Tulejuhtimissüsteem

Tulejuhtimissüsteem on relvasüsteemile lisatud kompleks, mis aitab operaatoril sihtida ja tulistada täpsemalt ja kiiremini. Kompleks koosneb komponentidest, mis on tihedalt üksteistega seotud, mille hulgas võivad olla sonarid, radarid, infrapunaandurid, laserkaugusmõõtur, anemomeeter, termomeeter, tuulelipp ja teised.

Teise maailmasõja lennukite sihikud

Esimesed tulejuhtimissüsteemid tulid kasutusele teise maailmasõja pommitajatel, mis koostasid ühe süsteemi koos pommitaja sihikuga. Need võtsid arvesse kõrgust, lennuki kiirust, millega arvutasid automaatselt välja koha, kus pommid teele saata, ja kui palju aega on plahvatuseni jäänud. Tuntuimaks süsteemiks oli Ameerika Ühendriikides valmistatud Nordeni pommitaja sihik.

Veel üks tulejuhtimissüsteem, mida kasutati lennukitel, oli lead computing sight, mida nimetati veel güroskooprelvasihikuks. Sõltuvalt lennuki liikumisest arvutas see süsteem välja, mitu korda on güroskoop pöörelnud ja seepärast oli ristsihiku positsioon korrektsem. Ristsihik ise oli nähtav peegeldava sihiku peal. Ainult kaugus vaenlase lennuki ja oma lennuki vahel pidi olema pandud juba piloodi poolt. Pärast teist maailmasõda valmistati radarid, mis arvutasid kaugust iseseisvalt, kuigi esimeste radarite arvutuskiirus oli liiga väike.

Low Altitude Bombing System

Low Altitude Bombing System ehk LABS valmistati USA-s ja seda kasutati esimest korda Vietnami sõjas. Uus süsteem oli konstrueeritud kasutamiseks lennukitel ja sai populaarseks oma täpsuse tõttu. See süsteem võis arvutada, millisel hetkel pomm kukub maa peale või valitud objektile, kui suur on pindala, mille piires pommi lööklaine purustab objekti koos pindalaga, mille piires pomm võib kukkuda arvutuste määramatuse tõttu.

Laevade tulejuhtimissüsteemid

Esimesed tulejuhtimissüsteemid valmistati kõigepealt sõjalaevade jaoks.

Enne 19. sajandit ei võinud laevadevaheline kaugus ületada 50 meetrit, see oli maksimaalne kaugus efektiivseks tulistamiseks. Kuid 19. sajandi teisel poolel andsid tehnilised uuendused võimaluse suurendada relvade maksimaalset tulistamiskaugust. Kauguse suurendamine tõi kaasa probleemi sihtimisega, mis oli raskendatud ka sellega, et laev, mille kiirus uue aurumootori tõttu oli palju suurem, pidi samal ajal ka liikuma. See probleem lahendati güroskoobiga, millega oli võimalik sihtida liikuvalt laevalt. See omakorda tõi esile võimaluse suurendada relvade kaliibrit ja tulistamise kaugust veelgi enam. Raskeimaks protsessiks sai vaenlase laeva leidmine.

Tulistamise parandamine oli kompleksne ja raske ülesanne. Kõigepealt sihiti relva, kasutades metoodikat, mida oli sajandite jooksul kasutatud suurtükiga tulistamisel. Arvesse võeti Koriolisi jõudu, laevade kiirust, tuule kiirust ja suunda, kui palju poüssirohtu oli, õhu tihedust ja temperatuuri. Pärast esimest lasku vaatles suurtükispetsialist mürsu trajektoori ja kohta, kuhu mürsk langeb. Sõltuvalt sellest, kuhu mürsk kukkus, andis suurtükispetsialist korrigeeritud andmed suurtükimeeskonnale, ja see protsess jätkus seni, kuni vaenlase laev oli purustatud.

Enne 1905. aastat valmistati optilised kaugusmõõdikud, millega sihtimine sai kergemaks. Hiljem võeti kasutusele mehaanilised arvutid. Pärast 1905. aastat valmistati ja võeti kasutusele ka spetsiaalsed matemaatilised tabelid, millega võis ennustada kaugust efektiivseks tulistamiseks sõltuvalt tuulest, kiirusest ja teistest tingimustest. Esimesed seadmed efektiivse tulistamise arvutamiseks olid Dreyeri laud, Dumaresqi laud ja Argo Clock ehk Argo kell. Kuna laevad olid juba suuremad, võis ühes laevas olla mitu meeskonda, mis kasutasid lauda ja mehaanilisi arvuteid ja saatsid oma andmeid tsentraalsele sihtimisjaamale.

Arthur Pollen ja Frederic Charles valmistasid esimese niisuguse süsteemi iseseisvalt. Pollen alustas oma tööd pärast lahingu harjutamist Maltal, kus ta leidis, et suurtükituli ei olnud päris täpne. Pollen proovis valmistada kombineeritud mehaanilise arvuti ja plotteri ehk automaatjoonesti tulistamise täpsuse suurendamiseks. Hiljem lisas ta güroskoobi, kuigi esimesed güroskoobid ei olnud piisavalt täpsed selle ülesande täitmiseks. Vaatamata sellele, et esimesed katsed ei andnud positiivseid tulemusi, jätkas Pollen tööd.

Samal ajal meeskond, mida juhtis Dreyer, valmistas oma süsteemi, mis sai populaarsemaks Suurbritannia laevastikus, mida hiljem nimetati MARK IV*. Seda süsteemi kasutati suurel hulgal esimese maailmasõja laevadel ja see süsteem sai populaarseks tänu võimalusele eri suurtükimeeskondadel sihtida koos ja kombineerida oma lasku. Seda süsteemi kasutati laevadel, mis olid ehitatud enne 1927. aastat, kuni see vahetati välja süsteemiga Admiralty Fire Control Table.

Kauguse leidmise süsteeme uuendati mitu korda ja teiseks maailmasõjaks said need tähtsaimaks osaks kogu tulejuhtimissüsteemis. Sel ajal sai veel üheks tähtsaks uuenduseks radari integreerimine süsteemi, mis andis võimaluse tulistada efektiivselt ka öösel ja rasketes ilmastikutingimustes.

Teiseks maailmasõjaks muudeti ka informatsiooni jagamist. Enne oli kasutusel üks peamine jaam, mis oli kõrge metalliline struktuur, kust iga suurtükimeeskond sai informatsiooni sihtimise kohta. Nüüd aga, mõnede laevade hiiglasliku suuruse tõttu, oli igal suurel suurtükitornil ja/või lähedastel suurtükimeeskondadel olemas oma iseseisev vaatlustorn, millega sai kogu laeva relvade tulistamistäpsus palju paremaks. Kuid suured peamised vaatlustornid ei kadunud kuskile, kuna seal oli parim vaatluskoht ja relvade tulistamisest mõju oli minimaalne. Peamistel vaatlustornidel oli üks suur puudus – nende kaitse ei olnud piisav, et hoida suurtükimürsu tabamust.

Allveelaevadel olid ka oma tulejuhtimisarvutid, mis olid pealveelaevade süsteemidest natuke erinevad, kuna tulistamine toimus torpeedosid kasutades, mille liikumine oli mürsku omast palju aeglasem. Tulistamine oli raskendatud ka sellega, et vaenlase allveelaeva positsioon ja suund ei olnud nähtav nagu tavalistel laevadel, vaid pidi olema leitud radaritega.

Tüüpilisel Suurbritannia laeval oli iga suurtükitorn seotud sihtimistorniga ja analoogarvutiga tänu tulejuhtimissüsteemile. Sihtimistornis leiti kaugus vaenlase laevani ja, kasutades spetsiaalseid tabeleid ja seadmeid, arvutati täpsemini nurgad tulistamiseks ja saadeti suurtükimeeskonnale, kus nende andmete põhjal pandi suurtükk õigele positsioonile. Vaatamata sellele, et suurem osa süsteemidest oli automatiseeritud, mängis inimlik tegur suurt rolli.

Pärast teist maailmasõda uuendati suurtükitornid arvutijuhitavaks ja automatiseeriti suurtükimürsu laadimine ja muud tulistamiseks valmistumise protsessid.

Viimane sõda, kus kasutati analoogarvuteid tulejuhtimissüsteemis (vähemalt USA laevastikus), oli Lahesõda.

Tänapäeva tulejuhtimissüsteemid

Kõik tänapäeva arvutid on digitaalsed ja nende arvutuskiirus on väga suur. Tänu sellele võivad väga paljud mürsule mõjuvad faktorid olla sisestatud arvutisse, et leida optimaalseim nurk tulistamiseks. Need faktorid on tuule kiirus ja suund, õhu tihedus, relva ülekuumenemisest põhjustatud määramatused sihtimisel ja mõned teised. Selleks pannakse igale platvormile niipalju sensoreid, kui on võimalik, mille hulgas võivad olla sonar, radar, infrapunases spektris töötavad sensorid, laserkaugusmõõdikud, anemomeetrid, termomeetrid ja baromeetrid.

Tankid olid esimesed platvormid, mis kasutasid laserkaugusmõõdikuid ja relva sirguse mõõtvaid sensoreid. Tänu sellele, et arvutite mõõtmed said väiksemaks ja nende arvutusvõimalused kiiremaks, tekkis võimalus panna tulejuhtimissüsteem ka kuulipildujale, rakettidele, lennukitele. Arvutuskiirus annab võimaluse kombineerida eri sensoritest saadud informatsiooni ja siis kas automaatselt panna suurtüki õigele positsioonile või anda vihjeid operaatorile efektiivseks tulistamiseks. Sama printsiip kehtib ka rakettide puhul, ainult et raketid lendavad aeglasemalt kui suurtükimürsud ja võivad ka manööverdada, mille tõttu on vaja võtta informatsiooni reaalajas.

Hävituslennukil olevat suurtükirelva ei saa automaatselt sihtida vaid siis, kui tulejuhtimissüsteem annab vihje, tänu millele piloot teab, kuidas tuleb teha järgmist manöövrit, et purustada vaenlase lennuk. Tänapäeva lennukitel saab piloot seda informatsiooni HUD-lt ehk Head-Up Display '​lt, mis on läbipaistev ekraan, kus kuvatakse andmeid vaenlase lennuki, teiste objektide ja enda lennuki asukoha kohta.