Бомбовый прицел низкого уровня, Mark III

Бомбовый прицел низкого уровня Mk. III состоял из двух частей: компьютера и прицельной головки, показанных здесь. Наводчик бомбы смотрел сквозь стеклянные пластины, чтобы увидеть изображение движущихся горизонтальных линий, и выпускал бомбы, когда их движение соответствовало движению цели.

Компьютер для Mk. III был очень простым, в нем вводились только воздушная скорость и высота. Диапазон можно определить по ряду линий на белом цилиндре, видимом через плексигласовое окно.

Бомбовый прицел малой высоты Mark III , иногда известный как прицел с угловой скоростью , был Королевских ВВС (RAF) бомбовым прицелом , предназначенным для атак самолетов, летящих на высоте ниже 1000 футов (300 м). Он объединил компоненты бомбового прицела Mark XIV с новым механическим компьютером . В нем было использовано уникальное решение для расчета времени падения: проецирование движущегося изображения на рефлекторный прицел , которое соответствовало видимому движению цели в нужный момент.

Мк. III был разработан и в основном использовался авиацией Берегового командования для атаки подводных лодок . Было обнаружено, что в этой роли он увеличивает вероятность уничтожения подводной лодки на 35% и повреждения ее на 60%. Он также нашел некоторое применение в бомбардировочном командовании на De Havilland Mosquito в тактической роли и в одном случае на Avro Lancaster . Он продолжал использоваться и в послевоенное время, оснащая Avro Shackleton на протяжении всего срока службы этого самолета до 1991 года.

История

(ORS) бомбардировочного командования В 1941 году Отдел оперативных исследований расследовал операции берегового командования против немецких подводных лодок, которые до этого времени в лучшем случае имели лишь умеренный успех. Сравнивая среднюю точность бомбардировки с используемыми бомбами, они предложили разработать более крупную бомбу массой 600 фунтов (270 кг) для атаки подводных лодок на поверхности. Это исследование также показало, что самолеты могли точно наводить бомбы по азимуту, но у них были серьезные проблемы с определением подходящего момента для их сброса. Это предполагало разработку нового бомбового прицела, предназначенного для этой цели.

Ранние образцы Mk. III были переданы двум эскадрильям. На заседании Противолодочного комитета берегового командования 16 декабря 1942 года 59-я эскадрилья RAF сообщила, что были выбраны три прицела для бомбометания неподвижной цели, а затем снова по одному, движущемуся со скоростью 8 узлов (15 км / ч; 9,2). миль в час). Из сорока двух бомб, сброшенных на движущуюся цель, средняя ошибка по дальности составила 18 ярдов (16 м). В одном примере они продемонстрировали ошибку в 6 ярдов (5,5 м) с высоты 800 футов (240 м) при горизонтальной атаке и только 5 ярдов (4,6 м) при падении с высоты 400 футов (120 м) при подъеме с высоты 100 футов (30 м). м) подход. Командир звена GCC Бартлетт и его штурман-пилот Лонгмюр заявили, что этот прицел был большим шагом вперед по сравнению с предыдущими системами.

Патрик Блэкетт На встрече также присутствовал глава ORS . Он сообщил, что более ранний бомбовый прицел для малой высоты Mark II давал ошибку в 20 ярдов (18 м) при полете на эшелоне, как и Mk. XIV. Он предположил, что оба могут быть улучшены за счет добавления радиовысотомера . Однако других членов группы это не убедило: вице-маршал авиации Уилфрид Оултон выразил свое мнение о Mk. XIV, что он «никогда не доверял этому устройству».

Принимая во внимание эти сообщения, главный маршал авиации Филип Жубер сделал Mk. III эксплуатационные требования. Однако, видимо, из-за ограниченности запасов, он ограничил его использование патрулированием над Атлантикой, в отличие от тех, что имели место над Бискайским заливом . Атаки над Бискайей обычно происходили ночью и осуществлялись на глаз с помощью фонаря Ли . Однако в отчете Группы развития берегового командования от 8 января 1944 года сообщалось о попытках использования Mk. III с Leigh Light на Wellington и предположил, что Mk. III быть установлен на всех самолетах, и бомбы сбрасывает оператор легкого самолета, а не пилот.

Ударные крылья

Именно проблема точного определения дальности привела к тому, что и ВВС Великобритании, и Королевский флот поверили, что торпеды «всегда считались наиболее эффективным оружием против кораблей на море». Это довоенное мышление оказалось во многом ошибочным, и неоднократные попытки атаковать конвои торпедами не принесли большого результата. Совместное заседание Адмиралтейства и Министерства авиации 11 июня 1942 года привело к формированию Комитета по авиационным торпедным атакам для улучшения операций. Помимо нескольких собственных предложений, в августе они также связались с ORS для рассмотрения этого вопроса.

Отчет ORS был представлен в декабре 1942 года. Они продемонстрировали, что торпеды можно сбрасывать только с малых высот и скоростей или существует риск разрушения при ударе о воду. Они также имеют тенденцию нырять после входа в воду, что делает их практически бесполезными при атаке конвоев, идущих вдоль береговой линии на мелководье. Но прежде всего они были дорогими, что не имело большого значения при атаке крупных кораблей, но имело довольно сомнительную ценность против трамповых пароходов . Далее они предположили, что бомбы будут гораздо более эффективны против небольших кораблей, особенно если будет доступен бомбовый прицел Mark XIV.

Это один из немногих примеров военного времени: Министерство авиации не прислушалось ко всем советам ORS. Генри Тизард высказал противоположное мнение в письме от января 1943 года, где заявил:

Хотя я один из тех, кто с энтузиазмом относится к прицелу Mark XIV и сожалеет, что он уже давно не доступен для использования, у меня такое ощущение, что ваша ОРС, возможно, слишком оптимистична в отношении его боевой ценности против кораблей с высоты 4000 футов.

Это совпало с введением в Береговом командовании тактики ударного крыла. Раньше атаки совершались различными самолетами, организованными в отдельные группы под прикрытием истребителей. Strike Wings были основаны на атаках групп одинаковых высокоскоростных самолетов, которые прибывали как единая сила, совершали быструю атаку, а затем улетали. Это не только устранило проблему, связанную с тем, что первая прибывшая группа предупредила бы любые зенитные батареи в этом районе о скором появлении более медленных самолетов, но также значительно облегчило оборонительным истребителям прикрытие во время совместного полета группы. Подобные атаки начались в ноябре 1942 года и сразу же увенчались успехом. К началу 1943 года начался массовый переход на Strike Wings, при этом более медленные самолеты, такие как Handley Page Hampden, были сняты с вооружения.

Появление Strike Wings привело к некоторому использованию Mk. III, а также более старые бомбовые прицелы. В конце войны бомбардировочное командование передало свои устаревшие бомбардировщики Handley Page Halifax Береговому командованию, которое переоборудовало их на Mk. III и использовал их в дальних ударах по немецким кораблям в Скагерраке и Каттегате . Мк. XIV в конечном итоге никогда не использовался Береговым командованием в качестве противокорабельной цели.

Бомбардировочное командование

Бомбардировочное командование знало о Mk. III в ходе его разработки, а также по мере того, как его собственные операции расширялись и включали больше тактических атак на малых высотах, Артур Харрис приказал запустить его в производство для использования бомбардировочным командованием в октябре 1942 года.

Прибрежное командование имело приоритет в поставках, и лишь небольшое их количество достигало бомбардировочного командования. Первые экземпляры прибыли в мае 1943 года и устанавливались на бомбардировщики «Дуглас Бостон» 2-й группы. В 1944 году прицел был опробован на Avro Lancasters 617- й эскадрильи RAF Dambusters, которые в конце 1944 года совершили с ними единственную атаку на малых высотах. Большинство экземпляров, отправленных бомбардировочному командованию, были оснащены небольшим количеством De Havilland Mosquito самолетов . в 627-й эскадрилье RAF (которая обычно действовала в качестве следопытов) и в 8-й группе RAF ( Pathfinder Force ).

Пост был

Прицел низкого уровня можно увидеть в иллюминаторе бомбометчика этого отставного южноафриканского Шеклтона.

После войны прицел оставался в Береговом командовании, которым оснащался Avro Shackleton на протяжении всего срока службы этого типа до 1991 года.

Бомбардировка на высоком и низком уровне

Основной концепцией любого бомбового прицела является определение дальности , то есть расстояния, на которое бомбы пройдут вперед после того, как они будут сброшены с самолета. При сбрасывании на относительно низких скоростях, как в случае с самолетами времен Второй мировой войны, основной силой, действующей на бомбу, когда она покидает самолет, является гравитация . Действуя сама по себе, сила тяжести ускорит бомбу вниз, и когда она прибавится к начальной скорости движения вперед, приданной ей движением самолета, траектория станет параболой . Этот путь изменяется с помощью сопротивления , которое со временем уменьшает начальную скорость движения вперед, в результате чего путь становится более вертикальным. Кроме того, ветер может сдвинуть бомбу при ее падении, но, учитывая ее обтекаемую форму и высокую плотность, это, как правило, относительно небольшой эффект.

В типичных примерах бомб, сбрасываемых с высоты 20 000 футов (6 100 м), дальность действия будет порядка 7 500 футов (2 300 м). Простая тригонометрия показывает угол дальности — угол, под которым появляется цель, когда бомбардировщик находится на правильной дальности:

$\arctan \left({\frac {7500}{20000}}\right)\approx 20{\text{ degrees}}$

Этот угол измеряется перед вертикальной линией под бомбардировщиком; 20 градусов – это как раз перед бомбардировщиком. Обычные бомбовые прицелы той эпохи представляли собой какой-либо вид механического прицела или рефлекторного прицела , установленного под этим углом. Поскольку во время захода на посадку цель находилась значительно ниже самолета, обычно ее мог видеть только наводчик бомбы. Глядя вдоль линии, проходящей через переднюю часть бомбового прицела, они видели, собирается ли бомбардировщик пролететь над целью, и вносили коррективы пилоту, если это не так. Выстроившись в линию, они дождались, пока цель пройдет через горизонтальную линию перекрестия, и отпустили.

Хотя влияние ветра после падения невелико, влияние ветра на самолет в полете - нет. Ветры на типичных высотах бомбардировок, как правило, довольно сильные, и нередко ветер дул со скоростью 40 миль в час (64 км/ч). По сравнению с типичной скоростью самолета в 200 миль в час (320 км/ч) это составляет 20% от общей скорости самолета, когда он сбрасывает бомбы. Измерение этого ветра достигается путем наблюдения за объектами на земле через бомбовый прицел, а затем расчета угла, необходимого для полета, чтобы компенсировать это движение. Бомбовые прицелы высокого уровня обычно тратят значительную часть своей сложности конструкции на попытки учесть влияние ветра.

В предвоенный период было обнаружено, что существенным источником ошибок было то, что бомбовый прицел не находился на уровне земли, когда бомбардировщик пытался прицелиться через него. Это было особенно проблемой на начальном этапе запуска бомбы. Чтобы повернуть самолет на правильный заход на посадку, пилот кренил самолет, при этом бомбовый прицел больше не направлялся на цель. Наводчику бомбы пришлось ждать, пока разворот завершится и самолет снова выровняется, прежде чем он сможет увидеть, правильна ли новая линия. Это привело к внедрению простых систем стабилизаторов , сегодня более известных как инерционные платформы , для поддержания правильного выравнивания прицелов по оси крена при повороте бомбардировщика, устраняя эти задержки.

Если мы рассмотрим ту же бомбу, сброшенную с самолета, летящего на высоте 1000 футов (300 м), дальность также составит около 1000 футов. Это означает, что цель находится под углом около 45 градусов в момент падения и находится далеко перед самолетом во время захода на посадку. В отличие от случая с большой высотой, пилот может видеть цель на протяжении большей части захода на посадку, а также на протяжении всего захода на посадку, если он начинает небольшое пикирование или планирование в последние моменты, подтягиваясь непосредственно перед выпуском. Это устраняет необходимость в стабилизации по крену, поскольку бомбовый прицел больше не нужен для корректировки траектории полета во время начального захода на посадку, вместо этого прицел необходимо стабилизировать по тангажу, поскольку пилот будет подтягиваться как раз в момент снижения.

Кроме того, поскольку на малых высотах ветер обычно слабее, а штурмовики обычно летают быстрее, относительное влияние ветра значительно меньше. Более того, пилот может легко настроиться на любой боковой ветер визуально, без помощи бомбового прицела. По этой причине бомбовый прицел низкого уровня просто не нуждается в такой сложности коррекции поправок на ветер и в большинстве случаев может ее полностью игнорировать. Так было в прицеле низкого уровня, где единственными входными данными были скорость и высота.

Принцип угловой скорости

Еще одно важное различие между случаями высокого и низкого уровня – это время падения. В случае с большой высотой цель находится намного ниже самолета и кажется, что она движется прямо назад. простого перекрестия Обычно достаточно : угол дальности устанавливается в прицеле, а наводчик бомбы выпускает бомбы, когда они проходят через горизонтальную линию роста волос. Поскольку цель движется с постоянной скоростью и относительно медленно, добиться точного расчета времени несложно.

На малых высотах этот подход не работает. При приближении к цели с малой высоты сначала кажется, что она вообще не движется, а просто увеличивается в размерах. Позже при заходе на посадку он начинает двигаться вниз, и обычно именно в этот период необходимо сбрасывать бомбы. Только когда самолет начинает пролетать над целью, он начинает заметно двигаться назад, и в этот момент сбрасывать бомбы становится уже слишком поздно. Это означает, что наводчик бомбы должен сбрасывать бомбы, в то время как цель в прицеле двигалась медленно, но с ускорением, что делает правильный расчет времени серьезной проблемой. Это немаловажная проблема; легкий бомбардировщик, летящий со скоростью 350 миль в час (560 км/ч) или 500 футов (150 м) в секунду, точность ниже 1/10 секунды . требуется, чтобы разместить бомбу на расстоянии смертельного поражения в 50 футов (15 м)

Рассмотрим кажущееся движение линии телефонных столбов вдоль дороги, если смотреть из автомобиля. На больших расстояниях они кажутся неподвижными, но по мере приближения автомобиля становятся больше. На более близком расстоянии они, кажется, начинают отходить в сторону от машины. Угловая скорость любого из столбов зависит от расстояния до него перед автомобилем, скорости автомобиля и расстояния между проезжей частью и столбами. Таким образом, любая конкретная угловая скорость напрямую соответствует расстоянию. В случае с самолетом один из полюсов представляет собой цель, скорость автомобиля — это воздушная скорость самолета, а расстояние между дорогой и полюсами — это высота самолета.

Прицел Low Level использовал этот принцип угловой скорости для расчета времени падения. Высота самолета и тип используемой бомбы использовались для расчета времени, которое потребуется бомбе, чтобы достичь земли, и когда это значение умножалось на воздушную скорость, получалась дальность полета. Баллистика не должна была быть более сложной, просто не было достаточно времени, чтобы сопротивление было значительным. Производная этого расчета показывает угловую скорость объекта на этом расстоянии, если смотреть с высоты и скорости бомбардировщика. Для упрощения работы все это осуществлялось на простом механическом компьютере.

Компьютер был подключен к дисплею, который показывал эту угловую скорость в виде серии линий, движущихся вниз с этой угловой скоростью. Когда цель впервые станет видимой, ее вертикальная скорость будет небольшой, поэтому линии будут перемещаться по экрану быстрее, чем цель. По мере приближения самолета цель начинает двигаться вниз по экрану с возрастающей скоростью. В тот момент, когда они сравнялись, бомбы были сброшены.

Описание

Базовая планировка

Мк. III использовал ряд компонентов от Mk. XIV, а также большая часть его базовой планировки. Как и Мк. XIV, Мк. III состоял из двух отдельных компонентов: компьютера , который рассчитывал угол дальности, и прицельной головки , которая отображала его для наводчика бомбы. Прицельная головка располагалась в иллюминаторе бомбомета в передней части самолета. Отдельный компьютерный шкаф располагался на левом борту фюзеляжа, а два блока соединялись электрическим кабелем.

Весь этот механизм прицельной головки был установлен на той же базе, что и Mk. XIV, который имел стандартизированную систему крепления, которая крепилась к двум вертикальным металлическим стержням с левой стороны прицела. Эта система изначально была разработана для бомбового прицела курсовой установки и повторно использовалась для Mk. XIV, а теперь и Mk. III. Монтажная база также сохранила систему поворота всей прицельной головки влево или вправо, которую использовал наводчик бомбы, чтобы удерживать вертикальную линию по центру цели и вызывать пилота необходимые поправки, если он замечал какое-либо боковое смещение. В отличие от Мк. XIV, это предложение не было поддержано. Хотя компьютер был намного меньше, чем у Mk. XIV, он тоже мог крепиться к тем же креплениям на самолете. Это позволило Mk. III и Мк. XIV легко заменяется в полевых условиях.

Внутренняя работа

Компьютер для Mk. III имело только два входа: один для скорости полета, а другой для высоты. Оба были установлены на больших колесах, расположенных по обе стороны длинного прямоугольного шкафа. В верхней части шкафа было окно из плексигласа , в котором отображались расчеты.

Колесо высоты было соединено с основной частью калькулятора — большим металлическим цилиндром, отмеченным линиями, показывающими время, необходимое бомбам для достижения поверхности. Оператор выбирал значение, вращая цилиндр относительно неподвижных указателей на обоих концах корпуса. Колесо воздушной скорости было соединено с винтом, который перемещал другой указатель вперед и назад вдоль длинной оси цилиндра. Кончик указателя располагался так, чтобы его можно было прочитать на фоне линий на цилиндре. На цилиндре было несколько наборов линий для учета баллистики различных типов бомб и количества сбрасываемых группой или палкой .

Цилиндр также был подключен к электрическому механизму, который выдавал переменный ток в зависимости от настроек. Это подавалось в двигатель на прицельной головке. Двигатель был откалиброван для вращения с фиксированной скоростью в зависимости от выходного сигнала, подаваемого на него от компьютера. Двигатель вращал кольцо с написанными на нем линиями, расположенное перед прожекторной системой. Весь механизм размещался на большом треугольном корпусе слева от прицельной головки. Это было основное механическое отличие между ним и Mk. XIV; Мк. У XIV не было этого проектора.

Линии проецировались на большую прямоугольную стеклянную пластину в самой передней части прицельной головки. Прямо за этой пластиной располагалась вторая стеклянная пластина, основной отражатель прицела Mk. XIV. Он был соединен с корпусом проектора на левой стороне, где он был привязан к авиагоризонту Сперри от Mk. XIV, но вращался, чтобы пластина оставалась стабильной по тангажу, а не по крену. Рукоятка слева от пластины, сохранившаяся от Mk. XIV позволял наводчику бомбы поворачивать ее вверх или вниз, чтобы накрыть цель.

Операция

Эксплуатация Мк. III в бою был очень прост. В какой-то момент во время захода на посадку бомбардировщик набирал скорость и высоту самолета; хотя они и изменились во время подхода, в большинстве случаев изменения были достаточно малы, чтобы их можно было игнорировать. В этот момент на дисплее появятся движущиеся линии. Первоначально цель находилась далеко перед самолетом, поэтому наводчик бомбы использовал ручку, чтобы повернуть прицел-отражатель вверх. Затем они использовали вращающуюся опорную пластину для перемещения лески влево или вправо, чтобы покрыть цель, вызывая любые поправки, необходимые для учета дрейфа или движения цели.

По мере приближения самолета к цели вертикальный угол увеличивался, и наводчик бомбы учитывал это, постепенно поворачивая прицел вниз. Обычно падение происходило, когда цель находилась примерно на 45 градусов ниже самолета, поэтому это нужно было корректировать только один или два раза. В какой-то момент движение линий и цели станет равным, и бомбы будут сброшены нажатием кнопки на конце гибкого кабеля, подключенного к системе таймера сброса, расположенной справа от бомбового прицела.

Ссылки

Библиография

• Управление огнем самолета . Типография правительства США. 1944 год.
• Кэмпбелл, Джон (2013). Береговое командование . Издательство «Мемуары». ISBN  9781909544734 .
• Гоултер, Джон (2014). Забытое наступление: кампания против судоходства прибрежного командования Королевских ВВС в 1940–1945 годах . Рутледж. ISBN  9781135204549 .
• Харрис, Артур Трэверс (2012). Донесение о военных действиях: с 23 февраля 1942 г. по 8 мая 1945 г. Рутледж. ISBN  9781136790720 .
• Хендри, Эндрю (2006). Служба Золушки: Береговое командование 1939–1945 гг . Каземат. ISBN  9781844153466 .
• Несбит, Рой Коньерс (2008). Ультра против подводных лодок: расшифровки загадки в Национальном архиве . Каземат. ISBN  9781844158744 .
• Терминальные баллистические данные, Том I: Бомбардировка . Управление начальника артиллерийского вооружения армии США. Август 1944 года.

Внешние ссылки

• Принцип действия низкоуровневого бомбового прицела MK III , учебный фильм, описывающий основную концепцию прицельной системы, а также анимированные примеры расчета времени падения.