқару компьютерлеріне енгізіліп, көлденең, тік және лақтыру бомбалауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, отты басқару компьютері қару-жарақ жүйелерімен біріктірілгендіктен, компьютер ұшырылатын қарудың ұшу сипаттамаларын ескере алады.

Әуе кемелеріне қарсы оқты басқару

Екінші дүниежүзілік соғыс басталғанда, ұшақтардың биіктік көрсеткіштері соншалықты артты, ұшаққа қарсы артиллерия да осыған ұқсас болжау проблемаларын кездестірді және олар көбінесе отты басқару компьютерлерімен жабдықталды. Бұл жүйелер мен кемелердегі жүйелердің басты айырмашылығы – олардың мөлшері мен жылдамдығы еді. Ұлыбритания Корольдік теңіз күштерінің Жоғары Бұрышты Бақылау Жүйесінің (HACS) алғашқы нұсқалары нысананың жылдамдығы, бағыты және биіктігі болжау циклы кезінде өзгермейді деген болжамға негізделген. Бұл циклде оққа қондыру уақыты мен оқтың нысанаға жеткенге дейінгі уақыты ескерілді. АҚШ-тың Mk 37 жүйесі де ұқсас болжамдар жасады, бірақ ол биіктіктің тұрақты қарқында өзгеруін болжауға мүмкіндік берді. Kerrison Predictor – «нақты уақытта» нысананы анықтау үшін жасалған жүйенің мысалы. Ол режиссерді нысанаға бағыттап, содан кейін қаруды оның көрсеткен нүктесіне бағыттау арқылы жұмыс істеді. Бұл жүйе сондай-ақ, оны қызмет ететін қарулармен бірге оңай жылжытуға мүмкіндік беру үшін кішкентай және жеңіл болуы үшін әдейілеп жасалды. 1943 жылдан бері әуе шабуылына қарсы қорғаныс артиллериясын басқару үшін радарлық M 9/SCR 584 жүйесі қолданылды. MIT Сәулелену Лабораториясының SCR 584 жүйесі автоматты түрде нысананы іздейтін алғашқы радар жүйесі болды, ал Bell Laboratory-нің M 9 жүйесі – күрделі және жасау қиын болған механикалық компьютерлерді (мысалы, Sperry M 7 немесе британдық Kerrison Predictor) алмастырған электрондық аналогтық отты басқару компьютері болды. Бұл жүйе VT жақындық қозғалтқышымен бірігіп, V-1 қанатты зымыранын бір ұшаққа 100 оқтың аз санымен атып түсірудің керемет жетістігіне қол жеткізді (алдыңғы АА жүйелерінде мыңдаған оқ қажет болды). Бұл жүйе Лондон мен Антверпенді V-1 шабуылдарынан қорғауда маңызды рөл атқарды. Құрлықтағы отты басқару бөлімінде тізілгенімен, ұшаққа қарсы отты басқару жүйелерін теңіз және әуе күштерінің жүйелерінде де кездестіруге болады.

Жағалау артиллериясының атыс бақылауы

АҚШ Әскерінің жағалау артиллерия корпусында жағалау артиллериясының атысты басқару жүйелері 19 ғасырдың соңында әзірлене бастады және Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін дамыды. Алғашқы жүйелер американдық порстарға шабуыл жасайтын нысаналарды анықтау және оларды қадағалау үшін бірнеше бақылау немесе базалық станцияларды пайдаланды (1-суретті қараңыз). Бұл станциялардан алынған мәліметтер кейін сызбалау бөлмелеріне жіберілді, онда сызбалау тақтасы сияқты аналогты механикалық құрылғылар нысаналардың орналасқан жерін бағалау және оларды тоқтатуға арналған жағалау артиллериясының батареялары үшін ату деректерін шығару үшін қолданылды. АҚШ жағалау артиллериясының бекіністері әртүрлі қару-жарақтармен жабдықталған, олар 12 дюймдік жағалау қорғаныс минометтерінен, 3 дюймдік және 6 дюймдік орташа қашықтықтағы артиллериядан бастап, 10 дюймдік және 12 дюймдік барбеттік және жоғалып кететін артиллериялық орналымдар, 14 дюймдік теміржол артиллериясы және 16 дюймдік зеңбіректерді қамтыды. Жағалау артиллериясындағы атысты басқару ауа райы, қолданылатын оқтардың жағдайы немесе Жердің айналысы сияқты факторларды ескере отырып, ату деректерін түзету тұрғысынан күрделене түсті. Сондай-ақ, снарядтардың түсуін ескере отырып, ату деректерін түзету мүмкіндігі де қарастырылды. 2-суретте көрсетілгендей, барлық деректер порттың қорғаныс жүйесіндегі уақыт аралығындағы қоңыраулар жүйесімен бақыланатын нақты кесте бойынша сызбалау бөлмелеріне қайтарылды. Екінші дүниежүзілік соғыстың соңында ғана жағалау қорғаныс радарларына қосылған электромеханикалық қару-жарақ деректері компьютерлері жағалау артиллериясын басқаруда оптикалық бақылау және қолмен сызу әдістерін алмастыра бастады. Дегенмен, соғыс аяқталғанға дейін қолмен жасалатын әдістер резервтік ретінде сақталды.

Тікелей және жанама өртке қарсы басқару жүйелері

Құрлықта орналасқан атысты басқару жүйелері тікелей және жанама атысқа қатысты қаруларды қолдануға көмектеседі. Мұндай жүйелерді шағын тапаншалардан бастап, ірі артиллериялық қаруларға дейін кездестіруге болады.

Қазіргі заманғы өртке қарсы жүйелер

Қазіргі заманғы атыс басқару компьютерлері, барлық жоғары өнімді компьютерлер сияқты, цифрлық болып табылады. Қосымша өнімділік негізінен ауа тығыздығы мен жел, стволдардың тозуы және қыздырудан туындаған деформация сияқты кез келген деректерді қосуға мүмкіндік береді. Мұндай әсерлер кез келген қару түрінде байқалады, ал атыс басқару компьютерлері кішірек платформаларда қолданыла бастады. Лазерлік қашықтық өлшегіш және ствол деформациясын өлшегіш пайдаланып автоматтандырылған қару-жарақ орнатудың алғашқы қолданылған жерлерінің бірі танктер болды. Атыс басқару компьютерлері үлкен артиллериялық қаруларды ғана емес, сонымен қатар пулеметтерді, кіші калибрлі қаруларды, басқарылатын зымырандарды, мылтықтарды, гранаталарды және ракеталарды – ату немесе ұшыру параметрлері өзгертілетін кез келген қаруды бағыттау үшін де пайдалы. Олар әдетте кемелерге, су асты кемелеріне, ұшақтарға, танктерге және тіпті кейбір жеке қаруларға орнатылады, мысалы Fabrique Nationale F2000 bullpup автоматтарына арналған граната тастағыш. Атыс басқару компьютерлері компьютерлердің дамуының барлық кезеңдерінен өтті, кейбір конструкциялары аналогтық технологияларға, ал кейінірек вакуумдық түтіктерге негізделген, олар кейін транзисторлармен алмастырылды. Атыс басқару жүйелері көбінесе сенсорлармен (сонар, радар, инфрақызыл іздеу және қадағалау, лазерлік қашықтық өлшегіштер, анемометрлер, жел көрсеткіштері, термометрлер, барометрлер және т.б.) байланысады, тиімді шешімді есептеу үшін қолмен енгізілетін ақпарат мөлшерін азайту немесе жою мақсатында. Сонар, радар, IRST және қашықтық өлшегіштер жүйеге нысананың бағытын және/немесе қашықтығын бере алады. Сонымен қатар, оператор нысананы тікелей көрсете алатын оптикалық көрініс болуы мүмкін, бұл басқа әдістерді қолдануға қарағанда ыңғайлы және нысанаға қадағалау туралы ескертуді азайтады. Әдетте, ұзақ қашықтыққа атылатын қаруларға қоршаған орта туралы ақпарат қажет – оның траекториясына жел, температура, ауа тығыздығы және т.б. әсер етеді, сондықтан дұрыс ақпарат жақсы шешім үшін маңызды. Кейде, өте ұзақ қашықтыққа ұшатын ракеталар үшін қоршаған орта туралы деректерді жоғары биіктіктен немесе ұшыру нүктесі мен нысана арасында алу қажет. Мұндай ақпаратты жинау үшін көбінесе спутниктер немесе аэростаттар қолданылады. Ату шешімі есептелгеннен кейін, көптеген қазіргі заманғы атыс басқару жүйелері қаруды нысанаға бағыттап, атуға да қабілетті. Бұл жылдамдық пен дәлдікті арттыру үшін жасалады, сондай-ақ ұшақ немесе танк сияқты көлік құралында пилот/пулеметші/т.б. бір уақытта басқа да әрекеттерді орындауына мүмкіндік беру үшін, мысалы нысананы қадағалау немесе ұшақты басқару. Егер жүйе қаруды өзі бағыттауға қабілетсіз болса да, мысалы ұшақтағы бекітілген қару, ол операторға қалай бағыттау керектігін көрсетеді. Әдетте, қару тікелей алға бағытталған, ал пилот ату алдында ұшақты дұрыс бағыттау үшін маневрлеуі керек. Көптеген ұшақтарда нысананы белгілеу белгісі "пипер" түрінде болады, ол бас дисплейіне (HUD) проекцияланады. Пипер пилотқа нысананы соққы жасау үшін ұшаққа қатысты қайда орналастыру керектігін көрсетеді. Пилот ұшақты нысана мен пипердің үстіне келтіргеннен кейін қаруды атып, немесе кейбір ұшақтарда пилоттың реакция уақытын ескере отырып, қару автоматты түрде атылады. Зымыранды ұшыру кезінде атыс басқару компьютері пилотқа нысана зымыранның қашықтығында екендігі және зымыранды ұшырғанда соғу ықтималдығы туралы ақпарат бере алады. Содан кейін пилот ықтималдық деңгейі қанағаттанарлықтай жоғары болғанша күтеді және қаруды ұшырады.

Modern fire control computers, like all high performance computers, are digital. The added performance allows basically any input to be added, from air density and wind, to wear on the barrels and distortion due to heating. These sorts of effects are noticeable for any sort of gun, and fire control computers have started appearing on smaller and smaller platforms. Tanks were one early use that automated gun laying had, using a laser rangefinder and a barrel distortion meter. Fire control computers are useful not just for aiming large cannons, but also for aiming machine guns, small cannons, guided missiles, rifles, grenades, and rockets—any kind of weapon that can have its launch or firing parameters varied. They are typically installed on ships, submarines, aircraft, tanks and even on some small arms—for example, the grenade launcher developed for use on the Fabrique Nationale F2000 bullpup assault rifle. Fire control computers have gone through all the stages of technology that computers have, with some designs based upon analogue technology and later vacuum tubes which were later replaced with transistors. Fire control systems are often interfaced with sensors (such as sonar, radar, infra red search and track, laser range finders, anemometers, wind vanes, thermometers, barometers, etc.) in order to cut down or eliminate the amount of information that must be manually entered in order to calculate an effective solution. Sonar, radar, IRST and range finders can give the system the direction to and/or distance of the target. Alternatively, an optical sight can be provided that an operator can simply point at the target, which is easier than having someone input the range using other methods and gives the target less warning that it is being tracked. Typically, weapons fired over long ranges need environmental information—the farther a munition travels, the more the wind, temperature, air density, etc. will affect its trajectory, so having accurate information is essential for a good solution. Sometimes, for very long range rockets, environmental data has to be obtained at high altitudes or in between the launching point and the target. Often, satellites or balloons are used to gather this information. Once the firing solution is calculated, many modern fire control systems are also able to aim and fire the weapon(s). Once again, this is in the interest of speed and accuracy, and in the case of a vehicle like an aircraft or tank, in order to allow the pilot/gunner/etc. to perform other actions simultaneously, such as tracking the target or flying the aircraft. Even if the system is unable to aim the weapon itself, for example the fixed cannon on an aircraft, it is able to give the operator cues on how to aim. Typically, the cannon points straight ahead and the pilot must maneuver the aircraft so that it oriented correctly before firing. In most aircraft the aiming cue takes the form of a "pipper" which is projected on the heads up display (HUD). The pipper shows the pilot where the target must be relative to the aircraft in order to hit it. Once the pilot maneuvers the aircraft so that the target and pipper are superimposed, he or she fires the weapon, or on some aircraft the weapon will fire automatically at this point, in order to overcome the delay of the pilot. In the case of a missile launch, the fire control computer may give the pilot feedback about whether the target is in range of the missile and how likely the missile is to hit if launched at any particular moment. The pilot will then wait until the probability reading is satisfactorily high before launching the weapon.