Системы управления огнем.
СУАО главного калибра.
Носовой пост управления огнём ГК размещался на верхней площадке треногой фок-мачты и оснащался следующим оборудованием:
1. Директор Мк 22, изготовленный фирмой "General Electric", с электромеханическим вычислителем Mk.5 компании "Ford" (основанная
Ганнибалом Фордом в 1914 году, она не имела никакого отношения к автогиганту).
Электромеханический вычислитель был конструктивно интегрирован с директором, а не размещался в центральном артиллерийском посту. На крейсерах типа "Пенсакола" последний отсутствовал, поскольку считалось, что для существующих технологий установка вычислителя в отдельном помещении замедлит передачу информации и не позволит вести огонь по быстро-движущимся целям, и такое размещение приемлемо только для СУО ГК линейных кораблей.
Оптическая часть директора состояла из двух визиров: для артиллерийского офицера, выполнявшего также функции вертикального наводчика, и для горизонтального наводчика. Поскольку визир последнего был гиростабилизирован, его горизонтальная линия прицеливания, как правило, проходила через цель, а наводка осуществлялась разворотом директора по горизонту до тех пор, пока вертикальная линия прицела не совмещалась с кораблём противника. При выходе из строя или в результате неправильной работы гироскопа визир горизонтального наводчика мог фиксироваться на заданном уровне.
При потере визуального контакта с целью горизонтальный наводчик мог продолжать слежение по данным с электромеханического вычислителя, который выдавал угол наведения относительно нулевой точки, прибавляя к углу поворота директора горизонтальным наводчиком вычисленное упреждение.
Компенсация качки в плоскости, перпендикулярной к направлению стрельбы, обеспечивалась постоянным выставлением линии горизонта отдельным номером расчёта директора. При невозможности наблюдать линию горизонта она выставлялась по данным гиростабилизироеанной части самого директора. Компенсация на линию горизонта автоматически передавалась на визиры директора, так что её вертикальная и горизонтальная составляющие учитывались артиллерийским офицером и горизонтальным наводчиком.
В военное время ведение огня ночью по неосвещённым целям с помощью установленных на эти крейсера радара Mk.3 и директора Mk.22 признали малоэффективным из-за недостатков механизмов стабилизации. Поскольку встроенный в Mk.22 гироскоп не был самовыравниваемым, то задаваемый им искусственный горизонт нуждался в периодической подстройке и мог использоваться, только если время от времени наблюдалась фактическая линия горизонта. Впоследствии проблема была решена установкой отдельной гировертикали, однако она появилась уже после ночных боёв у Гуадалканала.
Визир вертикального наводчика не имел стабилизации и мог наводиться в вертикальной плоскости, так что горизонтальная линия прицеливания соответствовала выбранному углу крена. При этом скорректированный угол возвышения орудий автоматически передавался в башни. После того как цель бралась на сопровождение обоими наводчиками носового директора, с помощью сельсинов направление на цель и угол наводки в вертикальной плоскости передавались на второй директор и дальномеры для их наведения.
Электромеханический вычислитель по курсу и скорости своего корабля, дистанции и направлению на цель, а также по рассчитанным ПДЦ вычислял углы ГН и ВН орудий для нулевой точки, за которую было выбрано положение кормового директора. При этом углы наводки вычислялись для стрельбы в упреждённую точку, исходя из одной из трёх поддерживаемых СУО начальных скоростей снаряда - 701, 823 и 914 м/с, вводимых вручную. Баллистика была задана для бронебойного снаряда весом 117,9 кг. В силу другой длины и центра тяжести полубронебойного (а позже и фугасного) снаряда их баллистика несколько отличалась, но эта ошибка "выбиралась" только внесением корректуры по наблюдению знаков падений.
Ведение огня было возможно при помощи ключа с поста артиллерийского офицера, который подавал звуковой сигнал о намерении произвести залп. Затем, в зависимости от выбранного режима, цепь стрельбы замыкалась автоматически, в соответствии с установкой гироскопического механизма ведения огня на залп при выбранном угле крена, или вручную, когда во время качки горизонтальная линия визира вертикального наводчика совмещалась с целью. Директор также не имел механизма учёта скорости ветра.
2. Передающий прибор направления цели и сигналов Мк.15 сообщал дальность, угол наведения относительно нулевой точки и команды об открытии и прекращении огня в каждую из башен. Эти данные вводились вручную в соответствии с выходными показаниями аналогового вычислителя.
3. Механизм целеуказания Мк.3 предназначался для горизонтального наведения директора, в соответствии (по установкам на переключающей панели) с углом наведения другого директора управления огнем главного калибра или одного из зенитных дальномеров.
4. Указатель направления на цель Мк.1 включал два циферблата - собственный курс и направление на цель.
5. Два указателя угла поворота башен Мк.1.
Наблюдательные приборы корректировщиков на платформе на уровень ниже директора оснащались механизмом целеуказания, показывающим, насколько их направление согласовано с направлением директора.
Кормовой пост управления огнём главного калибра размещался на надстройке за кормовой трубой на один уровень выше палубы надстройки и был оборудован аналогично носовому посту за исключением того, что директор и электромеханический вычислитель не имели механизмов компенсации смещения относительно нулевой точки. Они обозначались Мк.22 Моd 1 и Мк.5 Моd 1 соответственно. Кормовой директор и электромеханический вычислитель имели также небольшие отличия в градуировке шкалы и механизме преобразования дальности вследствие другой высоты размещения кормового директора над проектной ВЛ. Кормовой наблюдательный пост корректировщиков размещался на площадке на грот-мачте.
Углы горизонтального наведения рассчитывались с учётом расположения башен и приборов управления огнём на корабле, причём за нулевую точку бралась вертикальная ось кормового директора. Этот директор размещался в непосредственной близости от 127-мм орудий и их систем управления огнём. Компенсация смещения при стрельбе по быстро перемещающейся воздушной цели была в то время трудноосуществимой, так что подобное размещение считалось предпочтительным и позволяло иметь сопоставимые данные для направления на цель в системах управления огнём 203-мм и 127-мм орудий. Компенсация смещения состояла в подстройке шкалы горизонтального наведения таким образом, чтобы при значении на шкале, соответствующем углу на цель с нулевой точки, реальный угол поворота компенсировал смещение относительно нулевой точки. Для этого в индикаторы вертикального наведения орудий башен и механизм учёта параллакса носового директора вводилась дальность до цели, от которой зависела величина поправки углов наведения. Разница в дальности от разных точек корабля до цели при этом не учитывалась, поскольку эта разница мало влияла на результат. Автоматическая компенсация смещения давала удовлетворительные результаты при дистанции до цели больше 914 м. Учёт смещения относительно нулевой точки считался несущественным для функционирования дальномера и прожекторов, и они не снабжались механизмами автоматической компенсации. На практике одним из недостатков размещения кормового поста оказалась как раз его близость к 127-мм орудиям, в результате чего в ночное время пост был ослеплён и не мог использоваться, когда 127-мм орудия вели стрельбу осветительными снарядами.
Первые годы эксплуатации крейсеров выявили значительную вибрацию кормового директора при скоростях хода свыше 23 узлов. Главный 3,7-м дальномер Мк.35 совмещающего типа размещался на крыше ходовой рубки и оснащался механизмом целеуказания Мк.4. Дальномер был аналогичен устанавливавшимся на лёгких крейсерах типа "Омаха" и применялся для управления огнём главного калибра и торпедных аппаратов, а также в навигационных целях.
- вид на кормовые башни ГК и директор управления их огнем, а также носовой пост управления и корректировки огня орудий ГК на фок-мачте крейсера "Пенсакола".
Каждая из башен главного калибра имела следующее оборудование:
1. Индикатор горизонтального наведения орудий Мк.12 Моd. 2 на посту горизонтального наводчика показывал текущий угол горизонтального наведения с учётом компенсации смещения и его отличие от заданного директором.
2. Индикатор горизонтального наведения башен Мк/1 на посту командира башни показывал ту же информацию не только со своей, но и с соседней башни.
3. Индикатор вертикального наведения орудий Мк.11 на посту вертикального наводчика показывал существующий угол вертикального наведения с учётом компенсации износа стволов и угла наклона вращающейся части башни и его отличие от заданного директором.
Механизмы вертикального наведения имели два компенсатора - на угол наклона башни относительно плоскости корабля и на износ стволов орудий. Первый из них мог компенсировать возможный небольшой наклон вращающейся части установки относительно роликового погона. Он был рассчитан на углы наклона до 1° в любую сторону. Механизм компенсации износа ствола имел две входных установки - дальность и число произведённых выстрелов. Поскольку показатель дальности использовался также для компенсации смещения, то она вводилась в индикатор вертикального наведения с помощью механической связи и передавалась в индикатор горизонтального наведения
4. Два принимающих прибора направления цели и сигналов Мк.15 на постах командира башни и установщика прицела.
5. Прицел Мк.27 (Мк.27 Mod 1 для трёхорудийных башен) для местного управления огнём.
6. 8,1-м дальномер совмещающего типа Мк.33. Позже дальнoмеры в возвышенных башнях были заменены на стереоскопические Мк.37
Во время войны башни оснащались вспомогательными вычислителями Мк.6 Mod 8 фирмы "Ford", которые могли использоваться для автономного управления огнём.
- крейсер "Солт-Лейк Сити" в 1935 году, на фото видны посты управления и корректировки огня ГК на площадках фок- и грот-мачты крейсера