Il compito principale del carro armato è garantire un tiro efficace da un cannone da un luogo e in movimento in qualsiasi condizione meteorologica contro un bersaglio in movimento e fermo. Per risolvere questo problema, il carro armato dispone di dispositivi e sistemi che forniscono la ricerca e il rilevamento di un bersaglio, puntando una pistola su un bersaglio e tenendo conto di tutti i parametri che influiscono sulla precisione del tiro.
Sui carri armati sovietici e stranieri fino agli anni '70, l'FCS non esisteva, c'era una serie di dispositivi e mirini ottici e optoelettronici con un campo visivo non stabilizzato e telemetri ottici che non fornivano la necessaria precisione nella misurazione della distanza dal bersaglio. Gradualmente, sui carri armati furono introdotti dispositivi con stabilizzazione del campo visivo e stabilizzatori dell'arma, che consentivano all'artigliere di mantenere il segno di mira e la pistola sul bersaglio mentre il carro si muoveva. Prima di sparare, l'artigliere doveva determinare una serie di parametri che influenzavano la precisione del tiro e tenerne conto durante il tiro.
In tali condizioni, la precisione del tiro non potrebbe essere elevata. Erano necessari dispositivi per garantire la registrazione automatica dei parametri di tiro, indipendentemente dall'abilità dell'artigliere.
La complessità del compito è stata spiegata dalla serie troppo ampia di parametri che influenzano il tiro e dall'incapacità di tenerne conto con precisione da parte dell'artigliere. I seguenti gruppi di parametri influiscono sulla precisione di tiro di un cannone da carro armato:
- balistica del sistema cannone-proiettile, tenendo conto delle condizioni meteorologiche di sparo;
- precisione di mira;
- la precisione dell'allineamento della linea di mira e dell'asse del cannone;
- la cinematica del movimento del serbatoio e del bersaglio.
Balistica per ogni tipo di proiettile dipende dalle seguenti caratteristiche:
- portata al bersaglio;
- la velocità iniziale del proiettile, determinata da:
a) la temperatura della polvere (carica) al momento dello sparo;
b) usura dell'alesaggio della canna dell'arma;
d) la qualità della polvere da sparo e il rispetto dei requisiti tecnici del bossolo;
- la velocità del vento laterale sulla traiettoria del proiettile;
- la velocità del vento longitudinale sulla traiettoria del proiettile;
- pressione dell'aria;
- temperatura dell'aria;
- accuratezza di conformità della geometria del proiettile alla documentazione tecnica e tecnologica.
Precisione di mira dipende dalle seguenti caratteristiche:
- precisione di stabilizzazione della linea di mira in verticale e in orizzontale;
- accuratezza della trasmissione dell'immagine del campo visivo mediante unità ottiche, elettroniche e meccaniche del mirino dalla finestra di ingresso all'oculare del mirino;
- caratteristiche ottiche del mirino.
Precisione dell'allineamento della linea di mira e l'asse del foro della canna del fucile dipende da:
- precisione di stabilizzazione del cannone in direzione verticale e orizzontale;
- precisione di trasmissione della posizione della linea di mira in verticale rispetto al cannone;
- spostamento della linea di mira del mirino lungo l'orizzonte rispetto all'asse del cannone;
- flessione della canna del fucile;
- la velocità angolare del movimento verticale dell'arma al momento dello sparo.
Cinematica del movimento del carro armato e del bersaglio caratterizzato da:
- velocità radiale e angolare del serbatoio;
- velocità radiale e angolare del bersaglio;
- il rollio dell'asse dei perni della pistola.
Le caratteristiche balistiche di un cannone da carri armati sono impostate dalla tabella di tiro, che contiene informazioni sugli angoli di mira, il tempo di volo verso il bersaglio e le correzioni per la correzione dei dati balistici a seconda della distanza del bersaglio e delle condizioni di tiro.
Di tutte le caratteristiche, l'accuratezza nel determinare la distanza dal bersaglio ha la maggiore influenza, quindi, per l'OMS era di fondamentale importanza utilizzare un telemetro accurato, che è apparso solo con l'introduzione dei telemetri laser, che garantiscono la necessaria precisione indipendentemente della distanza dal bersaglio.
Dall'insieme di caratteristiche che influenzano la precisione del tiro da un carro armato, si può vedere che l'intera attività può essere risolta solo da un computer speciale. Delle due dozzine di caratteristiche, la precisione richiesta di alcune di esse può essere fornita dai mezzi tecnici del mirino e dello stabilizzatore dell'arma (precisione di mira, precisione di stabilizzazione del cannone, precisione di trasferimento della linea di mira rispetto alla pistola), e il resto può essere determinato con metodi diretti o indiretti dai sensori di informazione in ingresso e preso in considerazione con la generazione e l'introduzione automatica delle correzioni corrispondenti da parte del computer balistico durante lo sparo.
Il principio di funzionamento del computer balistico dei carri armati si basa sulla formazione nella memoria del computer di curve balistiche per ciascun tipo di proiettile mediante il metodo dell'approssimazione lineare a tratti delle tabelle di tiro in funzione della distanza, delle condizioni balistiche meteorologiche e cinematiche di movimento del carro armato e del bersaglio durante lo sparo.
Sulla base di questi dati, vengono calcolati l'angolo di mira verticale della pistola e il tempo di volo del proiettile sul bersaglio, secondo il quale, tenendo conto della velocità angolare e radiale del serbatoio e del bersaglio, l'angolo di anticipo laterale lungo l'orizzonte è determinato. Gli angoli di puntamento e di anticipo laterale attraverso il sensore di angolo della posizione della linea di mira rispetto alla pistola vengono introdotti negli azionamenti dello stabilizzatore dell'arma e la pistola è disallineata con la linea di mira a questi angoli. Per questo è necessaria una vista con stabilizzazione indipendente del campo visivo lungo la verticale e l'orizzonte.
Un tale sistema per preparare e sparare un colpo offre la massima precisione di tiro e un semplice lavoro di artiglieria elementare. Deve solo mettere il segno di mira sul bersaglio, misurare la distanza dal bersaglio premendo il pulsante e mantenere il segno di mira sul bersaglio prima di sparare un colpo.
L'introduzione di un telemetro laser e di un computer balistico per carri armati su un carro armato ha portato a cambiamenti rivoluzionari nella creazione di un sistema di controllo del fuoco di carri armati, che combinava un mirino, un telemetro laser, uno stabilizzatore per armi, un computer balistico per carri armati e sensori di informazioni di input in un unico complesso automatizzato. Il sistema fornisce la raccolta automatica di informazioni sulle condizioni di sparo, il calcolo degli angoli di mira e dell'anticipo laterale e la loro introduzione nelle trasmissioni del cannone e della torretta.
I primi calcolatori balistici meccanici (macchine sommatrici) apparvero sui carri armati americani e sugli M48 e M60. Erano imperfetti e inaffidabili, quasi impossibili da usare. L'artigliere doveva comporre manualmente la gittata sul calcolatore e le correzioni calcolate venivano inserite nel mirino tramite un azionamento meccanico.
Sull'M60A1 (1965), il computer meccanico è stato sostituito da un computer elettronico analogico-digitale e sulla modifica M60A2 (1971) è stato installato il computer digitale M21, che elabora automaticamente le informazioni sulla distanza dal telemetro laser e sensori di informazioni di ingresso (velocità e direzione di movimento del serbatoio e del bersaglio, velocità e direzione del vento, rollio dell'asse dell'asse del cannone). I dati su temperatura e pressione dell'aria, temperatura di carica, usura della canna della pistola sono stati inseriti manualmente.
Il mirino era con stabilizzazione verticale e orizzontale del campo visivo dipendente dallo stabilizzatore dell'arma, ed era impossibile inserire automaticamente gli angoli di mira e di anticipo nelle trasmissioni della pistola e della torretta.
Un computer balistico digitale FLER-H è stato installato sul serbatoio Leopard A4 (1974), che elabora le informazioni dal telemetro laser e immette i sensori di informazioni allo stesso modo del serbatoio M60A2. Sui carri armati Leopard 2 (1974) e M1 (1974) sono stati utilizzati computer balistici digitali, operanti sullo stesso principio e con gli stessi insiemi di sensori di informazioni in ingresso.
Il primo TBV analogico-digitale sovietico è stato introdotto nell'LMS sui primi lotti del carro armato T-64B (1973) ed è stato successivamente sostituito da un TBV digitale 1V517 (1976). Il computer balistico elaborò automaticamente le informazioni da un telemetro laser e immetteva i dati dei sensori: un sensore di velocità del carro armato, un sensore di posizione della torretta in relazione allo scafo del carro armato, un segnale dal pannello di guida dell'artigliere (che è stato utilizzato per calcolare la velocità e la direzione del movimento del serbatoio e del bersaglio), un sensore di velocità del vento al traverso, sensore di rollio dell'asse dei perni della pistola. I dati su temperatura e pressione dell'aria, temperatura di carica, usura della canna della pistola sono stati inseriti manualmente.
Il mirino dell'artigliere aveva una stabilizzazione indipendente del campo visivo e il puntamento TBV calcolato e gli angoli di anticipo laterali venivano inseriti automaticamente nelle trasmissioni del cannone e della torretta, mantenendo immobile il punto di mira dell'artigliere.
I computer balistici dei carri armati sovietici furono sviluppati presso il Branch Laboratory dell'Istituto di tecnologia elettronica di Mosca (MIET) e introdotti nella produzione di massa, poiché a quel tempo l'industria non aveva esperienza nello sviluppo di tali dispositivi. Il computer balistico 1В517 fu il primo computer balistico digitale sovietico per un carro armato, successivamente il MIET sviluppò e adottò una serie di computer balistici per tutti i carri armati e l'artiglieria sovietici. Il MIET ha anche avviato i primi studi sulla creazione di un sistema integrato di informazione e controllo del serbatoio.
Nella prima generazione di MSA, una parte significativa delle caratteristiche che influiscono sulla precisione del tiro è stata inserita manualmente nel TBV. Con il miglioramento dell'LMS, questo problema è stato risolto, quasi tutte le caratteristiche sono ora determinate e inserite automaticamente nel TBV.
La velocità iniziale del proiettile, che dipende dall'usura del foro della canna della pistola, dalla temperatura e dalla qualità della polvere da sparo, iniziò a essere registrata da un dispositivo per determinare la velocità del proiettile quando vola fuori dalla pistola, installato sulla canna della pistola. Con l'aiuto di questo dispositivo, TBV genera automaticamente una correzione per la variazione della velocità del proiettile dalla tabella per il secondo e i successivi colpi di questo tipo di proiettile.
La curvatura della canna del fucile, che cambia a seconda del riscaldamento della canna durante il fuoco a tempo e anche dalla luce solare, ha iniziato a essere presa in considerazione dal misuratore di flessione, che è anche installato sulla canna del fucile. L'allineamento della linea di mira del mirino lungo l'orizzonte e l'asse del foro della canna della pistola ha iniziato a essere eseguito non a un intervallo medio costante, ma in base all'intervallo TBV calcolato nella posizione del bersaglio.
La temperatura e la pressione dell'aria, il vento trasversale e la velocità del vento longitudinale vengono presi automaticamente in considerazione e inseriti nel TBV utilizzando un complesso sensore di stato dell'atmosfera installato sulla torretta del serbatoio.
