Бомбовый прицел

редактировать

Ранний бомбовый прицел, 1910-е годы 1923 года Прототип бомбового прицела Norden MK XI

A бомбовый прицел - устройство, используемое военными самолетами сбросить бомбы точно. Бомбардировочные прицелы, характерные для боевых самолетов со времен Первой мировой войны, сначала были обнаружены специально разработанные бомбардировщиках, а были перемещены на истребители-бомбардировщики и современные тактический самолет, поскольку он взял на себя основную бомбардировку.

Бомбовой прицел должен оценить путь, по которому проходит бомба пойдет после из самолета. Две основные силы во время падения - это гравитация и сопротивление воздуха, которые делают путь бомбы в воздухе примерно параболическим. Есть дополнительные факторы, такие как воздушные шары в плотности воздуха и ветер. Эти эффекты можно свести к минимуму, уменьшив время падения с помощью бомбардировок с малой высоты или увеличив скорость бомб. Эти эффекты объединены в пикирующем бомбардировщике .

. Однако бомбардировка с большой высотной опасностью для бомбардировщика из-за наземной обороны, а точная бомбардировка с большой высот всегда была желательна. Это привело к появлению ряда более сложных конструкций бомбовых прицелов, предназначенных для бомбардировок с большой высоты.

Прицелы были впервые применены до Первой мировой войны и с тех порерпели несколько серьезных изменений. Самыми ранними системами были прицельные приспособления, которые были настроены на предполагаемый угол падения. В некоторых случаях они состояли из не более чем набора гвоздей, забитых в удобный лонжерон, линии, нанесенные на самолет, или визуальных совмещений определенных частей конструкции. Они были установлены самыми быстрыми системами, разработанными по индивидуальному заказу, обычно прицельными приспособлениями, которые можно установить в зависимости от скорости и высоты самолета. Эти ранние системы были заменены векторными бомбовыми прицелами, которые добавили возможность измерения и корректировки ветра. Различные бомбовые прицелы использовались для высот до 3000 м и скорости до 300 км / ч.

В 1930-х годах механические компьютеры с производительностью, необходимой для решения проблемы, начала работать в новых тахометрических прицелах, самым известным из которых является Норден. Затем во время Второй мировой войны, тахометрические бомбовые прицелы часто сочетались с радиолокационными системами, чтобы обеспечить точное бомбометание сквозь облака или ночью. Как правило, роль передана специальным радиолокационным бомбовым прицелам.

Наконец, особенно с 1960-х годов, были введены полностью компьютеризированные бомбовые прицелы, в бомбардировка сочеталась с навигацией и картографированием дальнего действия.

Современные самолеты не имеют бомбового прицела, но используют компьютеризированные системы, которые объединяют бомбардировку, артиллерийский огонь, ракетный огонь и навигацию в едином лобовом дисплее. Эти системы рассчитывать траекторию бомбы в реального времени по мере маневрирования самолета, а также увеличивать возможность регулировки в зависимости от относительной, относительной скорости движущихся целей и угла набора высоты или пикирования. Это делает их полезными как для горизонтальных бомбардировок, как в предыдущих поколениях, так и для тактических миссий, которые раньше бомбили на глаз.

Содержание

  • 1 Концепция бомбового прицела
    • 1.1 Силы на бомбе
    • 1.2 Проблема бомбового прицела
    • 1.3 Точность
  • 2 Ранние системы
  • 3 Векторные прицельные приспособления для бомбардировщиков
  • 4 Тахометрические прицелы
  • 5 Радиолокационные бомбардировки и комплексные системы
  • 6 Послевоенные разработки
  • 7 Современные системы
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Библиография

Концепции бомбового прицела

Силы на бомбе

Сопротивление бомбы для заданной плотности воздуха и угла атаки пропорционально квадрату относительной скорости воздуха. Если вертикальный компонент скорости обозначен как vv {\ displaystyle v_ {v}}{\ displaystyle v_ {v}} , а горизонтальный компонент - как vh {\ displaystyle v_ {h}}{\ displaystyle v_ {h}} тогда скорость будет vv 2 + vh 2 {\ displaystyle {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}}}{\ displaystyle {\ sqrt {v_ {v} ^ {2 } + v_ {h} ^ {2}}}} , а по вертикали и горизонтальные компоненты сопротивления :

dv = CA ρ vvvv 2 + vh 2 (vv 2 + vh 2) = CA ρ vvvv 2 + vh 2 {\ displaystyle {\ begin {align} d_ {v} = CA \ rho {\ frac { v_ {v}} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}}} (v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}) \\ = CA \ rho v_ {v} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}} \ end {align}}}{\ displaystyle {\ begin {align} d_ {v} = CA \ rho {\ frac {v_ {v}} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ { 2}}}} (v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}) \\ = CA \ rho v_ {v} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ { h} ^ {2}}} \ end {align}}}
dh = CA ρ vhvv 2 + vh 2 (vv 2 + vh 2) = CA ρ vhvv 2 + vh 2 {\ displaystyle {\ begin {выровнено} d_ {h} ​​= CA \ rho {\ frac {v_ {h}} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}}} (v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}) \\ = CA \ rho v_ {h} { \ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}} \ end {align}}}{\ displaystyle {\ begin {align} d_ {h} = CA \ rho {\ frac {v_ {h}} {\ sqrt {v _ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}}} (v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}) \\ = CA \ rho v_ {h} {\ sqrt {v_ {v} ^ {2} + v_ {h} ^ {2}}} \ end {align}}}

где C - коэффициент сопротивления, A - поперечное сечение площади, ρ - плотность воздуха. Эти уравнения показывают, что горизонтальная скорость увеличивает вертикальное сопротивление, а вертикальное увеличение горизонтальное сопротивление. Эти эффекты игнорируются в следующем обсуждении.

Для начала рассмотрим только вертикальное движение бомбы. В этом направлении на бомбу действуют две основные силы: гравитация и сопротивление, первая и вторая, изменяющаяся в квадрате скорости. Для самолета, летящего прямо и горизонтально, начальная вертикальная скорость бомбы будет равна нулю, что означает, что у него также будет нулевое вертикальное сопротивление. Гравитация ускоряет бомбу вниз, а по мере увеличения ее скорости - сила сопротивления. В какой-то момент (по мере увеличения скорости и плотности воздуха) сила сопротивления станет равной силе тяжести, и бомба достигнет конечной скорости. Воздушное сопротивление воздуха зависит от плотности воздуха и, следовательно, от высоты, конечная скорость будет уменьшаться по мере падения бомбы. Как правило, бомба замедляется по мере того, как она использует более низкие высот, где воздух более плотный, но взаимосвязь сложная.

Линия бомб, падающих с этого B-26, идет назад, из-за сопротивления. Двигатели самолета заставляют двигаться вперед с постоянной скоростью, а бомбы замедляются. С точки зрения бомбардировщика, бомбы следуют за самолетом.

Теперь рассмотрим горизонтальное движение. В тот момент, когда бомба покидает оковы, она увлекает за собой поступательную скорость самолета. Этому движению противодействует только сопротивление, которое начинает замедлять поступательное движение. По мере замедления поступательного движения сила сопротивления уменьшается, и это замедление уменьшается. Скорость движения не снижается полностью до нуля. Если бы бомба не подвергалась лобовому сопротивлению, ее траектория была бы чисто баллистической, и она ударилась бы в легко вычисляемую точку - вакуумную дальность. На практике сопротивление означает, что точка удара находится за пределами диапазона вакуума, и это реальное расстояние между падением и ударом известно как просто диапазон. Разница между диапазоном вакуума и фактическим диапазоном известна как следствие, потому что он падает. След и дальность полета различаются для разных бомб из-за их индивидуальной аэродинамики и обычно должны измеряться на дальности бомбардировки.

Основная проблема при полном разделении движения на вертикальную и горизонтальную составляющие - это конечная скорость. Бомбы предназначены для полета с направленным вперед носом в сторону относительного ветра, обычно за счет использования плавников в задней части бомбы. Сопротивление зависит от угла атаки бомбы в любой момент времени. Если бомба выпущена на малых высотах и ​​скорости, бомба не достигнет предельной скорости, и ее скорость будет во многом зависеть от того, как долго бомба падает.

Наконец, рассмотрим влияние ветра. Действует на бомбу за счет сопротивления и, таким образом, зависит от скорости ветра. Обычно это лишь часть скорости бомбардировщика или конечной скорости, поэтому она становится важным фактором только в том случае, если бомба сбрасывается с высоты, достаточно большой для того, чтобы это небольшое влияние могло заметно повлиять на траекторию полета бомбы. Разница между точкой падения и местом падения, если бы не было ветра, называется дрейфом или перекрестным следом.

Проблема бомбового прицела

С точки зрения баллистики, традиционно говорят о расчете наведения боеприпасов как о решении. Проблема бомбового прицела - это расчетные места в космосе, куда должны быть сброшены бомбы, чтобы поразить цель, с учетом всех перечисленных выше эффектов.

В отсутствие ветра проблема бомбового прицела довольно просто. Точка удара является функцией трех факторов: высоты самолета, его поступательной скорости и конечной скорости бомбы. Во многих ранних бомбовых прицелах первые два параметра настраивались индивидуально переднего и прицеловального прицела, для высоты, а другой - для скорости. Конечная скорость, увеличивающая время падения, может быть учтена путем увеличения высоты достижения, основанного на измеренной баллистике бомбы.

Когда учитывается ветер, вычисления становятся более сложными. В любом направлении, бомбовые прицелы обычно пересчитывают ветер, преобразуя его в направлениях, действующие вдоль траектории полета и поперек нее. Как правило, проще было заставить самолет лететь таким образом исключить любое боковое движение перед падением и тем самым устранить этот фактор. Обычно это используется с использованием обычных методов полета, известных крабинг или скольжение вбок.

Бомбовые прицелы - это прицельные приспособления, которые используются в определенном направлении или нацелены. Хотя описанное решение возвращает точку в положении, простая тригонометрия местное изменение этой точки в угол относительно земли. Затем установить бомбовый прицел, чтобы указать этот угол. Бомбы сбрасываются, когда цель пройти через прицел. Расстояние между самолетом и целью в этот момент - это дальность, поэтому этот угол часто используется углом дальности, хотя также часто используются падения угол, угол прицел, угол бомбардировки и электрические термины. На практике некоторые или все из этих вычислений выполняются с использованием углов, без окончательного преобразования.

Точность

На точность воздействия как присущие проблемы, такие как случайность атмосферы или изготовления бомбы, а также более практические проблемы, например, насколько близко к плоскому и горизонтальному летит самолет или точность его приборов. Эти неточности со временем усугубляются, поэтому увеличение высоты полета бомбы, тем самым увеличивая время падения, оказывает значительное влияние на окончательную точность сброса.

Полезно рассмотреть единственный пример сбрасывания бомбы во время типичной миссии. В данном случае мы рассмотрим 500-фунтовую универсальную бомбу AN-M65, широко использовавшуюся USAAF и RAF во время Второй мировой войны, с прямыми аналогами на арсенале задействованных сил. Баллистические данные об этой бомбе можно найти в «Терминальных баллистических данных, Том 1: Бомбардировка». Против людей, стоящих на открытой местности, 500 фунтов имеет смертельный радиус около 107 м (350 футов), но намного меньше, чем радиус поражения от зданий, возможно, 27 м (90 футов).

M65 будет сброшен. от Boeing B-17, летящего со скоростью 322 км / ч (200 миль / ч) на высоте 6096 м (20 000 футов) при ветре 42 км / ч (25 миль / ч). В этих условиях M65 будет двигаться вперед примерно на 1981 м (6500 футов) до столкновения, для следа около 305 м (1000 футов) от диапазона вакуума и удара со скоростью 351 м / с (1150 футов в секунду) на угол около 77 градусов от горизонтали. Ожидается, что ветер со скоростью 42 км / ч (25 миль / ч) переместит бомбу примерно на 91 м (300 футов) за это время. Время падения составляет около 37 секунд.

Допуская погрешность в 5% в каждом крупном измерении, можно оценить это влияние на точность на основе методологии и таблиц в приложении. Ошибка в 5% высоты на высоте 20 000 футов будет составлять 1000 футов, поэтому самолет может находиться в диапазоне от 19 до 21 000 футов. Согласно таблице, это приведет к ошибке около 10-15 футов. Ошибка в 5% воздушной скорости, 10 миль в час, вызовет ошибку примерно на 15-20 футов. Что касается времени сброса, то ошибки порядка одной десятой секунды считаться наилучшими из виновных. В этом случае ошибка - это просто путевая скорость самолета за это время или около 30 футов. Все они находятся в пределах смертельного радиуса действия бомбы.

Ветер влияет на точность бомбы двумя способами: он толкает бомбу прямо во время ее падения, а также меняет путевую скорость самолета перед сбросом. В случае прямого воздействия на бомбу, измерение с ошибкой 5%, 1,25 миль в час, вызовет ошибку сноса 5%, что составит 17,5 футов. Однако эта ошибка 1,25 мили в час или 1,8 кадра в секунду также будет добавлена ​​к скорости самолета. За время падения, 37 секунд, это приведет к ошибке в 68 футов, что является пределом характеристик бомбы.

Измерение скорости является более серьезной проблемой. Ранние навигационные системы обычно измеряли его, используя точного счисления, которая сравнивает измеренное движение по земле с расчетным движением с помощью приборов самолета. Часть 63 FAR Федерального управления гражданской авиации Федерального управления гражданской авиации предлагает точность этих вычислений от 5 до 10%, AFM 51-40 ВВС США дает 10%, датчик H.O. 216 с фиксированной 20 миль или больше. Эта неточность усугубляется, что она сделана с помощью индикации воздушной скорости прибора, поскольку воздушная скорость в этом примере примерно в 10 раз больше скорости ветра, его 5% ошибка может привести к большим неточностям в расчетах скорости ветра. Устранение этой ошибки путем прямого измерения путевой скорости (вместо ее вычислений) было большим достижением в тахометрических прицелах 1930-х и 40-х годов.

Наконец, рассмотрим те же самые 5% ошибки в самом оборудовании, то есть ошибку 5% при установке угла дальности или аналогичную ошибку 5% при выравнивании самолета или бомбового прицела.. Для простоты считайте, что 5% составляют угол 5 градусов. Используя простую тригонометрию, 5 градусов на высоте 20 000 футов - это примерно 1750 футов - ошибка, из-за которой бомбы будут находиться далеко за пределами их смертельного радиуса. При испытании точности от 3 до 4 градусов считалась стандартная, а углы до 15 градусов не была редкостью. Учитывая серьезность проблемы, системы автоматического выравнивания прицелов были областью исследований до Второй мировой войны, особенно в США.

Ранние системы

A Mk. I Дрифт-прицел установлен на боку Airco DH.4. Рычаг прямо перед кончиками пальцев бомбардировщика устанавливает высоту, колеса возле его суставовют ветер и скорость полета.

Все вычисления, необходимые для предсказания траектории бомбы, могут быть выполнены вручную с помощью расчетных таблиц баллистики бомбы. Однако время для проведения этих расчетов нетривиально. При использовании визуального прицеливания дальности обнаружения цели остается фиксированной в зависимости от зрения. По мере увеличения скорости самолета остается меньше времени после определения местоположения для выполнения расчетов и корректировки траектории полета самолета, чтобы вывести его за правильную точку сброса. На ранних этапах разработки бомбового прицела проблема решалась за счет уменьшения допустимого диапазона отклонений. Например, при падении с очень низкой высоты влияние сопротивления и ветра во время падения будет незначительным, что им будет пренебречь. В этом случае только скорость и высота поступательного движения имеют какое-либо измеримое влияние.

Один из первых зарегистрированных примеров такого бомбового прицела был построен в 1911 году лейтенантом Райли Э. Скоттом из США. Армейский корпус береговой артиллерии. Это было простое устройство с вводом данных для воздушной скорости и высоты, которое можно было в руке, лежа на крыле держать самолет. После значительного тестирования он смог построить таблицу настроек для использования с этим входами. В ходе испытаний в Колледж-Парк, штат Мэриленд, Скотт смог две 18-фунтовые бомбы в пределах 10 футов от цели размером 4 на 5 футов с высотой 400 футов. В январе 1912 года Скотт выиграл 5000 долларов за первое место в конкурсе Michelin по бомбардировке на аэродроме Виллакубле во Франции, совершив 12 попаданий в цель размером 125 на 375 футов при 15 бомбах, сброшенных с 800 метров.

Несмотря на ранние примеры, такие как Скотт до войны, на начальных этапах Первой мировой войны бомбардировки почти всегда выполнялись на глаз, небольшие бомбы сбрасывались вручную, когда условия были подходящими.. По мере того как во время войны использование самолетов и их роли увеличивались, необходимость в большей точности становилась насущной. Сначала это было достигнуто путем прицеливания частей самолета, таких как стойки и цилиндры двигателя, или рисования линий на боку самолета после испытательных падений на полигоне бомбометания. Они были полезны для малых высот и для неподвижных целей, но по мере того, как характер воздушной войны расширялся, потребности быстро переросли и эти решения.

Для больших высот влияние ветра и траектории бомбы больше не могло игнорировать. Одним из важных упрощений было игнорирование конечной скорости бомбы и вычисление ее средней скорости как квадратного корня из высоты, измеренной в футах. Например, бомба, сброшенная с высоты 10 000 футов, будет падать со средней скоростью 400 кадров в секунду, что позволяет легко рассчитать время падения. Теперь оставалось только измерить скорость ветра или, в более общем смысле, скорость относительно земли. Обычно это достигалось путем полета самолета в направлении общего направления ветра, а затем наблюдения за движением объектов на земле и корректировки траектории полета из стороны в сторону до тех пор, пока оставшийся боковой дрейф из-за ветра не был устранен. Затем скорость по земле измерялась путем измерения времени движения объектов между двумя заданными углами, видимых через прицел.

Одним из наиболее полно разработанных примеров такого прицела для наблюдения за боевыми действиями был немецкий, разработанный для Тяжелые бомбардировщики Гота. В Görtz использовался телескоп с вращающейся призмой внизу, что позволяло поворачивать прицел вперед и назад. После обнуления бокового движения прицел был установлен на заданный угол, а затем объект был измерен с помощью секундомера , пока он не оказался прямо под самолетом. Это показало путевую скорость, которая была умножена на время, необходимое для удара о землю, а затем указатель в прицеле был установлен на угол, смотрящий вверх на столе. Затем бомбардировщик наблюдал за целью в прицеле, пока она не пересекла указатель, и сбросил бомбы. Подобные бомбовые прицелы были разработаны во Франции и Англии, в частности, бомбовые прицелы Мишлен и Центральной летной школы № 7. Несмотря на то, что эти прицелы были полезны, они требовали длительного периода настройки, пока движение было рассчитано.

Отличное обновление базовой концепции было внесено Гарри Вимперисом, более известным своей более поздней ролью в разработка радара в Англии. В 1916 году он представил Drift Sight, который добавил простую систему для прямого измерения скорости ветра. Нацеливатель бомбы сначала набирал высоту и скорость полета самолета. При этом металлический стержень с правой стороны прицела повернулся так, что он смотрел из фюзеляжа. Перед запуском бомбы бомбардировщик летел бы под прямым углом кЛинии бомбы, а бомбардировщик смотрел бы мимо стержня, чтобы наблюдать за движением объектов на земле. Затем он регулировал скорость ветра так, чтобы движение шло прямо вдоль стержня. Это действие измеряло скорость ветра и перемещало прицел на нужный угол, чтобы учесть ее, устраняя необходимость в отдельных расчетах. Более поздняя модификация была добавлена ​​для расчета разницы между истинной и средней воздушной скоростью, которая увеличивается с высотой. Это была версия Drift Sight Mk. 1A, представленный на тяжелом бомбардировщике Хэндли Пейдж О / 400. Вариации дизайна были обычным явлением, как в США.

Все эти бомбовые прицелы разделяли проблему, заключающуюся в том, что они не могли справляться с ветром в любом направлении, кроме как вдоль пути полета. Это делало их бесполезными против движущихся целей, таких как подводные лодки и корабли. Если только цель не летела прямо по ветру, их движение унесло бы бомбардировщик от линии ветра, когда они приблизились. Вдобавок, по мере того, как зенитная артиллерия становилась все более эффективной, они часто предвидели свои орудия вдоль ветровой линии целей, которые они защищали, зная, что атаки будут идти с этих целей. Срочно требовалось решение для борьбы с боковым ветром.

Векторные прицельные приспособления

CSBS Mk. IA, первый широко выпускаемый бомбовый прицел. Справа видны дрейфовые проволоки, слева - счетчик натяжения, а посередине (по вертикали) шкала высоты. Фактические прицелы - это белые кольца верхней части ползунка высоты и белые точки посередине дрейфующих проводов. Дрейфовые тросы обычно туго натянуты, этому примеру почти столетие.

Расчет произвольного ветра на траекторию самолета уже был хорошо понятой воздействия в аэронавигации, требующей основы векторной математики. Вимперис был хорошо знаком с этими методами и продолжил писать основополагающий вводный текст по этой теме. Те же расчеты будут работать так же хорошо для траекторий бомбы, с некоторыми небольшими корректировками, чтобы изменить скорость при падении бомб. Даже когда вводился дрифт-прицел, Вимперис работал над новым бомбовым прицелом, который помог решить эти расчеты и обеспечить влияние ветра независимо от направления ветра или полета бомбы.

Результат был прицел установки бомбы (CSBS), названный «самым важным бомбовым прицелом войны». Набор значений высоты, воздушной скорости, скорости и направления вращения вращал и сдвигал различные механические устройства, которые решали векторную задачу. После установки бомбардировщик наблюдал за объектом на земле и сравнивал их путь с тонкими проводами по обе стороны от прицела. Если было какое-либо движение вбок, пилот мог повернуть на новый курс, пытаясь нейтрализовать дрейф. Обычно требовалось несколько попыток, и в этот момент самолет летел в правильном направлении, чтобы пролететь над точкой сброса с нулевой боковой скоростью. Затем бомбардировщик (или пилот на некоторых самолетах) прицелился через прикрепленные к нему прицельные приспособления, чтобы определить время падения.

CSBS был введен в эксплуатацию в 1917 году и быстро заменил более ранние прицелы на самолетах, в которых было достаточно места - CSBS был довольно большим. По ходу войны вводились версии для разных скоростей, высот и типов бомб. После войны CSBS продолжал оставаться основным бомбовым прицелом, используемым британцами. Тысячи были проданы иностранным военно-воздушным силам, и были созданы многочисленные версии для производства по всему миру. Также был разработан ряд экспериментальных устройств, основанных на вариациях CSBS, в частности, американский прицел Estoppey D-1, вскоре после войны, и аналогичные версии из многих других стран. Все эти «бомбовые прицелы» имели общую систему вычислителя и дрейфовые тросы, различающиеся в схеме и оптикой.

По мере того, как бомбардировщики росли, и многоместные самолеты стали обычным явлением, пилот и бомбардир больше не могли использовать тот же инструмент, и ручные сигналы больше не были видны, если бомбардир находился ниже пилота в носу. В послевоенное время было предложено множество решений с использованием двойного оптики или аналогичных систем, но ни одно из них не получило широкого распространения. Это к появлению указателя направления пилота, который использовался бомбовым прицелом для индикации корректировок из удаленного места в самолете.

Векторные прицелы для бомбардировки стандартом для большинства во время Второй мировой войны, и была главной достопримечательностью британской службы до 1942 года. Это произошло, несмотря на внедрение новых прицельных систем с большими преимуществами по сравнению с CSBS, и даже более новых версий CSBS, которые не удалось использовать по разным причинам. Более поздние версии CSBS, в конечном итоге достижимые Mark X, включающие корректировки для различных бомб, способов распространения информации, системы для более простого измерения ветра и множества других опций.

Тахометрический бомбовый прицел

Norden M-1 - канонический тахометрический бомбовый прицел. Собственно бомбовый прицел находится вверху изображения, установленный на верхней части системы автопил внизу. Бомбовой прицел немного повернут вправо; в действии автопилот поворачивает самолет, чтобы уменьшить этот угол до нуля. Окно наведения бомбы и бомбовый прицел в носу Авро Шеклтона.

Одной из основных проблем с использованием вектора прицелов длинная прямая перед сбросом бомб необходимо бегать. Это было необходимо для того, чтобы точно учесть влияние ветра и получить правильный угол поворота с некоторой степенью точности. Чтобы избежать обороны, все приходилось настраивать заново. Кроме того, введение бомбардировщиков-монопланов усложнило регулировку углов, поскольку они не могли так легко разворачиваться со скольжением, как их более ранние бипланы. Онидали от эффекта, известного как «голландский бросок », из-за которого их было труднее поворачивать, и они имели тенденцию колебаться после выравнивания. Это еще больше уменьшило время наведения бомбы на корректировку траектории.

Одно из решений этой более поздней проблемы уже использовалось в течение некоторого времени, использование какого-то системы подвеса для удержания бомбового прицела ориентированным вниз во время маневрирования или при обдуваемых порывами ветра. Эксперименты еще в 20-х годах прошлого века показали, что это может примерно вдвое повысить точность бомбометания. США осуществляли активную программу в этой области, включая прицелы Estoppey, установленные на американских утяжеленных стабилизаторах, и эксперименты гироскопа Сперри с установленными на то, что сегодня назвали бы инерциальная платформа. Эти же разработки приводят к появлению первых полезных автопилотов, которые можно было бы использовать для прямого набора необходимого пути и полета самолета к курсу без каких-либо дополнительных действий. В течение 1920-х и 30-х годов рассматривались различные системы бомбометания, использующие одну или две эти системы.

В тот же период отдельного направления развития привело к появлению первых надежных механических компьютеров. Их можно было использовать для замены сложной таблицы чисел, подобным кулачку тщательно продуманной формы, и ручным расчетом с помощью ряда шестерен или скользящих колес. Первоначально ограничиваясь довольно простыми вычислениями, состоящими из сложных и вычитаний, к 1930-м годам они достигли точки, в которой они использовались для решения дифференциальных уравнений. При использовании бомбового прицела такой калькулятор позволит получить базовые параметры самолета - скорость, высоту, направление и известные условия - а бомбовый прицел автоматически рассчитывает правильную точку прицеливания за несколько секунд. Некоторые из вводных данных вводят такие как воздушную скорость и высоту, можно было даже получить непосредственно с бортовых приборов, что исключило эксплуатационные ошибки.

Хотя эти разработки были хорошо известны в отрасли, только армейский авиакорпус США и военно-морской флот США приложили согласованные усилия к их разработке. В течение 1920-х годов военно-морские силы финансировали бомбового прицела Norden, а армия финансировала руками. Обе системы в целом были похожи; бомбовый прицел, состоящий из небольшого оптического прицела, был установлен на стабилизирующей платформе для устойчивости прицельной головки. Для расчета точки прицеливания использовался отдельный механический компьютер. Точка прицеливания передавалась обратно в прицел, который автоматически поворачивал телескоп на правильный угол с учетом дрейфа и движения самолета, сохраняя цель в поле зрения. Когда бомбардировщик прицелился в телескоп, он мог увидеть любой остаточный дрейф и передать его пилоту или позже передать эту информацию непосредственно в автопилот. Простое перемещение телескопа для удержания цели в поле зрения имело побочный эффект в виде непрерывной тонкой настройки расчетов ветра и, таким образом, значительного повышения их точности. По разным причинам армия потеряла интерес к Sperry, и особенности бомбовых прицелов Sperry и Norden были добавлены в новые модели Norden. Тогда Норден оборудовал почти все американские бомбардировщики высокого уровня, в первую очередь Б-17 Flying Fortress. На испытаниях эти бомбовые прицелы показали фантастическую точность. На практике, однако, их серьезно расстроили эксплуатационные факторы, так что точечные бомбардировки с использованием Нордена в конечном итоге были прекращены.

Хотя США приложили максимум усилия для разработки тахометрических концепций, они также изучались в других странах.. В Великобритании работа над автоматическим бомбовым прицелом (ABS) велась с середины 1930-х годов в попытке заменить CSBS. Однако в АБС не входила ни стабилизация прицельной системы, ни система автопилота Нордена. При тестировании АБС оказалось слишком сложно использовать, требуя долгих пробежек, чтобы компьютер успел определить точку прицеливания. Когда Бомбардировочное командование RAF пожаловалось, что даже CSBS слишком долго сбегает с целью, усилиями по развертыванию ABS прекратились. Для своих нужд они разработали новый бомбовый прицел Mk. XIV. Модель Mk. XIV стабилизирующую платформу и компьютер прицеливания, но бомбовый прицел не отслеживал цель и попытался исправить самолет, наведение бомбы заставляло компьютер перемещать систему прицеливания под правильный угол. путь. Первоначально эта система была заключена в том, что она первая временная первая временная установка в самолете. Столкнувшись с отсутствием лабораторных мощностей, Сперри заключила контракт на производство Mk. XIV в США, назвав его Sperry T-1.

И англичане, и немцы позже представят свои собственные прицелы, похожие на Norden. Основываясь, по крайней мере частично, на информации о Norden, переданной им через Duquesne Spy Ring, Люфтваффе разработали Lotfernrohr 7. Основной механизм был почти идентичен Norden, но намного меньше. В некоторых случаях Lotfernrohr 7 мог использоваться самолетом с одним экипажем, как это было в случае с Arado Ar 234, первым в мире реактивным бомбардировщиком. Во время войны ВВС Великобритании нуждались в точных бомбардировках с большой высоты, и в 1943 году они представили стабилизированную версию более ранней АБС - ручной стабилизированный автоматический бомбовый прицел (SABS). Он был произведен в таком ограниченном количестве, что сначала использовался только знаменитым No. 617-я эскадрилья RAF, The Dambusters.

Все эти конструкции в совокупности стали известны как тахометрические прицелы, «тахометрические», относящиеся к механизмам синхронизации, которые подсчитывали вращения винта или шестерни, которые работали с определенной скоростью.

Радиолокационная бомбардировка и интегрированные системы

Радиолокационная бомбометная система AN / APS-15, американская версия британского H2S.

В период до Второй мировой войны велись долгие споры о относительные преимущества дневного света по сравнению с ночными бомбардировками. Ночью бомбардировщик практически неуязвим (до появления радара ), но найти цель было большой проблемой. На практике можно было атаковать только крупные цели, такие как города. В течение дня бомбардировщик мог использовать свои прицельные приспособления для атаки точечных целей, но только с риском быть атакованным истребителями и зенитной артиллерией.

. победили сторонники ночных бомбардировок, и ВВС Великобритании и Люфтваффе начали строительство большого парка самолетов, предназначенных для ночной миссии. Поскольку «бомбардировщик всегда прорвется через », эти силы были стратегическими по своей природе и в значительной степени сдерживали бомбардировщиков других сил. Однако новые двигатели, представленные в середине 1930-х годов, привели к появлению гораздо более крупных бомбардировщиков, которые могли нести значительно улучшенные защитные комплекты, в то время как их большая рабочая высота и скорость сделали их менее уязвимыми для наземной обороны. Политика снова изменилась в пользу дневных атак на военные объекты и фабрики, отказавшись от того, что считалось трусливой и пораженческой политикой ночных бомбардировок.

Несмотря на это изменение, Люфтваффе продолжало прилагать некоторые усилия для решения проблемы точной навигации в ночное время. Это привело к Битве лучей на начальных этапах войны. Королевские ВВС вернулись в строй в начале 1942 года с аналогичными собственными системами, и с этого момента Радионавигационные системы повышенной точности позволяли осуществлять бомбометание в любых погодных и эксплуатационных условиях. Система Гобой, впервые использованная в оперативном режиме в начале 1943 года, обеспечивает реальную точность порядка 35 ярдов, что намного лучше, чем любой оптический бомбовый прицел. Введение британской РЛС H2S еще больше улучшило возможности бомбардировщика, позволяя атаковать цели напрямую без использования удаленных радиопередатчиков, дальность действия которых ограничивалась прямой видимостью. В 1943 году эти методы широко использовались как RAF, так и USAAF, что привело к созданию H2X, а таких улучшенных версий, как AN / APQ-13 и AN.. / APQ-7, на использование Boeing B-29 Superfortress.

Эти ранние системы работали независимо от любого существующего оптического бомбового прицела, создавая проблему, заключающуюся в необходимости отдельно рассчитывать траекторию полета бомбы. В случае с Гобой эти расчеты проводились перед миссией на наземных базах. Так как дневное визуальное бомбометание все еще широко использовалось, были быстро преобразованы и приспособления для повторения радара сигнала в бомбовых прицелах, что позволило калькулятору бомбового прицела решить проблему радиолокационного бомбометания. Например, AN / APA-47 использовался для объединения выходных сигналов AN / APQ-7 с Norden, что позволяло наводчику бомбы легко проверять оба изображения для сравнения точки прицеливания.

Анализ результатов бомбардировок, проведенных с использованием радионавигационных или радиолокационных методов, показал, что точность практически практически для двух систем - ночные атаки с использованием гобоя могли поражать цели, которые Норден не мог поражать днем. За исключением эксплуатационных соображений - ограниченная разрешающая способность радара и ограниченная дальность действия навигационных систем - быстро отпала необходимость в визуальных бомбовых прицелах. Конструкции эпохи поздней войны, такие как Boeing B-47 Stratojet и English Electric Canberra, сохранилища свои системы, но часто их считали второстепенными по с радарами и радиосистемами. В случае с «Канберрой» оптическая система существовала из-за задержек с выпуском радарной системы.

Послевоенные разработки

Роль стратегических бомбардировщиков с течением времени эволюционировала в сторону все более высокого уровня., все более быстрые, все более дальние миссии с все более мощным оружием. Хотя тахометрические прицелы других функций, внутренние для точного бомбометания, они были сложными, медленными и ограничивались атаками по прямой и горизонтальной. В 1946 году ВВС США обратились к Научно-консультативной группе ВВС США с просьбой изучить проблему бомбардировок с реактивных самолетов, которые вскоре поступят на вооружение. Они пришли к выводу, что на скорости более 1000 узлов оптические системы будут бесполезны - дальность видимости до цели будет меньше, чем дальность сбрасываемой бомбы на больших высотах и ​​скорости.

На рассматриваемых дальностях атаки, тысячи миль, радионавигационные системы не обеспечивают требуемую дальность и точность. Для этого требовались системы радиолокационной бомбардировки, но необходимые образцы не предлагали требуемых характеристик. На рассматриваемых стратосферных высотах и ​​больших «прицельных» дальностях антенна радара должна быть очень большой, чтобы обеспечить необходимое разрешение, это противоречит необходимости разработки антенны, которая была бы как можно меньше, чтобы уменьшить сопротивление.. Они также укали, что цели не были введены непосредственно на радаре, поэтому для бомбового прицела потребуется способность падать в точках некоторого ориентира, который действительно появился, так называемых точек «смещенных прицеливания». Наконец, группа отметила, что многие функции в такой системе будут перекрывать инструменты ранее, такие как системы навигации. Они предложили единую систему, которая будет предлагать картографирование, навигацию, автопилот и наведение бомбы, тем самым уменьшая сложность, и особенно необходимое пространство. Такая машина впервые появилась в форме, а позже и в виде "K-System".

В 1950-х и 1960-х годах подобного рода радиолокационные бомбардировщики были обычным явлением, и точность систем была ограничена для поддержки атак с помощью ядерного оружия - вероятная круговая ошибка (CEP) около 3000 футов считалась адекватной. Когда дальность полета увеличилась до тысяч миль, бомбардировщики начали использовать инерциальное наведение и звездные трекеры, чтобы обеспечить точную навигацию вдали от земли. Эти системы быстро улучшились в точности и в конечном итоге стали достаточно точными, чтобы справиться с падением бомбы без необходимости в отдельном бомбовом прицеле. Так было с точностью 1500 футов, требуемой от B-70 Valkyrie, в котором отсутствовал какой-либо обычный бомбовый прицел.

Современные системы

В период Холодная война предпочитали ядерное оружие, и требования к точности были ограничены. Разработка системной тактической бомбардировки, особенно атаковать точечные цели обычным оружием, которая является начальной целью Norden, не рассматривалась всерьез. Таким образом, когда США вступили в войну во Вьетнаме, их предпочтительным оружием был Douglas A-26 Invader, оснащенный Norden. Такое решение было неадекватным.

В то же время увеличивающаяся мощность новых реактивных двигателей привела к появлению истребителей бомбовой нагрузки, аналогичной тяжелым бомбардировщикам предыдущего поколения. Это вызвало появление нового поколения улучшенных бомбовых прицелов, которое можно было бы использовать в самолетах с одним экипажем и применить в истребительной тактике, будь то высокий или низкий уровень, при пикировании к цели или во время жесткого маневрирования. Были разработаны специальные возможности для бомбардировки были разработаны для того, чтобы самолетам удалось избежать радиуса взрыва их собственного ядерного оружия, что требовало лишь средней точности, но совершенно иной траектории, которая изначально требовала специальный бомбовый прицел.

По мере совершенствования электроники эти системы можно было объединить вместе, а затем, в конечном итоге, с системами для прицеливания другого оружия. Они могут управляться через проекционный дисплей или видеодисплей на приборной панели. Определение бомбового прицела становится размытым как "умные" бомбы с наведением в полете, например, бомбы с лазерным наведением или бомбы, использующие GPS, замените "тупой" " гравитационные бомбы.

См. Также

Ссылки

Библиография

На Викискладе есть материалы, связанные с прицелами.
Последняя правка сделана 2021-05-12 13:55:23
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте