Erkennungs-, Beobachtungs- und Feuerleitsysteme

Erkennungs-, Beobachtungs- und Brandschutzsysteme. Um ein entferntes sich bewegendes Ziel zu treffen, müssen Reichweite und Peilung beobachtet, Geschwindigkeit und Richtung geschätzt, in die Zukunft extrapoliert werden, um die Führung zu berechnen, und dann die Ballistik berechnet werden (dh wie eine Waffe mit dem richtigen Winkel und der richtigen Höhe eingestellt wird, um ein Ziel zu treffen in einem bestimmten Bereich und Lager). Vor dem XNUMX. Jahrhundert führten Kanoniere diese Aufgaben manuell oder mit Hilfe kleiner Instrumente aus, beobachteten sie mit optischen Teleskopen und Entfernungsmessern, suchten in Schusstischen nach Ballistik und stellten Waffen von Hand ein. Ab dem Ersten Weltkrieg wurden diese Operationen jedoch schrittweise automatisiert und zu speziellen Brandschutzsystemen zusammengefasst. Das Gerät integrierte Zielerfassung und -verfolgung, Ballistikberechnung und Waffenbefehl in einen verbundenen Maschinensatz. Während eines Großteils des XNUMX. Jahrhunderts gehörte die Brandbekämpfung zu den geheimsten und heikelsten Technologien im amerikanischen Arsenal.

Die automatisierte Feuerkontrolle begann in der Marine mit der Einführung des „Director Firing“, bei dem alle Kanonen auf einem Schiff von einem zentralen Ort aus gesteuert wurden. Vor dem Ersten Weltkrieg entwarf Arthur Hungerford Pollen ein frühes automatisiertes Plotsystem für britische Schiffe. In Amerika verband die Sperry Gyroscope Company Instrumente, die beobachtete Daten über ein Ziel sammelten, mit einem zentralen Plotraum. Ein automatischer Plotter zeichnete die Wege sowohl des Feuerschiffs als auch des Zielschiffs auf Papier, von denen aus ein Schützenoffizier die Reichweite und die Peilung ablesen konnte, damit die Kanonen feuern konnten. Diese Daten übertrug er dann elektrisch an die Kanoniere in den Türmen. 1915 verließ Sperrys Chefdesigner Hannibal Ford die Ford Instrument Company und stellte den Ford Rangekeeper vor, der sowohl britische Technologie als auch neue Mechanismen des Ford-Designs enthielt. Der Rangekeeper, ein mechanischer analoger Computer, schätzte den Kurs und die Geschwindigkeit eines Zielschiffs anhand wiederholter Beobachtungen von Reichweite und Peilung und aktualisierte die Schätzung kontinuierlich entsprechend den neuen Beobachtungen. Die US Navy adoptierte den Ford Rangekeeper begeistert, zuerst für Schlachtschiffe und dann für Zerstörer und Kreuzer. Vor dem Zweiten Weltkrieg bauten die geheime und neuartige militärisch-industrielle Allianz des Bureau of Ordnance und der Ford Instrument Company, der Arma Engineering Company und General Electric fast alle Feuerleitsysteme für die Marine. Ford Rangekeepers richtete in zahlreichen Aktualisierungen und Modifikationen Waffen auf amerikanische Kriegsschiffe bis in die 1990er Jahre. Arma entwarf auch den berühmten Torpedo Data Computer (TDC) für U-Boote und Überwasserschiffe. Sperry und ein weiteres Spin-off, Carl Norden Inc., begannen mit dem Bau von Bombenanschlägen, einer Technologie, die Rangekeepers ähnelte und im Zweiten Weltkrieg eine entscheidende Rolle spielte.

Marine-Feuerleitsysteme erreichten zwischen den Weltkriegen eine gewisse technische Reife, aber das kritische Problem der Feuerkontrolle verlagerte sich vom Auftreffen auf Oberflächenziele auf eine neue Herausforderung: Flugzeuge. Dieses Problem, einschließlich aller Schwierigkeiten bei Oberflächenbränden, jedoch mit höherer Geschwindigkeit und in drei Dimensionen, brachte die Brandschutztechnologie an ihre Grenzen. Sowohl die Armee als auch die Marine entwickelten Flugabwehrdirektoren, die Flugzeuge (zuerst mit Teleskopen und dann mit Radar) verfolgten, die „Führung“ berechneten und die Waffen auf die richtigen Zielpositionen richteten. Während des Zweiten Weltkriegs näherten sich leichte, kostengünstige „Lead-Computing-Visiere“, die direkt an manuell gesteuerten Kanonen angebracht waren, der Lösung für Nahangriffe an. Ein umfangreiches Forschungsprogramm unter dem National Defense Research Committee erweiterte den Umfang und die Raffinesse der Brandschutztechnologie und umfasste Theorie, Elektronik, Bombenvisiere, Sicherungen, Radar, Brandschutz für Luftgewehre und Automatisierung. Dies führte nicht nur zu neuen Brandschutztechnologien, sondern auch zu grundlegenden Fortschritten bei Computern, darunter Arbeiten von Norbert Wiener (Begründer der Kybernetik), Claude Shannon (Begründer der Informationstheorie) und George Stibitz (Erbauer der ersten digitalen Computer). Automatisierte, radargesteuerte Feuerleitsysteme erzielten während des Krieges kritische Erfolge, insbesondere gegen die deutschen V-1-Buzz-Bomben in Großbritannien und gegen japanische Luftangriffe im westlichen Pazifik. Dennoch haben die Forscher das allgemeine Problem, schnell manövrierende Ziele mit ballistischen Granaten zu treffen, nie angemessen gelöst (obwohl das derzeitige Phalanx-System dies auf kurze Distanz tut). Die Ingenieure bewegten das Steuerungssystem in das Projektil selbst, damit es das Ziel weiterhin beobachten und die Granate während des Flugs steuern konnte. Die Näherungssicherung, die während des Zweiten Weltkriegs für Flugabwehrmunition entwickelt wurde, führte diese Steuerung in einer einzigen Dimension durch, indem sie ein Ziel mit einem Miniaturfunksender detektierte und die Granate zum optimalen Zeitpunkt zur Detonation brachte. Durch die Ausweitung der Kontrolle auf weitere Dimensionen und das Hinzufügen von Raketenmotoren für den Antrieb wurden Lenkflugkörper hergestellt.

Heute verfügen zahlreiche militärische Systeme, darunter Panzer, Flugzeuge und U-Boote, über eigene spezialisierte Feuerleitsysteme. Lenkflugkörper sind auf Feuerkontrolle angewiesen, um Ziele zu finden, zu verfolgen und auszuwählen. Große computergestützte Befehls- und Kontrollsysteme wie Sage und BMEW für die Luftverteidigung sowie NTDS und Aegis für die Seekriegsführung erbten ebenfalls das Erbe der Feuerkontrolle und leisteten wichtige Beiträge zur Informatik. Das Problem, das Feuer auf sich schnell bewegende Ziele zu richten, treibt die Militärtechnologie auch in der öffentlichen Wahrnehmung noch immer an. Das Starke bzw. unter Vincennes Vorfälle am Persischen Golf in den 1980er Jahren, die fragwürdige Leistung des Patriot-Raketensystems im Persischen Golfkrieg (1991) und die anhaltende Kontroverse um die Abwehr ballistischer Raketen wie die Strategic Defense Initiative zeigen, dass die Brandbekämpfung nach wie vor eine kritische und schwierige Komponente darstellt der amerikanischen technologischen Kriegsführung.
[Siehe auch Berater; Wärmesuchende Technologie; Laser; Raketen; Radar; Sonar.]

Literaturverzeichnis

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David A. Mindell