מערכת בקרת אש ימית

ממוזער|מכוון בקרת אש מדגם סימן 37 משנת 1944 לערך, עם מכ"ם סימן 12 (אנטנה מלבנית) ומכ"ם סימן 22 (אנטנת "קליפת תפוז")
**מערכת בקרת אש ימית** (באנגלית: **Ship gun fire-control systems**; בראשי תיבות: **GFCS**; בתרגום מילולי: מערכת בקרת אש לתותחי ספינות) החלה כמערכת בקרת אש אנלוגית ושימשה על סיפון ספינות מלחמה ימיות, כדי לשלוט בהכוונת תותחים נגד ספינות שטח, מטוסים ומטרות חוף, באמצעות מערכת אופטית או מכ"ם.

מערכות בקרת אש לתותחי ספינות התפתחו משמעותית החל מתחילת המאה ה-20 דרך מלחמת העולם הראשונה והשנייה. בתחילה בוצעה ההכוונה באמצעים אופטיים (מכוון) ובמלחמת העולם השנייה נכנס לשימוש מכ"ם בקרת אש שאפשר שיפור ביצועים משמעותי.

החל משנות ה-60 של המאה ה-20, תותחי ספינות מלחמה הופעלו במידה רבה על ידי מערכות שנשלטו על ידי מחשבים אלקטרוניים, אשר שולבו עם מערכות בקרת אש הטילים של הספינה וחיישני ספינה אחרים. ככל שהטכנולוגיה התקדמה, רבות מהפונקציות הנדרשות לבקרת אש טופלו בסופו של דבר במלואן על ידי מחשבים אלקטרוניים מרכזיים.

המרכיבים העיקריים של מערכת בקרת אש תותחנות כללו את התותח, את עוקב המטרה: מכוון הנשלט על ידי אדם, ואת מחשב בקרת הירי לביצוע כל החישובים הנדרשים להכוונת התותח במהלך הירי כך שהפגזים יפגעו במטרה.

נתוני טלטול הספינה הנחוצים לחישובי ההכוונה בספינה מטלטלת בים הגיעו ממערכת ניווט אינרציאלית או ג'יירו שנתוניה משמשים גם לייצוב המכוון, או המכ"ם.

המידע על מיקום המטרות הגיע בעבר מחדר תיאום בקרת התותחים (plotting room) שבו נאספו נתונים על מיקום המטרות ותכננו את טווחי הירי. בהמשך הגיע מידע זה ממכמ"י חיפוש וממערכת שליטה ובקרה (CMS). מרכיבים שאינם חלק ממערכת בקרת האש.

מערכות בקרת אש ימיות מודרניות הן ממוחשבות ומשמשות בנוסף להכוונת התותחים גם להנחיית טילים. אמצעי העקיבה הוא מכ"ם בקרת אש וגם מטע"ד אלקטרו אופטי.

## מינוחים
כאן יובא הסבר על מינוחים שחלקם בשימוש בערך זה וחלקם מסייעים להבנת הערך. מדובר על מינוחים בשימוש בצי הבריטי  ומינוחים בשימוש בצי האמריקאי.

מכוון אופטי או מכוון בקרת אש, (באנגלית בשימוש הצי הבריטי נקרא גם Fire control director או DCT - Director Control Tower, בצי האמריקאי נקרא "Gun director", מכוון אופטי בחיל הים הישראלי). זה היה צריח ניתן לצידוד שהותקן במקום גבוה בספינה, שבו שולבו כוונות לתצפית ומדידת זוויות הכיוון למטרות ולעיתים קרובות גם מדי טווח. מכאן, קצין התותחנים יכול היה לבחור מטרות ולמדוד את הכיוון אליהן, ההגבהה, הטווח וקצב השינוי. נתונים אלה סופקו לתחנת השידור (TS), שם חושב פתרון ירי והועבר לצריחי התותחים כזוויות צידוד והגבהה כך שפגזי התותח יפגעו במטרה. השם מכוון אופטי שבשימוש בחיל הים הישראלי נובע מהמילה הכוונה (תרגום של direct באנגלית). ניתן גם למצוא התייחסות למכוון כמנהל בקרת אש. השימוש במינוח זה נובע מתרגום של השם director באנגלית או מהעובדה שבתחילת דרכו כלל המכוון בנוסף למשקפות ששימשו להכוונה גם את אמצעי חישוב זוויות ההכוונה לתותח (לפני שהועברו לחדר ייעודי בתחתית הספינה) ומכיוון שכולל גם את לחצן הירי אפשר היה להתייחס אליו כמנהל בקרת האש או כמרכז בקרת האש.

חדר תשדורות (החדר המשדר את נתוני ההכוונה אל התותחים, בכינויו הבריטי Transmitting Station, בכינויו האמריקאי Plotting Room או Plot) בחדר זה מתחת לסיפון הספינה התקבל המידע על הכיוון, ההגבהה והטווח למטרה מהמכוון הנמצא במקום גבוה בספינה, בחדר זה היו המכשירים, המחשב והצוות שיבצע את החישובים שיאפשרו העברת זוויות צידוד והגבהה להכוונת התותחים כך שהפגזים יפגעו במטרה. לעיתים הציוד והצוות בחדר זה יועד וחולק לטפל ביותר ממטרה אחת כאשר חלק מהתותחים הוכוונו לירי לעבר מטרה אחת וחלק לעבר מטרה אחרת. לפני שנת 1906, כשהחלו להתפתח ולהיכנס לשימוש מכשירי בקרת האש, מוקמו המשדרים לנתוני טווח, וזווית בעמדת המכוון. בעקבות ניסוי שנערך בשנת 1906 בסיירת המשוריינת "דיוק אדינבורו" נמצא כי יש יותר יתרונות מחסרונות להעברת המשדרים אל מתחת לסיפון: בין היתרונות, הצוות המבצע את החישובים יהיה מוגן ומרוכז במשימתו, התצפיתנים בעמדה מעל הסיפון לא יופרעו על ידי צוות החישוב ושידור הנתונים לתותחים, באותו זמן בו העברת נתוני התצפית התבצעה באמצעות צינור דיבור היה קל יותר לתקן אותו במרחב המוגן פחות מעל הסיפון מאשר לתקן בעיה במכשירי החישוב או בחיווט, קל יותר לעבור לעמדת תצפית משנית מאשר להעביר את מרכז החישוב. החסרונות היו שלקח זמן ארוך יותר לבצע תיקונים לפי התצפיות ונפילות המטחים ונדרש תרגול נוסף כדי שהעבודה המשולבת הזאת תתבצע באופן מוצלח.

שולחן בקרת האש - Table, נקרא גם RangeKeeper (מכשיר שמירת טווח) - כינוי בריטי למחשב בקרת האש, לדוגמה HACS,שולחן דרייר, או שולחן בקרת האש של האדמירלות (מקור השם ככל הנראה במחשב הראשון מבין השלושה שנקרא שולחן דרייר). ראה הרחבה בפרק מערכות בשימוש הצי הבריטי.

RPC - בקרה מרחוק (Remote Power Control): מצב השליטה מרחוק שבו צריח תותח או מכוון תותח מצטודד ומתרומם אוטומטית כדי לעקוב אחר המטרה על פי נתוני המכוון ושולחן (מחשב) בקרת האש בתחנת השידור (ראה לעיל). לחיבורים תהיה גם שליטה מקומית במקרה של ביטול שליטה מרחוק או מגדל המכוון.

HA - זווית גבוהה: כינוי בריטי המקביל ל-AA (נגד מטוסים), המינוח זווית גבוהה מתייחס קודם כל לצריח תותח המסוגל להגיע להגבהה של יותר מ-50° מהאופק, מה שמאפשר שימוש בתותח נגד מטוסים בטווחים קרובים. ההתמודדות כנגד מטוסים בהגבהה גבוהה מחייבת גם התאמה של מערכת בקרת האש, של המכוון האופטי והתאמה של מד הטווח.

HA\LA - זווית גבוהה / זווית נמוכה (High Angle/Low Angle): כינוי בריטי המקביל ל"תותח בעל תכלית כפולה", לתותח המיועד לפגוע במטרות שטח ובמטוסים, על גבי צריח המסוגל להתרומם מעל 50 מעלות אך יעיל גם בהגבהות נמוכות יותר. דוגמאות אופייניות היו תותח QF 4 אינץ' Mk XVI, תותח QF 5.25 אינץ' ותותח QF 4.5 אינץ' ששימשו במלחמת העולם השנייה ואילך.

LA - זווית נמוכה: כינוי בריטי לתותח שאינו מסוגל להגיע לזוויות הגבהה גבוהות, ומיועד אך ורק לירי לעבר מטרות שטח. מערכת הנשק ומרכיביה מותאמים ומתייחסים בהתאם לבקרת ירי בזויות נמוכות.

## היסטוריה של מערכות בקרת אש אנלוגיות
### היסטוריה מוקדמת של תותחנות ימית
ההיסטוריה המוקדמת של התותחנות הימית התבססה על העסקה באש תותחים של מטרות בטווח ראייה (המכונה גם אש ישירה). למעשה, רוב ההעסקות הימיות באש תותחים לפני 1800 נערכו בטווחים של . גם במהלך מלחמת האזרחים האמריקאית במחצית השנייה של המאה ה-19, נערך הקרב המפורסם בין ספינת הצפון - USS מוניטור וספינת הדרום -  בטווח של פחות מ - .

בתחילה הוכוונו התותחים בטכניקה של איתור ארטילריה. זהו כלל ירי בתותח לעבר המטרה, התבוננות בנקודת הפגיעה של הקליע (נפילת ירייה) ותיקון המטרה בהתבסס על המקום בו נצפתה הנחיתה של הפגז, דבר אשר הפך קשה יותר ויותר ככל שטווח התותח גדל.

שיפורים טכניים מהירים בסוף המאה ה-19 הגדילו מאוד את הטווח שבו היה אפשרי ירי יעיל. קני תותח משופרים עם קוטר גדול הרבה יותר גדול שיורים פגזי נפץ בעלי משקל יחסי קל יותר (בהשוואה לכדורי מתכת) הגדילו במידה רבה את טווח התותחים עד שהבעיה העיקרית הפכה להכווין אותם בזמן שהספינה מטלטלת על הגלים. בעיה זו נפתרה עם הכנסת הגירוסקופ, שתיקן את התנועה הזו וסיפק דיוק של חלקי מעלה (בזוויות של , גלגול, ועילרוד). תותחים היו כעת חופשיים לגדול לכל גודל, ובמהירות עלו בקוטר מעל  עד תחילת המאה ה-20. תותחים אלו היו מסוגלים לירות לטווח כה גדול עד שהמגבלה העיקרית הפכה לראיית המטרה, מה שהוביל לשימוש בציוד המותקן על גבי תרנים גבוהים (מכוון) על ספינות להכוונת האש.

שיפור טכני נוסף היה הכנסת טורבינת הקיטור שהגדילה מאוד את ביצועי הספינות. ספינות מוקדמות יותר המונעות בבורג היו מסוגלות להגיע למהירות של 16 קשר, אבל ספינות הטורבינה הגדולות הראשונות היו מסוגלות להגיע ל-20 קשר. משמעות ביצועי המהירות בשילוב עם הטווח הארוך יותר של התותחים הייתה שספינת המטרה יכלה לנוע מרחק ניכר, עד כדי מספר אורכי ספינה, בין זמן ירי הפגזים לנפילתם על המטרה או לידה. אי אפשר היה עוד *להסתפק בהכוונה על פי העין (בראיה)* לעבר המטרה עם סיכוי נמוך מאד לדיוק בפגיעה. יתרה מכך, בהעסקות ימיות היה גם צורך לשלוט בירי של כמה תותחים בו זמנית (מטח).
### תחילת בקרת האש הימית
בין מלחמת האזרחים האמריקאית ל-1905, נעשו שיפורים קטנים רבים באמצעי בקרת האש, כגון שילוב כוונות טלסקופיות ומדי טווח אופטיים. היו גם שיפורים נוהליים, כמו שימוש בלוחות או  תנועת ומיקום הספינות המעסיקות באש והמטרה/ות, כדי לחזות ידנית את מיקומה של כל ספינה בכל מהלך ההעסקה.

בקרת אש ימית דומה לזו של תותחים קרקעיים, אך ללא הבחנה חדה בין אש ישירה לאש עקיפה. מערכות בקרת האש הימית נדרשו להתמודד מול האתגר של פגיעה באמצעות פגזים הנורים מתותחים בספינה מטלטלת כנגד מטרה נעה המשנה את מיקומה במהלך זמן מעוף הפגז החל מהירי ועד פגיעתו. האתגר היה להשגת פגיעה בהסתברות סבירה הן כנגד ספינות אויב וגם כנגד מטוסים תוקפים ומתמרנים.

בקרת אש של תותחים ימיים כוללת פוטנציאלית שלוש רמות של מורכבות:
* שליטה מקומית, שמקורה בהתקנות תותחים פרימיטיביות שכוונו על ידי צוותי התותחנים הבודדים.
* ירי בשליטת מכוון, מכוון בקרת האש שולב לראשונה בתכנון ספינות מערכה על ידי הצי המלכותי בשנת 1912. ההכוונה לקבוצת תותחים על גבי ספינה אחת התבצעה ממיקום מרכזי, גבוה ככל האפשר, מעל הגשר. מערכת בקרת האש הפכה למאפיין עיצובי של ספינות מערכה, עם תרנים יפניים "בסגנון פגודה" שתוכננו למקסם את שדה הראייה של המכוון לטווחים ארוכים. קצין בקרת אש שכיוון את המטחים שידר זוויות הגבהה וצידוד לתותחים בודדים.
* ירי תותחים מתואם ממבנה של ספינות לעבר מטרה אחת היה במוקד פעולות צי ספינות המערכה. קצין על ספינת הדגל היה מאותת מידע על המטרה לספינות אחרות במבנה. ירי מתואם נדרש כדי לנצל את היתרון הטקטי כאשר צי אחד הצליח לחצות את כיוון התנועה של קו אוניות המלחמה של האויב, מה שאפשר מטח דופן מתותחים בספינות שונות, אך הקשה בתיקוני טיווח על סמך נפילות הפגזים.

ניתן לבצע תיקונים עבור מהירות הרוח על פני המים, גלגול ועלרוד של הספינה היורה, טמפרטורת מחסן אבק השריפה, סטייה של פגזים בעלי חריצה, קוטר הקדח של כל תותח המותאם להתרחבות מירי לירי וקצב שינוי הטווח עם התאמות נוספות לפתרון הירי המבוססות על תצפית של יריות קודמות. מערכות בקרת אש מתוחכמות יותר לוקחות בחשבון גורמים נוספים, במקום להסתמך רק על תיקון פשוט של נקודת נפילת הפגזים הנצפית. סמני צבע בצבעים שונים נכללו לעיתים בפגזים גדולים, כך שתותחים בודדים, או ספינות בודדות במערך, יכלו להבחין בנתזי המים מנפילות הפגזים שלהם בשעות היום. ה"מחשבים" הראשונים היו אנשים שהשתמשו בטבלאות מספריות.

### מערכת בקרת אש [[פרה-דרדנוט]]
הצי המלכותי היה מודע ליתרון שבצפייה בנקודת נפילת הפגזים של ירי במטחים באמצעות מספר ניסויים כבר בשנת 1870, כאשר קומנדר (לימים אדמירל) ג'ון א. פישר התקין מערכת חשמלית המאפשרת ירי בו-זמני של כל התותחים בספינת הדגל, בה שימש כסגן מפקד, אה"מ Ocean. , של הצי הבריטי בסין. עם זאת, נכון לשנת 1904, עדיין לא יישם הצי המלכותי את המערכת בכל הצי.

לאחר מכן הופעלו מחשבונים מכניים מתוחכמים יותר ויותר להנחיית התותח מתאימה, בדרך כלל עם מבחנים שונים ואיתור מיקום (כיוון בעיקר) ומרחק שנשלחו לשולחן סימון ותכנון מרכזי עמוק בתוך הספינה. שם צוות בקרי האש הזינו את המיקום, המהירות והכיוון של הספינה והמטרה שלה, וכן התאמות שונות לאפקט קוריוליס, השפעות מזג האוויר באוויר והתאמות נוספות.

הצי המלכותי ראה ברוסיה יריב פוטנציאלי במסגרת "המשחק הגדול", ושלח את לוטננט ולטר לייק ממחלקת התותחנות של הצי ואת קומנדר ולטר יו ת'רינג ממשמר החופים והמילואים, שלקח עימו דוגמה מוקדמת של מחשב אנלוגי מדגם דומארסק, ליפן במהלך מלחמת רוסיה-יפן. משימתם הייתה להדריך ולאמן את אנשי התותחנות הימית היפנית בפיתוחים הטכנולוגיים העדכניים ביותר, אך חשוב מכך עבור הצי הקיסרי היפני, הם היו מודעים היטב לניסויים הללו.
שמאל|ממוזער|מד טווח באורך 1.5 מטר של חברת באר וסטראוד, המוצג על גבי המיקאסה, יוקוסוקה, יפן
במהלך קרב הים הצהוב ב-10 באוגוסט 1904 של הצי היפני נגד הצי הרוסי באוקיינוס השקט, בו השתתפו אוניית המערכה "אסאהי" וספינת האחות שלה, ספינת הדגל "מיקאסה", התנסה קצין התותחים הראשי של "אסאהי", הירוהארו קאטו (לימים מפקד הצי היפני המשולב), בשימוש במערכת בקרת האש הראשונה בהכוונת מכוון. הספינות שנבנו בבריטניה עבור הצי הקיסרי היפני, צוידו במדי הטווח החדישים ביותר של חברת באר וסטראוד על הגשר שלהן, אך לא תוכננו לכיוון ולירי מתואמים. קאטו השתמש בצינור דיבור ותקשורת טלפונית מהצופים שמוקמו בנקודה גבוהה על התורן אל עמדתו על הגשר, שם ביצע את חישובי הטווח והסטייה, ומעמדתו אל צריחי התותחים הקדמיים והאחוריים בקוטר 305 מ"מ (12 אינץ').

בעזרת ירי המטחים המסונכרן למחצה שהופעל בפקודתו הקולית מהגשר, יכלו הצופים באמצעות שעוני עצר על התורן לזהות את נתזי המים מנפילות הפגזים שנורו מספינתם ביתר יעילות, מאשר ניסיון לזהות נתז פגז בודד מבין רבים. קאטו נתן את פקודת הירי באופן עקבי ברגע מסוים במחזורי הגלגול והעלרוד של הספינה, מה שפישט את פעולות הירי והתיקון שבוצעו בעבר באופן עצמאי בדיוק משתנה, תוך שימוש במחווני אופק מלאכותי בכל צריח. יתרה מכך, שלא כמו בצריחי התותחים, הוא נמצא צעדים ספורים ממפקד הספינה, אשר נתן פקודות לשנות את המסלול והמהירות בתגובה לדיווחים הנכנסים על תנועות המטרה.

קאטו הועבר לספינת הדגל של הצי, המיקאסה, כקצין התותחנות הראשי, ומערכת הבקרה הפרימיטיבית שלו פעלה בכל רחבי הצי עד שהצי המשולב השמיד את הצי הבלטי (ששמו שונה לצי האוקיינוס השקט ה-2 וה-3) בקרב צושימה ב-27–28 במאי 1905.

בהמשך לדומארסק החלו בסביבות 1905 להיות זמינים עזרי בקרת אש מכניים, כגון  (שהדומארסק היווה חלק ממנו), ושעון ארגו, אך למכשירים אלה נדרשו מספר שנים עד שנפרסו לשימוש באופן נרחב. מכשירים אלה היו תצורות מוקדמות של שולחנות בקרת אש (בשמם המקורי: עוקבי טווח).

### בקרת אש מרכזית לקראת ובמהלך מלחמת העולם הראשונה
מערכות בקרת אש ימיות מרכזיות פותחו לראשונה סביב תקופת מלחמת העולם הראשונה. עד אותה תקופה נעשה שימוש בבקרה מקומית, והיא נותרה בשימוש בספינות מלחמה קטנות יותר ובספינות עזר במהלך מלחמת העולם השנייה. הרכבת המפרט של אה"מ דרדנוט הושלמה לאחר שדו"ח על קרב צושימה הוגש על ידי המשקיף הרשמי לצי הקיסרי היפני על סיפון ה"אסהי", קפטן ויליאם פאקנהאם (לימים אדמירל), אשר ראה ממקור ראשון כיצד פעלה המערכת של קאטו. מתכנון זה ואילך, לספינות מלחמה גדולות היה חימוש עיקרי של תותחים בגודל אחיד במספר צריחים (מה שפישט עוד יותר את התיקונים), מה שאפשר בקרת אש מרכזית באמצעות הפעלה חשמלית.

 וקומנדר (לימים אדמירל סר)  פיתחו באופן עצמאי את המערכות הראשונות מסוג זה. פולן החל לעבוד על הבעיה לאחר שציין את הדיוק הגרוע של ארטילריה ימית באימון ירי ליד מלטה בשנת 1900. לורד קלווין, הנחשב באופן נרחב כמדען המוביל בבריטניה, הציע לראשונה להשתמש במחשב אנלוגי כדי לפתור את המשוואות הנובעות מהתנועה היחסית של הספינות המעורבות בקרב וההשהיה עקב זמן המעוף של טיסת הפגז עד למטרה כדי כדי לשפר את חיזוי מיקום המטרה בזמן הפגיעה ולחשב את הכיוון והגבהה המתאימים לתותחים כך שהפגז יפגע במטרה במיקומה החזוי העתידי.

פולן התכוון לייצר מחשב מכני משולב ורישום אוטומטי של טווחים וקצבים לשימוש בבקרת אש מרכזית. כדי לקבל נתונים מדויקים של מיקום המטרה והתנועה היחסית, פולן פיתח יחידת רישום (או שרטוט) כדי ללכוד נתונים אלה. לכך הוא הוסיף גירוסקופ כדי לאפשר את התיקון עבור הסיבסוב של הספינה היורה. כמו יחידת הרישום, גם הגירוסקופ הפרימיטיבי של אותה תקופה דרש פיתוח משמעותי כדי לספק תפוקה רציפה ואמינה של הנתונים שלו. אף על פי שהניסויים ב-1905 וב-1906 לא צלחו, הם הראו הבטחה. פולן זכה לעידוד במאמציו על ידי דמותם העולה במהירות של אדמירל ג'קי פישר, אדמירל  ומנהל החימוש הימי של תותחים והטורפדות (DNO), ג'ון ג'ליקו. פולן המשיך בעבודתו, כאשר מדי פעם בוצעו בדיקות בספינות מלחמה של הצי המלכותי.

בינתיים, קבוצה בראשות דרייר תכננה מערכת דומה. אף על פי ששתי המערכות הוזמנו עבור ספינות חדשות וקיימות של הצי המלכותי הבריטי, מערכת דרייר נמצאה בסופו של דבר מתאימה ביותר עבור הצי המלכותי עם דגם סימן IV* של המערכת. בלב המערכת עמד מחשב אנלוגי שכונה שולחן דרייר, אשר חישב את קצב שינוי הטווח עקב התנועה היחסית בין הספינה היורה לספינת המטרה. התוספת של בקרת מכוון הקלה על הפיכתה למערכת בקרת אש מלאה ומעשית עבור ספינות מלחמת העולם הראשונה, ורוב הספינות העיקריות של הצי המלכותי הותקנו כך עד אמצע 1916. המכוון מוקם בנקודה גבוהה מעל הספינה, שם למפעילים הייתה ראות טובה הרבה יותר על פני כל ציוד הנמצא בצריח התותח או עליו. המערכת גם הצליחה לתאם את אש צריחי התותחים כך שהאש המשולבת שלהם עבדה יחד. זה שיפר את ההכוונה, יחד עם מדי טווח אופטיים גדולים יותר ששיפרו את הערכת מיקומו של האויב בזמן הירי. השולחן של דרייר שופר בהמשך ושירת בתקופה שבין שתי מלחמות העולם, המערכת הוחלפה בסופו של דבר ב- המשופר עבור ספינות שנבנו לאחר 1927 וספינות שעברו שיפוץ.

השימוש בירי נשלט על ידי מערכת בקרת אש בשילוב עם מחשב בקרת האש, העביר את השליטה בכיוון התותחים מהצריחים הבודדים לעמדה מרכזית (בדרך כלל בחדר ממוגן מתחת לסיפון), אם כי עדיין יכלו צריחי תותחים בודדים וצריחים מרובי תותחים לשמור על אפשרות בקרה מקומית לשימוש כאשר נזק בקרב מנע ממערכת בקרת האש להכווין את התותחים. כך ניתן היה לירות מהתותחים במטחים מתוכננים, כאשר כל תותח נותן מסלול בליסטי שונה במקצת. פיזור היריות שנגרם כתוצאה מהבדלים בתותחים בודדים, בפגזים בודדים, ברצפי הצתת אבק השריפה ובעיוות חולף של מבנה הספינה, היה גדול באופן בלתי רצוי בטווחים האופייניים של לוחמה ימית. למכווני בקרת האש שהוצבו גבוה על מבנה העילי של הספינה הייתה ראות טובה יותר של האויב מאשר לכוונת המותקנת בצריח, והצוות שהפעיל אותם היה מרוחק מהרעש ומהזעזוע של התותחים.

### בקרת אש מחושבת אנלוגית
גורמים בליסטיים בלתי נמדדים ובלתי ניתנים לשליטה, כגון טמפרטורה בגובה רב, לחות, לחץ ברומטרי, כיוון ומהירות רוח, חייבו כוונון סופי באמצעות צפייה בנקודת נפילת הפגזים. מדידת טווח חזותית (הן של המטרה והן של נתזי הנפילות במים של הפגזים) הייתה קשה לפני זמינותו של מכ"ם. הבריטים העדיפו מדי טווח מסוג מד טווח באמצעות חפיפה בעוד הגרמנים וצי ארצות הברית העדיפו מדי טווח סטריאוסקופיים. הראשונים היו פחות מסוגלים למדוד טווח למטרה לא ברורה, אך היו קלים יותר לתפעול לאורך תקופת שימוש ארוכה, והאחרונים להפך.

במהלך קרב יוטלנד, בעוד שחלק סברו שלבריטים יש את מערכת בקרת האש הטובה בעולם באותה עת, רק כשלושה אחוזים מהיריות שלהם פגעו בפועל במטרותיהן. באותה תקופה, הבריטים השתמשו בעיקר במערכת בקרת אש ידנית. הלקח מקרב זה תרם בהמשך לכך שמחשוב של שולחן בקרת האש הפך לציוד סטנדרטי.

הפריסה הראשונה של צי ארצות הברית של שולחן בקרת אש הייתה על אוניית המערכה טקסס ב-1916. בגלל מגבלות הטכנולוגיה באותה עת, שולחנות בקרת האש הראשונים היו גסים. לדוגמה, במהלך מלחמת העולם הראשונה יצרו שולחנות בקרת האש את הזוויות הדרושות באופן אוטומטי, אך המלחים נאלצו לעקוב ידנית אחר ההנחיות של המכשירים. משימה זו נקראה "מעקב אחר סמן", אך הצוותים נטו לעשות שגיאות בשגגה כשהתעייפו במהלך קרבות ממושכים. במהלך מלחמת העולם השנייה פותחו מנגנוני סרוו (שנקראו בצי האמריקאי "כונני כוח") אשר איפשרו לתותחים לכוון את עצמם באופן אוטומטי לפי פקודות מכשיר שמירת הטווח, ללא התערבות ידנית, אף על פי שמעקב אחר סמן עדיין פעל במקרה של אובדן השליטה האוטומטית. מחשבי סימן 1 וסימן 1A הכילו כ-20 מנגנוני סרוו, רובם מנגנוני סרוו מיקום, כדי למזער את עומס המומנט על מנגנוני החישוב.

### מכ"ם ומלחמת העולם השנייה
במהלך תקופת שירותם הארוכה, עודכנו שולחנות בקרת האש לעיתים קרובות ככל שהטכנולוגיה התקדמה, ועד מלחמת העולם השנייה הם היוו חלק קריטי ממערכת בקרת אש משולבת. השילוב של מכ"ם במערכת בקרת האש בתחילת מלחמת העולם השנייה סיפק לספינות את היכולת לבצע פעולות ירי יעילות בטווח ארוך במזג אוויר גרוע ובלילה.

בספינה בריטית טיפוסית במלחמת העולם השנייה, מערכת בקרת האש חיברה את צריחי התותחים הבודדים אל המכוון (שם היו מכשירי הכוונת) ולמחשב האנלוגי בלב הספינה. במגדל המכוון, כיוונו המפעילים את הטלסקופים שלהם לעבר המטרה; טלסקופ אחד מדד הגבהה והשני מדד אזימוט. טלסקופים של מד הטווח על תושבת נפרדת מדדו את המרחק למטרה. מדידות אלו הומרו על ידי שולחן בקרת האש לכיווני אזימוט והגבהה עבור התותחים לירי. בצריחים, התותחנים כיוונו את הגבהת התותחים שלהם כך שיתאימו למחוון שהיווה את ההגבהה ששודרה משולחן בקרת האש – תותחן נוסף בצריח עשה את אותו הדבר עבור האזימוט. כאשר התותחים היו מכוונים למטרה הם נורו באופן מרכזי.

חברת השעונים של אאיצ'י ייצרה לראשונה את המחשב האנלוגי לזווית נמוכה מסוג 92 (Type 92 Shagekiban) בשנת 1932. לשולחן בקרת האש של צי ארצות הברית ולמערכת בקרת האש סימן 38 היה יתרון על פני מערכות הצי הקיסרי היפני מבחינת תפעוליות וגמישות. המערכת האמריקאית אפשרה לצוות חדר התשדורות לזהות במהירות שינויים בתנועת המטרה וליישם תיקונים מתאימים. המערכות היפניות החדשות יותר, כמו ה-Type 98 Hoiban וה-Shagekiban על אוניות המערכה מסדרת יאמטו, היו מודרניות יותר וביטלו את הצורך ב-Sokutekiban, אך עדיין הסתמכו על שבעה מפעילים.

בניגוד למערכת האמריקאית שנעזרה במכ"ם, היפנים הסתמכו על מיצוע מדידות של מדי טווח אופטיים, חסרו גירוסקופים לחישת האופק ודרשו טיפול ידני בעדכונים על מערכות החישוב שלהם, ה-Sokutekiban, ה-Shagekiban, ה-Hoiban וכן בתותחים עצמם. עובדה זו יכלה למלא תפקיד בביצועים העלובים של אוניות המערכה של הכוח המרכזי היפני בקרב מול חופי סאמאר באוקטובר 1944.

בפעולה זו, משחתות אמריקאיות שהתמודדו מול אוניות המערכה והסיירות המשוריינות הגדולות בעולם, התחמקו מהפגזים מספיק זמן כדי להתקרב לטווח ירי טורפדו, תוך שהן יורות מאות פגזי 127 מ"מ (5 אינץ') מדויקים, שכוונו אוטומטית, לעבר המטרה. הסיירות לא פגעו בנושאות המטוסים המלוות שנאלצו "לרדוף אחר נתזי המים של הפגזים שלהן", עד שלאחר שעת מרדף צומצם הטווח ל-8 ק"מ (5 מיילים). אף שהיפנים דגלו בדוקטרינה של השגת עליונות בטווחי תותחים ארוכים, סיירת אחת נפלה קורבן לפיצוצים משניים שנגרמו מפגיעות של תותחי ה-5 אינץ' הבודדים של נושאות המטוסים. בסופו של דבר, בעזרת מאות מטוסים מבוססי נושאות מטוסים, נהדף לאחור כח המרכז היפני, רגע לפני שהספיק לחסל את הניצולים של כוח המשימה של משחתות ליווי ונושאות מטוסים מלוות מ"כוח טאפי 3". העליונות הברורה של מערכות אמריקאיות בסיוע מכ"ם בלילה התבססה קודם לכן בקרב מפרץ לייטה.

מאפייני חיזוי מיקום המטרה של שולחן בקרת האש יכלו לשמש כדי להביס את המכשיר עצמו. לדוגמה, קברניטים רבים תחת מתקפת תותחים לטווח ארוך היו מבצעים תמרונים חדים כדי "לרדוף אחר המטחים". ספינה שרודפת אחר מטחים מתמרנת למיקום של נתזי המים של המטח האחרון. מכיוון ששולחנות בקרת האש חוזים כל העת מיקומים חדשים עבור המטרה, אין זה סביר שהמטחים הבאים יפגעו במיקום של המטח הקודם. כיוון הפנייה אינו חשוב, כל עוד מערכת האויב אינה צופה אותו. מכיוון שהכיוון של המטח הבא תלוי בצפייה במיקום ובמהירות בזמן שהמטח הקודם פוגע, זהו הזמן האופטימלי לשנות כיוון. שולחנות בקרת אש פרקטיים נאלצו להניח שמטרות נעות במסלול ישר במהירות קבועה, כדי לשמור על מורכבות בגבולות מקובלים. נבנה מכשיר שמירת טווח לסונאר שכלל מטרה החגה ברדיוס פנייה קבוע, אך פונקציה זו נוטרלה.

רק הצי המלכותי וצי ארצות הברית השיגו בקרת אש "עיוורת" מבוססת מכ"ם, ללא צורך לגלות ויזואלית את ספינת האויב. לכל מדינות הציר הייתה חסרה יכולת זו. ספינות מסדרות כדוגמת איווה ודקוטה הדרומית יכלו לירות פגזים מעבר לאופק החזותי, בחשכה, מבעד לעשן או למזג האוויר. למערכות אמריקאיות, בדומה לציים גדולים בני התקופה, היו אלמנטים אנכיים יציבים מבוססי גירוסקופ, כך שהן יכלו לשמור על פתרון למטרה גם במהלך תמרונים. בתחילת מלחמת העולם השנייה, יכלו ספינות מלחמה בריטיות, גרמניות ואמריקאיות גם לירות וגם לתמרן תוך שימוש במחשבי בקרת אש אנלוגיים מתוחכמים ששילבו מצפן גירוסקופי ונתוני גובה גירוסקופי. בקרב כף מטפן, השתמש צי הים התיכון הבריטי במכ"ם כדי לארוב ולהכות צי איטלקי, אף על פי שהירי עצמו היה תחת בקרה אופטית תוך שימוש בפגזי תאורה.

היעילות של שילוב נתוני המכ"ם בשולחן בקרת האש לטובת העסקות ליליות בטווחים ארוכים, הוכחה בנובמבר 1942 בקרב השלישי על האי סאבו כחלק מהקרב הימי על גוודלקנל כאשר ספינת המלחמה האמריקאית USS וושינגטון, העסיקה את אוניית המערכה היפנית קירישימה בטווח של  בלילה וגרמה לה לנזק קטלני תוך שימוש בשילוב של בקרת אש אופטית ובקרת מכ"ם. *קירישימה* הוצתה, ספגה מספר פיצוצים, והצוות שלה הטביעה על ידי פתיחת שסתומי הצפה. היא נפגעה על ידי לפחות תשעה קליעים של  מתוך 75 אשר נורו (שיעור פגיעה של 12%). ההריסות של *קירישימה* התגלו ב-1992 והראו שכל קטע החרטום של הספינה חסר. היפנים במהלך מלחמת העולם השנייה לא פיתחו מכ"ם או בקרת אש אוטומטית והיו בעמדת נחיתות משמעותית לעומת הצי האמריקאי.

הפעולה הקרבית האחרונה בה היה שימוש בשולחנות בקרת האש האנלוגיים, לפחות עבור צי ארצות הברית, הייתה במלחמת המפרץ ב-1991, כאשר שולחנות בקרת האש על אוניות המערכה מסדרת איווה הכווינו את הפגזים האחרונים שלהן שנורו בקרב.

## מערכות הצי המלכותי הבריטי
שמאל|ממוזער|חתך של מגדל מכוון של משחתת מסדרת K של הצי המלכותי עם מכ"ם מסוג 285. שעון תזמון המרעום שמתחת לסיפון מוצג במרכז השרטוט ומסומן כ"מיקום חישוב תותחנות", כאשר מפעיל ההסטה יושב.
מערכת הצי הבריטי המלכותי כללו במהלך השנים את המרכיבים הבאים:

* דומארסק מכשיר בקרת אש מכני אנלוגי ששימש לחישוב קצב שינוי הטווח וקצב שינוי הכיוון בצידוד אל מטרת האויב לשימוש בהכוונת התותח. המכשיר בגרסתו הראשונה תוכנן בשנים 1902–1904 על ידי לוטננט ג'ון דומארסק. גרסאות מתקדמות יותר של המכשיר היו בשימוש במהלך מלחמת העולם הראשונה ובמהלך שנות ה-20 של המאה ה-20 עד שהוחלף בידי שולחן דרייר ולאחר מכן בידי שולחן בקרת האש של האדמירלות.

* שולחן דרייר, היה פריט ציוד מורכב שהתפתח למורכב יותר בין פיתוח האבטיפוס הראשון בשנת 1911, פריסתו הראשונה על ספינות דרדנוט בשנת 1912, פריסה של דגם מתקדם מארק IV* במהלך מלחמת העולם הראשונה ויצירת שולחן מתקדם יותר, מארק V לאחר המלחמה. - שולחן דרייר היה מחשב מכני ("שולחן עבודה לחישוב") שנועד לעבד נתונים כדי לאפשר לספינה לפגוע במטרה מרוחקת באמצעות תותחים. ספינות הדרדנוט הסתמכו על ציוד דרייר בקרב יוטלנד כדי להמיר הערכות ספורדיות ולא מדויקות של טווח וכיוון לפרמטרי ירי מעשיים. עם זאת, רמת ההצלחה בהכוונת התותחים הייתה לא אחידה, שכן התוצאה המתקבלת מאיסוף הנתונים הנדרש לחישוב ולניתוח הגרפי עליו הסתמך דרייר הייתה ברמה נמוכה מבחינת הדיוק. השולחן הופעל על ידי צוות של שבעה אנשים. בגרסאות המוקדמות והקטנות יותר, הייתה האינטגרציה המכנית של הרכיבים פחות שלמה ודרשת מידה רבה יותר של אינטראקציה ידנית, גם כאשר התנהגות המטרה נותרה ללא שינוי. גרסאות מאוחרות יותר יכלו לייצר כיוון מדויק של כוונת ללא התערבות אנושית, בתנאי שהמטרה שמרה על מסלולה ומהירותה. שולחן דרייר הוחלף בשולחן בקרת אש של האדמירלות החל מסוף שנות ה-20 של המאה ה-20.
* שעון טווח של ויקרס - מכשיר דמוי שעון ששימש את הצי המלכותי לחישוב רציף של הטווח לספינת אויב. נבנה על ידי חברת ויקרס החל משנת 1906 על פי תכנון ראשוני של אדמירל פרסי סקוט שהיה מחלוצי התותחנות הימית המודרנית.
* שעון ארגו של ארתור פולן. היה בשימוש מוגבל כמרכיב בשולחן דרייר מארק II ולא מעבר לזה.
* מערכת HACS כנגד מטוסים (החל משנת 1931) ובמהלך מלחמת העולם השנייה.
* שעון תזמון מרעום FKC MkII  (מערכת פשוטה יותר מה HACS כנגד מטוסים שהותקנה במשחתות החל משנת 1938 ושדרוגים שלה הותקנו בספינות נוספות בהמשך)
* מכוון פום-פום לתותחי פום-פום 40 ממ כנגד מטוסים בטווח קצר
* יחידת ג'ירו קצב
* מכ"ם של הצי המלכותי (החל משנת 1939)
* מחשב בקרת אש דיגיטלי פרנטי (בשימוש החל משנת 1974)
* מחשב בקרת אש של BAE Systems (בשימוש החל משנת 1983)

## מערכות בקרת אש אנלוגיות של חיל הים האמריקאי (GFCS)
### מערכת בקרת אש תותחים מארק 33
מערכת GFCS Mark 33 הייתה מחשב בקרת אש מונע מנוע. ה-Mark 33 GFCS השתמש בשולחן בקרת אש אנלוגי מדגם Mark 10. שולחן בקרת האש כולו הותקן במכוון פתוח ולא בחדר נפרד כמו ב-HACS ששימש את הצי המלכותי, או במערכת המאוחרת יותר Mark 37 GFCS. עובדה זו הקשתה בהמשך על שדרוג המערכת בספינות. שולחן בקרת האש אפשר חישוב פתרונות ירי עבור מטרות שנעו במהירות של עד 320 קשר, או 400 קשר בצלילה. התקנות המערכת החלו בסוף שנות ה-30 על משחתות, סיירות ונושאות מטוסים עם שני מכוונים מדגם Mark 33 מותקנים בצד הקדמי והאחורי. בתחילה לא היה במכוונים מכ"ם בקרת אש, והם הכווינו רק לפי כוונת. לאחר 1942, נוסף מכ"ם בקרת אש מדגם Mark 4 לגג המכוון. באמצעות מכ"ם ה-Mark 4 ניתן היה לפגוע במטוסים גדולים בטווח של עד 40,000 יארד. טווח ירי קצר יותר התאפשר כנגד מטוסים שטסים נמוך, וספינות שטח גדולות היו צריכות להיות בטווח של עד 30,000 יארד. בעזרת מכ"ם, ניתן היה לראות מטרות ולפגוע בהן במדויק בלילה, ובתנאי מזג האוויר. מערכות ה-Mark 33 וה-37 שלאחריה השתמשו בחיזוי תנועת מטרה בשיטה טכימטרית  המבוססת על חישוב מיקום המטרה, וקטור התנועה שלה וקצב שינוי הטווח אליה ישירות מהמדידות. הצי האמריקאי לא ראה מעולם את ה-Mark 33 כמערכת משביעת רצון, למרות ביצועים טובים יותר ממערכות ישנות יותר, המכניזם של החישוב בשולחן בקרת האש מארק 10 היה איטי מדי הן בהשגת פתרון ראשוני והן בתגובה לשינויים עקב תמרוני מטרה. אך בעיות ייצור בזמן מלחמה, ודרישות המשקל והשטח הנוספות של ה-Mark 37 מנעו את הוצאת ה-Mark 33 מהשימוש בהדרגה:

מכוון Mark 33 שימש כמכוון הראשי בכמה משחתות וכמכוון לסוללה משנית/מכוון נ"מ באוניות גדולות יותר (כלומר, באותו תפקיד כמו ה-Mark 37 המאוחר יותר). התותחים שנשלטו על ידו היו בדרך כלל כלי נשק בקוטר 5 אינץ': 5 אינץ'/25 או 5 אינץ'/38.

מערכת בקרת אש תותחים מארק 33 זאת הייתה בשימוש החל מסוף שנות ה-30 של המאה ה-20 והותקנה במעל לחמישים משחתות, סיירות קלות מסדרת ברוקלין ובסיירות כבדות כולל מסדרת ניו אורליאנס
### מערכת בקרת אש תותחים מארק 37
מערכת בקרת האש של תותח מארק 37 שילבה את מחשב פורד מארק 1, מערכת הבקרה של מארק 37, אלמנט יציב גירוסקופי יחד עם בקרת תותח אוטומטית, והייתה מערכת בקרת האש הדו-תכליתית הראשונה של חיל הים האמריקאי שהפרידה בין המחשב למערכת הבקרה.

עבור חיל הים האמריקאי, מחשב התותחנות הנפוץ ביותר היה פורד מארק 1, מאוחר יותר מחשב בקרת האש מארק 1A, שהיה מחשב בליסטי אנלוגי אלקטרו-מכני שסיפק פתרונות ירי מדויקים ויכול היה לשלוט אוטומטית על תושבת תותח אחת או יותר כנגד מטרות נייחות או נעות על פני השטח או באוויר. זה העניק לכוחות האמריקאים יתרון טכנולוגי במלחמת העולם השנייה מול היפנים, שלא פיתחו שליטה מרחוק בתותחיהם.

פיתוח מערכת זאת החל בשנת 1936 והביא לביצועים טובים יותר בהכוונת תותחי 5 אינץ'. המחשב וגם האלמנט היציב מוקמו מתחת לסיפון במקום במכוון עצמו במקום פחות פגיע. המערכת אפשרה ביצועים טובים כנגד מטרות אוויריות בטווחים גדולים אך הדיוק שלה ירד משמעותית בטווחים קרובים וגם בטווחי ביניים לא הייתה מספקת עקב הקושי בהנעת המכוון במהירות הזוויתית הנדרשת כנגד איום אווירי.מחשב המערכת פורד מארק 1 הושלם בשנת 1935. שימוש בנתוני קצב לתנועת מטרה בהגבהה אפשר פתרון מלא כנגד מטרות אוויריות במהירות 640 קמ"ש (345 קשר). משחתות החל מסדרת סימס השתמשו במחשב אחד מסוג זה, אוניות מערכה השתמשו בעד ארבעה. האפקטיביות של המערכת ירדה כשהמטוסים נעשו מהירים יותר אך לקראת סוף מלחמת העולם השנייה בוצעו שיפורים שכללו גם שימוש במרעום קרבה עם זמן משתנה שהגדילו משמעותית את הסתברות הפגיעה במטרה.

#### מכוון מארק 37
ימין|ממוזער|מכוון מארק 37 מעל גשר המשחתת USS קאסין יאנג, מצויד באנטנת מכ"ם SPG-25 שהותקנה לאחר המלחמה
תפקידו של ה-Mark 37 Director, הדומה למוצב תותח עם "אוזניים" ולא תותחים, היה לעקוב אחר המיקום הנוכחי של המטרה מבחינת כיוון, גובה וטווח. לשם כך, היו לו כוונות אופטיות (החלונות או הפתחים המלבניים בחזית), מד טווח אופטי (הצינורות או האוזניים בולטים מכל צד), ודגמים מאוחרים יותר, אנטנות מכ"ם לבקרת אש. האנטנה המלבנית מיועדת למכ"ם Mark 12 FC, והאנטנה הפרבולית משמאל ("קליפת תפוז") מיועדת למכ"ם Mark 22 FC. הם היו חלק מהשדרוג לשיפור המעקב אחר מטוסים.

המכוון אויש על ידי צוות של 6 אנשים: קצין מכוון, עוזר קצין בקרה, מצביע, מצודד המכוון, מפעיל מד טווח ומפעיל מכ"ם.

לקצין המכוון הייתה גם כוונת הכוונה ששימשה לכוון במהירות את המכוון לעבר מטרה חדשה. עד ארבע מערכות בקרת אש מדגם 37 הותקנו על ספינות מערכה. בהתקנה על ספינת מערכה, המכוון היה מוגן על ידי שריון, ומשקלו 21 טון. המכוון מארק 37 על סיפון USS ג'וזף פ. קנדי ג'וניור היה מוגן בלוח שריון בעובי  ומשקלו היה 16 טון.
שמאל|ממוזער|תותח  על משחתת USS מסדרת ''פלטשר'' 
סיגנלים מהאלמנט היציב שמרו על ייצובן בפני תנודות הספינה של משקפות המכוון, מד הטווח ואנטנת המכ"ם. אף על פי שהאלמנט היציב הותקן מתחת לסיפון בוצעו מדידות במהלך התקנת המערכת שאפשרו לדייק בייצוב המכוון על פי סיגנלים מהאלמנט היציב.

#### חדר מכשירי בקרת האש Plotting Room
באוניות קרב, חדרי מכשירי בקרת האש של הסוללות המשניות היו מתחת לקו המים ובתוך חגורת השריון. הם הכילו ארבעה סטים שלמים של ציוד בקרת אש הדרוש לכיוון וירי לעבר ארבע מטרות. כל סט כלל מחשב, אלמנט ייצוב, בקרות וצגי מכ"ם, מתקני פרלקסה, לוח מרכזיה ואנשים להפעלת כל המכשירים.

(בתחילת המאה ה-20, קריאות עוקבות של טווח או כיוון נקבעו כנראה באופן ידני או על ידי מכשירי בקרת אש (או שניהם). בני אדם נתנו ביצועים טובים של סינון נתונים, והיו מסוגלים לשרטט קו מגמה שימושי גם בהינתן קריאות לא עקביות במקצת. כמו כן, שולחן בקרת האש Mark 8 כלל תווין-פלוטר. השם הייחודי לחדר מכשירי בקרת האש plotting room השתרש, והמשיך להתקיים גם כאשר לא היו פלוטרים.)

#### מחשב בקרת אש של פורד מארק 1A
ימין|ממוזער|מחשב מארק 1A
מחשב בקרת האש Mark 1A היה מחשב בליסטי אנלוגי אלקטרו-מכני. במקור, כונה Mark 1, אך לאחר שינויי עיצוב משמעותיים שונה שמו ל-"Mark 1A". ה-Mark 1A הופיע לאחר מלחמת העולם השנייה וייתכן ששילב טכנולוגיה שפותחה עבור מעבדות בל Mark 8, מחשב בקרת אש. מלחים היו עומדים סביב קופסה בגודל כמטר על מטר. אף על פי שנבנה תוך שימוש נרחב בסגסוגת אלומיניום. המחשב שקל כמו מכונית, כטונה וחצי. כמעט כל הקלטים והפלטים של המחשב היו באמצעות משדרי ומקלטי סינכרו.

תפקיד מחשב בקרת האש היה להכווין את התותחים באופן אוטומטי כך שפגז שנורה יפגע במטרה. זוהי אותה פונקציה כמו שולחן בקרת האש של הסוללה הראשית Mark 8 ב-Mark 38 GFCS, אלא שחלק מהמטרות שה-Mark 1A היה צריך להתמודד איתן גם נעו בגובה - והרבה יותר מהר. עבור מטרת שטח, בעיית בקרת האש של הסוללה המשנית זהה לזו של הסוללה הראשית עם אותו סוג של קלטים ופלט. ההבדל העיקרי בין שני המחשבים הוא חישובי הבליסטיקה שלהם. הגבהת התותח הנדרשת כדי לשגר פגז בקוטר  לטווח  שונה מאוד ההגבהה הנדרשת לשיגור פגז  לאותו המרחק.

בפעולה, מחשב זה קיבל נתוני טווח, כיוון וגובה של המטרה ממכוון התותח. כל עוד המכוון היה על המטרה, גרמה תנועת המכוון (יחד עם שינויים בטווח) למחשב לכנס את הערכים הפנימיים של תנועת המטרה לערכים התואמים לאלה של המטרה. בזמן התכנסות הנתונים, המחשב הזין נתוני טווח, כיוון וגובה לסיוע בעקיבת מכוון התותח. אם המטרה נשארה במסלול ישר במהירות קבועה (ובמקרה של מטוסים, קצב שינוי גובה קבוע ("קצב טיפוס"), התחזיות הפכו מדויקות, ועם חישוב נוסף, נתנו ערכים נכונים עבור זוויות הקידום לתותח והגדרת המרעום.

תנועת המטרה הייתה וקטור, ואם זה לא השתנה, הטווח, הכיוון והגובה שחושבו היו מדויקים עד 30 שניות. ברגע שוקטור התנועה של המטרה התייצב, מפעילי המחשב הודיעו לקצין מכוון התותח שיש פתרון, ובעקבותיו נתן הקצין את הפקודה להתחיל בירי. לרוע המזל, תהליך זה של הסקת וקטור תנועת המטרה דרש בדרך כלל מספר שניות, מה שעלול היה לדרוש זמן רב מדי.

האלמנט היציב, אשר בטרמינולוגיה בת זמננו נקרא ג'יירו אנכי, ייצב את הכוונות במכוון, וסיפק נתונים לחישוב תיקוני ייצוב לפקודות התותח. זוויות ייצוב התותח גרמו לכך שפקודות ייצוב התותח היו שונות מאלה הדרושות לשמירה על יציבות כוונות המכוון. חישוב אידיאלי של זוויות ייצוב התותח דרש מספר לא מעשי של איברים בביטוי המתמטי, כך שהחישוב היה מקורב.

כדי לחשב את זוויות הקידום ואת הגדרת הזמן למרעום, שולבו יחד רכיבי וקטור התנועה של המטרה, כמו גם טווח וגובה שלה, כיוון ומהירות הרוח, ותנועת הספינה שלה, כדי לחזות את מיקום המטרה כאשר הפגז יגיע אליה. חישוב זה בוצע בעיקר באמצעות ריזולברים מכניים, מכפילים ודיפרנציאלים.

בהתבסס על חיזוי מיקום המטרה, חושבו נתונים על פי הבליסטיקה של התותח והתחמושת עבורם תוכנן המחשב; לא ניתן היה להשתמש בהן עבור תותח מגודל או סוג שונה, אלא על ידי שיפוץ שיכול להימשך שבועות.

סרוו במחשב איפשר למקם את רכיבי הסינכרו הגדולים ששידרו פקודות לתותח (כיוון וגובה, זוויות כוונת והגדרת זמן פיוז). אלה היו רכיבים אלקטרומכניים בעלי ביצועים מצוינים.

בעיית בקרת האש נגד מטוסים הייתה מסובכת יותר משום שהציבה דרישה נוספת של מעקב אחר המטרה בגובה וביצוע חיזוי מיקום מטרה בשלושה ממדים. התפוקות של ה-Mark 1A היו זהות (כיוון התותח והגבהתו), למעט פרמטר נוסף, זמן הצתת המרעום. זמן ההצתה נדרש משום שהאידיאל של פגיעה ישירה בכלי הטיס הנע במהירות עם הקליע היה לא מעשי. בעזרת זמן ההצתה שנקבע בתוך הקליע, התקווה הייתה שהקליע יתפוצץ קרוב מספיק למטרה כדי להשמיד אותה באמצעות גל הלם ורסיסים. לקראת סוף מלחמת העולם השנייה, ביטלה המצאת מרעום הקרבה VT את הצורך בחישוב זמן ההצתה ואת השגיאה האפשרית שלו. זה הגדיל מאוד את הסיכויים להשמדת מטרה אווירית.

הכוונה מרכזית ממכוון תותח טומנת בחובה סיבוך קל בכך שהתותחים ממוקמים בדרך כלל במרחק מהמכוון המחייב תיקון פרלקסה כדי שיכוונו בצורה נכונה. ב-Mark 37 GFCS, ה-Mark 1/1A שלח נתוני פרלקסה לכל צריחי התותחים.

למהירות המטרה היה גבול עליון קשיח, שנקבע על ידי מעצור מכני. במקור הוא היה , ובהמשך הוכפל בכל שיפוץ.

מחשבים אלה נבנו על ידי חברת פורד אינסטרומנטס, לונג איילנד סיטי, קווינס, ניו יורק. החברה נקראה על שם חניבעל סי. פורד, מעצב גאון ומנהל החברה.

באופן כללי, מחשבים אלה תוכננו ונבנו היטב, היו עמידים מאוד וכמעט ללא בעיות. בדיקות תכופות כללו הזנת ערכים באמצעות מנופי היד וקריאת תוצאות על החוגות, כאשר המנוע נעצר. אלו היו בדיקות סטטיות. בדיקות דינמיות בוצעו באופן דומה, אך השתמשו בהאצה ידנית עדינה של "קו הזמן" (אינטגרטורים) כדי למנוע שגיאות החלקה אפשריות כאשר מנוע הזמן הופעל; מנוע הזמן כובה לפני השלמת הריצה, והמחשב הורשה להתנדנד. סיבוב ידני קל של קו הזמן הביא את הבדיקה הדינמית לנקודת הסיום הרצויה, כאשר החוגות נקראו.

המנגנונים המכניים (כולל סרוו) במחשב זה מתוארים כולל איורים, בפרסום הצי האמריקאי "מכניקה בסיסית של בקרת אש OP 1140" משנת 1944.

#### אלמנט יציב
שמאל|ממוזער|אלמנט יציב מארק 6
תפקידו של האלמנט היציב Mark 6 (*בתמונה*) במערכת בקרת אש זו זהה לתפקידו של ה-Mark 41 Stable Vertical במערכת הסוללות הראשית. זהו גירוסקופ חיפוש אנכי ("גירוסקופ אנכי", במונחים של ימינו) המספק למערכת כיוון יציב כלפי מעלה על ספינה מטלטלת. במצב תקיפה כנגד מטרת שטח, הוא מחליף את אות ההגבהה של המכוון (בהכוונה בהגבהה כנגד מטרת שטח אין צורך בהגבהה הנמדדת במכוון וניתן לחשב את ההכוונה על פי הטווח למטרה). האלמנט היציב כולל גם לחצני ירי שהם בשימוש בתקיפת מטרת שטח.

#### מכ"ם בקרת אש
מכ"ם בקרת האש ששימש במטוס Mark 37 GFCS התפתח. בשנות ה-30 של המאה ה-20, למכוון Mark 33 לא הייתה אנטנת מכ"ם. משלחת טיזארד הבריטית שיצאה לארצות הברית בשנת 1940 סיפקה לצי האמריקאי נתונים חיוניים על טכנולוגיית מכ"ם ומערכות מכ"ם בקרת אש של הבריטים וחיל הים המלכותי. בספטמבר 1941, אנטנת מכ"ם בקרת האש המלבנית הראשונה מדגם Mark 4 הותקנה על מכוון Mark 37, ועד אמצע 1942 הפכה למאפיין נפוץ במכווני חיל הים האמריקאי. עד מהרה טסו המטוסים מהר יותר, ובסביבות 1944 כדי להגביר את המהירות והדיוק, הוחלף המכוון Mark 4 בשילוב של מכ"מי "קליפת תפוז" מדגם Mark 12 (אנטנה מלבנית) ו-Mark 22 (אנטנה פרבולית). בסוף שנות ה-50, היו למכוונים מדגם Mark 37 מכ"מים מסוג Western Electric Mark 25 X-band עם צלחות עגולות ומחוררות. לבסוף, הותקנה אנטנת SPG 25 המעגלית מעל.

#### פריסה
מערכת בקרת אש תותחים מארק 37 הייתה בשימוש החל משנת 1939 ולאורך כל מלחמת העולם השנייה והותקנה במעל 500 משחתות, סיירות קלות וכבדות וגם בנושאות מטוסים וספינות מערכה כולל באוניות המערכה מסדרת איווה.

### מערכת בקרת אש תותחים 38 Mark
**מערכת בקרת האש של תותחי ה-Mark 38** (GFCS) שלטה על תותחי הסוללה הראשיים הגדולים של ספינות המערכה מסדרת *איווה*. מערכות המכ"ם ששימשו את ה-Mark 38 GFCS היו מתקדמות בהרבה ממערכות המכ"ם הפרימיטיביות ששימשו את היפנים במלחמת העולם השנייה. הרכיבים העיקריים היו מערכת בקרת האש, חדר התכנון וציוד העברת נתונים מחוברים. שתי המערכות, קדמית ואחורית, היו שלמות ועצמאיות. חדרי בקרת האש שלהן היו מבודדים כדי להגן מפני נזקי קרב.

#### מכוון מארק 38
**מכוון בקרת האש הקדמי Mark 38** הוצב על גבי מגדל בקרת האש. המכוון היה מצויד בכוונות אופטיות, מד טווח אופטי Mark 48, ואנטנת מכ"ם בקרת אש Mark 13. מטרת המכוון הייתה לעקוב אחר הכיוון והטווח הנוכחיים של המטרה. ניתן היה לעשות זאת באופן אופטי כאשר האנשים בפנים השתמשו בכוונות ומדד הטווח, או באופן אלקטרוני באמצעות המכ"ם. (מכ"ם בקרת האש היה השיטה המועדפת.) המיקום הנוכחי של המטרה נקרא קו הראייה (LOS), והוא נשלח ברציפות לחדר התצפית על ידי מנועים סינכרוניים. כאשר לא השתמשו בתצוגת המכ"ם למדידת נפילות פגזים, שימש המכוון כתחנת תצפית אופטית לנפילות.

#### חדר מכשירי בקרת האש
ימין|ממוזער|חדר המכשירים הראשי  אוניית המלחמה USS ''מיזורי'', בסביבות 1950
חדר בקרת האש לסוללה הראשית הקדמית היה ממוקם מתחת לקו המים ומוגן בשריון. הוא אכלס את טכנאי שולחן בקרת האש Mark 8 של המערכת הקדמית, טכנאי בקרת אש Mark 41, בקרות וצגי מכ"ם FC Mark 13, מתקיני פרלקסה, מרכזיית בקרת אש, מרכזיית טלפון קרב, מחווני מצב סוללה, קציני עזר לתותחנות ואנשי בקרת אש (FC) (בין השנים 1954 ו-1982, אנשי בקרת האש הוגדרו כטכנאי בקרת אש (FT)).
ממוזער|שולחן בקרת אש מארק 8
שולחן בקרת האש Mark 8 היה מחשב אנלוגי אלקטרו-מכני שתפקידו היה לחשב באופן רציף את כיוון וגובה התותח, קו הירי (LOF), כדי לפגוע במיקום עתידי של המטרה. הוא עשה זאת על ידי קבלת מידע אוטומטית מהמכוון (LOS), מכ"ם ה-FC (טווח), מצפן הגירוסקופ של הספינה (מסלול הספינה האמיתי), יומן הפיטומטר של הספינה (מהירות הספינה), ה-Stable Vertical (נטיית סיפון הספינה, הנמדדת כמפלס וגובה), ומד הרוח של הספינה (מהירות וכיוון רוח יחסיים). כמו כן, לפני תחילת פעולה כנגד מטרות שטח, טכנאי בקרת האש ביצעו קלט ידני עבור המהירות ההתחלתית הממוצעת של הקליעים שנורו מקני התותח של הסוללה, וצפיפות האוויר. שולחן בקרת האש חישב את התנועה היחסית בין הספינה שלו למטרה. לאחר מכן הוא היה יכול לחשב זווית היסט ושינוי טווח בין מיקום המטרה הנוכחי (LOS) למיקום העתידי בסוף זמן הטיסה של הקליע. לקיזוז כיוון וטווח זה, נוספו תיקונים עבור כוח משיכה, רוח, אפקט מגנוס של הקליע המסתובב, אותות ייצוב שמקורם באלמנט היציב, עקמומיות כדור הארץ ואפקט קוריוליס. התוצאה הייתה פקודות כיוון והגבהה (LOF) עבור הצריח. במהלך פעולת השטח, תיקוני טווח וסטייה וגובה המטרה (שונה מאפס במהלך סיוע באש תותחים) הוזנו ידנית.
ימין|ממוזער|אלמנט יציב אנכי מארק 41
האלמנט היציב Mark 41 היה גירוסקופ לחיפוש אנכי, ותפקידו היה לומר לשאר המערכת איזה כיוון למעלה על ספינה מתנדנדת. הוא גם הכיל את לחצני הירי של הסוללה (לשימוש כנגד מטרת שטח).

מכ"ם Mark 13 FC סיפק את טווח המטרה הנוכחי, והציג את נפילת הפגז סביב המטרה כך שקצין התותחנים יוכל לתקן את כיוון המערכת באמצעות תיקוני טווח והסטה בצידוד שהוכנסו לשולחן בקרת האש. הוא יכול גם לעקוב אוטומטית אחר המטרה על ידי שליטה על מנוע הכיוון של המכוון. בזכות המכ"ם, מערכות בקרת אש מסוגלות לעקוב ולירות לעבר מטרות בטווח גדול יותר ובדיוק רב יותר במהלך היום, הלילה או במזג אוויר סוער. הדבר הודגם בנובמבר 1942 כאשר אוניית המערכה וושינגטון תקפה את אוניית המערכה קירישימה של הצי הקיסרי היפני מטווח של  בלילה. הקרב הותיר *את קירישימה* בלהבות, והביא להטבעתה. זה נתן לצי ארצות הברית יתרון משמעותי במלחמת העולם השנייה, שכן היפנים לא פיתחו מכ"ם או בקרת אש אוטומטית ברמה של הצי האמריקאי והיו בעמדת נחיתות משמעותית.

מתקני הפרלקסה נחוצים מכיוון שהצריחים ממוקמים במרחק רב מהמכוון. יש מתקן פרלקסה אחד לכל צריח, ובכל אחד מהם מרחק הצריח והמכוון מוגדרים באופן ידני. הם קיבלו אוטומטית את כיוון המטרה היחסי (כיוון מחרטום הספינה) ואת טווח המטרה. הם תיקנו את ההכוונה עבור כל צריח כך שכל הפגזים שנורו במטח יתכנסו לאותה נקודה.
שמאל|ממוזער|לוח בקרת אש
לוח בקרת האש הגדיר את הסוללה. בעזרתו, קצין התותחנים יכול היה לשלב ולהתאים את שלושת הצריחים לשני מערכות בקרת האש. הוא יכול היה לשלוט על כל הצריחים על ידי המערכת הקדמית, על ידי המערכת האחורית, או לפצל את הסוללה כדי לירות על שתי מטרות.

סגני קציני התותחנים וטכנאי בקרת האש הפעילו את הציוד, שוחחו עם הצריחים ועם פיקוד הספינה באמצעות טלפון מופעל קול, ועקבו אחר חוגות שולחן בקרת האש ומחווני מצב המערכת לאיתור בעיות. אם התעוררה בעיה, הם יכלו לתקן את הבעיה, או להגדיר מחדש את המערכת כדי למתן ולעקוף את השפעת הבעיה.

### מערכת בקרת אש מארק 51
ממוזער|מארק 51 במאי עם מארק 14 (40 מ"מ) כוונת אקדח
תותחי הנ"מ בופורס 40 מ"מ היו ככל הנראה כלי הנשק הקל הטוב ביותר נגד מטוסים במלחמת העולם השנייה. הם שימשו כמעט בכל ספינת מלחמה גדולה בצי האמריקאי והבריטי במהלך מלחמת העולם השנייה, בין השנים 1943 ל-1945. הם היו יעילים ביותר על ספינות גדולות כמו משחתת מלווה או גדולה יותר, כאשר שולבו עם מנועים חשמליים-הידראוליים למהירות גבוהה יותר, ועם המכוון Mark 51 לשיפור הדיוק, הפך הבופורס 40 מ"מ ליריב מפחיד, והיה אחראי להפלת כמחצית מכלל המטוסים היפניים בין ה-1 באוקטובר 1944 ל-1 בפברואר 1945.

### מערכת בקרת אש תותחים 56 Mark
מערכת זו הייתה מערכת בקרת אש עבור תותחי נ"מ לטווח בינוני. היא תוכננה לשימוש נגד מטוסים תת-קוליים במהירות גבוהה. ניתן היה להשתמש בה גם נגד מטרות שטח. זו הייתה מערכת בליסטית כפולה. משמעות הדבר היא שהיא הייתה מסוגלת להפיק בו זמנית פקודות תותח עבור שני סוגי תותחים שונים (למשל: קליבר 5 אינץ'/38 ו-קליבר 3 אינץ'/50) נגד אותה מטרה. מכ"ם Mark 35 שלה היה מסוגל לעקוב אוטומטי אחר כיוון, גובה וטווח שהיה מדויק כמו כל מעקב אופטי. ניתן היה לשלוט על המערכת כולה מחדר המכשירים שמתחת לסיפון, עם או בלי צוות מכוון. זה אפשר רכישה מהירה של מטרה כאשר מטרה זוהתה וסומנה לראשונה על ידי מכ"ם החיפוש האווירי של הספינה, ועדיין לא נראתה מהסיפון. זמן פתרון המטרה שלה היה פחות משתי שניות לאחר "נעילה" של מכ"ם Mark 35. הוא תוכנן לקראת סוף מלחמת העולם השנייה, ככל הנראה בתגובה להתקפות מטוסי קמיקזה יפניים. הוא תוכנן על ידי פיזיקאי ומהנדס חשמל אמריקאי בשם איוון גטינג ומחשב הקישור שלו תוכנן על ידי מדען צ'כי בשם אנטונין סבובודה. מכוון התותח שלו לא היה מעוצב בצורת קופסה, ולא היה לו מד טווח אופטי. המערכת אוישה על ידי צוות של ארבעה. בצד שמאל של מכוון התותח, היה תא הטייס שבו עמד קצין הבקרה מאחורי מפעיל המכוון היושב (הנקרא גם מצביע מכוון). מתחת לסיפון, בחדר המכשירים הייתה קונסולת המכ"ם של מכוון סימן 4 שם ישבו מפעיל המכ"ם ועוקב המכ"ם. תנועת המכוון בכיוון הייתה בלתי מוגבלת מכיוון שהיו לו טבעות החלקה בכן שלו. (למכוון התותח סימן 37 היה חיבור כבל לגוף הספינה, ומדי פעם היה צריך "לפרוק" אותו.) עיצוב המערכת, היה גאוני למדי ופורץ דרך בכמה היבטים.

בשדרוג של 1968 ל-USS ניו ג'רזי לשירות מול חופי וייטנאם, הותקנו שלוש מערכות בקרת אש של תותחים מדגם Mark 56. שתיים מכל צד, ממש לפני המבנה האחורי, ואחת בין התורן האחורי למגדל המכוון האחורי של ה-Mark 38. הדבר הגדיל את יכולת הנ"מ *של ניו ג'רזי*, מכיוון שמערכת Mark 56 יכלה לעקוב ולירות על מטוסים מהירים יותר.

### מערכת בקרת אש תותחים מארק 63
הדגם Mark 63 הוצג בשנת 1953 ונועד לבקרת אש של שני סוגי תותחים תותח דו קני 4 אינץ'  ותותח דו קני 3 אינץ' קליבר 50 , מערכת בקרת האש כללה מכ"ם בקרת אש AN/SPG-34 וכוונת תותח Mark 29.

### מערכת בקרת אש תותחים מארק 68
ימין|ממוזער|צריח תותח מארק 42 בקוטר 5 אינץ'
הדגם Mark 68, שהוצג בתחילת שנות ה-50, היה שדרוג של דגם Mark 37, יעיל כנגד מטרות אוויריות ומטרות שטח. הוא שילב מכוון תותח מאויש, מכ"ם סריקה קונית לרכישה ועקיבה, מחשב אנלוגי לחישוב פתרונות בליסטיים ויחידת ייצוב גירוסקופית. מכוון התותח הותקן במקום גבוה וכל המכוון היה מיוצב.

לפחות בשנת 1958, המחשב היה ה-Mark 47, מערכת היברידית אלקטרונית/אלקטרו-מכנית. דומה במידה מסוימת ל-Mark 1A, היו בו ריזולברים חשמליים מדויקים במקום הריזולברים המכניים במערכות הקודמות, והוא השתמש בפוטנציומטרים ליניאריים מדויקים. בעוד שהגישה לחלק ניכר מה-Mark 1A דרשה פירוק זהיר וזמן ארוך (ימים ואף שבוע ימים כדי לגשת למנגנונים קבורים עמוק), ה-Mark 47 נבנה באופן שאפשר לשלוף את ששת החלקים העיקריים שלו מהמארז שלו לגישה נוחה לכל אחד מחלקיו.

בעוד שחישובי מארק 1/1A עבור רכיב הייצוב של פקודות תותחים לא יכלו להיות יותר מקירובים, הם היו מדויקים תאורטית במחשב מארק 47, שחושב על ידי שרשרת ריזולברים חשמלית.

תכנון המחשב התבסס על חשיבה מחודשת על בעיית בקרת האש; היא נתפסה בצורה שונה למדי.

ייצור מערכת זו נמשך למעלה מ-25 שנה. שדרוג דיגיטלי היה זמין בין השנים 1975 ל-1985, והיא הייתה בשירות עד שנות ה-2000. השדרוג הדיגיטלי פותח לשימוש במשחתות מסדרת ארלי ברק.

ה-**AN/SPG-53** היה מכ"ם בקרת אש של צי ארצות הברית, ששימש בשילוב עם מערכת בקרת האש של התותחים מדגם Mark 68. הוא שימש עם מערכת התותחים Mark 42 בקוטר 5 אינץ'/54, שהותקנו על סיירות ועל משחתות ופריגטות מסדרות שונות.
## מערכות בקרת אש ממוחשבות של צי ארצות הברית
### מערכת בקרת אש ימית סימן 86
ממוזער|צריח תותח קל משקל מדגם סימן 45
בשנת 1961, צי ארצות הברית דרש מערכת בקרת אש ממוחשבת ודיגיטלית לתותחים לצורך הפצצות חוף מדויקות יותר. חברת לוקהיד אלקטרוניקס ייצרה אב טיפוס עם בקרת אש מבוססת מכ"ם מסוג AN/SPQ-9 בשנת 1965. דרישה להגנה אווירית עיכבה את הייצור עם ה-AN/SPG-60 עד שנת 1971. המערכת סימן 86 נכנסה לשירות רק עם כניסתה לשירות של סיירת הטילים המונעת גרעינית בפברואר 1974, ולאחר מכן הותקנה על סיירות וספינות סער אמפיביות אמריקאיות. הספינה האמריקאית האחרונה שקיבלה את המערכת, הפורט רויאל (CG-73), נכנסה לשירות ביולי 1994.

מערכת סימן 86 על ספינות עם מערכת אגיס שולטת בתושבות תותחי ה-127 מ"מ (5 אינץ')/54 קליבר מסוג סימן 45 של הספינה, ויכולה להעסיק עד שתי מטרות בו-זמנית. המערכת משתמשת גם במערכת כיוון אופטית מרחוק המשתמשת במצלמת טלוויזיה עם עדשת זום טלפוטו המותקנת על התורן ועל כל אחד ממכ"מי ההארה.

### מערכת נשק תותחים סימן 34
[שמאל|ממוזער|מערכת נשק תותחים סימן 34 על ספינת צי ארצות הברית [ארלי ברק (DDG-51), 2012]]
מערכת נשק התותחים (בראשי תיבות באנגלית: GWS) סימן 34 מגיעה בגרסאות שונות. היא מהווה חלק בלתי נפרד ממערכת הנשק הקרבית אגיס במשחתות מסדרת ארלי ברק ובסיירות המותאמות מסדרת טיקונדרוגה. המערכת משלבת את תושבת התותח 127 מ"מ (5 אינץ')/54 או 127 מ"מ (5 אינץ')/62 קליבר מסוג סימן 45, מערכת כיוון אופטית סימן 46 או מערכת כיוון אלקטרו-אופטית סימן 20, ומערכת בקרת אש לתותחים / מערכת מחשב תותח סימן 160 מוד 4–11. גרסאות אחרות של ה-GWS סימן 34 נמצאות בשימוש ציים זרים וכן על ידי משמר החופים של ארצות הברית, כאשר לכל תצורה יש מצלמה או מערכת תותחים ייחודית משלה. המערכת יכולה לשמש כנגד ספינות שטח וכלי טיס עוינים קרובים, וכן כסיוע אש ימי כנגד מטרות חוף.

### מערכת בקרת אש סימן 92
שמאל|ממוזער|תותח סימן 75
מערכת בקרת האש סימן 92, שהיא גרסה אמריקאית של מערכת WM-25 שתוכננה בהולנד, אושרה לשימוש מבצעי בשנת 1975. היא נפרסה על גבי הפריגטות מסדרת אוליבר האזרד פרי הקטנות והסגפניות יחסית, כדי לשלוט בתותח הימי סימן 75 ובמערכת שיגור הטילים המונחים סימן 13 (הטילים הוסרו מאז יציאתה משירות של הגרסה של טיל הסטנדרד שהייתה בשימוש). מערכת "מוד 1" ששימשה בספינות הרחפת מסדרת פגסוס (שיצאו משירות) ובספינות ה-WMEC וה-WHEC של משמר החופים האמריקאי, יכולה לעקוב אחר מטרה אווירית או ימית אחת באמצעות העוקב החד-פולסי, ואחר שתי מטרות שטח או חוף. פריגטות מסדרת אוליבר האזרד פרי עם מערכת "מוד 2" יכולות לעקוב אחר מטרה אווירית או ימית נוספת תוך שימוש במכ"ם הארה ומעקב נפרד (STIR).

### מערכת מחשוב לתותח סימן 160
מערכת המחשוב לתותח (בראשי תיבות באנגלית: GCS) סימן 160, הנמצאת בשימוש במערכת נשק התותחים סימן 34, מכילה מחשב קונסולת תותח, לוח תצוגה, רשם-משחזר סרט מגנטי לאחסון נתונים, ארון אטום למים המכיל את ממיר נתוני האות ומיקרו-מעבד של תושבת התותח, לוח בקרת תושבת תותח, ומד מהירות.

## מערכות בקרת אש בחיל הים הישראלי
מערכות בקרת אש בחיל הים הישראלי הן חלק בלתי נפרד מכלי השיט שהיו ונמצאים בשירות. לפיכך הטכנולוגיות והיכולות שלהן היו בהתאם לסוגי כלי השיט והטכנולוגיות אשר היו זמינות בתקופות שירות השונות שלהם כמתואר להלן.

### הקמת המדינה ועד מלחמת ששת הימים
הקורבטות והפריגטות שהיו בשירות בחיל הים הישראלי, מהקמת המדינה, מבצע סיני, ועד לאחר מלחמת ששת הימים, היו מצוידות בתותחי שטח בקוטר 102 או - 120 מ"מ שהיו נשקן העיקרי. הספינות היו מצוידות במערכות בקרת אש מהדור בין מלחמת העולם הראשונה וקרוב יותר לתקופה שלפני פרוץ מלחמת העולם השנייה. כלומר, המערכות היו מורכבות משולחן רישום/סימון בטכנולוגיה של מחשב בקרה מכני וחשמלי אנלוגי עם העברת הנחיות בקרה לתותחים על יד מצייני כיוון בצידוד והגבהה על ידי מחוון מול מחוון שעון (חשמלי). למערכות היה מכוון אופטי טלסקופי מכ"ם חיפוש שטח בלבד. בנוסף היו תותחי 20 ו-40 מ"מ לשטח ונ"מ לטווחים קצרים, עד כ-1000 מטר, אשר השתמשו בכוונת שעון פתוחה.

לפני מבצע סיני חיל הים הישראלי הצטייד בשתי משחתות בריטיות מדגם Z (אח"י יפו ואח"י אילת) ובסיומה נוספה לסדר הכוחות המשחתת המצרית "איברהים אל אוול" (אח"י חיפה, גם מתוצרת בריטית) אשר שופצה לאחר הקרב בו נכנעה בתחילת מבעע סיני וצורפה לחיל הים. לאחר מבצע סיני נגרעו מסדר הכוחות של חיל הים הפריגטות שהיו עדיין בשירות ונשתיים מהן נמכרו לצי של ציילון, כיום סרי לנקה. המשחתות יפו, אילת וחיפה היו מצוידות ב ארבעה תותחי 4.5 אינץ' ו-4 אינץ דו-קני בהתאמה. מערכת בקרת אש שלהן הייתה מדור של אמצע וסוף מלחמת העולם השנייה. המערכות היו מורכבות משולחן בקרה בטכנולוגיה של מחשב מכני וחשמלי אנלוגי עם העברת הנחיות בקרה לתותחים על ידי מצייני כיוון בצידוד והגבהה על ידי מחוון מול מחוון שעון (חשמלי). למערכות כבר היה מכוון אופטי עם מכ"ם בקרת אש. כיוון שמכ"ם בקרת האש לא היה אמין במיוחד, בשנות ה-60 של המאה ה-20, מערכת המכ"ם שודרגה והוחלפה במכ"ם אשר סיפק למערכת הבקרה עבור המטרה טווח שוטף וכן אפשרות לראות ולשערך נפילות לצורך טיווח כאשר הכיוון הוזן מהמכוון. לספינות הייתה סוללה משנית לשטח ונ"מ של תותחי 40 מ"מ אשר פעלה בלי בקרת אש מרכזית אלא עם כוונות פתוחות שהיו לכל צריח של 40 מ"מ. בנוסף היו מקלעי 0.5 אינץ' על הסיפון ובמבנה העילי לשטח ונ"מ לטווחים קצרים, של עד כמה מאות מטר, אשר השתמשו בכוונת שעון פתוחה.

לספינות הטורפדו (טרפדת) של חיל הים בתקופה הזאת לא היו מערכות בקרת אש וירי הטורפדו בוצע בעזרת כוונת מכנית פשוטה שהייתה מותקנת בחזית גשר הפיקוד של הספינה והזנה ידנית של נתוני הירי. נתוני הירי התקבלו באופן בו הטווח למטרה נמדד על ידי מכ"ם הספינה ונתוני התנועה של המטרה חושבו על גבי שולחן סימון ושורטטו ידנית במרכז ידיעות הקרב שלה. באחת הספינות, ט-204, הותקן מכ"ם תנועה אמיתית אשר חישב את נתוני התנועה של המטרות.

### מלחמת ששת הימים ועד מלחמת יום הכיפורים ולאחריה
החל מדצמבר 1967 חיל הים התחיל להצטייד בספינות טילים אשר היו מצוידות בתחילה בטילי ים-ים גבריאל וגם בתותחי 40 מ"מ בספינות מסוג סער 1, תותח 76 מ"מ בספינות סער 3, ובהמשך בטילי ים-ים נוספים, בטילי נ"מ ומערכות נשק כנגד טילים בספינות סער 4, סער 4.5, סער 5, וסער 6. כל סוגי הנשק הללו הופעלו על ידי מערכות בקרת אש.

בקרת האש בספינות סער 1 לתותחי 40 מ"מ כללה מחשב אלקטרו-מכני משולב אשר הוחלף במחשב ספרתי משולב עם מכ"ם בקרת אש ומכוון אופטי. מערכת בקרת אש זאת שירתה גם את טילי הגבריאל.

בקרת האש בספינות סער 2 לתותחי 40 מ"מ כללה מחשב אלקטרו-מכני משולב אשר הוחלף במחשב ספרתי משולב עם מכ"ם בקרת אש ומכוון אופטי. מערכת בקרת אש זאת שירתה גם את טילי הגבריאל. בספינות שהוסבו ללוחמת נצ"ל נוספה גם מערכת שיגור ובקרת אש לירי טורפדו נגד צוללות אשר שולבה עם סונר נגרר.

בקרת האש בספינות סער 3 לתותח 76 מ"מ כללה מחשב אלקטרו-מכני משולב אשר הוחלף במחשב ספרתי משולב עם מכ"ם בקרת אש ומכוון אופטי. מערכת בקרת אש זאת שירתה גם את טילי הגבריאל.

בקרת האש בספינות סער 4 לתותחי 76 מ"מ כללה מחשב מחשב ספרתי משולב עם מכ"ם בקרת אש ומכוון אופטי. מערכת בקרת אש זאת שירתה גם את טילי הגבריאל. ב-1982 תותח החרטום הוחלף במערכת נשק אוטונומית מסוג וולקן פאלנקס. בספינות שהוסבו ללוחמת נצ"ל נוספה גם מערכת שיגור ובקרת אש לירי טורפדו נגד צוללות אשר שולבה עם סונר נגרר.

בקרת האש בספינות סער 4.5 לתותחי 76 מ"מ כוללת מחשב מחשב ספרתי משולב עם מכ"ם בקרת אש ומכוון אופטי. מערכת בקרת אש זאת שירתה גם את טילי הגבריאל. ב-1982 תותח החרטום הוחלף במערכת נשק אוטונומית מסוג וולקן פאלנקס. מערכת וולקן פאלנקס הוחלפה במערכת טילים נגד טילים ברק עם מערכת בקרת אש משלה.

בקרת האש בספינות סער 5 כוללת מערכת נשק אוטונומית מסוג וולקן פאלנקס. מערכת וולקן פאלנקס הוחלפה במערכת טילים נגד טילים ברק עם מערכת בקרת אש משלה. בספינה קיימת גם מערכת לוחמת נצ"ל שכוללת מערכת שיגור ובקרת אש לירי טורפדו נגד צוללות אשר שולבה עם סונר קוער.

ספינות זיוונית (סנפירית), כללו שני אבות-טיפוס אשר לא הגיעו לכלל שירות מבצעי, וכללו מוצב נשק נשלט מרחוק עם תותח 30 מ"מ דו-קני ומערכת נשק שכוללת תת-מערכת בקרת אש ספרתית ומכ"ם.

ספינות סער 6 תכלול כנראה מערכת נשק משולבת אשר תבצע בקרת אש לכל מערכות הנשק אשר יכללו תותח 76 מ"מ, טילי ים-ים וטילי נ"מ (ים-אוויר) ממשפחות הברק, הגרסה הימית של כיפת ברזל, עם מכ"ם 3D כחיישן עיקרי. כמו כן תהיה סוללה משנית של עמדות טייפון עם תותח אוטומטי 25 מ"מ. מערכת לוחמת נצ"ל שכוללת מערכת שיגור ובקרת אש לירי טורפדו נגד צוללות אשר משולבת עם סונר קוער.

כל סוגי הספינות שלעיל כוללים מערכת נשק של טילי ים-ים מסוג הרפון מונחי מכ"ם. יש לה מערכת בקרת אש עצמאית המשולבת עם מערכות הלחימה והחיישנים הישימים עבורה של הספינה.

## ראו גם
* מערכת בקרת אש מערכות קרקעיות, ימיות ואוויריות
* שולחן בקרת אש
* מכוון אופטי
* מכ"ם בקרת אש
* מד טווח
* תותח ימי
* מערכת נשק לטווח קרוב CIWS 

## לקריאה נוספת

* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 


## קישורים חיצוניים
* יסודות בקרת אש, 1953
* מערכת בקרת הזווית הגבוהה הבריטית (HACS)
* מדריך הפעלה למערכת HACS III, חלק ראשון
* מדריך הפעלה למערכת HACS III, חלק שני
* בקרת אש הטובה ביותר לספינות קרב - השוואה בין מערכות ספינות קרב ממלחמת העולם השנייה
* נספח - מיון המכשור במכוונים - הצי הבריטי, 1940
* ספר כיס לתותחנים של הצי המלכותי, 1945
* מדריך משנת 1945 למחשב Mark 1 ו-Mark 1a
* מדריך תחזוקה משנת 1947 למחשב Mark 1
* מדריך משנת 1944 לרכיב היציב Mark 6
* הוראות הפעלה משנת 1949 למערכת בקרת אש תותחים מארק 37, באתר ibiblio.org
* תיאור כללי והפעלה למכוון מארק 37 ומחשב Mark 1 Mod 1, באתר NavSource
* תחמושת ותותחנות ימית, כרך 2, בקרת אש, מהדורה מקוונת של הספר Naval Ordnance and Gunnery, Volume 2 Fire Control בהוצאת NAVPERS U.S. Navy, Bureau of Naval Personnel משנת 1958
* תחמושת ותותחנים ימיים, כרך 2, פרק 25, מערכת בקרת אש מארק 37 כדוגמא למערכת לינארית כנגד מטוסים
* ויליאם ג'ורנס, התפתחות התותחנות בספינות מלחמה בצי האמריקאי 1920-1945, באתר Naval Weapons, פורסם לראשונה ב-Warship International No. 3, בשנת 1991

## ביאורים

## הערות שוליים

קטגוריה:אמצעי לחימה ימיים
קטגוריה:אמצעי לחימה בריטיים
קטגוריה:אמצעי לחימה יפניים
קטגוריה:אמצעי לחימה אמריקאיים
קטגוריה:חיל הים הישראלי: אמצעי לחימה