Het High Angle Control System (HACS) was een Brits vuurleidingssysteem ontworpen voor luchtafweer op schepen van de Royal Navy. Het systeem werd in 1931 ingevoerd en speelde een belangrijke rol tijdens de Tweede Wereldoorlog. Het HACS berekende de benodigde afbuiging om een explosief projectiel op de juiste locatie van een vliegend doelwit af te laten gaan.
Inhouds opgave
Vroege Geschiedenis van HACS
De ontwikkeling van het HACS begon in de jaren 1920. De eerste versie, HACS I, werd in januari 1930 in gebruik genomen op het slagschip HMS Valiant. Deze eerste versie had echter geen stabilisatie of elektrische aandrijving om de richtapparatuur te bedienen.
Verbeteringen in Latere Versies
In 1935 werd HACS III geïntroduceerd, een geavanceerdere versie met hydraulische aandrijving, verbeterde gegevensoverdracht en stabilisatiefuncties. Een belangrijk onderdeel was de HACS III-tafel, een mechanische computer die onder meer de maximale doelsnelheid verhoogde tot 350 knopen (ongeveer 650 km/u). De tafel bevatte verbeteringen zoals automatische voorspelling van de tijdsontsteking van granaten en stabilisatie van gegevens via gyro-invoer.
Ondanks verbeteringen in de loop van de jaren, zoals de HACS Mark IV in 1939, bleef het systeem vooral effectief tegen langzaam en rechtlijnig vliegende vliegtuigen. Tegen snel bewegende moderne vliegtuigen bleek het systeem echter tekort te schieten.
Werking van het HACS
Gegevensverzameling
De gegevens over doelwitlocatie, zoals richting en hoogte, werden gemeten door de UD4 Hoogte- en Afstandszoeker, een optisch instrument in de High Angle Director Tower (HADT). Aanvullende gegevens, zoals de koers van het doel, werden bepaald door het graticule van een verrekijker op het vliegtuig uit te lijnen. Snelheidswaarden werden geschat op basis van het type doelwit.
Berekeningen met een mechanische analoge computer
In het High Angle Control System werden geavanceerde computationele berekeningen uitgevoerd om luchtafweervuur nauwkeurig te richten. De verzamelde gegevens, zoals doelhoogte, richting, snelheid en afstand, werden elektrisch doorgestuurd naar de High Angle Calculating Position (HACP). Hier verwerkte een mechanische computer deze informatie om de snelheid en richting van het doel te voorspellen.
De berekeningen omvatten het bepalen van de “range rate”, ofwel de snelheid waarmee het doel zich langs de gezichtsas verplaatste. Deze waarde werd constant geüpdatet door een feedbacklus, waarbij afwijkingen tussen de voorspelde en werkelijke positie van het doel werden gecorrigeerd. Dit proces maakte het mogelijk om real-time aanpassingen te maken, zodat de afvuurrichting van de kanonnen nauwkeurig bleef.
Visuele Interface
Een kenmerkend aspect van het HACS was de “deflectiescherm”-weergave. Op een cirkelvormig scherm werden gegevens weergegeven als een ellips, waarvan de vorm afhankelijk was van de hoogte, afstand en snelheid van het doelwit. Operators gebruikten controles om lijnen op het scherm uit te lijnen met de ellips, waarmee de schietrichtingen en elevaties voor de kanonnen werden bepaald. Dit systeem minimaliseerde de noodzaak voor complexe mechanische berekeningen.
Informatieoverdracht en Feedbackloops
De HADT functioneerde als een centrale eenheid voor het verzamelen en verwerken van informatie. Data over geschatte snelheid, hoogte en richting werden doorgestuurd naar de HACP, die berekeningen terugstuurde naar de HADT en uiteindelijk naar de kanonnen. Feedback over de nauwkeurigheid van de granaatexplosies werd gebruikt om schattingen van snelheid en richting verder te verfijnen. Dit proces verhoogde de kans op een succesvolle inslag, vooral wanneer het doelwit een rechte koers aanhield.
Oefeningen met Doelwitten
In 1933 werd het HACS voor het eerst succesvol ingezet tegen radiogestuurde vliegtuigen, een primeur in de maritieme luchtverdediging. Het systeem bewees zijn effectiviteit door in 1936 meerdere Queen Bee-doelwitten te vernietigen tijdens oefeningen in de Middellandse Zee. Deze oefeningen werden uitgevoerd met speciale oefenmunitie om schade aan kostbare doelvliegtuigen te beperken.
HACS en Technologische Ontwikkelingen
In 1940 introduceerde de Royal Navy de Gyro Rate Unit (GRU), een analoge computer die direct de snelheid en richting van een doelwit berekende. Dit veranderde het HACS in een tachometrisch systeem, dat geavanceerdere voorspellingen mogelijk maakte. Tegelijkertijd werd radartechnologie toegevoegd aan het systeem. Zo werd het HACS uitgerust met radar voor nauwkeurige afstandsmetingen, wat het systeem aanzienlijk effectiever maakte in gevechtssituaties.
De toevoeging van de GRU en de bijbehorende “Gyro Rate Unit Box” (GRUB) stelde het systeem in staat om doelen met een snelheid van 360 knopen (ongeveer 670 km/u) op afstanden tot 2.000 meter te volgen. Hiermee konden niet-lineaire vliegbewegingen beter worden voorspeld. Hoewel radartechnologie de nauwkeurigheid van het systeem verbeterde, bleef het HACS, net als andere mechanische luchtafweersystemen uit die tijd, beperkingen kennen, zoals een hoge munitieconsumptie per vernietigd doel.
Het Fuze Keeping Clock Systeem
Op kleinere schepen, zoals torpedobootjagers, werd een vereenvoudigde versie van het HACS gebruikt: het Fuze Keeping Clock (FKC)-systeem. Dit systeem stelde schepen met beperkt geschut in staat om tijdsontstekers voor luchtafweermunitie nauwkeurig in te stellen. Hoewel het FKC een bruikbare oplossing bood, konden deze schepen zich minder goed verdedigen tegen aanvallen van duikbommenwerpers, mede door de beperkingen van hun wapensystemen.
Automatische Barrières en Aanvullende Technologieën
Een andere belangrijke innovatie was de Auto Barrage Unit (ABU), een gespecialiseerde vuurleidingscomputer in combinatie met Type 283-radar. De ABU werd ontworpen om tijdsontstoken granaten automatisch af te vuren op voorspelde posities van naderende vijandelijke vliegtuigen. Het systeem bood een beperkte “blind fire”-mogelijkheid en werd gebruikt als aanvulling op de HACS, vooral op schepen zonder volledig geïntegreerde luchtafweersystemen.
Operationele Ervaringen
De Slag bij Kreta
Tijdens de Slag bij Kreta in 1941 bewees het HACS zijn waarde. HMS Fiji, uitgerust met een gestabiliseerd HACS IV-systeem, wist urenlang vijandelijke vliegtuigen af te weren, ondanks de beperkte voorraad luchtafweermunitie. Uiteindelijk werd het schip tot zinken gebracht nadat de munitie volledig was uitgeput, maar het HACS speelde een belangrijke rol in de verdediging.
HMS Prince of Wales
Een ander voorbeeld van de effectiviteit van het systeem was HMS Prince of Wales, uitgerust met HACS IVGB en geavanceerde radarapparatuur. Het schip beschikte over negen radars specifiek voor luchtafweertaken. Tijdens Operatie Halberd in 1941 demonstreerde de Prince of Wales indrukwekkende langeafstandsprecisie met radargeleid vuur.
Hoewel het systeem tekortkomingen vertoonde tijdens de aanval op Force Z door Japanse vliegtuigen, waren deze eerder te wijten aan de extreme tropische omstandigheden en de verslechterde staat van de munitie dan aan het HACS zelf.
Statistieken en Effectiviteit
Tijdens de Tweede Wereldoorlog claimde de Royal Navy aanzienlijke successen met scheepsgebonden luchtafweervuur. Tot 31 december 1942 rapporteerde de marine 524 zekere vernietigingen en 183 waarschijnlijke vernietigingen door grote oorlogsschepen met systemen zoals HACS. Kleinere schepen en koopvaardijschepen zonder geavanceerde vuurleiding behaalden minder indrukwekkende resultaten, maar droegen nog steeds bij aan de totale verdediging.
Radarupgrades en Innovaties in de Late Oorlogsjaren
In 1944 introduceerde de Royal Navy het HACS Mark VI-directorsysteem met Type 275-radar. Deze radar, gebaseerd op centimetergolflengtes, stelde het systeem in staat om nauwkeurigere metingen te verrichten en betere blind fire-capaciteiten te bieden. Bovendien werd Remote Power Control (RPC) toegevoegd, waarmee luchtafweerkanonnen automatisch konden worden uitgelijnd met de richttorens. Dit verbeterde de reactietijd aanzienlijk en verminderde fouten door menselijke operators.
Conclusie
Het High Angle Control System was een baanbrekende innovatie in de luchtafweer van de Royal Navy. Gedurende de Tweede Wereldoorlog evolueerde het systeem van een mechanisch rekenapparaat naar een geavanceerd netwerk met radar en analoge computergestuurde functies. Ondanks enkele beperkingen speelde het HACS een belangrijke rol in de verdediging van de Britse vloot tegen luchtaanvallen. De voortdurende verbeteringen en integratie van nieuwe technologieën maakten het systeem tot een essentieel onderdeel van de maritieme oorlogsvoering in de 20e eeuw.
Bronnen en meer informatie
- Afbeelding 1: UK Admiralty, Public domain, via Wikimedia Commons
- Afbeelding 2: IWM, CC0, via Wikimedia Commons
- Bromley, Allan (2004). British Mechanical Gunnery Computers of World War II. IEEE Annals of the History of Computing. DOI: 10.1109/MAHC.2004.1278844.
- Campbell, John (1985). Naval Weapons of World War Two. Annapolis: Naval Institute Press. ISBN 978-0-87021-459-2.
- Kingsley, F.A. (1995). The Development of Radar Equipments for the Royal Navy 1935–45. London: Macmillan Press. ISBN 978-0-333-60195-3. DOI: 10.1007/978-1-349-13468-4.
- Raven, Alan & Roberts, John (1976). British Battleships of World War Two: The Development and Technical History of the Royal Navy’s Battleship and Battlecruisers from 1911 to 1946. Annapolis: Naval Institute Press. ISBN 978-0-87021-817-0.
- Friedman, Norman (2006). Naval Firepower: Battleship Guns and Gunnery in the Dreadnought Era. Annapolis: Naval Institute Press. ISBN 978-1-59114-555-4.
- Pout, H.R. (2004). Weapon Control in the Royal Navy 1935–45. In: Kingsley, F.A. (Ed.), Radar and Other Electronic Systems in the Royal Navy in World War II. London: Palgrave Macmillan. DOI: 10.1057/9780230598494_4.
- Bronnen mei1940
