Głównym zadaniem czołgu jest zapewnienie skutecznego ostrzału z armaty z miejsca i w ruchu w każdych warunkach meteorologicznych przeciwko ruchomemu i nieruchomemu celowi. Aby rozwiązać ten problem, czołg posiada urządzenia i systemy, które zapewniają wyszukiwanie i wykrywanie celu, naprowadzanie broni na cel i branie pod uwagę wszystkich parametrów, które wpływają na dokładność strzelania.
Na czołgach radzieckich i zagranicznych do lat 70. SKO nie istniał, istniał zestaw urządzeń optycznych i optoelektronicznych oraz celowników z niestabilizowanym polem widzenia i dalmierzami optycznymi, które nie zapewniały niezbędnej dokładności pomiaru odległości do celu. Stopniowo na czołgach wprowadzono urządzenia ze stabilizacją pola widzenia i stabilizatorami broni, które pozwalały strzelcowi utrzymać celownik i działo na celu podczas ruchu czołgu. Przed oddaniem strzału działonowy musiał określić szereg parametrów wpływających na celność strzału i uwzględnić je podczas strzelania.
W takich warunkach celność strzelania nie mogła być wysoka. Wymagane były urządzenia zapewniające automatyczne rejestrowanie parametrów strzelania, niezależnie od umiejętności strzelca.
Złożoność zadania tłumaczono zbyt dużym zestawem parametrów wpływających na ostrzał i niemożnością ich dokładnego uwzględnienia przez działonowego. Następujące grupy parametrów wpływają na dokładność strzelania z działa czołgowego:
- balistyka armatniowo-odrzutowego systemu z uwzględnieniem warunków meteorologicznych ostrzału;
- dokładność celowania;
- dokładność ustawienia linii celowania i osi lufy armaty;
- kinematyka ruchu czołgu i celu.
Balistyka dla każdego rodzaju pocisku zależy od następujących cech:
- zasięg do celu;
- prędkość początkowa pocisku, określona przez:
a) temperatura prochu (ładunku) w momencie strzału;
b) zużycie otworu lufy broni;
d) jakość prochu i zgodność z wymaganiami technicznymi łuski;
- prędkość wiatru bocznego na trajektorii pocisku;
- prędkość wiatru podłużnego na trajektorii pocisku;
- ciśnienie powietrza;
- temperatura powietrza;
- dokładność zgodności geometrii pocisku z dokumentacją techniczną i technologiczną.
Dokładność celowania zależy od następujących cech:
- dokładność stabilizacji linii celowania w pionie i poziomie;
- dokładność transmisji obrazu pola widzenia przez układy optyczne, elektroniczne i mechaniczne celownika od okienka wejściowego do okularu celownika;
- charakterystyka optyczna celownika.
Dokładność wyrównania linii wzroku a oś otworu lufy armaty zależy od:
- dokładność stabilizacji działa w kierunku pionowym i poziomym;
- dokładność transmisji położenia linii celowniczej w pionie w stosunku do działa;
- przesunięcie linii celowania po horyzoncie względem osi lufy armaty;
- wygięcie lufy działa;
- prędkość kątowa pionowego ruchu działa w momencie strzału.
Kinematyka ruchu czołgu i celu cechuje:
- prędkość promieniowa i kątowa zbiornika;
- prędkość promieniowa i kątowa celu;
- rolka osi szpilek pistoletu.
Charakterystyki balistyczne działa czołgowego są ustalane przez tabelę ostrzału, która zawiera informacje o kątach celowania, czasie lotu do celu oraz poprawkach do korekcji danych balistycznych w zależności od zasięgu celu i warunków ostrzału.
Spośród wszystkich cech największy wpływ ma dokładność określania odległości do celu, dlatego dla OMS fundamentalnie ważne było użycie dokładnego dalmierza, który pojawił się dopiero wraz z wprowadzeniem dalmierzy laserowych, które zapewniają niezbędną dokładność niezależnie od tego zasięgu do celu.
Z zestawu cech wpływających na celność strzelania z czołgu widać, że całe zadanie może rozwiązać tylko specjalny komputer. Spośród dwóch tuzinów cech wymaganą dokładność niektórych z nich mogą zapewnić środki techniczne celownika i stabilizatora broni (dokładność celowania, dokładność stabilizacji działa, dokładność przeniesienia linii celowania względem działa), oraz reszta może być określona metodami bezpośrednimi lub pośrednimi przez czujniki informacji wejściowych i uwzględniona przy automatycznym generowaniu i wprowadzaniu odpowiednich poprawek przez komputer balistyczny podczas strzelania.
Zasada działania komputera balistycznego czołgu opiera się na utworzeniu w pamięci komputera krzywych balistycznych dla każdego rodzaju pocisku metodą odcinkowo liniowego przybliżenia tablic strzelania w zależności od zasięgu, meteorologicznych warunków balistycznych i kinematycznych ruch czołgu i celu podczas strzelania.
Na podstawie tych danych obliczany jest pionowy kąt celowania działa i czas lotu pocisku do celu, zgodnie z którym, biorąc pod uwagę prędkość kątową i promieniową czołgu i celu, kąt natarcia bocznego wzdłuż horyzontu jest określony. Kąty celowania i prowadzenia bocznego przez czujnik kąta położenia linii celowania w stosunku do broni wprowadza się do napędów stabilizatora broni i pod tymi kątami broń jest niedopasowana do linii celowania. Do tego potrzebny jest celownik z niezależną stabilizacją pola widzenia w pionie i horyzoncie.
Taki system przygotowania i oddania strzału zapewnia najwyższą celność strzału i elementarną prostą pracę strzelca. Musi tylko umieścić znak celowania na celu, zmierzyć odległość do celu, naciskając przycisk i utrzymać znak celowania na celu przed oddaniem strzału.
Wprowadzenie dalmierza laserowego i komputera balistycznego czołgu na czołgu doprowadziło do rewolucyjnych zmian w stworzeniu systemu kierowania ogniem czołgu, który łączy celownik, dalmierz laserowy, stabilizator broni, komputer balistyczny czołgu i czujniki informacji wejściowych w jeden zautomatyzowany kompleks. System zapewnia automatyczne zbieranie informacji o warunkach ostrzału, obliczanie kątów celowania i skoku bocznego oraz wprowadzanie ich do napędów działa i wieży.
Pierwsze mechaniczne kalkulatory balistyczne (maszyny sumujące) pojawiły się na amerykańskich czołgach oraz M48 i M60. Były niedoskonałe i zawodne, prawie niemożliwe do użycia. Działonowy musiał ręcznie nastawiać zasięg na kalkulatorze, a obliczone poprawki wprowadzano do celownika za pomocą napędu mechanicznego.
W M60A1 (1965) komputer mechaniczny zastąpiono elektronicznym komputerem analogowo-cyfrowym, a w modyfikacji M60A2 (1971) zainstalowano komputer cyfrowy M21, który automatycznie przetwarza informacje o odległości od dalmierza laserowego i czujniki informacji wejściowych (prędkość i kierunek ruchu czołgu i celu, prędkość i kierunek wiatru, przechylenie osi działa). Dane o temperaturze i ciśnieniu powietrza, temperaturze ładunku, zużyciu lufy działa wprowadzano ręcznie.
Celownik posiadał stabilizację pionową i poziomą pola widzenia zależną od stabilizatora broni i niemożliwe było automatyczne wprowadzenie kątów celowania i natarcia do napędów działa i wieży.
Na czołgu Leopard A4 (1974) zainstalowano cyfrowy komputer balistyczny FLER-H, który przetwarza informacje z dalmierza laserowego i czujników informacji wejściowych w taki sam sposób, jak w czołgu M60A2. W czołgach Leopard 2 (1974) i M1 (1974) zastosowano cyfrowe komputery balistyczne, działające na tej samej zasadzie i z tymi samymi zestawami czujników informacji wejściowych.
Pierwszy radziecki analogowo-cyfrowy TBV został wprowadzony do LMS w pierwszych partiach czołgu T-64B (1973), a następnie został zastąpiony przez cyfrowy TBV 1V517 (1976). Komputer balistyczny automatycznie przetwarzał informacje z dalmierza laserowego i wprowadzał dane z czujników: czujnik prędkości czołgu, czujnik położenia wieży względem kadłuba czołgu, sygnał z panelu naprowadzania działonowego (który służył do obliczania prędkości i kierunku ruchu czołgu i celu), czujnik prędkości bocznego wiatru, czujnik przechyłu osi szpilek armaty. Dane o temperaturze i ciśnieniu powietrza, temperaturze ładunku, zużyciu lufy działa wprowadzano ręcznie.
Celownik działonowego posiadał niezależną stabilizację pola widzenia, a obliczone kąty celowania TBV i boczne kąty natarcia były automatycznie wprowadzane do napędu działa i wieży, utrzymując w bezruchu celownik działonowego.
Radzieckie komputery balistyczne czołgów zostały opracowane w Laboratorium Oddziałowym Moskiewskiego Instytutu Techniki Elektronicznej (MIET) i wprowadzone do masowej produkcji, ponieważ w tym czasie przemysł nie miał doświadczenia w opracowywaniu takich urządzeń. Komputer balistyczny 1В517 był pierwszym radzieckim cyfrowym komputerem balistycznym dla czołgu, a następnie MIET opracował i przyjął szereg komputerów balistycznych dla wszystkich radzieckich czołgów i artylerii. MIET rozpoczął również pierwsze badania nad stworzeniem zintegrowanego systemu informacji i sterowania zbiornikiem.
W MSA pierwszej generacji znaczna część cech wpływających na dokładność strzelania była wprowadzana do TBV ręcznie. Wraz z ulepszeniem LMS problem ten został rozwiązany, prawie wszystkie cechy są teraz określane i automatycznie wprowadzane do TBV.
Początkowa prędkość pocisku, która zależy od zużycia otworu lufy działa, temperatury i jakości prochu, zaczęła być rejestrowana przez zainstalowane urządzenie do określania prędkości pocisku podczas wylatywania z działa na lufie pistoletu. Za pomocą tego urządzenia TBV automatycznie generuje poprawkę na zmianę prędkości pocisku z tabeli dla drugiego i kolejnych strzałów tego typu pocisku.
Wygięcie lufy, które zmienia się w zależności od nagrzewania się lufy podczas ostrzału tempowego, a nawet światła słonecznego, zaczęło być brane pod uwagę przez miernik gięcia, który jest również montowany na lufie działa. Ustawienie linii celowania wzdłuż horyzontu i osi otworu lufy działa zaczęto przeprowadzać nie w stałym uśrednionym zakresie, ale zgodnie z obliczonym zasięgiem TBV w miejscu docelowym.
Temperatura i ciśnienie powietrza, wiatr boczny i wzdłużny są automatycznie uwzględniane i wprowadzane do TBV za pomocą złożonego czujnika stanu atmosfery zainstalowanego na wieży czołgu.
