/
Автор: Бабичев К.А.
Теги: военная техника военное дело военная авиация бомбардировщики артиллерийские установки
Год: 1948
Текст
И. 1. БАБИЧЕ1
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК , РАЗВИТИЯ
БОМБАРДИРОВОЧНЫХ
ПРИЦЕПОВ
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ и КРАСНОЗНАМЕННАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА ВОЕННО-ВОЗДУШНАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ им. проф. Н. Е. ЖУКОВСКОГО
Экз. №>31
К. А. БАБИЧЕВ
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ БОМБАРДИРОВОЧНЫХ ПРИЦЕЛОВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР Москва — Ленинград
1948
Ответственный редактор академик II, Г. БРУЕВ II Ч
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга имеет целью дать сведения о принципах и развитии одного из основных типов прицелов, применяемых для горизонтального бомбометания,— базисного.
В этой книге показано, какой огромный вклад внесли советские ученые, инженеры и техники в разработку теории и практики бомбометания.
По вполне понятным причинам при рассмотрении прицелов более близкого прошлого мы сочли невозможным в настоящем издании конкретно писать о наших выдающихся достижениях в области прицелостроения.
Мы рассмотрели многие прицелы иностранных армий и в первую очередь базисные, так как развитие прицелов у нас началось с базисного типа.
Мы надеемся, что конкретный материал о прицелах и критический анализ этих прицелов, данный нами, будут полезный интересны нашему офицерскому и инженерному составу, работникам в области прицелостроения и эксплоатацип прицелов.
В основе настоящей работы лежит диссертационная работа автора, защищенная им в 1943 году.
Автор настоящей работы в значительной мере обязан академику Н. Г. Бруевичу и проф. В. С. Пугачеву, без чьей помощи едва ли возможно было справиться с исследованием и обобщением нового и довольно сложного материала, собранного автором в течение многих лет. Пользуюсь случаем выразить указанным лицам глубокую благодарность.
К, Бабичев
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
РАЗВИТИЕ БОМБАРДИРОВОЧНЫХ ПРИЦЕЛОВ
ГЛАВА I
ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕХНИКИ БОМБОМЕТАНИЯ
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Бомбардировочная авиация или «воздушная артиллерия», как называли вначале этот новый вид оружия, зародилась в годы, непосредственно предшествовавшие первой мировой войне.
Одновременно с бомбометанием развивалась и связанная € ним техника бомбардировочных прицелов.
В России, Англии, Франции и Германии к этому времени началась разработка основных технических идей и принципов, обусловивших в дальнейшем пути развития бомбардировочных прицелов.
Совершенствование бомбардировочных прицелов и техники бомбометания определялось, с одной стороны, общим уровнем бомбардировочной авиации, а с другой стороны — развитием основ балистики авиационной бомбы и, наконец, наличием таких отраслей производства, как приборостроение, оптическая и часовая промышленность и др.
2. ОТВЕСНОЕ МЕТАНИЕ БОМБ «НА-ГЛАЗ»
Первые приемы метания бомб с самолета зародились в период, когда общий уровень авиационной техники и техника полета были еще низки и примитивны (1915—1916 гг.).
Самолеты обладали малой скоростью, незначительной грузоподъемностью, небольшим радиусом действия и не имели бомбодержателей. Бомбы, в лучшем случае, накладывались в специальные корзины, обычно же просто загружались в самолет.
Сбрасывание бомб за борт осуществлялось вручную. Картину состояния соответствующей техники того времени рисуют следующие слова: «необходимо помнить, что грузя бомбы на самолет, если на нем не имеется специальных гнезд для них, надо как-либо укрепить этот смертоносный груз, чтобы во
7
время эволюции они не скатывались к хвосту по фюзеляжу, что может вызвать катастрофу»*.
И лишь позднее сбрасывание производится с уключин, или из кассет (самолеты Ньюпор, Фарман)**.
Стрелкового' вооружения также не было, если не считать карабинов и автоматических пистолетов, которыми вооружались первое время летчики. Такая бомбардировочная авиация, разумеется, не могла решать самостоятельных оперативных задач, и бомбометание носило эпизодический характер. Самый эффект бомбометания был незначителен и сводился скорее к моральному воздействию.
На столь же низком уровне находилась и авиационная ба-листика. Сложные законы падения тел с быстро движущегося самолета или дирижабля еще не были изучены, и на практике еще не умели определять место падения сброшенного тела.
Известный астроном К. Фламмарион, в молодости один из опытнейших аэронавтов своего времени, рассказывает: «Однажды, пролетая над Орлеаном, я вздумал послать о себе известие в одну из больших газет этого города. Я подождал, пока мы не достигли одного из бульваров, где было много публики, и тогда бросил записку, привязав ее к камню. Каково же было мое удивление, когда я увидел, что камень этот, опускаясь вниз, оставался как бы подвешенным к нашей корзине — точно он скользил по веревке, спущенной вниз. Шар летел довольно быстро, и моя записка, вместо того чтобы упасть на бульвар или хотя бы где-нибудь в городе, попала в Луару и затонула. Оказывается, что, бросая записку, я и не подумал об известном мне еще со школьной скамьи законе независимости действующих сил».
Понятно, что и массе рядовых летчиков свойственно было впадать в ошибки при решении, казалось бы, самых элементарных задач практического бомбометания. Несмотря на всю очевидность так называемого относа бомбы, первое время его не учитывали. Летчики забывали о «законе независимости действующих сил». Они стремились как можно ближе подлететь к намеченному объекту и сбросить бомбу точно над ним— отвесно. Для техники бомбометания того времени характерно именно отвесное бомбометание, т. е. бомбометание без учета относа бомбы, а тем более влияния ветра и других факторов.
* Б. Вахмистров, Как изготовить самому бомбы из артиллерийских снарядов?, стр. 4, Ташкент, 1920.
** Н. Е. Жуковский, Полное собрание сочинений, т. 1, стр. 439, М. — Л., 1937.
8
Разумеется, что и прицеливание осуществлялось прими-тивно — без каких-либо приспособлений, свободно, «на-глаз».
Таков начальный период в развитии техники бомбометания.
3. ПЕРВЫЕ ОПЫТЫ ПРИЦЕЛЬНОГО БОМБОМЕТАНИЯ
(а) Учет относа бомбы
Вскоре, однако, было установлено, что бомба падает не отвесно, а относится на некоторое расстояние вперед. Стало известно также, что относ бомбы зависит от скорости самолета и ветра. Чем больше скорость, тем больше относ. Следовательно, для того чтобы бомба попала в цель, нужно было ее сбросить, не долетев до цели, «упредить» цель. В результате возник вопрос о создании прицельного приспособления, учитывающего, хотя бы грубо, скорость самолета, — с тем чтобы построить угол упреждения или, как его принято называть, угол прицеливания. Разработанных методов определения скорости ветра еще не было и носило оно индивидуальный характер; каждый летчик определял ее по-своему.
Не удивительно, что ветер характеризовался такими определениями, как «сильный ветер» или «слабый ветер».
Задача прицельного бомбометания на этой стадии решалась хотя и неполно (ряд факторов оставался не учтенным), но принципиально правильно.
В качестве простейшего средства учета ошибок от неизвестных и не учтенных факторов вполне правильно применялся так называемый метод пристрелки.
Принципиально «пристрелка» основана на допущении постоянства действий на бомбу различных внешних факторов, в течение небольшого отрезка времени полета с неизменным режимом.
Метод пристрелки долгое время занимал важное место в бомбометании. Лишь с появлением (в последнее время) способа бомбометания с любого направления «пристрелка» утратила свое значение, уступив место «искусственному рассеиванию» (сбрасыванию бомб серией).
Таким образом, рассмотренный нами период в развитии бомбометания характеризуется переходом от отвесного метания бомб «на-глаз» к бомбометанию прицельному, с последующей корректировкой прицельных данных по результатам пристрелки.
В этот же период продолжительностью боевого курса, с тактической стороны, не интересовались — основным вопросом являлась проблема техники прицела (или прицеливания).
9
(б) Простейшее прицельное приспособление — бортовые визиры
Одно из ранних прицельных приспособлений, в основу которого легли приведенные выше соображения, касающиеся учета относа бомбы, показано на рис. 1*.
С правой стороны гондолы размечались три постоянных угла: 12, 17 и 23°, соответственно условиям полета — «против ветра», «в безветрии» и «по ветру». Углы отмечались при
Рис. 1. Первое прицельное приспособление на самолете «Фарман» (момент сбрасывания бомбы):
1 — летчик; 2 — летчик-наблюдатель, который держит бомбу в руке; А, В, С, D и Е ~ визирные шпильки, вбитые в фюзеляж (см. рис. 2); Mi—цель, по которой осуществлена пристрелка; Рх, Р2 и Р#—точки разрывов бомб, сброшенных на повторных заходах; М2— цель бомбится с исправленным углом прицеливания
помощи шпилек, укрепленных на борту с внешней стороны. Шпилька А, вбитая в верхний лонжерон, служила верхним визиром (целиком). Три других шпильки В, С, D, вбитые в нижний лонжерон, служили нижними визирами (мушками). Прицеливание осуществлялось через одну из трех нижних шпилек, в зависимости от характера ветра. На чертеже изобра
* Рис. 1 и 2 заимствованы из брошюры Б. Вахмистрова «Как изготовить самому бомбы из артиллерийских снарядов?», Ташкент, 1920.
10
жен момент сбрасывания бомб последовательно по двум целям М. Отклонение бомбы от грли (недолет или перелет) оценивалось на-глаз углом пристрелки РАМ (Р — точка разрыва) и соответствующим образом учитывалось при сбрасывании бомбы по следующей цели. Линия АЕ — линия отставания.
Углы в 12, 17 и 23° рассчитаны применительно к самолетам со скоростью 100—115 верст в час.
Для разметки рекомендовался весьма простой практический прием (рис. 2). Радиусом, равным каким-либо 60 едини-
Рис. 2. Разбивка углов прицеливания на боковой стенке фюзеляжа, для бомбометания по ветру, против ветра и в безветрие
цам измерения (вершки, дюймы, сантиметры и т. д.), описывалась дуга окружности и на ней от выбранной точки лежащей на линии отвеса, откладывалось число единиц, равное количеству градусов данного угла. Так, для построения угла в 12° нужно было отложить на дуге 12 единиц и т. д.
Конструкция первого русского прицельного приспособле»-ния принадлежит одному из старейших летчиков-наблюдателей, Борису Вахмистрову. Исходя из простоты этого устройства, автор так оценивал его: «Предлагаем простейшее приспособление, которым мы пользовались еще на германском фрон* те с превосходными результатами, улучшаемыми практикой до совершенства. Проверив его во время текущей (гражданской — Я. Б.) войны, убедились, что оно не утратило своих положительных качеств... Ошибки в попадании обычно не превышают 10—15 саж. и легко исправляются вышеуказанным
11
способом (пристрелкой —К. Б.)». Отвечая на вопрос —«как пользоваться прибором при боковом ветре?», автор, далее, говорит: «Ответ прост, — ставьте самолет против ветра, на-правление которого как на земле, так и в воздухе должны уметь определять все летчики и наблюдатели». Это простое прицельное приспособление послужило прототипом бомбардировочного прицела.
Зарубежная прицельная техника того времени не отличалась от нашей сколько-нибудь значительно. Для примера мы опишем простейший французский прицел.
/ ВиЗирньШ
Рис. 3. Одна из ранних конструкций французского прицела с двумя зеркалами (прототип оптического прицела)
Весьма примитивная конструкция прицела выполнена в виде продолговатого деревянного ящика (рис. 3), в котором помещались два плоских зеркала, расположенных под углом в 45° к продольной оси ящика. Получалось нечто вроде панорамы, позволявшей летчику сидя видеть местность под собою. Труба помещалась около сиденья летчика и одним концом выступала наружу, проходя через отверстие в борту фюзеляжа. Перед выходным отверстием трубы натягивалось перекрестие из резиновых нитей, пересечение которых и служило прицельной точкой.
Все устройство помещалось на борту самолета в цилиндрической оправе, в которую оно могло убираться после работы. Отверстие в борту фюзеляжа закрывалось специальной крыш
12
кой (рис. 4). В то же время цилиндрическая оправа позволяла осуществлять установку углов визирования по меткам, нанесенным на оправе. Углы упреждения определялись заранее приближенно, в зависимости от скорости.
НапраЗлеш?
полета
Рис. 4. Бортовой люк для установки прицела
Несмотря на свою примитивность, этот прицел применялся в боевых операциях и был обнаружен на сбитых французских одноместных машинах осенью 1916 г. в Новом Брейзахе (Германия)*. Главнейшие его недостатки — громоздкость, малое поле зрения и большая потеря света. Вследствие этого панорамный прицел значительно уступал прицельному приспособлению Вахмистрова.
Такая конструкция вызвана была потребностью перископического обзора; с этой точки зрения прицел следует считать прототипом оптического прицела.
♦ Dr. Oskar von Prochnow, Die Zielgerate der Feinde Deutschlands zum Bombenwurf aus Flugzeugen, Berlin — Friedenau.
13
4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРИЦЕЛЬНОГО БОМБОМЕТАНИЯ ВДОЛЬ ВЕТРА (МЕТОД КИРПИЧЕВА-БОТЕЗАТ)
(а) Состояние вопроса
Рассматриваемый период охватывает вторую половину мировой войны, период формирования бомбардировочной авиации в специальные отряды и эскадрильи «бомбовозов», имевших в своем составе гигантские четырехмоторные воздушные корабли «Илья Муромец» и «Русский витязь». К этому времени опыт прицельного бомбометания стал шире и были выработаны первые правила. Широкое применение получает метод бомбометания в плоскости ветра, как наиболее точный и простой по выполнению. «Бомбометание в плоскости ветра точнее и проще по выполнению, но может потребовать предварительных маневров в сфере огня»*.
При разработке теории бомбометания переходят от закона свободного падения тела в безвоздушном пространстве** *** к учету сил сопротивления воздуха через так называемое отставание, благодаря чему прицельная задача получала очень простое решение.
«В общем, сложный вид траектории бомбы мог бы воспрепятствовать достаточно точному назначению установок прицеливания во всех случаях. Выделение из общего вопроса влияний сил сопротивления посредством «отставания» бомбы привело к очень простым решениям, тем более, что угол отставания мало меняется с высотой и в диапазоне высот около 500 м может быть принят постоянным для данных начальных условий, т. е. типа бомбы и относительной скорости аэроплана. Введенный, видимо, впервые в русской литературе изложенный способ учета сил сопротивления воздуха получил в настоящее время всеобщее применение» * * *.
Для правильного построения прицельных элементов создаются первые балистические таблицы и диаграммы (например, таблицы Ботезат).
Для полного учета элементов траектории бомбы, внешние факторы, сопутствующие падению бомбы, разделяются на учитываемые и неучитываемые.
Первые учитываются при помощи бомбардировочных прицелов, вторые — путем корректирования пристрелкой.
* А. А. Фридман, «Общие принципы бомбометания», Труды комиссии по изучению воздушной артиллерии, вып. 3, стр. 3, П., 1917.
** Н.Е. Жуковский, О метании бомб с аэропланов сообщение в О. Л. Е., 29.X.1915 г.
*** А. Н. Ж у р а в ч е н к о, Теория аэрометания, стр. 37, Л., 1925.
14
«Помощью прицельных приборов могут быть приняты во внимание лишь учитываемые обстоятельства, влияющие на траекторию бомбы. Влияние неучитываемых обстоятельств, иногда весьма значительных, может быть устранено лишь путем корректирования бомбометания при помощи особых приспособлений»*.
Тем самым определялись роль и значение бомбардировочных прицелов: «Без применения прицельных приборов и бомбосбрасывателей операция бомбометания носит случайный характер, не оправдывая расходов и риска, с нею сопряженных»** *** ****.
Из приведенных высказываний видно, сколь важное значений с самого начала придавали русские техники и вопросу о прицельном бомбометании и бомбардировочным прицелам, в частности. Уже в самом раннем периоде развития техники бомбометания русскими техниками был разработан ряд принципов и методов прицельного бомбометания; в дальнейшем эти принципы и методы нашли себе применение не только у нас, но и за рубежом. «...Существование лишь в России воздушных кораблей («Илья Муромец») сравнительно большой грузоподъемности *** побуждало особенно развивать бомбометание. Принципы метания, оформившиеся в эскадре воздушных кораблей к 1916 г., до сих пор еще не устарели и являются основой бомбометания не только у нас, но и за границей, где метание времен войны естественно отставало от постановки его в России в виду более позднего появления тяжелой авиации»**"-"*
Рассмотрим наиболее интересные решения задач бомбометания этого периода. Один из первых среди них — метод Кир-пичева —Ботезат.
(б) Метод Кирпичева—Ботезат
При решении задачи по определению момента бросания бом бы авторы метода исходили из необходимости: 1) точного учета относа независимо от ветра; 2) возможности работы с прицелом
* А. Д. Фридман, «Общие принципы бомбометания», Труды комиссии по изучению воздушной артиллерии, вып. 3, стр. 6, П., 1917.
** А. Н. Ж у р а в ч е н к о, Теория аэрометания, стр. 13, Л., 1925.
*** Воздушный корабль «Илья Муромец» обладал блестящими по тому времени летными и боевыми качествами: четыре мотора, продолжительность полета 4' /2 часа, потолок— 3500 м, бомбовая нагрузка — до 30 пудов (ок. 0.5 т), скорость 90-—100 км/час. Вооружение состояло из восьми пулеметов с полным» сферическим обстрелом. Под фюзеляжем имелась выпускная башня — «воронье гнездо». Позже была установлена 3" пушка горного образца, с парой стволов. Для погашения силы отдачи выстрел производился одновременно из обоих стволов, а стволы располагались в противоположные стороны. Экипаж корабля состоял из шести человек (летчик — командир корабля, бомбардир и четыре стрелка).
**** А. И; Ж у р а в ч е н к о, Теория аэрометания, стр. 13, Л., 1925.
15
на одноместном самолете или самолете с неполным обзором, когда летчик не может видеть цель; 3) простоты решения задачи и возможности применения метода при любой существующей визирной системе.
Предложенный впервые Н. Л. Кирпичевым и разработанный Ботезат, метод отличался простотой и по идее отвечал поставленным требованиям.
В основу метода был положен принцип измерения»абсолютной скорости W самолета. Эта скорость определялась в неявном виде временем ^пролета самолетом неко
Напродление полета
Рис. 5. Схема прицеливания по методу Кирпичева — Ботезат
торого отрезка пути (базы В):
П'= —
При этом исходили из предположения, что времена прохождения баз при неизменной скорости относятся между собою, как базы.
Предположим, что с помощью секундомера, на некотором удалении от цели, мы определили время t0 пролета произвольной базы СЕ, причем tQ заведомо больше Т — времени падения бомбы (рис. 5). Легко найти величину выдержки времени т, протекающего от момента, когда цель придет на луч АС, до момента, когда нужно _
ляется
сбросить бомбу. Величина выдержки времени опреде-разностью:
т —40 Т.
Эта разность находится с помощью секундомера с прямым и обратным ходом, непосредственно по самой цели. В последнем случае от точки С (рис. 5) вперед откладывается вторая база, равная первой. Тогда для определения момента сбрасывания нужно поступать так: при появлении цели в начале построенной базы пустить секундомер; при появлении цели в
16
конце этой базы (точка С) стрелке секундомера сообщить обратный ход; наконец, в момент, когда стрелка укажет время падения бомбы, отмеченное заранее соответствующим индексом, сбросить бомбу. Таким образом, ветер и отставание у учитываются принципиально точно. Если индекс, отмечающий время падения бомбы, снабжен электрическим контактом, то сбрасывание бомбы может осуществляться автоматически. Визирная система нужна здесь лишь для того, чтобы построить базы и, следовательно, может быть любого вида.
Метод Кирпичева — Ботезат в различных вариантах нашел применение в прицеле Толмачева, а в дальнейшем, под названием «временного метода», получил широкое распространение и в зарубежных армиях. Так, например, этот метод применялся англичанами на германском фронте в первую мировую войну (см. рис. 10). Во Франции и до сих пор почти без изменений применяют этот метод. Широкое применение метод нашел з Италии, Польше и в других странах.
(в) Проблема стабилизации вертикали
Одновременно с задачей точного учета относа, возникает вопрос об исключении ошибок визирования, вызываемых качкой самолета, т. е. проблема стабилизации визирной линии или создания так называемой устойчивой вертикали.
Возникнув в самом начале развития бомбометания, этот вопрос в дальнейшем приобрел самостоятельное значение. Конструкторская мысль и до сих пор уделяет много внимания решению этой задачи. Однако удовлетворительного решения ее найти не удалось. Таким образом, вопрос о стабилизации вертикали и в настоящее время остается не разрешенным.
Для обеспечения устойчивой вертикали в прицелах во всех случаях необходимо наличие маятникового устройства. В качестве маятника нашли применение простой физический и гироскопический маятники. Способы стабилизации различны — в зависимости от примененного вида маятника; возможна маятниковая стабилизация, гироскопическая стабилизация, а также прицелы-маятники.
Возможны и другие способы стабилизации. Так, в прицеле Г. В. Алехновича, о котором речь будет ниже, была осуществлена стабилизация поля зрения при помощи зеркала, управляемого маятником. Этот способ, в частности, ценен еще и тем, что при жестком креплении прицела у наблюдателя создавалось впечатление неподвижности поля зрения (панорамы) во время продольной и боковой качки самолета, что несомненно давало известные преимущества в работе.
2 К. А. Бабичев
Этот интересный способ до сих пор вполне не реализованг если не считать последних опытных (предвоенных) образцов прицелов Бацановского и М. А. Резунова. В разработках Ре-зунова эффект неподвижности поля зрения достигается применением оптических клиньев. К сожалению, и тот, и другой образцы не были доведены до практического применения. И только, в одном из последних итальянских прицелов «Нистри» принцип Алехновича осуществлен, но тоже неполно.
Вначале вопрос о стабилизации, естественно, не был столь актуален. Состояние прицельной техники того времени не вызывало большой необходимости в стабилизированной вертикали, так как ошибки от неучтенных факторов значительно перекрывали ошибки, вызываемые качкой самолета. Кроме того, условия открытых кабин и преимущественно бортовое-(открытое) крепление прицелов весьма усложняли проблему стабилизации, так как прицел становился чувствительным ко всякого рода внешним воздействиям, избежать которые в полете представлялось затруднительным.
Для простоты вначале пытались решать задачу стабилизации путем подвески самого прицела в виде маятника.
Впервые такое решение проблемы стабилизации осуществлено в том же прицеле Толмачева, правда, лишь в продольной плоскости. Вообще говоря, это было вполне правильно для того периода, когда бомбометание велось еще «вдоль ветра» и когда вопрос об учете бокового относа бомбы, возникавшего вследствие бокового ветра, еще не был решен. Следовательно, и устранение боковых колебаний не имело существенного значения. В полном объеме вопрос возник лишь на следующем этапе развития бомбометания.
Затем для стабилизации визирной линии стали довольношироко пользоваться принципом маятника. В ряде французских, итальянских, американских и других конструкций этот принцип применяется и до сих пор. Любопытно, что в американском прицеле «Д8» — прицеле наших дней —. этот вопрос технически решен менее правильно, чем в прототипе прицела Толмачева, не говоря уже о появившемся позднее образце Иванова, где эта задача решена полнее. На этом мы остановимся, когда будем рассматривать прицел «Д8».
Ниже рассмотрим прицельные приспособления, в основу которых легли разобранные выше положения.
(г) Прицел Толмачева
В основу прицела положен метод Кирпичева—-Ботезат, обеспечивающий летчику возможность выполнения роли бомбардира,.
18
Собственно, прицел первоначально состоял из визирных шпилек на борту самолета (рис. 6) и секундомера (рис. 7)*.
Визирное устройство осуществлялось следующим образом. На внешней стороне фюзеляжа размечались два постоянных угла САВ и DAC. Для этого строился угол DAB произвольной величины. Кромка лонжерона принималась за горизонтальную секущую, которая делилась пополам. Таким образом
Рис. 6. Визирная схема прибора Толмачева
получали, например, углы DAB==\bo и СЛВ = 26°. Стороны углов отмечались шпильками а, Ь и е, г, вбитыми в фюзеляж, или же при помощи двух стабилизированных визирных линеек ab и ci, подвешенных в виде свободного маятника в точке d. Отставание бомбы находилось пристрелкой в полете. Для этой цели с высоты 1500—2000 м сбрасывалось несколько бомб. Так как визирные углы строились от вертикали АВ, а не от луча отставания, положение которого не было известно, то имел место недолет бомб. Величина недолета (ее среднее значение) вводилась путем соответствующего увеличения первого визирного угла, для чего линия AD переносилась в положение АЕ. Затем на этой линии располагали визирные шпильки Секундомер имел следующие приспособления (рис. 7): неподвижную шкалу высот 7, относительно которой мог устанавливаться электрический контакт 5, укрепленный на подвижном кольце 9, и сигнальную лампочку сбрасывания 1, питаемую электрической батарейкой 10.
При первом нажатии кнопки 3 пускалась в ход стрелка 13 секундомера. При втором нажатии стрелка получала обратный ход, а при третьем возвращалась в исходное положение.
* Скопировано с подлинного рисунка Толмачева из архива Качин-ской авиационной школы (рисунок хранится в 'ВВА).
2* 19
Все устройство при помощи ремня 12 и застежки 14 закреплялось на руке в виде браслета. Порядок работы был таков: 1) ставили указатель 8 на деление высоты полета (с помощью штифтов 4)\ 2) нажимали кнопку 3, когда цель появлялась под вторым углом; 3) сбрасывали бомбу в момент, когда загоралась лампочка 1.
Рис. 7. Схематический чертеж прицельного прибора Толмачева
1 — лампочка, сигнализирующая момент сбрасывания; 2 — электропровода; 3 — пусковая кнопка секундомера; 4 — штифты для установки поворотного кольца с отсчетным индексом; 5—электроконтакты для автоматического освобождения бомбы или для включения сигнальной лампы (I); 6 — неподвижное кольцо; 7 — шкала высот; 8—отсчетный индекс; 9 — поворотное кольцо с отсчетным индексом; 10 — сухая батарейка на 3 вольта; 11 — ушко секундомера; 12 — ремешок для крепления приспособления к ноге; 13— стрелки; 14— застежка;
15 — ушко батарейки
Впоследствии бортовые шпильки были заменены двумя стабилизированными визирными линейками, а величина отставания вводилась при помощи специальных таблиц, разработанных Толмачевым по балистическим таблицам Ботезат. Порядок работы для этого случая будет показан при рассмотрении балистических таблиц (см. табл. Толмачева). Конструкция стабилизированных визирных линеек, упомянутых выше, показана на рис. 8.
В этом варианте прицел Толмачева мог быть назван первом «прицелом-маятником» с раздельной стабилизацией визиров.
Интересно, что конструкция визиров приспособлена для крепления последних на борту самолета с внешней стороны. Воздействие воздушного потока на визирные линейки исключалось тем, что последним придавалась форма, симметричная относительно центра подвеса.
Конструкция визирных линеек состояла в основном из трех
20
частей: стойки 1 для крепления визира к борту самолета, диска маятника 2 со свинцовым грузом 6 и визирной линейки 3 с кольцами 4 и 5, внутри которых натянуты перекрестия из нитей. На цилиндрической поверхности диска наносилась шкала углов визирования р. По этой шкале могла устанавливаться линейка 3, посаженная с трением на цапфу диска. Диск свободно подвешивался на оси стойки 1 и, следовательно, под действием груза Q и вибраций самолета мог свободно устанавливаться по лит!ии отвеса.
Рис. 8. Стабилизированные бортовые визиры в прицеле Толмачева (для построения угла прицеливания требовалось два таких визира)
Таким образом, в устройстве прицела Толмачева видим первые попытки решить следующие вопросы: 1) принципиально точно учесть относ бомбы путем измерения скорости относительно цели и ввода отставания; 2) осуществить прицеливание; 3) стабилизировать визирную линию.
(д) Номограмма системы Толмачева
Описанное выше прицельное приспособление рассчитано, главным образом, для применения на одноместном самолете, и с этой точки зрения оно может быть названо «прицелом летчика».
\ 21
Ниже мы приводим способ определения момента бросания по углу прицеливания. Способ основан на измерении абсолютной (путевой) скорости в явном виде по базе. Для нахождения угла прицеливания по известной уже скорости требовались некоторые расчеты, которые могли быть выполнены только бомбардиром, свободным от управления самолетом.
Для простоты база определялась при постоянном угле визирования в 45° и, следовательно, во всех случаях равнялась высоте. Тогда:
т. е. для определения ГУ достаточно показания высотомера Я
Рис. 9. Дополнительный график углов прицеливания для прибора Толмачева.
Порядок работы: 1) поставить визир на угол 45° (по приходе ориентира на этот угол пустить секундомер); 2) поставить визир на 0° (по приходе ориентира на линию визирования остановить секундомер); 3) показания высотомера разделить на показание Секундомера; 4) полученное число отметить сверху и вести вниз до линии заданной высоты; ближайшая кривая обозначает угол прицеливания для заданной скорости и высоты
22
разделить на время пролета базы. Значение угла прицеливания в зависимости от путевой скорости получали с графика углов прицеливания (рис. 9).
График строился по формуле:
WT____Д_
Н Н 9 откуда
График давал W =F(H,<f) при заданном значении воздушной скорости и балистики бомбы. За аргумент принималась высота полета Н, за параметр — угол прицеливания <р. По оси ординат откладывались значения Н, а по оси абсцисс— значения W.
Показанный на рис. 9 образец временной номографической таблицы Толмачева интересен, как прототип счетного приспособления для определения угла прицеливания, различные варианты которого получили практическое применение.
Несколько позже Ботезат по аналогичной системе разработал более полные номограммы, известные под названием «диаграммы Ботезат» (см. раздел Балистические таблицы).
(е) Зарубежная практика
Прицельное приспособление (рис. 10), обнаруженное на английском бомбардировщике летом 1916 г. на германском
Рис. 10. Бортовые визиры (шпильки) на английском самолете
«фронте*, принципиально ничем не отличалось от прицельных устройств, рассмотренных выше. Визирное устройство состояло
* Dr. Oskar von Prochnow, Die Zielgerate der Feinde Deutsch-lands zum Bombenwurf aus Flugzeugen, Berlin — Friedenau.
23
из трех шпилек а, Ь, d, вбитых в борт фюзеляжа и образующих два постоянных угла СОА и DO А, стороны которых секут горизонталь на два равных отрезка.
Как и в прицеле Толмачева, определение момента сбрасывания основано на применении секундомера с обратным ходом,, но без сигнальной лампы, что создает затруднения в работе. Этот метод англичанами применялся недолго и, повидимому^ лишь в отдельных случаях, когда конструкция самолета не позволяла применить метод бомбометания по углу прицеливания.
Счетные коробки (роликовые таблицы), в основу которых положен принцип номограмм Толмачева, составляли затем часть устройства в ряде немецких прицелов: «ФЛ 62», «ФЛ 81» и др., а также « Лотфе 2», «Лотфе 2С> и др.
Основы устройства этих счетных приспособлений будут разобраны ниже в разделе, посвященном конструкции прицелов. Отметим лишь, что различия между ними незначительны и обусловлены выбором независимого переменного в качестве параметра.
5. ВАЖНЕЙШИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ БОМБОМЕТАНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ РУССКИМИ
ТЕХНИКАМИ В ПЕРИОД 1914-1918 гг.
А. РАЗРАБОТКА ПРИБОРОК ДЛЯ БОМБОМЕТАНИЯ В ПЛОСКОСТИ ВЕТРА
(а) Прицел Сикорского
Главное в методе Сикорского — это возможность построения угла прицеливания без предварительного инструментального измерения исходных данных: высоты, скорости самолета, ветра, балистического коэффициента бомбы и т. д.
Появление такого способа решения задачи обусловливалось недостаточной точностью в измерении исходных данных, вследствие несовершенства самолетных приборов того времени.
В основу метода Сикорского положен принцип измерения фактического относа по пристрелочной бомбе, что и составляет отличительную черту этого метода.
Сущность метода сводится к следующему. Предположим, что мы имеем визирную систему, состоящую из неподвижного визира А (рис. 11) и двух подвижных визиров бис. При смещении одного из визиров вдоль горизонтальной направляющей второй визир смещается на ту же величину, но в противоположную сторону.
24
Пусть в начале измерения визиры занимают положение, показанное на чертеже, т. е. визир с образует произвольный угол а визир b установлен на луче отставания (последнее не обязательно, так к^к отставание можно учесть по фактической траектории бомбы относительно самолета). Предположим, далее, что на некотором расстоянии х впереди цели замечен ориентир. По приходе ориентира на линию^ЛС сбросим пристрелочную бомбу и будем следить за ним, перемещая визир с назад. В момент разрыва бомбы на луче* отставания АВ накладываем визир с на ориентир.
Рис. 11. Схема прицеливания по методу Сикорского с применением пристрелочной бомбы
Нетрудно видеть, что первый визир, сместившись из положения с в положение соизмерит путь самолета CC^WT, пройденный за время Т падения бомбы. Одновременно, второй визир Ь, сместившись на такую же величину вперед, окажется в точке Ьг. Если вначале, как мы предположили, визир b находился на луче отставания, то он отметит на земле, считая от вертикали ОА, отрезок, равный фактическому относу бомбы WT—А, а линия визирования AD образует с вертикалью угол DAO, равный углу прицеливания 9. Таким образом, в следующий момент, по приходе цели на линию AD необходимо сбросить бомбу. Очевидно, что в данном случае высота, скорость самолета, ветер, время падения бомбы и т. д. не измеряются. Все эти элементы достаточно точно учитываются автоматически.
25
Важно лишь в течение этого времени сохранить неизменным редким полета.
Несомненно, такой способ решения задачи прицеливания отличается рядом положительных моментов, может быть значительно усовершенствован и в отдельных случаях с успехом применен на практике*.
К его недостаткам следует отнести необходимость применения пристрелочной бомбы.
Общий вид и кинематическая схема прицела Сикорского показаны на рис. 12.
Прицел состоит из основания 1 и стойки 2, несущей верхний визир 3. Основание 1 с тремя регулировочными винтами 4 покоится на деревянной раме (подставке) 5 и удерживается на ней спиральными пружинами 6. Нижняя визирная система состоит из шарнирного параллелограмма 7, продольные стержни которого несут по одному визиру 8 и 9. При помощи рукоятки 11 визиры могут перемещаться в противоположных направлениях вдоль курсовой черты 10. Зажимные винты 12 позволяют производить регулировку визиров. Продольный 13 и поперечный 14 уровни служат для установки прицела по вертикали при помощи регулировочных винтов 4.
Специального крепления на самолете прицел не имел и уста -навливался непосредственно на застекленный пол кабины. По окончании работы прицел легко можно было убрать, а в случае необходимости и разобрать.
(б) Номографический способ учета относа (прицел Гарфа)
Прицел Гарфа (рис. 13) рассчитан на бомбометание в плоскости ветра (с попутным или встречным ветром), при постоянной воздушной скорости. Помимо этого, прицел предназначался и в качестве прибора для корректирования с самолета артиллерийской стрел ьбы.
Конструкция прицела Гарфа удовлетворяла следующим требованиям: 1) она имела стабилизированную визирную систему; 2) давала готовый угол прицеливания для различного типа бомб и различных скоростей ветра; 3) позволяла корректировать угол прицеливания.
Угол прицеливания строился по формуле:
VT — А . UT
* Принцип Сикорского сохранился до второй мировой войны. На-сбитом румынском самолете JAR-39 (южный фронт, конец 1941 г.) обнаружен оптический прицел с пристрелочным механизмом типа Сикорского.
26
Рис. 12. Прицел Сикорского:
1 — рамка прицела; 2 — стойка прицела; 3— верхний визир; 4 — винты для установки прицела по уровню; 5 — деревянное основание; 6 — пружины для крепления прицела; 7 — шарнирный параллелограмм; 8 л 9 — нижние визиры; 10— продольная шкала; 11 — рукоятка для смещения нижних визиров; 12 — установочные винты для визиров; 13 и 14— продольный и поперечный уровни
27
। 1 к /п
План
Корректировочные .нолюераммЫ
им
Л&
я
8
Н
21
Полет
/<7
4г
Рис. 13. Прицел Гарфа:
1 — график относов бомб; 2 — поворотный прозрачный диск; 3 — шкала высот; 4—верхний визир; 5— номограмма ветра; 6 — ползун визира (4); 7 и 8 — продоль-
ная и поперечная корректировочные номограммы; 9—график баз; 10—неподвижное кольцо; 11—кремальера для установки заданной высоты; 12 и 13-—кронштейны для подвески визирного устройства; 14—подвесные тяги; АЕ — курсовая черта (нить);
h — высота прицела
28
где VT—А —относ бомбы в безветрии; UT—относ бомбы под действием ветра; Д—отставание бомбы; Н—высота полета.
Величина VT—A =f(H,Q,V =const) изображается графиком 1 в полярных координатах. График нанесен на прозрачную пластинку 2. За аргумент принималась величина Н, за параметр 0. Шкала высот наносилась по окружности диска 3.
Величина UТ учитывалась смещением точки О (верхнего визира 4). Для этой цели служила номограмма 5. По оси ординат откладывались значения высот, а по оси абсцисс — значения UT. Скорость ветра обозначалась наклонными (секущими) линиями, оцифрованными с концов* (с проставленными на их крайних точках) значениями ветра U и времени tQ пролета постоянной базы, равной 600 м. Предусматривались случаи, когда ветер известен и когда он не известен.
В первом случае визир 4 (ползун 6) смещался по номограмме соответственно значению Z7, во втором — соответственно значению t0.
Величина 17Т определялась пересечением линии высоты с линией ветра.
Учет промежуточных ветров и других неизвестных факторов осуществлялся пристрелкой. Для этого служили корректировочные номограммы 7 и 8, с помощью которых вводились продольные Ах и боковые Ау отклонения бомб (в метрах) от цели.
Номограммы 7 и 8 строились аналогично номограмме 5. По оси ординат откладывались высоты, а по оси абсцисс — отклонения (и те, и другие в метрах). Наклонные линии оцифровывались в метрах через каждые 10 м.
Базисный график 9 строился аналогично графику 7. Расстояния по радиусу между соседними кривыми соответствовали отрезкам на местности в 100 м. График служил для измерения путевой скорости по базе и для оценки координат места падения бомбы или снаряда относительно цели.
Общий вид прицела и принципиальная схема его (рис. 13) дает представление о его конструкции.
Кривые 1 и 9 и шкала 3 нанесены на прозрачном стеклянном диске 2, помещенном в кольце 10. При работе с прицелом диск поворачивается в кольце при помощи кремальеры 11 и устанавливается на заданную высоту.
ТочкаМх пересечения соответствующей кривой графика 1 с курсовой чертой ЕА служит прицельной точкой (нижним визиром). Верхний визир 4 при помощи ползунка 6 и кремальеры 11
♦ Далее во всей книге автор условно применяет термин «оцифровка» для обозначения числовой характеристики, проставленной на шкалах и графиках.
29
смещается в продольном и боковом направлениях соответственно скорости ветра и пристрелочным данным. При U —О верхний визир располагается над центром диска 2.
Совершенно так же используются базисные кривые 9 для измерения времени tQ пролета базы.
Кольцо 10, несущее визирное устройство, подвешено, при помощи тяг 14, к кронштейнам 12 и 13 в виде маятника.
В походном положении прицел мог складываться (показано пунктиром на рис. 13).
Прицел применялся в опытных бомбометаниях, поставленных в 1916 г. с целью разработки балистических таблиц А. А. Фридмана и А. Ф. Гаврилова. Основанием для применения прицела послужила, повидимому, довольно высокая по тому времени его оценка: «... в одном из лучших прицельных приборов системы инженера Гарфа достаточно знать относы и нет надобности вычислять или определять прицельные углы. ...Весьма остроумный графический метод учета влияния меняющегося ветра на относ бомбы предложил инженер Э. К. Гарф»*.
Б. РАЗРАБОТКА ПРИБОРОВ ДЛЯ БОМБОМЕТАНИЯ ВНЕ ПЛОСКОСТИ ВЕТРА
1. УЧЕТ СНОСА (ПРИЦЕЛ ИВАНОВА II ВЕТРОЧЕТ ЖУРАВЧЕНКО)
(а) Состояние вопроса
К 1915—1916 гг. авиация уже приобрела важное военное значение. Бомбометание только в плоскости ветра оказалось недостаточным —. оно ограничивало возможности боевого применения авиации. Возник вопрос о новых, более универсальных методах бомбометания, при которых исключалась бы зависимость от направления ветра.
Зарождению метода бомбометания вне плоскости ветра предшествовало решение ряда новых теоретических и технических задач. К ним можно отнести: геометрическое обоснование схемы бомбометания с боковым ветром, доказательство независимости времени падения и отставания бомбы от ветра и др.
А. А. Фридман, анализируя предложенные им балистические формулы для этого случая, утверждал, что «прежде всего время падения бомбы не зависит от скорости и направления постоянного горизонтального ветра. Точно так же отставание и угол отставания бомбы не зависят от скорости и направления
* А. А. Фридман и А. Ф. Гаврилов, Аэробалистические таблицы, стр. 8 и 17, Л., 1926.
30
постоянного горизонтального ветра. Эти же формулы позволяют высказать простое геометрическое предположение, найденное* А. Н. Журавченко* и дающее возможность прилагать к бомбометанию с боковым ветром остроумный им сконструированный прибор ветрочет**.
В рассматриваемых ниже приборах Иванова и Журавченко выявились первые технические решения для бомбометания вне плоскости ветра.
(б) Прицел Иванова
Прицел Иванова — одна из первых конструкций, созданная применительно к бомбометанию вне плоскости ветра.
В нем стабилизация осуществлялась и в продольном, и в поперечном направлении; для стабилизации визирная система подвешивалась в виде маятника, снабженного воздушными успокоителями. Прицел в сочетании с ветрочетом Журавченко позволял пересчитывать пристрелочные данные для любого заданного курса.
Прицельные значения вводились с помощью таблиц или путем пристрелки.
Прицел применялся на воздушном корабле «Илья Муромец».
На рис. 14 показан общий вид прицела Иванова. Для установки угла сноса прицел поворачивался на вертикальной стойке 1 по азимуту. Значение угла сноса отмечалось по горизонтальной шкале 2 от 0 до -4-45°. Визирная система подвешивалась к стойке на кардановом подвесе 3, внутреннее кольцо которого имело визирное перекрестие. Для гашения свободных колебаний маятника кольца кардана связывались с неподвижным основанием прицела при помощи двух воздушных успокоителей 4 и 5, расположенных в двух взаимно перпендикулярных напр авлениях.
Для регулирования степени демпфирования успокоители снабжались вентилями 6. Пересечение А продольной и поперечной нитей 7 и 8 служило точкой прицеливания. С помощью винтов 9 и 10 нити устанавливались в продольном и боковом направлении согласно значениям прицельных данных. Цена малого деления сетки (12) 0.05 высоты, а большого 0.10 высоты; эти деления служили для измерения скорости и величин отклонений бомб и пристрелочных данных.
* А. А. Фридман и А. Ф. Гаврилов, Аэробалистические таблицы, стр. 20, Л., 1926.
** А. Н. Журавченко, Артиллерийские вопросы авиации,, стр. 105 и далее, УВВФ, 1917.
31
Рис. 14. Прицел Иванова:
1— стойка прицела; 2 — шкала углов сноса; 3 — верхний визир (перекрестие); 4 и 5 — продольный и поперечный воздушные демпферы (гасители колебаний); 6 — регулировочный вентиль демпфера; 7 — курсовая линейка (черта) с боковым смещением для учета наклона плоскости визирования (цв ); 8 — поперечная прицельная черта; 9 — винт для смещения продольной черты в боковом направлении (величина смещения бралась с ветрочета Журавченко); 10 — рамка прицела; 11 — шкала углов прицеливания; 12 — сетка с делениями; 13 — противовесы; 14 — уровень; 15 — крючок для подвески прицела в нерабочем положении; 16 и 17 — грани рамки, служащие для измерения базы В = Н
32
Вид едоку
7
и
Рис’ Ветрочет Журавченко:
линеика воздушноц скорости; 2 - линейка путевой скорости; 3 - линейка ветра; 4 - компасный лимб; 5 - ^счетный индекс; 6- зажимной барашек; 7 - курсовая стрелка ветра; 8 - шкала углов сноса- 9 - коор^натная сетка для нанесения точки разрыва бомбы, It?—шкала углов сноса; 11 — ползун лииеики воздушной скорости; 12 — сетка для учета отставания; 13 — ползун -линейки путевой скорости ’ координатная сетка для нанесения точки
Визирная система была сбалансирована (относительно уровня 14) с помощью грузиков 12 и 13. Путевая скорость (абсолютная) измерялась по базе, равной высоте. Начало базы определялось передней кромкой 16 визирной рамки, а конец базы — задней кромкой 17. С этой целью высота прицела и
1 1
длина рамки выполнены равными 200 мм. Базы у и ~ высоты строились с помощью промежуточных поперечных штрихов сетки, выделенных особым цветом.
Прицельные данные брались из балистических таблиц (см. таблицы Ботезат) и с ветрочета Журавченко.
(в) Ветрочет Журавченко
Для определения курса самолета при заданном путевом направлении, относительно которого должны были рассчитываться прицельные данные, Журавченко разработал в 1916 г. прибор —ветрочет. Этот первый ветрочет в принципе представлял собою механическое решение навигационного треугольника (или векторного треугольника скоростей), ориентированного относительно магнитного (или географического) меридиана.
Ветрочет, следовательно, имел линейку воздушной скорости V , линейку ветра U, линейку путевой скорости и отсчетные приспособления: шкалу для отсчета угла сноса, компасный лимб для ориентирования треугольника скоростей по меридиану и отсчета курса и ряд вспомогательных приспособлений для корректирования бомбометания, расчета отставания, нахождения точки ветра и т. д. Идея ветрочета получила широкое распространение в конструкциях прицелов; в частности, была положена в основу английских прицелов «Вимперис», получивших название векторных.
Ветрочет Журавченко позволял определять: 1) элементы навигационного треугольника и курс самолета для заданного путевого направления; 2) исходные данные для бомбометания вне плоскости ветра — а) курс и угол сноса при выходе на цель, 6} путевую (абсолютную) скорость, в) продольную и боковую проекции отставания относительно линии пути; 3) вектор пристрелочной поправки.
На рис. 15 изображены принципиальная схема и общий виД ветрочета Журавченко.
Здесь Z, 2 и 3 — линейки воздушной скорости, путевой скорости и ветра. Линейки 2 и 3 соединены общим шарниром с компасным лимбом 4, который может свободно вращаться. Отсчет путевого угла ПУ ведется относительно неподвижного индекса 5. При помощи гайки 6 лимб наглухо соединяется с линей-
3 К. А. Бабичев 33
кой ветра 3, с которой в свою очередь скрепляется стрелка 7, отмечающая по лимбу направление ветра. Курс самолета, при заданном путевом угле и ветре, отсчитывается по тому же лимбу против значения угла сноса. Для этой цели предусмотрена дополнительная шкала 8 углов сноса, жестко скрепленная с линейкой 2 путевой скорости, с которой также связаны коорди-
Рис. 16. Обычный ветрочет:
1 — курсовой лимб; 2 — линейка путевой скорости; 3 — шкала углов сноса; ПУ — путевой угол; Кс — курс самолета; а — угол сноса
натные линейки 9 с делениями. Линейки служат для нанесения точки С разрыва бомбы относительно цели. Точка пересечения линеек (центр лимба) соответствует положению цели в момент разрыва.
Для определения ветра или точки ветра компасный лимб
1 1
имеет ряд концентрических кругов, радиусы которых — 7?, - л 4 2
3
и ~^R, где R — радиус лимба, принятый за единичный вектор
34
воздушной скорости. Соответственно этому, скорости ветра 11 3
будут определяться величинами ~V, “ V и ~V.
Шкала 10) по которой читают значение углов сноса, скреплена с ползуном 11 линейки воздушной скорости. На секторе 12) скрепленном с ползуном 13 линейки путевой скорости, имеется прямоугольная сетка. Деления сетки нанесены в сотых долях высоты. Она служит для нахождения продольной и боковой проекций отставания относительно линии пути. Значения этих элементов вводились в прицел с помощью сетки.
Ветрочет Журавченко прост и удобен в работе, обладает довольно высокой точностью —0.5 м/сек; точность обычного ветрочета (рис. 16) — 1.5 м/сек.
Современный ветрочет решает меньшее число задач и менее универсален. Значение угла сноса дается относительно курса, а не относительно линии пути, как в ветрочете Журавченко.
Итак, переход от бомбометания в плоскости ветра к бомбометанию вне плоскости ветра потребовал решения ряда новых технических проблем. Часть из них и до сих пор остается не решенной (методы и средства боковой наводки, стабилизации вертикали и т. д.). Из этих решений наибольшее развитие в дальнейшем получили механизмы для учета отставания, механизмы наклона плоскости визирования, построители углой прицеливания, оптические системы и ряд других устройств.
2. ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ (СПОСОБ АЛЕХНОВИЧА)
(а) Прицел Алехновича
Описываемый ниже прицел сконструирован и построен командиром воздушного корабля «Илья Муромец», военным летчиком Г. В. Алехновичем, при участии персонала корабля — артиллерийского офицера А. Н. Журавченко, механика Кис-селя и вольноопределяющегося Траншеля (в 1917 г. корабль погиб на фронте) *.
В части общего решения прицел Алехновича аналогичен прицелу Иванова и прицелу Толмачева с секундомером. Остановимся несколько на особенностях этого прицела и, в частности, на способе стабилизации, интересном по своей идее.
В первых прицелах Толмачева, Гарфа, Иванова стабилизация осуществлялась путем подвески прицела или визирной части в виде маятника. Другими словами, это были прицелы-маятники.
* А. Н. Журавченко, Теория аэрометания, стр. 84, Л., 1925,
35
В прицеле Алехновича впервые был применен способ стабилизации вертикали для случая жестко закрепленного прицела.
Принципиальная схема и общий вид прицела изображены на рис. 17.
Представим себе, что на подвижном основании Q (самолете), колеблющемся в продольном направлении, жестко закреплена визирная система, состоящая из зрительной трубки 1 и зеркала 2. При помощи передачи 3—4 зеркало 2 связано с маятником 5, занимающим отвесное положение.
Угол визирования (3 строится поворотом визирной трубки 1 относительно неподвижной шкалы 6‘.
При крене самолета на угол ф вся система повернется в пространстве на тот же угол ф и, следовательно, визирная трубка, не изменяя своего положения относительно шкалы, перейдет из точки А в точку Предположим сначала, что маятник жестко закреплен; тогда линия отвеса расположится по NiNv зеркало перейдет из положения ас в положение а1с1, и визирный луч перейдет из точки В в точку Bt, сместившись относительно цели на угол ф. Это даст величину ошибки визирования, возникающей вследствие колебания самолета. Если теперь открепить маятник и сделать его свободным, то под влиянием силы тяжести маятник повернется относительно линии A^Vi на угол ф в противоположную сторону и займет вертикальное положение, указанное на чертеже. При наличии передаточного отношения 2 : 1 зеркало возвратится из положения а1с1 в положение а2е2 и повернется на угол—- . Согласно закону отражения, визирный луч при этом повернется на угол, в два раза больший, и перейдет из положения В± в положение В, совместившись снова с целью. Тем самым ошибки визирования вследствие качки самолета исключатся. Если представить, что имеется такой же маятник, работающий в боковом направлении, то одновременно будут исключены и ошибки от боковой качки.
Таким образом, если маятники непрерывно следуют за линией отвеса, то при качке самолета (а вместе с ним и прицела) зеркало качается с угловой амплитудой, в два раза меньшей. Следовательно, луч визирования не изменяет своего положения относительно земли, т. е. будет стабилизирован и несмотря на качку останется совмещенным с одной и той же точкой земной поверхности. У наблюдателя возникает впечатление, что качки нет. Решение это принципиально точно как в боковом, так и в продольном направлениях. Ошибки обусловливаются лишь неточностью работы маятника, от положения которого отсчитываются углы визирования.
36
Рис. 17. Прицел Алехновича и схема стабилизации ноля зрения
37
Если продольные и поперечные колебания самолета, как выяснилось, не влияют на положение визирного луча в пространстве, то колебания самолета вокруг вертикальной оси целиком передаются визирному лучу, что и должно иметь место.
Предложенный способ стабилизации позволяет осуществить: 1) жесткое крепление прицела на самолете, 2) идеальную стабилизацию визирной линии в продольном и в боковом направлении, притом не зависящую от угла визирования; 3) неподвижность поля зрения при качке; 4) возможность визирования на вираже.
Эти свойства еще не реализованы. Прицел Алехновича —-это первый прицел с оптической системой типа подзорной трубы. Для визирования цели требовалось наклонять прицел.
Развитие оптических прицелов началось с применения про стых зрительных труб. Визирование осуществлялось двояко: или наклоном трубы, как в прицеле Алехновича, или с помощью сеток в поле зрения при неподвижной трубе. В последнем случае предел визирования ограничивался величиной поля зрения; поэтому применялись оптические системы с большим полем зрения. Так, первые прицелы Цейсса, Герца и др. имели поле зрения, доходящее до 37° и больше. Позднее появились перископические системы, в которых поворот визирного луча достигался поворотом отражательного зеркала или призмы, помещаемых перед объективом зрительных труб.
3. СТАБИЛИЗАЦИЯ НА ПРИНЦИПЕ СФЕРИЧЕСКОГО УРОВНЯ (СПОСОБ АМИ)
Из первых способов стабилизации рассмотрим предложенный во Франции Ами (М. Нашу) в 1913 г., еще до появления оптических прицелов.
Способ Ами основан на свойстве сферического уровня, воздушный пузырек которого стремится занять на сфере наивысшее положение. Благодаря этому свойству пузырек можно рассматривать, как маятник, обладающий «отрицательным весом», с двумя степенями свободы и имеющий длину подвеса, равную радиусу сферы. Такие свойства позволили использовать воздушный пузырек уровня в качестве стабилизированной прицельной марки, которая могла быть введена непосредственно в поле зрения оптического прицела, что было осуществлено несколько позже, когда вместо зрительных труб стали применять прицелы перископического типа, в которых принцип сферического уровня мог быть использован наиболее полно.
Широкое применение способ Ами получил в немецких прицелах Герц, что объяснялось, главным образом, простотой и конструктивным удобством стабилизирующего устройства.
38
Принципиальная схема последнего показана на рис. 18.
В фокальной плоскости линзы 1 (объектива) помещен сферический уровень 2 с воздушным пузырьком с. Уровень расположен так, что центр сферы совпадает с главной точкой объектива. Глаз, помещенный в точке Ь, будет видеть изображение предмета С совмещенным с пузырьком уровня в фокальной плоскости. Если радиус г сферы уровня равен фокусной длине / объектива, то при наклоне системы в боковом или продольном
Рис. 18. Схема стабилизации с помощью сферического уровня (способ Ами)
1 — линза (объектив); 2 — сферический уровень (фокусный); 3 — подвижное зеркало;
4 — неподвижное зеркало; С и D — визируемые предметы
направлении на угол ф пузырек с не изменит своего положения в пространстве и останется на вертикали, проходящей через главную точку а объектива. Пузырек уровня и предмет С окажутся попрежнему совмещенными. Если перед объективом поместить два зеркала — подвижное 3 и неподвижное 4, то, изменяя положение зеркала 3, будем получать в центре пузырька уровня изображения предметов D на местности, расположенных под различными углами (3 по отношению к глазу наблюдателя; при этом углы визирования р всегда будут отсчитываться от вертикали, обеспечиваемой неизменным положением
39
пузырька уровня. Итак, если центр сферы уровня расположить в главной точке объектива, а радиус сферы сделать равным фокусной длине объектива, пузырек покажет вертикаль независимо от наклона оптической трубы.
Такой уровень назван фокусным уровнем.
Полученные выводы действительны лишь для продольного направления. Для бокового же направления они действительны
только для случая, когда угол визирования равен нулю (рис. 19). Во всех остальных случаях, когда В не равен нулю и когда имеется боковой наклон визирного луча по отношению к главной оптической оси прицела, неизбежны ошибки.Боковая коррекция (как это видно на рис. 19) осуществляется при равенстве:
г
Пузырек ирркнь (дергпикаль)
tg ti- tg |i0.
должно же оыть:
tgp.— tgp.o cosp.
В результате появля(‘т-ся боковая ошибка:
6y = tgp.0(1 — cosp).
Можно сказать, что линия визирования не стабилизирована при боковой качке. Стабилизация осуществляет-
Рис. 19. Линейная ошибка визирования ся только вручную п. -Ду вследствие бокового крена при ста- тем совмещения про-билизированной вертикали дольной осевой линии
АВ поля зрения с тгу-зырьком. Это, разумеется, исключает жесткое крепление прицела на самолете, представляет большое неудобство в работе и является крупным недостатком способа Ами.
При стабилизации по Ами только пузырек остается неподвижным в пространстве. Поле зрения целиком участвует в качке самолета. Создаются дополнительные неудобства.
Таким образом, способ Ами значительно уступает способу Алехновича.
40
4. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА СБРАСЫВАНИЯ (ПРИЦЕЛЬНЫЙ ПРИБОР ЛЕБЕДЕНКО)
(а) Принцип
Для определения момента сбрасывания Лебеденко в 1916 г. использовал принцип анероидной коробки. Сбрасывание производилось автоматически, независимо от изменения высоты и воздушной скорости —• в результате изменения атмосферного давления, воспринимаемого анероидными коробками.
Такое решение вопроса представляет известный интерес и для настоящего времени.
Ниже в общих чертах изложена сущность идеи Лебеденко в том виде, в каком она была впервые изложена Н. Е. Жуковским* .
«Идея приборов, устанавливающих линию визирования для момента бросания бомбы, состоит в следующем.
Рис. 20. Прицельная схема для прицела системы Лебеденко
Полагая (рис. 20), что путь Л/^ s проходится во время, равное времени падения с высоты полета, напишем (здесь нет связи tgpi=-2tgp,2)**
tg3, —
и, разделив обе части равенства на Г, получим: tg Pi — tg _ У .
Т ~~Н ’
* Н. Е. Ж у к о в с к и й, Полное собрание сочинений, т. V, стр» 446, М. — Л., 1937 (для облегчения чтения некоторые старые обозначения, принятые Жуковским, заменены современными).
** Подразумевается способ Толмачева (см. стр. 77.— К. Б).
41
отсюда:
fgP2 ft т
Обозначим, далее, через (р угол COD, при котором надо сбросить бомбу. Тогда:
X _УТ — Ь Н ~ Н
Подставляя в эту формулу значение V из предыдущей формулы, получим:
д tg<p=tg₽1 — —.
п
В этой формуле поправка —- мало зависит от величины Н, но зависит от скорости самолета: прибор Лебеденко устроен так, что в нем летчику нужно, поворачивая трубу руками, постоянно держать визируемый предмет на перекрестии нитей (рис. 21). Измерение tg^ и tg{32 за время Г и сброс бомб при нужном угле <р производятся автоматически с помощью часов и барометра, помещенных в неподвижной части аппарата (на чертеже не показана)».
Доказательство проведено Н. Е. Жуковским для случая безветрия. Очевидно, что вывод остается справедливым и при наличии ветра или движущейся цели.
(б) Описание прибора
Прибор Лебеденко состоит из прицельного (визирного) приспособления и барометрической счетной коробки с часовым механизмом.
Прицельное приспособление представляет собою металлическую коробку 1 (рис. 21с), внутри которой помещена подвижная часть регистрирующего механизма. С внешней стороны находится арретир 2 (рис. 21а), закрепляющий подвижную часть, и кнопка 2', нажатием на которую арретир включается вновь. На левой стороне коробки закреплен визир 3, состоящий из окуляра 4 и кольца 6 с перекрестием. Окуляр может смещаться в некоторых пределах по продольным направляющим, в зависимости от величины отставания. Передвижение окуляра осуществляется рычажком 7 с кнопкой S, позволяющей закреплять окуляр в крайних положениях. Предохранитель 9 закрепляет окуляр в нижнем положении. Рукоятка 10 служит для установки отставания — в зависимости от типа бомбы и воздушной скорости.
42
Справа расположено пусковое приспособление 11 часового механизма; оно состоит из боуденовского тросика 12 и электропровода, соединяющих визир со счетной коробкой.
Рис. 21. Первый прицел-автомат Лебеденко (порядок работы; а, b и с)
С помощью ремня прицельное приспособление вешается на шею бомбардира наподобие бинокля.
Барометрическая счетная коробка (рис. 22) заключает в себе анероидную чувствительную систему с кулачком, получающим вращение от часового механизма. Ку
43
лачок предусмотрен съемным, в зависимости от типа бомбы. Шкала 14 служит для установки с помощью винта 16 стрелки 15 соответственно атмосферному давлению дня и превышению цели относительно места вылета. Электропроводы 17 и 18 служат для соединения коробки с источником питания и бомбосбрасывателем. Коробка подвешивается в самолете на амортизаторах 19.
Полного завода часового механизма хватает на производство шести последовательных сбрасываний.
Рис. 22. Счетно-решающая коробка прицела Лебеденко для автоматического построения угла прицеливания и автоматического сбрасывания бомбы
Порядок работы. Цель может быть неподвижной или движущейся. Во время прицеливания бомбардир держит прицел в руках. Рис. 21 дает ясное представление о наиболее удобном положении рук (последовательность работы: а, b и с).
Перед полетом, для предотвращения преждевременного сбрасывания, окуляр должен быть опущен в нижнее положение и закреплен предохранителем Р, который устанавливается на букву S.
Обнаружив цель, бомбардир поднимает прицел перекрестием вперед (рис. 21а) и, воздействуя на рычажок 2, освобождает подвижную часть прибора.
44
Затем плавно поворачивает прицел, выводя его из положения, указанного на рис. 21а, в положение, показанное на рис. 21b, вокруг горизонтальной оси 00 и таким же образом поворачивает прицел обратно. Это качательное движение вверх и вниз на 180° с грузом, подвешенным в виде маятника, приводит прицел в готовность. По окончании этого движения прицел должен находиться перед глазами бомбардира в положении, указанном на рис. 21с. Ось 00 прицела должна по возможности сохранять горизонтальное положение, что достигается удерживанием стабилизированного указателя в иоле зрения трубы совмещенным с перекрестием.
Рис. 23. Пушечка Лебеденко с электрическим запалом для автоматического освобождения бомбы
Затем, визируя, плавным движением совмещают перекрестие с целью и продолжают визирование цели до момента сбрасывания бомбы, а если этот момент не будет замечен, то до вертикального положения визира.
Когда в поле зрения загорится зеленая лампа, нажатием рукоятки 11 пускают часовой механизм (который может быть пущен в любой момент, пока горит зеленая лампа).
По прошествии 10—25 сек. (в зависимости от высоты полета, скорости и тика бомбы) загорается красная лампа. В этот момент нажимают на кнопку 8, освобождающую окуляр, и, не снимая с нее пальца, дают окуляру плавно подняться (предварительно предохранитель .9 должен быть переведен на букву F).
Спустя 1—15 сек. после зажигания красной лампы происходит автоматическое сбрасывание бомбы.
Сбрасыватель бомб приводится в действие силою взрыва пиропатрона. Срабатывание пиропатрона происходит в результате электрического контакта, который осуществлялся автоматически от совместного действия механизма счетной коробки и прицельного приспособления.
45
На рис. 23 показано устройство сбрасывателя, состоящее из цилиндра 7, в котором помещается поршень 2. Шток 3 поршня одним концом проходит через ушко в головной части бомбы и тем самым удерживает последнюю в бомбодержателе.
При взрыве пиропатрона поршень перемещается, шток выходит из ушка бомбы и тем самым освобождает ее. Для вкладывания пиропатрона служит камера 7, к которой подведены два электропровода от счетной коробки прицела. Второй конец штока поршня соединен с тросом 5, предназначенным для ручного сбрасывания.
Рис. 24. Момент освобождения бомбы
На рис. 24 показана подвеска бомбы и момент отрыва ее от бомбодержателя.
Из приведенного краткого обзора видно, что прицел Лебеденко по тому времени был построен с учетом почти всех современных требований.
На этом мы закончим наш общий обзор основных технических идей, предложенных и разработанных русскими техниками еще в самом начале развития бомбардировочного дела.
5. РАЗРАБОТКА НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ ПРИНЦИПОВ ЗАРУБЕЖНЫМИ КОНСТРУКТОРАМИ
(а) Векторный способ учета относа (прицел Вимпериса)
Принципиально решение задачи Вимперисом мало отличалось от решения Гарфа. Как и у Гарфа (стр. 28), для построения угла прицеливания находились отдельные составляющие 46
относа бомбы: относ от воздушной скорости и относ вследствие ветра. Ветер определялся на вспомогательном курсе, который нужно было проложить под углом 90° к плоскости ветра, что оказалось менее удобным. Для определения ветра уже требовалось знание одного из элементов его — направления.
Прицел построен (1917—1918 гг.) для бомбометания в плоскости ветра. В этой конструкции также сказалось стремление построить угол прицеливания, не прибегая к помощи таблиц.
В отличие от Гарфа в прицеле Вимперис относ учитывался векторным способом, смысл которого заключался в следующем.
Рис. 25. Принцип векторного построителя угла прицеливания
Если стороны прицельного треугольника (рис. 25), выраженные в линейных величинах, разделить на Т, то угол прицеливания получается из векторного треугольника скоростей DBA:
УТ A UT
ИТ —А . UT Т____£ . т __
tg?=—
т т
V у у ’ ср 'ср ср
вводя обозначение РГ—уд=р7ср? получим:
tg<p
^ср
Fcp
47
где W — путевая скорость; Уд — средняя скорость отставания; ТУср — средняя горизонтальная скорость бомбы; Уср — средняя скорость падения; U — скорость ветра.
Пример геометрического построения угла прицеливания векторным способом с помощью обычного угольника показан на рис. 25. Угольник имеет вертикальную и горизонтальную
Рис. 26. Схема первого векторного прицела Вимперие
шкалы скоростей одного масштаба. Отложив на одной стороне значения ТУ и Уд, а на другойУср получаем угол прице-
ливания ср.
На рис. 26 показана схема прицела. Вертикальная скорость Т ср устанавливается по шкале высот 16 при помощи коленчатого рычажка 4. Установка воздушной скорости производится смещением штока 8 относительно неподвижного индекса 9
48
Верхний визир состоит из двух отдельных визиров 2 и. 3, которые при скорости ветра, равной нулю, сливаются в один общий. При установке значения ветра U визиры смещаются в противоположных направлениях пропорционально его величине. При этом визир 3 образует угол прицеливания для случая полета против ветра, а визир 2 — для случая полета по ветру.
Рис. 27. Общий вид первого векторного прицела Вимперис (для низких высот МКПА (шкала в узлах):
1 —• нижний визир; 2 и 3 — верхние визира (2 — по ветру, 3 — против ветра); 4 — установка высоты; 5 — защелка; 6 — линейка путевой скорости; 7 — рукоятка для установки линейки (6) по бегу земных предметов; 8 — линейка воздушной скорости; 9 —• индекс для отсчета значений воздушной скорости; 10 — продольные направляющие прицела; 11 — стопорный рычаг; 12 — барашек для закрепления прицела после установки по уровню; 13— продольный уровень; 14— кронштейны, крепящиеся па самолете: 15— линейка ветра; 16 — шкала высот
Сдвиг визира 7 пропорционально Кд осуществляется , наклоном вертикальной линейки 11 на угол у. Угол у наклона Линейки принят постоянным для всех типов бомб, высот и воздушных скоростей. Ошибками от такого допущения пренебрегали. Лишь в более позднем образце устройство линейки позволяло отроить два угла —для случаев горизонтальной и вертикальной подвески бомб. В то же время прицел рассчитан для 4 К. А.Бабичев 49
довольно широкого диапазона воздушных скоростей — от 60 до 130 миль/час.
По сравнению с разобранными нашими системами, прицел Вимперие ничего нового в решение задачи не внес.
Интерес представляет приспособление для определения ско-
рости ветра
в полете. Линейка 6,
Рис. 28. Общий вид первого векторного прицела Вимперие для больших высот MKIA (шкала в милях/час):
1 — нижний визир; 2 и 3—верхние визиры (2— по ветру, 3 — против ветра); 4— установка высоты; 5 — защелка; 6 — линейка путевой скорости; 7 — рукоятка для установки линейки (6) по бегу земных предметов; 8— индекс для отсчета значений воздушной скорости; 9 — продольные направляющие прицела; 10 — стопорный рычаг; 11 — подъемная гайка; 12 — кронштейн; 13 — продольный уровень; 14 — шкала высот; 15 — поперечный уровень; 16 — курсовая нить; 17 — установка отставания; 18 — винт для установки прицела по уровню; 19 — вспомогательный визир; S — отсчет скорости ветра
имеющая кинематическую связь с визирами 2 и 3, управляется рукояткой 7. Во время полета в плоскости ветра меняют курс на 80° и устанавливают линейку сноса 6 параллельно кажущемуся бегу земных предметов. При этом на шкале ветра 15 индекс отметит скорость ветра U, а визиры 2 и 3 образуют углы прицеливания для условий бомбометания в плоскости ветра (для попутного или встречного ветра).
Комплект состоял из двух прицелов — правого и левого, соответственно правому и левому сносу.
На рис. 27 и 28 показан общий вид прицела: на рис. 27—прицел для низких высот (шкалы в узлах), а на рис. 28 — прицел для больших высот (шкалы в милях/час). Оба прицела— с необеспеченной вертикалью. Для правильной установки прицелов служили продольный и поперечный уровни 13 и 15. Поперечный уровень помещался так, что пузырек его оказывался расположенным в поле зрения во время прицеливания. В прицеле для низких высот поперечный уровень и курсовая черта 16 от-
сутствовали.
50
Англичане придавали мало значения стабилизации вертикали, и до последнего времени их прицелы не имели обеспеченной вертикали.
Первоначальная конструкция такого прицела послужила впоследствии основой для более совершенного образца, приспособленного для бомбометания вне плоскости ветра («Вимперис» с компасом). Этот тип прицела был принят на вооружение ВВС Англии до последних дней. Отметим, что Англия — единственная страна, принявшая для своих воздушных сил векторный прицел в качестве основного.
(б) Метод временной шкалы (прицел «С. F. S.»)
Прицел служил для бомбометания в плоскости ветра. В его конструкции также выражено последовательное стремление решить прицельную задачу механически, не прибегая к помощи расчетных таблиц.
Рис. 29. Схема прицела «С. F. S.» с временной шкалой
В основу решения, как и в способе Кирпичева—Ботезат, положен принцип измерения абсолютной (путевой) скорости в неявном виде — с той лишь разницей, что время t0 полета измерялось не по произвольной базе, а по базе, взятой в известной пропорции от высоты. Решение исходило из известного положения: времена прохождения баз при данной скорости относятся между собою, как базы.
В соответствии с чертежом (рис. 29), можно записать:
х Т 9
b t0
4*
51
откуда
Т x = h- ,
где х— упреждение, которое надо определить; b — база в приборе, на которой измеряется время Т— время падения бомбы, как функция высоты Н.
Выберем базу так, чтобы:
тогда:
ЬТ =f (Я) = к = с oust,
т. е. искомое х будет обратно пропорционально времени падения бомбы Т, а угол прицеливания 9 будет функцией только времени пролета базы; к взято постоянным и может быть выбрано произвольно.
Если теперь в начале координат О построить шкалу времени по формуле:
к х= —
t
то, установив визир С на время t—T, построим базу. Отметив затем на шкале время пролета базы, получим искомое х и, следовательно, угол прицеливания <р, так как х пропорционально тангенсу угла прицеливания <р.
Этот чрезвычайно простой способ построения угла прицеливания получил широкое и самое разнообразное применение в практике бомбометания.
На этом принципе построен первый контрольный прибор (зеркало) для учебного бомбометания в Англии и у нас — зеркало Никольского. Особенно широко этот способ был использован в Германии, затем во Франции, Италии, Чехословакии, Польше и т. д. Любопытно, что в самой Англии способ не получил дальнейшего развития и совершенно не привился.
«Прицел Казела * впервые появился на германском фронте летом 1916 г. и в дальнейшем получил всеобщее распространение на западном фронте. Различные типы этого
* Dr. Oskar von Prochnow, Die Zielgerate der Feinde Deutschlands zum Bombenwurf aus Flugzeugen, S. 25, Berlin — Friedenau.
52
прицела отливались только внешними размерами, главные же части устройства оставались одними и теми же».
Прицел известен был под названием «прицела без таблиц». Общий вид его дан ниже (рис. 123).
(в) Определение абсолютной (путевой) скорости аэроплана (способ Скота)
Этот способ впервые описан Н. Е. Жуковским*. В описании, говорилось, что сначала для правильного сбрасывания бомб с самолетов считали важным знание абсолютной скорости полета самолета. Для этого предлагалось пользоваться способом
Рис. 30. Схема визирования при определении абсолютной скорости аэроплана (способ Скота)
Скота (рис. 30), состоящим в том, что летчик, держа трубу сначала под углом 45°, определял момент появления предмета на линии визирования, затем ставил трубу вертикально и определял момент вторичного появления предмета на ту же линию. Высота, определенная по высотомеру и разделенная на разность времен, дает абсолютную скорость самолета. Отсюда по специальным таблицам определялся угол прицеливания.
Дальше отмечалось, что имеются прицельные приборы, не требующие предварительного определения скорости самолета. Такие приборы бывают двух типов: в одних определяется момент бросания бомбы, в других — угол визирования, при котором надо бросить бомбу.
* Н.Е.Жуковский, Полное собрание сочинений, т. V, стр. 443 («Прицельные приборы для бомбометания»), М.—Л., 1937.
53
(г) Способ логарифмического винта (синхронный способ)
Синхронный способ определения абсолютной скорости основан на использовании свойств логарифмической кривой.
В отличие от базисного способа, где скорость определялась средним значением за некоторый промежуток времени £0, в синхронном способе определяется мгновенная (истинная) скорость сближения. Естественно, возникает мысль о построении угла прицеливания, соответствующего мгновенному значению скорости сближения.
Смысл определения момента сбрасывания синхронным способом заключается в следующем.
Если на цилиндр (рис. 31) навить логарифмическую кривую: у = к-]пх,
то в результате получим винт переменного шага, известный под названием логарифмического винта. Такой винт обладает следующим замечательным свойством: касательные к винтовой линии, проведенные в точках, лежащих на одной прямой, пересекаются в одной точке С.
Если через визир, расположенный в точке С, наблюдать за равномерным вращением винта, то благодаря переменному шагу будет наблюдаться картина распределения поступательных скоростей v2, ^3, вдоль винта, линейно зависящих от расстояния х.
Так как вертикальная составляющая скорости движения точки по логарифмической кривой постоянна, то горизонтальная составляющая с (осевая скорость) прямо пропорциональна расстоянию от начала R.
Если одновременно следить за кажущимся движением земных предметов, то на винте обнаружится точка Р, поступательная скорость движения которой равна скорости кажущегося бега земных предметов. Эта точка на картине скоростей представится нам неподвижной относительно земных предметов; вправо и влево от нее относительные скорости будут разного знака. Если представить себе равномерное движение точки Р вдоль винта со своей поступательной скоростью, то она будет двигаться синхронно с движением местных предметов, т. е. с относительной скоростью, равной нулю, и, независимо от путевой скорости, достигнет своего начала R в одно и то же время t:
l — __ z2 _ =
Vi l?2 ‘ V9
54
Рис. 31. Определение момента сбрасывания с помощью логарифмического винта (синхронный способ)
55
Меняя число оборотов винта, можно t сделать любым. В этом случае будет изменяться лишь значение вертикальной составляющей скорости.
Указанные свойства равномерно вращающегося логарифмического винта позволяют определить момент сбрасывания бомбы. Очевидно, что для этого следует, вращая логарифмический винт, например от фрикциона, так установить число его оборотов, чтобы синхронная точка Р, если представить себе ее движение равномерным вдоль винта, достигла точки R через t— Т сек., т. е. по истечении времени падения бомбы.
Но можно вместо подбора числа оборотов винта подобрать высоту h верхнего визира Ог. Задавшись постоянным числом оборотов винта, можно построить шкалу Т, обозначив ее непосредственно высотами. Для учета отставания достаточно сместить визир О± в точку О на луч отставания.
Определение момента сбрасывания будет заключаться в установке визира О по шкале высот Н; в наблюдении через визир О и винт за бегом земных предметов и фиксации точки синхронизации Р; в освобождении бомбы в момент прихода цели на луч ОР.
В последнем случае х — чюТ.
Можно, наконец, прицельную задачу решить и с непрерывно меняющимся числом оборотов винта*.
Вообще говоря, синхронизацию можно осуществить различными способами. Подробно о них будет сказано при обзоре синхронных прицелов; здесь же отметим, что именно рассмотренный нами принцип логарифмического винта можно было бы назвать классическим синхронным способом или способом измерения мгновенной скорости.
В дальнейшем этот способ был забыт, и то, что подразумевают в наши дни под синхронным способом, имеет мало общего с изложенным принципом логарифмического винта. Его правильнее было бы назвать «методом последовательных приближений».
Синхронный способ получил широкое распространение в практике, но конструктивное осуществление его очень сложно и обходится дорого, причем и сложность и дороговизна едва ли оправдываются эффектом, достигаемым такого рода прицелом.
На этом мы закончим обзор основных моментов развития принципов техники бомбометания в прошлом. Несомненно^ что лишь на основе тщательного и критического обобщения всего предшествующего опыта можно работать не на-ощупь,
* Mechanical Engineering, No. 6, рр. 313—314, 1924; Caduta-Scala da Bombardamento, Milano.
56
не вслепую, а подлинно научно, творчески, иоо нельзя создавать новое, не овладев достижениями прошлого. Исторические примеры нецбходимы для того, чтобы правильно понять и применить то, что существует.
Рассматривая Отдельную конструкцию, не связывая ее с первоначальной идеей и уровнем современной ей техники, легко впасть в ошибку, приняв частное решение за общий принцип. Только последовательное рассмотрение избавляет нас от возможных ошибок и повторений.
Знание предшествующего опыта, наконец, необходимо и как критерий степени достижений в данном вопросе.
Каждый бомбардир, каждый конструктор, для того чтобы он стал подлинным мастером в своей области, обязан глубоко-изучить весь опыт, накопленный его предшественниками.
ГЛАВА II
НЕКОТОРЫЕ МОМЕНТЫ В РАЗВИТИИ АВИАЦИОННОЙ БАЛИСТИКИ
1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Изложение основ авиационной балистики не входит в задачи нашей монографии, но мы все же сочли нужным хотя бы вкратце изложить некоторые первоначальные работы в этой области наших соотечественников и прежде всего работы Н. Е. Жуковского. Эти работы почти забыты.
Но они ценны как пример той способности творить легко и изящно, которая так отличала Н. Е. Жуковского, и имеют выдающееся значение в настоящее время.
15 сентября 1915 г. в Московском математическом обществе Н. Е. Жуковским было сделано сообщение на тему «К теории бомбометания с аэропланов»*. Ряд выдержек из этого сообщения приводится ниже.
«Предельная скорость. Для стрел и для бомб существует скорость падения, больше которой они не могут получить, какова бы ни была высота сбрасывания. Эта скорость называется предельной скоростью; она зависит от нагрузки, приходящейся на единицу площади миделевого сечения, и от коэффициента сопротивления формы падающего тела.
Траектория бомб и стрел сначала имеет вид параболы, которая получилась бы, если бы рассматриваемые тела падали в пустоте. При очень большой высоте бросания вследствие влияния сопротивления воздуха эта траектория постепенно переходит в вертикальную прямую.
Наблюдая за брошенной с аэроплана бомбой, мы видим ее сначала летящей под аэропланом, но потом она начинает отставать от него и двигаться, как падающее по вертикальной линии тело.
* Издана впервые теоретическими курсами авиации ВМТУ. М., 1916.
58
На рис. 32* видно, что благодаря стабилизатору и помещению центра тяжести в передней части бомбы, точка приложения сопротивления воздуха R приходится позади центра тяжести. Вследствие этого при отклонении оси снаряда от касательной
к траектории центра тяжести является пара сил, стремящаяся
снова направить эту ось по касательной. Если направление оси при начале бросания и не совпадает с направлением касательной к траектории центра тяжести, то после нескольких колебаний, которые затухают вследствие эффекта скользящего потока воздуха (закон Ланглея), ось бомбы или стрелы направится по касательной к траектории. Для больших бомб (150—400 кг) колебания затухают на 400—800 м от аэроплана, для малых бомб и стрел это затухание получается на меньшем расстоянии. Скорость движения при отсутствии сопротивления воздуха выражалась бы по закону Галилея формулой:
V =)/2о,
Рис. 32. Ко-где у — высота падения, и росла бы беспредельно лебательные с этой высотой. Благодаря же сопротивлению воз- движения духа эта скорость с возрастанием времени при- бомбы на ближается к предельной скорости, при которой r г вес бомбы или стрелы G уравновешивается силой сопротивления воздуха R:
G = R = kSVl
где к — коэффициент сопротивления, а 5 — площадь сечения миделя. Мы получаем отсюда величину предельной скорости:
’'•=/к (1)
Из формулы (1) следует, что предельная скорость прямо пропорциональна корню квадратному из нагрузки и обратно пропорциональна корню квадратному из коэффициента сопротивления.
Так как вес снарядов растет пропорционально кубам линейных размеров, а площадь миделя возрастает пропорционально квадратам линейных размеров, то снаряды больших размеров имеют большую предельную скорость. Вследствие этого пре-
* В выдержках из трудов Н. Е. Жуковского номера рисунков изменены в соответствии с общей нумерацией книги (К. Б.).
59
дельная скорость бомб большого размера получается большей^ нежели предельная скорость бомб более малого размера или
стрел.
Для того чтобы ветер меньше влиял* на верность попадания, важно, чтобы бомба подлетала к земле с возможно боль-
Рис, 33. Вид стрел, кото рые бросал ис ь с самолета
шей скоростью».
«Аэропланные стрелы. На рис. 33 даны образцы различных стрелг бросаемых с аэроплана, коэффициенты к которых исследовались в лаборатории Технического училища.
Результаты исследований помещены в табл. I.
Таблица I
Стрелы
№ п/п.
Го м/сек.
0.02906 0.000066
0.03823 0.000117
440 0.0092 218
327 0.0200 128
G — вес стрелы в кг, S площадь миделевого сечения вм~,
Q — ~ — поперечная нагрузка в кг/м2 и Vo — предельная S
скорость в м/сек»**.
Для того чтобы иметь представление о том, насколько скорости и пройденные пути вертикального прямолинейного движения в воздухе разнятся от случая движения в пустоте, Н. Е; Жуковским были выполнены соответственные графики, приведенные на рис. 34 и 35.
«На первом графике по оси ординат отложено время, а по оси абсцисс — приобретенная скорость; на втором по оси ординат откладывается время, а по оси абсцисс — пройденное пространство (путь по вертикали — Л. Б.). На изображенных кривых отмечены соответствующие предельные скорости ]/0. Кривая У0=оо соответствует движению в пустоте.
Из рис. 35 следует, что для бомбы с предельной скоростью в 200 м/сек время падения с высоты 2000 м в воздухе больше времени падения в пустоте только на 2 сек.
* Имеется в виду влияние промежуточных ветров (К. Б.).
** Н.Е.Жу ко век ий, Полное собрание сочинений, т. V, М.— Л.» 1937.
60
Графики рис. 34 и 35 были вычерчены с помощью известных формул вертикального падения тел в сопротивляющейся среде:
Vo
--- .|ОР ------!--------
(2)
(3)
® которых.g — напряжение тяжести; е — основание неперовых логарифмов и 1g —. логарифм при этом основании».
Рис. 34. График предельных скоростей для различных бомб в сравнении со скоростью падения в пустоте
Рис. 35. График пройденного пути при вертикальном падении для различных бомб сравнительно с падением в пустоте
«Аэропланные бомбы. На рис. 36 изображен образец фугасной бомбы Орановского, предельные скорости которой определялись в аэродинамической лаборатории Технического училища. По наблюдениям определялся коэффициент к, а по размерам и весу бомбы находилась предельная •скорость Уо.
61
Рис. 36. Первая фугасная бомба Орановского
Бомбы
Таблица II
№ п/п. Ст £ Q к Го> м/сек.'
1 4.63 0.0090 514 0.0306 131 .
2 9.22 0.0161 572 0.0250 151 I
3 16.4 0.0233 704 0.0267 162
4 30.4 0.0346 879 0.0238 162 !
5 47.8 0.0415 1151 0.0223 227 ;
6 73.7 0.0616 1 196 0.0225 231 !
7 163.8 0.1020 1606 0.021 276
8 246 0.1254 1 960 0.019 321
9 409 0.2130 1 920 0.022 296
В приведенной таблице даны элементы G, S, Q и Vo для девяти бомб.
Мы видим из этой таблицы, что коэффициент к различных бомб изменяется вообще мало (около 0.022), предельная же скорость резко возрастает с величиной бомб.
Способ бросания бомб по большей части такой, что бомба г оставляя аэроплан, имеет горизонтальную и, следовательно, совпадающую с касательной к траектории ось. Хотя при дальнейшем движении ось, стремясь сохранить свое направление, несколько уклонится от касательной, но пара, указанная на рис. 32, будет приближать ее к направлению касательной, ит после легких колебаний, она примет это направление. Резкие колебания получаются в момент сбрасывания бомбы, ось которой не направлена по оси аэроплана (иногда сбрасывают бомбу при вертикальном положении ее оси). Но во всяком случае при прохождении некоторого пути (800 м) все эти колебания потухнут, и бомба упадет с большой высоты почти при вертикальном положении ее оси».
«Полет аэропланных бомб. Мы принимаем, что во все время полета ось бомбы направляется по касательной к траектории и что отношение^—j есть величина незначительная.
ПриТ70 =200 м/сек ит/= 30 м/сек (воздушная скорость) имеем: / V \2 9 т-) r у
( — \ " этом случае, отбрасывая в формулах дилера
члены, содержащие — 1 , легко доказать, что связь между у и t о/
будет выражена формулой (3), т. е. бомба в вертикальном направлении будет двигаться так, как будто бы она ниспадала по вертикальной линии-
62
Что касается траектории бомбы, то она в принятом допущении будет выражаться уравнением:
COS [ ~--
у2
=е •,
(4)
На рис. 37 вычерчена такая траектория рядом с траекторией в пустоте и точной траекторией, получаемой при помощи формул Эйлера и интегратора.
Рис. 37. Траектория бомбы в пустоте и в воздухе по приближенным и точным формулам Н. Е. Жуковского
Рис. 38. График нарастания скорости бомбы, сброшенной с высоты 2000 м в среде с переменной и постоянной плотностью
Мы видим, что приближенная траектория лежит всеми точками между траекторией в пустоте и точной траекторией, подходя значительно ближе к последней. Отлет (относ 63
^бомбы — К. Б.) х от вертикали по данной высоте у найдется из формулы (4). Полагая в ней
V0V
найдехМ:
(5)
где у определим, взяв от обеих частей формулы (4) логарифмы.
lgcosY = ^»*. (6)
Нам уже известно (стр. 10), что еще Фламмарион нс принял во внимание «закона независимости действующих сил» и поэтому не учел относа. Впоследствии также не учитывали сопротивления воздуха и отставания. Чтобы показать, какова ошибка, получаемая вследствие пренебрежения отставанием, Н. Е. Жуковский замечает:
«Некоторые авторы принимают, что бомба сохраняет свою горизонтальную скорость, и определяют отлет (относ — К. Б.) по формуле VT, где Т — время падения бомбы —находят из формулы (3) по заданной высоте у. Чтобы показать погрешность, которая при этом получается, мы даем табл. III, в которой для предельной скорости Vo ~ 180 м/сек дается для различных высот величина VT—х, которую мы будем называть недолетом (отставание — К. Б.). Мы видим, что недолет растет с высотой и достигает при у — 2000 м до 122 м. На самом деле он еще больше, так как точная траектория несколько отодвинута к вертикали от траектории приблизительной»**.
Таблица III
У Y X 1" | VT — т
200 19.740 189.7 6.26 1.9
400 27.628 265.5 9.21 9.2
600 33.501 322 11.40 20.0
800 38.290 368 13.29 29.7
1 000 42.373 407 15.00 43.0
1 200 45.944 441 16.61 57.6
1 400 49.118 472 18.11 71.3
1600 51.972 499 19.55 87.5
1 800 54.560 524 20.94 104.2
2 000 56.922 546 22.28 122.4
* Н. Е. Жуковский, loc. cit.
** Там же.
64
Далее Н. Е. Жуковский показывает ошибку от неучета изменения плотности воздуха с высотой,
«Влияние разрежения воздуха с высотой на полет бомбы. Это влияние очень незначитель но. Принимая распределение плотности по закону Галлея, на предлагаемом графике (рис. 38), получены при падении с высоты 2000 м приобретенные скорости в пустоте, при постоянной плотности, равной плотности у земной поверхности, и при плотности, изменяющейся по указанному закону. Мы видим, что изменение в приобретенных скоростях во всех точках менее 4 м/сек. Вследствие незначительности этого изменения можно принять, что для обыкновенных аэропланных высот можно пренебрегать изменением плотности воздуха с высотой»*.
Приведенные выводы и ряд других положений, обоснованных Н. Е. Жуковским в ходе первой мировой войны, сыграли громадную роль в деле развития техники бомбометания.
2. БАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
Для правильного определения момента сбрасывания бомбы необходимо знать ее траекторию и свойства этой траектории.
Задача ба листики (или аэроба листики) сводится к определению траектории бомбы.
Наиболее характерными элементами траектории бомбы являются:
Т ==? Т (Н, V, О) — время падения бомбы Д=А (Я, F, 0) — отставание 7 = у(Я, F, О) — угол отставания Лп^= Ап (Я, 7,е, W) — относ
Для того чтобы определить элементы траектории, составлялись специальные таблицы и диаграммы, названные а э р о-балистическими.
В начале первой мировой войны (1914—1915 гг.), когда разработка и производство прицелов носили единичный характер, балистические таблицы составлялись с учетом применения их непосредственно в полете. С этой точки зрения первые таблицы были необходимой принадлежностью бомбардировочных прицелов (таблицы Ботезат, Толмачева).
Практика войны выявила неудобства оперирований в воздухе громоздкими таблицами. Впоследствии балистические таб-
* Н. Е. Ж у к о вс к и й, loc. eit.
5 к. А. Бафичев
лицы приобрели чисто теоретическое назначение и содержали необходимые данные для конструирования прицелов и их боевого применения (таблицы Центральной аэронавигационной станции, Фридмана и Гаврилова 1915—1918 гг.).
Этот период характеризует переход к планомерному развитию бомбардировочных прицелов.
Во всех балистических таблицах параметры H,V п U (высота, воздушная скорость, ветер) фигурируют неизменно, за исключением таблиц Фридмана и Гаврилова, в которых параметр U отсутствует. Основными балистическими искомыми величинами следует считать время падения и отставание, как функции высоты, скорости и типа бомбы.
В процессе развития авиационной балистики в качестве аэродинамической характеристики типов бомб в разное время применялись различные величины: а) предельная скорость бомбы К0 (в работах Н. Е. Жуковского); б) некоторый коэффициент р (таблицы Ботезат); в) некоторый коэффициент р — аэродинамическая характеристика (таблицы Фридмана и Гаврилова).
Коэффициент р определялся или в аэродинамической трубе, как это было впервые проделано Н. Е. Жуковским в его знаменитой аэродинамической лаборатории в Техническом училище (для наиболее тогда употребительных в авиации бомб типа Орановского), или путем измерения времени падения бомбы при бомбометании.
В 1916 г. в качестве аэродинамической характеристики бомбы в России принято время падения ее с высоты Н = 2000 м при воздушной скорости V — 40 м/сек. Это время названо х а-рактеристйческим временем (0). Причинами для перехода к такой характеристике послужила простота определения этого элемента в процессе опытного бомбометания и его простая зависимость от р. Последняя получается из уравнения:
Т^Н, V, р).
Так как 0— время падения бомбы при Н —2000 м и 1= 40 м/сек, то
0-/(2000, 40, р) или
и, значит,
Р=/2(0).
Насколько р является удобным параметром для теоретического изучения аэробалистических величин, настолько же параметр 0 удобен для практики.
бе
Для перехода от (3 к 0 служит табл. IV. Величина р определялась Фридманом и Гавриловым по данным табл. II:
[3=71.6—.
Q
Таблица IV
О ! з 1 ! ‘ ! е 3 i
20.19*. 0.00000 26.0 0.00714
21.0 0.00116 27.0 0.00832 :
22.0 0.00236 28.0 0.00950
23.0 0.00356 29.0 0.01070 1
24.0 0.00478 30.0 0.01192 |
25.0 0.00596
* Для пустоты
При этом авторами было отмечено: «Результаты измерений лаборатории проф. Н. Е. Жуковского и результаты (экспериментальные— К. Б.) определений Севастопольской комиссии (опыты по бомбометанию —Я. Б.) весьма близки друг к другу»**.
Здесь к и Q (в обозначениях Н. Е. Жуковского) — коэффициент сопротивления и поперечная нагрузка бомбы.
Параметр Ботезат равен
р=О.137.^Т .
r g
Связь между о и {3, при g = 9.81? дана в табл. V.
Таблица V
0.0000 ' 1 0.0025 0.0050 1 0.0075 0.0100 t 0.0125
! 25 0.000 0.022 0.044 0.065 0.087 0.109
30 0.000 0.031 0.063 0.094 0.126 0.157
40 0.000 0.056 0.112 0.168 0.224 0.280
50 0.000 0.087 0.175 0.262 0.349 0.436
** А- А. Фридман и А. Ф. Гаврилов, АэробаЛйстичеекие таблицы, стр. 60, Л, 1926.
о*
67
3. ПЕРВЫЕ БАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ БОТЕЗАТ
В период первой мировой войны в России весьма обстоятельно были разработаны различные балистические таблицы (см. табл. VI). Первыми из них были таблицы Г. А. Ботезат. изданные в 1916 г. УБВФ двумя книжками (в двух сериях) для бомбометания в плоскости ветра.
Таблица VI
Русские балистические таблицы периода первой мировой войны
। Наименование ’ таблиц Высота полета (м) Скорость самолета (м/сек) относительно: Характеристика бомб
воздуха | земли
1. Таблицы Ботезат (сер. 1) 600—3 000 i I 25- 30 1 ! 1 ! 11- 45 р = 0.005; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05
| 2. Таблицы Ботезат ! (сер. 2) 600- 3 000 31—40 12— 60 р —0.005; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05
3. Системы Толмачева 600 3 000 31-40 12—56 р =0.005; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05
4. Диаграммы Ботезат 600-3 000 100-140 км/час 10—60 Характер, время 21-25
5. Центральной аэронавигационной станции 1 000—5 000 20- 50 10-75 Характер, время 21—30
6. Таблицы Фридмана и Гаврилова 600- 5 000 35- 70 относы Характер, время 21—30
Таблицы Ботезат дают (см. табл. VII) непосредственно угол прицеливания для бомб с характеристикой р от 0.005 до 0.05 при:
н = 600 ~ зооо м V = 25 40 м/сек
U ~ fl5-~20 (против ветра) 115-—20 (по ветру).
Скорость ветра не указана, а дается абсолютная (путевая) скорость W.
Значение угла прицеливания получали по входным данным Н и W. Кроме этого, можно было получить и время падения. 68
Таблицы (в количестве 92 шт.) группировались по воздушньш скоростям V и коэффициенту р:
Рис. 39. Счетный приборчик для выбора балистических таблиц (значения балистического коэффициента Ботезат
KSV2 ₽~~ G где К —коэффициент сопротивления; S —площадь сечения миделя (м2); G — вес бомбы (кг); V — скорость самолета.
Таблицы составлены для фугасных* бомб системы Орановского, весом от 10 фунтов до 25 пудов (см. табл. VIII).
Для отыскания нужного р к таблицам прилагался картонный счетный приборчик (рис. 39), работа с которым весьма проста. После установки стрелки (подвижный круг) на соответствующее значение воздушной скорости, вес бомбы устанавливался против сектора на неподвижном круге с соответствующим значением р.
По заданной скорости V и найденному р отыскивалась соответствующая таблица.
Расчет р производился по известному К для заданной скорости V, которая определялась типом самолета:
KSV2 кУ2 о= —— , k G 105
откуда:
7 T' S Л ГХК Ю5
k = K--------105 = р
G r F2
По этой формуле на поворотном круге и рассчитана шкала значений А, оцифрованная значениями фугасных бомб. Для новых — осколочных бомб Орановского нанесена вторая (красная) шкала с непосредственными значениями Л от 1 до 6. В последнем случае, для нахождения р следует предварительно определить коэффициент сопротивления К и вес G.
* Соответственно с опытами Н. Е. Жуковского (см. табл. II).
69
Образец таблицы Г. А. Ботезат Таблица VII
Лист П
р —0.015 Против ветра U - -20 К _= 35 м/сек
\ \м/сек н, м\ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 i 24 25 < 26 27 28 29 30 31 32 33 34 i 35 1
600 14 26' 15 26' 16 25' 17°24' 18°22' 19 20' 2017' 21 13' 229' 23 ° 4' ! 23 58' 24 51' 25 44' 26 36' 27°27' 28°17' 29 6' 1 29 55' i 1 30 43' 31 ° 30' 3217;'
700 13 20 14 16 15 12 16 8 17 3 17 57 18 51 19 44 20 36 21 28 [22 20 23 10 24 1 24 50 25 39 26 27 27 15 28 1 28 48 29 33 30 18
800 12 24 13 17 14 10 15 2 15 54 16 45 17 36 18 27 19 17 20 7 1 20 56 21 44 22 32 23 19 24 6 24 53 25 38 26 24 27 8 27 52 28 35
900 11 35 12 25 13 15 14 5 14 55 15 44 16 33 17 21 18 9 18 56 19 44 20 30 21 16 22 2 22 47 23 32 24 16 24 59 25 43 26 25 27 7
1 000 10 55 И 44 12 32 13 19 14 7 14 54 15 40 16 27 17 13 17 58 18 44 19 28 j 20 13 i 20 57 21 40 22 24 23 6' 23 49 24 30 25 12 25 52
1100 10 19’ 115' 1151' 12 37' 13 22' 148' 14 52' 15° 37' 1621' 175' 17 49' 18°32' 19 15' 119 58' 20 ° 40' 21 22' 22 ° 3’ 22°44' 2825' 24°5' 24° 45'
1 200 9 50 10 34 11 19 12 3 12 47 13 30 14 14 14 57 15 39 16 22 17 4 17 46 18 27 19 9 19 50 20 30 21 10 21 50 22 30 23 9 23 47
1 300 9 21 10 4 10 47 11 30 12 12 12 54 13 36. 14 18 14 59 15 41 16 21 17 2 17 42 18 22 19 2 19 42 20 21 20 59 21 38 22 16 22 54
; 1400 8 55 9 37 10 18 11 11 41 12 22 13 2 13 43 14 23 15 3 15 43 16 22 17 1 17 40 18 19 18 57 19 36 20 13 20 51 21 28 22 5
! 1 500 8 34 9 14 9 54 10 34 11 14 11 54 12 34 13 13 13 52 14 31 15 10 15 48 16 26 17 4 17 42 18 19 18 56 19 33 20 10 20 46 21 22
11600 8° 13' 8 ° 53' 9 32' 10°ll' о 10 50' 1128' 127' 12 45' 13 23' 141' 14 39' 15° 16' 15 53' 16° 30' 17°7' 17 44' 18 20' 18 56' 19 32' 20°8' 20°43'
И 700 7 54 8 32 9 10 9 48 10 26 11 4 11 41 12 19 12 56 13 33 14 10 14 46 15 23 15 59 16 35 17 11 17 46 18 21 18 56 19 31 26 6
1 800 7 37 8 15 8 52 9 29 10 6 10 42 11 19 11 56 12 32 13 8 13 44 14 20 14 55 15 31 16 6 16 41 17 16 17 50 18 25 18 59 19 33
1900 7 21 7 57 8 34 9 10 9 46 10 22 10 58 11 33 12 9' 12 44 13 19 13 55 14 29 15 4 15 39 16 13 16 47 17 21 17 55 18 28 19 1
j 2 000 7 6 ! 7 42 i 8 18' 8 53 9 28 10 4 10 39 11 14 11 48 12 23 12 57 13 32 14 6 14 40 15 14 15 47 16 21 16 54 17 27 18 18 33
j 2100 6 53' [ 7 28' 82' 8 37' 9°12' 9 46' 10 20' 10 55' i 11 29' 1123' 12° 36' 1310' 13 44' 14 17' 14° 50' 15 23' 15° 56' 16 29' 17 Г 17°33' 18 ° 5'
2 200 6 40 1 7 14 7 48 8 22 8 56 9 30 10 3 10 37 11 11 11 44 12 17 12 50 13 23 13 57 14 28 15 1 15 33 16 5 16 37 17 9 17 40
2 300 6 28 i 7 1 7 35 8 8 8 41 9 14 9 47 10 20 10 53 11 26 11 58 12 31 13 3 13 35 14 7 14 89 15 11 15 42 16 14 ^6 45 17 16
2 400 6 16 | 6 49 7» 22 7 55 8 28 9 9 32 10 5 J10 37 11 9 11 41 12 13 12 45 13 17 13 48 14 19 14 51 15 22 15 52 16 23 16 54
2 500 6 4 ! 6 37 7 9 7 41 8 13 8 45 9 17 9 49 1 10 21 ! 10 52 11 24 11 55 12 27 12 58 13 29 14 14 30 15 1 15 31 16 2 1 > 32
2 600 5° 54' 6 26' 6 58' 7 ° 29' 8 Г 8 32' 94' 9 35' 10°6' 10 37' 11° 8' 1139' 1210' 1241' 13C11' 13 42' 1412' 1442 1512' 15 42' 1612'
2 700 5 45 6 16 6 47 7 18 7 49 8 20 8 51 9 22 9 53 10 23 10 54 11 24 11 55 12 25 12 55 13 25 13 55 14 24 14 54 15 23 15 53
2 800 5 35 6 6 6 36 7 7 7 38 8 8 8 39 9 9 9 39 10 9 10 39 11 9 11 39 12 9 12 39 13 8 13 38 14 7 14 36 15 5 15 34
! 2 900 5 26 5 56 6 26 6 57 7 27 7 57 8 27 8 57 9 26 9 56 10 26 10 55 11 25 11 54 12 23 12 53 13 22 13 51 14 19 14 48 15 17
! 3 000 i 5 17 5 47; 6 17 6 47 7 17 7 46 8 16 8 45 9 15 9 44 10 13 10 42 11 11 11 40 12 9 12 38 13 7 13 35 14 4 14 32 15 1 ।
70
Таблица VII (продолжение)
По ветру [7™ 4-20
Р=0.015 г^з5 м/сек
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 i ! i 52 53 54 55 «, сек
! 600 33°2' 33 47' 34° 31' 3515' 35 57' 36° 39' 37 ° 20' 38° 38 40' 39719'| 39 57' 40°34' 41 11' 1 ' 41 47' 42 ° 23' 42 58' 43 32' 44 ° 5' 44 38' J i 4510' 11.2
700 31 2 31 45 32 28 33 10 33 52 34 33 35 13 35 52 36 31 37 9 । 37 47 38 24 39 39 36 40 11 40 46 41 20 41 53 42 26 42 58 12.2
800 29 18 30 30 42 31 23 32 4 32 43 33 23 34 1 34 39 35 17I'35 54 36 30 37 6 37 41 38 16 38 50 39 24 39 57 40 30 41 2 13
900 27 49 28 30 29 11 29 51 30 30 31 9 31 47 32 25 33 3 33 40 | 34 16 34 52 35 27 36 2 36 36 37 10 37 43 38 16 38 49 39 20 13.8
1 000 26 32 27 13 27 52 28 31 29 10 29 48 30 25 31 2 31 39 32 15। 32 51 33 26 34 1 34 35 35 9 35 42 36 15 36 47 37 19 37 51 14.6
1 100 25° 24' 263' 26 41' 27 20' 27 ° 57' 28 34' 29 1Г 29 °47' 30 ° 23' 30° 59'1 31 ° 34' 32 8' 32 43' 33°16' 33 ° 50' 34 23' 34° 55' 35 27' 35 59' 36 30' 15.4
1 200 24 26 25 4 25 41 26 18 26 55 27 31 28 7 28 43 29 18 29 53 1 30 27 31 1 31 35 32 8 32 41 33 13 33 45 34 17 34 48 35 19 16.1
1 300 23 31 24 8 24 45 25 21 25 57 26 33 28 8 27 43 28 17 28 52 I 29 25 25 59 30 32 31 4 31 37 32 9 32 40 33 11 33 42 34 13 16.8 ’
1 400 22 42 23 18 23 54 24 29 25 5 25 39 26 14 26 48 27 22 27 56. 28 29 29 2 29 34 i 30 6 30 38 31 10 31 41 32 12 32 42 33 12 17.4
1 500 21 58 22 33 23 9' 23 43 24 18 24 52 25 26 26 26 33 27 6' 1 27 39 28 11 28 43 ! 29 15 J 29 46 30 17 ! 30 48 31 18 31 48 32 18 18.1 !
1600 2118' 21 ° 52' 22°27' 23° 1' 23 ° 35' 24 9' 24° 42' 25 15' о 25 48' » ‘ о 26 2О'| 26 52' I 2;° 24' 27 55' 28 27' 28°57' 29 28' 29 ° 58' 30° 28' 30 ° 58' 31 27' 18.7
1 700 20 40 21 14 21 48 22 21 22 55 23 28 24 24 33 25 5 25 37 | 26 9 26 40 27 11 27 42 28 12 28 42 29 12 29 42 30 11 30 40 19.3 !
1 800 20 6 20 40 21 13 21 46 22 18 22 51 23 23 23 55 24 27 24 58 | 25 29 26 26 31 27 1 27 31 28 1 28 30 28 59 29 28 29 57 19.9
1900 19 34 20 7 20 40 21 12 21 44 22 16 22 48 23 19 23 50 24 21 । 24 52 25 22 25 52 26 22 26 52 27 21 27 51 28 19 28 48 29 16 20.5 1
2 000 19 5 19 38 20 10 20 41 21 13 21 44 22 16 22 46 23 17 23 48 24 18 । 1 24 48 25 18 1 25 47 26 16 26 45 ! 27 14 27 43 28 11 28 39 21.1 ;
2100 18 37' 199' 1941' 20° 12' 20 ° 43' 21 14' 21 44' 22 15' 22°45' о : 23 15'1 23 45' 24° 14' 24°44' 25 13' 25 42' 2610' 26 39' 27°7' 27 35' 28 3' 21.6
2 200 18 12 18 43 19 14 19 45 20 16 20 46 21 16 21 46 22 16 22 46| 23 15 23 44 24 13 24 42 25 10 25 39 26 7 26 35 27 2 27 30 22.2 j
2 300 17 47 18 18 18 48 19 19 19 49 20 19 20 49 21 18 21 '17 22 17 22 46 23 14 23 43 24 И 24 40 25 7 25 35 26 3 26 30 26 57 22.7 i
2 400 17 24 17 54 18 24 18 54 19 24 19 54 20 23 20 52 21 21 21 50 22 19 22 47 23 15 23 43 24 11 24 39 25 6 25 33 26 26 27 23.3 !
2 500 17 2 17 32 18 1 18 31 19 19 29 19 58 20 27 20 56 21 24 i 21 53 22 21 22 49 23 16 23 44 24 11 24 38 25 5 25 32 25 59 23.8 ;
2 600 1641' 171Г 17 40' 18°9' 18°38' 19° 7' 19 ° 35' 20 ° 4' 20 32' 21° 21° 28' 21 56' 22 23' 22 51' 23 18' 23 45' 24 12' 24 38' 25 5' 25 31' 24.3 j
2 700 16 22 16 51 17 20 17 48 18 17 18 45 19 14 19 42 20 10 20 37 I 21 5 21 32 22 22 27 22 54 23 20 23 47 24 13 24 40 25 6 24.8
2 800 16 3 16 31 17 17 28 17 56 18 24 18 52 19 20 19 48 20 151 20 42 21 10 21 36 22 3 22 30 22 56 23 23 23 49 24\15 24 40 25.3
2 900 15 45 16 13 16 41 17 9 17 37 18 5 18 32 19 19 27 19 54 | 20 21 20 48 21 15 21 41 22 8 22 34 23 23 26 23 51 24 17 25.8
3 000 15 28 15 56 I 16 24 16 52 16 19 17 47 18 14 18 41 19 8 19 35 20 2 20 28 20 54 21 21 21 47 22 13 22 39 23 4 23 30 23 55 26.3
72
73.
Значения р
\ V, м/с® к G 31 32 33 34 1 1 35
10 фунт. 0.05 - -- - 1
25 фунт. 0.04 1 0.04 0.045 | 0.045 0.05
1 нуд j 0.035 1 0.035 0.04 0.04 0.045
2 пуда ! 0.025 0.025 0.025 0.025 0.03
3 пуда 0.015 0.02 0.02 0.02 0.02
5 пуд. । 0.015 0.015 0.02 0.02 0.02 !
10 пуд. i 0.01 0.015 0.015 0.015 0.015
15 пуд. o.oi ! 0.01 0.01 0.01 ! 0.05
25 пуд. ; 0.01 0.01 i 1 0.01 ! 0.01 0.01
Таблица VllI
1 38 39 40 \ V, м/сек
36 i i 37
i i 1 - 10 фунт.
.05 - 25 фунт
. 04 5 0.05 0.05 -- 1 пуд
.03 0.035 0.035 0.035 0.04 2 пуда
.025 0.025 0.025 0.025 0.03 3 пуда
.02 0.025 0.025 0.025 0.025 5 нуд. 1
.015 0.015 0.02 0.02 1 0.02 Ю пуд.
.015 0.015 0.015 । 1 0.015 j 0.015 15 пуд.
.01 0.015 ' 0.015 o.oi5 ; 0.015 25 пуд.
Можно было определить к по фактическому, замеренному времени падения бомбы при известных V и Н. Для этой цели таблицы имели графу времени падения. Тогда, зная р, по фор-kV2 * 105
муле р = —- определяют 7г = р— . Для всякого другого зна-
чения V можно найти соответствующее значение р, пользуясь тем же счетным приборчиком.
высота в м
Рис. 40. Счетный приборчик для определения абсолютной (путевой) скорости самолета по времени пролета различных баз
Второй счетный приборчик (рис. 40), приложенный к таблицам, служит для определения путевой скорости по времени
Рис. 41. Схема определения путевой скорости и угла прицеливания применительно к первым балистическим таблицам Ботезат
75
пролета базы. Порядок работы таков: число секунд, показанное секундомером, ставят против высоты; тогда стрелка, соответствующая базе (в долях высоты), покажет искомую скорость.
На рис. 41 представлена схема работы по определению путевой скорости и угла прицеливания в полете.
Углы визирования и (32, определяющие начало и конец измерения базы В, выбраны согласно табл. IX.
Таблица IX
Базисные углы
№ н,а Первое визирование Второе визирование В (база)
I до 1000 63°27' 45° Н Н
II ' 1000—1500 45° 26°33' 2 Н
III 1500—2000 33°42' 18°27' 3 и
IV 2000—2500 26°33' 14’2' 4 //
V 2500—3000 21°50' 11°19' 5
Благодаря такому подбору базисных углов, вспомогательный ориентир можно визировать как от угла Pi до угла р2, так и от угла р2 до вертикали (р =0°). В том и другом случае величина измеряемой базы одна и та же и выражается в долях высоты: В “-— , где п~ 1, 2, 3, 4 и 5. п
Эта хорошо продуманная система выбора баз в зависимости от высоты и удаленности имеет ряд преимуществ. Отметим, что уже в ранний период бомбометания вопросу выбора базы и ее расположению относительно самолета придавали большое значение.
Высота определялась или по высотомеру или с помощью тех же балистических таблиц по фактическому, измеренному времени падения бомбы при известном р.
«Меткость бросания будет сильно понижена, если не приняты меры к тому, чтобы во время всех операций бомбометания визирная труба сохраняла строго неизменное положение в пространстве (стабилизация — К. Б.), независимо от колебаний воздухоплавательного аппарата»*.
Как видим, уже первые балистические таблицы были составлены весьма обстоятельно.
* Из инструкции по работе с таблицами. 76
4. БАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ СИСТЕМЫ ТОЛМАЧЕВА
Изданные УВВФ в 1916 г. таблицы Толмачева построены на базе таблиц Ботезат и предназначены для определений момента сбрасывания по способу Кирпичева — Ботезат, т. е. применительно к прицелу Толмачева с выдержкой времени (стр. 20).
Таблицы рассчитаны для плоскости ветра-
Я —600 4*3000 м V = 31 ~ 40 м/сек U — + 17 м/сек
Путевая скорость И7 складывается из собственной скорости самолета и скорости ветра. Базисные углы брались такими же, как и в таблицах Ботезат (табл. IX). При работе с визиром углы отсчитывались не от луча отставания, а от вертикали.
Учет отставания осуществлялся поправкой на время падения. Таблицы Толмачева (табл. X) дают не истинное время падения ?, а некоторое другое:
jpf_гр___А
“ 1F ’
Правильность такого способа учета отставания доказана впервые Н. Е. Жуковским*. Это доказательство мы приводим целиком, заменив в нем обозначения на принятые в настоящее время.
«Предположим (рис. 20), что аэроплан летит со скоростью V по горизонтальной линии AD и на нем имеется визирное приспособление, позволяющее отметить две линии визирования АО и ВО, из которых первая образует с вертикалью угол 'рх, а вторая — угол р2, причем tgPx=:2tgP2.
Пусть поражаемый предмет есть О. Отсчитываем время t0 от момента его вступления на линию визирования АО до момента его вступления на линию ВО. На основании рис. 20 можно написать
tftg^-#tg?,2=W0, (7)
где Я—высота полета аэроплана, определяемая по альтиметру.
Назовем через т время, протекающее от того момента, когда аэроплан находился в В, до того момента, когда он вступит в точку С, из которой следует бросить бомбу, чтобы она попала в О. На рис. 20 видно, что
#tg£2 — (7’)
* Н. Е. Жуковский, «Бомбометание с аэропланов», Полное собрание сочинений, т. V, стр. 444, М.— Л., 1937.
77
Т а б л и ц а X
Форма садистических таблиц системы Толмачева
Против ветра 7==37- 41 м/сек
р == 0.005
600 j f 10.9 10.9 1 10.910.9 И 1 1 11 11 11
700 11.8:11.8 11.8 11.8 11.8 11.8| 11.8 11.8
800 12.612.6 12.6 12.6 12.6 12.6^ 1 12.6 12.6
3000 1 ... । ... '23.6 23.6 23.7 23.t 23.£ 23.9 23.9 _23.9
И 11.8
12.6
24
30
31
II
11.8
12.6
32 33 34 35 36 37 38 39
11 11 | И 11 11 11 11
11.9 11.9 | 11.9 И .9 11.9 11 .9 11.9 11.9
12.6 12.6 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7
24.1 24.1 ; 24.1 241_1 24.2 24.2 24.3 24.3
По ветру Г=37—41 м,сек
р = 0.005
JF 40 41 42 1 13 44 45 46 47 48 49 50 53 54 55 56
51 52
' 600 Д1 11 и и 11 11 1 11 И 11 1 П 11 11 11 11 11 11 11
700 ill.911.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 , 11.9 11.9 11.9 , 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9
; 800 ;12.7|12.7 12.7: 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 ; 12.7 12.7 12.7 ' 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7
; 3000 ! ! 24.3^24.3 24.4 24.4 24.4 24.4 24.4 24.4 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5
Ho CD ~х, где x (относ — К. В.) определяется по формуле (5)г поэтому
(8>
Вычитаем из уравнения (7) уравнение (8):
Н (tg - 2 tg ₽2)+^=Vt0 — 7т.
Так как двучлен, стоящий в скобках, есть нуль, то
х
или по формуле (5):
т-г0-Г°‘*, (9>
8
где —при данной предельной скорости зависит только от вы-8
соты аэроплана.
Если подставить вместо x=VT—А, то формулу (9) можно нацисать:
т=«в-Т + -^. (10)
V
Сравнение формул (9) и (10) показывает, что в принятом приближении отношение недолета (отставания—К. Б.) к скорости аэроплана не зависит от последней.
Прицельный прибор Стечкина состоит из угольника с двумя визирными линиями О А и ОВ (рис. 20) и секундомера. Угольник висит так, что прямая OD вертикальна.
Секундомер (рис. 42) имеет две стрелки, которые ставятся сначала так, чтобы образовать угол аОт, выражающий во
времени — (время падения бомбы— К. Б.), причем на цифер-8
блате слева прямо нанесены высоты аэроплана.
В момент вступления поражаемого предмета на линию визирования О А нажимают кнопку т и пускают в ход обе стрелки вместе до тех пор, пока поражаемый предмет не вступит на лй-нию визирования ОВ. Тогда нажимают кнопку п, вследствие чего одна стрелка останавливается в некотором положении Ос, а другая стрелка отбрасывается к Ь и снова идет в прежнем
* В нашем обозначении—=— = Т'; здесь 7 — не отставание V g
(К. Б).
79
направлении к первой стрелке. В момент, когда она подходит к стрелке с, надо бросать бомбу.
Часы Толмачева отличаются от часов Стечкина тем, что имеют одну стрелку (рис. 43), изменяющую направление движения от нажима кнопки п. Указатель же, до которого должна доходить стрелка после этого, ставится от точки т вправо. Прибор Стечкина просто переделывается из обыкновенного секундомера с двумя стрелками».
Рис. 42. Схема работы двустрелочного секундомера при определении момента сбрасывания по способу Стечкина
Рис. 43. Схема работы однострелочного секундомера при определении момента сбрасывания по способу Толмачева
Доказательство дано Н. Е. Жуковским для случая безветрия. Совершенно очевидно, что, подставив в формулу (10) V =W, будем иметь:
или
т-=/0 — Т' (решается с помощью секундомера), (11)
где Т'= Т------ — время, которое предварительно отмечается
W
на секундомере особым индексом или контактом (рис. 43); это время дается в таблицах Толмачева по входным данным Н и W. Следовательно, путевая скорость должна определяться заранее по вспомогательному ориентиру (рис. 44) и по тем же правилам, что и в таблицах Ботезат. Когда это возможно, для первого визирования рекомендуется брать углы {З3 (табл. IX): тогда второе визирование приходится на вертикали (р=0): ч<когда последнее визирование возможно, то оно дает более точные результаты»*.
* Из инструкции по работе с таблицами.
80
Определив время /л пролета базы, находят значение W с помощью счетного приборчика (рис. 40). Найдя W и зная Н по высотомеру, определяют из таблиц время Т', на которое и ставят указатель или контакт секундомера.
Точно так же и значение р — для отыскания нужной та б лицы — находится с помощью второго счетного приборчика (рис. 39).
Рис. 44. Схема определения путевой скорости и угла прицеливания применительно к балистическим таблицам Толмачева
Таблица времени падения дается отдельно и служит для тех же целей, что и в таблицах Ботезат, т. е, для определения в отдельных случаях высоты по измеренному времени падения (табл. XI).
Как видим, определение высоты путем измерения фактического времени падения носило довольно систематический характер и получило логическое завершение в методе Сикорского.
Т а б < 1 и па XI
Времена падении
JJucm 6 р = 0.005
\ г i 32 | 33 i 34 1 Зэ 36 ) 1 37 38 39 ' 40 1
// 1 31
। 600 1 11.1 f 11.1 1 11.1 11.1 ! 11.1 11.1 11.1 ! 11.1 11.1 11.1
700 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
800 12.9 I I 12.9 i 12.9 1 ... 12.9 12.9 I 12.9 12.9 12.9 12.9 ! 12.9
б К. А. Бабичев 81
5. НОМОГРАММЫ БОТЕЗАТ
Появление балистических номограмм Ботезат было вызвано разнообразием типов самолетов того времени. Так как воздушная скорость определялась типом самолета, то очень трудно было иметь под руками нужные таблицы. Кроме того, снабдить все самолеты дорогими и громоздкими таблицами Ботезат практически не представлялось возможным.
Рис. 45. График Ботезат для определения угла прицеливания по значениям высоты Н и путевой скорости W
«К крайнему сожалению, эти тщательно составленные таблицы расположены по некоторому особому параметру р, за висящему от р и F. Параметр этот, имеющий известные теоретические преимущества, весьма затрудняет пользование таблицами; хотя автор их значительно облегчил розыскание параметра р с помощью удивительных по остроумию круговых указателей (см. рис. 39 — К. Б.). Те же самые таблицы проф. Г. А. Ботезат были потом изданы согласно указанию Комиссии по изучению воздушной артиллерии в форме особых диаграмм»*.
Номограммы Ботезат были составлены на отдельных листах применительно к самолетам, типы которых определялись в соответствии с табл. XII.
Каждая номограмма (рис. 45) составлена для воздушной скорости данного самолета и для определенной бомбы, характеризуемой временем падения ее с высоты 2000 м, которое было известно заранее или определялось опытным путем.
♦ А. А. Фридман и А. Ф. Гаврилов, Аэробалистические таблицы, стр. 23, Л., 1926.
82
Таблица XII
Тины бомбардировщиков в первую мировую войну
Тип самолета Собственная скорость км/ч
Вуазен 100
Вуазен-Моран 100—110
Вуазен-Моран 110
Анатра В. И. —Лебедь XII . . . Лебедь XII — Анатра Д — Москва 120
Б-бис — Спад-Фарман 27 ... . 130
Фарман 30 — Ньюпор X 140
На чертежах нанесены графики путевых скоростей, определяемых по формуле:
ТУТ — Д ,frj тт-tg 9 == —-— =/ (н, и , е), //
где в качестве параметра взята путевая скорость W.
По оси ординат отложены высоты в масштабе 100 м в каждом делении, а по оси абсцисс — углы прицеливания в масштабе 1° в каждом делении. Размер деления 4.3 мм.
На номограмме отыскивается кривая, соответствующая путевой скорости; по высоте проводится горизонтальная линия. Вертикаль, проходящая через пересечение згой горизонтальной линии с найденной кривой, отмечает значение искомого угла прицеливания.
Путевая скорость определялась по тем же правилам, что и для таблиц Ботезат, с применением счетного приборчика (рис. 40).
6. БАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ ЦАС*
Балистические таблицы ЦАС предшествовали появившимся позже таблицам Фридмана и Гаврилова.
Вычисления произведены в Киеве (1916—1917 гг.) под руководством Э. К. Гарфа и А. Ф. Гаврилова.
Таблицы ЦАС дают величины относов для бомб с временем падения с 2000 м от 21 до 30 сек; для высот от 1000 м до 3000 м через каждые 100 м; для воздушных скоростей от 25 до 50 м/сек.
Кроме того, в таблицах учтено влияние встречного и попутного ветра, имеющего скорость от 0 до 25 м/сек.
* Центральной аэронавигационной станции при полевом генерал-инспекторе ВВФ (заведующий А. А. Фридман).
6* 83
7. АЭРОБАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ ФРИДМАНА И ГАВРИЛОВА *
Таблицы вычислялись в два приема. К концу 1917 г. работа по вычислению полных таблиц ЦАС была закончена, но издать их оказалось, невозможным, и только летом 1923 г. НТК УВВФ поручил Фридману и Гаврилову дополнить таблицы новыми данными в связи с потребностями бомбометания. Эти новые данные заключались в расширении диапазона высот и скоростей:
н= 600 н- 5000 м
И = 35~ь70 м/сек
В качестве характеристики для бомбы принята величина 0, сохранившаяся до настоящего времени.
Таблицы дают относы и времена падения по входным данным Н и V (табл. XIII).
Это — первые таблицы, которыми можно было пользоваться как справочником; к сожалению, для получения угла прицеливания их нельзя было применять в полете.
Т а б ли ц а XIII
Относы и времена падения
II т 35 1 36 37 | 38 69 70 7’ 11
600 11.2 377 387 398 408 731 741 11.3 600
700 12.1 405 416 427 439 785 796 12.2 700
800 13.0 432 444 1 456 468 836 848 13.1 800 1
Таблицы Фридмана и Гаврилова, помимо цифрового материала и графиков, содержали обширный теоретический раздел с данными, необходимыми как при конструировании, так и при выполнении различного рода вычислений.
На этом закончим обзор первых балистических таблиц, разработанных русской научной мыслью во время первой мировой войны. Упомянутые таблицы выгодно отличались своим удобством, простотой и довольно высокой точностью.
Метод построения баз, предусмотренный в этих таблицах, имел следующие преимущества: а) однообразие в работе при
* Главная геофизическая обсерватория, Отдел военной метеорологии УВВС СССР, Л., 1926.
84
различных способах бомбометания; б) выбор величины базы в зависимости от высоты; в) возможность в зависимости от условий строить базу одинаково как по вспомогательной цели, так и по поражаемой цели.
S. БАЛИСТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ ЗАРУБЕЖНЫХ АРМИЙ
Ввиду засекреченности трудно установить в деталях систему аэроба диетических таблиц зарубежных армии того времени.
Из анализа первых французских прицельных приборов можно было заключить, что во Франции имелись номограммы, составленные по особым таблицам Эйфеля.
Равным образом, и анализ прицелов Цейсса, Герца и др. позволяет утверждать, что у немцев существовала особая система ба диетических таблиц*. Подробными данными мы не располагаем. и все же люжно утверждать, что эти таблицы были менее совершенны, чем русские.
Ниже приводим образец немецкого садистического графика** того периода.
График рис. 46 дает траекторию бомбы, весом 10 кг, при воздушной скорости 33 м/сек (119 км/ч) в масштабе 1/10000, построенную эмпирически, по данным опыта.
Различные траектории вычерчены соответственно путевым скоростям 0, 10, 20, 30, 40 и 50 м/сек. Время падения изображается кривой, расположенной на графике слева. Так, например, мы видим, что время падения с высоты 2000 м равно 21.8 сек. На этом графике даны также примерные построения углов отставания v и углов прицеливания <р.
На одной из кривых графика (справа) обозначены относы бомб с, учетом отставания для случая безветрия (И = Ж), т. е. когда скорость по отношению к земле равна 33 м/сек.
График предназначен для бомбометания в плоскости ветра.
Пунктиром изображена траектория для безвоздушного пространства.
Работа с этим графиком на практике очень неудобна и неизбежны большие ошибки вследствие малого масштаба графика (1/10000). Таким образом, немецкий ба диетический график значительно уступал нашим таблицам—-удобным в обращении и очень точным.
* См. статью Н. А. Нутяты в Трудах Комиссии по изучению воздушной артиллерии, вып. J, стр. 3, II., 1916.
*♦ Н. С h г ё t i е п, Meado w s, Le bombardement aerien.
85
100 300 500 700 900
Рис. 46. Немецкий балистический график — времена падения и траек тория бомбы PuW, для высот от 0 до 4500 м, для путевых скоростей от 0 до 50 м/сек и воздушной скорости 33 м/сек
86
9. РАЗВИТИЕ БАЛИСТИКИ АВИАЦИОННОЙ БОМБЫ В СССР
В СССР развитие авиационной балистики не прекращалось.
В 1930 г. по заданию НКТ У ВВС содержание таблиц Фридмана и Гаврилова (под руководством Д. А. Вентцеля) расширяется за счет диапазонов высот (Н=7000 м) и воздушной скорости {V = ЮО м/сек).
В 1935 г. появляются таблицы Артиллерийской академии для бомбометания с горизонтального полета и с пикирования.
В 1935 г. в вычислительном бюро ВВА, под руководством Е. С. Вентцель, Д, А. Вентцеля и В. С. Пугачева, составляются новые, расширенные балистические таблицы для бомбометания с горизонтального полета, охватывающие диапазон высот от 0 до 15000 м и диапазон воздушных скоростей от 50 до 200 м/сек. Эти таблицы были построены по образцу таблиц Фридмана и Гаврилова, т. е. давали относы и времена падения бомб.
Однако практика бомбометания потребовала изменения структуры балистических таблиц. Изменения касались, во-первых, ввода в таблицы отставания (вместо относа) и, во-вторых, измерения воздушной скорости не в метрах в секунду, как это принималось в прежних таблицах, а в километрах в час. Вследствие этого в 1939 г. в вычислительном бюро ВВА под руководством Е. С. Вентцель и Д. А. Вентцеля было предпринято составление новых расширенных балистических таблиц для бомбометания с горизонтального полета и с пикирования.
Эти таблицы явились как бы завершением большого этапа в работе русских балистиков по составлению балистических таблиц для авиационных бомб.
Наряду с развитием балистических таблиц, развивались и методы расчета траектории авиационной бомбы.
Развитие шло по двум направлениям. С одной стороны, для обеспечения наибольшей точности балистических таблиц и всестороннего учета возможно большего количества факторов, влияющих на траекторию, развивались численные методы вычисления траектории бомбы. Соответствующие работы завершились рациональным применением метода Адамса— Штермера в трудах Д. А. Вентцеля*. С другой стороны, развитие авиации усложнило условия бомбометания и выдвинуло ряд новых задач по составлению балистических таблиц и разработке новых методов вычисления траектории бомбы. Возникла необ
* Д. А. Вентцель, Б. М. Окунев и Я. М. Ш а п и р о, Внешняя балистика, ч. 1, Арт. Академия, 1933; Д. А. Вентце ль и Я.М.Ш а п ир о, Внешняя балистика, ч. II Оборонгиз 4939.
87
ходимость упростить структуру балистических таблиц и полу чить приближенные аналитические зависимости для элементов траектории бомбы, обеспечивающие достаточно точный учет балистических свойств бомбы в бомбардировочных прицелах.
Первая попытка приближенного аналитического решения основной задачи внешней ба листики для авиабомбы была предпринята Н. Е. Жуковским*.
Исходя из допущения, что вертикальное движение бомбы не зависит от ее горизонтального движения, Н. Е. Жуковский интегрировал уравнения движения центра массы бомбы в среде постоянной плотности и вывел простые приближенные формулы для времени падения и относа бомбы. В дальнейшем это же допущение привело Фридмана и Гаврилова к приближенной формуле для времени падения бомбы**. Интересно, что эта формула, наряду с аналогичными формулами для относа и отставания бомбы, была дана позже Вимперисом***.
В 1932 г. В. С. Пугачеву удалось обобщить формулы Жуковского, Фридмана, Гаврилова и Вимпериса на случай бомбометания с пикирования и вывести аналогичные соотношения для бомбометания с малых высот.
Однако все эти формулы давали малую точность и их можно было применять лишь в ограниченном диапазоне высот и скоростей, не удовлетворявшем возросшие потребности практического бомбометания.
Вследствие этого Пугачев**** в 1932—1933 г. разработал новый аналитический метод вычисления траектории авиабомбы, основанный на классических методах аналитической теории дифференциальных уравнений.
Наряду с другими аналитическими и полуаналитическими методами вычисления, этот метод получил дальнейшее развитие в ряде работ Пугачева*****.
* Н. Е. Ж у к о в с к и й, «Бомбометание с аэропланов», Полное собрание сочинений, т. V (см. приведенные в начале настоящей главы Цитаты из этой работы).
** А. А. Ф р ид м а н и А. Ф. Гав р и л о в, Аэроба диетические таблицы (пояснительный текст).
Wimperis Technical Reports of the Aeronautical Research Committee, II, 1927—1928.
**** В. С. Пугачев, О применении метода Poincare к интегрированию уравнений движения бомбы, сброшенной с самолета (диссертация), ВВА, 1934; Труды ВВА, № 16, 1936.
***** Труды ВВА, № 76, 1941; № 80, 1941; Прикладная математика и механика, т. VI, № 4, 1942; В. С. Пуг а ч е в, «Приближенные аналитические формулы для элементов траектории авиабомбы». Труды ВВА (печ.); В. С. Пу гачев, «Аналитический метод решения основной задачи внешней (ба лис тик и для авиабомбы». Прикладная математики и механика (печ.).
88
Наконец, введение в практику бомбометания вертикальной подвески бомб потребовало учета влияния колебаний бомбы на траекторию ее центра массы. Впервые задачей учета колебаний бомбы при сбрасывании ее с вертикального держателя занялся в 1936 г. Д. А. Вентцель, составивший основные уравнения движения колеблющейся бомбы и проинтегрировавший их численными методами*.
В 1941 г. общий приближенный метод вычисления траектории бомбы с учетом колебаний большой амплитуды был разработан Пугачевым**.
Таков путь развития авиационной балистической науки в СССР. Что касается развития этой науки за границей, то подробных данных об этом не имеется. Однако приведенный выше пример с работой Вимпериса, который лишь в 1927 г. вывел формулы относа Н. Е. Жуковского, Фридмана и Гаврилова, относящиеся к 1916— 1918 гг., а также содержание нескольких статей, опубликованных в 30-х годах в журнале «Revue de ГАг-гпееde 1’air»***, позволяют утверждать, что уровень теоретических разработок за границей значительно отставал от уровня наших.
ВЫВОДЫ
I. В основу прицельного бомбометания положен принцип измерения абсолютной скорости или скорости сближения, которая в общем случае складывалась из собственной скорости аэроплана, скорости ветра и скорости цели.
П. Преимущественное предпочтение отдавалось методу измерения абсолютной скорости в неявном виде. Метод измерения абсолютной скорости и определял собою тип прицела (базисный, векторный, синхронный).
III. Среди разработанных ранее методов прицельного бомбометания имеются и такие, которые важны для современных методов решения задачи прицеливания (Толмачев, Алехнович, Лебеденко, Журавченко, Кирпичев и др.).
IV. Пристрелка и бомбометание в плоскости ветра долгое время оставались важными факторами точности бомбометания. Бомбометание против ветра считалось наивыгоднейшим.
* Исследование ье было опубликовано.
** Юбилейный сборник «20 лет ВВА», т. 1, 1942; В. С. Пугаче в, «Приближенный метод исследования плоских нелинейных колебаний оперенного снаряда». Прикладная математика и механика (печ.).
**♦ См., например, A. Clementi, «Sur Fetablissement de quelques formules pratiques de ballistique aerienne». Revue de I’Armee de 1’air, Nr. 96, pp. 746—765, 1937.
89
V. Проблема стабилизации при решении прицельной задачи рассматривалась русскими техниками, как главный вопрос. Заграницей этому вопросу существенного значения не придавали.
VI. Теоретическая разработка проблемы принадлежит наиболее выдающимся русским ученым во главе с Н. Е. Жуковским, и это плодотворно сказалось на решении задач, связанных с техникой бомбометания.
ЧАСТЬ ВТОРА)!
Б О М Б А Р Д И Р О В О Ч Л Ы Е ПРИЦЕЛЫ
БАЗИСНОГО ТИПА
ГЛАВА 1
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ БАЗИСНЫХ ПРИЦЕЛОВ
1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ БОМБАРДИРОВОЧНЫХ ПРИЦЕЛОВ
Для прицельного бомбометания с самолета необходимо знать абсолютную скорость самолета или скорость сближения с целью. Эту скорость W, как известно, называют путевой скоростью.
Если цель движется со скоростью Уц, то, сообщая самолету и предмету обратную скорость —«Уц, для абсолютной скорости самолета, движущегося относительно неподвижного предмета, получим следующее выражение:
w=v + (-v4).
Абсолютная скорость определяется различными способами. В зависимости от способа определения абсолютной скорости, прицелы можно подразделить на три типа: базисные, синхронные, векторные.
Абсолютная скорость может определяться как в явном, так и в неявном виде. В различных прицелах момент сбрасывания определяется или временёхм, или углом визирования. Этот угол называется углом прицеливания.
Угол прицеливания или момент сбрасывания для одних прицелов находится по таблицам, а для других — автоматически. В последнем случае механизм бомбосбрасывателя приводится от руки или срабатывает автоматически. Привод механизма бомбосбрасывателя может быть механическим или электрическим. Высота полета в одних прицелах устанавливается от руки (по показанию высотомера), в других —• автоматически.
По устройству визирной системы прицелы делятся на м е-ханические и оптические. Среди последних в свою очередь различают телескопические и коллиматорные.
93
По способу бомбометания бывают прицелы для горизонтального полета и прицелы для н е г о р и-зонтального полета (пикирующего полета).
По времени выполнения бомбометания различаются прицелы ночные и дневные.
Наконец, существуют прицелы специального назначения: для низких высот (штурмовые действия), торпе-дометания и др.
Таковы основные типы бомбардировочных прицелов и их краткая характеристика.
Предметом первого нашего рассмотрения выбраны прицелы базисного типа. Такая последовательность взята в связи с принятой нами классификацией прицелов, последовательностью развития конструкций, а также и потому, что базисные прицелы отличаются наибольшим разнообразием в применении, менее других изучены и представляют поэтому интерес. Другие типы прицелов будут в дальнейшем рассмотрены в порядке принятой последовательности.
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Чтобы попасть в цель бомбой, самолет должен занять правильное положение относительно цели. Прицельная схема при бомбометании с горизонтального полета показана на рис. 47. Здесь А —точка сбрасывания бомбы, С'—точка падения бомбы, линия АКС'—• траектория бомбы относительно земли.
Выберем прямоугольную подвижную систему координат; начало ее поместим в точке О так, чтобы вертикальная ось Oz проходила в центре тяжести самолета, ось Ох направим по путевой скорости самолета, ось Оу перпендикулярна к первым двум осям.
Правильное положение самолета в .момент сбрасывания определяется координатами:
я—Лп, у=Аб, (1)
где Н — высота бросания; Ап и Аб — продольный и боковой относы бомбы:
AU = WT — A-cos а,|
Лб — Д-sina, J
W—V-VU —-путевая скорость самолета; V—-воздушная скорость самолета; U —- скорость ветра в слое между горизонтом бросания и горизонтом цели; Т ~Т (Н, V, 0)— время падения бомбы; А ~&(Н, V, 0) — отставание бомбы; а — угол сноса, —
94
Рис. 47. Прицельная схема при бомбометании с горизонтального полета
А—точка сбрасывания бомбы; Ап — продольный относ бомбы; Aq — боковой относ бомбы; С — точка падения бомбы при безветрии; С' — точка падения бомбы при боковом ветре; D — место самолета в момент падения бомбы, если бы не было ветра; В' и D' — проекции точек В—В на плоскости цели (горизонт цели); АКС' — траектория бомбы относительно земли; Н — высота полета; I — длина визирной линии (наклонная дальность); Т — время падения бомбы; V — воздушная скорость; W — путевая скорость; U — скорость ветра; а — угол сноса; у — угол отставания; Д — отставание; Ио — угол наклона плоскости визирования; [х — угол наклона линии визирования; ф0 — угол прицеливания в вертикальной плоскости; ф — угол прицеливания в наклонной плоскости;
SN — меридиан
95
угол, составленный линией курса и линией пути; 0 —характеристическое время бомбы.
Находясь на самолете, трудно измерить линейные координаты. Поэтому для решения задачи прицеливания вместо линейных координат, определяющих взаимное положение самолета и цели, пользуются угловыми координатами — продольным углом и боковым углом р. Значение этих углов в момент бросания бомбы определяется следующими формулами:
х Л WT — A cos a (WT . \
tor ф = —. — -----------=--------tg у • cos а cos =
5 т Н Н \ Н & 1 /
COS pl0
= tgq>0-COS[X0, (3)
, у A«sinacoscp0
tg И- = V = ----------- =tgY-sina-cob?0=
/ а
=tgp.0-cos<p0, (4)
где 9 — угол прицеливания; |i0— угол наклона плоскости визирования (плоскости прицеливания); ’i — угол, составленный визирным лучом с вертикальной плоскостью; у =у(Н,( У, 0)— угол отставания.
Углом визирования условимся считать текущий угол цели, и, следовательно, угол прицеливания является частным значением угла визирования.
3. ТЕОРИЯ
В наших рассуждениях формулу для угла прицеливания возьмем в простейшем виде:
х WT — Д WT .
tg? =--------- = — — tgv, (5)
/1 11
что соответствует случаю когда а=0, или же когда принимают cos a —1 и cosp*0 —1.
В базисных прицелах абсолютная (путевая) скорость определяется временем пролета базы.
Равномерное движение цели из некоторой точки С (рис. 48), находящейся на произвольном расстоянии от начала О, выразится формулой:
х = — s;
разделив его на Н, получим:
tg£=tg[30--|, (6)
fl
96
где 5 = Wl —’ путь самолета или путь цели относительно самолета за время t,H — высота полета.
Предположим (рис. 49), что на самолете имеется визирное приспособление, и цель последовательно отмечается двумя углами визирования и р2. Измерим время t = /0 от момента появления цели на линии ОС до момента появления ее на линии О А. Путь s B, проходимый за данный промежуток времени t0, назовем базой.
Рис. 48. Схема визирования цели (предполагается, что самолет неподвижен, а цель движется равномерно навстречу самолету со скоростью JF)
Рис. 49. Схема измерения времени tQ пролета базы В ~ АС
Согласно уравнению (6), база определится из соотношения:
5 = 4%=#^^ —tgfl2). (7)
Пз формулы (7) следует, что база определяется двумя вертикальными углами и р2, из которых:
— угол, определяющий начало базы (первое визирование), 32 - угол, определяющий конец базы (второе визирование).
Из формулы (7) находим:
ц/__ й ___ Н (tg 3i iff иг) (g)
^0 ^0
Подставляя полученное выражение для путевой скорости в формулу (5) для угла прицеливания, получим:
* Здесь cos а и cos ч0 приравнены единице и не учитываются. О прицелах, в которых этот сомножитель учитывается, будет сказано особо.
7 К. А. Бабичев 97
Подставив значение базы из формулы (7), окончател находим:
tg<₽ = (tgpx— tg?2)^-— tgy. (9')
'О
Формулы (9) и (9') выражают, в общем случае, угол прицеливания через базу В и базовые углы и [32.
Эти простые выражения служат теоретическим основанием для всех базисных прицелов — независимо от их конструкций. Различие будет заключаться лишь в способах построения баз и во времени tQ пролета базы.
Ниже, на конкретных примерах нами будут рассмотрены различные способы и условия выбора баз.
4. КЛАССИФИКАЦИЯ
Величина базы в прицелах выбирается произвольно или в определенной зависимости от высоты полета, времени падения и т. д.
В соответствии со способами выбора базы базисные прицелы можно классифицировать по схеме (рис. 50) следующим образом:
Т. Прицелы с В—const.
П. Прицелы с В—переменной.
Прицелы с переменной базой в свою очередь можно разделить на:
А. Прицелы с базой, пропорциональной высоте —ВкН, Б. Прицелы с базой, пропорциональной относу— В —kTW. В. Прицелы с базой, определяемой постоянным временем полета —£0—const.
Г. Прицелы с базой, определяемой произвольным време-
J- т
нем —В“И70; !— (т—выдержка времени).
Д. Прицелы
ной скорости падения бомбы—В~
с базой, пропорциональной средней вертикаль-кН (Н \ тф
кН
В свою очередь прицелы с базой, равной , можно подраз
делить на прицелы, в которых:
1. const
2. к — переменное.
Далее группа с к ~ const делится на прицелы, в которых угол прицеливания <р устанавливается:
1а) не автоматически,
16) автоматически.
98
la 15 2a 26
Рис. 50. Классификация бомбардировочных прицелов
99
И, наконец, последнюю группу можно разделить на прицелы, в которых:
2а) —произвольный, р2 —? —определенный,
26) и р2 — произвольные.
Последний случай представляет наибольший интерес, так как база здесь может быть любой и по величине, и по месту расположения относительно самолета.
5. ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗ
В базисных прицелах путевая скорость определяется по времени пролета базы, согласно формуле (8):
VF = н (tg Pl - = р
где и ^2 — углы в начале и в конце визирования; /0 — время пролета базы.
Для определения путевой скорости необходимо измерить Н и время £0, а также построить углы и £2.
Обычно, высота определяется по показаниям высотомера, время измеряется секундомером, углы строятся с помощью визирных приспособлений.
На точность измерения путевой скорости влияет ряд причин, но главными из них являются те, которые приводят к ошибкам в измерении исходных данных. Так, при измерении времени £0 скажутся неточности определения момента остановки и пуска секундомера. При построении углов и р2 скажутся ошибки от построения и ошибки визирования. При определении высоты по альтиметру возникнут ошибки инструментальные, методические, ошибки в определении превышения цели и т. д.
Проиллюстрируем ошибку в определении путевой скорости, возникшую вследствие ошибок в исходных данных. Для этого воспользуемся формулой (8), где разность тангенсов обозначим через г. Абсолютная ошибка в измерении скорости получает значение:
Д1С = - А Я + - Аг — Д/о (10)
^0 б» 'О
- /ДПА
Относительная ошиока — складывается из трех ошиоок: \ W /
ошибки в измерении высоты ДЯ, ошибки в измерении разности тангенсов (ошибка визирования) Аг и ошибки в измерении времени Д£о.
100
Когда применяется малая база, время изхмерения тоже мало, и, следовательно, ошибка в измерении времени может заметно повлиять на точность определения путевой скорости.
Особенно большое значение приобретает ошибка в измерении разности тангенсов, главным образом, при больших углах визирования. Другими словами, ошибка в скорости из-за ошибок визирования зависит от удаления базы относительно самолета. В некоторых случаях эта ошибка, по сравнению с другими, будет преобладающей.
Таким образом, ошибка в величине W в основном определяется ошибками визирования, т. е. качеством стабилизации визирной системы, качеством и видом перекрестия (сетки), качеством оптики, ошибками наблюдения, условиями видимости и, наконец, способом визирования (удаленностью базы).
Базу можно выбирать произвольной величины. Чем меньше база, тем меньше точность определения путевой скорости (момента сбрасывания). Чем больше база, тем выше точность определения момента сбрасывания, ио тем длиннее боевой путь самолета .
Обычно величина базы выбирается с таким расчетом, чтобы боевой путь был коротким, а точность определения момента сбрасывания достаточна.
Наилучшие условия получаются при базе порядка 1—1.5 относа. На практике принято выражать базу в зависимости от высоты: от --Н до Н.
Чем дальше база от самолета, тем хуже результаты измерений. Наилучшие результаты получаются в том случае, когда база занимает среднее относительно самолета положение.
База измеряется пли по вспомогательной цели (ориентиру), или по поражаемой цели. В зависимости от этого базы могут располагаться относительно самолета: впереди, под или позади.
Нами принято при этом, что положение базы относительно самолета определяется вторым углом визирования.
Измерение базы по вспомогательной цели имеет то преимущество, что оказывается возможным выгодно расположить базу относительно самолета, однако при этом приходится прибегать к полету на вспомогательном курсе или же выбирать ориентир на значительном расстоянии от цели, что безусловно нежелательно.
Измерение базы непосредственно по поражаемой цели происходит в менее выгодных условиях вследствие больших углов визирования. Достоинство же здесь в том, что измерения происходят на боевом курсе, в процессе прицеливания, что позволяет осуществить автоматическое определение момента сбрасывания с произвольного курса.
101
Оба способа измерения имеют и свои положительные и свои отрицательные стороны, не исключают друг друга.
Конструктору необходим большой опыт, чтобы правильно сочетать особенности обоих способов.
В одном из немецких прицелов («BZG 2») конструктором сделана попытка использовать положительные стороны одного и другого способа путем распределения обязанностей между бомбардиром и летчиком — именно, летчик осуществляет боковую наводку, а бомбардир — продольную. В этом случае имеется возможность расположить базу на боевом курсе под самолетом (правда, не всегда).
ГЛАВА II
РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ БАЗИСНЫХ ПРИЦЕЛОВ
1. ПЕРВЫЕ КОНСТРУКЦИИ (1914—1916 гг.)
Предварительные замечания
Конструктивное развитие бомбардировочных прицелов после первой мировой войны протекало довольно быстро. В течение относительно короткого отрезка времени было построено большое количество образцов прицелов. К концу войны только в одной Германии было обнаружено двадцать образцов прицелов*, а в настоящее время количество их исчисляется сотнями.
Трудно назвать какую-либо область техники, где бы решение одной и той же задачи, исходящее из одних и тех же принципов, принимало столь разнообразные формы.
С одной стороны, это свидетельствует о том, что рационального решения не найдено, с другой — о трудностях конструктивного решения, с которыми приходится сталкиваться в этой специфической области приборостроения.
Ниже нами рассмотрены некоторые из первых конструкций бомбардировочных прицелов.
(а) Прицел-коллиматор Лафе**
Принцип работы прицела Лафе (рис. 51) состоит в следующем. Допустим, что мы имеем две визирные линии: ОВ, составляющую с вертикалью угол отставания, и линию О А, составляющую с вертикалью произвольный угол. Обозначим через Т время падения бомбы с высоты Н.
Измерим время прохождения каким-либо предметом расстояния между точками А и В. Очевидно, что бомбу следует сбросить спустя /0—Т —'z сек после момента прохождения цели через точку А.
* Н. Chretien, Meadows, Le bombardement aerien, p. 10 (материалы Версальской комиссии по разоружению).
** Ministere de la Guerre Services des fabrications de 1’Aviation.
103
При этом требуется соблюсти одно условие:
^0 > Т •
Работа прицела построена на способе Кирничева - Ботезат*. Так же, как и в прицеле Толмачева, для вычисления времени выдержки Zo — Т примо
рие. 51. Схема прицеливания для коллиматора Лафе
нен секундомер.
На защитном поворотном стекле секундомера (рис. 52) нанесена шкала времени падения Т для трех типов бомб, весом в 10, 40 и 100 кг, предельные скорости которых соответственно равны 90, 155 и 220 м/сек. Отставание взято для V — =30 м/сек. Шкала оцифрована высотами от 500 до 2500 м. Нуль шкалы отмечен стрелкой ОС.
Порядок работы с обычным секундомером следующий.
Секундомер пускают в тот мо-
приходит на линию ОА мент прохождения точки
мент, когда вспомогательная цель (рис. 51); останавливают его в мо-В (отмечается время /0). Поворотом
Рис. 52. Шкала секундомера в прицеле Лафе
защитного стекла устанавливают время Т против стрелки секундомера (находится разность /0—Т). Нажатием кнопки стрел-
* См. Труды Комиссии по изучению воздушной артиллерии, вып. 2, стр. 5, П., 1917; см. также вып. 1.
104
ку секундомера возвращают в исходное положение. Выходят на цель. В момент прихода цели на линию О А (рис. 51) пускают снова секундомер. При совмещении стрелки секундомера со стрелкой ОС, нанесенной па стекле секундомера, сбрасывают бомбу (проходит время т).
Рис. 53. Прицел-коллиматор Лафе:
АВ — плоскость сетки; 1 — стойка прицела, вокруг которой поворачивается прицел яа угол сноса; 2 — випт для установки прицела по уровню; 3 — шарнир; 4 — продольный уровень
----го
Рис. 54. Шкала визирования (сетка) в прицеле Лафе
Совершенно ясно, что если остановить стрелку секундомера в момент разрыва бомбы, то она отметит на шкале (более или менее точно) прежнее значение Т (рис. 52). Благодаря этому можно проверить правильность установки исходных данных.
Визирная система прицела Лафе представляет весьма простое устройство.
В фокусе вогнутого зеркала CD (рис. 53) помещается шкала (сетка), нанесенная на стеклянной поверхности АВ. По диагонали AD помещается полупосеребренное зеркало, расположенное под углом в 45° к оси прибора. Благодаря такому устрой
105
ству наблюдатель, глаз которого расположен над выходным отверстием АС, видит на земной поверхности проектирующуюся сетку (рис. 54) с делениями на продольной черте.
Диапазон углов визирования ограничен полем зрения. Для максимального использования поля зрения прибор имеет постоянный наклон вперед около 20°. Благодаря тому, что прибор шарнирно подвешен в точке 3, можно закидывать изображение сетки несколько вперед, для предварительной грубой наводки самолета. Прицел не имеет обеспеченной вертикали. Для выверки по вертикали прицел снабжен уровнем 4 и винтом 2. С помощью последнего устанавливается и отставание.
i
Местность
Рис. 55. Сравнительный чертеж коллиматора Лафе с обычной конструкцией коллиматора
Сетка имеет 20 делений для положительных углов визирования и 5 для отрицательных. Цена одного деления 100 м при высоте полета 2000 м; таким образом, максимальный угол визирования вперед составляет приблизительно 45°.
Прицел Лафе по существу является первым прицелом-коллиматором (collimateur).
На рис. 55 изображена коллиматорная система Лафе (слева) и обычная коллиматорная система наших прицелов (справа).
(б) Прицел-коллиматор с маятником
На рис. 56 показан общий вид французского прицела той же системы, имеющего следующие особенности: стеклянный кубик 1 (коллиматор) стабилизировался с помощью кардана 2 и маятника, груз которого помещался в демпфирующей жидкости (масло). Угол прицеливания рассчитывался по времени tQ пролета базы и заданной высоте Н при помощи счетного ролика 3.
106
4
Рис. 56. Прицел-коллиматор Лафе с маятником (общий вид):
1 — коллиматор; 2—корпус карданного подвеса коллиматора: з —. счетный ролик; 4 и 5 —• лампочки для подсвечивания сетки и счетного ролика; 6 — электрическая батарейка; 7—-шарнирный кронштейн
Прицел предназначался для ночного бомбометания; с этой целью его снабжали осветительными лампочками 4 и 5, получавшими питание от сухой батарейки 6,
Прицел подвешивался на шарнирном кронштейне 7.
(в) Прицел-коллиматор с уровнем
На рис. 57 показана еще одна из ранних конструкций прицелов (неизвестного автора)*.
Ее особенность заключается в наличии стабилизированной вертикали, осуществленной с помощью сферического уровня. Изображение пузырька уровня 1 накладывалось на изображение сетки в поле зрения. В отличие от Лафе, углы визирования строились поворотом оптической визирной системы.
Для передачи изображения пузырька в поле зрения применялась оптическая система из двух призм — неподвижной 5
* H.Chretie.n, Meadows, Le bombardement аёпеп, p. 49 (материалы Версальской комиссии по разоружению).
107
и вращающейся 4. Угол поворота призмы 4 составлял половину угла поворота коллиматора 2.
Пузырек уровня освещался отраженным светом с помощью экрана 6, Уровень снабжен компенсационной камерой 7.
Для получения угла прицеливания использован способ, примененный в английском прицеле Ка зелла. Шкалы
Рис. 57. Старинный коллиматорный прицел со стабилизированной маркой в поле зрения (пузырек уровня)
k
рассчитаны по формуле tg(3 = —; база отмечалась установ-
кой времени падения при помощи рукоятки 8, по шкале оцифрованной высотами, а угол прицеливания —• установкой времени /0 пролета этой базы при помощи рукоятки 9. Угол прицеливания, при визировании рукояткой &, отмечался специальным стопором (защелкой), подобно тому как это позже было сделано в прицеле «ОПБ 1».
108
Шкала высот рассчитана от 0 до 4500 м, а шкала времени — от 35 до 100 сек. Учет отставания у производился смещением начала шкалы времени на рукоятке 9.
(г) Прицел — камера-обскура Шпренгштофа
Прицел своеобразной конструкции предназначался, главным образом, для дирижаблей и состоял (рис. 58) из двух частей: камеры-обскуры 1 с матовым стеклом, па котором получалось изображение местности, и счетного ролика 2 для получения значения угла прицеливания. Камера-обскура (на
Рис. 59. Шкала визирования (сетка) к а м е р ы - о б с к у р ы Шпренгштофа
Рис. 58. Прицел камера-обскура Шпренгштофа:
1 — камера-обскура; 2 — счетный ролик; 3 — карданный подвес; 4 и 5 — демпферы; а — шкала углов прицеливания; 7 — шкала времени; И- установка высоты
кардановом подвесе 3) закреплялась на борту. Оптическая ось прибора имела в продольном направлении постоянный наклон в 30° по отношению к вертикали. Колебания камеры гасились двумя масляными демпферами 4 и 5.
На матовом стекле изображалась сетка (рис. 59), делениями которой измерялись равные отрезки на местности. Продоль-
109
ные линии сетки изображали проекции равноотстоящих линий, параллельных курсу самолета.
Счетный ролик 2 крепился сбоку камеры и состоял из поворотного барабана со шкалами углов прицеливания 6 для высот Н от 800 до 2500 м и шкалы времени 7 (от 10 до 60 сек), на которой указателем отмечалось время tQ пролета базы. Отсчетный индекс при этом отмечал значение угла прицеливания 6 в условных делениях сетки.
Рис. 60. Ранняя конструкция прицела «С IX»:
1 — окуляр; 2 — поворотная головка со светофильтрами; 3 — сетка, подвешенная к маятнику; 4— маятник; 4'—корпус для демпфирующей жидкости; 5 — объектив; 6 — визирная призма;
7 — рукоятка визирования и пуска секундомера; 8 — секундомер; 9 — сменный диск с кривыми путевых скоростей; 10 — кулачок для управления визирной призмой (кулачок поворачивается от рукоятки 7); 11 — толкатель; 15— резиновые амортизаторы
В заключение рассмотрим оптический прицел Цейсса, послуживший прототипом для ряда образцов, и этим ограничим наш обзор наиболее характерных ранних конструкций.
(д) Прицел с номограммами «С IX»
Прицел предназначался для дирижаблей. Данному образцу предшествовали модели: «СШ», «С IV» и др. Прицел «С IX» послужил прототипом бомбардировочных прицелов «Лотфе 2>, ПО
«Лотфе 4» и др. Визирная система (рис. 60) состоит из окуляра 1, поворотной головки 2 со светофильтрами (белый, дымчатый, оранжевый и зеленый), сетки 3, маятника 4. объектива 5, визирной призмы 6‘, управляемой рукояткой 7 (вращением ее в
Рис. 61. Общий вид оптического прицела «С IX» (вид сверху):
1 — окуляр; 7 — рукоятка визирования и пуска секундомера; 8 — секундомер; 9 — сменный диск с кривыми путевых скоростей; 12 — линейка со шкалой высот; 13 — движок для установки значения высоты;
14 — шкала углов сноса; 15 — рукоятка для поворота прицела на угол сноса
горизонтальной плоскости), одновременно нажатием этой рукоятки вниз пускается или останавливается секундомер 8, имеющий шкалу путевых скоростей; 9 — диск с графиком путевых скоростей, вращающийся совместно с визирной призмой от рукоятки 7. Передача на визирную призму 6 осуществляется кулачком 10 и толкателем 11.
Общий вид прицела «С IX» показан на рис. 61 и 62.
Стабилизация вертикали осуществлялась сеткой, которая подвешивалась на маятнике с демпфером. Оптическая зрительная труба — перископического типа с поворотной призмой.
Рис. 62. Общий вид оптического прицела «С IX» (вид сбоку)
Угол прицеливания устанавливался механически с помощью номограммы. Для этого на линейке 12 (рис. 61) отмечалась заданная высота. Поворотом диска 9 под эту высоту подводилась кривая графика, соответствующая значению путевой скорости. Значение путевой скорости получалось на секундомере в результате предварительного измерения времени пролета базы постоянной величины.
112
Технические данные прицела «G IX» следующие: увеличение двухкратное, поле зрения 25°, выходной зрачок 7 мм, пределы визирования от — 5° до +67.5°.
Номограммы угла прицеливания выполнены на четырех съемных дисках, соответственно четырем типам бомб в 10, 50, 100 и 300 кг. Расчет сделан для Н — 200 — 7000 м, и W = 0—50 м/сек при постоянной воздушной скорости У = 25 м/сек.
Рис. 63. Номограмма для построения угла прицеливания в прицеле типа «ОПБ 1»
Деления. сетки выполнены в шестнадцатых долях градуса (рис. 60), что соответствует приблизительно - дистанции
Ю° (высоты); цена делений продольной шкалы составляет -—;
20°
поперечной шкалы---------; расстояние между прямыми, парал-
16
100‘ лельными курсовой черте,
В ночное время сетка освещалась электрической лампочкой красного цвета.
На рис. 63 показана аналогичная прицелу «С IX», но более совершенная, номограмма, примененная в одном из наших прицелов.
8 К. А. Бабичев
113
Обзор первых конструкций бомбардировочных прицелов дает представление о наметившемся пути их развития. В дальнейшем конструкции бомбардировочных прицелов значительно усложняются.
2. ПОСЛЕДУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
АЛЛ НИ ЦЕЛЫ С ПОСТОЯННОЙ БАЗОЙ (ПРИЦЕЛ «ЛОТФЕ 2»)
В дальнейшем основы устройств прицелов рассматриваются в соответствии с формулами общей теории базисных прицеловг которые были выведены выше.
Основы устройства. База для определения путевой скорости - взята в прицеле постоянной:
В = 300м.
Два способа построения базы позволяют вести измерени как по ориентиру, так и по цели.
Рис. 64. Схема построения баз в прицеле «Лотфе 2»
Соответственно этому угол определяющий начало базы (рис. 64), имеет два значения:
^ = 34°, ^ = 56° 30'.
Угол р2, определяющий конец базы, найдется в этом случае по формуле (7):
B^tg^-tg^),
откуда:
tg^^t.g^-f . (И)
II
114
При заданных значениях рх и В, угол (32 будет функцией только высоты Н.
По формуле (7) рассчитаны шкалы баз на сетке прицелу (рис. 65). которые оцифрованы высотами.
Рис. 65. Сетка прицела «Лотфе 2»
Начальные углы рх на шкалах отмечены нулевыми штрихами. Конечные углы — высотами.
Перед началом измерения индекс углов визирования 13 устанавливается на нулевой штрих на одной из базисных шкал. Противоположный индекс 12 по шка-
ле углов визирования отмечает при этом значение угла Вспомогательный индекс 15 (фиксатор) устанавливается по базисной шкале на заданную высоту. Противоположный индекс 14 показывает в это время значение конечного угла £2.
По приходе цели на перекрестие пускается секундомер. Указатель углов визирования 13 переставляется до совмещения с индексом 15 (до защелки). По приходе цели вторично на перекрестие секундомер останавливается и отмечается время t0 или W.
Рис. 66. Шкала путевых скоростей на циферблате секундомера прицела «Лотфе 2»
8*
115
Для получения непосредственно значений путевой скорости секундомер снабжен дополнительной шкалой путевых скоростей (рис. 66), которая рассчитана согласно формуле (8):
?0 ^0
Для большей точности применен специальный секундомер, стрелка которого совершает полный оборот за 18 сек.
“рТП|11"|Ш,|""|-П"Т,ПТГ"1'"11----
W 25 30 35 40 45 50 55 50 55м/с&
Рис. 67. Номограмма углов прицеливания для счетной коробки прицела «Лотфе 2»
Для определения угла прицеливания по заданной высоте и найденной путевой скорости служит график, который построен по формуле (5):
WT
М<р = — - My,
при постоянных V и 0.
Для простоты построения графика эта формула преобразуется: 4-М? ==-------------------------My,
' ср
116
откуда
W’ = (tg<?-|-tgY)Fcp,
(12)
где Vcp= ^7 — средняя скорость падения бомбы.
Вводя новые переменные:
х=Л¥\ т/=Кср: 6 = tg<p+tgv,
окончательно получим
(13)
Это уравнение прямой, проходящей через начало координат, с угловым коэффициентом Ь. Для вычерчивания этой прямой достаточно рассчитать координаты двух точек, из которых одна, по существу, является общей (начало координат).
По осям координат (рис. 67) в выбранном масштабе строятся шкалы скоростей. По горизонтальной шкале затем откладываются значения W в м/сек, а по вертикальной — УСр в м/сек, но для удобства работы шкала средних скоростей оцифровывается значениями высот (Н, гм).
Приведенный в качестве примера (рис. 67) график -углов прицеливания рассчитан для постоянных:
V = 160 км/час
0=21.8;бомба PuW=12 кг.
На рис. 68 изображен общий вид счетной коробки для нахождения угла прицеливания по заданной высоте Н и найденному значению W.
График наносится на барабан 48, который при помощи рукоятки 40 устанавливают на заданную высоту относительно неподвижного индекса 41.
Путевую скорость, отсчитанную секундомером, устанавливают по шкале 45 вращением барашка 43. При этом стрелка 46 отметит по графику на барабане угол прицеливания.
Для других значений V и 0 служат сменные барабаны. На чертеже показан момент замены барабана — барабан с графиком выдвинут из корпуса. С помощью хомутика 46 коробка крепится на корпусе прицела.
К положительным качествам счетного приспособления следует отнести простоту построения и изготовления графиков, компактность приборчика и удобство в работе.
Конструкция. Прицел «Лотфе 2» представляет собою оптическую зрительную трубу перископической системы с маятниковой стабилизацией линии визирования, механиз
117
мом наклона плоскости визирования и приспосоолением для построения навигационного треугольника скоростей.
На рис. 69 показана кинематическая схема прицела, а на рис. 70 и 71 — общий вид. Корпус прицела (рис. 69) состоит из трех цилиндрических труб. Внутренняя труба в нижней части несет кулачок 9', который при повороте трубы вращает визирную призму 10' и тем самым строит угол визирования.
Рис. 68. Счетная (роликовая) коробка прицела «Лотфе 2»: 41 — отсчет высоты; 42 — шкала высот; 43 — барашек для установки путевой скорости по шкале; 44 — отсчетный индекс для шкалы путевых скоростей; 45 — шкала путевых скоростей; 46 — хомутик для крепления коробки к корпусу прицела; 47 — указатель угла прицеливания;
48 — номограмма углов прицеливания
Поворот трубы осуществляется с помощью рукоятки 10. В верхней части труба несет два диаметрально противоположных индекса 12 и 13 (рис. 65), расположенных в плоскости сетки. Индекс 12 отмечает по шкале углы визирования, а индекс 13— базы. Вторая пара вспомогательных индексов 14 и 15 управляется при помощи муфты 16; они могут быть установлены в нужном положении, если освободить зажим 17. При совмещении индексов происходит защелкивание, преодолеваемое небольшим усилием.
Средняя труба, вместе с внутренней, может поворачиваться относительно внешней трубы 6 на угол сноса а. Поворот осуществляется рукояткой 4 (рис. 69). Угол сноса отмечается индексом 25 по шкале 26. Одновременно угол поворота трубы при помощи кулачка 61 и толкателя 7' передается на механизм наклона визирной плоскости. Угол отставания вводится заранее при помощи барашка 7.
118
Рис. 69. Кинематическая схема прицела «Лотфе 2»:
1 — механизм для наклона визирной линии (объектив); 2 — плоскость изображения перекрестия; 3 — перекрестие, подвешенное на кардане; 4 — рукоятка для поворота прицела на угол сноса; 5 — карданный подвес прицела; 6 ~ неподвижная часть прицела; 7 — механизм для ввода отставания; 8 — матовое стекло; 9 — муфта для поворота внутренней трубы с кулачком (9'), который управляет визирной призмой (?0'); 6' и 7' — кулачок и толкатель для ввода sin а на механизм наклона визирной линии; 10 — рукоятка визирования и пуска секундомера; 10 — муфта для установки отсчетных индексов 12 и 13 (см. рис. 65); 17 — рычаг, крепящий муфту 16 в заданном положении; 18— электрическая батарейка для питания осветительных ламп; 19 — электропровод к лампочке Я для освещения перекрестия; 20 — клеммы для присоединения электропровода (19); 21 л 22 — патрончик лампочки (Я); 23 — лампочка для освещения шкал сетки; 24 — электропровод к лампочке (23); 25 — указатель угла сноса; 26 — шкала углов сноса; 49 — зажимная обойма для установки прицела по длине; 73 —резиновый амортизатор (пята прицела)
119
Перекрестие стабилизировано с помощью маятника, груз которого помещается в картере с демпфирующей жидкостью.
Рис. 70. Прицел «Лотфе 2» (вид сверху):
10 — рукоятка визирования и пуска секундомера; 26 — шкала углов сноса; 35 — патрончик осветительной лампы (23); 36— шкала путевых скоростей на циферблате секундомера (см. рис. 66); 37 — пусковой рычаг секундомера; 39 — секундомер;
41 — указатель высоты на счетной коробке; 42 — шкала высот;
43 — барашек для установки путевой скорости; 44 — указатель путевой скорости; 45 — шкала путевых скоростей; 46 — указатель угла прицеливания; 48 и 49 — обойма и зажимной винт для установки прицела по длине; 51 и 52 — осушительные пластинки; 56 — линейка воздушной скорости; 57 — линейка путевой скорости; 58 — курсовой лимб; 59 — линейка ветра; 62 — отсчетный индекс (указатель) воздушной скорости; 63 — шкала воздушной скорости; 64 — барашек для закрепления установки ветра; 65 — шкала ветра; 66 — отсчет направления ветра (угол ветра); 67 — стопор курсового лимба; 68 — установочное кольцо курсового лимба; 69 — отсчет курса; 70 — отсчет путевой скорости; 71 — шкала путевых скоростей
Длина маятника равна фокусной длине объектива. Перекрестие выполнено в виде прозрачных штрихов на посеребренной стеклянной пластинке 3.
120
Освещение перекрестия осуществляется или естественным или искусственным источником света. Для этой цели служит экран 8 из матового стекла и электрическая лампочка 5. Экран отражает падающие на него лучи и вместе с тем пропускает рассеянный свет от лампочки. Изображение креста поступает в
Рис. 71. Общий вид прицела «Лотфе 2» со съемным векторным построителем скоростей:
зо — розетка для присоединения электропровода 31 и 33 от бортовой сети или батареи; 32 — ящик с батареей и сопротивлением; 50 — зажимной винт для фиксации угла сноса; 60 — винт для крепления ползуна на линейке воздушной скорости; 71 —защелка для фиксации момента совмещения подвижных марок 13, 15 и 12,14 (см. рис. 65)
предметную плоскость окуляра, где накладывается в виде светящегося перекрестия 11 (рис. 65) на изображение местности. Яркость перекрестия регулируется реостатом 34 (рис. 71). При ярком освещении цели перед входным зрачком трубы помещается светофильтр Ф; благодаря этому изображение получает слабую окраску, а на таком фоне перекрестие выделяется яснее.
121
Секундомер 36 (рис. 70) приводится в действие нажатием вниз рукоятки визирования 10.
Во избежание запотевания оптики при резких колебаниях температуры входное окно снабжено двойным стеклом. Помимо этого, в нижней части корпуса прицела сделаны два отверстия, закрытые тонкими пластинками 51 и 52 из теплопроводного материала. С внутренней стороны пластинки имеют конденсационные ребра, на которых оседает влага. Для удаления влаги пластинки снимаются, а на место их ставят пластинки 53 и 54 (рис. 71), снабженные вентилями 55 для подключения к шлангам осушительной машинки.
Для работы ночью имеется электрическое освещение (4 вольта). Прицел с помощью розетки 30 и проводов 31 и 33 включался в бортовую электросеть напряжением в 12 вольт. Снижение напряжения с 12 на 4 вольта производилось реостатом. В случае отказа сети питание прицела переключалось на сухую батарею в 4 вольта. Для этой цели на батарейном ящике 32 предусмотрены две розетки с соответствующими надписями: «сеть», «батарея».
В более поздних образцах имелся электрический обогрев.
Векторный треугольник. Интересно, что вначале прицел дополнительно имел векторный треугольник скоростей. В последующих образцах от этого приспособления отказались.
С помощью векторного приспособления можно было получить значение путевых скоростей для любого направления, если до этого путевая скорость и угол сноса были измерены на каком-либо направлении.
Приспособление съемное и состоит из трех линеек (рис. 70): линейки воздушной скорости 56, линейки путевой скорости 57 и линейки ветра 59.
Линейка воздушной скорости расположена вдоль оси самолета и закреплена на неподвижной части прицела 6 (рис. 69). Ползунок этой линейки несет на себе линейку ветра и курсовой лимб 58 (рис. 70). Линейка путевой скорости закреплена на поворотной трубе прицела и, кроме того, сцеплена с ползуном 70, скользящим в направляющих линейки ветра. Воздушная скорость устанавливается смещением лимба вдоль линейки 56 и отмечается индексом 62 по шкале 63. После установки лимб закрепляется винтом 60 (рис. 71). Скорость ветра устанавливается по шкале 65 путем смещения ползуна 70 после освобождения винта 64. Направление ветра отмечается индексом 66 по курсовой шкале лимба. Компасный курс устанавливается поворотом установочного кольца 68 после освобождения стопорного рычажка 67 и отмечается на лимбе 58 индексом 69.
122
'При работе с векторным треугольником прицел разворачивается на угол сноса не рукояткой, а с помощью установочного кольца 68 путем согласования курсового лимба с показаниями компасного курса.
До выходе на боевой курс треугольник закреплялся относительно прицела с помощью зажимного винта 50 (рис. 71).
Рис. 72. Прицел «Лотфе 2» в ящике для транспортировки
Основная характеристика. Конструкция в целом хорошо продумана, тщательно выполнена из хороших материалов и учтены условия эксплоатации прицела. В прицеле базисное решение сочетается с векторным. Базы могли строиться как по вспомогательной, так и по поражаемой цели. К недостаткам следует отнести: отсутствие наружных шкал углов визирования; малый масштаб шкал в поле зрения прицела; вследствие постоянства базы, относительная величина ее с высотой уменьшается. В последующей модели «Лотфе 2С» для базы взята другая зависимость.
В итоге, можно сказать, что в части конструктивной прицел разработан хорошо, в части же принципиальной страдает рядом недостатков.
На рис. 72 показан прицел «Лотфе 2» в ящике для хранения и транспортировки.
Несмотря на ряд преимуществ по сравнению с однотипным прицелом «ФЛ 81» (вес 6 кг), прицел «Лотфе 2» не получил столь широкого распространения, главным образом из-за дороговизны и относительно большего веса (около 9.5 кг).
123
Б. ПРИЦЕЛЫ С ПЕРЕМЕННОЙ БАЗОЙ
1. ПРИЦЕЛЫ ТИПА «ОПБ 1» С БАЗОЙ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ ВЫСОТЕ
(а) Прицел «Лотфе 2С»
Основы устройства. В данном прицеле база строится пропорционально высоте:
В = кН.
Величина базы и ее вынос могут меняться. Поэтому прицелом строится пять равных баз, для которых к выбрано и& условия (рис. 73):
Рис. 73. Схема построения баз в прицеле «Лотфе 2С»
tgp° ,
п
где п — 5 —’ число баз; Ро = 58° — максимальный угол визирования в прицеле.
Подставив значения постоянных п и (50, получим:
* = L®?=0.32.
5
Следовательно,
В ~ 0.32 Я.
(14)
При данном к базисные углы можно рассчитать по формуле:
tgp ~кп = 0.32 п (15)
или
[3 = arctg (кп). (16)
Подставляя вместо п последовательно числа 0, 1, 2, 3, 4 и 5, получим значения базисных углов (табл. I).
Так как базы чередуются между собою без промежутков, то угол визирования, определяющий конец первой базы, будет углом, определяющим начало последующей базы в том порядке, как это показано на рис. 73.
Углы визирования в поле зрения, согласно табл. I, отмечены штрихами (рис. 74), которые обозначены цифрами: I, II, III, IV, V и VI. Промежуток между штрихами соответствует базе, равной 0.32 высоты.
124
При таком способе разбивки базовой шкалы предусматривалась возможность осуществлять наиболее выгодное построение применительно к конкретным условиям полета. Так, если
Таблица I
Базисные углы
Ne визирования п tgp = 0.32n 3
I 5 f : 1.60 5800*
II 4 1.28 52 00*
III 3 0.96 43 50*
IV 2 0.64 32 40*
V 1 0.32 17 40*
VI 0 0.00 0J
Рис. 74. Вид сетки прицела «Лотфе 2С» 11 —перекрестие; 12, 13, 14 и 15 — отсчетные индексы
располагали достаточным временем, измерение можно было производить по одному и тому же ориентиру три раза, а между штрихами I и II, III и IV, V nV Г, затем из этих ний вычислять среднее значение. Можно было измерить базу двойную, тройную и т. д., располагая ее ближе или дальше от самолета. В этом случае время, отсчитанное секундомером, уменьшалось в соответствующее число раз.
При отсутствии вспомогательной цели (например, на море) измерение производили по цели, пользуясь базой, определяемой делениями I и II.
Все измерения выполнялись на направле
ниях, совпадающих с направлением движения самолета на цель.
Счетное приспособление для нахождения угла прицеливания такое же, как и в прицеле «Лотфе 2» (рис. 68); разница лишь в том, что при заданной высоте угол 9 находился не по путевой скорости, а непосредственно по времени t0 пролета
именно измере-
125
базы. Последнее объясняется тем, что прицел «Лотфе 2 С» не имел векторного треугольника, для которого требовалось знание путевой скорости в явном виде. Кроме того, база переменной величины исключала возможность получить W непосредственно с секундомера.
Нгм
-ггт11|ттГ11и[1|11|||||||1|||ТГП-|'11Т11|11
56 10° 15° го° ZS° 30° 35° 40° ср °
Р uW бомба /2кг
I/ = 200 км/час
Рис. 75. Номограмма углов прицеливания для счетной (роликовой) коробки прицела «Лотфе 2С»
Расчет графика (рис. 75) счетной коробки аналогичен" рас -чету графика «Лотфе 2», только вместо <р за параметр принята время £0:
В Т JP71
tg? = ~ — tgv, tgo + tgv = ,
или, подставляя значение W,
-я.
126
получим формулу для построения графика:
, , . 0.32 „
tg<? + tgr =-----------т,
*0
(17)
или, вводя новые переменные . . , гг ъ 0.32
+tgY, у=Т, Ь =--------,
'о
получим уравнение прямой с угловым коэффициентом Ь:
х-Ьу. (18)
По оси абсцисс (рис. 75) откладывались тангенсы углов прицеливания, а по оси ординат наносилась равномерная шкала времени t сек, на которой затем отмечались времена падения Т и для удобства работы оцифровывались соответственно высотами Н в гектометрах.
Конструкция прицела «Лотфе 2 С», за исключением незначительных различий, такова же, как и «Лотфе 2».
На рис. 76 и 77 показан общий вид прицела «Лотфе 2 С», Обозначения соответствуют прицелу «Лотфе 2» (рис. 71).
(б) Прицел «ФЛ 62» (наклонная модель)
Основы устройства. Так же, как и в прицеле «Лотфе 2С», база здесь строится пропорционально высоте:
В=кН.
База (рис. 78) определяется двумя постоянными углами:
^=22.5°, ₽2=-5°. Следовательно,
B=ff(tg22.5°4- tg5°) = у ,
(19)
База здесь уже вынесена несколько назад, принята равной половине высоты и, следовательно, строится более выгодно, чем в прицеле «Лотфе 2С>.
Путевая скорость определяется временем tQ пролета базы.
127
Угол прицеливания <р получается по данным И и времени /0 при помощи счетной коробки, устройство которой мы разберем при рассмотрении прицела «ОПБ 1» (см. рис. 86).
Конструкция. На рис. 79 показана установка прицела на тренажере. В рабочем положении прицел имеет наклон
Рис. 77. Общий вид прицела «Лотфе 2С» (вид снизу): 6 — неподвижная труба прицела; Ф — сменные светофильтры
Рис. 76. Общий вид прицела «Лотфе 2С» (вид сбоку):
7 — барашек для установки отставания (у); 10 — рукоятка
визирования и пуска секундомера; 16 — кольцо, несущее отсчетные индексы 12, /3(см. рис. 74); 17— стопор кольца 76;
20 — рукоятка углов сноса (а); 26 — шкала углов сноса (а); 43 — барашек для установки времени пролета базы (f0)
в 25° по отношению к вертикали. Наклон прицела вызван не только удобством в работе, но и особыми условиями размещения экипажа на самолете.
На рис. 80 показан общий вид прицела «ФЛ 62».
128
Оптическая труба прицела состоит из следующих деталей: окулярной части О\ передвижного индекса 6 (защелки), фиксирующего требуемый угол визирования; отрицательный ч угол Р2 (—5°) фиксируется постоянным упором; рукоятки углов визирования 5; тяги 4 от рукоятки
к визирному поворотному зеркалу. Кроме того, на корпусе помещаются: секундомер 7 и роликовая счетная коробка 5, устройство которой ясно из чертежа рис. 85.
На рис. 81 показана конструкция нижней головки прицела с объективом и фокусным
уровнем, устройство которой
также ясно ич чептежа РиС* Схема постРоения базы
также ясно из чертежа. в прицеде <<ФЛ б2»
Основная характеристика. Конструкция относится к периоду первой мировой войны. Существовали две модели: наклонная («ФЛ 62») и вертикальная («ФЛ 81»). Последняя ничем не отличается от наклонной модели, за исключе-
Рис. 79. Походный бомбардировочный тренажер периода первой мировой войны:
1,2 — движущееся полотно; 3 — прицел «ФЛ 6?» в рабочем положении; 4 —прицел «СХ> (наклонная модель); 5 — бомбардир:
6 — оператор приводит в движение полотно от руки
9 К. А. Бабичев ]29
нием того, что вместо поворотного зеркала поставлена призма — куб. Для стабилизации вертикали впервые применен фокусный уровень с пузырьком, расположенным в фокальной плоскости объектива (принцип Ами.) Наружного установоч-
Рис. 80. Олций гид прицела <<ФЛ 62» (наклонная мод ль):
4—тяга от рукоятки 5 к визирной призме; 5—рукоятка визирования; 6—защелка для шкалы углов визирования (3); 7—место секундомера; S—счетная (роликовая) коробка дая углов прицеливания (ф)
ного кольца для фиксации углов прицеливания, как это сделано в более поздней конструкции «ОПБ 1», еще не имелось — его заменял подвижный индекс 6, устанавливающийся по шкале углов визирования Не имелось также шкалы углов визирования в поле зрения.
130
Первоначально счетная коробка отсутствовала. Угол прицеливания находился по таблицам. Приводим образец такой таблицы (табл. II).
Следует отметить, что прицел имел электрический курсо-указатель для летчика (основанный на принципе мостика Уит-
Рис. 81. Конструкции призменной части прицела «ФЛ 62»
стона), помещенный в пяте прицела п управляемый при помощи подвижного кольца, на котором устанавливался прицел. Перед летчиком располагался прибор типа гальванометра со стрелкой. Когда прицел находился в нейтральном положении, плечи мостика находились в уравновешенном состоянии.
9* 131
Таблица II
Углы прицеливания для бомб PuW 12 и 50 кг
км/час 200 180 163 150 138 128 120 113 106 100 95 99 86 82 78 ! 76 72 69
1000 секунды ( о) угол прице- 9 10 и 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
ливания 39 Vs 36 V2 33 1/ 2 31 V2 29 V.i 27 V* 25 3 24 22 С2 21 Со 20 С2 19 С4 18 С4 17 3/2 163/4> 16 15 С'4 143/4
км/час 226 197 180 166 154 144 135 127 120 114 108 103 98 94 90 86 83 80 77 75
1200 секунды (%) угол прице- 10 11 35 V* 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
ливания 39 33 л/4 31 С2 29 */2 27 3/4 26 V. 24 V< 23 С2 22 С2 21 С4 20 С4 19 С2 18 С 2 17 3/4 163/4 16 15 С4 143/4 14С*
км/час 210 180 168 158 148 140 133 126 120 115 109 105 101 97 93 90 87 84 81 79
1400 секунды (С) угол прице- 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26. 27 28 29 30 31 32
ливания 36 31 V* 29 28 V« 26 Vs 25 »/4 24 22 V* 213/4 21 19 74 19 18 С4 17/С 163/4 16 15 С2 14 С4 14 Ct 13 3/4
км/час 206 180 169 160 152 143 137 131 125 120 115 111 107 103 99 96 93 <0 87 85
1600 секунды угол прице- 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
ливания 33 29 С4 28 Vi 26 7'4 52 V2 24 23 22 21 20 19 С4 18 3/4 18 17 С4 16С4 153/4 15С4 143,д 14С4 13 3/4
1800 км/час 203 180 162 154 147 141 135 130 125 120 116 112 108 105 101 98 95 93 90 88
секунды Со) угол прице- 16 18 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
ливания 31 C-j 28 С4 25 3/4 24 С2 23 С2 22 С2 21 С2 20 74 19 С2 18 3/4 18 С4 173/4 17 16 с2 153/4 15 14 С2 14 С4 13 3/4 13 С4
км/час 200 180 163 150 144 138 133 129 124 120 116 113 109 106 103 100 97 95 92 90
2000 секунды ('0) угол прице- 18 20 22 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
ливания 29 С2 26 3/4 24 С2 22 С2 21 С2 20 С2 19 04 19 С4 18 С2 17 3/4 17 Ci 16 с2 1 16 15 С2 15 14 С2 14 13С2 13С< 123/4
2200 км/час 220 193 180 165 152 142 132 123 115 109 103 98 94 90 85 82 79 76 73
секунды Со) угол прице- 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
ливания 30 С 4 28 25 С4 23 С2 21 3/4 2 'U 18 3/4 17 С4 16 с4 15 14 13 12 3/4 12 ИС2 ю3/4 ЮС4 10 9С2!
2400 км/час 216 197 180 165 154 144 135 127 120 114 108 103 98 90 86 83 80 77 75
секунды Со) угол прице- 20 22 24 26 22 С2 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 9С4 58 9С4
ливания 29 26 С2 24 С2 21 19 С2 18 С4 17 С4 16 15 14 13 С4 12 С2 12 II с4 Ю 3/4 Ю С4 9 С4
2600 км/час 215 195 180 167 158 146 138 130 123 117 111 106 101 97 93 90 86 83 80 78
секунды Со) угол прице- 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 5э 60
ливания 27 '/г 25 'li 23 С2 21 С2 20 С2 1 19 17 2/4 16 3/4 15 3/4 143/4 13 12 С2 И?/4 11 юз/4 1 ЮС4 10 9С2 9С4
132
133
Если же прицел поворачивался вправо или влево, то равновесие в мостике нарушалось, что вызывало отклонение стрелки в соответствующую сторону. Это служило для летчика указанием на необходимость выполнить поворот самолета вправо или влево.
Прицел «ФЛ 62» послужил прототипом прицелов «ФЛ 206», «ФЛ 110». Наиболее полное и оригинальное рыл ние задачи достигнуто в прицелах «ОПБ 1» и «ОПБ 2» (рис. 93), получивших затем широкое распространение.
(в) Прицелы типа «ОПБ1»
Основы устройства. Зависимость для базы взята обычная В~кН, но база расположена наиболее выгодно — почти симметрично относительно самолета (рис. 82) База определяется двумя
Рис. 82. Схема построения базы в прицеле «ОПБ 1»
Рис. 83 График изменения угла прицеливания в зависимости от времени i0 пролета базы В—Hi 2, для бомб с характеристиками 0=22 и 0=23
.34
Угол прицеливания по времени пролета базы, согласно формуле (9'), определится из равенства:
(tg 8,4- tg Т . Т .
tg<p = ------tgy = ---------tgy,
Io
ИЛИ
где
— ~ я_
~ W ~~ 2W '
(21)
(22)
По формулам (21) и (22) рассчитана табл. Ill и построен график (рис. 83) для двух типов бомб. При помощи графика, при заданном Н, можно получить угол прицеливания или по времени £0 или же по путевой скорости W.
Расчет произведен для следующих данных:
0 =23 сек
Н = 1000 м
у = 144 км/час—40 м/сек U7min = 80 км/час—22 м/сек
U — 64 км/час—17.8 м/сек
Согласно этому графику легко получаются удобные таблицы-шкалы значений <р в зависимости от t0. Для этого достаточно на соответствующего размера листе бумаги снести точки графика в последовательности, показанной на рис. 83 цифрами I, 2, 3, 3* и 4. Точки А и В — установочные метки, расположенные симметрично относительно средней линии пп.
Работа с таблицами значительно проще, чем с графиками «Лотфе 2» и «Лотфе 2 С».
Таблицы (рис. 84) навертываются на барабаны и помещаются в корпус счетной коробки.
На рис. 85 показана конструкция счетной роликовой коробки и ее детали.
Три ролика 10, 11, 12, сцепленные между собою шестернями 1, 2, 3, могут поворачиваться от рукоятки 3. Валики 11 и 12 несут на себе шкалы углов прицеливания для бомб с 0 =22 и 0 =23. На валике 10 помещается шкала времени 20. Для отсчетов по шкалам имеются подвижные указатели 13, 14, 14' и 16', которые перемещаются при помощи рукоятки 16 и шестерен 5, 6, 7 и 4.
1Z5
Угол <р в зави
I W, км/ч 80 90 100 НО 120
9 = arctg(J-tg7) 13е 1520' 1740' 1945' 22°
н t0 = 2И 22,5 20 18 16.4 15
Указатель 13 отсчитывает время tQ; указатели 14 и 14' отмечают ср одновременно для двух типов бомб и, наконец, указатель 16 отмечает W.
Общий вид счетной коробки прицелов «ОПБ 1» изображен на рис. 86. Коробка при помощи разъемного хомутика 22 крепится к трубе прицела. В ночных условиях шкалы освещаются электрической лампочкой 23, доступ к которой обеспечивается отверстием 24, Электрический ток подводится к патрону 25.
Угол прицеливания получается при установке значений Н и t0, или Н и W, если последняя заранее известна.
Преимущество счетной коробки «ОПБ 1» перед коробкой «Лотфе 2С» заключается еще в том, что имеется возможность получить угол прицеливания как по t0, так и по ТУ; путевая скорость (ТУ) может быть получена, например, с ветрочета для любого направления боевого пути.
Рассмотрим еще один вид счетного приспособления векторного типа, поскольку оно предназначалось для применения в базисных прицелах отечественного производства.
Это оригинальное приспособление позволяло получать углы прицеливания независимо от направления боевого пути. Общий вид приспособления изображен на рис. 87.
Рукоятки и шкалы на чертеже имеют буквенные обозначения, соответствующие величинам, которые вводятся этими рукоятками или читаются по шкалам.
Применение счетного прибора требует предварительного знания скорости и направления ветра.
На рис. 88 показана принципиальная схема.
Установив воздушную скорость У, скорость ветра U, его направление 8 относительно курсового лимба Е и ориентировав лимб по курсу при помощи рукоятки Кс, получим в приборе треугольник bed, представляющий собою векторный треугольник скоростей:
v+F.
136
Таблица III
симости от t0
130 140 15» 160 170 180
24 26 27 55' 29°45' 3135' 33
13. К 12.8 ! 1 12 11.25 ! 10.6 1 10
Величина W при помощи шестерни 1, зубчатых реек 2, 3 и системы рычагов передается на построитель АВС, высота которого, пропорциональная ЕСр? строится путем предварительной установки значения высоты Н. Если затем ввести и отставание у, то в результате будет построен угол прицеливания, значение которого отсчитывается по шкале (<р°).
I
Отставание и поправка на серию ~ вводятся при помощи
графиков на барабанах (у) и (L). Для раздельного ввода этих величин предусмотрен дифференциал D (на чертеже показан условно). Кривые барабана (L) в заштрихованном секторе соответствуют бомбам, подвешенным вертикально.
На шкале (Ж) даны линейные i и временные tt интервалы серии.
Конструкция. Прицел «ОПБ1» представляет собою оптическую зрительную трубу перископического типа. Угол визирования строится поворотом призмы. Стабилизация визирной линии обеспечивается фокусным уровнем. Оптическая и механическая схемы прицела показаны на рис. 89.
Механическая часть прицела состоит из механизма визирования, построителя (фиксатора) и отсчетных приспособлений. Механизм визирования служит для построения углов визирования, которое осуществляется поворотом призмы 1, закрепленной на червячном колесе 2, Поворот визирной призмы производится вращением спирального кулачка 6, в паз которого входит ролик 7 поступательного звена (тяги) 4. Нижний конец тяги несет на себе червяк 3, сцепленный с червячным колесом 2. Колесо 2 и червяк 3 работают как реечная пара. Благодаря такому устройству в прицеле осуществляется поворот визирного луча на 75° вперед и на 15° назад.
Профиль кулачка 6 очерчен по архимедовой спирали. Благодаря этому шкала углов визирования получается равномерной. Кулачок составляет одно целое с рукояткой и шестерней 5.
137
80 30 100
W /М/Ч
180
80 30 ЮО 110 120 130 140 150 160 170 180
I ! ------r--------
Ж 192021222324252627 287^930 31 32 33 34 35 36 37\ 38 39 40 41 42 Ш h"f | п-г-т^ т ! ГТ* Г1-г^П-пгт-ПГП~гтт‘Г7Т 1
^0015i961718 19 20 2122 23, 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Щ
1060 ' у А’А Л
V чпп р |Г-ГТ"Г-Г т^т^Т-ПГП^-П"! < г I |I I I I »ГТГТ| 1 Г’Т' Гг" 1200\ 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
vimn* 7 I 1 ПТ 'Ml » т-г-у-7 I t I I J I J I I I I I n~f-i-| I | ! ]- I | |
I^UUfO 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
= г | гр-]-ггт'| ТТ^П П * I 1 I 1 I 1 I 1 I ' I 1 I ' J ' Г1 Г ’ Г 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22, 23 24 25 26 27 28
7 д I । T ~| ।' | ' |-'| 7—p V j~~Tn~ ''T "7 | ' | » | । | 1—Г”1—I—’ | ’
1800 2000 2Z00 2400 Z600 2800 3000 s i 3600 V~ 4000
5 ™ У J? .13 14 15 16,17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
J8.JL W 11 1Z 13, 14 15 16 17 Iff 19_ 20,21 22 Z3 24 15 58 7 Io' //'tz /3 tv кГ~1б'h'/Plr' la' zt 'h' h'4
7'8^'Jo' tf tz 811S1 h'h' h' Io' h' Iz'zz Т1-Г~т~Г-> I 1 I 1 I » I* I 1 I 1 Г1 1 1 I 1 I * I 1 J '~T^~T 9 7 8 9 to 1112 3 77 IS ,18 17 18 19 20 Z1 ZZ ТГГГП-ТТТТ I I i IЛ I i Г ’ |'¥ тттп-г-г.’ 1*1’
t> 7 8 9 10 И 12 ,13 ,1V 15 18 /7 ,18, ,19, W 11
1 ‘ ‘ ‘ ‘ ’ I 1 I ' I* ! l I * I ’ Г"7 I ’ I 1 I 1П7Г"1-
* ‘ It , hlVJS 18 17 18i 19
io' 11' lz 13_IV 15 ' IS ' 17 ’ .
P'
5 6 ; “/ -Гпг“Г ^.5 6
600
800
1000
1800
1000
1600
1800
8000
2800
2400
8600
2800
3000
380054
4000^
1—r—4 1 1 П 10 11 1Z 13 I
-^г-у -г I , r i I i J
7 8 9
—i---1—I—>—T~
10 11 /2 ...... - _______ ,
k ’ 4 )* 4' К 7714.6
........
ь.ft, A ..4..'.^.'.'.83^2,
1 J ' I ' I 1 I 1 I ' I ' I ' I ' |ЧЧП'1'|1|ЧЧ
•• . ZO 28 30 32 9V3o
.,67 J,
20 ZZ ZV 26 28 30 32 3V 36 38 0002 VV *<
"“^T'T T2r ’"T''' 'P 'J?
I TV I 1 1 » I г Г I r^frrrr*Л-ГГП »UI4 тт т ттт ГГГП ГПТН
26 28 30 32 39 36 38 40 42 49 46 485052545658
г-тпП п~Т» ТГ| »Т^Г>1 U Т ТТГJ i !)Н ГгП1ТПТ^
.39 32 39 36 38 90 42 99 46 48 5052545658^
I ‘ I ‘ J » ( * М Pl » Гч ’ I ’ 1’1 I Г I I I I Г1 I Н И ГТТТТ111»11Т[|Г| 32 39 36 38 40 42 49 46 48 50 52 545656® 5
, t ,-г, y t ( Г1ГТ,ГГ| п-п п Т1л^ -лп
36 36 90 42 44 46 48 50 52 545658® 5 10
~i—! т г । । I i l l i n i Ч1пттт1тгпп/11тптшгптн v 40 42 49 46 48 50 52 54 56 58 ® 5 10 IS ZQZSiO I
-----------------------W57S--------------------
Рис. 84. Таблицы времени пролета базы и углов прицеливания для счетной коробки прицела «ОПБ 1»
6
--r~
4-
10
17
16 17
13 14 15 16 17 Ы8 n..i । i • i11' i ч n
J ’ I » Г 22___2^
ТПИПИППФГГГП
-- - ^ 36 35 40
138
Отсчетные приспособления состоят из ряда шкал и систе-лы подвижных и неподвижных индексов. Для отсчета углов визирования имеется две шкалы—наружная и внутренняя. Наружная шкала нанесена на рукоятке визирования, а внутренняя—на сетке 19 в поле зрения прицела. Дублирование шкал значительно облегчает работу и позволяет вести отсчеты
Чердак f5 однозаходныи шаг 0=8мм
От среднего полоэ/сения па указатели К и 4? перемещаются насадное число мм б протидополоэЮные стороны
Рис. 85. Механизм счетной (роликовой) коробки «ОПБ 1»:,
1, 2 и 3— передача на барабаны (ролики) 10, 11 и /2; 3'— рукоятка дтя установки высоты; 4, 5, 6 w 7—передача к винтам 15: 9—пружинная з щелка; 13—указатель времени t0; 14 и 14' — указатели угла прицеливания; 15— винты; ПУ—указатель путевой скорости; 16'—рукоятка для установки времени t0 или путевой скорости W
в процессе визирования, не отрывая глаз от окуляра. Отсчеты по наружной шкале производятся относительно неподвижного индекса 8, а.по внутренней—относительно подвижного индекса 10 (петельки). Связь между наружной шкалой и петелькой осуществляется парою конических шестерен 5 и 9 с передаточным отношением 1:1.
Построитель (фиксатор) угла прицеливания состоит из установочного кольца 12, со шкалой 19 углов прицеливания и
139
отсчетным индексом 7-5. выведенным в поле зрения прицела. После установки кольца относительно неподвижного индекса 14 оно стопорится пружинной защелкой 73.
Таким образом, петелька 10 отмечает текущий угол визиро-
Рис. 86. Счетная (роликовая) коробка «О11Б1»:
3'—рукоятка для установки высоты; 13— указатель времени /0; 14—указатель углов прицеливания; 16 —указатель путевой скорости; 16' — рукоятка для установки времени t0 пли путевой скорости ГИ; 22 — хомут для крепления коробки к корпусу прицела; 23—лампочка для подсветки шкал ночью; 24 — крышка отверстия для лампочки; 25 — присоединение электропровода
вания, а треугольник — - угол прицеливания, рассчитываемый заранее при помощи различного рода счетных устройств, о которых упоминалось выше.
Для фиксации линии визирования иод установленным углом прицеливания установочное кольцо снабжается стопорным устройством, вызывающим легкое защелкивание при совмещении петельки с треугольником.
Помимо поступательного движения, червяк 3 может получать дополнительно еще и вращательное движение, что используется для регулировки визирной системы.
140
Оптическое устройство достаточно понятно из рис. 89. Отметим только, что собирательная линза (коллектив) одновременно служит и фокусным уровнем, осуществляющим стабилизацию визирной линии.
Рис. 87. Счетная коробка векторного типа «СЧАЗ»:
а — шкала углов сноса; у — рукоятка для установки отставания; Я — штифты для установки направления ветра; ср — шкала углов прицеливания; ? — линейные интервалы серии; U —временные интервалы серии; L — рукоятка для установки упреждения на серию; Н — рукоятка для установки высоты; Кс — рукоятка для установки курса; U — указатель скорости ветра; V — рукоятка для установки воздушной скорости: IV— шкала путевых скоростей
Для измерения и отсчета горизонтальных углов (азимутальных) в пяте прицела (рис. 90) имеется поворотный курсовой лимб 1, а также шкала углов сноса 2 (для углов а —+40°).
Лимб стопорится педалью 3. Для амортизации пята прицела помещена на подушку из губчатой резины.
Общий вид прицела показан на рис. 91, 92 и 93А.
J41
Основная характеристика. Прицел «ОПБ 1» представляет собою последующую модификацию прицелов данного типа. Визирное зеркало здесь заменено призмой. По сравнению с прицелами Цейсса предел визирования значительно расширен и увеличен масштаб шкал. Наряду с внутренними шкалами имеются и наружные. Конструкция счетной коробки улучшена; она заменяет собою обе коробки Цейсса, что делает возможным (при наличии ветрочета) бомбометание с любого направления. В качестве недостатка следует отметить, что в прицеле нет механизма для наклона плоскости визирования.
Рис. 88. Кинематическая схема счетной коробки векторного типа
Конструктор рассчитывал прицел для применения, главным образом, в плоскости ветра или в плоскости, близкой к ней, и главное внимание уделил боковой стабилизации прицела (рис. 19). Для этой цели прицел крепится на самолете не жестко, а подвешивается на кардане. Эго дает возможность при качке самолета удерживать трубу прицела вертикально, ориентируясь по пузырьку уровня в поле зрения прицела.
Измерительная база расположена относительно вертикали очень удачно, но в отличие от старых конструкций ее положение постоянно. Конструкция прицела отличается простотой и малым весом (6 кг).
Этот тип прицела получил большое распространение.
142
Рис. 89. Механическая и оптическая схемы прицела
<<ОПБ 1»:
/—визирная призма; 2—червячное колесо; 3—червяк (зубчатая рейка); 4—тяга от рукоятки визирования к визирной призме; 5—коническая шестерня; в—кулачок (рукоятка визирования); 7 — ролик тяги; 8 — указатель углов 1изирования (3); 9—коническая шестерня; 10—«петелька» 'указатель углов визирования); 11—возвратная пружина тяги; 12—установочное кольцо, несущее шкалу углов прицеливания; 13—защелка для кольца 12; /4—указатель углов прицеливания; 15—«треугольник»— указатель угла приценивания; 14’—базисный индекс, отмечающий угол р = 13°04'; 16—контргайка юстировочного винта; 17—гайка юстировочного винта; 18—головка юстировочного винта; IP—сетка; 20—шкала углов визирования на сетке
143
На рис. 93 показан прицел «ОПБ 1(A)» и его дальнейшие модификации —.«ОПБ 1(B)» с механизмом наклона визирной плоскости и «ОПБ 2(C)», в котором введен механизм для автоматического определения момента бросания. В свою
Рис. 90. Пята прицела с курсовым лимбом и шкалой сноса.
1 — курсовой лимб; 2 — шкала углов споса; ’ — педаль для стопорения курсового лимба; 4 — цапфа для установки прицела
очередь последний вариант развился в ряд последовательных модификаций;, о которых речь будет ниже. Следует отметить, что возможное модифицирование этого прицела далеко пе исчерпано.
В порядке модификации в прицел «ОПБ 1(B)» (рис. 93) введены механизм наклона плоскости визирования и шкала углов сноса. Цапфа карданового подвеса сделана переставляющейся по высоте, что создает большое удобство при установке прицела на самолете. Зависимость для базы оставлена та же:
н
2
144
Помимо основного расположения базы, аналогичного прицелу «ОПБ 1», имеется возможность выносить базу вперед на случай, когда измерения производятся по цели. Для первого случая значения базисных углов остаются прежние, т. е.
р1 = 13о04’, 15°.
Для второго случая применяется таблица базисных углов (табл. JV).
Таблица IV
Базисные углы для В —
Базисные углы По цели (база впереди самолета) По ориентиру (база под самолетом)
Первое визирование 47-1° 8 50 А ° 5 5зА° 4 56-1- J 3 59-*-° 2 ! 1 62-1° 2 13.04°
Второе визирование 30е 35° 40 45° 50 55° 15
В обоих случаях угол прицеливания рассчитывается с помощью счетной коробки «ОПБ 1», которая применена без изменения (рис. 86).
2. ПРИЦЕЛЫ С БАЗОЙ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ ОТНОСУ (В = kWT)
Предварительные замечания
В рассмотренных выше прицелах база всегда была известна; требовалось найти время пролета этой базы, что давало нам путевую скорость в явном или в неявном виде. В рассматриваемом случае по заданному времени находится база. Примем время измерения базы пропорциональным времени падения бомбы t^—kT, тогда искомая база:
B~kWT. (23)
Измерив эту базу, можно получить и величину относа бомбы Лп. Для этого достаточно равенство (23) разделить на к и вычесть отставание:
AB = WT — А= ~ — Д.
(24)
10 К* А. Бабичев
145
Разделив полученное выражение на Н, получим:
tg?=-—tg-f-
Ilk
Это действие, как будет видно, выполняется с помощью простого механизма. Таким образом, угол прицеливания мож-
Рис; 91. Оптический прицел «ОПБ 1» со счетной коробкой (вид сверху):
5 — шкала углов визирования; 8 — указатель угла визирования; 12 — установочное кольцо, несущее шкалу углов прицеливания; 14 — указатель углов прицеливания; 14'— базисный индекс, отмечающий угол 0 = 13uO4r; 15— секундомер; 16 — рукоятка для установки высоты;
17 — счетная (роликовая) коробка для углов прицеливания; 18 — окуляр с резиновьш наглазником; R и R' осветительные лампочки; <?.
W—рукоятка для установки времени f0 или путевой скорости W
но построить, не прибегая к помощи таблиц или счетных приспособлений.
В отличие от случая измерения известной базы путем двукратной засечки, в данном случае возникают трудности вслед-
146
Ртг. 9?. Оптический прицел «ОПБ 1» со счртной коробкой (вид сбоку):
4 —тяга к визирной призме; К5 — секундомер; 16 —- рукоятка для установки высоты; 18— окуляр с резиновым наглазником; 18'— диоптрийная шкала окуляра; 19— винты для крепления счетной коробки; R и Ri — осветительные лампочки; G — реостат; Q — электрическая батарейка; р, W— рукоятка для установки времени t0 или путевой скорости W
10* 147
ствие непрерывного визирования цели в течение времени измерения базы, что неизбежно, так как конец базы неизвестен. Непрерывность визирования цели достигается путем управления визирным лучем от руки.
На первый взгляд этот способ мало чем отличается от способа Сикорского. Но в отличие от способа Сикорского измере-
Рис. 93. Последовательное развитие конструкции прицелов от «ОПБ 1» к «ОПБ 2»
ние относа производится не по фактическому времени падения пристрелочной бомбы, а по теоретическому времени падения и, следовательно, знание высоты необходимо. Это — существенное различие.
Угол прицеливания можно строить как по ориентиру, так и по цели. В последнем случае возникают трудности при выборе
148
места базы, так как величина ее нам неизвестна. В силу этого приходится брать большие углы визирования, чтобы обеспечить условие, при котором угол р2, определяющий конец базы, заведомо был бы больше угла прицеливания <р.
Несмотря на ряд недостатков, этот способ нашел применение в ряде зарубежных прицелов: немецких — «Лотфе 1», Клементи, американских—типа «Д4>, итальянских — «Нистри».
Отметим, что путем соответствующего распределения обязанностей между летчиком и бомбардиром можно устранить ряд отмеченных недостатков.
j(a) Прицел «Лотфе 1» (прицел-уровень)
Основы устройства. Предположим, что на самолете имеется визирное приспособление, позволяющее построить углы визирования и [32. Примем следующие значения:
t0=-kT (25)
н
tg₽!=AtgY, (26)
где к — произвольная постоянная. Подставив принятые значения в формулу (9), получим:
tg?=—Ж (27)
к
и 1 1
Если взять к — f то = — 2tgp2. (28)
Знак минус означает, что база строится с выносом назад.
Согласно полученным формулам (25), (26) и (27), схема прицеливания будет следующей (рис. 94): 1) строится угол £х; 2) по приходе ориентира (вспомогательной цели) на этот угол, пускается секундомер и начинается визирование ориентира; т 3) в точке В, по прошествии времени = кТ ,прекращается
визирование, получается угол р2; 4) взяв удвоенный тангенс этого угла, строят угол прицеливания <р; в точке С, по приходе цели на этот угол, сбрасывается бомба.
Конструкция. Принципиальная схема прицела изображена на рис. 95.
149
Линия визирования AG образуется визирами 14 и 8, из которых первый неподвижен, а второй — подвижный, и смещается с помощью звена 17, могущего вращаться вокруг точки О
Рис. 94. Схема построения базы в прицеле «Лотфе 1»
Угол определяющий начало базы, устанавливается по шкале отставаний 5. Угол р2 отмечается по шкале 12, а угол строится по шкале 13. Разбивка шкал сделана в тангенсах и
Рис. 95. Схема прицела «Лотфе 1»
оцифрована градусами углов визирования. При этом значения тангенсов на шкалах 5 и 12 уменьшены в к раз по сравнению с значениями тангенсов на шкале 13 (в нашем случае&=—-).
150
Рис. 96. Конструкция прицела «Лотфе 1»:
1 и 2 — визиры для грубой наводки; 3 — кулачок для пуска секундомера; 4 — барашек для установки пускового кулачка; 5 — шкала отставания; в — шкала высот на секундомере; 7 — указатель высоты;
8 — перекрестие (нижний визир); 9 — рукоятка визирования; 10 — сигнальный флажок; 11 — указатель углов визирования; 12—шкала углов визирования (для измерения базы); 13— шкала углов прицеливания; 14 — пузырек уровня (верхний визир); 15 — электромагнит, управляющий сигнальным флажком; 16 — указатель углов отставания; 17 — корпус нижней части прицела; 18 — секундомер; 19 — уровень
151
Конструктивная схема прицела изображена на рис. 96.
Визирная линия образуется центром пузырька (верхний визир) 14 сферического уровня 19 и перекрестием 8, нанесенным на стеклянной пластинке (нижний визир). Нижняя часть корпуса прицела 17, в которой помещена сетка 8, может поворачиваться с помощью рукоятки 9, при этом можно строить углы визирования в пределах от +30° до —15°.
Рис. 97. Прицел «Лотфе 1>> (вид сверху):
1 — барашек для установки пускового кулачка; ь — шкала отставания;
6 — шкала высот на секундомере; 13—шкала углов прицеливания; 20 — винты для крепления прицела; а — указатель угла сноса
Секундомер снабжен вращающимся кольцом 6, на котором Т
нанесена шкала с значениями tQ =—. Эти значения оцифрованы высотами. Кольцо —. съемное и меняется в зависимости от типа бомбы.
Пуск секундомера при первом визировании цели под углом осуществляется кулачком 3, вращающимся как одно целое с рукояткой 9. Для построения угла arctgy кулачок 3
J52
перед работой смещается относительно индекса 16 на угол у по шкале 5 и скрепляется с рукояткой 9 при помощи стопора 4.
Установка высоты (tQ^=kT) производится поворотом шкалы 6 относительно указателя 7. Момент окончания визирования (т. е. истечение времени Zo) отмечается появлением в поле зрения сигнального флажка 10. Флажок управляется секундомером с помощью небольшого электромагнита 15, возбуждаемого* от контакта установочного индекса со стрелкой секундомера.
Рис. 98. Прицел «Лотфе 1» в рабочем положении (положение для визирования):
1 и 2 — визиры для грубой наводки; 3 — кулачок для пуска секундомера; 4 — барашек для установки пускового кулачка; 8 — перекрестие (нижний визир); 9 — рукоятка визирования; 14 — пузырек уровня (верхний визир)
Угол р2 отсчитывается по шкале 12 относительно неподвижного указателя 11. Затем по шкале 13 относительно указателя 11 устанавливается значение полученного угла р2. Установка производится при помощи рукоятки 9.
Для учета бокового смещения бомбы прицел поворачивается вокруг вертикальной оси О'О', смещенной относительно главной оси на величину д', пропорциональную отставанию в 5°.
Общий вид прицела показан на рис. 97 и 98.
Прорезь 1 и мушка 2 служат для предварительной грубой наводки.
Основная характеристика. Сферический уровень, пузырек которого использован в качестве стабилизированного визира, составляет отличительную особенность прицела «Лотфе 1».
Рис. 99. Прицел «Лотфе 1». Положение пузырька уровня при продольном и поперечном крене самолета (боковая ошибка вертикали)
На рис. 99 схематически показано действие стабилизации при продольной и поперечной качке самолета. Здесь Д₽ — угол продольного наклона самолета, Др* — угол бокового наклона самолета.
Могут иметь место некоторые неточности. Так, в боковом направлении получается ошибка ох. Если иметь в виду, что углы крена бывают порядка 2—3°, то ошибка практически мала и ею можно пренебречь.
Прибор в целом весьма прост и предназначен для применения его на самолетах с малыми скоростями для малых высот (Н — 4(Н~700 м), прицел имеет стабилизированную вертикаль и неограниченное поле зрения. Занимает промежуточное положение между телескопической и коллиматорной системами.
W4
(б) Прицел «Д4»
Основы устройства. Прицел «Д4> аналогичен прицелу «Лотфе 1», с тою лишь разницей, что база измеряется по цели и, следовательно, должна быть вынесена вперед на величину, большую чем относ, т. е. необходимо выполнение условия:
32>ф.
В этом прицеле принято:
10 = кТ, 13
(29)
Для данного случая формула (9) угла прицеливания примет вид:
tg ф = —Р1—— tg у
—tg₽2) —tgy (30)
Геометрическое решение этой формулы представлено на рис. 100.
Разность тангенсов углов и |32 осуществляется визиром 9. Утроенное значение этой величины дает визир 8. Слагаемое tgYввoдитcя заранее установкой визира 8 на луч отставания АВ,
155
Конструкция. Принципиально схему прицела можно представить следующим образом. Винт 22 (рис. 100) имеет две гайки, несущие подвижные визиры 8 и 9. Па чертеже визиры показаны в исходном положении. При вращении винта гайки (визиры) перемещаются в противоположных направлениях,
Рис. 101. Прицел «Д 4» с нурсоуказателем:
1 — корпус (маятник) прицела; 2 — кронштейн, к которому подвешен на кардане прицел; 3 — рукоятка визирования; 4 — шкала для установки времени измерения Т
базы(1в= —); 5—барашек для установки стрелки по циферблату на время Г»;
6—стрелка циферблата; 7 — верхний визир; 8 и 9— нижние подвижные визиры; 10 — барабан с графиком отставаний; 11 — значения воздушной скорости; 12 — указатели воздушной скорости; 13 — шкала поправки на ветер; 11 — рычаг для установки скорости ветра; 15 — шторка; 16 — барашек шторки для перекрытия смотрового отверстия (учет рефлексной ошибки); 17— шкала высот для установки предварительного угла визирования; 18 — курсовая линейка; 19 — рукоятка управления курсоуказателем; 2 о—стойка прицела; 21— пята (неподвижная часть прицела)
как показано стрелками (разные нарезки), гайка 8 движется в три раза быстрее гайки 7. Угол отставания вводится смещением назад винта 8 вдоль шкалы 11.
Визир 9 может получать дополнительное независимое смещение вдоль муфты (гайки С). Величина смещения визира отмечается по шкале 17, на которой нанесены значения высот Н. Это устройство служит для предварительной установки угла
156
определяющего начало базы. Как упоминалось, этот угол должен быть таким, чтобы сохранялось условие
Отсчет времени tQ ведется по секундомеру, шкала которого оцифрована в высотах.
Рис. 102. Кинематическая схема прицела «Д 4»!
1 — корпус (маятник) прицела; 2 — кронштейн прицела; 3 — рукоятка визирования; 5 и 6 — барашек и стрелка для установки времени измерения базы; 8 и 9 — нижние подвижные визиры; 19 — барабан с графиком отставаний; 13 — шкала поправки на ветер; 14— рычаг для установки скорости ветра; 17 — шкала высот для установки предварительного угла визирования; 18 — курсовая линейка; 22 — винт с двумя нарезками: 24 — гайка механизма отставания; 27 — приводной валик; a, Ь, Ьи с, ?! — передача от рукоятки визирования 3 к визирам 8 и 9; d, dt — передача от рукоятки визирования 3 к часовому механизму (пуск и завод часового механизма)
Порядок работы сведется к следующему: устанавливают отставание по шкале 11; устанавливают визир 9 по шкале 17, согласно заданной высоте; вращая винт 22 с помощью рукоятки 3, устанавливают визир в крайние исходные положения (до
157
упора); в момент появления цели на луче АС\ пускают секундомер; вращаютвинт с такою скоростью, чтобы цель постоянно находилась на луче визирования (на перекрестии); в это время задний визир 8 перемещается навстречу переднему визиру 9 со скоростью в три раза большей, чем скорость визира 9; по
. т
истечении времени останавливают винт; за это время визир 8 переместится в точку 8г и построит угол прицеливания; когда цель придет на луч АВ%, сбрасывают бомбу.
Общий вид прицела показан на рис. 101; кинематическая схема — на рис. 102.
Корпус прицела 1 (рис. 101) подвешен в виде маятника на кронштейне 2. Колебания гасятся двумя воздушными демпферами, расположенными в продольном и поперечном направлениях (на рис. 101 не обозначены). Передача от маховичка 3 к винту 22 осуществляется через шестерни а, ах, b, bv с, и шарнирное сочленение 27.
При помощи гайки 24 винт 22 вместе с визирами может смещаться в продольном направлении на величину отставания, которая вводится в зависимости от воздушной скорости самолета и предельной скорости (конечной) бомбы TV.
При помощи рычажка 14 вводится дополнительная коррекция на ветер (при полете в плоскости ветра — на сильный и средний ветер). Соответственно этим обозначениям рычажок может занимать в обе стороны по два положения, симметричных относительно среднего положения.
Благодаря этому получается дополнительное смещение винта 22, т. е. вводится поправка в угол прицеливания одного или другого знака, в зависимости от направления ветра. Эта коррекция, повидимому, вводится для учета ветра, меняющегося с высотой. В более поздних образцах («Д8») нет приспособления для этой поправки, но зато отставание вводится табличным способом.
При вводе отставания гайка 24 поворачивается относительно неподвижной втулки 25.
При вводе поправки на ветер втулка 25 поворачивается относительно неподвижной гайки 24.
При бомбометании вне плоскости ветра кронштейн 2 с подвешенным прицелом разворачивается на угол сноса относительно неподвижного основания. Стойка 21 неподвижна. Верхний визир 7 смещается на некоторую величину в боковом направлении, что и обусловливает наклон визирной плоскости. Наклон плоскости вводится приближенно — для постоянной воздушной скорости и одного типа бомбы.
Прицел снабжен электрическим курсоуказателем для летчика (рис. 101) элементарного устройства, который применялся J58
при боковой наводке. При поворотах рычага 19 стрелка курсо-указателя отклонялась вправо или влево, что служило указанием для летчика произвести разворот самолета в соответствующую сторону. В позднейших образцах («Д8») курсоуказателя уже не было.
Рис. 103. Конструкция часового механизма в прицеле «Д4» (обозначения см. рис. 101 и 102)
Отсчет времени /0 = — производится специальным секундо-3 << •
мером (рис. 103 и 104). Стрелка 6 секундомера посажена i на ось с трением и делает один оборот за 30 сек. Шкала 4 секундомера оцифрована значениями высот. Установка времени производится установкой стрелки 6 на заданную высоту по шкале 4. Для установки стрелки служит барашек 5.
Конец измерения базы отмечается появлением стрелки 6 секундомера в прорези 15 (рис. 101). Момент появления стрелки возможно в небольших пределах (0.1—0.3 сек) регулировать с помощью шторки 16, которая может перекрывать прорезь. Это приспособление предусмотрено для учета индивидуальной рефлексной ошибки бомбардира.
159
Пуск и завод часового механизма производится от рукоятки визирования 3. Пуск происходит в момент начала изме-рения базы, а завод — при установке визиров в исходное положение.
Конструкция часового механизма показана на рис. 103.
В исходном положении часовой механизм застопорен рычажком 38 (рис. 104), конец которого под действием пружины 41 входит во впадину тормозного диска 39. В начале визирования, когда приступают к измерению базы, пусковой диск 40
Рис. 404. Схема пуска и завода часового механизма в прицеле «Д4» (обозначения см. рис. 101 и 102)
начинает поворачиваться. Собачка 37, соприкасаясь с рычажком, выводит его из зацепления с тормозным диском 38 и освобождает часовой механизм. Когда тормозной диск 39 сделает полный оборот, рычажок 38 снова застопорит механизм. При установке визиров в исходное положение пусковой диск 10 получает обратное вращение. Благодаря наличию пружины 45 пусковая собачка 37 свободно скользит по рычажку 38. Вращение диска 40 через собачку 42 и храповое колесо 36 передается на заводную ось ходового барабана 28 и заводит ходовую пружину. На чертеже действие завода показано стрелками.
Правильное положение визира 8 и пусковой собачки 37 в исходном положении обеспечивается ограничительной гайкой 43 (рис. 102), положение которой может соответствующим образом регулироваться. На рис. 104 показана схема пускового и заводного механизма.
Основная характеристика. Помимо недостатков самого способа построения угла прицеливания, имеются 160
и недостатки конструктивные. Время измерения базы мало; так, для высот 2000 м оно равно около 7 сек, что при большом выносе базы вызывает значительные ошибки визирования. Если к этому добавить, что момент окончания измерения базы отмечается неточно (мелькание стрелки в прорези), то неизбежны ошибки и в отсчете времени. Открытая маятниковая подвеска прицела (вертикаль) легко нарушается при полете и затрудняет визирование цели. Вертикаль нарушается также и при перемещении подвижных частей (визиров); точная балансировка, следовательно, невозможна. Демпфирование колебаний прицела (маятника) несовершенно и ненадежно. Прицел неудобен в эксплоатации.
Все это свидетельствует о крупных недостатках прицела «Д4». Трудно объяснить тот факт, что прицел, начиная с 1925— 1927 гг., до последнего времени находился на снабжении ВВС США. Странно было видеть этот прицел («Д8») на последних машинах Б-25 (Норт-Америкен).
Большой отрезок времени отделяет конструкцию прицела «Д4> от первых конструкций Толмачева, Иванова, Сикорского, Алехновича, —> тем не менее задача решена менее совершенно.
(в) Прицел «Д8»
Прицел «Д8» незначительно отличается от прицела «Д4». Курсоуказателя нет и никакого приспособления для боковой
наводки не предусмотрено. Отставание вводится в тысячных долях высоты по шкале, нанесенной на барабане 10 (рис. 101) вместо кривых ТУ. Это позволяет учитывать отставание для различных типов бомб, для чего требуются специальные таблицы.
Шкала 17 для предварительной установки углов визирования имеет угловые деления и снабжена дополнительным визиром, благодаря чему увеличивается предел визирования до 75° вперед. Наличие угловой шкалы в некоторых случаях позволяет
выполнять бомбометание по готовому углу прицеливания, главным образом с низких высот и с применением временной
выдержки.
П К. А. Бабичев
Рис. 105. Стопорное приспособление для определения момента окончания измерения базы в прицеле «Д8» (обозначения см. рис. 101 и 102)
161
Предусмотрено приспособление, которое в момент окончания измерения базы выключает визирование автоматически. Для этой цели стрелка 6 секундомера снабжена небольшим диском 44 (рис. 105) с уступом.
К диску прижимается собачка 46. По истечении установленного времени £0, когда стрелка с диском повернется на соответствующий угол 9? собачка под действием пружины 45 вводит во впадину кулачка, стопорит зубчатку 47 и тем самым прекращает движение визирной системы. В последующий момент движения стрелки собачка выходит из зацепления с зубчаткой, и визирование снова становится возможным.
Рис. 106. Механизм для перемещения уравновешивающего груза в прицеле «Д8»
Как уже упоминалось, при смещении винта 22 совместно с визирами 8 и 9 нарушается балансировка прицела (вертикали). Во избежание этого в прицеле «Д8» предусмотрен уравновешивающий груз 48 (рис. 106).
При смещении винта 22 этот груз смещается в противоположном направлении и частично восстанавливает нарушенную балансировку. Полного восстановления балансировки не получается хотя бы потому, что один из визиров 9 имеет независимое смещение.
(г) Прицел «Нистри»
По принципу работы прицел аналогичен «Д4». Исходными данными служат те же величины:
B—kWT, к=~. (31)
Общий вид прицела показан на рис. 107 и 108.
Прицел — оптический. Зрительная труба для удобства имеет в верхней части изгиб.
162
В описываемой конструкции заслуживает внимание стабилизация, несколько напоминающая стабилизацию системы Алехновича.
Рис. 107. Оптический Рис. 108. Оптический прицел «Нистри» прицел «Н истри» (вид сверху)
(вид сбоку)
На рис. 109 дана схема прицела.
Визирная призма 1 стабилизирована с- помощью маятника 2.
Передаточное отношение от маятника к призме равно 1:2, 1!* 163
что обеспечивает неподвижность визирного луча относительно дели при качке самолета.
Рис. 109. Конструктивная схема прицела «Нистри»
Для гашения колебаний маятника имеется тормозная система, которая включается периодически с определенной частотой от вращающегося кулачка 3. Кулачок получает вращение от ветрянки 4, расположенной в нижней части прицела.
164
3. ПРИЦЕЛЫ С БАЗОЙ, ОПРЕДЕЛЯЕМОЙ ПОСТОЯННЫМ ВРЕМЕНЕМ (Zo=const)
(а) Прицел «С» (Клементи)
Основы устройства. Прицел «С» по способу определения момента сбрасывания аналогичен прицелу «Д4». Разница лишь та, что время измерения базы tQ взято постоянным:
= const = 10 сек.
(32)
Рис. 110. Принципиальная схема прицела «С»
Здесь также имеется винт (рис. 110) с правой и левой нарезкой. В отличие от «Д4», в данном случае нарезки винта одинакового шага, но зато задний визир 8 может смещаться по вертикальной шкале 4 в зависимости от времени впадения бомбы. В остальном прицел ничем не отличается от «Д4>, и по«г рядок работы остается тот же.
Предположим, что за время £0 измерили некоторую базу b (Ь — база в масштабе прибора). Задний визир 8, двигаясь от луча отставания, пройдет за это время тот же отрезок Ь.
Совершенно очевидно, что для того, чтобы построить угол прицеливания при данной базе Ь, необходимо соответству
165
ющим образом подобрать высоту h построителя. Найдем эту зависимость. Согласно чертежу, имеем:
Л = 1 = “Zik (33Ч
откуда
= (34)
где к— A(/0=const —произвольная постоянная, т. е. высота построителя h обратно пропорциональна времени падения Т.
Имея эту зависимость, найдем выражение для угла прицеливания.
Из формулы (33) получим:
t0 =Т-~. (35)
Ло
Подставим это значение /0 в формулу (9’) угла прицеливания: tg? = -MH-W — tg у (36)
или окончательно:
Ъ tg?=j —tgY. (37)
где b — A0(tg3i—tgf^) — база в масштабе прибора.
Так как величины Zo и являются постоянными прибора, то высота h построителя будет функцией только Т и, следовательно, заранее может быть определена, если рассчитать вертикальную шкалу 4 по формуле (34). Геометрическое решение полученной формулы (37) для угла прицеливания представлено на рис. 110 и достаточно понятно.
Порядок работы с прицелом таков: 1) устанавливают время Т по шкале 4\ 2) устанавливают задний визир 8 на луч отставания АО\ 3) по приходе цели на линию АС\ производят визирование цели (измерение базы) визиром 9 в течение 1^ сек (в момент окончания визирования визир 8 построит угол прицеливания ^); 4) по приходе целина угол прицеливания, сбрасывают бомбу.
Минимальное значение угла предварительного визирования исходя из условия р2>ср, определяется формулой:
tg0i= я — tgY- (38)
166
Время между окончанием измерения базы и моментом сбрасывания бомбы равно нулю. Практически же в данном прицеле принято:
‘ 1 и
(39)
Рис. 111. Оптический прицел «С» (вид сбоку)
где И — воздушная скорость; tQ — время измерения базы; Т — время падения бомбы; — угол, определяющий начало базы; Н — высота полета.
Рис. 112. Оптический прицел «С» (вид сверху)
Общий вид прицела показан на рис. Ill и 112. В нем почти целиком использована конструкция прицела «ОПБ 2» (см. рис. 93).
На рис. ИЗ дан общий вид механического варианта (без оптики) того же прицела «С» более раннего периода. В качестве верхнего визира используется нузыррк сферического уровня, подобно тому, как в прицеле «Лотфе 1» (см. рис. 97—98).
167
Рис. 113. Механический прицел «С»
1 и 2 — визиры; 3 — рукоятка визирования; 4 — рубильник; 5 — неподвижное основание прицела; 6 — уровень: 7 — кронштейн для крепления прицела; 8 — вертикальная ось врашения прицела; 9 — линейка для бокового наклона прицела; 13 — установка времени яадения бомбы; 14 — зажимной барашек для фиксации угла сноса; 16 — осветительные лампочки; 17— Пусковая кнопка часового механизма; 18— барашек установки отставания; 19 — часовой механизм; 20 — сигнальная лампа
Рис. 114. График изменения высоты построителя h в зависимости от времени падения Т бомбы в прицеле «С»
Принципиально прицел «С» мало отличается от рассмотренных выше прицелов «Лотфе 1», «Нис-три», «Д4» и «Д8> и в основном имеет те же недостатки.
Изменение высоты h построителя угла прицеливания обратно пропорционально Т (рис. 114) (в сравнении с прицелами, в которых высота построителя остается постоянной или даже растет с Н) является крупным недостатком прицела «С».
168
4. ПРИЦЕЛЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ МОМЕНТ СБРАСЫВАНИЯ ПО ВЫДЕРЖКЕ ВРЕМЕНИ
Рис. 115. Схема построения баз по методу Кирпичева — Ботезат
ви-
Уг“
(а) Основание метода
Выше отмечалось, что впервые этот метод был предложен В. Л. Кирпичевым и разработан Г. А. Ботезат в 1915 г.
Метод основан на некотором соотношении между временем пролета базы и временем т, протекающим от момента окончания измерения базы до момента сбрасывания. Определим время т (выдержка времени).
Пусть (рис. 115) в некоторый момент цель зируется сначала под лом Pj (положение /), затем под углом (положение Л).
Если время прохождения баз В и Вг обозначить соответственно через t0 и то справедливо отношение:
f =z .£i-(4o) h Bl 1 0 в v ’
Время можно определить, не пролетая всей базы ВХ9 если известны отношение баз и время 70. Согласно чертежу:
Bi=#(tg₽2~htgY)> B=H(tgpx — tg₽2).
Подставив выражения для баз в равенство (40), получим:
t ==t +tgY
1 0 tgpi-tgp,
Но так как <1=7’+'г
то tg% + tg г ‘Г ‘О — T, (41)
или tg Pl — tg 3 2 x—kt0 — T, (42)
где k== tg p2 + tg i = Bl (43)
tgPl— tg02 В '
Таким образом, т — линейная функция от £0; свободный член Т равен времени падения бомбы с данной высоты. Коэф-
169
фициент к при tQ зависит только от углов и р2 и угла отставания у.
Угол отставания у можно учесть заранее, если известны V, О и ТУ. Угол (32 выбираем по нашему усмотрению из условия:
₽2>Ф-
Зная углы у и £2, можно, пользуясь формулой (43), рассчитать угол £Зг так, чтобы к было во всех случаях постоянным*.
к~В& = const. (44)
Эту операцию, как будет видно ниже, можно выполнить, не прибегая к расчетам с помощью подвижных визиров, имеющих
определенное передаточное отношение.
Таким образом, в правой части равенства (42) все величины, за исключением £0, известны. Величину t0 можно измерить,
пустив секундомер в тот момент, когда цель появится под углом и остановить, когда цель появится под углом р2. Тогда
выдержка времени т, опре-
Рис. 116. Схема работы секундомера для определения момента сбрасывания бомбы по временной выдержке т = ktQ — Т по методу Кирпичева — Ботезат
деляющая момент сбрасывания бомбы, будет нам известна.
Обычно расчет выдержки времени т, т. е. решение формулы (42), выполняется при помощи специального секундомера с дйумя стрелками, причем вторая стрелка двигается в к раз быстрее перйой.
Для прицеливания достаточно иметь любую визирную систему, позволяющую визирование цели под двумя углами и (32. Предположим, что к =3.
Стрелку 1 секундомера
(рис. 116) устанавливаем на время Т в точке М. По приходе цели на угол (на рис. 115 положение /), пускаем стрелку 2, Которая двигается в к раз быстрее стрелки 1. По приходе цели на угол (положение II), останавливаем стрелку 2, которая остановится в точке N и отметит время t0. Но в масштабе при-
бора это время равно
kt
о
— 3^0.
170
Если в момент остановки стрелки 2 одновременно пустить из точки М стрелку 1, то в момент совмещения стрелки 1 со стрелкой 2 будет отсчитано т — время выдержки, т = ^0—7 = 3£0—7, определяющее момент сбрасывания (положение III).
Следовательно, бомба сбрасывается в тот момент, когда от окончания измерения базы проходит т сек.
Сбрасывание бомбы может быть выполнено автоматически, если стрелки снабжены электрическими контактами, при замыкании которых ток поступает на бомбосбрасыватель.
Рис. 117. Механизм построения баз для метода Кирпичева — Ботезат
Построение угла по формуле (43) можно выполнить, не прибегая к расчетам, если движение визиров 8 и 9 (рис. 117) из исходного положения О (точка отставания) осуществить с заданным передаточным отношением i. Передаточное отношение i будет равно отношению отрезков, пройденных визирами (гайками) вдоль винтов 1 и 2 (с одинаковыми шагами):
Но ~ kb по условию. Подставив это значение в (45), получим:
(46)
к
Если выбрать таким образом передаточное отношение, то визиры при всяком положении будут строить базы, отношение которых равно к.
В нашем примере /с = 3; следовательно,
171
Отставание учитывается смещением верхнего визира вперед по шкале у пропорционально отставанию Д или, что равноценно, смещением визиров 8 и 9 назад, подобно тому, как это делалось в прицелах «Д4» и «Д8».
(б) Прицел «S. Т. Аё.».
Французский прицел «S. Т. Аё.» построен на принципе Кир-пичева— Ботезат.
Основы устройства. В рассматриваемом прицеле к взято равным единице:
(47)
П
Рис. 118. Порядок работы с прицелом «S. Т. Аё.»
Следовательно, отрезки Вг и В (рис. 115) равны.
Прицел снабжен секундомером с прямым и обратным ходом. Определение прицельных данных можно производить: по цели; по ориентиру.
Порядок операций для первого случая таков: 1) устанавливают визиры 8 и 9 (рис. 118) в исходное для работы положение 2) ставят передвижной индекс 1 секундомера на время Т (рис. 119); 3) в момент появления цели под углом (положение I) пускают секундомер, а в момент появления цели под углом (положение II), сообщают секундомеру обратный ход; 4) в момент совмещения стрелки секундомера с индексом 1 (положение III) сбрасывают бомбу.
(1) и (2) такие же, что и для первого, далее: 5) в момент появления ориентира под углом пускают секундомер (в момент появления ориентира под углом р2 его останавливают); 6) сообщают обратный ход секундомеру, когда цель придет на угол £2; 7) в момент совмещения стрелки с индексом сбрасывают бомбу.
В последнем случае выгоднее промер базы В вести не на участке I, II, а на участке III, IV.
В конструкции прицела «S. Т. Аё.» предусмотрена возможность определять момент сбрасывания двумя способами: 172
Для второго случая — установки
по выдержке времени т и по времени пролета базы В —-
(По-
следний случай рассмотрим в соответствующем разделе). Прицел позволяет применять любой из этих способов.
Секундомер (рис. 119) — специальной конструкции с прямым и обратным ходом. Стрелка делает полный оборот за 30 сек. Точность 0.1 сек. Цена деления 0.2 сек. Минутный счетчик показывает число оборотов стрелки секундомера. Циферблат имеет дополнительную шкалу высот (500—6000 м), относительно которой производится установка передвижного индекса 1.
Рис. 119. Секундомер прицела «S. Т. Аё.»
Пуск секундомера на прямой и обратный ход и возвращение
стрелки в нулевое положение производится последовательными нажатиями на кнопку 2. Для остановки стрелки служит арретир 3.
Конструкция будет рассмотрена ниже в разделе о
прицелах с базой, равной — (стр. 195).
Основная характеристика. К положительным качествам метода следует отнести: простоту работы; возможность определять момент сбрасывания, когда самолет не
173
имеет полного обзора; измерение путевой скорости в неявном виде.
Прицельное бомбометание можно осуществить с любым ви-зирным устройством.
Метод имеет несомненные преимущества при бомбометании с низких высот, когда непрерывное визирование цели становится почти невозможным.
5. ПРИЦЕЛЫ С БАЗОЙ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ СРЕДНЕЙ кН
СКОРОСТИ ПАДЕНИЯ БОМБЫ (В = —)
Теория
(а) Построение угла прицеливания
Согласно общей теории базисных прицелов тангенс угла прицеливания (9), без учета отставания,* будет равен
ВТ
Ht.
В
где — = tgp6 —относительная база. н
Здесь время падения бомбы Т является функцией высоты полета самолета Н, воздушной скорости V и характеристического времени 0.
Будем решать задачу для определенной воздушной скорости и для определенного характеристического времени бомбы. Тогда время падения бомбы Т будет функцией только высоты Н.
До сих пор мы предполагали, что база является произвольной функцией высоты — Теперь же выберем эту функцию, исходя из условия, что угол прицеливания, определяемый по формуле (9), зависит только от времени пролета базы Оче
видно, это достигается при
—= const, Н
(48)
откуда:
(49)
В общем случае (7) конец и начало базы отмечаются соответственно углами и р2:
B=H(tg₽1-tgp2).
* Отставание можно учесть смещением начала отсчета tg <р.
174
Сравнивая с (49), находим:
tgpj — tgp2==tgрб= | • (50)
Эта формула определяет угловую или относительную базу по данным Н и одному из углов визирования; величиной одного из этих углов мы задаемся. Подставив выражение (50) для базы в формулу угла прицеливания (9'), получим:
tg?==~, (51)
Из этого выражения следует, что угол прицеливания определяется только временем tQ пролета базы.
Из равенств (50) и (51) можно заключить, что эти формулы выражают частные значения углов визирования; следовательно, для текущих значений можно написать формулу в общем виде: tgp=A , (52)
где р — текущий угол визирования; t — текущее время.
Согласно последней формуле (52), тангенс угла прицеливания (51) и тангенс базисного угла (50) получаются соответственно при t = и 1-=Т.
Эта простая формула служит основой для ряда интересных решений задачи прицеливания.
Выведенные выше зависимости поясним геометрически. На рис. 120 функция (52) изображена равнобочной гиперболой, отнесенной к ее асимптотам.
По оси абсцисс отложены тангенсы углов визирования, а но оси ординат — время t (в секундах) в соответствии с формулой (52).
Отложив ординату t = T, получим на кривой точку С, абсцисса которой будет равна тангенсу базисного угла:
tg p6=tg р
Если иметь в виду, что начало базы отмечается углом p1F то движение цели с этого момента, согласно равенству (6), изобразится на графике прямой:
W/ tg^tgp,-^.
В момент окончания промера базы (р2=0°) ордината 1=^ Этой ординате соответствует точка на кривой С', абсцисса которой будет равна тангенсу угла прицеливания без учета от
175
ставания tgcp0=—. Эту задачу (определение угла прицеливания) zo
можно легко решить, не прибегая к счетным приспособлениям;
с помощью тангенсного построителя высотой h (рис. 120 Ь).
Рис. 120. а) График движения цели по формуле tg £ = tg —И-? и визирного луча согласно за-li
висимости tgp = Ji (гипербола), для прицелов с
кН
базой В = Ъ) Схема построения угла при-целивания по формуле tg р = __
Разобьем шкалу тангенсов 1 согласно формуле (52) и оцифруем ее временем t. Начало отсчета О сместим в точку О' на величину, пропорциональную tgy. Шкалу снабдим подвижным визиром. Тогда, отметив по этой шкале визиром время Т, получим базу.
176
Измерив базу и установив визир по этой же шкале на время пролета базы tQ, построим угол прицеливания:
(53)
Рис. 121. Примеры построения (выноса) баз с помощью подвижной шкалы
ffl' tgfl
Если задачу решать для определенного типа бомбы, то шкалу можно оцифровать дополнительно высотами Н.
12 К. А. Бабичев 177
Как видим, решение получается просто и не требует вспомогательных счетных приспособлений.
В данном примере шкала 1 баз построена при угле р2 =¥• Совершенно очевидно, что, сделав базовую шкалу подвижной, можно будет строить базы где угодно, т. е. или р2 выбирать произвольно (рис. 121), лишь бы выполнялось условие (50).
В прицелах зависимость (52) применяется различно; поэтому и задача по определению момента бросания решается с той или другой степенью автоматизации, как это будет видно ниже.
(б) Автэматитэскээ пэзгрээялэ угла пряршшя
Разобранный пример построения угла прицеливания легко автоматизировать, введя соответствующий механизм. Заставим
Рис. 122. Принципиальная схема автоматического построения угла прицеливания при движении линейки 2 согласно формуле tgp=A
под действием такого механизма линейку 2 (рис. 122) вращаться таким образом, чтобы угол, составленный линейкой с вертикалью, изменялся по формуле (52). Когда промер еще не начат, / ==0 и, значит,
tgp = oo, р = 90°.
Таким образом, в начальном положении линейка должна располагаться горизонтально по линии АС. Когда цель пройдет
кН
базу В= — и, следовательно, пройдет время tQ, линейка, дви-
гаясь из горизонтального положения, составит за это время с вертикалью угол, равный углу прицеливания ф:
tgp = tg© =
ft
to
178
Кроме лйнейки 2, которую мы назовем прицельной линейкой, требуется еще вторая линейка (или подвижный визир); назовем ее визирной линейкой. Последняя нужна для построения базы и должна занимать последовательно положение в точках с и d по шкале 1 баз, как это показано пунктиром на рис. 122.
Исходное положение прицельной лйнейки может быть и не горизонтальным. Если в исходном положении линейка 2 со ставляет с вертикалью некоторый угол ро, то задачу можно решить двояко.
В первом случае линейка 2 должна начать двигаться не в тотмомент, когда начинается измерение базы, а с некоторым запаздыванием. Величина запаздывания, очевидно, равна времени, необходимому для перемещения линейки из горизонталь-' ного положения в положение, принятое за исходное:
£зап= ““Г • (54)
tg ₽о
Во втором случае предварительно отрабатывается часть времени £пр. Тогда визирная линейка в исходном положении составит некоторый угол:
tg₽o=^-, (55)
/пр
Чтобы все осталось без изменения, необходимо соответственно уменьшить базу на величину Ж/Пр:
B=‘-^-Wtav. (56)
Это случай так называемой предварительной отсечки базы.
При произвольном Znp получается некоторая ошибка, так как второй член (отсечка) в формуле (56) содержит неизвестное W. Следовательно, решить задачу можно или для приближенного значения путевой скорости W, или для заданной воз душной скорости, пренебрегая ветром. Такое решение на практике возможно, если V и /пр невелики.
Интересное решение получается, когда предварительно отработанное время /пр принято равным времени падения бомбы Т:
tn»=T. (57)'
В последнем случае неизвестную W, как мы увидим, можно исключить и предварительную отсечку базы перенести в конец измерения. Это можно сделать, не определяя W, — автоматически. Следует, однако, помнить об одном важном свойстве гиперболы, именно, что отрезки секущей между кривой и асимп-
тотами всегда равны между собою. На рис. 120а секущая (закон движения цели) изображена пунктирной линией. Отрезки CD и C'D' равны. Равны будут и их проекции на горизонтальную ось.
Действительно, если мы дадим линейке отработать предварительное время Т и по истечении этого времени остановим ее, то получим относительную базу и угол, определяющий начало базы:
(58)
По приходе цели на этот угол пустим снова линейку. Отсечку базы произведем после окончания измерения, когда цель придет на угол визирования (32, что наступит по прошествии некоторого времени tQ'. Тогда:
tg₽9= —-— = — —tgcp, (59)
где tQl—время измерения усеченной базы:
tQ=t0 — T. (60)
Таким образом, при £Пр —Г угол визирования (З3, определяющий конец измерения усеченной базы, равен углу прицеливания ф.
На основании этого можно установить такое правило: после предварительной отработки времени падения бомбы Т, линейка установится под углом (Зх; по приходе цели на угол £х бомбардир пускает снова линейку; при втором совмещении визирного луча с целью угол визирования р2 будет равен <р, и, следовательно, бомбардир должен сбросить бомбу. Для простоты все рассуждение проведено для угла прицеливания без учета отставания.
Главная особенность изложенного способа состоит в том, что между моментом окончания измерения базы и моментом сбрасывания отсутствует «холостое» время, неизбежное во всех других случаях. Очевидно, если измерение базы производится не по цели, а по ориентиру, то вместо сбрасывания бомбы следует мри втором совмещении визирного луча с целью остановить механизм. Визирный луч (линейка) установится при этом на угол прицеливания <р.
Рассмотренный случай для своего решения требует не двух, а только одной линейки.
Итак, выбрав данную зависимость для базы В= —, получим ряд простых и удобных решений прицельной задачи. Эти 180
решения осуществляются или с помощью временной шкалы тан -генсного построителя, или автоматически* — при помощи линейки, закон движения которой выражен формулой (52).
Общий порядок определения момента сбрасывания во всех случаях будет один и тот же: 1) устанавливают линейку 2 (рис. 122) в исходное положение (горизонтальное или, при наличии запаздывания, под углом ро); 2) строят базу, установив визирную линейку последовательно под углами и р2 (точки с и d на шкале 7); 3) по приходе цели на угол пускают механизм линейки; 4) по приходе цели на угол р2 останавливают линейку (при этом будет построен угол прицеливания <р).
В заключение приведем выражения для движения линейки.
Угловую скорость линейки получим, если продифференцируем формулу (52):
(61) ‘ (2 к
Согласно рис. 122, tg £ — . Подставив значение тангенса из
.(52), будем иметь:
х= — . (62)
Дифференцируя выражение (62), получим скорость конца визирного луча:
Знак минус указывает, что во время работы механизма угол (1 и расстояние х уменьшаются.
При возрастании х скорость УЛ. конца визирного луча будет бесконечно велика. При уменьшении эта скорость стремится к нулю. Таким образом, всегда найдется участок пути, где скорость конца визирного луча будет заведомо больше любого значения скорости цели Ж; найдется также участок пути, где скорость визирного луча будет меньше скорости цели. В первом случае цель будет отставать от визирного луча, что и происходит в начале измерения базы. Во втором случае цель будет нагонять визирный луч, что бывает в конце измерения базы.
Рассмотрев теорию, перейдем к конкретным примерам практического применения данного метода.
* При неавтоматическом вводе всех прочих исходных данных.
181
Типы прицелов с базой, пропорциональной средней скорости падения
(а) Прицел Казелла «С. F. S.»
В указанном английском прицеле (1916 г.) применен принцип построения базы, пропорциональной средней скорости падения. Поэтому прицел получил название «прицела
Рис. 123. Механический прицел «С. F. S.»:
1 — верхний визир; 2 — нижний визир (вспомогательный);
3 — нижний подвижный визир; 4 — винт; 5 — рукоятка визирования; 6 и 7 — продольный и поперечный уровни; 8 — продольные направляющие прицела; 9 — зажимной барашек
без таблиц»; заключавшаяся в таком названии особенность являлась значительным достижением.
Общий вид прицела изображен на рис. 123.
Прицел состоит из рамки с тремя визирами 1, 2 и 3. Два из них (2 и 2) неподвижны и образуют вертикаль. Третий с помощью винта 4 и рукоятки 5 может передвигаться вдоль шкал И и t. Начальный угол визирования строится установкой визира 3 по шкале Н соответственно заданной высоте. Конечный угол р2, равный 0°, (‘троится неподвижными визирами 1 и 2. Угол прицеливания получается при установке визира 3 по шкале t соответственно времени /0.
182
Отставание дается постоянным смещением шкалы tt
Установка прицела по вертикали осуществляется поперечным уровнем 6 и продольным 7,
визирь
Нурсовая ни/пб
Полет
Нуль Г
Шкалы Hut
Рис. 124. Конструктивная схема прицела «С. F. S.»
Для удобства визирования рамка прицела может передвигаться вдоль горизонтальных направляющих 8 и закрепляться зажимом 9.
Устройство прицела весьма простое. На рис. 124 показаны кинематическая схема, общий вид шкал и конструкции визиров.
О с н о дн ая характеристика- Прицел рассчитан для: работы в плоскости ветра при постоянной воздушной скорости 100 фу т/сек и для высот от 1000 до 10 000 фут.
183
При наличии обычного секундомера прицел позволяет строить угол прицеливания без вспомогательных таблиц. Описанный образец послужил прототипом для многих прицелов, в частности, немецких.
(б) Прицел «ФЛ 219»
Конструкция. Прицел состоит из двух деревянных рамок 1 и 2 (рис. 125). Рамка 1 служит основанием и жестко
Рис. 125. Механический прицел «ФЛ 219»:
1 — неподвижная рамка прицела; 2 — подвижная рамка прицела; 3 — продольный уровень; 4 — зажимной барашек для установки рамки прицела по уровню; 5 — верх-ний подвижный визир; а— нижний визир; 7— осветительная лампочка; 8 — электрическая батарейка; О — ось вращения рамки прицела 2
184
крепится к борту самолета. Рамка 2 вращается относительно рамки 1 около точки О. После установки по продольному уров-
Рис. 126. Ночной вариант прицела «ФЛ 219»:
2 — рамка прицела; 3 — продольный уровень; 7 — осветительная лампочка; 9 — визирная линейка; 10 и 11 — верхний и нижний визиры; 12 — ползушка верхнего визира; 13 — лампочки для подсвечивания визиров; 14— шкала высот; 15 — индекс, отмечающий базисный угол
ню рамка 2 скрепляется с рамкой 1 с помощью барашка 4. В верхней части рамка 2 несет подвижный визир 5, а в нижней — перекрестие из продольной и поперечной нитей со стеклянным шариком (бусинкой) 6 в точке их пересечения.
185
Наверху рамка 2 имеет три рабочих шкалы -- шкалу углов визирования (в тангенсах), шкалу высот (баз) и шкалу t (шкалу <р). Общий вид шкал показан на рис. 126.
Для освещения шкал предусмотрена электрическая лампочка 7, укрепленная на каретке подвижного визира; питание — от сухой батарейки 8.
Прицел легко может быть приспособлен для ночных условий бомбометания. Для этой цели к рамке 2 прикрепляется
Рис. 127. Отсчетное устройство в прицеле «ФЛ 219»
Рис. 128. Пример крепления прицела на борту самолета (векторный прицел)
визирная линейка 9 (рис. 126), в виде полой трубы овального сечения с двумя визирами 10 и 11. Визиры разнесены на значительное расстояние (550 мм). Верхний конец линейки шарнирно скреплен с кареткой 12.
Конструкция прицела и его детали (шкалы, визиры) показаны на рис. 126.
Визиры выполнены в виде небольших стеклянных призм, освещаемых изнутри электрическими лампочками. Для рассеивания света наружные сферические поверхности призм 186
сделаны матовыми. Лампочки 13 помещены внутри трубы 9
на откидных панельках.
Шкалы прицела (рис. 126) приспособлены для двух способов работы. Для первого способа применяется счетная коробка. подобная коробке, показанной на рис. 86, и шкала углов визирования 14. База взята равной половине высоты. Угол 1 °
~26 определяющий начало базы, отмечен треугольным
индексом 75; угол [32 ™0°.
Второй способ работы является основным. Угол прицеливания находится по базе, равной Начало базы отмечается
установкой верхнего визира по шкале Н, конец базы — уста-
Рис. 129. Пример крепления прицела на борту самолета (базисный прицел)
яовкой того же визира на 0°. Угол прицеливания строится установкой визира на время t0 по шкале t. Время /0 измеряется обычным секундохмером.
Устройство отсчетного приспособления верхнего визира показано на рис. 127.
Первое время, пока скорость самолета не превышала 200 км/час, прицелы крепились снаружи на борту самолета. Примеры подобного крепления показаны на рис. 128 и 129.
187
(в) Прицел «АП 2
Основы устройства. Прицел с базой, пропорциональной средней скорости падения:
в^кЛ. т
Рис. 130. Принципиальная схема прицела «АП 2»
Для удобства работы предусмотрена дополнительная шкала баз, оцифрованная высотами. Шкала времени служит только для построения угла прицеливания. Шкалы рассчитаны для двух характеристик бомб:
01 = 22.О и Но = 23.0.
Соответственно этому имеется две группы шкал; каждая из них состоит из шкалы баз и шкалы времени L
Для каждой группы шкал к различно и принято равным 188
времени падения данной бомбы с высоты 600 м при скорости самолета 40 м/сек:
^=11.4, *2=11.6.
Отставание у вводится средним значением путем смещения начала шкал t — точки Ог и О2 (рис. 130). Результаты расчета, сделанного для JZo=15O км/час, приводятся в табл. V.
Таблица V
Расчетные данные = 22.0 = 23.0
Но, м 2000 1700
Т сек 22.0 20.9
7 о 7°20'
При этом отставание в масштабе прибора получается равным:
aJ = 17.6 мм, Д2=25.7 мм.
Для расчетной скорости Уо= 150 км/час верхний неподвижный визир 3 и нижний 4 образуют вертикаль ОО.
Учет отставания для других значений V производится смещением нижнего визира 4 по шкале 5 воздушных скоростей (V), что дает дополнительную поправку 8.
,Конструкция. Система рабочих шкал показана на рис. 131. На шкале отмечены треугольными знаками 6 и 7 вспомогательные углы визирования 26°40' и 45°, служащие для измерения путевой скорости: в первом случае по базе, равной 0.5 Н> а во втором — по базе, равной Н. Шкала 8 служит для ввода пристрелочной поправки в угол прицеливания. По этой шкале визир 2 (рис. 130) дополнительно сдвигается в ту или другую сторону на число делений, отсчитанных между целью и местом разрыва бомбы. Измерение отклонений бомбы ведется при помощи пристрелочной сетки 10 (рис. 132 и 133). Сетка расположена на курсовой черте 11. Деления на шкале 8 и сетке 10 соответствуют 0.02 Н.
Отсчеты по шкалам ведутся с помощью двух рисок 12 на общем движке; из них одна красная, другая — черная. Расстояние между ними 5 мм. Если по каким-либо причинам невозможно выполнить измерения отдельно для каждого калибра бомб, измерения выполняются по шкале баз крупного калибра. В таком случае при сбрасывании легких бомб визир устанавливают по красной (задней) черте, а при переходе на тяжелые
189
0?
Шкаль/ прицела
—42------
25фф !п.ф гоф.о
$п.ф. 5§
2п.ф. ZJ
1пц Г
(ЮМ I
0^22
2I^7J
Рис. 131. Рабочие шкалы в прицеле «АП2»
Рис. 132. Прицел «АП2» (вид сверху)
190
бомбы следует на место красной черты поставить черную, отчего меняется величина угла прицеливания. Измерения во всех случаях производятся по черной черте.
74-
Рис. 133. Прицел «АП 2» (в рабочем положении):
1— рамса прицела; 2— верхний подвижный визир; 3— вспомогательный визир: 4 — нижний визир; 5 — шкала поправок на отставание в зависимости от воздушной скорости; 8—шкала дли учета пристрелочных данных; 10 — пристрелочная сетка; 11—курсовая нить; 12—отсчетные риски; 13—продольным уровень; 14 — рукоятка для установки прицела по уровню; 16 — кронштейны для крепления прицела; (i — рукоятка для установки визира 2; V — рукоятка для установки поправки на отставание
Рукоятка 14 служит для установки прицела по продольному уровню 73.
191
Габариты и установка прицела на самолете показаны на рис. 134 и 135.
Рис. 134. Габариты прицела «АП2»
Основная характеристика. В отличие от рассмотренных выше, прицел имеет пристрелочное приспособление и более полный учет входных данных. Прицел рассчитан для
Рис. 135. Схема установки на самолете прицела <<АП2»
высот от 600 до 5000м и для скоростей от 130 до 200 км/час; для бомб с О = 22.0 и 0 = 23.0. Прицел — с необеспеченной вертикалью и рассчитан на бомбометание в плоскости ветра в дневных условиях.
192
(г) Прицел «S.T.A6»
Л
Рис. 136. Прицел «S. Т.Аё.»:
1 и 2 — нижние подвижные визиры (с взаимозависимым движением); 3 —нижний неподвижный визир; 4 — верхний визир (смещается пропорционально отставанию Дг); 5 — шкала отставаний; б —рукоятка для установки визиров 1 и 2; у — рукоятка установки отставания (смещение верхнего визира)
Основы устройства. Прицел состоит из алюминиевого основания N (рис. 136), на котором размещены рабочие шкалы и четыре визира 7, 2, 3 и 4. Нижний визир 3 неподвижен и всегда расположен на луче отставания. Для этой цели верхний визир смещается вперед по шкале 5, пропорционально отставанию. Шкала отставаний нанесена в миллиметрах. Визиры (гайки) 1 и 2 (рис. 137) с помощью рукоятки 6 могут перемещаться вдоль винтов d и cZx.
Для построения баз с отношением
^=*=1 в
передаточное отношение между визирами согласно выражению (46) должно быть равно 2, т. е. скорость перемещения визира 1 вдвое больше скорости визира 2. Передача осуществляется с помощью шестерен А, В, С (рис. 137). Данное приспособление для построения баз применяется при работе по методу выдержки времени т.
Но в прицеле «S. Т. Аё.» предусмотрена и вторая
возможность построения угла прицеливания по базе, пропорциональной средней скорости падения бомбы. Постоянная прибора kh — 1000 мм-сек, где h = 150 мм. Следовательно, к = ^5 = 6.6 сек равно времени падения бомбы (0 = 21) с высоты 200 м.
Построение углов визирования осуществляется установкой визира 2 по шкалам (Н) и (Z) согласно данным Н и tQ. Так как визиры строят две одинаковые базы, то измерение можно производить как между визирами 1—2, так и между визирами 2—3.
Основная характеристика. Прицел рассчитан для бомбометания в плоскости ветра в дневных условиях.
13 К. Л. Бабичев
193
Установка по горизонту в продольном и в поперечном направлениях производится с помощью сферического уровня. Главная
Рис. 137. Конструктивная схема прицела «S. Т. Аё.»
особенность конструкции—это возможность перехода от одного способа работы к другому, благодаря чему прицел становится
194
Рис. 138. Польский прицел <<Р/ Z. О.»:
J — нижний визир (вспомогательный); 2 и з — нижние подвижные визиры (с взаимозависимым движением); 4 — верхний визир (смещается пропорционально отставанию Д(); 5 — рукоятка для установки прицела по продольному уровню; 6 — рукоятка для поворота прицела на угол сноса (вокруг вертикальной оси); р — рукоятка для установки нижних визиров 2, 3; у — рукоятка для установки отставания (смещение верхнего визира)
Рис. 139. Конструктивная схема прицела «Р. Z. О.»
195
более универсальным по сравнению с разобранными выше кон* струкциями.
Наличие миллиметровой шкалы отставаний позволяет применять прицел для любых бомб и скоростей, но для этого требуется специальная таблица.
Прицелу, при наружном креплении его на самолете, придана обтекаемая форма.
(д) Прицел «Р. Z. О.»
Основная характеристика. Польский прицел, применявшийся в последней войне с Германией (1939), построен на
том же принципе, что и «S. Т. Аё.». Конструкция выполнена более надежно (рис. 138). Прицел можно поворачивать на угол сноса а, не наклоняя плоскость визирования. Установка по уровню в продольном и поперечном направлениях производится с помощью двух рукояток 5 и 6. Для работы ночью шкалы и визиры освещаются электрическими лампочками. Схема прицела показана на рис. 139.
Постоянные прибора: h—150 мм; к = 7.
Рис. 440. Визирное устройство прицела «Р. Z. О.»
Конструкция визиров и отсчетное приспособление показано на рис. 140.
В целом прицел не отличается от рассмотренных выше образцов.
(е) Прицел-маятник «О. Р. L.»
Основы устройства. Прицел-маятник является оптическим вариантом прицела «S. Т. Аё.». По способу работы он ничем не отличается от последнего. Оптика коллиматорной системы позволяет работать как днем, так и ночью.
Прицел подвешен в виде маятника на карданных кольцах (рис. 141) и наклонен на угол отставания у. При развороте на угол сноса а плоскость прицеливания ОАВ (рис. 142) вращается вокруг линии АО, образуя наклон визирной плоскости на угол рь0.
Конструкция. Общий вид прицела показан на рис. 143.
При помощи кронштейна 8 прицел закрепляется в неподвиж-
196
ном основании на самолете. РР — универсальный подвес. Про-
тивовес 1 уравновешивает прицел при его наклоне на угол у и развороте на угол сноса а. Наклон производится по шкале
2 и уровню.
Визирование производится с помощью отражательной стеклянной пластинки 3, управляемой линейкой 4. Углы визирования отсчитываются по шкале 5. Шкалы (Н) и (£)выполнены аналогично шкалам «S. Т. Лё.». В корпусе прицела между шкалами имеется паз, по которому могут передвигаться два подвижных стопора 6.
Рис. 141. Схема коллиматорного прицела-маятника «О. Р. L.»
При передвигании нижнего стопора вручную верхний стопор будет пе-
ремещаться в два раза медленнее, подобно визирам в прицеле «S. Т. Аё.». Линейка между стопорами перемещается при
помощи электромагнитного устройства.
Определение момента сбрасывания производится в той же последовательности, как и для прицела «S. Т. Аё.». Например,
Рис. 142. Наклон плоскости визирования в прицеле «О. Р. L.»
работа по способу временной выдержки выполняется в такой последовательности: ^устанавливают стопоры6 в исходное положение (линейка 4 на нижнем стопоре); 2) по приходе цели на первый угол визирования, пускают секундомер; нажимают кнопку, возвращающую линейку к верхнему стопору 6 (устанавливается второй угол визирования); 3) по приходе
цели в перекрестие пускают секундомер в обратную сторону; 4) при совмещении
стрелки секундомера с индексом, отмечающим время падения, сбрасывают бомбу.
Аналогично выполняются операции по определению угла прицеливания и по времени пролета базы.
197
Итак, переход от произвольного выбора базы к выбору ее в определенной зависимости от Т превращает бомбардировочный прицел из простого угломерного приспособления в счетно-решающий прибор. В этом несомненное достижение, позволившее значительно облегчить и ускорить операции при определении угла прицеливания.
Рассмотренные прицелы по существу представляли простей-щие тангенсные построители со шкалой tg — , оцифрован-
Рис. 143. Коллиматорный прицел-маятник «О. Р. L.»:
1 — противовес; 2 — шкала углов отставания; 3 — отражательное стекло коллиматора; 4—визирная линейка; 5—шкала углов визирования; 6 — стопоры для установки визирной линейки; 7 — трубка коллиматора; 8 — кронштейн для крепления прицела;
9— шкала высот; 10— шкала времени; 12 — шкала углов сноса; 13— корпус прицела; 14 — реостат ; Р-Р — карданный подвес
ной в секундах. Для получения угла прицеливания нужно было последовательно установить подвижной визир по шкале сначала на время t = Т, а затем на время t= tQ. Время tQ при этом измерялось по базе с помощью секундомера, что также вызывало известное неудобство. Этот недостаток можно устранить, если заставить визирную линию или подвижную марку с помощью какого-либо механизма двигаться, следуя закону tg₽= -у.
1&S
(ж) Прицел «BZG 2»
Предварительные замечания. Исследованный нами * в 1942 г. трофейный оптический прицел «BZG 2» выпуска 1940 г. по технолргии деталей может быть отнесен к приборам массового изготовления, а по принципу устройства относится к прицелам типа «АП2», лишь с некоторой автоматизацией в построении угла прицеливания. Конструкция прицела сложна и дорога. Такие же результаты можно было получить при значительно более простой и целесообразной конструкции; об этом будет сказано ниже.
Заметим, что в войне с республиканской Испанией (1937 г.) немцами применялся упрощенный механический прицел такого же типа **. Значит, после большого перерыва немцы попытались снова вернуться к старому принципу.
Основы устройства. Прицел — оптический; угол прицеливания отсчитывается автоматически и строится путем совмещения (вручную) визирной марки с прицельной. Обе марки расположены в поле зрения прицела (аналогично петельке и треугольнику в приЦеле «ОПБ 2», рис. 89). Движение прицельной марки происходит согласно зависимости:
. п к tg i5 = у
Схему прицела можно представить себе следующим образом. На сетку (рис. 144) в поле зрения нанесены две шкалы. Внешняя шкала 75’ представляет собою шкалу тангенсов углов визирования р.
Внутренняя шкала 15— шкала высот Н — определяет базу и рассчитана по формуле (50):
tg — tg p2=Atg?=-p
где A-tgP = tg Рб — относительная база.
Следовательно,
п кН
где
*=16, р2= — 20°.
♦К. А. Бабичев, Исследование трофейного немецкого прицела для бомбометания «BZG2— Zeiss Ikon», ВВА, 1943.
♦♦К. А. Бабичев, В. С. Прендовский, Исследование прицела GH 219, 1937.
199
Расчет произведен при постоянных:
0 = 2О»75сек; У=360 км/час.
Начало отсчета шкалы высот смещено на —20° и отмечено треугольным индексом N,
Шкалы имеют две подвижные марки (отсчетные индексы); марка 45— визирная, марка 14— прицельная.
Рис. 144. Шкалы углов визирования, расположенные на сетке прицела «BZG 2» (первоначальный вариант):
14 — прицельная марка, получающая движение от мотора согласно формуле (52); 15 — тангенсная шкала баз, нанесенная согласно формуле (50) и оцифрованная значениями высот в гектометрах; 15' — тангенсная шкала углов визирования, оцифрованная градусами (3 = 4-75°-г —20°); 45 — визирная марка, управляемая от рукоятки; 56 — марка для учета отставания; М — метка для контроля начального (исходного) положения прицельной марки (0О = 66°20*); N — конец базы (неподвижный индекс смещен на — 20°)
Визирная марка кинематически связана с поворотной визирной призмой и управляется вручную. Прицельная марка управляется мотором и движется согласно зависимости (52). ' *
В начальный момент при £=0, марка 14 должна была бы двигаться из бесконечно удаленной точки, но в реальном меха
200
низме такое движение осуществить невозможно; движение марки начинается с некоторым запаздыванием. Время запазды-вания £3ап=7 сек.
Следовательно, согласно зависимости (52) в исходном положении марка 14 будет отмечать угол
p0=arctg — =66°20'.
^зап
На сетке это положение отмечено двумя радиальными штрихами М, которые служат индексом для контроля правильности исходного положения прицельной марки. Отставание вводится дополнительным смещением визирной марки 45 на соответствующую величину.
Порядок работы по определению угла прицеливания следующий: 1) установив визирную марку 45 на заданную высоту по шкале баз, строят угол 2) по приходе ориентира (цели) на этот угол пускают мотор (по прошествии времени £зап марка 14 начнет двигаться по заданной зависимости); 3) затем, совместив визирную марку 45 с неподвижным индексом N, строят угол Р2=—20°, определяющий конец базы; 4) по приходе ориентира на угол [32 останавливают мотор (при
Рис. 145. Наружные (вспомогательные) подвижные шкалы прицела «BZG 2»
этом марка 14 отметит угол прицеливания); 5) совместив марку 45 с маркой 14, строят угол прицеливания.
Кроме внутренних шкал, снаружи на прицеле имеются точ-
но такие же шкалы, играющие вспомогательную роль и используемые, главным образом, при работе с механическим визиром (дублером), когда визирование назад невозможно.
Конструкция шкал показана на рис. 145. Внутренняя шкала баз 15, оцифрованная высотами, сделана подвижной (марки 15 и 45 нанесены на рис. 145 только для иллюстрации связи с рис. 144; в действительности их нет).
Наличие этих шкал позволяет выполнить измерения базы по любому местному предмету, т. е. один из углов или (32 может быть выбран произвольно, как это показано на схеме
201
{см. рис. 121). Работа по определению угла прицеливания остается той же, после того как внутренняя шкала (шкала баз) установлена в требующемся положении. Шкала устанавливается в соответствии с тем, какой угол выбран: или [32. В первом случае заданная высота Н устанавливается против выбранного значения £х, тогда нулевой индекс N отметит на шкале 15 значения угла р2; в0 втором случае нулевой индекс N устанавливают против заданного значения (32 по шкале 15'; тогда против заданной высоты будет стоять значение рх.
Рис. 146. Номограмма путевых скоростей для вспомогательных расчетов в прицеле «BZG 2»
База строится установкой визирной линии сначала на угол Рх, а затем на угол р2. Чтобы не приходилось отсчитывать тторой угол, визирная рукоятка снабжается передвижным ограничителем (упором), при помощи которого можно зафиксировать выбранный угол £2.
Вторым вспомогательным приспособлением служит табличка путевых скоростей (рис. 146), прикрепляемая к корпусу прицела. Табличка предназначается для предварительных навигационных расчетов. По ней, зная угол прицеливания, получаемый механически, промерив предварительно базу по любому местному предмету, можно определять путевую скорость. Можно решить и обратную задачу: нахождение угла прицеливания по известной путевой скорости; кроме того произвести выбор угла 32, определяющего конец базы (когда промер базы предполагается вести непосредственно по поражаемой цели), и решать ряд других подобных задач.
202
Таблица рассчитана без учета отставания по формуле: tg9o= — = ~ (64)
г! п Т
для 0 = 20.75 и у = 360 км/час.
Отставание вводится в прицел заранее, путем смещения визирной марки 45 пропорционально отставанию.
Рис. 147. Схема визирования при бомбометании с боковым ветром
Для получения прямолинейной зависимости <р0 от Н и W при построении графика принята функциональная шкала. Полагая в формуле (64):
lgtg<ptt=z, lgiv = a, lg^=y.
будем иметь х~а — у. (65)
Это — уравнение прямой с угловым коэффициентом, равным единице и отсекающей на оси у отрезок а.
203
Согласно уравнению (65) на табличке (рис. 146) нанесен ряд прямых соответственно значениям V =160~ь700 км/час. Каждой точке на прямой, таким образом, соответствуют определенные значения Н и <р0.
В прицеле имеется особое приспособление для боковой наводки, которое можно назвать курсовым визиром летчика.*
Рис. 148. Схема механизма для наклона плоскости визирования при бомбометании с боковым ветром:
1 — рукоятка для установки угла сноса (а); 4 — шкала углов сноса; 11 — винт; 12 — рукоятка для установки отставания;
24— шкала отставаний; ц — угол наклона линии визирования;
— вертикальная плоскость, повернутая на угол a; Q — плоскость визирования (наклонена на угол ц0)
Курсовой визир является механическим прицельным приспособлением, которое, будучи установлено на самолетах, имеющих переднюю открытую кабину, позволяет летчику в горизонтальном полете при выходе на цель придерживаться необходимого курса при любом направлении ветра.
На курсовом визире, после установки отставания и угла сноса, строится плоскость визирования, связанная с плоскостью визирования прицела. Летчик самостоятельно выводит самолет на цель путем наведения на нее этой плоскости.
Визир механически строит визирную схему в соответствии с рис. 147.
* К. А. Б а б и че в, К вопросу курсоуказателей, ВВА, 1942.
204
Курсовой визир связан с прицелом гибкой передачей; при развороте прицела на угол сноса визир также разворачивается на угол сноса, т. е. по существу дублирует плоскость визирования прицела. Следовательно, расположение цели относительно курсовой черты в прицеле и курсовом визире будет одинаковым. Последнее обстоятельство позволяет осуществлять различные приемы боковой наводки. Главное же преимущество курсового визира состоит в том, что имеется возможность распределить обязанности по боковой наводке между летчиком и бомбардиром. Это, в свою очередь, позволяет измерять базу по вспомогательной цели в более выгодных условиях, чем в том случае, когда и боковая наводка и построение угла прицеливания осуществляются по самой цели.
При более совершенной конструкции возможности курсового визира могут быть значительно расширены.
Идея курсового визира (летчика) понятна из схемы, изображенной на рис. 148. При безветрии, а также при попутном или встречном ветре (снос равен нулю) прицельная плоскость занимает вертикальное положение и совпадает с направлением продольной оси самолета. При боковом же ветре прицельная плоскость по отношению к продольной оси самолета будет повернута на угол сноса а и наклонена на угол и0, соответственно отставанию Д и углу сноса а:
tgj^tgr-sina. (66)
Любая прямая, лежащая в плоскости Q, будет линией визирования, которая будет составлять с вертикальной плоскостью N угол
tgu = tgY-sin a-cos [3. (67)
Ввод a производится при помощи звена 7, которое поворачивается от руки или от прицела.
Общий вид курсового визира показан на рис. 149. Визирная плоскость образуется нитью 14, натянутой в виде сплошного контура на х-образную рамку 2.
Рукоятка 16 служит для смещения визирной плоскости параллельно самой себе, для придания рамке удобного положения «по глазу». Угол сноса отмечается по шкале 4. Отставание вводится рукояткой 12 по шкале 24, оцифрованной значениями воздушной скорости. Шкалы — сменные и рассчитаны для определенного типа бомбы. Винты 27, 28 и 29 служат для
* Дугу ВС принимаем за прямую. При малых углах наклона fi0 (порядка 2—3°) ошибкой, обусловленной таким допущением, пренебрегаем.
205
регулировки рамки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, На рис. 150 показана конструктивная схема барабана для ввода отставания.
Рис. 149. Визир летчика, осуществленный по схеме рис. 148:
1 — рукоятка для установки угла сноса; 2 — рамка визира; 3 — гайка; 4 — шкала углов сноса; 5 — головка визира; 12 — рукоятка со шкалой воздушных скоростей для установки отставания; 13 — поперечный уровень; 14— визирная нить; 15 —вертикальная ось визира (регулировка по продольной оси самолета); 16— рукоятка смещения визира относительно глаза; 17— защелка для визирной рамки; 18 — держатель курсовой нити; 19 — натяжная пружина; 22 — антивибратор для визирной нити; 23 — гайка для закрепления сменной рукоятки (22); 24 — шкала воздушных скоростей; 27 и 28 — винты для регулировки визирной рамки по курсу; 29 — винт для регулировки визирной рамки но вертикали; 30 — кронштейн
Конструкция. Устройство и кинематическая схема прицела показаны на рис. 151. Электрический мотор 1 с постоянным числом оборотов вращает валик 2 через посредство зубчатых шестерен 3 и 4 и червячной пары 5-6. Для смягчения ударов
206
при стопорении мотора в крайних положениях мотор соединен с валиком 2 эластичной муфтой 7.
После пуска мотора валик начинает вращаться не сразу, а спустя некоторое время Z3an (благодаря наличию свободного хода в передаче от мотора к валику). Свободный ход составляет о — оборота валика, что соответствует
СЭК.
Свободный ход обеспечивается набором ограничительных шайб — муфтой 8, Одна из крайних шайб муфты закреплена на
Рис. 150. Барабан для ввода отставания в визире летчика
9 — барабан отставаний; 10 — ползун; 11 — винт; 12 и 25 — рукоятки для установки отставания; 23 — гайка для закрепления сменной рукоятки (12), в соответствии с типом бомбы; 24 и 45 -—шлицевое соединение для сменной рукоятки; 26 — отсчетный индекс воздушной скорости; 43 — ограничитель вращения рукоятки; 46 — направляющие барабана
валике, а вторая — на червячной шестерне 6, свободно посаженной на валик 2.
С помощью червячной пары 9-10 вращение валика передается кулачку 11, профиль которого обеспечивает движение зубчатого сектора 12, согласно зависимости (52). Далее, это движение передается на подвижную марку 14 в поле зрения прицела, которая и строит угол прицеливания.
207
Рис. 151. Кинематическая схема прицела «BZG2»:
1 — мотор с постоянным числом оборотов; 2 —приводной вал; 3,4, 5 и б —передача от мотора к валу; 7—эластичная муфта; 8 — мУфта свободного хода для обеспечения запаздывания начала движения прицельной марки; 9-10 — червячная пара; //—кулачок, осуществляющий
движение прицельной марки по формуле (52); 12-13 — передача от кулачка к прицельной марке; 14 — прицельная марка; 15 и /5'— шкалы углов визирования; /би 17 — электроконтакты, фиксирующие крайние (исходные) положения механизма; 19 — рукоятка визирования с тормозными клавишами; 20, 21, 22, 23 и 24 — передача на визирную марку; 25, 26, 27 и 23 — передача от рукоятки на визирную призму; 29 и 30 — кулачок и коромысло, управляющие визирной призмой (кулачок поворачивается пропорционально тангенсу угла визирования 6); 40 — визирная призма; 41 — ролик коромысла; 44 — полая втулка шестерни (25); 45 — визирная марка; 46 — рычаг для установки подвижного ограничителя поворота рукоятки визирования; 47 — механический визир; 48 — кулачок, управляющий механическим визиром; 53 — шестерня для установки упреждения на серию; 54 — шестерня для ввода отставания и упреждения на серию; 55 — шестерня, обеспечивающая
неизменность введенных поправок в процессе визирования; 56 — марка отставания (смещающаяся относительно марки визирования пропорционально отставанию и упреждению на серию); 57— шестерня для установки отставания; 59 — универсальная рукоятка для установки отставания (Д%) и упреждения на серию (L%)
208
В крайних положениях мотор выключается с помощью системы размыкателей 16 и 77. Размыкатель 77 обеспечивает точную установку кулачка 10 в исходном положении, которое дополнительно отмечается световым сигналом 8.
Рис. 151а. Кинематическая схема построителя угла прйцеливания ф в приборе «BZG 2»:
1 — мотор с постоянным чиёлом оборотов; 2 — приводной вал; 3, 4, 5 и 6— передачу от мотора к валу; 8 — люфт в передаче, обеспечивающий запаздывание (t3an — 7 сек) начала движения прицельной марки; 9—10 —червячная пара; 11 — кулачок, осуществляющий двйжейие прицельной марки по формуле (52); 12 и 13 — передача к прицельной марке; 14 — прицельная марка; А — ось вращения кулачка; СВ — коромысло
Большое удобство представляет система управления мотором с помощью специального переключателя /?, рабочий цикл которого состоит из трех положений, чередующихся в определенной последовательности: пуск—выключение—обратный ход (исходное положение)—пуск. Эта последовательность обеспечивается тем, что переключатель может поворачиваться лишь в одну сторону. Итак, моторная цепь в схеме прицела предназначается для движения прицельной марки согласно зависимости (52).
Схема этой цепи показана отдельно на рис. 151а. Остальная часть схемы составляет визирную цепь и цепь ввода отставания и управляется от рукоятки 19.
Поворот рукоятки 19 через звенья 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 и 28 передается кулачку 29, который, через коромысло 30, управляет визирной призмой 40. При этом кулачок поворачивается пропорционально tg£, коромысло и призма — на угол
14 к. А. Бабичев 209
у , а визирная линия — на угол р. Величина, пропорциональная тангенсу угла визирования, с помощью шестерни 25 и полой втулки 44 передается визирной марке 45, которая на сетке 15 отмечает угол визирования в градусах. Пределы визирования: от—20° до -|~75°. С помощью включения рычага 46
Рис. 151b. Принципиальная схема механизма визирования прицела «BZG 2»:
25, 26, 27 и 28 — передача от рукоятки визирования на визирную призму; 29 и 30— кулачок и коромысло, управляющие визирной призмой (кулачок поворачивается пропорционально тангенсу угла визирования 3); 40 — визирная призма;
41 —ролик коромысла
нижний предел можно смещать, что позволяет механически отсчитывать заданный угол визирования. Механический визир (дублер) 47 управляется той же рукояткой 19 через кулачок 48, профиль которого аналогичен профилю кулачка 29. Угол поворота визира отмечается по угловой шкале 49, оцифрованной в градусах. Угловая шкала в последнем случае необходима,
210
о
I— мотор; 19 — рукоятка визирования; 46 — стопор для рукоятки визирования; 47— механический визир; 49— шкала углов визирования; 59 — рукоятка отставания; 61 — продольный уровень для установки механического визира; 62 — корпус маятниковой вертикали; 63 — розетка для присоединения к электросети; 64 — диоп-трийная шкала; 65 — защелка для закрепления прицела в пяте; 66 — клемма для «заземления» прицела; 67 — кнопка для сбрасывания бомбы; 68 — лампа для освещения сетки, шкал и подвижных марок; 69 — лампа для освещения стабилизированного перекрестия; О — окуляр; 71—барашек для установки механического визира по уровню; 72—рычаг включения и выключения мотора
1—мотор; 15 — вспомогательные шкалы углов визирования для работы с механическим визиром; 18 — рукоятка для поворота прицела на угол сноса; 59 — универсальная рукоятка для установки отставания (Д%) и упреждения на серию (1.%); 60— передача угла сноса на курсовой визир летчика; О-— окуляр; 72 — рычаг включения и выключения мотора; 73 — сигнальная лампа, контролирующая исходное положение прицельной марки; 74—вспомогательная номограмма путевых скоростей; Ri, и В9 — реостаты для регулирования освещения шкал, перекрестия и вспомогательного визира (механического визира)
так как выверка визира в продольном направлении производится по уровню.
Отставание и упреждение на серию вводится барашком 59 двойного действия. Поворотом одной рукоятки вводится отставание, поворотом другой — упреждение на серию. Обе вводимые величины исчисляются в процентах от высоты.
Рис. 154. Шкалы углов визирования, расположенные на сетке прицела (новый вариант):
14 — прицельная марка, двигающаяся согласно формуле (52); и 15» — тангенсные шкалы баз, нанесенные согласно формуле (50) и оцифрованные значениями высот в гектометрах (15х — для ориентира и 15»— для цели); 15' — тангенсная шкала углов визирования; 45 — визирная марка; 55 — марка учета отставания; и N» — неподвиж* ные индексы (конец базы)!
Суммарная величина их (с помощью шестерен 53 и 54) передается на вспомогательную марку 56, получающую при этом смещение относительно визирной марки 45. Смещение остается неизменным при работе, вследствие наличия связи с визирной системой, осуществляемой шестернями 55 и 57, т. е. при закидывании визирного луча марка 56, смещенная относительно марки 45, будет двигаться с маркой 45 как одно целое; при этом рукоятка 50 будет вращаться в своем подшипнике. Отставание и Поправка на серию вводятся (в процентах от высоты) по специальным таблицам.
212
Схема визирной цепи показана отдельно на рис. 151 Ь.
Общий вид прицела представлен на рис. 152, 153. Здесь: 1 — мотор, 75 — наружные вспомогательные шкалы, 79 — рукоятка визирования, 46 — стопорный рычаг, 47 —> механический визир, 49 — угловая шкала механического визира, 59 — барашек ввода отставания и поправки на серию, 72 — переключатель, 73 — сигнальная шторка, 68 и 69 — лампы для подсвечивания сетки и перекрестия, 67 — кнопка сбрасывания бомбы, 60 — штуцер для присоединения гибкого валика от курсового визира летчика (передача угла сноса).
На рис. 154 показана сетка прицела (новый вариант). Две базовые шкалы предназначены для измерений по ориентиру и по цели.
Основная характеристика. Прицел — оптический. Оптика отличается значительной сложностью. Стабилизация — маятниковая с электромагнитным демпфированием на принципе токов Фуко. Прицел снабжен курсовым визиром для летчика. Благодаря этому измерение базы можно производить не по цели, а по ориентиру на боевом курсе, что в основном и сделало возможным использование старого принципа в новых условиях. Прицел снабжен механическим визиром (дублером), предназначенным для работы по слабо освещенным целям и для предварительной грубой наводки. В производственном отношении конструкция прицела отличается одной особенностью — почти все детали изготовлены из легкого сплава литьем под давлением без последующей механической обработки. Отладка, регулировка механизмов прицела обеспечивается системой простых юстировочных приспособлений. Большинство деталей и узлов не рассчитано на ремонт их в процессе эксплоатации. Работа с прицелом проста, по существу, сосредоточена в двух рукоятках и может выполняться без отрыва от окуляра.
Прицел характеризуется следующими данными:
# = 500 4-10 000 м
V = 160 4- 700 км/час ₽ = —20 4-475° а = ± 20°
До/о = О4- 20
Zo/e = O4-25
Вес = 20 кг
Конструкция в целом очень сложна и дорога. Этот принцип, как покажем ниже, можно осуществить несравненно проще.
Счетно-решающий механизм «BZG 2» можно заменить простым приспособлением, снабдив, например, секундомер прицела «ОПБ 1» специальной шкалой.
213
На барабане (рукоятке визирования) 1 прицела наносится дополнительно шкала базы 2, оцифрованная в высотах. Шкала рассчитана по формуле (50). Индекс на корпусе прицела, указывающий угол визирования, заменяется рамкой с нитью 3 (рис. 155).
На трубе прицела неподвижно укрепляется пластинка 4 © нанесенными на ней кривыми, оцифрованными значениями углов прицеливания.
Рис. 155. Номографическая шкала углов прицеливания к прицелу «ОПБ 1»
К установочному кольцу угла прицеливания 5 прикрепляется сектор 6 со шкалой отставания и поправки на серию 7. На этом же секторе (или на трубе прицела) наносится табличка 8 отставания в процентах высоты.
Сектор 6 стопорится относительно неподвижной пластинки 4 при помощи кнопки со стопором 9. Секундомер прицела снабжается дополнительно шкалой углов прицеливания согласно формуле (52).
В остальном все детали прицела «ОПБ 1» остаются без изменений.
214
(з) Прицел «Тайлефер»
Основы у с т р о й с т в а. В рассматриваемом прицеле движение прицельной линейки 2 (рис. 156) осуществляется согласно формуле (52). Благодаря этому исключается ручная операция совмещения визирной марки с прицельной, как это имело место в прицеле «BZG 2».
Движение линейки согласно данной формуле осуществляется некруглыми зубчатыми колесами II и III, Ведущее колесо II получает от часового механизма равномерное вращательное
Рис. 156. Принципиальная схема прицела «Тайлефер» движение со скоростью <о0. В исходном положении линейка образует с вертикалью ОС постоянный угол 1Зо = 57°4О/.
Для расчета базовой шкалы приняты те же данные, что и в прицеле «S. Т. Аё.»: h =150 мм, А: = 6.6 и 0 = 21.
Угол определяющий начало базы, взят равным р0 и, следовательно, постоянен. Угол [32 строится путем смещения дополнительного визира 4 по базисной шкале 6, оцифрованной значениями высот Н, База строится с отсечкой.
Порядок работы. Следует придерживаться следующего порядка при определении момента сбрасывания: 1) устанавливают линейку 2 в исходное положение (под углом Pi=(30); -) устанавливают визир 4 по шкале на заданную высоту Н\ 3) в момент появления цели на луче OD пускают механизм; 4) в момент прихода цели на луч ODr останавливают механизм, в этот момент линейка 2 устанавливается под углом прицеливания (линия О А),
215
Конструкция. Общий вид прицела показан на рис. 157. Прицел состоит из алюминиевого корпуса 1, в котором размещаются визирная система и часовой механизм. Прицельная линейка 2 с визиром 3 получает движение от часового механизма. Передвижной визир 4 устанавливается рукояткой 5 согласно заданной высоте Н по базисной шкале 6. Верхний ви-
зир 7 установлен на угол отставания для бомбы Q— 21 и высоты 2000 м, для постоянной воздушной скорости самолета. Кнопка 8 служит для возвращения линейки 2 в исходное положение. При нажатии кнопки линейка отключается от часового механизма и под действием спиральной пружины подтягивается к упору 9.
Пуск и остановка часового механизма производится с помощью боуденовского тросика, снабженного на конце пусковой рукояткой 10.
В продольном направлении прицел устанавливают по уровню, с помощью рукоятки 11. В поперечном направлении прицельная плоскость стабилизирована. Для этой цели нижние визиры 3 и 4 снабжены специальными уровнями (рис. 158} с металлическими шариками. Шарики в данном случае используются в качестве визирных точек.
Рис. 157. Прицел «Тайлефер»:
1— корпус прицела; 2 — прицельная линейка; 3 и 4 — нижние визиры; 5 — рукоятка для установки визира 4 по шкале баз; 6 — базисная шкала; 7— верхний визир; 8 — кнопка для установки прицельной линейки в исходное положение; 9 — упор для исходного положения прицельной линейки; 10 — пусковая рукоятка; 11—рукоятка для установки прицела по продольному уровню
Конструкция шестерен, осуществляющих движение линейки 2 с угловой скоростью со, в соответствии с равенством (61 )г показана на рис. 159. Ведущая шестерня 12 получает равномерное вращательное движение от часового механизма.
Кинематическая схема часового механизма показана на рис. 160.
Основная характеристика. В отличие ог прицела «BZG 2» угол строится прицельной линейкой; тем самым исключается ручная операция установки угла прицели-216
вания. Конструкция, относящаяся к концу первой мировой войны, отличается примитивностью и интересна лишь как одна
Низаний визир
Верхний визир
Схема прииеливания
Палет
Рис. 158. Конструкция визиров в прицеле «Тайлефер»
Рис. 159. Некруглые шестерни, обеспечивающие движение прицельной линейки по формуле (61) в прицеле «Тайлефер»
из ранних попыток автоматического построения угла прицеливания. Прицел рассчитан для применения его в плоскости
217’
Рис. 160. Схема часового механизма в прицеле «Тайлефер»:
/, 2, 3, 4, 9, 10, 11 и 12 — передача на прицельную линейку; 5, 6, 7 и 8 — передача на регулятор оборотов; 13— тормозной диск; 14— пусковая колодка; 15, 16 — тормозной механизм, останавливающий линейку в конце работы; 17— винт для регулирования числа оборотов часового механизма; 18— заводная ось
ветра для высот от 500 до 5000 м. На высотах ниже 1000 м прицел строит угол по вспомогательному ориентиру. Дальнейшего конструктивного развития прицел не получил.
(и) Прицел «ОПБ 2»
Предва р и тельные замечания. До сих пор мы рассматривали величину к в формуле (52) как абсолютно постоянную, сохранявшую в любых условиях и при всяких заданиях одно и то же определенное числовое значение, хотя и произвольно выбранное. Теперь будем рассматривать к как произвольную постоянную; согласимся условно ее рассматривать — в пределах данного конкретного случая — как величину, не меняющуюся, но могущую в иных случаях иметь совсем иное значение, также не меняющееся. Иными словами, принимая в формуле (52) к за параметр и меняя его, получаем бесчисленное множество кривых (52), из которых можем выбрать любую. Практическая ценность этого заключается в том, что сообразно боевой обстановке и условиям полета можно изменять величину базы. Иначе говоря, угол можно выбирать в известных пределах произвольно, чего нельзя 218.
НапоаУлеиие полета
Рис. 161. Принципиальная схема прицела «ОПБ 2» и график движения визирной линейки
219
делать в прицеле «Тайлефер» и др. и что является несомненно большим преимуществом.
Основы устройства. Характерно, что в данном прицеле и визирование и построение угла прицеливания производятся одной линейкой, вращающейся согласно формуле (52). Измерение ведется по усеченной базе. Следовательно, в исходном положении линейка образует некоторый начальный угол с горизонталью.
Зависимость (52) осуществляется механизмом, принципиальная схема которого изображена на рис. 161а. Вертикальный винт 1 может быть установлен на некотором расстоянии с от точки О и в этом положении закреплен. Вдоль винта, под действием часового механизма, перемещается с постоянной скоростью v гайка 3. С гайкой сцеплена линейка 2, шарнирно закрепленная в точке О и образующая визирную линию. При движении гайки вниз линейка получает вращательное движение вокруг точки О с переменной угловой скоростью со. Нетрудно найти угол, составляемый линейкой с вертикалью в любой момент времени.
Предположим, что линейка начала двигаться из горизонтального положения. По прошествии произвольного времени t линейка построит некоторый угол [3. Согласно чертежу:
«=.7 “7' (68)
где
A=V (69)
Следовательно, линейка (визирный луч) движется согласно формуле (52).
На основании изложенного (стр. 179), имея такой механизм, можно момент окончания измерения базы совместить с моментом сбрасывания (Р2 =?), применив при этом правило отсечки базы, т. е. определив начальный угол линейки условием (57):
пр ~ Т.
Легко доказать и обратное положение: для того чтобы можно было совместить момент сбрасывания бомбы с моментом окончания измерения базы, необходимо принять £Пр ~Т, Действительно, определив начало и конец базы условиями:
tg₽i= — > tg32=tg<p=-, (70)
«пр
220
мы получим
В=Я (tg Рх - tg р2)=Я М- - -М = кн- ^- --пр)- (71)
у*пр Го I Гпр-Го
м, следовательно,
W = в == кН (z°~~ *др) = , (72)
Zo Znp tap*?o(^o—^пр) Znp'?0
где, согласно (57) и (60), —£Пр = ^о—время измерения усечен-
ной базы В.
Подставив полученное значение W в формулу (5) угла прицеливания (при у=0), получим:
(7з) н
Сравнивая эту формулу с формулой (70), найдем:
2 — кТ
I* Znp*Z° откуда
^пр = Т.
Итак, для того чтобы угол визирования определяющий конец измерения базы, был равен углу прицеливания, необходимо от начального положения предварительно отработать время £Пр, равное времени Т падения бомбы с данной высоты. Тогда будет построен угол рх, определяющий начало базы.
Подставив полученное значение для предварительного времени £Пр в формулу (71), получим:
в=—— — (74)
т t9
Из последнего равенства видно, что отсечка базы равна
— = WT.
U
На основании изложенного порядок работы по определению момента сбрасывания будет таков: 1) устанавливают (отрабатывают) время падения Т, при этом линейка построит угол рх; 2) по приходе цели на угол (Зх, пускают часовой механизм; вследствие разных законов движения цели и визирного луча, цель в первый момент отстанет от визирного луча, а затем
221
будет нагонять визирный луч; в момент вторичного совмещения цели с визирным лучом линейка построит угол в
этот момент следует сбросить бомбу; 3) при работе по вспомогательной цели при втором совмещении останавливают часовой механизм; при этом линейка установится под углом <р.
Угол, определяющий начало базы (относительную базу), согласно формуле (52) будет равен
В конструкции прицела v постоянно, но величина с меняется и, следовательно, к может получать различные значения. Благодаря этому момент первого совмещения можно выбирать произвольно. Соответственно и величина базы получает различные значения.
Время измерения базы, т. е. время, протекающее между первым и вторым совмещением цели, определится из соотношения (73), если в него вместо £пр подставить Т и вместо из (60) подставить z' + Т
WT __ к
н ’
отсюда
<75>
Как видим,
^=/(Я,Г, Я,0Д).
Геометрическая интерпретация. На графике (рис. 1616) зависимость (52) изображена кривой, а движение цели — прямой (7); как видно из графика, ордината t = T дает на кривой точку М1} у которой абсцисса равна
Эта точка соответствует первой встрече визирного луча с целью. Ордината t=tQ дает вторую точку М2 пересечения прямой с кривой, у которой абсцисса равна
tgp2=tg<p= 'о
Эта точка соответствует второй встрече визирного луча с целью и моменту сбрасывания бомбы. Разность ординат: /о =/0—Т
222
дает время, протекающее между первым и вторым визирова-. к к
ниями, а разность абсцисс---------относительную величину
измеряемой базы (усеченной).
Пунктиром изображен тот же процесс при другом значе
нии параметра сг.
М\ и М%, соответственно, точки первой и второй встречи, Очевидно, что, давая различные значения параметру с
получим семейство таких кривых.
Движение цели с различными скоростями изобразится пучком прямых с центром в точке М± или М\.
Отрезки тп и т1п1 характеризуют максимальный отход цели от визирного луча между первым и вторым совмещениями.
Ввод отставания. Ввод отставания осуществлен наклоном винта 1 (рис. 162) на угол у относительно точки 2)0, т. е. установкой винта параллельно лучу отставания ОА.
В этом случае изменение из соотношения:
Рис. 162. Механизм для учета отст-а вания у в прицеле «ОПБ 2»
угла визирования определяется
с — с — vt, sin V с
—--- ==--------1 =--------tgy
h vt cos у vt cos y
или, так как — = к, будем иметь
V
« = <76>
где
к
/q=-----= const •
cos y
При Z — tQ получим:
tg<p=—— tgv. (77)
*0
Боковой наклон линии визирования (jx).
Прицел, как будет видно ниже, — оптический, Наклон
223
линии визирования осуществляется сдвигом объектива в направлении, перпендикулярном к линии пути самолета. Теоретически, наклон визирного луча выражается формулой (67):
tgu = tgy-sina-cosp.
Для построения угла по этой формуле применен механизм, конструкция которого показана на рис. 163, а на рис. 164 дана кинематическая схема, приведенная к простейшим парам. Жесткое звено 1 с двумя взаимно перпендикулярными направляю-
Рис. 163. Конструкция механизма наклона линии визирования прицела
«ОПБ 2»
1 — фланец для крепления механизма к поворотной части прицела; 2 —боковая направляющая объектива; 3 —ползун (смещающийся по продольным направляющим); 3' — штифт для продольного смещения ползуна; 4 — оправа объектива; 5- кольцо;
6 — штифт для поворота кольца
щими может поворачиваться вокруг точки О. Соответственно отставанию на продольную направляющую звена 1 устанавливается величина А]. При повороте звена 1 на угол сноса а, звено 5 поворачивается вокруг центра О± на угол ф. Сопряженные между собою звенья 2 и 4, в центре которых помещен объектив, смещаются вдоль поперечной направляющей звена 1 на некоторую величину
224
Величину смещения d\ легко определить из геометрического рассмотрения схемы (рис. 164). Имеем:
d\ = д; tg Р'=д’1 tg («+Ф).
По теореме синусов:
sin<p =
• sin а,
к
или
= arc sin I - • sin а) • \7? /
Подставив значение ф в первое равенство, окончательно получим:
d\ == A'i tg
4- arc sin
. (78)
Найдя смещение d[ объектива и зная фокусную длину объектива, можно определить наклон визирного луча в приборе:
tg И = у
Подставив в эту формулу значение d\ из равенства (81), получим:
Рис. 164. Кинематическая схема механизма наклона линии визирования прицела «ОПБ 2»
tgp.’=tgY'tgra-J-arcsin
(79)
где
Д.
у =tgY’-
Нижний индекс (штрих) обозначает приборную величину; верхний штрих обозначает, что принятая приборная величина подобрана и является приближенной.
Сравнивая формулы (67) и (82) замечаем, что механизм решает задачу неточно. Во-первых, cos совсем отсутствует 15 К. А. Бабичев 225
во-вторых, вместо sin а стоит тангенс выражения, заключенного в квадратные скобки. Следовательно, ошибка в величине наклона линии визирования, вследствие отступления от правильной схемы механизма, равна
Д tgji’,
или, ввиду малости углов,
Др, = р, — и/.
(80)>
Эта ошибка при некоторых значениях а, риу может быть весьма значительной. В действительности же благодаря соответствую* щей компенсации (подбору) ошибки делаются малыми и практически ими можно пренебречь.
Компенсация обеспечена конструктором следующим способом: параметры механизма подобраны так, что ошибка Др* обращается в нуль при некоторых средних значениях а0, и Yo:
а0 = 15°, ₽о=ЗО°, у0=3°.
Приравнивая выражения (67) и (82), при этих данных получим:
д; =----------A1Sina<).coSpB_______= т.
Г /а; \ "I 1
tg a0-|-arcsin I — •sina0|
L \Л I
(81)
где m =0.740 — коэффициент, принятый постоянным; R—25 мм: /=72 мм; Ai=/-tgy.
Подобранные приближенные приборные значения Д\, которые подаются на звено 3 (рис. 164), подсчитаны по формуле; (83). Результаты подсчетов приведены в табл. VI.
Таблица VI
Приборные значения Д\
Д1 Д'1 Г Д1 Д'.
0 0 0 4 5.03 3.72
1 1.26 0.929 5 1 1 6.30 4.65
2 2.51 1.86 6 7.57 5.60
3 3.77 2.79
226
По данным таблицы рассчитаны углы поворота рукоятки 12, с помощью которой вводится отставание у (рис. 164).
Таким образом, на звено 3 подается не действительная величина Дх, пропорциональная отставанию Д, а подоб-
ранные величины А ’ 1, что значительно упрощает конструкцию механизма.
На рис. 165 показан механизм, предназначенный для решения аналогичной задачи в одном из более ранних образцов прицела типа <6ПБ 2». Шестерня 16 закреплена на поворотной части прицела и, следовательно, поворачивается на один и тот же угол а. На этот угол а поворачивается и звено 10.
Поворот звена 10 на угол а через поступательную кулису 5 передается звену 1, которое при этом поворачивается вокруг точки Ог на угол ар не равный углу сноса а. Звено 1 несет на себе объектив прицела 2. Центр О3 последнего смещен относительно центра Ог на
постоянную величину До, пропорциональную среднему расчетному значению отставания Д. Учет текущих значений отставания осуществляется подбором значений угла ах в зависимости от вводимого отста-
Рис. 165. П рвоначальная конструкция механизма наклона линии ви ирования в приц ле типа «ОПБ 2»
1 — эксцентрик; 2 — линза объектива; 3 — поперечная направляющая; 4 — ползун; 5 — кулиса; 6 — вилка эксцентрика; 7 — ось кулисы; 8 - палец кривошипа; 9 — 10 — кривошип; 11 — зубчатая рейка для изменения длины кривошипа; 12 — реечная шестерня, управляем 1я от рукоятки (на рисунке не показана); 13, 14, 15 и 16 — передача угла разворота прицела (а)
вания Д\.
Отставание Д\ вводится смещением звена 9. Смещение производится с помощью шестерни 12 и зубчатой рейки 11.
15*
227
Конструкция. Кинематическая схема прицела «ОПБ 2» показана на рис. 166.
Направление полета
Рис. 166. Кинематическая схема прицела «ОПБ 2»
1 — винт; 2 — визирная (прицельная линейка); 3— гайка; 4 — шестерня часового механизма; 5 — продольные направляющие; 6 — шкала отставаний; 7 — шкала значений С; 8 — шкив визирной линейки; 9 — шкив визирной призмы; 10 — кронштейн механизма; 11 — гибкая лента; 12 — направляющий ролик; 30 — рукоятка для установки <7;
31 — рукоятка для наклона винта 1 на угол отставания у
Винт 1 приводится в равномерное вращательное движение при помощи пары конических шестерен; одна из них — шестерня 4 — принадлежит часовому механизму (на чертеже не показан). Расстояние с между винтом и осью вращения линейки 228
может меняться путем смещения основания 10 вдоль горизонтальных направляющих 5 барашком 30. Величина смещения отмечается по шкале 7 в миллиметрах. Наклон винта произ-
Рис. 167. Общий вид прицела «ОПБ 2» (вид слева):
22 — рукоятка завода часового механизма; 23 — барашек для установок стрелок вручную; 2 / — рычаг прямого, обратного и свободного хода; 27 — шкала отставаний; 30 — рукоятка установки С; 31— рукоятка отставания; 38 — лампочка для освещения сетки; 39—сигнальная лампочка, напоминающая о заводе часового механизма; 10— лампочка для освещения шкал; 3 — шкалы углов визирования; S-— выключатель освещения;
Т — циферблат секундомера
водится барашком 31. Углы наклона у отмечаются по шкале 6*. Угол поворота линейки 2 передается визирной призме посредством гибкой ленты 11, закрепленной концами на шкивах 8 и 9. Шкив 8 принадлежит линейке, а шкив 9 — визирной призме. Искатель служит для дополнительного забрасывания визирного луча вперед вручную. Направляющий ролик 12 для ленты одновременно используется и в качестве юстировочного
229
приспособления для согласования визирного луча с линейкой. Для этой цели ось ролика выполнена с эксцентриситетом Z. Скорость гайки ^—0.2 м/сек. Величина с получает значение от 3 до 8 мм.
Общий вид прицела показан на рис. 167, 168 и 169; прицел — оптический; увеличение 1.5 х. Завод часового механизма осу-
Рис. 168. Обший вид прицела «ОПБ 2» (вид справа):
22 — рукоятка завода часового механизма; 25 — рукоятка дополнительного визирования (искатель); 26— пусковой рычаг; 29 — шкала углов сноса; 30 — рукоятка установки С; 38 — сигнальная лампа, напоминающая о времени завода часового механизма; S — выключатель освещения
ществляется рукояткой 22\ для установки времени падения Т или угла визирования вручную служит барашек 23; переключение для прямого, обратного и свободного хода производится рычагом 24. Обратный ход используется при промере путевой скорости.
Основная характеристика. Прицел предназначен для бомбометания с любого направления — по неподвижным и по движущимся целям. Момент сбрасывания бомбы определяется автоматически.
Исключительной особенностью прицела является то, что момент окончания промера базы совпадает с моментом сбра-230
сывания, что позволяет продолжительность боевого пути довести до минимума, произвольно выбирать момент встречи и, следовательно, менять величину базы. Конструкция и эксплоа-
тация прицела отличаются простотой. Размеры построителя увеличиваются с высотой полета пропорционально времени tQ=to чт0 особенно важно в отношении точности. Прицел имеет широкий диапазон как по скоростям, так и по высотам (Т = Т\Н), a to — произвольно выбираемая величина).
К недостаткам прицела следует отнести известную трудность определения момента сбрасывания (второе совмещение), когда скорость визирного луча относительно цели мала (при малых с). Кроме того, исключена возможность менять базу после первого совмещения. Автоматическое сбрасывание в данном варианте неосуществимо.
(к) Прицел Герц—Бойкова
Исторические замечания. Прицелу «ОПБ 2» родственен прицел Бойкова, разработанный оптической фирмой Герц. Прицел применялся в первую мировую войну на итальянском и югославском фронтах. Принципиально прицел мало отличался от французского прицела «Тайлефер», что видно хотя бы из следующего высказывания: «Фирмой Герц был сконструирован еще
Рис. 169. Установка прицела в амортизационной пяте:
22 — заводная рукоятка; 25 — рукоятка дополнительного визирования (искатель); 26 — пусковой рычаг; 28 — стопор поворотной трубы; 29 — шкала углов сноса; 34 — пята с амортизацией; 35 — основание пяты; 36 — присоединение электропровода; 37 — педаль стопорения курсового лимба; 40 — курсовой лимб; 41— шкала углов сноса
один весьма интересный по своей идее прицел с механическим движением линии визирования: это—прицел Бойкова, до такой степени напоминающий последний французский прицел Тайле-фера, что мы могли бы предполагать, что изобретатель последнего заимствовал его конструкцию, если бы дата изобретения не про-
231
тиворечила этому предположению... Прицел Бойкова —единственный прицел, в котором угол прицеливания строится автоматически. Он аналогичен последнему прицелу Тайлефер, применявшемуся на французском фронте».*
Первоначально прицел (рис. 170) имел специальную форму, что вызвано было условиями эксплоатации прицела на гидросамолетах типа «Лонер», где визирование приходилось осуществлять сквозь отверстие в борту. Прицел, следовательно, задуман был для бомбометания по морским целям.
Рис. 170. Первоначальная конструкция прицела Бойкова (1916):
1 — окуляр; 2 — корпус зрительной трубы; 3 — коробка счетнорешающего механизма; 4 — шкала углов визирования; 5 — рукоятка отставания; б — шкала отставаний; 7 — заводная рукоятка; 8 — рукоятка визирования; 9 — цапфа прицела; 10 — пята
В прицеле с и, следовательно, к приняты постоянными и не меняются. Поэтому для бомб различного типа требовались специальные таблицы для установки начального угла (табл. VII).
Таблица VII
Значения рх° для бомбы PuW-12 кг; -у — 2°3'
//, M ( 31° H, м 01е
1000 44.3° 1300 41.0е
1100 43.2 1400 39.9°
1200 42.1 1500 38.8е'
* Н. Chretien, Meadows, Le bombardement adrien.
232
Таблицы рассчитывались по формуле:
— tgr, А-=16. (82)
Отставание учитывалось заранее наклоном винта на угол у. Времена падения бомбы PuW-12 приводятся в табл. VIII.
Таблица VIII
Времена падения бомбы PuW-12 кг
Я, м Г, сек Н, м Г, сек
1000 15.45 4000 30.8
2000 21.8 4500 32.7
3000 26.7
Порядок работы тот же, что и с прицелом «ОПБ 2»; только вместо времени падения предварительно устанавливался начальный угол который брался по таблице, для данного типа бомбы.
Конструкция построителя угла прицеливания показана на рис. 171.
Линейки 2 и 4 изготовлены как одно целое. G помощью линейки 2 отсчитывались углы визирования по шкале 1. Углы визирования строились линейкой 4, приводившейся в движение от часового механизма с помощью винта 5 и гайки 6. Угол отставания устанавливался по шкале 3.
Прицел имел электрический курсоуказатель для летчика, построенный на принципе мостика Уитстона в сочетании с гальванометром (рис. 172). Датчик был монтирован в пяте 10 (рис. 170) и управлялся поворотом прицела в ту или другую сторону в горизонтальной плоскости. В исходное (нулевое) положение прицел возвращался под действием спиральных пружин. Отклонение стрелки гальванометра (приемника) служило для летчика указанием для разворота самолета в ту или другую сторону.
На рис. 173 изображена патентная схема прицела. Интересно, что в патенте с показано переменным; на практике же это было осуществлено значительно позже.
233
6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ СБРАСЫВАНИЕ
(а) Прицел «пр»
Основы устройства. Так же как и в прицеле «ОПБ 2», визирная линейка движется согласно зависимости (52).
Разница лишь в том, что в рассматриваемом прицеле предусмотрены две линейки, каждая из которых управляется отдельным винтом. Иными словами, налицо как бы спаренный
Рис. 171. Построитель угла прицеливания Бойкова (1916):
1 — шкала углов визирования; 2 — указатель углов визирования; 3 — шкала отставания; 4 — визирная линейка; 5 — винт; 6 — гайка; А — винт для установки отставания
механизм «ОПБ*2». Сделано это для получения автоматического сбрасывания (момент сбрасывания не зависит от с, т. е. угол прицеливания может строиться при любом к). Если установить время Т на обоих винтах, задав для них различные с, то линейки построят два начальных угла визирования — pj и (3*.
234
Включим винты последовательно, когда цель будет находиться под первым углом визирования pi, а затем под вторым р7. Очевидно, что по прошествии некоторого времени линейки и цель вторично совместятся на угле прицеливания. Если линейки снабжены контактами, то произойдет автоматическое сбрасывание.
Рис, 172. Принципиальная электрическая схема первого курсоукавателя Бойкова (1916)
На рис. 174а показана принципиальная схема прицела. В црицеле две линейки — 1 и 2 и два винта — 1 и II, вдоль которых перемещаются гайки 3 и 4 с одинаковой поступательной скоростью *и. Винты помещены на общем звене 5’, которое может смещаться в направлении Ох, что позволяет установить винты на любом расстоянии от начала О, не нарушая взаимного их расположения. Смещая таким образом винты, можно установить любой угол предварительного визирования. Помимо этого, винты могут быть сдвинуты друг относительно
235
друга. Последнее осуществляется с помощью ползунов 6 и 7 путем смещения их вдоль звена 5'. Таким образом, для каждой из линеек мы можем задать различное значение с, или, что то же, — значение А.
Такое устройство позволяет выбирать произвольно начало измерения и величину базы, причем изменять базу можно в процессе измерения.
Треугольники на деталях чертежа показывают, что звено после pro смещения закрепляется в этом положении.
Рис. 173. Принципиальная схема прицела Бойкова (патент):
1 — ось вращения линейки; 2 — визирная линейка; 3 — винт; 4 — гайка; 5 — кронштейн механизма; 6 — шестерня часового механизма;
7 — шестерня, сидящая на винте; 8 — основание прицела; 9 — продольная направляющая; 11 и 12 — передача на отражательную стеклянную пластинку; 13—отражательная стеклянная пластинка; 14 — трубка коллиматора, подвешенная на кардане; 15 — призма; 16 — положение наблюдателя
Геометрическая схема прицеливания и момент сбрасывания показаны на рис. 174 Ь. Прямая 1 изображает закон движения цели, а кривые 2 и 3 — движения визирного луча, осуществляемого двумя линейками, для каждой из которых принимаются различные значения к. После отработки на обоих винтах времени t — T устанавливаются углы и Pi, определяющие начало баз (точки М\ иМ\ на кривых 2 и 3). По приходе цели на угол £1 (точка М\) включается винт I. Визирный луч начинает двигаться по закону, изображаемому кривой 2. По приходе цели на угол (31 (точка N) включается винт II. Визирный луч начинает двигаться в соответствии с кривой 3..
236
Рис. 174. Принципиальная схема прицела «ПР» и график движения визирных линеек
237
До момента прихода цели на угол 31 последний остается в течение времени т неизменным:
tg 31= const. (83)
Движение визирной линейки на этом участке изображается прямой M{N, параллельной оси ординат, что соответствует переносу координат из точки Ог в точку О\.
По прошествии времени to от начала визирования обе линейки и цель совместятся на угле визирования £2 (точка М2), Произойдет сбрасывание бомбы. Угол Р2, для каждой линейки, будет равен <р0, так как
tg₽2=“=tg<Po (84)
и
Те tgP2 =7 =tg<p0. (85>
*0
Таким образом, визирные лучи, образуемые линейками! и 2, два раза встретятся с целью. Еще одна — третья встреча происходит в общей точке (М2) под углом прицеливания <р0. Всего, следовательно, в процессе прицеливания будет три встречи визирного луча с целью (точки Л/f, N и М2). При этом визуальное наблюдение третьей встречи не обязательно. При cx=c2 работа ничем не отличается от работы с прицелом <ОПБ 2».
Следует заметить, что прямая kl (рис. 185а), образуемая визирами 3 и 4, после пуска линейки 2 в дальнейшем будет перемещаться параллельно самой себе, составляя с вертикалью постоянный угол, равный углу прицеливания <р0.
Действительно, согласно чертежу:
tg <Ро = - = -, (86>
к = -v *
Цо т — время пролета базы, относительная величина которой определится из соотношения:
(87>
Следовательно, угол, образованный прямой kl с вертикалью, будет углом прицеливания. Поступательное движение прямой kl 238
I/
Рис. 175. Кинематическая схема прицела «ПР»:
1 и 2 — визирные линейки; I и II — винты; 3 и 4 — гайки; 8— шкив визирной линейки; 9 — шкив визирной призмы; 22 — гибкая лента; 12— направляющий ролик; 13— рычаг включения и выключения винтов; 18 и 19 — электроконтакты сбрасывания бомбы; 20 —пружина, прижимающая линейку 2 к цапфе А
239
может иметь практическое значение и, в частности, этим свойством воспользовались при разработке рассматриваемого ниже
Рис. 176. Последовательность работы визирных линеек прицела «ПР»
прицела.
Согласно изложенному, общий порядок работы по определению момента сбрасывания будет следующий: 1) устанавливают (отрабатывают) время Т на обоих винтах; устанавливают желаемую величину угла Pi (сместив винт Z); 2) по приходе цели на угол Pj включают винт Z; 3) смещают винт II назад, соблюдая условие, чтобы pi был заведомо больше <р; 4) по приходе цели на угол pi включают винт II.
Этим заканчивается работа бомбардира. Момент сбрасывания определится автоматически (момент совмещения линеек).
Конструкция. Схема устройства прицела показана на рис. 175. Для наглядности линейка 2 разъединена с цапфой А. Вообще же линейка 2 не может занять угол меньший, чем угол линейки 1. Сделано это для того, чтобы работу линеек воспроизвести с помощью одной визирной призмы, которая, как будет видно, управляется попеременно —-то одной, то другой линейкой. Винты имеют общий привод от часового механизма. Для включения винтов в требуемой последователь-
ности служит переключатель
73, который может занимать три положения. В положениях I и II включаются винты I и II. При нулевом положении рычага 13 оба винта выключены.
240
Линейки несут контакты сбрасывания 18 и 19, которые в момент построения угла прицеливания замыкают электроцепь сбрасывателя. Кроме того, эти же контакты выполняют роль упоров, обеспечивающих правильное положение линейки 2 относительно линейки 1. Гибкую связь 11 с визирной призмой имеет только линейка 2. Связь линейки 1 с визирной призмой осуществляется при помощи упоров 18 и 19.
Работа линеек, а следовательно, и визирного луча показана на схеме рис. 176.
(а) Устанавливается время Т на обоих винтах. Гайки 3 и 4 занимают одинаковое положение по высоте, равное vT.
Рис. 177. График фактического движения визирных линеек прицела «ПР»
Упоры 18 и 19 не позволяют линейке 2 соприкоснуться с цапфой гайки 4. Линейки совмещены под углом £i, величина которого выбирается в зависимости от значения с±. По приходе цели на угол Pi пускается линейка 1 (первая встреча). Линейка 2 двигается вместе с линейкой 7, будучи совмещена с последней под действием пружины20. Визирная линия строится линейкой 1.
(Ь) Линейка 2 достигает своей гайки 4 и останавливается под углом Управление призмой переходит к линейке 2. Линейка 1 продолжает двигаться вхолостую.
(с) По приходе цели (спустя время т) на угол (вторая встреча) пускается линейка 2. В это время гайка 3 находится в некоторой точке D.
16 К. А. Бабичев 241
Шкала углов визирования^}
А" А'
Механизм Д
«призме
холостая
Механизм в
Работа рукоятки., С “ 1 Яри свободном поборото барабана 30 врашаннпся обе шестеренки г Л U0 и 50 Z Яри наз/сатии I и одновременном бра г| / щении барашка 30 ОрашаетмЛ ся шестерня ЯПвизирная / линейка 2 и лризмад/ 3. Яри назРатии и крашении средне- | ео кольца 30 вращается шее- i ) теонябО визирная линеика 1 / | |
в'30
I я
&
Рис. 178. Кинематическая схема прицела «ПР»:
1 и 2 — визирные линейки; I и II— винты; 3 и 4 — гайки; 11 — гибкая лента: 16 и 17—передача от часового механизма на винт; 18 и 19—электроконтакты сбрасывания; 24 и 25 — передача от часового механизма на винт I; 27 и 28 — передача углов визирования с линейки 1; 29, 29' и 35 — передача угла отставания; 30 и 30' — рукоятки установки С; 31 — рукоятки отставания; 32 и 33 — указатели (стрелки) углов визирования; 46, 47 и 48 — передача С на механизм II; 50, 51 и 52— передачэ?С на механизм I
242
*
о
свободная посадка шестерен
243
Рис. 179. Часовой механизм прицела «ПР»:
13 — рычаг переключения; Z6’ и 24— передача к винтам I и II; 23— смещающиеся подшипники; 40 и 43— рукоятки для установки времени Т для винтов II и I; 54, 55, 56 и 57— ограничительные шестерни; а и Ъ— шестерни, передающие движение от часового механизма к винтам I и II; с, ей d — шестерни трензеля (шестерня е — ведущая; принадлежит часовому механизму); Е и Е' — универсальная передача применяющемся межосевом расстоянии
(d) Линейки, визирный луч и цель совместились под углом прицеливания <р0 (третья встреча). Контакты замкнуты. Сбрасывается бомба.
Разобранный нами процесс работы изображен на рис. 177, на котором жирной линией обозначено фактическое движение
Рис. 179а. Приспособление для передачи вращательного движения на подвижную часть механизма
визирного луча в прицеле (см. рис. 174).
Когда контакты 18 и 19 выполняют роль упоров, то, во избежание возможности преждевременного сбрасывания бомбы, электроцепь сбрасывания включается лишь в момент пуска второго винта, т. е. когда переключатель 13 (рис. 175) занимает положение II.
Конструктивная схема прицела показана на рис. 178. Для наглядности механизмы визир
ных линеек на чертеже смещены. На самом деле оси О линеек расположены на одной прямой (соосно в точке О). Пунктир обозначает, что шестерни сцеплены. Для установки с служит рукоятка 30 тройного действия: при вращении рукоятки смещаются одновременно оба винта; при нажатии и вращении рукоятки смещается только винт ZZ; при нажатии и вращении кольца 30' смещается только винт I. Взаим-
ное расположение винтов характеризуется установкой значений с, которые отмечаются при этом на шкалах барашка 30. Углы, построенные линейками, отмечаются на внешней шкале стрелками 32 и 33. Это устройство позволяет следить за установкой винтов, а в некоторых случаях определять и момент сбрасывания, руководствуясь при этом совмещением стрелок 32 и 33.
Как и в прицеле «ОПБ 2», ввод отставания осуществляется наклоном винтов Z и ZZ на угол у. Наклон обоих винтов производится одновременно барашком 31.
Вращательное движение винты получают от часового механизма (рис. 179), мало отличающегося от механизма «ОПБ 2» (рис. 180). Механизм укрепляется на общем с винтом 11 основании 10. Привод от часового механизма к винту 1 осуществляется гибкой передачей Е, деталь которой показана отдельно на рис. 179а. Такого же типа связь применена между винтом и барашком для ручной установки Т. Для последовательного включения и выключения винтов применено приспособление типа трензеля (рис. 181). В нем имеется пять шестеренок а, Ь, с, d и е. Из них е — ведущая и принадлежит часовому механизму, b принадлежит винту I и а — винту ZZ; шестерни с и
244
d — паразитные и находятся в постоянном зацеплении с ведущей шестерней е. Рычаг трензеля состоит из двух сочленений, имеющих небольшой свободный ход друг относительно друга. Трензель с двумя паразитными шестернями с и d, имея точку вращения О, может занимать три положения: О, I и II. Соответственно этому получается свободный ход и включение винтов I и II.
Отдельно, на рис. 181а, показано аналогичное приспосо-ление для получения прямого, свободного и обратного хода
Рис. 180. Часовой механизм прицела «ОПБ 2»:
4 — шестерня, приводящая в движение винт; 13 *— рычаг переключения на прямой, обратный и свободный ход; а — шестерня, передающая движение от часового механизма к винту; с, е, d и п — шестерни трензеля (шестерня е — ведущая; принадлежит часовому механизму; п — шестерня, меняющая направление вращения винта)
в прицеле «ОПБ 2». Здесь рычаг трензеля жесткий. Вместо двух, имеется три паразитных шестерни: с, п и d. Шестерня а принадлежит винту, шестерня е — ведущая и принадлежит часовому механизму, О — точка вращения трензеля.
На рис. 179 и 180 трензель 13 обозначен условно в развернутом виде.
Основная характеристика. Прицел представляет модификацию прицела «ОПБ 2». В этом варианте прицел позволяет строить произвольную базу и осуществлять автоматическое сбрасывание. Определение момента сбрасывания значительно облегчается и по существу сводится к двум засечкам цели под произвольными углами. В отличие
245
от' прицела «ОПБ 2» вторичное совмещение (засечка) происходит при неподвижном визирном луче. Самая трудная часть задачи — определение момента совмещения визирного луча с целью при малых относительных скоростях — таким образом исключается. Этот момент определяется механически. Помимо
Положение -/7 с расцеплена cb d - - -а
ПолоЖение-1 с сие плена cb d расиепленаса
Положение -П с сиеплена >: I) d - - - £
Рис. 181а. Приспособление (трензель) для включения винта в прицеле «ОПБ 2» (см. рис. 180
Рис. 181. Приспособление (трензель) для включения винтов в прицеле «ПР» (см. рис. 179)
удобства, этим, в свою очередь, обеспечивается преимущество в тех случаях, когда цель имеет слабую видимость или к моменту сбрасывания бывает закрыта. Отметим, что окончание измерения базы здесь уже не совпадает с моментом сбрасывания бомбы, как это имело место в прицеле «ОПБ 2».
(б) Прицел «Р»
Основы устройства. Конструкция представляет модификацию прицела «ПР». Основой конструкции послужил тот же прицел «ОПБ 2», принцип которого в этом варианте выражен наиболее полно.
Как на характерную особенность прицела, следует указать на возможность произвольного построения базы. Угол прицеливания строится одновременно с моментом окончания измерения базы. На практике это дает ряд преимуществ, особенно в условиях плохой видимости цели.
В рассматриваемом прицеле (рис. 182) также имеются две линейки, движения которых осуществляются согласно формуле (52). Одна из линеек — визирная 7, вторая — прицельная 2, Линейки управляются винтами I и II, Разница лишь в том (по сравнению с прицелом «ПР»), что винты при изменении с смещаются в противоположные стороны в определенной зави-с мости. Помимо этого винт I может получать дополни-т льное независимое смещение. Последнее достигается смещением звена 7 вдоль звена 5'.
246
Рис. 182. Принципиальная схема прицела «Р» и графин движения визирных линеек
247
Линейка 1 — ведущая и имеет передачу на визирную призму. Линейка 2 с призмой не связана, назначение ее — строить угол прицеливания.
Винты получают равномерное вращательное движение от мотора. В отличие от прицела «ПР» здесь величина к произвольна, но всегда одинакова для обеих линеек. Это условие выполняется благодаря тому, что винты получают зависимое сме*
щение друг относительно друга.
Допустим, что в начале работы гайка 4 и винт II находятся в точке О\ £=0, с=0. Поместим винт I в точке Do на произволь
Рис. 183. Механизм для учета отставания в прицеле «Р»
ном расстоянии с = сг Установив на винте I время Т, построим произвольный угол (3V Далее, в тот момент, когда цель придет на угол включим винт II. С этого момента гайка 4 будет двигаться вниз со скоростью ^2-
Примем, что
Сдвинув при помощи рукоятки 30 винт I на произвольную величину с, построим угол р2. Одновременно винт II сдвинется на такую же величину с, но в обратную сторону. По прошествии некоторого времени t0 цель придет
на угол р2- В этот момент выключим винт II. При этом линейка 2 построит угол, рав-
ный углу прицеливания ср. Действительно, согласно принятой для движения линеек зависимости (52), получим для линейки 7:
(88)
ИЛИ
т
и для линейки 2:
с к
^2^0
tg?=
(89)
248
где v
Следовательно, угол, построенный линейкой 2, будет углом < - кН прицеливания, так как tQ — время пролета базы, равной — .
Аналогичное доказательство можно вывести непосредственно из рассмотрения чертежа:
(90>
с другой стороны,
C=B- — в и н
(91)
в (90) и имея в виду, что <у1='Г2, получим:
Bht WtQv<T WT
Подставив с из (91)
tgQ —---- —------—-----.
Hh2 Hv2^ Н
Действительно, угол, построенный линейкой, есть угол прицеливания, без учета отставания.
Доказательства выведены при произвольных с, и р2; следовательно, принятое допущение, что базу можно выбирать произвольно по величине и по месту расположения остается справедливым.
Мы решали задачу, исходя из предположения, что скорости гаек 3 и 4 равны. Решение не изменится, если эти скорости будут различны. Предположим, что скорость гайки винта II в т ра& больше скорости гайки винта Z:
(93>
Подставив значение из (93) в (89) и умножив числитель на т, получим:
tg?=-^-==±. (94>
Zo
Отсюда следует, что для сохранения равенства (89) необходимо и масштаб с для винта II также увеличить в т раз. Последнее позволяет выполнить размеры построителя любыми.
Рассмотрение работы механизма показало, что угол прицеливания получался в результате двукратной засечки цели
249*
в произвольном месте. Если в момент второй встречи, выключив винт II, включить винт I, то по прошествии некоторого времени tx линейка 1 и цель совместятся на угле прицеливания Но так как линейка 2 установлена уже на угле прицеливания, то произойдет замыкание контактов, и бомба будет сброшена автоматически.
Построение угла прицеливания показано на графике рис. 182.
Прямая (7) изображает закон движения цели [формула (1) WT 1
tg{3 = tg(30---. Движение визирной линейки 2 согласно
77 I
формуле (52) представлено кривой (2),
После установки времени t — Т на винте 7, получаем на кривой точку Мг с абсциссой:
Точка Мг соответствует первой встрече (засечка) визирного луча с целью под углом пуску второго винта и началу движения гайки 4, находящейся в точке О. В этот момент линейка 2 может занимать неопределенное положение:
tg{3—_ — ос, так как t — О и с2 — 0. (95)
v2t о
Сместим винт II от начала О на величину с=с1—с2. Одновременно винт I сдвинется в противоположном направлении на ту же величину с или на величину, ей пропорциональную. При этом построится угол р2.
По прошествии некоторого времени t0 происходит вторая встреча (засечка) визирного луча с целью под углом р2 (точка М2). На этом заканчивается измерение базы; выключается винт II и включается винт I. Линейка 2 построит угол ср:
Спустя некоторое время tx линейка 1 и цель совмещаются с линейкой 2 (точка М3) — происходит сбрасывание бомбы.
Движение визирной линии за время 70 между точками М± и М2 можно представить происходящим синхронно с движением цели; тогда линейка 2 в течение всего этого времени будет составлять с вертикалью постоянный угол <р:
tg<p= —— = — const, (96)
^2?0 ^0
250
и движение прицельной линии изобразится на графике прямой М0М3, параллельной оси ординат, т. е. гайка 4 будет двигаться по прицельной линии. Это свойство имеет важное практическое значение. Совершенно очевидно, что движение визирной линии между Мг и М2 может быть любым, что весьма ценно при бомбометании, когда цель плохо видна или же появляется временами. Так, например, сделав первую засечку цели под углом (пуск винта II), мы можем после этого манипулировать визирным лучом как угодно — расположить его впереди цели или оставить позади; далее, перемещать синхронно с целью, удерживая визирный луч на цели или даже с некоторым упреждением относительно последней и т. д. Важно лишь, чтобы к моменту второй встречи было выполнено точное совмещение цели с визирным лучом, своевременное выключение винта II и пуск винта I.
Ввод отставания (у). В наших рассуждениях предполагалось, что отставание у = 0. Чтобы учесть отставание, достаточно сместить на соответствующую величину начало отсчета tg<p. На рис. 183 показана схема механизма для ввода отставания. В данном случае винт I занимает неизменно вертикальное положение. Цапфа же 5 гайки 3 при своем движении скользит параллельно лучу отставания. Для этой цели служит специальная линейка 6, предварительно устанавливаемая под углом отставания у; гайка 3 снабжена дополнительно горизонтальными направляющими 4, вдоль которых (под действием линейки 6) скользит цапфа 5, в свою очередь ведущая визирную линейку. Такое же устройство имеется и для прицельной линейки.
Конструкция имеет много общего с прицелом «ОПБ 2». Использование готовых деталей прицела достигает 6О_7О°/о.
Кинематическая схема прицела изображена на рис. 184 (две линейки 1 и 2, с общей осью вращения О, и два винта I и II с гайками 3 и 4). Линейка 1 имеет передачу 11 на визирную призму; линейка 2 прицельная и вращается вхолостую.
На общем основании 5 расположены два горизонтальных винта 6 и 7 одинакового шага. Винт 6 вращается в два раза быстрее винта 7. Винты несут на себе гайки-опоры 16 и 17, на которых закреплены кронштейны 10 и 12 с ходовыми винтами I и II.
При вращении рукоятки визирования. 30 винты I и II перемещаются с различными скоростями в противоположном направлении, как показано стрелками. Кроме того, винт I при помощи рукоятки 32 может иметь дополнительно независимое движение вдоль винта 18. Последнее приспособление позволяет строить первоначальный угол визирования любой величины,
251
Рис. 184. Кинематическая схема прицела «Р»
252
25‘
Мотор вперед 'Мотор назад
/ г*зб
/ Рукоятка ручной установки врем „Г
Окуляр
Сетка
Мотор
Направление полета
Ж
Фокуснь/и уровень
Рукоятка угла 'отставания 6 е
визирование I и w о ,____нейтр. полоЖ.
^РуМа, „Рукоятка предварительного визирования Zcekm *20 т*1>25
Карда ныа подвес прицела
Рис. 185. Конструктивная схема прицела «Р» (первый вариант):
8 — кнопка для быстрой установки стрелок в исходное положение с помощью мотора; 8' — барашек для установки стрелок (времени Г); 9— призменная часть прицела; 11 — гибкая лента; 13 — рычаг переключения винтов I и II; 14— рычаг включения и выключения мотора; 25— стрелка углов визирования; 26 — стрелка углов прицеливания; 25' и 26' — индексы в поле зрения; 21 — шкала углов визирования; 21'— шкала углов визирования в поле зрения; 29— шкала секундомера; 30 — рукоятка для взаимопротивоположного смещения винтов I и II (установка базы); 31 — индекс для установки базы при измерении путевой скорости и высоты; 32 — рукоятка предварительного визирования (искатель); 33 — шкалы путевых скоростей и высот; 38 — рукоятка отставания: 38' — установка отставания на механизм наклона линии визирования
т. е. первую засечку цели производить в произвольном месте.
Для ввода отставания служит следующее устройство. Гайки 3 и 4 несут на себе горизонтальные направляющие 19 и 20,
вдоль которых могут пере мещаться цапфы 21 и 22. Цапфы смещаются вдоль направляющих специальными линейками 23 и 24, которые предварительно устанавливаются под углом отставания и в этом положении закрепляются. Благодаря этому при движении гаек 3 и 4 цапфы 21 и 22, с которыми соприкасаются визирные линейки, будут смещаться на величину, пропорциональную отставанию.
Углы, составляемые линейками 1 и 2 с вертикалью, отсчитываются стрелками 25 и 26 по шкале 27. Совмещение стрелок соответствует моменту замыкания на линейках контактов сбрасывания.
Передача от мотора к винтам I и II осуществляется с помощью двух переключающих устройств. Первое из них управляется рычагом 14, второе — рычагом 13. Каждый рычаг может занимать последовательно три положения.
При первом положении рычага 14 моторная цепь разомкнута — мотор выключен. В положении (2) включается мотор. Передача к винтам происходит только при нажатии кнопки другой винт, смотря по том
Рис. 186. Общий вид прицела «Р» (вид спереди):
1а — внешняя неподвижная труба прицела;
— внутренняя подвижная труба (оптическая труба поворачивается на угол сноса); 1с — коробка с счетнорешающим механизмом (закрепленная на внутренней трубе); 8 — кнопка для быстрой установки стрелок с помощью мотора; 8' — барашек для установки стрелок (времени Т); 9 — призменная часть прицела; 14— рычаг включения и выключения мотора; 32 — рукоятка предварительного визирования (искатель); 38—рукоятка отставания; 38' — установка отставания на механизм наклона линии визирования; 39 — рукоятки для поворота прицела на угол сноса; 40 — барашек для регулировки диаметра пузырька фокусного уровня (F)
8\ при этом включается тот или у, в каком положении находится
253
рычаг 13. Вращение к винтам 1 и II передается в обратном (рабочему ходу) направлении. Последнее служит для установки линеек в исходное положение. При третьем положении рычага 14 винты I и II получают прямой (рабочий) ход. Включение того или иного винта осуществляется рычажком 13, имеющим для итого соответственно положения 1г и II г. В нулевом положении рычага 13 оба винта выключены.
Рис. 187. Общий вид прицела «Р» (вид слева):
8 — кнопка для установки стрелок с помощью мотора (быстрая установка в исходное положение); 8' — барашек для установки стрелок (установка времени 7); 14 — рычаг включения и выключения мотора; 39 —- рукоятка для поворота прицела на угол сноса; 41 — рычаг для управления курсоуказателем; 42 — переключатель напряжения с 12 на 24 вольта; 43 — выключатель электрообогрева прицела; Р — электрический предохранитель: Нг—реостат для регулирования степени освещения сетки и фокусного уровня; Г2 — реостат для регулирования степени освещения циферблатов; V — присоединение прицела к электросети
от начала О. В начале работы это расстояние должно равняться нулю (с —0) и отмечается индексом 37 на шкале 36. Кроме того, и время должно равняться нулю (£=0), что можно проверить по положению, занимаемому стрелкой на циферблате 28. В данном случае, кроме секундной шкалы, на циферблате 28 нане-
Винты I и II кинематически связаны со стрелками циферблатов 29 и 28, на которых отмечается время в секундах, соответствующее расстояниям и /г2. Так как расстояние должно быть пропорционально времени падения Г, то циферблат 29 называется шкалой времени падения Индекс -Л —вспомогательный; он служит для предварительного выбора первоначального угла визирования Для этой цели индекс 31, при помощи рукоятки 32, ориентировочно устанавливается против значения путевой скорости по шкале 33. Кроме того, на шкале 33 имеются два постоянных знака 34 и
35, служащих для установки базы при определении путевой скорости и высоты. Для этого индекс 31 последовательно совмещается сначала с индексом 34, а затем с индексом 35.
На шкале 36 отмечается расстояние с для винта II
254
Рис. 188. Общий вид прицела «Р» (вид сверху):
25 — стрелка углов визирования; 26 — стрелка углов прицеливания; 28 — шкала секундомера (текущее время измерения!); 2.9 — шкала установки времени падения Т; 30 — рукоятка для взаимопротивоположного смещения винтов I и II (установка базы); 31— индекс для установки базы при измерении путевой скорости и высоты; 32 — рукоятка предварительного визирования (искатель); 33— шкала путевых скоростей; 34 и 35— отметки для установки постоянной (измерительной) базы;
36 — шкала С; 37 — указатель величины С; 39 — рукоятка для поворота прицела на угол сноса; 40 — барашек для регулировки диаметра (2—3 мм) пузырька фокусного уровня; 41 — рычаг для управления курсоуказателем; 44 — выключатель реле электросбрасывания; Sj, S'a и Sa — сигнальные лампы (St —синяя лампа, горящая всегда, когда обе линейки дают контакт независимо от того, включен или выключен выключатель 44; S2-— красная предупредительная лампа и Ss — красная сигнальная лампа в поле зрения, дающие спокойный свет, когда мотор в крайних положениях выключен и не работает; переключающий рычаг 14 стоит в положении «обратный ход от руки» и таким образом винты выключены и мотор вращается вхолостую; отметчик измерительной базы не стоит па «пуле»; стрелка на циферблате времени (28) не стоит на нуле; замкнуто электрореле сбрасывания при выключенном выключателе (44); обе лампы S2 и Ss дают мигающий свет, когда время измерения базы Тх больше 45 сек.; слишком большой угол визирования в начале измерения базы; S4 — лампа-софит для освещения циферблатов; W — шкала измеряемых путевых скоростей
255
сена и шкала путевых скоростей (РИ), по которой отсчитывается измеренная путевая скорость.
Перед бомбометанием механизм необходимо установить в исходное положение, т. е. установить: на шкале 36 с—0; по циферблату 28 t=0; затем по циферблату 29 установить время Т\ при этом /г1='Г171 и Л2 = 0. Далее, при помощи рукоятки 38 установить угол отставания у. При этом цапфа 21 смещается на величину Л1-tgy=^1Z’-tgy.
Обычно индекс 31 при помощи рукоятки 32 приближенно устанавливается на значение путевой скорости. В результате этих установок будет построен угол рх, определяющий начало измерения базы.
На рис. 185 изображена конструктивная схема одного из первых вариантов прицела «Р», построенного на базе прицела типа «ОПБ 2».
Общий вид более поздней модели прицела «Р» показан на рис. 186, 187, 188. Прицел незначительно отличается от первоначальной инструкции.
Порядок работы. Согласно изложенному общий порядок работы по определению момента сбрасывания таков (см. рис. 182): 1) устанавливают механизм в исходное положение (винт II в точке О\ винт I — на произвольном расстоянии сх от начала О); 2) устанавливают (отрабатывают) на винте I время Т, равное времени падения бомбы с данной высоты; при этом будет построен угол (закидывая визирный луч, отыскивают цель смещением звена 7); 3) в момент засечки (совмещения) цели под произвольным углом включают винт 11\ 4) вращая рукоятку 30 и сдвигая винты, выбирают момент второго совмещения (засечки); 5) в момент второго совмещения под произвольным углом [32 выключают винт II, включив при этом винт I.
На этом работа заканчивается. По прошествии некоторого времени tx линейка 1 (визирный луч) и цель совместятся с линейкой 2. Произойдет сбрасывание бомбы.
Указанный порядок работы с данным прицелом не единственный. Имеется возможность осуществлять прицеливание различными способами в зависимости от обстановки полета, видимости цели, условий работы на самолете и т. д.
7. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕВОЙ СКОРОСТИ И ВЫСОТЫ ПОЛЕТА
(а) Прицел «ОПБ 2»
Путевую скорость можно измерить, если X (см. рис. 161) сделать постоянным:
X=const, ^56
а весь процесс в прицеле обратным. Тогда первое визирование станет вторым, а второе первым, и мы получим:
- — ) п
(97)
где Х = 1000 м.
По этой формуле рассчитаны значения углов (32 (табл. IX), определяющие начало измерения базы в зависимости от высоты.
Рис. 189. Вид наружных шкал прицела «ОПБ 2» (при измерении путевой скорости поворачивается на 180°):
/—шкала секундомера для устанэвки времени Т; 2 — шкала углов визирования; 3— шкала путевых скоростей; 4 —шкапа высот; 5 — шкала значений С; 6 — шкала углов отставаний; 7 — отсчетный индекс
Значения углов р2 нанесены на шкалу углов визирования (рис. 189) и оцифрованы в высотах.
Путевая скорость при этих условиях определится из равенства:
W=£-, (98)
где Tw—фиктивное время падения бомбы.
Отсюда:
Г =—. (99)
w рр v 7
17 к.А. Бабичев
257
Значения углов
Таблица IX
Н. м Р/ Н, м 3.°
1000 45° 3000 18°30'
1500 33°50' 4000 14W
2000 26°40' 5000 11°20’
2500 21°50' 6000 9°30»
По этой формуле рассчитываются значения Tw в функции от W (табл. X).
Таблица X
Значения Tw
W, м/сек Tw, сек W, м/сек сек
30 33.3 60 16.65
40 25.0 70 14.25
50 20.0
Значения Tw нанесены на циферблат секундомера (рис. 189) и оцифрованы значениями путевых скоростей.
Порядок работы таков: 1) поворачивают прицел в пяте на 180°; 2) устанавливают стрелку шкалы углов визирования на заданную высоту (при у=0) аналогично отработке времени при определении угла прицеливания. В результате устанавливается угол визирования р2, определяющий начало базы; 3) по приходе какого-либо местного предмета на заданный угол Р2 пускают часовой механизм; 4) при вторичном приходе механизм останавливают — стрелка на циферблате секундомера укажет путевую скорость.
Замечание. Совершенно очевидно, что меняя в прицеле с, можно выбрать базу любой величины.
258
(б) Прицел «Р»
При известной высоте Н путевую скорость можно определить, задавшись постоянной базой:
В = 3000 м = const.
Постоянство базы (рис. 190) можно обеспечить или при постоянном h и переменном с, или при переменном h и постоянном с. Выберем последнее условие и примем: q—с2 =e=30MM = const [с2 устанавливается по метке (индексу) по шкале с; с2 фиксируется упором в заднем крайнем положении или также индексом] .
Рис. 190. Схема измерения путевой скорости прицелом «Р>>
Имея в виду, что
71S 60*1 л I гл Г\(~\\
р = — = = 1 мм/сек, (100)
где s — шаг; п — число оборотов винта 11 (рис. 191), получим:
или
Н _ В_ с
н _
Тг “ с
(101)
17*
259
Подставив в эту формулу принятые значения, находим:
Н зооо-i .
— =---------- == 100 м/сек.
Т. зо
Следовательно, чтобы сохранить постоянство базы, следует подобрать значения Тг — 7\ (Я):
1 100
По этой формуле составляется рабочая таблица,гкоторая прикрепляется к прицелу и служит для установки Тг (табл. XI).
Рис. 191. Индикатор для указания путевой скорости в прицеле «ПР>>
Таблица XI
Значения Тг = Т\ (Н)
Н, ГМ Ti, сек Н, гм Ti, сек
6 6 i 10 10
7 7 20 20
8 8 . . . . . .
9 9 . . . . . .
Согласно формуле (101), имеем:
D сН кН .
В —-----=-----— const
Л
260
или
В const
(102)
^0
и
__ const
где В -//(tgf^—tgp>2); tQ — время пролета базы.
Задаваясь величинами W, получим соответствующие значения tQ (табл. XII). На циферблате секундомера теперь можно нанести добавочную шкалу /0, оцифровав ее непосредственно значениями W, как это и сделано в одном из вариантов прицела «Р». На рис. 191 показано устройство индикатора для определения путевой скорости и высоты. Индикатор приводится в движение от винта прицельной линейки.
Угол ф поворота барабана 33, соответственно полученным значениям t0^=t9(W), равен:
ф=-36О°-А-п-/о (103)
или
где i~— — передаточное число от винта к барабану. 60
По этой формуле рассчитана табл. XII. По данным этой таблицы построена шкала путевых скоростей на барабане 33 (рис. 202).
Т а б ли ц а XII
Значения угла поворота барабана ф°
1 W, м/сек । to, сек j ! 1 _ •г i
1 35 85.7 । 514°
40 75 ! 450°
50 60 ! 360°
1 1 60 50 | 300°
1 160 ; ' । 18.67 • у 112° 1
Порядок работы при определении путевой скорости W и высоты Н таков: 1) ставят винт I на метку 34 (см. рис. 184) по шкале 33; 2) включают винт I и отрабатывают время (из табл. X); 3) в момент совмещения луча с целью включают винт II (при /--0); 4) ставят винт I на следующую метку 35
261
(упор); 5) в момент второго совмещения выключают винт 6) по шкале на барабане (или на циферблате — вариант В) читают значение путевой скорости W.
(в) Определение высоты полета Н
Если известна путевая скорость, то высота полета легко кН
определяется. Из формулы j?=-— получаем:
„ ВТ WTt0 п =----= -----•
к к
Как и при определении путевой скорости, принимаем:
с1— с2 — с —30 мм,
Л-=—.
V
Здесь вместо Т подбирается Т2, в зависимости от известной уже скорости, из условия
W2 = 2000 м. (104)
Тогда
я= 2000^=соп81 (105)
к
Таким образом, измерив /0, найдем Н.
По формуле (104) рассчитывается рабочая таблица, прилагаемая к прицелу; по ней устанавливается предварительное время У2 на винте I (табл. XIII).
Таблица XIII
Предварительное время Т2
W, м/сек Г», сек УХг, м/сек Г8> сек
34 58.8 80 25.0
40 50.0 . . . . . .
50 40.0
262
Шкала Н рассчитывается по формуле (105):
const
и наносится на тот же барабан, на котором нанесена шкала путевых скоростей (рис. 191).
Порядок работы таков же, как и при определении путевой скорости, только на винте I предварительно отрабатывается не время Tv а время Т2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩЕЕ РЕШЕНИЕ ПРИЦЕЛЬНОЙ ЗАДАЧИ
Задача прицеливания при бомбометании имеет много различных технических решений, на первый взгляд не связанных между собою никакой последовательностью. Такое разнообразие решений создает трудности в изучении данного вопроса. Стало быть, необходимо найти общее решения, из которого отдельные решения вытекали бы как частные случаи.
Ниже, в качестве первого приближения, приводим аналитическое, геометрическое и кинематическое решения прицельной задачи в общем виде, из которого вытекают отдельные решения, как частные случаи, путем изменения того или иного параметра.
Предпринятая нами первая попытка геометрического обобщения представляется своевременной и полезной, если при этом помнить, что «геометрическое толкование должно быть ясно и просто и должно всегда близко прилегать' к рассматриваемой задаче, стремясь к изучению вещей самих в себе... Математическая истина только тогда должна считаться вполне обработанной, когда она может быть объяснена всякому из публики, желающему ее усвоить. Я думаю, что если возможно приближение к этому идеалу, то только со стороны геометрическо! о толкования или моделирования».*
К общей классификации прицелов, рассмотренной нами, следует сделать еще одно замечание, вытекающее из предлагаемого ниже обобщенного решения прицельной задачи. Можно сказать, что тип прицела определяется размерностью исходных данных, вводимых в построитель угла прицеливания (рис. 192).
* Н. Е. Жуковский. Собрание сочинений, т. IX, стр. 185— 186, М.—Л., 1937.
264
Так, например, если оси прямоугольных координат принять за шкалы линейных скоростей [м/сек] и отложить значе-
ниеТср= Н по оси ординат, а значения И7—по оси абсцисс Т
(рис. 192а), то прямая, проходящая через отмеченные точки, образуете осью ординат угол прицеливания <р. Такой способ построения угла прицеливания положен в основу векторных прицелов.
В другом случае стороны построителя приняты за шкалы угловых скоростей [сек-1]. Тогда, отложив по оси ординат значение —, а по оси абсцисс — значе-Т
И' ние —, и соединив отмеченные Н
точки прямой, также получим угол прицеливания (рис. 192b). Такое построение положено в основу с и н х р о н н ы х п р и ц е л о в.
Наконец, если оси координат приняты за временные шкалы [сек], то, отложив по оси абсцисс величину к~Т- AtgP (где Atg[3 произвольно), а по оси ординат — время Zo пролета базы и соединив полученные точки прямой, построим угол прицеливания. Такой способ построения положен в основу базисных прицелов.
В случае же непрерывного из-
Рис. 192. Схема автоматического построения угла прицеливания в прицелах различного типа
менения Atg[3 и, следовательно, изменения /0, будем иметь
новый тип синхронного прицела.
1. АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
Рассматриваемые механизмы можно назвать построителями углов прицеливания. Угол прицеливания согласно формуле (5) находится из равенства:
tgY, (106)
где WT—путь самолета за время падения бомбы; Z — H—
265
д
высота полета; а = —
* Н
=tg у— отставание
бомбы;
И7 — путевая
скорость.
База В, в общем случае, является функцией высоты полета Н:
(107)
Измерив время tQ пролета базы, получим:
Н (tg рг - tg р2) = HAtgp
^0 ^0 ^0
(108)
Разность тангенсов Atg{3 =tgp6 =b назовем относительной базой, которая выбирается произвольно.
Подставляя значение W из формулы (108) в формулу (106), находим:
tgcp = Atg — — tgy. (109')
*0
Имея в виду, что tgy можно учесть смещением начала отсчета tg<p, положим у —0. Тогда тангенс угла прицеливания будет равен
(109)
tg? = Atg^— .
*0
Здесь время падения бомбы Т является функцией высоты полета Н, воздушной скорости V и характеристического времени 0. Если решать задачу для определенной воздушной скорости и для определенного характеристического времени бомбы, то время падения бомбы Т будет функцией только высоты Я, и мы можем написать:
= (ИО)
откуда
Atgp = tg = | . (Ill)
Эта формула определяет относительную базу tg[36 в зависимости от Н.
Для текущего угла визирования £:
tg₽ = p (112)
где t — текущее время: х =g(H) — параметр, выбираемый произвольно.
Легко заметить, что формулы (109) и (111) получаются из (112) соответственно при t~t0 и t—T.
266
2. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
г сек)i 1
Рис. 193. Геометрическая схема общего решения прицельной задачи по дальности
построена, если заставим точку D
Геометрически формулу (109) можно представить следующим образом.
В прямоугольной системе координат (рис. 193) выбираем точку А с фиксированной ординатой z—T и произвольной абсциссой х=х0.
Практически ордината z строится по шкале в результате установки времени падения бомбы. Величина х0 на решение не влияет и может быть взята произвольной, что дает возможность выбирать угол Рр под которым мы первый раз визируем цель.
Построив затем при точке А произвольные углы рх и р2, получим отрезок ОЕ = Г-ДtgP, пропорциональный базе В.
Углы Pi и р2 определяются, таким образом, визированием цели в течение произвольного времени t—tQ.
Если теперь на оси Oz построить точку D с ординатой то прямая!)2? составит с осью Oz угол <р, т. е. построит угол прицеливания.
Ордината z=t^ будет
двигаться по ординате равномерно в течение времени измерения базы и в конце измерения зафиксировать эту точку.
Как видим, угол прицеливания строится при произвольно выбранных углах базы и |32 и произвольном времени измерения /0, т. е. независимо от величины и расположения базы относительно самолета.
Последнее легко показать. Из треугольника DOE следует:
T-Atgfi . тяг/ Г .
---— tg <р == W • — — const.
/0 н
(113)
Здесь имеется в виду, что исходные данные И7, Т и Н в полете не меняются и остаются постоянными.
Последнее уравнение показывает, что угол прицеливания 9 строится в данной схеме при любом малом времени измерения.
267
При увеличении же времени измерения /0 прямая DE перемещается параллельно самой себе, сохраняя постоянный угол Размеры построителя при этом растут пропорционально времени £0.
Равенство (ИЗ) не нарушается, если в его левую часть ввести коэффициенты пропорциональности, что позволяет сделать размеры построителя любыми.
Итак, мы нашли общее аналитическое решение (109) при цельной задачи и дали геометрическую схему этого решения (рис. 193). Составим теперь принципиальную кинематическую схему.
3. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
На рис. 194 изображена принципиальная кинематическая схема механизма построителя.
Вообразим три ползуна 7, 2 и 3, которые управляют двумя линейками 4 и 5, как это показано на чертеже. Линейку 4 назовем визирной, а линейку 5 прицельной.
В отличие от геометрической схемы, построитель углов прицеливания для наглядности повернут в обратную сторону, что сути дела не меняет.
268
Ползуны 1 и 2 могут перемещаться по вертикальным направляющим 6 и 7, а ползун 3— по горизонтальной направляющей 8. Помимо этого, ползун 1 вместе со стойкой 6 может получать независимое смещение xQ по горизонтальной направляющей 8, что обеспечивает свободу выбора угла визирования определяющего начало базы.
Перемещение ползунов осуществляется или вручную, или механически—с помощью мотора с постоянным числом оборотов.
Ввод параметра Т производится смещением ползуна 1 относительно шкалы времени 9, которая может быть оцифрована высотами Н.
Разность тангенсов A tgP (относительная база) строится смещением ползуна 3 с помощью рукоятки 10 и винта 11.
В результате получаем произведение:
T-Atgp = х.
Визируя два раза цель под произвольными углами рг и (32, получаем время пролета базы tQ. Если ползун 2 установить по шкале на полученное время, то линейка 5 построит угол прицеливания
tg? = ——
Угол отставания у можно учесть, если точку D вращения линейки 5 сместить по оси х на величину, пропорциональную отставанию А; тогда:
tg? =----—tgy-
‘О
Синхронизатор, представленный на чертеже деталями 72, 13, 14, 15 и 16, позволяет перейти на синхронный способ прицеливания. Этот случай будет рассмотрен ниже при разборе частных решений.
Построенная таким образом схема объединяет все решения, представляемые прицелами различных систем, как это будет видно на отдельных примерах.
4. ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ
1. Если взять
В = кН, то
A tg = к
io
269
В ряде прицелов
к = 1; 0.5; 0.33; 0.25; 0.20 и 0.32.
При этих значениях параметра к получаем (соответственно прицел Толмачева и прицелы типа «ОПБ 1»).
2. Если взять t -
0 ” к ’ то
кТ-Ь tgp ГЧ-т ’ где т — выдержка времени.
В существующих конструкциях к = 1; 2 и 3.
В данном случае получаем уже известные при целы, работ которых основана на методе Кирпичева — Ботезат.
3. Если база выбирается независимо от высоты, т. е.
В = к то и
При к = 300 м получаем прицел «Лотфе 2» и другие, сходные с ним.
4. Если взять
то
tg? = &.Д tgp.
ПриЛ = 1,е1/2и 1/зсоответственнополУчаемпРиЦелЬ1: Сикорского, «Лотфе 1», «Нистри», «Д8» и др. В методе Сикорского время измеряется по фактическому времени падения бомбы
270
(пристрелочной). В этом случае не требуется знание всех остальных входных данных.
5. Согласно формуле (108):
где УСр = -у--средняя вертикальная скорость падения бомбы.
В этом случае получаем так называемые векторные прицелы. В разобранных выше примерах база являлась произвольной функцией высоты f(H), и решение прицельной задачи не всегда получалось однозначным.
Разберем теперь следующую группу прицелов, в которых с помощью соответствующего выбора базы задача решается однозначно.
6. Положив в уравнении (111)
х = к — const,
находим:
t.
В этом случае получаем многочисленную группу прицелов типа «АП-2». Заметим, что простейший тип такого решения осуществляется с помощью тангенсного механизма, поступательное звено которого (нижний визир) может устанавливаться по горизонтальной шкале, построенной согласно формуле (112):
отсюда
7 к X = I----,
t
где I — высота тангенсного построителя.
Здесь построители углов визирования и прицеливания совмещены в одном механизме. Визир устанавливается по шкале дважды, соответственно для Т и tQ.
271
7. Еслипопрежнему оставить к=const, а движение прицельной линии подчинить формуле (112), то получаем соотгетствен-но прицелы Тайлефер и «BZG 2».
8. В простейших вариантах прицела «ОПБ 1р» А = const.
В качестве построителя угла прицеливания здесь использована шкала секундомера, которая рассчитана по той же формуле (112).
9. Если к считать переменным параметром р, а х0 в схеме (рис. 193) принять равным нулю, то
Atgp= tgPi =
И
tg₽2 = ~ = tg<p, ?0
т. е.
₽2 = ?•
Следовательно, конец измерения базы совпадает с моментом сбрасывания бомбы.
В этом случае получаем прицел «ОПБ 2»
10. Очевидно, что если попрежнзму оставить х = р, а зависимость (112) осуществить с помощью двух визирных линий, для которых параметры рг и р2 различны, то в конце измерения баз обе визирные линии совместятся под углом <р:
Р21— Р22”?
и сбрасывание осуществляется автоматически.
В данном случае получаем прицел «ПР».
В прицелах «ОПБ 2» и «ПР», как видим, х0 принимается равным нулю, а произвольный параметр р в процессе измерения не меняется и остается постоянным.
11. Если принять xQ и х произвольными, то
и
*0
т. е. при одновременном вводе функции x=^g{H) для визирной линейки и для прицельной линейки угол прицеливания окажется построенным в любой момент времени, и, следовательно, само визирование можно прекратить.
272
Здесь, таким образом, получаем обобщенное решение прицельной задачи.
12. Наконец, если ввод функции g(H) осуществить непрерывным совмещением визирной линии с целью (вручную или с помощью синхронизатора), как это показано на рис. 194, то измерение базы протекает автоматически и длится до самого момента сбрасывания (при замыкании контактов), а само сбрасывание происходит автоматически. Получается синхронный прицел вне-сколько иной геометрической интерпретации (в отличие от принятой). Преимущество данного решения заключается в том, что высота построителя угла прицеливания растет пропорционально времени синхронизации и дополнительно может быть увеличена путем ввода коэффициента пропорциональности.
Рис. 195. Кинематическая схема общего решения прицельной задачи (вариант II)
Исключается «мертвое» время в измерении базы; Фрикционный механизм теряет функции счетно-решающего механизма и, значит, его работа не зависит от проскальзывания. В результате конструкция прицела упрощается, а точность построителя повышается.
Таким образом, предлагаемая схема (рис. 194) дает общее решение задачи прицеливания при бомбометании, из которого вытекают частные решения, как это было показано на отдельных примерах; благодаря этому ее можно приспосабливать к различным условиям бомбометания.
18 к. А. Бабичев 273
Если представить, что время падения бомбы вводится не-прерывно — как функция высоты, то задача прицеливания решается автоматически, независимо от изменения высоты и скорости.
Кинематическая схема дана нами только для пояснения общего принципа и, следовательно, с технической точки зрения не является исчерпывающей. Ее назначение — дать кинематическую иллюстрацию того обобщенного решения, которое, по мнению автора, должно помочь в решении частных задач. Так, например, имея в виду, что база и тангенс угла прицеливания являются частными значениями функции (112) двух независимых переменных, можно, решая эту функцию с помощью коноида, получить иное кинематическое решение.
На рис. 195 изображена принципиальная схема такого механизма. Каждый из двух кулачков (коноидов) 1 и 2 обладает двумя степенями свободы — поступательным движением вдоль своей оси и вращательным вокруг нее. Согласно формуле (112), уравнение профиля коноида выражается функцией двух независимых переменных:
tg F(z, .т)== у .
Переменная t—Т вводится поворотом коноида 1 путем установки стрелки 3 на заданную высоту. Разность тангенсов (относительная база) AtgP вводится одновременным смещением обоих коноидов на некоторую произвольную величину х. Переменная /=70 вводится равномерным вращением коноида 2 от хронометра 4.
Величины тангенсов углов визирования даются перемещением толкателя 5 и коромысла 64. Углы визирования указываются стрелками 7 и 8.
Управление визирным лучом и установка угла визирования, определяющего начало базы, осуществляется с помощью ползуна 9. Ползун может получать независимое движение вдоль оси толкателя 5 от рукоятки 10. С ползуном сцеплена визирная линейка 12, которая строит углы визирования р. Для автоматического сбрасывания бомбы стрелки 7 и 8 (марки) снабжаются электрическими контактами.
ЛИТЕРАТУРА
I. Н. Г. Бруевич, Механизмы точной механики (применительно к приборам управления артогнем и бомбометания), ВВА, 1938.
2. Н. Г. Б р у е в и ч, О точности механизмов, АН СССР, 1941.
3. М. П. Соловьев и А. И. Арбузов, Основы бомбометания, ВВА, 1940.
4. И. И. А р т о б о л е в с к и й, Теория механизмов и машин, М. — Л., 1940.
5. Б. Н. Юрьев, Экспериментальная аэродинамика, ч. 1, М.— Л., 1939.
6. Н. Е. Ж v к о в с к и й, Полное собрание сочинений, т. V, М. — Л., 1937.
7. А. Н. Ж у р а в ч с и к о, Теория аэрометанпя и прицельных прибо: ров, Л., 1925.
8. Труды Комиссии но изучению воздушной артиллерии, образованной при Управлении военного воздушного флота по указанию полевого генерал-инспектора военного воздушного флота при Верховном Главнокомандующем, вып. 2, И., 1917.
9. То же, вып. 3, П., 1918.
Ю. То же, вып. 4, 1918.
11. Вирен, Описание зеркала для практического бомбометания (перевод с английского), П., 1916.
12. Иванов, Описание прицельного прибора для бомбометания, системы Иванова, с кратким указанием к его применению, П., 1916.
13. Инструкция, для обращения с прибором системы И. Н. Лебеденко для автоматического сбрасывания бомб с летательных аппаратов, М., 1915.
14. Д, А. Вентце ль, Б. Н. Оку нев, Я. М. Ш а и и р о, Внешняя балистика, Арт. Акад. РККА, 1933.
15. Е. С. Вентцель, Влияние ветра, изменяющегося с высотой, ня точность бомбометания, ВВА, № 8, 1941.
16. Д. А. В е и т цел ь, Балпстическпе таблицы (объяснительный текст), ВВА, 1938.
17. К. А. Бабичев, Исследование трофейного немецкого прицела, для бомбометания «BZG2» — «Zeiss Ikon», ВВА, 1943.
18. К. А. Бабичев, Исследование механизма учета бокового смещения бомбы прицела Бойкова, Труды ВВА, вып. № 77, 1941.
19. К. А. Бабиче в, Описание прицела «ФЛ 110», 206, УВВС, 1932.
]8* 27Я-
20. К. А. Бабичев, Описание прицела Бойкова, УВВС, 1932.
21. К. А. Бабичев и В. С. II р е н д о в с к и й, Отчет по исследованию прицела «Р», НИИ ВВС, 1933.
22. К. А. Бабичев и В. С. П р е н д о в с к и й, Отчет по исследованию и испытанию прицела «ПР», НИИ ВВС, 1933.
23. Б. В ахм ист ро в, Как изготовить самому бомбы? Ташкент, 1920.
24. К. А. Бабичев, Задачник по механизмам точной механики, раздел 1 — Механизмы наклона плоскости визирования, ВВА, 1942.
25. К. А. Бабиче в, К вопросу курсоуказателей «KUVI», ВВА, 1942 (отчет).
26. К. А. Бабичев и В. С. П р е п д о в с к и й, Исследование прицела «GH», НИИ ВВС, 1937 (отчет).
27. А. А. Ф р и д м а н и А. Ф. Г а в р и л о в, Аэробалисгические таблицы, ГГО, 1926.
28. Толмаче в, Балистические таблицы для метания бомб с воздухоплавательных аппаратов, П., 1916.
29. Г. А. Ботезат, Балистические таблицы для метания бомб с воздухоплавательных аппаратов, П.. 1916.
30. Г. А. Б о т е з а т, Балистические диаграммы, П., 1916.
31. Толмачев, Временная инструкция для не автоматического прицела (архив Качинской школы, подлинник в ВВА).
32. К. А. Б а б й ч с в и В. С. II у г а ч е в, Простейший прицел для бомбометания с горизонтального полета с автоматическим определением угла прицеливания, ВВА, 1942 (проект).
33. К. А. Б а б и ч е в и В. С. П у г а ч е в, Проект автоматизации существующих бомбардировочных прицелов и разработка новых, ВВА, 1942 (отчет и объяснительная записка).
34. В. С Пугачев, О механизмах для учета отставания в бомбардировочных прицелах, ВВА, 1943.
35. Н. Г. Б р у е в и ч, Исследование ошибок бомбометания, АН СССР, 1942 (рукопись).
36. Н. И. 3 е н к е в и ч, Анализ различных методов прицеливания по дальности при бомбометании с горизонтально летящего самолета, ВВА. Труды 1944.
37. Н. И. 3 е нк е в и ч, К выбору рационального метода прицеливания, ВВА, Труды, 1944.
38. А т а г о, Общее описание прицельных приборов для бомбометания, Синкося. Токио, 1933 (перевод).
39. Henri Chretien, Meadows, Le bombardement aerien, Titre X — Arnieinent (из материалов Версальской комиссии по разоружению).
40. Oskar Prochnow, Die Zielgerate der Feinde Deutschlands
zum Bombenwurf aus Flugzeugen, Berlin — Friedenau.
41. Scuola da Bombardamento, Element! di tiro di caduta, Milano, di Cor-bella.
42. L a f a y, Notes sur 1'appareil de visee, Ministere de la Guerre Services des fabrications de TAviation (заметка о прицельном приборе Лафе).
43. Mechanical Engineering, vol. 46, No. 6, 1924.
44. H of e (in Wien), Die Entwicklung der Bombenabwurf-Visiergerate, Berlin, 1931.
45. Aktiengesellschaft К. P. Goerz, Goerz Abwurfsehrohre, Bratislava (ln.-u. Auslandspatente), Beschr. Nr. 743.
46. Idem, Das vollautomatische Goerz Abwurfsehrohr, T\pe <R», Beschr. Nr. 766/XII.
47. Idem, Theoretische Unterlagen zum Abwurfsehrohr, Goerz-Type «R», Wien.
276.
48. Idem, Automatische Abwurfsehrohr System Boykow, Beschr. Nr. 716.
49. Зарубежная Аэротехника, № 2, 1926; № 5, 1927.
50. Aktiengesellschaft К. P. Goerz, Goerz Geschwindigkeitsmesser, Beschr. Nr. 714/L.
51. Idem, Goerz Abwurfsehrohr, Beschr. Nr. 714/K.
52. Idem, Goerz Abwurfzielfernrohr, mit Walzentabelle, Beschr. Nr. 716/K.
53. Dashwood-Partners, Wimperis Drift Bomb Sights, London.
54. Dashwood-Partners, Course Setting Sights for Bombing and Navigation.
55. The Gaertner Scientific Corporation, Estoppey Bomb. Sight Type D-4, Chicago, 1923.
56. The Gaertner Scientific Corporation, Bomb Sight Type D-8.
57. Zu der Patentschrift 560523, Kl. 72fGr. 15.
58. OM1, Traguardo di puntamento perscopica a stabilizzazione automatica brev. «Nistri».
59. «La Filotecnica», Ing. A. Salmoiraghi S. A., Le viseur de bombardemet modele Jozza, Milano.
60. Jules Vial, Instruction sur le reglage du bombardement'par avions par 1’emploi du viseur a deux directions et de 1’indicateur В. С. V., Paris.
61. Zeiss Ikon, Entwurf einer Beschreibung und Bedienungsvorschrift fur KUV1 2, Dresden, 1940.
62. С. P. G о e r z,Beschreibung des neuen vollautomatischen Goerz-AbwurL sehrohres (Fl-265), Wien.
63. C. Zeiss, Nachtrag zur Beschreibung vom Lotfernrohr 2/C, Jena, 337111/7.
64. C. Zeiss, Lotfernrohr 4 (Lotfe 4), Jena 337105/4.
65. C. Zeiss, Libellen-Lotgerat, Jena 337101/2.
66. C. Zeiss, Lotfernrohr 2C (Lotfe 2C), Jena 337111/4.
67. C. Zeiss, Lotfe M/1, Berlin, 1922.
68. C. Zeiss, Flugzeugausrustung mit modernen optischen Gera ten, Nr. 117, Jena, 1931.
69. Optique et Precision de Levallois (OPL). Viseur de bombardement periscopique, О. P. L., 1929.
7o. Bomben-Abwurf-Lehre, Berlin, 1916.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................................... 3
Ч а с т ъ 1
РАЗВИТИЕ БОМБАРДИРОВОЧНЫХ ПРИЦЕЛОВ
Глава 1
Первоначальные принципы техники бомбахетанмя
1. Предварительные замечания.................................... 7
2. ' Отвесное метание бомб «на-глаз»............................ 7
3. Первые опыты прицельного бомбометания........................ 9
(а) Учет относа бомбы.................................... 9
(б) Простейшее прицельное прпсиособж ние - бортовые визиры . . . ...................................... 10
4. Возникновение прицельного бомбометания вдоль нет} а (метод Кирпичева—Ботезат)........................................ 11
(а) Состояние вопроса.................................... И
(б) Метод Кирпичева—Ботезат............................. 15
(в) Проблема стабилизации вертикали..................... 17
(г) Прицел Толмачева.................................... 18
(д) Номограмма системы Толмачева........................ 21
(е) Зарубежная практика................................. 23
5 Важнейшие технические решения задачи бомбометания, разработанные русскими техниками в период 1914—1918 гг. . 24
А. Разработка приборов для бомбометания в плоскости ветра 24
(а) Прицел Сикорского................................... 24
(б) Номографический способ учета относа (прицел Гарфа) 26
Б. Разработка приборов для бомбометания вне плоскости ветра 30
1. Учет сноса (прицел Иванова и ветрочет Журавченко) . . 3)
(а) Состояние вопроса................................... 30
(б) Прицел Иванова...................................... 31
(в) Ветрочет Журавченко................................. 33
2. Оптический способ стабилизации поля зрения (способ Алехновича).......................................... 35
(а) Прицел Алехновича .................................. 35
3. Стабилизация на принципе сферического уровня (способ Ами) 38
4. Автоматическое определение момента сбрасывания (прицельный прибор -Лебеденко)........................... 11
(а) Принцип ............................................ 41
(б) Описание прибора.................................... 42
5. Разработка некоторых других принципов зарубежными конструкторами............................................ 46
(а) Векторный способ учета относа (прицел Вимперпса) . . 46
(б) Метод временной шкалы (прицел «С. Г. S.»)........... 51
(в) Определение абсолютной (путевой) скорости аэроплана (способ Скота)..................................... 53
(г) Способ логарифмического винта (синхронный способ) . 54
278
Глава 11
Некоторые моменты в развитии авиационной5 баяне тики 1. Вводные замечания....................................... 58
2. Балистические таблицы................................... 65
3. Первые балТГстическпе таблицы Ботезат k ............... 68
4. Балистические таблицы системы Толмачева................ 77
5. Номограммы Ботезат...................................... 82
6. Балистические таблицы ЦАС .............................. 83
7. Аэробалистическпе таблицы Фридмана и Гаврилова.......... 84
8. Балистические таблицы зарубежных армий.................. 85
9. Развитие балистики авиационной бомбы в СССР............. 87
Выводы..................................................... 89
Часть II БОМБАРДИРОВОЧНЫЕ ПРИЦЕЛЫ БАЗИСНОГО ТИПА
Глава I
Общая теория базисных прицелов
1. Основные тины бомбардировочных прицелов................ 93
2. Основные понятия...................................., . . 94
3. Теория.................................................. 96
4. Классификация........................................... 98
5. Тактико-технические характеристики баз................... 100
Глава 11
Развитие конструкций базисных прицелов
1. Первые конструкции (1914—1916 гг.)......................103
Предварительные замечания............................ . 103
(а) Прицел-коллиматор Лафе..........................103
(б) Прицел-коллиматор с маятником...................106
(в) Прицел-коллиматор с уровнем.....................107
(г) Прицел — камера-обскура Шпренгштофа ....... 109
(д) Прицел с номограммами «С IX»....................110
2. Последующие конструкции.................................114
А. Прицелы с постоянной базой (прицел «Лотфе 2»)....... 114
Б. Прицелы с переменной базой...........................124
1. Прицелы типа «ОПБ 1» с базой, пропорциональной высоте 124
(а) Прицел «Лотфе 2С»...............................124
(б) Прицел «ФЛ 62» (наклонная модель)...............127
(в) Прицелы типа «ОПБ 1»............................134
2. Прицелы с базой, пропорциональной относу (/? = RWT) 145
Предварительные замечания........................ 145
(а) Прицел «Лотфе 1» (прицел-уровень)...............149
(б) Прицел «Д4».....................................155
(в) Прицел «Д8».....................................161
(г) Прицел «Нистри» ...........>....................162
279
3. Прицелы с базой, определяемой постоянным временем]
(г0 = const)....................................165
(а) Прицел «С» (Клементи).........................165
4. Прицелы, определяющие момент сбрасывания по выдержке времени............................................169
(а) Основание метода..............................169
(б) Прицел «8, Т. Аё.»............................172
5. Прицелы с базой, пропорциональной средней скорости кН
падения бомбы (В = —)............................^4
Теория............................................ . 174
(а) Построение угла прицеливания..................174
(б) Автоматическое построение угла прицеливания ... 178
Типы прицелов с базой, пропорциональной средней скорости падения..........................................182
(а) Прицел Казелла«С. F. S. ) .......182
(б) Прицел «ФЛ 219»...............................184
(в) Прицел «АП 2».................................188
(г) Прицел «8. Т. Аё.»............................193
•(д) Прицел «Р. Z. О.»........................... 196
(е) Прицел-маятник «О. Р. L.»....................196
(ж) Прицел «BZGr 2»...............................199
(в) Прицел «Тайлефер».............................215
(и) Прицел «ОПБ 2»................................218
(к) Прицел Герц—Бойкова.......................... 231
6. Автоматическое сбрасывание...................... 234
(а) Прицел «ПР»...................................234
(б) Прицел «Р»................................. 246
7. Приспособление для измерения путевой скорости и высоты полета.........................................256
(а) Прицел «ОПБ 2;................................256
(б) Прицел «Р»....................................259
(в) Определение высоты полета /7..................262
Заключение
Общее решение прицельной задачи...........................264
1. Аналитическое решение..................................265
2. Геометрическое решение.................................267
3. Кинематическое решение.................................268
4. Частные случаи.........................................269
Литература ...............................................273
Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Академии Наук СССР
Редактор издательства 3. Н. Перля. Технический редактор Е. В. Зеленкова РИСО АН СССР № 2825. А-00185. Издат. № 1213. Тип. заказ.№ 3534.
Подп. к печ. 4/Ш 1948 г. Форм. бум. 60X92716. Печ. л. 1778. Уч.-издат. 18,5.
2-я тип. Издательства Академии Наук СССР Москва, Шубинский пер.,