Бомбометание с пикирования: Пе-2 и не только.

Posted Tuesday at 04:35 PM1 day

Немного теории как бомбили на Пешках, с пикирования и не только. Все это есть в инете, я просто хочу собрать в одном месте с краткими пояснениями.

Итак, с чего все началось, пара интервью с летчиками:

https://topwar.ru/39842-besedy-s-timofeem-panteleevichem-punevym.html Беседы с Тимофеем Пантелеевичем Пунёвым

http://airforce.ru/history/ww2/anosov/index.htm Интервью с Александром Петровичем Аносовым (https://statehistory.ru/books/Artyem-Drabkin_YA-dralsya-na-Pe-2--KHroniki-pikiruyushchikh-bombardirovshchikov/11)

Кратко, что там говорится:

наибольшая точность бомбометания обеспечивалась с крутого пикирования при двойном наведении. Сначала штурман выводил самолет в точку начала пикирования, в пикировании пилот целился по своему прицелу (заранее повернутому на углы упреждения с учетом недолета и с учетом сноса ветром), сброс по команде штурмана (на нужной высоте - пилоту некогда за высотой следить, это делает штурман). Это позволяло во первых точно выходить на цель с уже рассчитанными параметрами сброса (а значит, кидать не на глазок), во вторых сбрасывать и выходить из пикирования на достаточно большой высоте (если пикируем с 5000, то сброс на 3600 и выход на 3000) - вне действия малых зениток и на большой скорости (а тяжелые зенитки не успевают толком наводится).
В общем-то, с пикирования кидать могут все кому не лень, и даже довольно точно, нооо - только при выходе на малой высоте, лучше почти на бреющем. И если там есть ПВО - то велики шансы не уйти. Те же Штуки точно кидали когда у нас не было толком ПВО и они могли безнаказанно спикировать до пары сотен метров. Как только появилось ПВО - их стали активно сбивать, они были вынуждены кидать с высоты, а там уже точность совсем другая, уже скорость при сбросе, высота, и ветер сильно влияют.

Литература по бомбометанию:

https://yadi.sk/d/B-UBJ-2VoNdPr Инструкция по технике пилотирования на самолете Пе-2 / Гл. упр. воен. воздуш. сил Красной Армии. ― М. : Воен. изд-во нар. комиссариата обороны СССР, 1941. ― 47 с.

https://yadi.sk/d/erjH3S0roSTE5 Руководство по бомбометанию с самолета Пе-2 1943г.

(взято из https://forum.il2sturmovik.ru/topic/2016-пе-2-рлэ-и-документы/#comment-385921)

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ - более качественное описание принципов бомбометания и прицелов.

http://adminland.ru/crimea/books/sh_hb/part05.htm - еще теория бомбометания с примерами решения задач

Что в итоге мы имеем, как осуществлялось бомбометание:

1. Планируем заход на цель - как расположена цель и с какой стороны лучше заходить, какой ветер, куда и как отходить.
2. Выход в точку начала боевого курса (БК). На самом БК вносились последние уточнения и корректировки, но только небольшие - если вам надо сильно доворачивать на цель то заход сорвался, выходите в начало БК заново. Прицелы уже настроены, еще до БК! Скорость держали 320 км/ч (видимо из расчета что максимум 350 и ведомым надо иметь резерв что бы догнать ведущего, ведущий не должен идти на максимуме. + экономия топлива и движков)

3. Для бомбометания с горизонта мы просто идем и кидаем, а с пикирования по другому: на прицеле штурмана у нас выставлен угол ввода на пикирование (есть таблицы), но самолет пока ведем в режиме визирования, смотрим угол на шкале. Когда до прицельного угла остается 20..25 гр - выпускаем решетки (при этом все триммера в 0) и одновременно срабатывают триммер рулей высоты для упрощения пикирования, когда остается 7..10 гр у нас все должно быть в идеале и просто точно держим скорость, высоту, курс.

4. Вышли на прицельный угол (цель в прицеле штурмана) - команда "переход" (ну или пошел), летчик штурвал от себя и переходим в пикирование, ловим цель в прицел уже летчика (если я правильно мыслю, то технически штурман тоже может свой прицел повернуть на нужный угол и контролировать наведение на цель, но на практике врятли у него было время на это). Прицел летчика уже заранее повернут на угол упреждения (сколько не долетит бомба) и угол сноса (снос от ветра).
5. Теперь штурман следит за высотой и ждет момент бросания. Летчик удерживает цель в прицеле и ждет команды штурмана. Общая продолжительность пикирования примерно 4..5 сек, из них последние 1..2 сек самолет должен лететь строго прямолинейно, без доворотов - самолету надо немного времени что бы успокоится после работы рулями.

6. На нужной высоте штурман командует сброс, летчик нажимает кнопку на штурвале - бомбы отсоединяются, одновременно срабатывает автомат вывода и отклоняет триммера рулей высоты на выход из пикирования. Сам автомат выводит самолет с не самой большой перегрузкой, около 3 g, летчик сам дотягивает штурвал для более энергичного выхода (4..4,5 g). По выходу из пикирования - убираем решетки.

В игре прицел штурмана сам считает углы по введенным нами параметрам для бросания в горизонте, а мы без проблем можем ввести в него угол перехода в пикирования и выйти на цель, но вот с наводкой прицела летчика проблемы. В самом прицеле я так понял не реализована возможность его регулировки, да и считать на обычно некогда и лень. Но можно выписать стандартные параметры пикирования и ориентироваться на них.

Таблица углов

Все таблицы сделаны для приборной (?) скорости ввода в пикирование 320 км/ч, но рассчитаны для путевой скорости W - это скорость самолета относительно земли, она несложно измеряется штурманом через бомбовый прицел при подходе.

Берем скорость 350, угол пикирования 70 гр, из таблицы угол визирования (для штурмана) и угол упреждения (для летчика) будут:

высоте 5000 м: угол визирования 26,5 гр, угол упреждения 1,5 гр. высота сброса 3620 м.

высоте 3000 м: угол визирования 28 гр, угол упреждения 0,5 гр. высота сброса 2070 м.

высоте 2500 м: угол визирования 29 гр, угол упреждения 0 гр. высота сброса 1682 м.

высоте 1500 м: угол визирования 31,5 гр, угол упреждения -1,5 гр. высота сброса 908 м.

Потеря высоты при выводе из пикирования автоматом - около 900 м, вручную - 700 м с высоты ввода 3000, 400м с высоты ввода 1500 м, поэтому пикировать с высоты меньше 1500м вертикально нельзя, высоты для выхода практически нет, пикировать более полого.

Скорость 350, угол пикирования 50 гр,

С высоты 1000 м: угол визирования 48,5 гр, угол упреждения 3 гр. высота сброса 520 м. (потеря на выходе 250..300 м)

Боковые поправки будут менее 1 гр при углах ветра относительно курса самолета в +-15 гр для ветра 10 м/с и +-25 гр для ветра 5 м/с, и их можно не учитывать.

Пикируем по ветру или против ветра, добавляя скорость ветра к нашей по прибору (получим примерную путевую). 10 м/с=36 км/ч.

Для справки: при ветре в борт со скоростью 10 м/с боковые поправки для летчика будут около 3 гр, для ветра 5 м/с - около 1,5 гр.

http://ded-squad.ru/ded/veter.html - ветрочет (калькулятор)

Теперь к прицелу летчика: поскольку на нем есть шкала тысячных, угол упреждения мы можем прикинуть по его сетке.

прицел ПБП-1Б - паспорт. Вообще у нас вроде как в игре ПБП-1Л, но думаю сетка такая же.

Малое деление - 10 тыс или 0,6 гр, большое (два малых) - 20 тыс или 1,2 гр, радиус малого круга 70 тыс или 4 гр, большого круга 105 тыс или 6 гр. Одна тысячная равна 0,06 гр.

Тогда выходит что при пикировании под углом 70 гр цель нужно держать для высот 3..5 км на одну-две малых риски ниже, на высоте 2,5 км ровно в прицел, ниже - на одну-две риски выше прицела. При некрутом пикировании с 50 гр с высоты 1000 цель нужно держать немного выше малого кольца, где-то между рисками и кольцом.

При заходе поперек ветра боковое упреждение при ветре в районе 5 м/с делать 1..2 риски, при ветре 10 м/с - между рисками и малым кругом.

Топмачтовое бомбометание:

В этой теме пишут, что заход на корабль делается на высоте 20..30 м (ниже - бомба может подпрыгнуть выше корабля, выше 40 - не отскочить), прицел поворачивается вниз на 5 гр, подходим к кораблю пока прицел не будет на уровне ватерлинии, тогда бросаем. Скорость 410..450 км/ч

Следовательно, нам нужно бросать когда ватерлинии корабля будет между большим и малым кругом.

Для справки: с высоты 20..30 м малый круг будет на ватерлинии на дистанции 285...430 м, большой - 190...285 м, т.е. дистанция сброса на скорости 400..450 км/ч где-то около 300 м, "при данном угле иногда недолеты порядка 50 м". Один блинцик бомбы около 100 м, но до воды ей еще нужно упасть с самолета.
А вот как контролировать высоту так точно - я не знаю. Интересно, какова высота борта и мачт кораблей в игре?

ЗЫ Все это в игре не проверял ?

ЗЫЫ уточнение расчета с калькулятором (2 пост, не мое): https://forum.il2sturmovik.ru/topic/16111-пе-2-бомбометание-с-пикирования/

калькулятор: https://www.desmos.com/calculator/asw46xgbja?lang=ru

от parabellum_not33

(Смотрим график (синяя линия) и его точку пересечения с осью абсцисс, она и будет высотой сброса:

Смотрим график (синяя линия) и его точку пересечения с осью абсцисс, она и будет высотой сброса:

Для получения угла визирования нужно посмотреть значение A_t на высоте ввода в пикирование H_i (ось абсцисс это высота)

Например для 3000 м:

Также есть вспомогательная функция которая помогает прикинуть высоту на которой нужно переключить фокус внимания с высоты на прицеливание с реакцией в 1.5 секунды (всё это можно изменять на свой лад)

Например для сброса с 1300 метров стоит переключить фокус на отметке в 1500 м

В качестве пруфа два трека: https://disk.yandex.ru/d/_URw8roVg05tPQ https://disk.yandex.ru/d/OpTwJrRdqNU7cA

Пе-2 инструкция пилотирование.PDF Пе-2 ИТЭ 1941.pdf Пе-2_BombingManual_1943.pdf Оптика -прицелы.pdf

пост parabellum_not33:

К сожалению приведенные таблицы совершенно не подошли к игре и давали систематический недолёт бомб до цели. Более того выглядят они, уже в свете полученных мною знаний, несколько подозрительно, вероятно перед бомбометанием нужно выпускать помимо тормозных щитков ещё и закрылки, иначе не знаю как объяснить что на каких-то параметрах полёта угол упреждения может стать равным нулю (а где-то даже меньше нуля). Такое возможно только если присутствует довольно большая по значению положительная компонента вертикальной скорости относительно плоскости полета самолета в пикировании. Если её нет (а у меня её почти нет, самолет летит в пикировании почти точно по центру прицела), то гравитация сделает своё дело и уведёт точку соприкосновения бомб с землёй вниз относительно центра прицеливания.

Хорошая новость - прицел ПБП-1 по параметрам соответствует реальному и внешний круг находится в 6 градусах от центра, малый круг в 4-ёх.

Убедившись, что таблица мне мало будет полезна, решил взяться за расчёт точки прицеливания самостоятельно. С этим сильно помогла теория бомбометания: http://adminland.ru/crimea/books/sh_hb/part05.htm (также хороший источник - Авиационный справочник (Для летчика и штурмана), ред. Лавский, В.М.).

Немного подумав и осознав что штурмана у меня нет, а значит почти невозможно будет одновременно следить за высотой до сброса и держать прицел самолета на цели во время пикирования, решил изменить методику бомбометания: я буду всегда отталкиваться от фиксированного угла упреждения в 6 градусов (т.е. внешним кругом прицела ПБП-1) и производить все расчёты именно с этим углом. План бомбометания такой: я выбираю угол с которым хочу спикировать на цель, допустим 60 градусов, итоговый угол пикирования становится равным 66 градусам (угол пикирования + угол внешнего круга прицела), в бомбовый прицел выставляю угол визирования 90-66=24 градуса (на самом деле чуть больше, но об этом позже) и жду пока цель не окажется рядом с перекрестием. Как только перекрестие почти дошло до цели - выпускаю тормозные щитки, убираю газ в ноль и энергично перевожу самолёт в пикирование, ловлю цель прицелом пилота, при этом удерживаю глаза на цели и на высотометре одновременно. Далее как только высота начинает подходить к высоте сброса - я полностью переключаю внимание на работу с прицеливанием и добираю тангажа на 6 градусов, смещая нижнюю часть круга с целью и произвожу сброс бомб. Таким образом в момент смещения цели с кругом на короткий момент все четыре параметра (угол пикирования, скорость, высота, угол упреждения на цель) приводят к тому что относ бомбы становится равным расстоянию от проекции положения самолета на землю до цели. Важно понимать что такой вот перевод внимания с высоты на прицеливание, доводка тангажа и сведение с нижней частью круга занимает некоторое время (у меня это примерно 1.5 секунды), и за это время самолёт может потерять 100-300 метров высоты в зависимости от угла пикирования и скорости, запомним этот момент.

Возможно вы спросите меня - а почему бы просто не держать цель с постоянным упреждением в 6 градусов сразу после ввода в пикирование? А я отвечу, что, даже за то короткое время пока вы держите упреждение на цели, ваш вектор скорости находится над целью (а 6 градусов это уже не мало, ими нельзя пренебречь). Как итог: при постоянном удержании цели по углу упреждения вы начнёте плавно клевать носом ниже, угол пикирования исказится (вырастет на несколько градусов), а для расчёта точки сброса нет ничего важнее двух параметров - угла сброса и скорости в момент сброса. Угол сброса будет даже важнее скорости.

Какие формулки нам помогут в расчёте:

Прежде всего это время падения бомбы, здесь угол λ берем с обратным знаком, поскольку пикируем.

Нам интересен относ:

Важно: я не учитываю Δ (недолёт бомбы из-за сопротивления воздуха). Не потому что это не важно, а потому что я это пока не умею 😅.

Но для пикирования это значение становится тем меньше чем круче угол пикирования, а чем угол меньше тем меньше высота сброса и общее время падения бомбы, поэтому на практике я получил что недочет этой величины почти не влияет на результаты бомбометания. Однако может быть когда-нибудь и до неё доберусь и буду честно учитывать характеристическое время бомбы и её недолет.

Далее компилируем это всё воедино, решаем уравнение и получаем высоту сброса. Все эти формулки вы также увидите в калькуляторе который я прикреплю в самом низу.

Важно также не забыть что мы всё считаем по приборной скорости и знаем только IAS или CAS, там нужно это всё перевести в TAS и при этом всегда учитывать высоту.

Считаем плотность воздуха на высоте

В итоге, входными параметрами для расчёта у нас будут (в скобках названия этих параметров в калькуляторе):

Начальная скорость ввода в пикирование по прибору, IAS (V_i)
Начальная высота ввода в пикирование в метрах (H_i)
Угол упреждения (u)
Угол пикирования во время сброса бомб (a)
Температура воздуха на высоте 0 метров (T_0)

Далее самое интересное и самое важное вот в этих всех расчётах: это кинематика движения нашего самолёта. От того насколько точно мы её зададим зависит вообще всё. Важно знать какой будет наша скорость после пикирования с определенной высоты. Есть два пути: жёсткий матан и учет мат. модели самолета и его коэффициента сопротивления Cx и подъемной силы Cy (если я конечно не ошибся, тут сильно хромаю), а второй - статистика и аппроксимация. Я решил идти по второму поскольку с первым сильно не задалось (я слаб в математике и моделировании как вы уже догадались ). Как итог - такая вот страшная формулка которая примерно прикидывает какой будет скорость на определенной высоте, с учетом высоты ввода в пикирование и начальной скорости (да, мне пришлось много раз пикировать в песочнице и собирать стат. инфу по Пе-2 серии 87. )

Важно: эта кинематика Пе-2 серии 87, с выпущенными тормозными щитками, полным баком и бомбовой нагрузкой в 1000 кг при температуре воздуха 20 градусов Кстати y = kx+b тоже неплохо показывает прогноз скорости когда лень собирать подробную статистику

Ну а что в итоге?) Допустим я на высоте 4000 метров, сейчас лето и на улице 20 градусов, ветер слабый или его вообще нет, скорость ввода 300 км/ч, а угол пикирования выбран в 60 градусов, калькулятор выдаёт высоту сброса в 1686 метров, TAS в момент сброса 609 км/ч. Да, также калькулятор озабочен радиусом ввода в пикирование и точным подсчётом угла визирования, для таких параметров угол визирования должен быть не 24 градуса, а 27,2 градуса (РУС полностью от себя). Поймал цель, щитки, газ в ноль, пикирую, держу цель в перекрестии прицела, жду высоту в 1900 метров (запас 1,5 сек), перевожу фокус на прицеливание и добор тангажа в 6 градусов, смещаю цель с нижним кругом, сброс - бомбы в летят точно в цель