Жуков Владимир Николаевич

Оружие авиации

ОРУЖИЕ АВИАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Современный боевой самолет — грозная сила. Объясняется это тем, что в настоящее время оружие авиации достигло высокого совершенства и многообразия. Об этом оружии и рассказывается в предлагаемой вниманию читателя книге.

Не сразу авиационное оружие стало таким, каким оно является сейчас. Как и всякая другая область техники, оно прошло большой путь развития. По времени этот путь был не так уж длинен, да и сама история авиации насчитывает лишь несколько десятков лет. Нужно, однако, помнить, что авиации присущ исключительно быстрый темп развития, так же как и авиационному оружию, начало которому было положено созданием несложных и малоэффективных образцов. В настоящее время благодаря использованию достижений многих наук — баллистики и автоматики, физики и радиоэлектроники, химии и ракетной техники — авиация получила боевые средства, обладающие исключительно большой возможностью поражения целей и огромной разрушительной силой.

В 1882 г. выдающимся русским изобретателем А. Ф. Можайским был создан первый в мире самолет. Интересно, что А. Ф. Можайский еще при разработке проекта своего летательного аппарата указывал на огромное военное значение самолетов, но его мысль о возможности использовать подобные машины в военных целях подтвердилась лишь в годы, предшествовавшие первой мировой войне, когда Италия в войне против Турции впервые применила авиацию для непосредственного воздействия на противника. Вначале итальянцы сбрасывали с самолетов на турецкие войска железные стрелы, а затем и ручные гранаты. Более широко этот способ был применен в Балканской войне 1912–1913 гг.; участвовавшие в ней летчики русского Добровольческого отряда сбрасывали с самолетов бомбы весом до 10 кг.

В ходе первой мировой войны 1914–1918 гг. область боевого применения самолетов значительно расширилась. Начало развитию бомбардировочной авиации положили построенные в 1913 г. русские тяжелые самолеты типа «Илья Муромец», оснащенные четырьмя моторами мощностью 100 л. с. каждый. Для того времени это были самолеты-гиганты. Их скорость доходила до 100–120 км/час, а полетный вес — до 4 т, причем 500 кг приходилось на бомбовую нагрузку.

Для противодействия разведывательным и бомбардировочным действиям самолетов потребовались самолеты-истребители, обладающие повышенными летными качествами и вооруженные пулеметами.

Под истребители переоборудовались двухместные самолеты-разведчики, на которых первым стрелковым оружием были пехотные ручные пулеметы. Пулеметной установкой управлял летчик-наблюдатель. Подвижность установки была незначительной; возможность стрельбы из пулемета зависела всецело от маневра самолета.

Следующим шагом в развитии стрелкового вооружения самолетов было создание неподвижных пулеметных установок, размещаемых на верхней поверхности крыла, на небольшом удалении от оси самолета. С созданием специальных приспособлений, так называемых отклоняющих устройств, появилась возможность приблизить крыльевые пулеметы к оси самолета и производить стрельбу через плоскость, ометаемую винтом[1]. Однако отклоняющие устройства оказались несовершенными, они не могли полностью исключить прострел винтов. Первая попытка создания устройства, которое точно согласовало бы (синхронизировало) движение винта и работу пулемета, была предпринята в начале 1915 г. во Франции, но окончилась неудачей.

Задача синхронной стрельбы была успешно решена русскими конструкторами, которые сконструировали синхронизатор для пулемета системы «Максим».

Впервые пулемет с синхронизатором отечественной конструкции был установлен на самолете-истребителе РБВЗ-16, созданном в 1915 г. на Русско-Балтийском заводе группой русских инженеров. Для решения задачи прицельной стрельбы с самолета нужно было создать и соответствующее прицельное приспособление. Первыми прицельными приспособлениями на самолетах были кольцевые прицелы или механические визиры, позволявшие летчику приближенно определять момент открытия огня по воздушному противнику.

Более совершенное прицельное приспособление — коллиматорный прицел — было создано русскими инженерами в 1917 г. Коллиматорный прицел послужил основой для создания более совершенных прицелов различного типа в период с 1917 г. и до наших дней.

С созданием стрелкового вооружения на самолетах-истребителях бомбардировщики уже не могли безнаказанно появляться над территорией противника. Возникла необходимость снабдить их оружием, с помощью которого они могли бы обороняться от атак истребителей. В конце 1916 г. такое оружие было создано. На бомбардировщиках появились подвижные стрелковые установки.

Дальнейшее повышение огневой мощи авиации было достигнуто установкой на самолетах пушечного вооружения. Первые пушки на самолетах появились в 1914 г. Это были образцы наземной артиллерии с укороченными стволами. В 1917 г. была создана так называемая мотор-пушка, которая помещалась между блоками цилиндров V-образного авиационного мотора и стреляла через полую втулку воздушного винта самолета. Эта конструкция оказалась настолько удачной, что мотор-пушка широко применялась в авиации вплоть до появления реактивных самолетов.

Таким образом, к моменту окончания первой мировой войны уже сложились в современном понимании системы авиационного вооружения как истребительной, так и бомбардировочной авиации. Это вооружение сделало самолеты важным боевым средством, способным решать разнообразные задачи.

В годы после окончания первой мировой войны авиационное оружие получило дальнейшее развитие. Начиная с 1929 г. оно претерпевало особенно большие изменения, что привело к разнообразию его образцов.

Коммунистическая партия и Советское правительство поставили задачу — создать сильный воздушный флот, способный надежно защищать завоевания революции. Чтобы хорошо вооружить самолет, необходимо было создать авиационные пулеметы и пушки высокой скорострельности и малого веса, совершенные системы бомбардировочного вооружения, прицелы воздушной стрельбы и бомбометания, — все это было создано советскими конструкторами.

В 1924 г. был создан самолет Р-1 конструкции Н. Н. Поликарпова, оснащенный совершенным по тому времени авиадвигателем М-5. На этом самолете был установлен авиационный пулемет ПВ-1, разработанный группой конструкторов во главе с А. В. Надашкевичем. Кроме того, самолет был снабжен и бомбардировочным отечественным вооружением, в системе которого предусматривалась наружная подвеска бомб под фюзеляжем. Бомбометание производилось при помощи механического прицела и механического сбрасывателя.

В 1928 г. известный советский конструктор В. А. Дегтярев создал авиационный пулемет ДА, предназначенный для подвижных установок. Для этого пулемета была сконструирована также и турельная установка нового типа. По своим баллистическим данным и надежности действия автоматики пулемет ДА намного превосходил авиационные пулеметы всех типов, которые устанавливались на военных самолетах, состоявших в то время на вооружении ВВС капиталистических стран.

В том же 1928 г. Военно-воздушные силы нашей страны пополнились первым советским двухмоторным бомбардировщиком ТБ-1, созданным конструкторским коллективом во главе с А. Н. Туполевым. Бомбовая нагрузка этого самолета составляла 1500 кг. Бомбометание велось прицельно с помощью оптического прицела ОПБ-1. За самолетом ТБ-1 последовали новые конструкции: разведчик, легкий бомбардировщик и штурмовик Р-5 конструкции Поликарпова, а также самый мощный в то время в СССР боевой воздушный корабль ТБ-3.

Возрастание скорости самолетов требовало увеличения скорострельности авиационного стрелкового оружия. В 1930 г. конструкторы Б. Г. Шпитальный и И. А. Комарицкий создали скорострельный пулемет ШКАС калибра 7,62 мм, обладавший темпом стрельбы, до сих пор не превзойденным ни одним из пулеметов, созданных в капиталистических странах. Пулемет ШКАС просуществовал на вооружении авиации долгое время и с честью оправдал свое назначение во время Великой Отечественной войны.

В 1935 г. советские Военно-воздушные силы приняли на вооружение бомбардировщики ДБ-3 конструкции С. В. Ильюшина и СБ конструкции А. А. Архангельского. На самолетах ТБ-3, СБ и ДБ-3 впервые в СССР была осуществлена подвеска бомб внутри фюзеляжа. Это намного улучшило аэродинамические качества самолетов.

Задача повышения точности бомбометания решалась путем создания электрических бомбосбрасывателей, позволяющих сбрасывать бомбы автоматически с различными временными интервалами.

Увеличившаяся мощность авиационного оружия и появление более совершенных прицелов для воздушной стрельбы заставили конструкторов искать способы защиты самолета и его экипажа от огня противника. Для защиты экипажа, а также двигателей, топливных баков и других наиболее уязвимых частей самолета стали применять броню, после чего сбить самолет стало значительно труднее. Тогда встал вопрос о вооружении самолетов крупнокалиберными пушками и пулеметами. Это необходимо было сделать также и для того, чтобы повысить эффективность стрельбы по наземным целям.

Наибольших успехов в решении этих задач добились советские конструкторы. В 1936 г. Б. Г. Шпитальный и С. В. Владимиров создали авиационную пушку ШВАК, которая могла использоваться для стрельбы как с неподвижных, так и с турельных установок. Б. Г. Шпитальным и С. В. Владимировым совместно с известным авиаконструктором Н. Н. Поликарповым был создан синхронный вариант пушки ШВАК для истребителя И-16.

Наряду с истребителями, вооруженными скорострельным и крупнокалиберным оружием, наша авиация к началу Великой Отечественной войны получила первый пикирующий бомбардировщик Пе-2 конструкции В. М. Петлякова. Наружные бомбодержатели новой конструкции, установленные на этом самолете, позволяли сбрасывать бомбы как при горизонтальном полете, так и во время пикирования.

В годы Великой Отечественной войны наши конструкторы авиационного вооружения внесли достойный вклад в дело разгрома врага. Они непрерывно совершенствовали самолетные пушки и пулеметы, создавали новые образцы.

* * *

Рассмотрим кратко современное состояние авиационного вооружения за рубежом.

Современное артиллерийское вооружение самолетов включает в себя совокупность установленных на самолете пушек, устройств и приспособлений, служащих для крепления оружия, наведения его на цель и прицеливания, для питания оружия боеприпасами, управления огнем и перезарядкой. Увеличение скоростей и высот полета, достигнутое в последнее десятилетие, и рост калибра авиационного оружия вызвали необходимость замены ручного управления установками автоматическим управлением. Поэтому современные самолетные артиллерийские установки в значительной степени автоматизированы. В них применяются различные системы дистанционного управления: электрические, гидравлические, механические и смешанные.

Артиллерийское вооружение самолетов в настоящее время не ограничивается пушечными установками. Развитие реактивной техники позволило снабдить авиацию более эффективным средством ведения воздушного боя — неуправляемыми и управляемыми реактивными снарядами.

Увеличение скоростей и высот полета современных бомбардировщиков сделало воздушный бой весьма скоротечным, а возможность повторных атак цели практически маловероятной.

Это вынуждает истребителей атаковывать цели с больших дальностей, вследствие чего эффективность огня авиационных пушек значительно снижается. Вместе с тем возрастает прочность современных самолетов, что требует для авиационных пушек создания снарядов с большей разрушительной силой. Но вызванный этим рост калибров авиационных пушек ограничен, так как вместе с калибром возрастает вес оружия, затрудняется борьба с вредным воздействием силы отдачи на самолет. Преодолеть эти трудности позволило вооружение авиации неуправляемыми реактивными снарядами.

Установка таких снарядов даже на самолет-истребитель не вызывает затруднений, так как ракетные орудия, из которых выпускаются реактивные снаряды, имеют сравнительно небольшой вес, возможности же поражения цели при этом возрастают. Имея разрывной заряд большого веса, реактивный снаряд может обеспечить разрушение конструкции даже самых мощных бомбардировщиков. Но неуправляемые снаряды имеют и существенный недостаток, так как вследствие присущего им большого рассеивания точность попадания их в цель невелика, поэтому в арсенале боевых средств авиации появились управляемые снаряды. Сохраняя все положительные свойства неуправляемых реактивных снарядов, они обладают весьма высокой точностью попадания в цель. Установленные на таких снарядах специальные устройства наведения в процессе полета могут автоматически исправлять ошибки в прицеливании, учитывать изменения положения цели и таким образом обеспечивать высокую точность стрельбы.

Для нанесения ударов с воздуха по объектам как на поле боя, так и в ближних и дальних тылах авиация обладает такими средствами поражения, как авиационные бомбы, управляемые снаряды и ядерное оружие.

Чтобы использовать авиационные бомбы по назначению, необходимо сложное оборудование для их подвески на самолет и сбрасывания в различных условиях полета. Подобное оборудование, носящее в целом название бомбардировочного вооружения, достигло в настоящее время высокого совершенства. Высококачественная оптика, сложные счетно-решающие устройства и широкое использование радиолокации позволяют самолетам вести бомбометание с больших высот полета, на больших скоростях, в сложных условиях погоды и в любое время суток.

ВОЗДУШНАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

История развития огнестрельного оружия знает огромное количество разнообразных по устройству систем. И древняя пищаль, и современная скорострельная пушка имеют один общий, объединяющий их признак: снаряд выбрасывается из канала ствола оружия силой пороховых газов. Химическая энергия порохового заряда превращается в тепловую энергию пороховых газов, а тепловая — в механическую энергию движения снаряда и оружия: снаряд летит по направлению к цели, а оружие под действием силы отдачи откатывается назад.

Когда-то, на заре развития военной авиации, основным оружием экипажей самолетов были пистолеты и винтовки. Однако вскоре выяснилось, что в воздушном бою вероятность поражения одиночными выстрелами из такого оружия ничтожна. Чтобы увеличить вероятность поражения воздушной цели, нужно было прежде всего увеличить количество пуль, выпускаемых оружием в единицу времени. Поэтому на смену пистолетам и винтовкам пришли пулеметы. Сначала это были обычные, применяемые в наземных войсках системы, а затем уже специально созданные для вооружения самолетов пулеметы и пушки.

При работе авиационных пушек и пулеметов происходят те же операции, что и при стрельбе из такого сравнительно простого по устройству оружия, как винтовка: патрон досылается в патронник, взводится затвор, производится воспламенение капсюля и т. д. Однако при стрельбе из винтовки бóльшую часть работы по ее перезаряжанию производит стрелок. В авиационном же оружии все работы по перезаряжанию или бóльшая часть их производятся за счет энергии пороховых газов, образующихся при выстреле, или с помощью других источников энергии. Стрелок в этих операциях участия не принимает. Одним словом, авиационное оружие является автоматическим.

Механизмы авиационного оружия

Использовать энергию пороховых газов для производства выстрела и перезаряжания оружия можно различными способами. Вследствие этого появилось большое число разнообразных по устройству и принципу действия авиационных пулеметов и пушек.

Основной составной частью всякого авиационного пулемета или пушки является ствол, представляющий собой стальную толстостенную трубу. Внутреннее пространство ствола состоит из трех частей: патронника, служащего для помещения патрона; канала с нарезами, в котором происходит расширение газов и снаряду сообщается поступательное и вращательное движение, и соединительного конуса, расположенного между патронником и нарезной частью и обеспечивающего плавное врезание медного пояска снаряда в нарезы (рис. 1).

Рис. 1. Внутреннее устройство ствола:

1 — патронник; 2 — соединительный конус; 3 — нарезная часть; 4 — нарез; 5 — поле

Нарезы — это канавки, винтообразно идущие по всей длине канала ствола. Двигаясь по ним, снаряд приобретает вращательное движение, отчего полет его в воздухе становится более устойчивым, чем если бы он летел не вращаясь. Часть внутренней поверхности ствола между гранями нарезов носит название полей. Диаметр канала ствола, измеренный между противоположными полями, называется калибром. Калибр является одной из важнейших характеристик оружия; он в известной мере определяет вес снаряда. Число и форма нарезов могут быть различными, это зависит от калибра оружия. Угол наклона нарезов к продольной оси канала ствола, называемый крутизной нарезов, выбирается таким образом, чтобы обеспечить устойчивый полет снаряда в воздухе. Направление нарезов, от которого зависит вращение снаряда в ту или другую сторону, может быть правым и левым. Наибольшее распространение во многих странах получила «правая» нарезка, придающая снаряду вращение по часовой стрелке, если смотреть по направлению его полета.

Давление газов в стволе (рис. 2) весьма велико. Поэтому ствол должен обладать высокой прочностью. Утолщение его стенок повышает прочность лишь до известного предела, так как чем дальше отстоит слой металла от внутренней поверхности ствола, тем меньшую часть поперечной нагрузки он на себя принимает. Следовательно, утолщать стенки ствола целесообразно лишь до установленного предела. В настоящее время разработаны способы повышения прочности стволов, основанные на применении легированных сталей и на соответствующей термической обработке их в процессе производства.

Рис. 2. Периоды выстрела, кривые давления и скорости движения снаряда по каналу ствола:

Р_0 — давление форсирования; Рм — наибольшее (максимальное) давление; Рк и υк — давление газов и скорость снаряда в момент конца горения пороха; Рд и υд — давление газов и скорость снаряда в момент вылета из канала ствола; υм — наибольшая скорость снаряда; Ратм — давление, равное атмосферному

Запирание канала ствола во время выстрела обеспечивается совокупностью деталей автоматического оружия, носящих название системы запирания. Основная часть этой системы — затвор. Он закрывает патронник со стороны казенного среза, плотно удерживает гильзу, при этом он воспринимает давление пороховых газов, передаваемое через дно гильзы. Затвор принимает участие и в перезаряжании оружия, досылая патрон из приемного окна в патронник. С затвором связан ударный механизм, воспламеняющий капсюль патрона, и механизмы, извлекающие из патронника стреляные гильзы. Чтобы выполнялись все эти сложные операции, затвор должен совершать определенные движения. Для плотного запирания канала ствола затвор соединяется, сцепляется со стволом. Сцепление может производиться при помощи металлической детали особой формы — клина, путем перекоса затвора или, наконец, его поворотом таким образом, чтобы специальные выступы на корпусе затвора заходили в пазы, имеющиеся в стенках ствола.

Чтобы обеспечить высокий темп стрельбы, необходимо осуществлять быструю и непрерывную подачу патронов в патронник. Эту задачу выполняет группа деталей автоматического оружия, называемая механизмом питания. Процесс подачи состоит из двух этапов: движения патрона из ленты в приемник оружия и из приемника в патронник. Последняя операция носит название досылания и осуществляется затвором.

Патроны, соединяясь с помощью металлических звеньев, образуют ленту. Ленте сообщается поступательное движение, причем после каждого выстрела она продвигается на промежуток, равный расстоянию между осями двух соседних патронов. Такой вид подачи дает возможность при относительно небольших размерах самого оружия значительно продлить время непрерывной стрельбы и размещать патронные ящики там, где это удобно, даже на некотором расстоянии от оружия. Сложность такого ленточного питания состоит в том, что оно требует включения в конструкцию установки, кроме патронных ящиков, также и патронных рукавов, направляющих движение ленты, звеньеотводов, а в ряде случаев и специальных механизмов подтягивания ленты.

Для того чтобы поместить перед выстрелом очередной патрон в патронник, необходимо удалить из него стреляную гильзу. Эту задачу выполняет выбрасывающий механизм оружия. Как правило, извлечение гильзы из патронника производится специальными выступами на затворе — лапками, а выбрасывание — отражающими механизмами или очередным патроном, выталкивающим гильзу из ствольной коробки.

Управление стрельбой из авиационного автоматического оружия производится с помощью спусковых механизмов. Устройство их может быть различным. Основной деталью спускового механизма является шептало. Сцепляясь с ним, подвижные части оружия или ударник останавливаются перед выстрелом. Спусковой механизм авиационных пушек и пулеметов обычно соединен с электроспуском. Основу электроспуска составляет электромагнит. Когда ток проходит через обмотку электромагнита, якорь его втягивается и надавливает на рычаг шептала. Шептало, перемещаясь, освобождает с боевого взвода подвижные части оружия. Цепь обмотки магнита электроспуска замыкается нажатием кнопки открытия огня, смонтированной в кабине стрелка.

Кроме вышеописанных механизмов, обязательных в любой системе, могут применяться и другие устройства: амортизаторы, смягчающие силу отдачи; пламегасители и т. п.

Во время стрельбы нормальная автоматическая работа частей оружия может нарушиться. Если, например, откажет капсюль хотя бы одного из патронов, стрельба прекратится. Действительно, если не произойдет выстрела, то исчезнет сила, приводящая в действие агрегаты перезаряжания оружия.

В полете устранить такую задержку непосредственно сам стрелок не может, так как он не имеет прямого доступа к артиллерийской установке, находящейся на некотором расстоянии от него. Как же быть? Очевидно, установку нужно снабдить системой, которая действовала бы независимо от выстрела и в случае необходимости могла перезарядить оружие, удалив из патронника негодный патрон и послав на его место следующий. Такие системы называются системами перезарядки; они имеются на каждой самолетной артиллерийской установке.

Широкое распространение в настоящее время получили электропневматические системы перезарядки, которые действуют следующим образом. Заряжание оружия производится пневматическим агрегатом. Сжатый воздух, поступающий из бортового баллона, давит на поршень цилиндра перезарядки, связанного с механизмами пушки. Впуск воздуха в цилиндр обычно осуществляется при помощи клапана, управляемого электромагнитом. Питание к обмотке электромагнита подается от бортовой самолетной сети через выключатель, установленный в кабине стрелка. Нажимая на этот выключатель, стрелок может быстро устранить задержку. С помощью системы перезарядки обычно производится и первоначальная изготовка оружия к стрельбе. Нажав на кнопку выключателя перезарядки, стрелок перемещает подвижные части и подает первый патрон в патронник. После первого выстрела стрельба ведется уже автоматически.

В настоящее время на самолетных артиллерийских установках применяются также системы полуавтоматической или автоматической перезарядки оружия. Подобные системы при возникновении задержки в стрельбе включаются автоматически без участия стрелка.

Как работают авиационные пушки

Во время стрельбы все детали, входящие в конструкцию пушки, должны работать в определенном, строго рассчитанном взаимодействии. Так, затвор перед выстрелом должен запереть канал ствола, после этого ударник должен пойти вперед и разбить капсюль патрона, а сам затвор — отойти назад, дав возможность выбрасывающему механизму удалить гильзу, а механизму питания подать к патроннику очередной патрон. Для производства следующего выстрела спусковой механизм должен расцепить шептало с затвором, позволяя затвору снова начать движение вперед для запирания канала ствола, и т. д. Мы уже говорили, что все эти движения или бóльшая часть их в автоматическом оружии могут производиться за счет части энергии пороховых газов, образующихся при каждом выстреле.

Использовать энергию пороховых газов для перезаряжания оружия и производства выстрела можно различными способами. Это привело к большому разнообразию образцов автоматического, в том числе и авиационного, оружия. По принципу использования энергии пороховых газов автоматические системы подразделяются на следующие три класса: 1) системы, работа которых основана на использовании энергии отдачи; 2) системы, в которых часть пороховых газов отводится из канала ствола и действует на специальные детали оружия; 3) системы, использующие силы трения при врезании ведущего пояска снаряда в нарезы.

При конструировании образцов авиационного пушечного вооружения наиболее широкое применение нашли системы, относящиеся к первому и второму классам. Принцип, по которому действуют системы третьего класса, можно использовать лишь для оружия малой мощности. Для образцов же большой скорострельности, какими являются авиационные пушки, системы третьего класса не применяются, так как работа автоматики при этом ненадежна.

Чем же характеризуется автоматическое авиационное оружие первого класса?

В момент выстрела пороховые газы с огромной силой равномерно давят на внутренние стенки ствола, дно снаряда и дно гильзы. Силы давления на стенки ствола взаимно уравновешиваются. Сила давления пороховых газов на снаряд выбрасывает его из оружия, а сила давления на дно гильзы, прочно удерживаемой от движения назад затвором, приводит к возникновению силы отдачи, стремящейся отбросить оружие в сторону, противоположную движению снаряда. Под действием силы отдачи может приходить в движение не все оружие целиком, а лишь отдельные его части.

Среди систем авиационного автоматического оружия имеются такие, у которых в результате силы отдачи движется ствол и сцепленный с ним затвор. В момент выстрела затвор закрывает канал ствола, оставаясь прочно соединенным со стволом. Расцепляются они лишь после вылета снаряда из оружия. Затем затвор отходит в крайнее заднее положение и сжимает возвратную пружину, а ствол возвращается в переднее положение. Механизмы автоматики в подобных системах могут приводиться в действие движением ствола или затвора.

В целях достижения высокого темпа стрельбы могут создаваться системы, у которых ствол под действием силы отдачи движется не во всю длину хода затвора. Такое оружие относят к системам с коротким ходом ствола (рис. 3).

Рис. 3. Схема использования энергии отдачи для перезаряжания оружия

У оружия подобного типа после вылета снаряда из канала ствола затвор расцепляется со стволом значительно раньше, чем ствол откатывается до своего заднего положения. В процессе отката ствол и затвор, двигаясь назад, сжимают свои пружины. За время отката давление пороховых газов в канале ствола падает и становится равным атмосферному. Расцепившись со стволом, затвор по инерции откатывается на расстояние, достаточное для извлечения стреляной гильзы и подачи очередного патрона. Ствол же под действием мощной ствольной пружины возвращается в переднее положение. Дойдя до своего крайнего заднего положения, затвор под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение, при этом он досылает в патронник очередной патрон, запирает канал ствола и производит следующий выстрел.

В системах оружия с коротким ходом ствола имеются специальные детали — ускорители. При движении назад ствол расположенным на нем выступом приводит в действие ускоритель, который, вращаясь вокруг неподвижной оси, сообщает затвору дополнительную скорость отката. В результате скорость отката ствола падает, а за счет этого увеличивается скорость отката затвора. Затвор отпирает канал ствола и извлекает гильзу из патронника.

Системы с коротким ходом ствола сравнительно сложны по устройству, но зато их автоматика надежна и, что особенно важно, обеспечивает более высокий, чем у систем с длинным ходом ствола, темп стрельбы.

В авиации могут применяться и системы, в которых часть пороховых газов отводится из канала ствола и действует на специальные детали оружия, причем конструкции авиационных пулеметов и пушек могут быть различными, так как отвод газов производится по-разному: через отверстие в стенке ствола, с тем чтобы газы давили на поршень; через дно гильзы с последующим действием на ударник и т. д.

Чаще всего в авиационном автоматическом оружии применяется способ отвода газов через боковое отверстие в стенке ствола. Отведенные таким образом газы действуют на поршень, движущийся в специальном цилиндре. С поршнем связаны подвижные части — ползун и затвор (рис. 4).

Рис. 4. Схема использования энергии пороховых газов для перезаряжания оружия:

1 — ствол; 2 — газоотводное отверстие; 3 — поршень; 4 — ползун; 5 — затвор; 6 — возвратная пружина

Автоматика оружия приходит в действие после того, как снаряд пройдет отверстие в стенке ствола. Затвор прочно сцепляется со стволом и запирает его. Отдача при этом полностью воспринимается узлами крепления оружия и не используется для работы автоматики. После того как снаряд пройдет отверстие в стволе, часть пороховых газов устремляется в это отверстие и попадает в газовый цилиндр. Расширяясь в цилиндре, газы давят на поршень, отбрасывая вместе с ним назад и ползун. Однако ползун не разъединяет затвора со стволом до тех пор, пока снаряд не вылетит из канала ствола.

После вылета снаряда ползун, возвращаясь по инерции в заднее положение, сжимает возвратную пружину, отпирает затвор и отводит его назад. Затвор на своем пути извлекает стреляную гильзу из патронника. Возвращение подвижных частей происходит под действием возвратной пружины. Двигаясь в переднее положение, затвор своими лапками захватывает в приемном окне очередной патрон и досылает его в патронник. Ползун, придя в крайнее переднее положение, ударяет выступом по бойку. Происходит выстрел.

Для поддержания необходимого темпа стрельбы используются газовые регуляторы, имеющие три–четыре калиброванных отверстия различных диаметров. Устанавливая то или иное отверстие против отверстия в стенке ствола, можно увеличивать или уменьшать количество пороховых газов, попадающих в газовый цилиндр, и таким образом изменять давление на поршень, а следовательно, и скорость движения частей оружия, определяющую темп стрельбы.

Недостатки автоматического оружия второго класса заключаются в резкой ударной нагрузке на детали оружия, сокращающей срок их службы, быстром загрязнении газовых путей и подвижных частей нагаром и, наконец, в отсутствии использования «даровой» энергии отдачи оружия. Но зато такое оружие позволяет применять мощный патрон и достигать высокого темпа стрельбы при надежном действии автоматики.

Подобный принцип работы автоматики был положен в основу конструкции ряда образцов зарубежного авиационного оружия, в частности пушки MG-213C, которая была выпущена в 1944–1945 гг. немецкой фирмой «Маузер». В этой конструкции газовый поршень присоединен к совершающему возвратно-поступательное движение ползуну-досылателю. Эта деталь выталкивает очередной патрон из ленты и посылает его в одну из пяти камер барабана, схожего с барабаном револьвера. Во время возвратного движения досылатель поворачивает барабан при помощи диагонального паза и штифта.

Выстрел из пушки производится при помощи электро-воспламенителя. Прокладки из жаропрочной стали делают камеру барабана в момент выстрела газонепроницаемой. Основание гильзы удерживается от движения назад корпусом затвора, причем он некоторое время, в начале вращения барабана, не отпирает ствола. Вместе с тем отверстие для отвода газов расположено очень близко к камере, а движущиеся части пушки имеют малую инерцию. Все это дает возможность при высоком давлении пороховых газов в канале ствола приводить барабан в движение и обеспечивать весьма высокий темп стрельбы.

Другим положительным качеством такой конструкции является то, что выполнение полного цикла операции с одним патроном — подача его, выстрел и извлечение стреляной гильзы — совмещается с различными этапами такого же цикла операций по меньшей мере еще с двумя патронами, находящимися в это время в барабане. Преимуществом пушки считается, кроме того, простота ее охлаждения.

Пушка MG-213C не получила боевого применения в период второй мировой войны, но она была принята за основу некоторых новых систем артиллерийского авиационного вооружения, разработанных специалистами США, Англии и Швейцарии.

В США на базе пушки MG-213C была создана 20-мм пушка М-39, принятая в 1957 г. на вооружение американских военно-воздушных сил (рис. 5).

Рис. 5. Пушка М-39:

1 — барабан с пятью камерами; 2 — штифт поворота барабана; 3 — окно приемника боеприпасов; 4 — окно для выбрасывания звеньев; 5 — установочные поверхности, 6 — место присоединения электрического воспламенителя, 7 — скоба; 8 — ствольная коробка; 9 — барабан с пиропатронами для перезарядки; 10 — место присоединения воспламенителя пиропатронов и счетчика выстрелов

Барабан этой пушки имеет пять камер, питание — ленточное, воспламенение порохового заряда патрона — электрическое. Нововведением является пиротехническая система перезаряжания пушки, которая состоит из барабана, заряжаемого пиропатронами. В случае осечки заряд одного из пиропатронов может быть воспламенен с помощью электричества. Образующиеся при этом газы действуют на поршень вместо пороховых газов, отводимых из канала ствола во время выстрела. Пушка М-39 весит 77 кг. Скорострельность ее около 1500 выстрелов в минуту, начальная скорость полета снаряда 1040 м/сек.

Английские специалисты на основе конструкции немецкой пушки MG-213С создали авиационную 30-мм пушку «Аден», темп стрельбы которой около 1000 выстрелов в минуту при начальной скорости полета снаряда 610 м/сек. В этой конструкции имеется пневматическая система перезарядки; воспламенение порохового заряда патронов — электрическое. В настоящее время системы, подобные пушке «Аден», являются стандартным вооружением английских истребителей.

В Швейцарии на основе пушки MG-213C фирма «Эрликон» разработала две новые системы барабанного типа: пушку 206RK калибра 20 мм и пушку 302RK калибра 30 мм.

Механизированное оружие

Использование энергии пороховых газов для перезаряжания и производства выстрела — ведущий принцип создания надежного и эффективного авиационного оружия. На протяжении многих лет этот принцип с успехом используется конструкторами и, несомненно, будет использоваться впредь. Однако развитие техники немыслимо без постоянных поисков новых решений, без критического пересмотра опыта прошлого с учетом огромных возможностей современного промышленного производства. Специалисты постоянно ищут другие принципы создания авиационного автоматического оружия.

Требованию скорострельности, например, удовлетворяет оружие, у которого все механизмы перезаряжания и производства выстрела или часть их действуют за счет постороннего источника энергии. Это так называемое механизированное оружие. Оно, имея относительно несложную конструкцию, может обеспечивать весьма высокий темп стрельбы. На работу механизированного оружия не влияют различные перемещения самолета при стрельбе, действие его не прекращается, если даже не произойдет выстрела, т. е. и при осечке система продолжает работать. Есть, конечно, у механизированного оружия и недостатки. Так, например, установлено, что в подобных системах необходимо иметь сложные устройства, применяемые для предотвращения преждевременного открывания затвора.

Механизированное оружие имеет свою историю. В середине XIX в. развитие военного дела выдвинуло необходимость создания артиллерийских систем, способных поражать пехоту на дальности, превосходящей дальность появившихся к тому времени в пехоте нарезных ружей. Это было достигнуто созданием специальных скорострельных образцов оружия для артиллерийских частей, так называемых «картечниц». «Картечницы» были многоствольными системами; стволы у них располагались горизонтально или по кругу, в последнем случае они могли вращаться относительно общей оси.

На вооружении полевой артиллерии «картечницы» состояли недолго. После франко-прусской войны 1870–1871 гг. они были переданы в крепости и через несколько лет перестали использоваться совсем. Их заменило автоматическое оружие — пулеметы, механизмы перезаряжания которых приводились в действие энергией пороховых газов.

Однако после того как автоматическое оружие достигло высокого совершенства, идее создания механизированного оружия стало вновь придаваться большое значение. В зарубежной печати сообщалось о создании в США скорострельной авиационной механизированной пушки Т-171, предназначенной для вооружения сверхзвуковых истребителей.

Пушка Т-171 имеет вращающийся барабан с шестью 20-мм стволами. Принцип работы ее подобен принципу работы «картечницы». Но если для приведения в действие механизмов «картечницы» использовалась мускульная сила человека, то теперь для этой цели применяется электричество или гидравлика.

При стрельбе из этой пушки блок стволов, скрепленных в общем кожухе, вращается. Выстрел из каждого ствола происходит в тот момент, когда он находится в верхнем положении. За один оборот блока, таким образом, происходит шесть выстрелов. При темпе стрельбы 7000 выстрелов в минуту блок стволов вращается со скоростью около 20 оборотов в секунду.

Каждый из стволов пушки имеет собственный затвор, который запирает канал позже, чем обычно. Это исключает возможность одновременной подачи двух патронов в один ствол и гарантирует безопасность стрельбы. Питание пушки осуществляется с помощью конвейера без применения звеньев. Задержки при стрельбе устраняются автоматически и не могут привести к перебоям. Для воспламенения капсюля патрона в конструкции пушки Т-171, как и у некоторых других современных систем, используются электрозапалы.

Следует отметить, что обращение конструкторов к многоствольной системе не случайно. Непродолжительный срок службы стволов — самое слабое место современных скорострельных пушек.

По сравнению с другими американскими пушками, в частности с пушкой М-39, пушка Т-171 имеет и другие преимущества. Они заключаются не только в темпе стрельбы, более чем в четыре раза превышающем темп стрельбы пушки М-39, но и в значительно меньшем, чем у нее, весе. Это позволяет, по мнению специалистов, более эффективно использовать новую пушку на высотных сверхзвуковых истребителях. В печати указывалось также, что эта пушка вполне пригодна в качестве стрелковой установки кормовой турели бомбардировщика.

Вид пушки Т-171 во время полигонных испытаний показан на рис. 6, слева. На рисунке виден блок стволов, патронный конвейер и кабель, соединяющий установку с источником электропитания. Здесь же, справа, видна старинная многоствольная «картечница», принцип конструкции которой послужил основой для создания новой пушки.

Рис. 6. Авиационная пушка Т-171 (слева) и ее предшественница — «картечница» (справа)

Конструкторы многоствольных пушек не ограничивают их калибр 20 мм. В США разработана также шестиствольная 30-мм авиационная пушка, получившая обозначение Т-212. Она подобна пушке Т-171, но имеет несколько бóльшую дальность эффективной стрельбы, однако темп стрельбы у Т-212 меньше — 6000 выстрелов в минуту. В печати отмечалось, что пушка Т-212 предназначается для установки на кормовой турели американского опытного сверхзвукового бомбардировщика В-58.

Оценивая перспективы дальнейшего применения многоствольных авиационных пушек и их значение для развития современного автоматического оружия, некоторые зарубежные специалисты считают, что такие пушки ни в коей мере не являются единственно возможным средством достижения высоких боевых характеристик, в частности веса секундного залпа (общий вес снарядов, выпускаемых в секунду). Результаты, достигаемые с их помощью, могут быть получены установкой на самолет нескольких легких и достаточно скорострельных пушек того же калибра, но обычной конструкции. Незначительно превышая вес многоствольных установок, такие пушки могут иметь гораздо бóльший вес секундного залпа.

Боеприпасы авиационного оружия

Совершенство конструкции авиационной пушки — один из важнейших факторов, определяющих ее боевую эффективность. Но этого явно недостаточно. Ведь в конечном счете цель поражается снарядом, от качества которого зависят меткость стрельбы и надежность поражения цели. Поэтому наряду с совершенствованием систем авиационного артиллерийского вооружения непрерывно повышается качество его боеприпасов.

Во всех видах авиационного оружия применяются только так называемые унитарные патроны. В унитарном патроне все элементы прочно соединены в одно целое. Это позволяет в один прием заряжать оружие и быстро перезаряжать его.

Патрон авиационного оружия состоит из гильзы, боевого заряда, капсюля и пули или снаряда (рис. 7). Помимо этих основных частей, в некоторых образцах патронов применяются воспламенители боевого заряда и размеднители. Воспламенитель, как правило, представляет собой заряд дымного пороха, заключенный в матерчатый мешочек, который укладывается на дно гильзы. Размеднитель — моточек свинцовой проволоки диаметром 1 мм — служит для снятия с внутренней поверхности ствола налета меди, оставляемого ведущими поясками снарядов на нарезах канала ствола. Внутри гильзы размеднитель прикрепляется к донной части снаряда или укладывается между дном снаряда и боевым зарядом.

Рис. 7. Патрон авиационного артиллерийского оружия:

1 — дульце; 2 — скат; 3 — корпус: 4 — дно; 5 — наковальня; 6 — затравочные отверстия; 7 — чашечка; 8 — ударный состав; 9 — фольговый кружок

Гильза служит для соединения всех элементов патрона в единое целое и предохранения заряда от влияния внешних условий. Плотно прилегая к стенкам патронника, она не дает пороховым газам прорваться назад во время выстрела. В авиационном оружии наибольшее распространение получили гильзы, напоминающие по форме бутылку. Такая форма позволяет легко извлекать гильзу из патронника, дает возможность уменьшить длину патрона, а также благоприятно влияет на характер горения порохового заряда и, следовательно, на скорость движения снаряда.

Чтобы автоматика оружия работала надежно, гильза, помещенная в патронник, должна прочно удерживаться в нем. Поэтому скат гильзы и скат патронника делают строго совпадающими по форме и размеру.

Внутри гильзы помещается боевой заряд, состоящий из определенного количества бездымного пороха. Такой заряд обладает важным свойством — в замкнутом объеме горение его происходит параллельными слоями, другими словами, заряд не вспыхивает сразу целиком, а как бы обгорает. Придавая пороховым зернам ту или иную форму, можно управлять притоком газов, образующихся при их горении.

В качестве боевых зарядов патронов авиационного оружия применяются пороха многоканальной формы (рис. 8). Такая форма пороха называется прогрессивной, поскольку горящая поверхность непрерывно увеличивается и приток газов возрастает.

Рис. 8. Зерно пороха прогрессивной формы

Скорость горения бездымного пороха зависит от давления внутри пороховой камеры, при котором это горение происходит. Чем оно больше, тем больше скорость горения. Чтобы увеличить сравнительно небольшую (около 1 см/сек) скорость горения бездымного пороха, давление внутри гильзы повышают с помощью воспламенителя, которым является, как уже говорилось, некоторое количество дымного пороха, имеющего гораздо бóльшую скорость горения. Кроме того, сгорание воспламенителя сопровождается вспышкой, что обеспечивает одновременное воспламенение всего боевого заряда. Воспламенители используются в патронах калибром более 23 мм, имеющих сравнительно большой пороховой заряд. Капсюль патрона представляет собой колпачок из красной меди или латуни, на дне которого запрессован ударный состав, закрытый сверху фольговым кружком (см. рис. 7). В ударный состав входит гремучая ртуть, бертолетова соль и антимоний. Гремучая ртуть является инициатором вспышки, антимоний — горючим материалом, а бертолетова соль — источником кислорода, поддерживающего горение. При ударе бойка по чашечке капсюля ударный состав вспыхивает и вызывает воспламенение либо воспламенителя, либо непосредственно боевого заряда патрона.

Что же представляют собой сами снаряды и пули? Прежде чем ответить на этот вопрос, разберем, чем отличается пуля от снаряда.

Понятие «снаряд» исторически сложилось вследствие того, что боеприпасы для артиллерийских орудий позволяли снаряжать их внутреннюю полость разрывным или каким-либо другим зарядом. Боеприпасы же, применявшиеся для ручного оружия, представляли собой сплошные тела и получили названия пуль. Это различие боеприпасов определялось калибрами оружия, так как снаряжение пуль представляло в прошлом большие трудности. Сейчас разница между калибрами образцов артиллерийского и стрелкового вооружения стерлась. Пули даже наименьшего боевого калибра, равного 6,5 мм, благодаря успехам современной техники можно не только снаряжать различными составами, но и снабжать механическими разрывными устройствами. Поэтому понятия «пуля» и «снаряд» в настоящее время различаются лишь по способу сообщения им вращательного движения в канале ствола.

Пуля, двигаясь по каналу ствола, получает вращательное движение благодаря врезанию ее оболочки в нарезы, а снаряд, двигаясь по каналу ствола, получает вращательное движение за счет врезания специально надетого на его корпус ведущего пояска; в зависимости от этого и оружие относится к категории стрелкового или пушечного. Если стрельба из оружия ведется пулями, его называют пулеметом, если снарядами — пушкой.

Форма пуль и снарядов выбирается такой, чтобы сопротивление воздуха при их полете было наименьшим. Пули для авиационного оружия делятся на обыкновенные и специальные. Первые служат для поражения живой силы противника, вторые — для поражения живой силы и боевой техники. При этом в зависимости от назначения и характера действия специальные пули бывают бронебойными, разрывными, трассирующими или обладают комбинированным действием. В авиации наибольшее распространение получили пули комбинированного действия (бронебойно-зажигательные, бронебойно-зажигательно-трассирующие и др.). Однако действие даже таких пуль по объектам современной техники все же оказывается малоэффективным, поэтому в военно-воздушных силах почти всех стран пули заменяются снарядами, а пулеметы — пушками.

Снаряды авиационного оружия служат для поражения живой силы и боевой техники противника. В зависимости от назначения и характера действия они могут быть бронебойными, осколочными или комбинированными. Особенно распространены снаряды комбинированного действия: бронебойно-зажигательно-трассирующие, применяемые для поражения целей, закрытых броней, и осколочно-зажигательно-трассирующие, используемые для поражения небронированных целей.

Осколочные снаряды имеют заряд взрывчатого вещества и снабжаются взрывателем. Осколочные снаряды — основа боевого комплекта авиационной пушки. При действии разрывного заряда корпус снаряда дробится на осколки и, кроме того, образуется взрывная волна. Поэтому действие осколочных снарядов по существу является осколочно-фугасным.

Механизмы, которые сообщают начальный импульс для взрыва разрывного заряда в нужный момент, носят название взрывателей. Ими снабжаются многие виды снарядов авиационного оружия. Существуют взрыватели, вызывающие разрыв снаряда не только при ударе его о преграду, но и в полете; последние носят название дистанционных. Другие взрыватели срабатывают в случае удара снаряда о преграду. Такие взрыватели называются ударными.

Рис. 9. Ударный взрыватель

На рис. 9 показана типичная схема ударного взрывателя. До выстрела такой взрыватель не может вызвать взрыв разрывного заряда, так как предохранитель, сдерживаемый пружиной, не позволяет жалу наколоть капсюль-детонатор. После вылета снаряда из канала ствола вследствие сопротивления воздуха и действия силы инерции ударник перемещается вперед, плотно прижимаясь к мембране. В то же время центробежная сила, возникающая в результате вращения снаряда вокруг своей оси, действует на предохранитель, раздвигая его половинки в разные стороны. Путь жала к капсюлю, таким образом, оказывается свободным, а взрыватель — готовым к действию. При встрече с преградой мембрана разрушается, ударник нажимает на жало, жало накалывает капсюль-детонатор и происходит взрыв разрывного заряда.

Размещение артиллерийского вооружения на самолете

Итак, мы познакомились с принципами устройства современного авиационного оружия и его боеприпасами. Вполне понятно, что это оружие должно быть установлено на самолете соответствующим образом.

Размещение артиллерийского вооружения зависит от типа самолета.

Рассмотрим сначала артиллерийское вооружение истребителя.

На заре развития истребительной авиации, в начале первой мировой войны, для того чтобы добиться эффективной стрельбы при любых маневрах самолета, старались приблизить оружие, жестко скрепленное с самолетом, к его оси. Перед второй мировой войной наметилась обратная тенденция — выносить оружие за пределы площади, ометаемой винтом; тем самым конструкторы стремились повысить огневую мощь истребителя, так как это позволяло увеличить число одновременно стреляющих установок. Толстые профили крыльев поршневых самолетов того времени позволяли устанавливать пулеметы внутри крыла. В послевоенное время в связи с переходом авиации на реактивную технику крыльевые установки стали применяться все реже и реже, так как реактивные самолеты имеют сравнительно тонкие профили крыльев, что делает невозможным установку в них оружия. Поэтому артиллерийское вооружение современных истребителей чаще всего целиком сосредоточивается в фюзеляже. Пушки на истребителях закрепляются неподвижно, и прицеливание при стрельбе осуществляется разворотом самолета.

Одним из главных факторов, определяющих выбор той или иной системы оружия для самолета-истребителя, является вес. Современная авиационная пушка вместе с вспомогательными агрегатами весит от 70 до 200 кг. Патрон 20-мм калибра весит 0,4 кг, а 30-мм патрон — 0,9 кг. Таким образом, если мы захотим поставить на самолет установку из четырех 30-мм пушек с боезапасом по 300 патронов к каждой, то самолет станет тяжелее не менее чем на 1,8 т. Для самолета-истребителя такое увеличение веса весьма ощутимо.

В настоящее время конструкторы стараются устанавливать пушки на истребителях ближе к оси самолета, что позволяет достичь большей концентрации огня по атакуемой цели. О том, как располагается артиллерийское вооружение на современных зарубежных самолетах-истребителях, можно судить по схеме, приведенной на рис. 10.

Рис. 10. Схема расположения артиллерийского вооружения на современных зарубежных самолетах-истребителях

Теперь познакомимся с артиллерийским вооружением самолетов-бомбардировщиков. Каковы же характерные особенности размещения оружия здесь? Вполне понятно, что поскольку это вооружение предназначено для обороны, оно должно устанавливаться так, чтобы можно было отразить нападение противника в первую очередь с направления его наиболее возможного появления, например в задней полусфере. Почти все самолеты-бомбардировщики (если они вообще имеют оборонительное вооружение) снабжены кормовыми артиллерийскими установками. Бомбардировщики, выполняющие боевые задачи без прикрытия истребителями, кроме того, могут иметь вооружение, позволяющее отражать атаки даже с нескольких направлений сразу.

В подвижных установках пушки или пулеметы закрепляются с помощью специальных устройств и механизмов, обеспечивающих их наводку, стрельбу, питание патронами, отвод стреляных гильз и звеньев и т. д. В первоначальный период развития оборонительного вооружения самолетов для подвижного закрепления оружия применялись простые стойки-шкворни с развилкой наверху. Пулемет крепился в специальном гнезде в верхней части шкворня и мог свободно поворачиваться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Однако угол обстрела такой установки в горизонтальной плоскости был ограничен, а питание оружия можно было осуществлять лишь с помощью магазинов. Поэтому шкворневые установки были быстро вытеснены другими, получившими название турелей.

Первые турели появились в 1916 г. Они состояли из двух колец: неподвижного и подвижного. Нижнее, неподвижное, кольцо крепилось к фюзеляжу самолета, а верхнее могло свободно перемещаться по нему. На верхнем кольце помещалась дуга, на которой и устанавливался пулемет (а позднее — два спаренных пулемета).

С ростом скоростей полета самолетов появилась необходимость заключать турели в прозрачный обтекаемый колпак, чтобы уменьшить сопротивление воздуха и улучшить условия работы стрелка. Потребовалось также снабжать турели специальными устройствами для облегчения поворота оружия, так как стрелку становилось все труднее преодолевать мускульной силой возросшее давление потока воздуха на выступающий ствол. Но даже такие устройства уже не обеспечивали ведения прицельного огня по быстро перемещающейся цели. Решение пришло лишь с созданием механизированной турели. Стрелок, управляющий такой турелью, наводит на цель лишь прицел, наводка же оружия осуществляется автоматически с помощью гидравлических или электрических приводов.

Первые образцы турелей устанавливались только в верхней части фюзеляжа и обеспечивали защиту бомбардировщика от атак истребителей лишь сверху и снизу сбоку. С ростом размеров бомбардировщиков появилась возможность устанавливать турели во всех частях самолета. Это привело к резкому увеличению числа турельных установок. Так, известный американский тяжелый бомбардировщик В-29, применявшийся в годы второй мировой войны и в период интервенции США в Корее, имел на вооружении десять 12,7-мм пулеметов и одну 20-мм пушку, причем восемь пулеметов были установлены на передней верхней, передней нижней, задней верхней, задней нижней турелях (по два на каждой) и два пулемета и пушка — на корме (рис. 11).

Рис. 11. Артиллерийское вооружение самолета В-29

Но на тяжелых бомбардировщиках не всегда оказывается возможным поместить стрелка в непосредственной близости от оружия, поэтому пришлось перейти на дистанционные стрелковые установки. Принцип их устройства состоит в том, что подвижное оружие располагается в тех местах самолета, где этого требуют условия обороны самолета и где обеспечен наилучший обзор для стрелка. При наведении стрелком прицела на цель оружие принимает необходимое положение автоматически, при помощи гидравлических или электрических механизмов.

Электрическая схема дистанционного управления сложнее, чем схема механизированной турели с непосредственным управлением. Однако дистанционная турель, поскольку в ней не предусмотрено место для стрелка, может быть сделана меньше по размерам. Имея невысокий внешний колпак, такая турель оказывает сравнительно небольшое аэродинамическое сопротивление и может быть расположена в местах, где обеспечивается наибольшая зона обстрела.

На самолетах-бомбардировщиках можно устанавливать несколько дистанционных турелей, управляемых со специальных постов управления, находящихся в герметических кабинах. При этом каждая турель имеет свой основной пост управления, однако в целом такая система позволяет стрелку, находящемуся у одного из постов, взять на себя в случае необходимости управление несколькими турелями, что намного повышает способность бомбардировщика вести длительный оборонительный бой.

В последнее время зарубежные конструкторы артиллерийского вооружения бомбардировщиков стремятся сократить число установок на самолете. Так, например, средний американский бомбардировщик В-47 имеет только одну кормовую дистанционную установку с двумя 20-мм пушками. На тяжелом бомбардировщике В-52, нормальный взлетный вес которого составляет 136 т, установлено всего лишь четыре 20-мм пушки, размещенные в дистанционной кормовой установке, вид которой показан на рис. 12.

Рис. 12. Кормовая стрелковая установка бомбардировщика В-52

Английские конструкторы почти совсем отказались от применения оборонительного артиллерийского вооружения на самолетах-бомбардировщиках, таких, как, например, бомбардировщики «Валлиант», «Вулкан» и «Виктор». Английские специалисты объясняют это тем, что указанные самолеты имеют большую скорость — до 900–1100 км/час, могут летать на высотах 15–16 тыс. м и обладают высокой маневренностью. Для защиты от нападения истребителей они оборудуются лишь специальной радиолокационной станцией, которая подает сигнал тревоги в случае нападения истребителя противника.

Однако приведенные примеры вовсе не свидетельствуют о том, что оборонительное вооружение бомбардировщиков отжило свой век. Наоборот, конструкторы стремятся сделать его наиболее эффективным, используя современные достижения науки и техники. Так, для артиллерийской установки бомбардировщиков В-47 и В-52 характерно наличие радиолокационных прицельных устройств; секторы обстрела этих установок велики — до 90° по горизонтали и вертикали. На таких турелях возможна установка более мощных пушек, в частности многоствольных пушек Т-171 и Т-212.

Как устроена и работает дистанционная артиллерийская установка

Для осуществления дистанционного управления установкой необходимо связать прицельное приспособление и оружие таким образом, чтобы стволы перемещались в соответствии с изменением положения прицела. Иначе говоря, между оружием и прицелом должна существовать синхронная связь. При дистанционном управлении турелью такая связь осуществляется с помощью так называемого следящего привода.

Следящий привод — это особая электрическая система. Одним из основных ее элементов являются сельсины. Сельсин представляет собой электрическое устройство, состоящее из статора с тремя обмотками (неподвижная часть) и ротора с одной обмоткой (подвижная часть). Для того чтобы образовать следящий привод, обмотки статоров двух сельсинов соединяют электрической цепью, а обмотки роторов подключают к источнику переменного тока (рис. 13). После этого один из сельсинов может быть командным устройством, или, иначе говоря, сельсин-датчиком, а другой — управляемым устройством — сельсин-приемником. При вращении ротора сельсин-датчика ротор сельсин-приемника будет поворачиваться на тот же угол, т. е. будет как бы «следить» за его положением.

Рис. 13. Схема действия сельсинов

Как это происходит? Переменный ток создает в роторе каждого из сельсинов пульсирующее магнитное поле, направление которого зависит от положения ротора. В обмотках статоров наводятся электродвижущие силы. При одинаковых положениях роторов обоих сельсинов эти электродвижущие силы уравновешивают одна другую и ток в цепи обмоток статоров отсутствует. Если же нарушить строгую параллельность осей роторов и образовать между ними так называемый угол рассогласования, то величины электродвижущих сил, наведенных в обмотках статоров, не будут равны и в цепи возникнет уравнительный ток. Проходя по обмоткам статора сельсин-приемника, этот ток будет взаимодействовать с магнитным полем своего ротора так, что тот будет поворачиваться до тех пор, пока не исчезнет угол рассогласования. Таким образом, если разместить сельсины на необходимом расстоянии, то можно, поворачивая ротор сельсин-датчика, производить одновременно точно такой же поворот ротора сельсин-приемника. Нечто подобное и требуется для дистанционного управления оружием, причем необязательно передавать величину угла поворота сельсин-датчика. Нужно лишь, чтобы в соответствии с поворотом его ротора на обмотке ротора сельсин-приемника возникало электрическое напряжение, которое можно было бы затем усилить и подать на двигатели, приводящие в движение турель. Схема соединения сельсинов с источником тока в этом случае несколько видоизменяется (рис. 14).

Рис. 14. Схема дистанционного управления турелью с помощью следящего привода

Как видно на схеме, переменным током питается лишь ротор сельсин-датчика, жестко соединенный с прицелом и, следовательно, поворачивающийся вместе с ним. Ротор сельсин-приемника жестко связан с электродвигателем, приводящим турель в движение. Обмотка этого ротора связана с электронным устройством, являющимся одновременно усилителем и выпрямителем переменного тока.

Переменный ток, питающий обмотку ротора сельсин-датчика, создает переменное магнитное поле. Под действием его в обмотках статора этого же сельсина наводится электродвижущая сила, а так как обмотки статоров обоих сельсинов соединены, в статоре приемника будет протекать ток. В магнитной системе приемника этот ток создает магнитное поле по направлению такое же, как и магнитное поле в сельсин-датчике.

Дистанционная установка регулируется таким образом, что при параллельном положении направления визирной линии прицела и осей стволов оружия роторы обоих сельсинов были перпендикулярны один к другому. Делается это вот с какой целью. При взаимно-перпендикулярном положении роторов и параллельном (согласованном) положении оружия и прицела напряжение тока в обмотке ротора приемника будет равно нулю, так как витки его обмотки не будут пересекать силовых линий магнитного потока, наводимого в обмотках статора.

При повороте прицела (когда согласованное положение его с оружием нарушается) поворачивается и ротор сельсин-датчика. Это вызывает изменение направления магнитного поля в обоих сельсинах. Витки обмотки ротора уже не будут параллельны силовым линиям, а, наоборот, будут пересекать их. В результате в этой обмотке возникнет ток, или, как говорят, сигнальное напряжение. Усилив его и подав на электродвигатель турели, можно заставить ее повернуться в ту же сторону и на тот же угол, на какой повернулся прицел. При повороте турели будет поворачиваться и связанный с ней ротор сельсин-приемника. В какой-то момент времени он вновь займет положение, перпендикулярное к положению ротора датчика (от турели к сельсин-приемнику). Ток в его обмотке исчезнет, и оружие остановится в положении, согласованном с направлением визирной линии прицела.

Однако непосредственно подать напряжение с обмотки ротора сельсин-приемника на электродвигатель нельзя, так как оно слишком мало. Поэтому в схему дистанционной установки непременно входят устройства, усиливающие это напряжение до нужной величины. В качестве таких устройств используются, кроме обычных усилителей на электронных лампах, электромашинные усилители. Необходимость в них вызвана тем, что напряжение на обмотке сельсина очень мало, а для питания двигателя, вращающего тяжелую установку весом до нескольких сотен килограммов, требуется большая электрическая мощность. Обеспечить такой высокий коэффициент усиления позволяют электромашинные усилители.

Электромашинный усилитель представляет собой видоизмененный обычный генератор электрического тока. В его магнитно-якорной системе как бы соединены воедино два генератора. Первый из них возбуждается посторонним источником и его щетки короткозамкнуты, вследствие чего в цепи якоря протекает ток большой силы. В результате в якоре возникает мощное магнитное поле, превосходящее во много раз по величине поле обмотки возбуждения. Оно-то и становится рабочим полем возбуждения второго генератора, щетки которого установлены на продольной оси электро-машинного усилителя. С этими щетками связана внешняя цепь, в которую усилитель отдает свою энергию.

В дистанционной установке «посторонним» источником возбуждения для электромашинного усилителя служит сельсин-приемник. Сигнальное напряжение с него подается вначале на электронный выпрямитель и усилитель, а затем на основную обмотку возбуждения электромашинного усилителя; выработанный электромашинным усилителем ток большой мощности питает приводной двигатель турели.

Для приведения электромашинного усилителя в действие нужен отдельный электродвигатель, который вращал бы якорь генератора. Обычно для этой цели используют двигатель постоянного тока, питаемый от бортовой сети. Конструктивно электромашинный усилитель и вращающий его двигатель объединяются в один агрегат. Якоря их сидят на одном валу, и оба они заключены в общем кожухе. На самолете агрегат электромашинного усилителя располагается вместе с другим оборудованием стрелковой установки, обычно недалеко от оружия.

Основой конструкции турели современных дистанционных установок являются турельные кольца, соединенные друг с другом шарикоподшипниками. Стальное неподвижное кольцо с зубчатым венцом на нижнем торце крепится к конструкции самолета. На подвижном кольце монтируется оружие и бóльшая часть агрегатов и механизмов установки: патронные ящики, механизмы подтяга ленты, гильзо- и звеньеотводы, механизмы регулировки оружия, механизмы перезаряжания и т. д. Некоторые элементы оборудования монтируются поблизости от турели на деталях конструкции самолета. Все электроцепи самолетных дистанционных установок выполняются из кабеля, тщательно изолированного и заключенного в металлическую оплетку. Подключение такого кабеля к агрегатам обычно производится с помощью надежных штепсельных разъемов.

Наряду с описанным выше электрическим приводом на современных самолетах широко применяется также электрогидравлический привод. От электрического привода он отличается тем, что для приведения в движение турели в нем используются не электродвигатели, а специальные устройства, действующие с помощью жидкости. Система дистанционного управления такого привода подобна системе управления электрического привода, он также состоит из двух цепей: привода вертикального движения оружия и привода вращения.

Чтобы познакомиться с тем, как работает электрогидравлический привод, рассмотрим схему, приведенную на рис. 15. Для удобства на ней изображена лишь одна цепь системы, так как принципиальных отличий в работе обеих цепей нет.

Рис. 15. Схема электрогидравлического привода турели

Силовая часть электрогидравлического привода включает в себя следующие устройства: гидромотор, гидронасос и вспомогательный механизм. Гидромотором простейшего типа является сектор с поворотным поршнем (рис. 16). На конце поршня имеется уплотнение, препятствующее проникновению рабочей жидкости из одной части сектора в другую. К сектору подведены два трубопровода. Поступая в один из них, жидкость давит на поршень и заставляет его поворачиваться вокруг своей оси. Будучи механически связан с редуктором вращения турели, поршень при своем движении разворачивает турель, причем скорость разворота зависит от количества жидкости, поступающей в сектор в единицу времени.

Рис. 16. Гидромотор

Подача рабочей жидкости в гидромотор осуществляется гидронасосом. Устройство применяемых на современных установках гидронасосов, как и гидромоторов, различно. Так, например, гидронасос может представлять собой блок цилиндров, внутри которых движутся поршни. Одни из них всасывают рабочую жидкость, другие выталкивают ее в трубопровод, идущий к гидромотору.

С гидронасосом установки связан вспомогательный механизм, в конструкцию которого входит электромотор; скорость вращения электромотора зависит от величины электрического сигнала, поступающего через следящий привод из системы дистанционного управления установкой. Электромотор управляет поршнями гидронасоса таким образом, что подача рабочей жидкости в гидромотор изменяется в соответствии с изменением управляющего сигнала.

Когда установка, снабженная электрогидравлическим приводом, находится в покое, на выходе следящего привода электросигнала нет, поршни гидронасоса не работают и жидкость в гидромотор не подается.

Если же стрелок повернет ручки управления турелью, то на выходе сельсинной связи возникнет электросигнал. После усиления этот сигнал поступит во вспомогательный механизм, а последний приведет в действие поршни гидронасоса. В гидромотор начнет поступать жидкость, которая заставит поршень вращаться с определенной, зависящей от величины сигнала скоростью. Оружие начнет разворачиваться. В электрогидравлическом приводе, как и в электрическом, имеется обратная связь турели с коробкой управления. Эта связь необходима для того, чтобы оружие могло останавливаться в нужном положении согласованно с ручками управления. Обратная связь в электрогидравлическом приводе осуществляется путем механической связи оружия с сельсин-приемником. По мере поворота установки ротор сельсин-приемника приходит в такое положение, при котором сигнал в сельсинной связи становится равным нулю. Мотор вспомогательного механизма при исчезновении сигнала останавливается, и гидронасос перестает подавать рабочую жидкость к гидромотору. Оружие останавливается в нужном положении согласованно с ручками управления установкой.

Описанием действия электромеханического привода дистанционных установок мы и закончим знакомство с основами устройства и принципами работы артиллерийского вооружения современных самолетов. Посмотрим теперь, как ведется из этого оружия стрельба в воздухе.

СТРЕЛЬБА В ВОЗДУХЕ

До сих пор нас интересовал главным образом один вопрос, как произвести выстрел из оружия. Познакомимся теперь, как достигается попадание снарядов в воздушную или наземную цель при стрельбе с самолетов.

Чем стрельба в воздухе отличается от наземной стрельбы? Во-первых, самолет, с которого ведется огонь, и, как правило, цель (например, тоже самолет) перемещаются в воздухе один относительно другого с большими скоростями; во-вторых, воздушная стрельба производится при самых различных положениях самолета по отношению к цели и, наконец, в-третьих, при ведении этой стрельбы нужно учитывать колебания самолета. Все это предъявляет особые требования как к специальному оборудованию, предназначенному для ведения воздушной стрельбы, так и к людям, ведущим эту стрельбу.

Как движется снаряд, выпущенный с самолета, в воздухе

Как и на любое тело, движущееся в воздухе, на снаряд действуют две силы: сила притяжения земли (сила тяжести) и сила сопротивления воздуха. Сила тяжести равна весу снаряда; она стремится заставить снаряд во время его полета опускаться вниз по вертикали. Сила сопротивления воздуха замедляет скорость полета снаряда. Совместное действие этих двух сил приводит к тому, что снаряд, вылетевший из канала ствола оружия, не летит бесконечно, а падает на землю, описав в пространстве кривую, называемую траекторией (рис. 17).

Рис. 17. Элементы траектории снаряда

Различают ряд элементов траектории снаряда. Основные из них следующие. Прямая, соединяющая начало траектории или точку вылета О с целью Ц, называется линией цели. Расстояние между точкой вылета и целью — дальность стрельбы. Прямая ОА, являющаяся продолжением оси канала ствола оружия в момент выстрела, называется линией бросания. Расстояние от линии бросания до траектории, измеренное по вертикали, носит название понижения снаряда. Угол между линией цели и горизонтом оружия называется углом места цели, а угол между линией цели и линией бросания — углом прицеливания. Кроме перечисленных геометрических элементов траектории, в теории воздушной стрельбы различают еще величины, характеризующие движение снаряда по траектории. К этим величинам относятся время полета снаряда, его средняя скорость на траектории и скорость у цели.

Линия бросания ОА, понижение снаряда АЦ и линия цели ОЦ образуют треугольник ОАЦ, называющийся баллистическим. Он имеет важное значение для ведения воздушной стрельбы. Если известны элементы этого треугольника — размеры его сторон и углы, то можно, построив треугольник, подобный баллистическому, правильно навести ствол оружия на цель с учетом влияния сопротивления воздуха и действия силы тяжести на летящий снаряд.

Как уже говорилось, при стрельбе в воздухе нужно учитывать, что воздушные цели движутся с большой скоростью. Эта особенность не позволяет вести прицельный огонь прямо по цели и заставляет выносить точку прицеливания (точку, в которую должно быть направлено оружие в момент выстрела) вперед по движению цели. Такое упреждение цели необходимо потому, что за время полета снаряда до цели последняя успеет пройти некоторое расстояние.

Возьмем, например, случай, когда нужно стрелять с самолета-истребителя по бомбардировщику. Скорость современного бомбардировщика достигает 900 км/час, т. е. 250 м/сек. Если дальность равна 400 м, а снаряд пролетает это расстояние за 0,5 секунды, то за время полета снаряда самолет переместится от точки, в которой он находился в момент выстрела, на расстояние 250×0,5 = 125 м. Поэтому для точного попадания необходимо расположить оружие так, чтобы траектория снаряда прошла через некоторую точку на пути движения цели, в которой цель окажется через промежуток времени, равный времени полета снаряда до нее. Эта точка называется точкой встречи или упрежденной точкой. Воображаемый угол между линией, соединяющей точку вылета снаряда с начальным (в момент выстрела) положением цели, и линией, соединяющей ту же точку с конечным (в момент встречи со снарядом) положением цели, называется углом упреждения (рис. 18).

Рис. 18. Упредительный треугольник

Зная движение цели и характеристики своего оружия, вычислить положение упрежденной точки несложно, если на это имеется некоторое время. Но в воздушном бою, когда цель, а также стрелок на своем самолете перемещаются с большими скоростями, на подобный расчет остаются считанные доли секунды. Ученые и инженеры в течение длительного времени стремились создать прицельное устройство, которое мгновенно определяло бы углы упреждения и сводило действия стрелка к чисто механическому управлению прицелом, освобождая его по возможности от определения исходных данных для прицеливания и совершенно освобождая от необходимости производить какие бы то ни было расчеты. Эта задача была решена путем создания ряда образцов полуавтоматических и автоматических прицелов, получивших широкое распространение в военно-воздушных силах как в нашей стране, так и за рубежом.

Что такое относительная скорость цели

Начиная с первых прицельных приспособлений, появившихся в период первой мировой войны, и кончая авиационными прицелами, с которыми авиация всех стран вступила во вторую мировую войну, основная задача воздушной стрельбы — определение упрежденной точки — решалась исходя из того, что скорость движения цели исчислялась по отношению к воздуху, который считался неподвижным. Вычисленная таким способом скорость называлась абсолютной. Стрелок определял угол упреждения на глаз, пользуясь специальным кольцом сетки, как масштабом. Ясно, что подобные прицелы не могут отвечать требованиям современного воздушного боя. Возникла необходимость создать прицел-автомат, способный быстро решать основную задачу воздушной стрельбы.

Но создать прицел-автомат, вычисляющий угол упреждения, исходя из абсолютной скорости цели, не удалось. Такие прицелы были созданы на основе иных принципов и только после того, как были теоретически разработаны вопросы стрельбы, учитывающие, что скорость цели измеряется не по отношению к воздуху, а по отношению к стрелку, который считается неподвижным. При этом принцип решения основной задачи воздушной стрельбы остается прежним: чтобы найти упрежденную точку, нужно знать угол упреждения. Однако само понятие угла упреждения в этом случае несколько видоизменяется.

Скорость, с которой цель перемещается относительно стрелка, называется относительной скоростью цели. Чтобы уяснить это понятие, разберем следующий пример. Представим себя в качестве пассажира, сидящего в вагоне поезда, движущегося с определенной скоростью. Мы можем рассматривать движение поезда и свое движение двояко: считая Землю и окружающие нас предметы неподвижными или себя неподвижными, а Землю и окружающие предметы движущимися со скоростью поезда нам навстречу. В первом случае скорость поезда и, следовательно, наша скорость будет абсолютной скоростью. Во втором случае скорость окружающих предметов относительно пассажира будет относительной скоростью, равной по величине скорости движения поезда, но направленной в обратную сторону.

Переходя к условиям воздушной стрельбы, можно сказать, что относительной скоростью самолета-цели будет скорость, с которой он движется относительно самолета, который производит стрельбу и который мы считаем неподвижным. Но так как наш самолет все же движется, то истинное значение относительной скорости будет равно ее абсолютной скорости минус скорость нашего самолета, если цель движется параллельно нам и в ту же сторону, и плюс эта скорость, если цель движется параллельно, но в противоположную сторону.

А как быть в том случае, если самолет движется не параллельно курсу стреляющего самолета? Правило остается прежним, однако вычисление относительной скорости будет сложнее. Следует отметить, что указанным выше способом относительную скорость определяют лишь при теоретических рассуждениях. Находить таким способом относительную скорость цели, а также угол упреждения неудобно при стрельбе в воздухе, поэтому на практике пользуются иными, более удобными методами.

При стрельбе с учетом относительной скорости движения упрежденная точка находится также путем построения упредительного треугольника, при этом стрелок считает, что он все время находится в точке О (рис. 19) и видит, как воздушная цель движется с какой-то относительной скоростью по стороне АоАу. Встреча цели со снарядом происходит в кажущейся относительной точке встречи Ау. Прицеливаясь, стрелок, чтобы попасть в цель, должен отклонить ствол оружия от начальной линии цели ОАо на угол, равный относительному углу упреждения АоОАу, в сторону относительного движения цели. Линия цели за время полета снаряда переместится на угол упреждения.

Рис. 19. Относительный упредительный треугольник при стрельбе с бомбардировщика

Чтобы узнать время полета снаряда, нужно определить дальность до относительной точки встречи Ау и разделить ее на среднюю скорость полета снаряда. Такая скорость для каждого типа оружия, установленного на самолете, может быть определена в зависимости от условий стрельбы.

Для вычисления угла упреждения нужно время полета снаряда умножить на угол поворота линии цели в единицу времени, например в секунду.

Но как узнать угол поворота линии цели в единицу времени? Для этого надо некоторое время удерживать цель в центре сетки прицела, тогда линия визирования, совпадающая с линией цели, будет поворачиваться с той же скоростью, что и линия цели. Угол, на который повернется прицел, следящий за целью, будет характеризовать не только поворот линии визирования и ее угловую скорость, но и угловое перемещение цели относительно стрелка, следящего за ней в прицел. Поэтому угол, на который поворачивается линия визирования на цель в единицу времени, называют угловой скоростью линии цели.

Измерив угловую скорость линии визирования, мы определим тем самым угловую скорость линии цели, а вместе с тем и один из элементов, необходимых для построения угла упреждения.

Угловая скорость цели относительно стрелка зависит от дальности до нее, скорости самолета, с которого ведется стрельба, от скорости полета цели и направления стрельбы. С увеличением дальности при прочих равных условиях относительная угловая скорость цели уменьшается.

Итак, для того чтобы построить угол упреждения, нужно иметь механизм, который мог бы определять угловую скорость цели, и механизм, вычисляющий время полета снаряда до цели в зависимости от условий стрельбы. Третий механизм должен перемножать полученные величины, определяя таким образом в каждом отдельном случае необходимый угол упреждения. Последняя задача не вызывает трудностей: в настоящее время имеются механизмы, которые могут очень быстро выполнять любые математические действия, в том числе и умножение. Первые же два действия выполняются особыми устройствами, входящими в состав полуавтоматического авиационного прицела.

Принцип действия системы, измеряющей угловую скорость цели, состоит в следующем. Представим себе, что стрелок, совместив центр сетки прицела с целью, будет удерживать прицел все время в таком положении. Это значит, что центр сетки прицела и весь прицел будут поворачиваться с определенной угловой скоростью, равной угловой скорости цели. Если при этом связать с прицелом какое-либо устройство, способное измерять угловую скорость (например, тахометр), то задача будет решена.

Однако такое решение задачи возможно лишь в том случае, если стрелковая установка подвижна и поворачивается относительно самолета, на котором она находится.

Если же прицел и оружие неподвижны, а на самолетах-истребителях они устанавливаются только неподвижно, то слежение за целью может производиться лишь путем непрерывного разворота самолета. При этом для измерения угловой скорости поворота самолета, которая будет равна угловой скорости цели, нужно иметь какое-нибудь тело, неподвижное относительно самолета. Таким телом может служить только гироскоп.

Рис. 20. Гироскоп

Гироскопом называется быстро вращающееся симметричное тело — массивный круглый диск, ось которого может поворачиваться в пространстве (рис. 20). Ось, на которой вращается диск, называется главной осью гироскопа. Гироскоп обладает замечательными свойствами. Если он приведен во вращение, то его главная ось, во-первых, стремится сохранить неизменным свое первоначальное положение в пространстве и, во-вторых, под действием внешней силы она перемещается в плоскости, перпендикулярной к плоскости, в которой лежит действующая сила. Подобное перемещение главной оси гироскопа под действием внешней силы называют прецессией, а скорость углового перемещения главной оси — угловой скоростью прецессии. Оба эти свойства гироскопа используются в стрелковом авиационном прицеле.

Как же строится с помощью гироскопа необходимый угол упреждения? Предположим, что с осью гироскопа связан визир. Пусть летчик, заметив цель, будет совмещать с ней линию визирования, для этого ему придется действовать рулями и разворачивать самолет. Так как летчик следит за целью через визир, связанный с неподвижной в пространстве осью гироскопа, а слежение осуществляет разворотом самолета, ось самолета будет отклонена от оси гироскопа на какой-то угол и будет двигаться впереди цели в направлении ее полета.

Если летчик сумеет в течение некоторого времени удержать цель на линии визирования, то угловая скорость цели и угловая скорость оси гироскопа сравняются. Чтобы это положение сохранялось, летчик должен выдерживать определенную угловую скорость разворота самолета. Какую? Понятно, что эта скорость должна быть равна угловой скорости движения визирной линии, а значит, и угловой скорости цели.

При изменении угловой скорости цели летчик должен изменить угловую скорость разворота оси самолета. В случае уменьшения угловой скорости цели угол между осью самолета и осью гироскопа, с которой связан визир, уменьшится, а в случае увеличения угловой скорости цели увеличится. Это значит, что при точном слежении за целью ось гироскопа будет составлять с осью самолета угол, пропорциональный угловой скорости цели и, следовательно, углу упреждения, а так как оружие на истребителе неподвижно, то его стволы будут направлены в упрежденную точку. Таким образом, основная задача воздушной стрельбы оказывается в принципе решенной.

Но почему «в принципе»? Это объясняется тем, что построенный таким образом угол упреждения будет равен необходимому углу упреждения лишь для какой-то одной, вполне определенной дальности. Для всех других дальностей его нужно увеличить или уменьшить в соответствии с временем полета снаряда на эту дальность. Для этого необходимо иметь устройство, которое увеличивало или уменьшало бы угол между продольной осью самолета и осью гироскопа в зависимости от дальности стрельбы. При наличии такого устройства летчик, удерживая визирный луч на цели, мог бы непрерывно вести огонь, независимо от изменения дальности между своим самолетом и целью. Однако, применяя гироскоп для создания прицела-автомата, нет нужды создавать отдельное устройство для введения поправок на дальность.

Мы уже говорили о свойстве гироскопа прецессировать под действием внешней силы, т. е. отклоняться в направлении, перпендикулярном к действию этой силы. Используя это свойство, можно сразу построить относительный угол упреждения, соответствующий определенному расстоянию до цели. Для этого необходимо, чтобы гироскоп прецессировал вслед за осью самолета, на котором он установлен, с угловой скоростью, равной угловой скорости разворота самолета, но так, чтобы ось гироскопа отставала от оси самолета на угол, равный относительному углу упреждения. В современных автоматических прицелах эта задача решается с помощью электромагнитной системы, создающей внешнюю силу, которая заставляет гироскоп прецессировать так, как это требуется.

Принципиальное устройство гироскопа, который применяют в автоматическом прицеле истребителя, приведено на рис. 21. На одном конце главной оси гироскопа имеется небольшое зеркало, на другом — легкая алюминиевая чашечка. Вся эта система укреплена на карданном подвесе и вращается через зубчатую передачу электромоторчиком с большим числом оборотов. Вращение алюминиевой чашечки гироскопа происходит в магнитном поле, создаваемом четырехполюсным электромагнитом. Возникающие в чашечке вихревые токи взаимодействуют с магнитными потоками каждого из четырех электромагнитов, в результате чего возникают силы, которые в определенных условиях отклоняют чашечку гироскопа от первоначального положения.

Рис. 21. Схема прецессии гироскопа под воздействием тормозных сил

Прицел на самолете-истребителе устанавливается так, что ось электромагнита совпадает с осью самолета, поэтому во время прямолинейного полета расстояния от оси чашечки до точек на ее поверхности, находящихся в данный момент в зазоре полюсов электромагнита, равны. Электрический ток, протекающий по катушкам электромагнита, создает магнитный поток, одинаковый на всех четырех полюсах электромагнита. Вследствие этого все четыре тормозные силы равны по величине. Но так как они попарно противоположны одна другой, то действия на чашечку не оказывают. Правда, мотору, вращающему гироскоп, все-таки приходится преодолевать их тормозящее действие, поскольку эти силы приложены не в одной точке.

Если летчик, начавший слежение за целью, развернет самолет на некоторый угол, между осью самолета и главной осью гироскопа, сохраняющего при вращении положение своей главной оси в пространстве неизменным, возникнет некоторый угол. Без магнитной системы этот угол при вращении гироскопа сохранялся бы неизменным довольно долго. Но вследствие действия тормозной системы чашечка гироскопа при развороте самолета окажется смещенной по отношению к полюсам электромагнита, повернувшимся вместе с самолетом. Расстояния от оси чашечки до точек, проходящих над полюсами, изменятся. Тормозные силы будут различны по величине. Равнодействующая сила, получающаяся от сложения четырех тормозных сил, явится той внешней силой, которая вызовет прецессию гироскопа, направленную к оси самолета, и чем быстрее станет разворачиваться самолет, тем больше будет величина внешней силы и тем скорее ось гироскопа будет стремиться совместиться с осью самолета.

Как же использовать всю эту систему для измерения угловой скорости цели? На оси гироскопа, как уже говорилось, кроме чашечки, имеется небольшое зеркало. Оно отражает подсвеченное лампочкой изображение прицельной сетки, нанесенное на стеклянную пластинку. Через систему линз и зеркал изображение сетки попадает на отражатель — прозрачное стекло, помещенное на верхней крышке прицела (рис. 22). Таким образом, летчик, глядя в отражатель, видит одновременно и цель, и отраженное изображение сетки.

Рис. 22. Оптическая схема прицела

Вполне понятно, что во время слежения за целью изображение сетки не будет находиться на одном месте: отраженное зеркалом, которое меняет свой наклон при отклонении оси гироскопа, оно будет перемещаться в поле зрения летчика в соответствии с прецессией гироскопа.

Представим себе, что летчик разворачивает свой самолет таким образом, чтобы центр сетки лег на цель. В первый момент разворота сетка вместе с гироскопом отстанет от оси самолета, затем под действием возникшей внешней силы гироскоп начнет прецессировать и перемещаться в сторону оси самолета. Смещение чашечки относительно оси самолета будет уменьшаться, уменьшится и величина внешней силы, а значит, и угловая скорость движения оси гироскопа. Сетка как бы начнет догонять цель. Летчик может так подобрать угловую скорость разворота самолета, что сетка окажется наложенной на цель и, оставаясь в этом положении, будет перемещаться затем вместе с целью. Это будет означать, что угловые скорости гироскопа и оси самолета сравнялись и угловая скорость прецессии гироскопа стала равной угловой скорости цели.

Таким образом, при подобном устройстве прицела, если ведется точное слежение за целью, каждой угловой скорости разворота самолета будет соответствовать определенный угол между осью самолета и осью гироскопа.

До сих пор мы исходили из того, что магнитное поле, в котором вращается чашечка гироскопа, постоянно. Но ведь его можно менять, регулируя силу тока в обмотках электромагнитов. В этом случае будет изменяться и величина внешней силы, вызывающей прецессию гироскопа. Подбирая величину силы магнитного поля, можно добиться того, что каждой угловой скорости разворота истребителя, т. е. угловой скорости цели, будет соответствовать определенный угол между осью самолета и осью гироскопа, равный углу упреждения при определенной дальности стрельбы. Практически изменение силы тока в катушках электромагнитов производится с помощью реостата.

Измерение дальности до цели

Итак, мы знаем теперь, как решается самая трудная часть задачи определения угла упреждения. Теперь познакомимся с учетом времени полета снаряда до цели. Получать каждый раз эту величину сложно, да и нет необходимости. Гораздо проще измерять дальность до цели и уже по ней судить о времени полета снаряда до цели. Поэтому вторым основным устройством современного прицела, автоматически строящего угол упреждения, является дальномерное устройство.

При создании дальномерных устройств часто используется так называемый базовый способ измерения дальности, основанный на том, что один и тот же предмет на разных расстояниях виден наблюдателю под разными углами зрения.

Измерив угол зрения и зная размер предмета, можно узнать дальность до него. Цели, по которым ведет огонь авиация, имеют вполне определенные и обычно известные заранее размеры (размах крыла бомбардировщика того или иного типа, длина его фюзеляжа и т. д.). Поэтому размер цели, иначе базу, летчик с небольшой погрешностью может вводить в прицел, после чего остается только измерить угловые размеры цели. Как это делается?

Представим себе, что в поле зрения стрелка находятся два стержня. Стрелок может сдвигать и раздвигать стержни, обрамляя цель с двух сторон (рис. 23). Ясно, что чем дальше от прицела будет находиться цель, тем меньше будет расстояние между стержнями, и чем ближе она будет, тем больше будет это расстояние. Таким образом, каждому определенному расстоянию между стержнями будет соответствовать определенный угол, при котором видна цель, а при известном размере цели — дальность до нее. Стержни можно связать с движками реостата электромагнитов. Тогда при движении стержней дальность будет вводиться в прицел.

Рис. 23. Ввод дальности в прицел с помощью стержней

Однако не всегда цель находится в поле зрения в горизонтальном положении. Чтобы можно было измерять дальность при любых положениях цели, нужно было бы иметь в поле зрения несколько пар стержней, но в таком случае они мешали бы стрелку видеть цель. Поэтому в прицелах применяются иные оптические системы, действующие по тому же принципу. Вместо стержней стрелок видит в поле зрения лишь ряд расположенных по воображаемой окружности светящихся ромбиков, которыми и охватывается, обрамляется цель.

Изображения ромбиков создаются с помощью специального устройства, состоящего из двух пластин, установленных в фокусе объектива прицела. Одна из этих пластин имеет радиальные прорези и связана с механизмом установки размеров цели, а другая — криволинейные прорези и связана с рукояткой дальности. Если наложить одну пластину на другую и осветить их, то с другой, не освещенной, стороны будут просвечивать ромбики, получающиеся в результате пересечения радиальных и криволинейных прорезей. С помощью оптической системы изображения ромбиков проектируются на отражатель прицела.

Если поворачивать пластины одну относительно другой, ромбики будут перемещаться по радиусу к центру сетки или от него. Так как пластина с радиальными прорезями связана со шкалой размеров цели, то при повороте пластины в прицел вводится определенный размер цели. Угол поворота пластины с криволинейными прорезями зависит от дальности до цели. Вращая рукоятку дальности, стрелок одновременно поворачивает и эту пластину до тех пор, пока не охватит ромбиками цель; угол поворота этой пластины будет соответствовать дальности до цели.

В прицеле рукоятка дальности, кроме пластины с фигурными прорезями, связана и с реостатом дальности, включенным в цепь электромагнита гироскопа (рис. 24).

Рис. 24. Схема устройства автоматического прицела истребителя

Таким образом, в зависимости от дальности до цели или от времени полета снаряда до цели изменяется ток, протекающий в катушке электромагнита. От этого внешняя сила, действующая на чашечку, изменяется и ось гироскопа прецессирует с иной скоростью. В результате между линией визирования и осью самолета будет построен нужный угол — угол упреждения.

Таковы принципы работы автоматического прицела для стрельбы из неподвижных установок на самолетах-истребителях. Эти установки полностью освобождают летчика от каких-либо вычислений, но зато требуют от него высокого мастерства наведения прицела на цель. Нужно обладать большим искусством пилотирования, чтобы, разворачивая самолет, удерживать на цели подвижную визирную линию прицела. Чтобы стать мастером воздушного боя, летчик должен уделять много времени выработке навыков в прицеливании как в воздухе, так и на специальных тренажерах.

Прицелы дистанционных установок

Принципы работы автоматического прицела для стрельбы из подвижных авиационных артиллерийских установок мало отличаются от описанного выше принципа работы автоматического прицела самолета-истребителя. Прицелы подвижных установок также основаны на учете относительной скорости цели. Чтобы такой прицел строил необходимый угол упреждения, стрелок, так же как при неподвижных установках, должен непрерывно следить за целью, т. е. удерживать ее на перекрестии прицела.

Однако прицелы-автоматы подвижных дистанционных установок имеют и существенные отличия.

В дистанционных установках применяются следящий привод и специальная аппаратура, вычисляющая дополнительные поправки к углам наводки оружия.

Одна из таких поправок необходима для того, чтобы учесть смещение прицела относительно оружия. Это смещение, или параллакс, может происходить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Другими словами, прицел размещается выше или ниже оружия, а также на некотором удалении от него по оси самолета. Другая поправка вносится для того, чтобы учесть отставание снаряда, т. е. кажущееся отклонение его траектории к хвосту самолета вследствие того, что стрелок, считающий себя при измерении скоростей неподвижным, фактически перемещается со своим самолетом, а скорость снаряда под действием силы сопротивления воздуха непрерывно уменьшается. Необходимо внести также и поправку на понижение траектории снаряда при стрельбе. Сложность учета всех этих моментов состоит в том, что поправки необходимо вносить в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной.

В настоящее время задача ввода необходимых поправок к углам наводки оружия при стрельбе из дистанционных установок уже решена. С этой целью используется ряд механизмов: баллистический — для ввода поправок на отставание и понижение снаряда; параллаксный — для ввода поправки на установку оружия и прицела и др. Конструктивно все эти механизмы объединены в вычислительный блок, или вычислитель, входящий в комплект оборудования дистанционной установки.

Вычислитель непосредственно связан как с прицелом, так и со следящим приводом турели и является промежуточным, связующим звеном между ними.

При слежении за целью от прицела в вычислитель непрерывно вводятся дальность до цели, ее координаты в пространстве относительно самолета и угловая скорость цели в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Поправки на отставание и понижение снаряда, зависящие от его баллистических данных и воздушной скорости самолета, определяются вычислителем по значению одной из характеристик снаряда — баллистического коэффициента и данных высоты полета, скорости, температуры воздуха, вводимых в вычислитель специальными измерителями. Используя все эти величины, вычислитель и высчитывает необходимые поправки.

Как же изменить положение стволов оружия в соответствии с этими поправками? Это можно сделать с помощью уже известных нам сельсинов. В схеме вычислителя имеются так называемые дифференциальные сельсины, включенные в цепь между сельсин-датчиками прицела и сельсин-приемниками турели. Путем поворота роторов дифференциальных сельсинов вычислитель вводит суммарные поправки. Поворот роторов изменяет ток в цепи следящего привода, а значит, и продолжительность работы привода электродвигателя турели. В результате оружие перемещается в соответствии с поправками на больший или меньший угол. При слежении за целью весь процесс происходит непрерывно.

Следует отметить, что даже такой схематичный разбор устройства и работы механизмов дистанционной наводки оружия показывает, насколько сложны подобные системы. Однако, несмотря на это, дистанционные установки нашли широкое применение в современной авиации и, несомненно, будут развиваться и в дальнейшем.

Стрельба по невидимой цели

До сих пор мы разбирали случаи прицеливания, когда стрелок отчетливо видит цель, но такое обстоятельство в воздушном бою может и отсутствовать, так как современная авиация действует днем и ночью, в тумане, в облаках и т. д. Как же в таких случаях поражать цель?

С развитием авиации возникла задача создания аппаратуры, которая позволяла бы производить прицеливание и в тех случаях, когда цель не видна, например ночью или при неблагоприятных метеорологических условиях. Эта задача была решена на основе использования принципов радиолокации.

Самолетные радиолокационные прицелы имеют более сложное устройство, чем обычные автоматические прицелы. Действительно, при создании визуальных средств прицеливания конструкторам не нужно было снабжать самолет средством для поиска цели, так как летчик сам искал цель, осматривая окружающее его пространство, или получал данные об ее первоначальном местоположении по радио с земли. Теперь же летчика нужно снабдить не только устройством, вырабатывающим необходимый угол упреждения при стрельбе, но и средством первоначального поиска цели, скрытой облаками, туманом или темнотой. Наземные радиолокационные станции лишь выводят самолеты к цели, но сблизить истребители с самолетами противника на дальность действительного огня наземные радиолокационные средства не могут.

Таким образом, самолетная радиолокационная прицельная станция должна обеспечивать не только прицеливание, т. е. выработку угла упреждения, но и поиск цели так, чтобы летчик мог самостоятельно вывести к ней свой самолет. Комплект необходимого для этого оборудования, например у американской системы А-4, состоит из передатчика, приемника, антенны, индикаторного устройства, вычислительного блока и других вспомогательных устройств.

Передатчик самолетной станции А-4, как и передатчик любой радиолокационной станции, служит для генерирования (возбуждения) электромагнитных колебаний высокой частоты. Колебания эти возбуждаются не непрерывно, а короткими сигналами — импульсами. Импульсы быстро (до нескольких тысяч в секунду) следуют один за другим в антенну. Антенна станции выполняет две функции — излучает и принимает импульсы. При этом она непрерывно движется в пространстве, вращаемая электродвигателем, и радиолуч таким образом описывает то расходящуюся, то сходящуюся спираль, как бы прощупывая последовательно все участки обозреваемой им зоны.

Если радиолуч встречает на своем пути какой-либо предмет, например самолет противника, то часть электромагнитной энергии импульса от этого самолета отражается и возвращается обратно к антенне станции, преобразуется, усиливается в приемном устройстве и подается на индикатор, расположенный в кабине самолета.

Основной элемент индикатора — электронно-лучевая трубка. Пучок электронов, создаваемый в ней специальным отклоняющим устройством, непрерывно движется, точно соответствуя движению радиолуча в пространстве. Поэтому конец электронного луча описывает на экране трубки такую же спираль, какую описывает радиолуч в вертикальной плоскости перед самолетом (рис. 25). Если же в индикатор попадают отраженные импульсы, они повышают величину тока электронного луча. На экране появляется ярко светящаяся точка, а так как отраженный сигнал проходит расстояние от цели до самолета за очень малое время, светящаяся точка появляется на экране индикатора практически в тот же момент, когда радиолуч встречается с преградой. Таким образом, обнаруживается не только наличие цели, но и ее положение в пространстве относительно самолета.

Рис. 25. Схема работы радиолокационной станции в режиме поиска:

а — движение радиолуча в пространстве; б — движение электронного луча в электронно-лучевой трубке; в — отметки целей на экране индикатора

Для того чтобы летчик мог определить координаты обнаруженной цели, на экране индикатора нанесены две линии: горизонтальная и вертикальная, проходящие через центр экрана. Если отметка цели появится как раз на перекрестии этих линий, значит, цель находится точно впереди самолета, если левее и выше перекрестия — значит, левее и выше самолета и т. д. Руководствуясь этим, летчик направляет самолет на цель и идет на сближение с ней. При этом он должен так управлять самолетом, чтобы отметка цели все время находилась на перекрестии экрана индикатора.

Ясно, что для перехвата цели летчику важно знать не только направление, в котором она находится, но и ее удаление, чтобы можно было выбрать нужную скорость полета. О дальности до цели можно судить по времени прохождения импульсов от антенны до цели и обратно к антенне радиолокационной станции. Для измерения таких малых величин времени в комплекте станции имеются специальные электронные схемы, которые вырабатывают напряжение, соответствующее в определенном масштабе дальности до цели. Под воздействием этого напряжения электронный луч отклоняется на экране индикатора по горизонтали в обе стороны от отметки цели, у нее как бы вырастают «крылья». Точка превращается в линию. Чем ближе воздушная цель к истребителю, тем длиннее будут «крылья». Подобная система обозначения дальности очень удобна. Она сходна с восприятием цели при визуальном наблюдении: в обоих случаях, чем ближе цель, тем больше ее размеры.

Осуществляя перехват, летчик действует следующим образом. Увидев на экране индикатора цель, он управляет самолетом так, чтобы отметка цели переместилась в центр перекрестия (если она появилась не в центре), а «крылья» непрерывно увеличивались. При этом самолет будет лететь точно по направлению к цели, сближаясь с ней. Как только «крылья» достигнут штрихов, отмеченных на экране индикатора, что означает выход самолета на дальность действительного огня, можно начинать стрельбу. Но до этого еще нужно произвести точное прицеливание.

Точное прицеливание осуществляется с помощью имеющегося в комплекте станции специального радиолокационного устройства и других устройств, обеспечивающих наведение самолета на цель. Таким образом, с выхода на дальность действительного огня вся станция начинает работать в режиме прицеливания.

В режиме прицеливания антенна станции работает по-иному: она движется не по спирали, а описывает конус. При этом электрическая ось антенны, в направлении которой излучается максимальная электрическая мощность, то удаляется от цели, то приближается к ней, поэтому отраженные от цели импульсы различны по величине. Если же цель находится на оси конуса, или, как говорят, в «равносигнальной зоне», величина отраженных от нее сигналов одинакова (рис. 26). Такой способ позволяет установить точные угловые координаты цели относительно самолета.

Рис. 26. Работа радиолокационной станции в режиме прицеливания

Когда самолетная станция работает в режиме прицеливания, принимаемые ею отраженные от цели импульсы воздействуют на электронное устройство, связанное с электромотором, вращающим антенну. Если поступают импульсы, неравные по величине, это устройство поворачивает антенну таким образом, чтобы цель оказалась в «равносигнальной зоне», т. е. поворот антенны происходит до тех пор, пока величина приходящих к антенне импульсов не станет одинаковой. В момент прихода цели в равносигнальную зону на экране индикатора появляется яркая точка.

Следует отметить, что на самолете-истребителе, оснащенном радиолокационной станцией перехвата и прицеливания, имеется и обычный автоматический прицел для визуального прицеливания, которым летчик пользуется в условиях визуальной видимости цели. Может ли пользоваться им стрелок, когда прицеливается с помощью радиолокационных средств? Безусловно, может, так как известно, что радиолокатор дает лишь координаты цели. Специальный блок в радиолокационной станции вводит к этим координатам еще ряд поправок на высоту, ракурс цели и др. Но для попадания в цель необходимо найти и учесть угол упреждения, который, как мы уже говорили, может определить автоматический прицел с гироскопом; только в этом случае летчик видит в отражателе прицела не цель, а светящуюся точку с «крыльями», отраженную с экрана индикатора на отражатель и соответствующую положению цели в обозреваемой зоне. Теперь, как и раньше, летчик добивается такого положения, чтобы отметка на цели не сходила с центра перекрестия. Дальность до цели в этом случае также вводится в прицел обрамлением «крыльев» искусственной цели ромбиками. В процессе слежения прицел вырабатывает необходимый угол упреждения, и летчик может открывать огонь.

Возникает вопрос: а как быть, если летчик, ведущий стрельбу с помощью радиолокационного прицела, начнет прицеливаться не по самолету противника, а по своему самолету, находящемуся поблизости? Действительно, отметки на экране радиолокатора одинаковы от всех самолетов, поэтому самолеты, оснащенные радиолокационными станциями перехвата и прицеливания, снабжаются еще и специальной радиоаппаратурой опознавания, или, как ее еще называют, системой «свой–чужой», которая перед боем настраивается на определенную волну. На этой волне все свои самолеты непрерывно излучают кодированный сигнал. Если во время прицеливания впереди окажется свой самолет, аппаратура системы «свой–чужой», реагирующая только на этот сигнал, подаст в шлемофоны летчика тревожный сигнал, и он тотчас же прекратит атаку.

В настоящее время в зарубежных странах ведутся работы по дальнейшему совершенствованию аппаратуры для стрельбы в сложных метеорологических условиях. Конструкторы стремятся как можно больше автоматизировать системы наводки оружия, например переключение из режимов поиска в режим прицеливания у многих образцов теперь производится автоматически. Проводится также работа по созданию специальных автопилотов для самолетов-истребителей, которые могут по сигналам радиолокационной станции перехвата и прицеливания без вмешательства летчика осуществлять управление самолетами при сближении с целью и при выходе из атаки. Можно предполагать, что в результате дальнейшего развития науки и техники будут созданы полностью автоматизированные системы, самостоятельно осуществляющие операции по наведению самолета, атаке и уничтожению цели.

Рассеивание выстрелов

До сих пор мы говорили о прицеливании и ведении огня из авиационного оружия, исходя из предположения, что если стрелок хорошо выполнил прицеливание, траектория снаряда должна обязательно пройти через цель, и что если в цель попал один снаряд, то в нее попадут и все последующие выпущенные из оружия снаряды.

На практике дело обстоит далеко не так. Если из одной и той же авиационной пушки один и тот же стрелок сделает несколько выстрелов, точно прицеливаясь в одну и ту же точку, то даже если он будет вести огонь снарядами одного типа, каждый снаряд опишет свою траекторию, отличную от других, и конечные точки траекторий не совместятся, а будут разбросаны по некоторой площади вокруг точки, в которую прицеливался стрелок.

Явление разброса траекторий снарядов, выпущенных в одинаковых условиях из одного и того же оружия, называется рассеиванием выстрелов. Если стрельба ведется на земле из неподвижно закрепленного оружия, причинами, вызывающими рассеивание выстрелов, кроме ошибок стрелка в прицеливании, будут: неоднородность пороховых зарядов в патронах; различный вес снарядов; изменения атмосферных условий, происходящие в промежутки между выстрелами; вибрация ствола оружия; отдача и др. Учесть заранее все эти причины и ввести соответствующие поправки при стрельбе невозможно, поэтому их называют случайными причинами.

При воздушной стрельбе число случайных причин, вызывающих рассеивание выстрелов, возрастает: здесь играют роль вибрации самолета и стрелковых установок, колебания самолета в полете и др. Все это в общей сложности приводит к значительному разбросу снарядов, резко снижающему эффективность стрельбы, если заранее, еще до стрельбы, не учитывать случайные причины, влияющие на рассеивание.

Но разве можно учесть заранее рассеивание? Оказывается, можно. При большом количестве выстрелов можно обнаружить закономерность их расположения на площади рассеивания, получившую название закона рассеивания.

Закон рассеивания заключается в том, что, во-первых, площадь рассеивания всегда ограничена некоторыми пределами и имеет форму круга или эллипса, во-вторых, точки попадания снарядов располагаются относительно некоторой средней точки попадания симметрично. Это означает, что каждому отклонению от средней точки попадания в одну сторону можно отыскать такое же примерно по величине отклонение в противоположную сторону. И, наконец, в-третьих, точки попадания располагаются неравномерно. Чем ближе к средней точке попадания, тем они расположены гуще, и наоборот.

Две взаимно-перпендикулярные линии — оси эллипса, проведенные через центр рассеивания, носят название осей рассеивания. Рядом с осями рассеивания можно выделить полосы, в каждую из которых войдет 25 процентов попаданий. Две полосы, прилегающие к осям эллипса, содержат лучшую половину попаданий, так как попадания в них расположены наиболее густо. Ширина такой полосы носит название вероятного отклонения. Размеры эллипса рассеивания зависят от качества оружия, от подготовки стрелка, дальности до цели, метеорологических условий и других причин. Чем лучше подготовлен стрелок, лучше знает свое оружие и следит за его состоянием, чем лучше стрелок или летчик натренирован в ведении огня и лучше содержатся при хранении боеприпасы, тем меньше получаются вероятные отклонения при стрельбе, а следовательно, большее число выпущенных оружием снарядов попадает в цель. Можно даже сказать, что главное средство уменьшить величину рассеивания — это хорошая подготовка стрелка.

Пристрелка оружия

В заключение раздела, в котором рассматривается стрельба из артиллерийского оружия самолетов, познакомимся с регулировочной операцией, носящей название пристрелки оружия. При пристрелке добиваются правильного взаимного положения оси прицела и осей каналов стволов оружия.

При транспортировке самолета по железной дороге, при замене оружия или прицела на самолете или просто при длительной эксплуатации машины оружие и прицел могут сместиться, и при стрельбе ось прицела не будет пересекаться с траекторией снаряда; другими словами, даже при полной исправности прицела и оружия попаданий в цель не будет. Периодическая пристрелка оружия позволяет избежать этого.

Пристрелка оружия производится в наземном тире, расположенном обычно неподалеку от аэродрома. Она состоит из ряда операций, первыми из которых являются расчет и изготовление пристрелочной мишени.

В воздушном бою стрельба ведется на различных дальностях. Чтобы пристрелять оружие, берут некоторую среднюю дальность, например 400 м, и добиваются на ней пересечения средней траектории с осью прицела (рис. 27). Для этого на расстоянии 400 м от самолета устанавливается фанерный щит с мишенью. Если навести визирную линию прицела на центр мишени и, последовательно изменяя установку оружия на самолете, добиться точного попадания снарядов в мишень, задача пристрелки оружия будет выполнена.

Рис. 27. Схема пристрелки оружия

Однако такой способ пристрелки представляет неудобство, потому что не всегда поблизости от аэродрома можно подыскать площадку для тира достаточных размеров. Поэтому пристрелку обычно производят на сокращенной дальности — 50 м, а для того, чтобы сохранить условия стрельбы на 400 м, огонь ведут по специальной пристрелочной мишени. На такой мишени точка, в которую наводится визирная линия прицела, и точка, в которую должен попасть снаряд точно пристрелянного оружия, уже не совпадают. Они представляют собой точки, которые получились бы от пересечения визирной линии и траектории снаряда на щите, установленном на дальности 50 м, если бы мы вели стрельбу из уже пристрелянного оружия на расстояние 400 м (см. рис. 27). Положение точки наводки прицела и средних точек попадания каждого из стволов установленного на самолете оружия на таких мишенях определяют по формулам, которые имеются в руководствах по пристрелке.

Изготовив мишень, приступают к регулировке положения прицела и оружия. Для этого предварительно поднимают самолет на козелки для того, чтобы придать ему такое положение, какое он занимает в горизонтальном полете. Пользуясь отвесом, пристрелочную мишень устанавливают строго вертикально на расстоянии 50 м от дульного среза оружия. При этом центральная точка прицела должна точно совпадать с точкой наводки прицела на щите. Затем добиваются точного наведения стволов оружия в соответствующие точки наводки на пристрелочной мишени. Эта операция производится с помощью специального оптического инструмента — трубки холодной пристрелки.

Трубка холодной пристрелки представляет собой оптическое перископическое устройство. Она состоит из объектива, трехгранной призмы и окуляра, помещенных в металлическом корпусе, и стержня с пружинкой, который вставляется в канал ствола. В поле зрения трубки имеется угломерная сетка с градусными делениями, при помощи которой можно судить о величине отклонения оружия от точки его наводки.

Регулировку положения оружия производят два специалиста. Один из них наблюдает в окуляр трубки холодной пристрелки за совпадением центра сетки с соответствующей точкой на мишени, а другой с помощью ключей изменяет положение оружия на лафете или турели самолетной установки.

Пристрелка заканчивается проверочной стрельбой, которая ведется по пристрелочной мишени бронебойными снарядами. Из каждого ствола делают по четыре выстрела, после чего определяют среднюю точку попадания. Если она не выходит из круга радиусом 5 см, описанного вокруг средней точки попадания на мишени, пристрелка считается законченной.

Пристрелка оружия — это лишь одна из подготовительных операций, необходимых для того, чтобы обеспечить высокую эффективность огня авиационного артиллерийского оружия в воздушном бою. Надежность действия автоматики, прицельных приспособлений, агрегатов питания, надежность наводки пушек и других механизмов вооружения зависит от того, насколько тщательно осуществляется повседневный уход за ними, насколько своевременно производится их ремонт и регулировка.

Советские авиационные специалисты неустанно совершенствуют свои знания и содержат артиллерийское вооружение самолетов в отличном состоянии и в полной боевой готовности, повышая тем самым боевую готовность частей и подразделений наших Военно-воздушных сил.

АВИАЦИОННЫЕ БОМБЫ И БОМБАРДИРОВОЧНОЕ ВООРУЖЕНИЕ САМОЛЕТОВ

Наряду с артиллерийским вооружением авиация имеет и другие мощные средства, позволяющие ей решать ряд боевых задач, например авиационные бомбы, представляющие собой специальные снаряды, снабженные взрывчатым веществом и приспособленные для прицельного сбрасывания с самолетов. Авиационные бомбы — эффективное оружие, причем их мощность зависит от количества взрывчатого вещества, содержащегося в них, и от его свойств.

Первые конструкции авиационных бомб были разработаны еще в 1913–1915 гг. С тех пор бомбы прошли большой путь развития. Сложились и определенные требования, которым должны отвечать конструкции современных авиационных бомб. Бомба должна обладать возможно большим разрушительным действием, полет ее по траектории должен быть устойчивым, а рассеивание — минимальным; при хранении, перевозке и в обращении бомба должна быть безопасной, а также несложной по устройству и дешевой в производстве.

Авиационные бомбы делятся на бомбы основного назначения: фугасные, осколочные, бронебойные, зажигательные и др., и вспомогательного назначения: светящие, пристрелочные и иные, которые не предназначены непосредственно для поражения целей, а лишь способствуют более успешному применению бомб основного назначения. Кроме того, имеются еще бомбы специального назначения: фотобомбы, практические бомбы, дымовые и т. п., применяющиеся для решения специальных задач.

Каждому типу бомб присваивается наименование, обычно являющееся сокращением ее полного названия. Так, фугасные бомбы получили наименование ФАБ, бронебойные — БРАБ и т. д. Рядом с наименованием всегда указывается числовая характеристика, обозначающая вес авиационной бомбы, или, иначе говоря, ее калибр.

Взрыв

Обычная авиационная бомба наносит поражение в результате взрыва содержащегося в ней взрывчатого вещества. Взрывчатым веществам при определенных условиях свойственна быстрая химическая реакция с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов. Это превращение носит название взрыва.

Взрыв совершается в очень короткий промежуток времени — за десятые, сотые, а иногда и миллионные доли секунды. При этом образуется огромное (по сравнению с объемом заряда) количество сильно нагретых газообразных продуктов. Вот пример. Взрыв тротиловой шашки весом 400 г происходит в течение одной стотысячной доли секунды. Он сопровождается выделением 400 ккал тепла, соответствующих 170 806 кгм работы. Чтобы выполнить такую работу в тот же промежуток времени, потребовалась бы машина мощностью 22 770 000 л. с.

В зависимости от практического назначения взрывчатые вещества подразделяются на несколько групп. Одну из них составляют возбудители, инициаторы взрывных процессов, способные к взрыву под действием даже небольшого начального импульса: укола, искры или удара. Такие вещества называются инициирующими и применяются главным образом для снаряжения капсюлей. Примером могут служить гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) и др.

Для снаряжения авиационных бомб, снарядов, мин и других боеприпасов применяются так называемые бризантные взрывчатые вещества, менее чувствительные к внешним воздействиям и более мощные. При взрыве такие вещества дробят, разрушают окружающую среду. К бризантным взрывчатым веществам, однородным по составу, относятся: тротил, тетрил, нитроглицерин, гексоген, тэн и др. Кроме того, существуют и неоднородные бризантные вещества — динамиты, представляющие собой раствор коллоксилина в нитроглицерине с добавкой поглотителей и других материалов; аммонийно-селитренные взрывчатые вещества и др.

К взрывчатым веществам относятся также пороха, используемые в качестве боевого заряда патронов огнестрельного оружия, и так называемые пиротехнические составы. Последние предназначены для снаряжения пиротехнических средств (ракет, шашек и др.), а также специальных боеприпасов (фотобомб, светящих и зажигательных бомб и снарядов, дымовых патронов и т. п.).

Взрыватели авиационных бомб

Прежде чем познакомиться с устройством авиационных бомб различных типов, разберем принципы действия специальных механизмов, вызывающих начальный взрывной импульс и передающих его через детонацию разрывному заряду бомбы в необходимый по условиям бомбометания момент. Такие механизмы называются взрывателями авиационных бомб. Взрывателем снабжается каждая бомба, какого бы типа она ни была. Взрыватель является одной из важнейших частей бомбы.

Разнообразие типов авиационных бомб, обусловленное различием их применения, привело к появлению разнообразных по конструкции и принципам действия взрывателей. Тем не менее в устройстве всех взрывателей есть что-то общее, так как в каждом из них обязательно имеются приспособления, обеспечивающие взрыв капсюля-воспламенителя, который производит взрыв капсюля-детонатора, а последний в свою очередь — взрыв детонатора или разрывного заряда бомбы.

Взрыватели могут располагаться в различных местах бомбы: в головной части (головные), в хвостовой (донные) и на боковой поверхности (в специальных стаканах).

Взрыватели делятся на дистанционные, срабатывающие в любой, заранее заданный момент, и ударные, действующие при ударе бомбы о преграду.

В конструкции любого взрывателя имеется ряд основных элементов: корпус; механизм возбуждения капсюля; предохранительный механизм; замедлительное устройство; воспламенительная или детонаторная часть. Корпус взрывателя объединяет в одно целое все его механизмы. С корпусом бомбы взрыватель обычно соединяется при помощи резьбы.

Начальный импульс, вызывающий действие капсюля, создается отдельным устройством взрывателя. В зависимости от типа и принципа действия взрывателя такие устройства могут быть механическими, пневматическими или электрическими. Механические устройства взрывателей ударного действия обычно представляют собой ударник с жалом, который при встрече с преградой мгновенно опускается и накалывает капсюль-воспламенитель (рис. 28). У дистанционных взрывателей с механическим ударным устройством ударник удерживается боевой пружиной, под действием которой он своим жалом накалывает капсюль в момент, определенный замедлительным устройством.

Рис. 28. Головной ударный взрыватель авиационной бомбы

Пневматическое возбуждение капсюля основано на мгновенном повышении температуры быстро сжимаемого в закрытом объеме воздуха. Такое возбуждение может осуществляться при помощи небольшого цилиндра с поршнем. Поршень во время полета бомбы удерживается пружиной, а при ударе о преграду начинает двигаться. Вследствие того, что объем, занимаемый воздухом в цилиндре, изменяется очень быстро, температура воздуха возрастает до величины, достаточной, чтобы вызвать воспламенение капсюльного состава или специальной пороховой шашки.

При электрическом возбуждении состав капсюля воспламеняется в результате повышения температуры от накала проводника, подключенного к электроцепи взрывателя, или вследствие появления искрового разряда между двумя разобщенными проводниками при определенном напряжении тока в электроцепи.

Устройство, возбуждающее капсюль, тесно связано с механизмом, предохраняющим взрыватель от случайного срабатывания при транспортировке, подготовке к боевому применению и т. д. В качестве предохранительных механизмов могут использоваться различного рода колпачки, шарики, упоры, пружины и ветрянки, не позволяющие до определенного момента детали ударного механизма двигаться в сторону капсюля. Так, например, предохранительный механизм ударного взрывателя, показанного на рис. 28, состоит из ветрянки — колесика с лопастями, вращаемого потоком воздуха, предохранительных плашек и чеки. Ветрянка, навинченная на резьбу плашек до отказа, не позволяет ударнику сдвигаться. Во время падения бомбы струи воздуха вращают ветрянку и свинчивают ее с нарезки плашек. При ударе о преграду ударник начинает двигаться, срезает предохранительную чеку и накалывает капсюль.

Ударные взрыватели могут вызывать взрыв бомбы мгновенно (точнее — не дольше чем через три тысячные доли секунды) после встречи с преградой или с замедлением, т. е. через некоторое, заранее установленное время после удара о преграду. Дистанционные взрыватели имеют только переменное замедление, которое устанавливается в зависимости от времени падения бомбы с самолета до заданной точки взрыва.

Необходимое замедление действия взрывателя обеспечивается замедлительным устройством. Оно может быть основано, например, на использовании замедлительного пиротехнического состава, помещенного между двумя капсюлями. Один из этих капсюлей срабатывает при встрече бомбы с преградой и воспламеняет пиротехнический состав. Состав в свою очередь вызывает действие другого капсюля, а последний — взрыв бомбы. За счет времени, необходимого для горения состава, происходит замедление взрыва.

Другие замедлительные устройства взрывателей представляют собой часовые механизмы и используются в дистанционных взрывателях. Такой механизм до определенного момента удерживает ударник от накола капсюля. Когда это время истечет, ударник освобождается и вызывает срабатывание капсюля. Подобным же образом работают и химические замедлительные устройства, в которых ударник взрывателя удерживается пластинкой, помещенной в химический растворитель. Размягчение или разрушение этой пластинки растворителем происходит за определенный промежуток времени, после чего ударник освобождается и накалывает капсюль.

Действие электрических замедлительных устройств основано на свойстве электрического тока менять свою величину в зависимости от сопротивления цепи. Изменяя это сопротивление, можно получить напряжение, необходимое для того, чтобы через определенный промежуток времени после сбрасывания бомбы или удара ее о преграду срабатывал специальный электрозапал, возбуждающий действие капсюля.

На рис. 29 приведена схема устройства одного из созданных в Германии электрических взрывателей. В этой конструкции необходимое напряжение создается в результате зарядки конденсаторов. Как известно, конденсатор представляет собой систему, состоящую из металлических, т. е. проводящих ток, пластин и какого-либо изолирующего вещества, помещенного между ними. Такая система, будучи подключена к источнику тока, накапливает электрическую энергию и может снова возвращать ее в цепь. Емкость конденсатора, т. е. максимальная величина накапливаемой им энергии, обусловливается размерами, количеством его пластин и расстоянием между ними.

Рис. 29. Схема устройства электровзрывателя:

1 — ударный контакт; 2 — аккумуляторный конденсатор; 3 — сопротивление; 4 — электрозапал; 5 — запальный конденсатор; 6 — контакт

Один из конденсаторов в цепи электровзрывателя (аккумулирующий) при отделении бомбы от самолета получает через бортовую сеть сильный заряд тока и мгновенно заряжается до предельной величины. Другой конденсатор (запальный) заряжается от первого. Для чего же нужен этот второй конденсатор? Ответ простой — для установки замедления. Напряжение на обкладках запального конденсатора, достаточное для того, чтобы сработал электрозапал, образуется не сразу, а через некоторое время, зависящее от величины включенного в цепь взрывателя сопротивления. Меняя величину этого сопротивления, можно заранее устанавливать замедление — время, по прошествии которого взрыватель будет готов к действию. Взрыватель с таким замедлительным устройством очень надежен с точки зрения безопасности, так как он не может сработать до отделения бомбы от самолета (так как аккумулирующий конденсатор не заряжен) и в течение некоторого времени после того, как бомба сброшена, пока напряжение в запальном конденсаторе не достигнет определенной величины. За это время расстояние между бомбой и самолетом увеличивается настолько, что даже случайный взрыв бомбы не может причинить вреда самолету.

Время замедления можно регулировать также и путем изменения зарядного напряжения аккумулирующего конденсатора в момент отделения бомбы от самолета. Увеличивать или уменьшать это напряжение можно не только на земле, но и в воздухе в соответствии с изменяющимися условиями бомбардирования. Таким образом, электровзрыватель имеет важное преимущество перед другими системами, у которых время замедления устанавливается только на земле и не может регулироваться в полете.

Итак, при движении бомбы в воздухе напряжение на обкладках запального конденсатора постепенно достигает определенной величины. Как же дальше действует система? При ударе бомбы о землю или какую-либо преграду замыкается ударный контакт, до этого момента разъединяющий цепь между запальным конденсатором и электрозапалом. Электрозапал срабатывает, воспламеняя пиротехнический состав (время горения его может быть также замедленным), который и вызывает срабатывание капсюля, после чего бомба взрывается.

У каждого взрывателя имеется капсюль определенного типа — воспламенитель или детонатор. Капсюли-детонаторы вызывают детонацию основного снаряжения бомбы и используются во взрывателях фугасных, осколочных и бронебойных бомб. Капсюли-воспламенители вызывают сразу воспламенение основного снаряжения бомбы, а в некоторых системах взрывателей — срабатывание капсюля-детонатора. Они действуют обычно от накола жалом ударника и реже от луча пламени или пневматического действия и применяются главным образом во взрывателях для зажигательных, светящих и других бомб.

По конструкции капсюли взрывателей авиационных бомб подобны капсюлям артиллерийских боеприпасов, но отличаются от последних размерами и капсюльным составом.

Фугасные авиационные бомбы

Познакомимся с различными типами авиационных бомб и особенностями их устройства.

Фугасные авиационные бомбы предназначены для разрушения различных военных сооружений и уничтожения живой силы и боевой техники противника. Устройство фугасной бомбы несложно (рис. 30). Она состоит из стального корпуса, соединяющего все части бомбы в одно целое и содержащего взрывчатое вещество, стабилизатора, обеспечивающего устойчивость бомбы в полете, подвесной системы и взрывателя. Корпус обычно делается обтекаемой формы, что обеспечивает наименьшее сопротивление потока воздуха при падении бомбы.

Рис. 30. Фугасная авиационная бомба

Для снаряжения фугасных бомб используются тротил, аммонал и другие бризантные взрывчатые вещества, образующие мощную взрывную волну. Фугасные бомбы в зависимости от калибра снабжаются одним или несколькими взрывателями, вызывающими в нужный момент детонацию взрывчатого вещества, а наиболее крупные бомбы снабжаются еще и дополнительными детонаторами — зарядами взрывчатого вещества, обладающего сильным инициирующим действием. При ударе бомбы о преграду взрыватель срабатывает и вызывает детонацию или непосредственно снаряжения бомбы, или промежуточных детонаторов, от действия которых взрывается уже основной заряд. В зависимости от установленного времени замедления взрыватель может произвести взрыв бомбы на поверхности преграды или внутри нее.

Фугасные авиационные бомбы поражают цель главным образом взрывной волной; некоторый ущерб ей приносят также осколки корпуса бомбы. Бомба весом 50 кг при взрыве в грунте может образовать воронку глубиной до полутора метров и диаметром 2–4 м. При взрыве 1000-кг бомбы образуется воронка глубиной 4–5 м и диаметром 12–15 м. Что касается наземных предметов, находящихся вблизи места падения фугасной бомбы, то

им также наносятся сильные повреждения. Тысячекилограммовая фугасная бомба, например, сильно повреждает наземные цели в радиусе до 40 м. При этом наиболее сильно повреждаются деревянные постройки, частично — строения из кирпича.

Осколочные авиационные бомбы

Для поражения с самолетов живой силы и боевой техники противника применяются осколочные авиационные бомбы. Корпус осколочной бомбы представляет собой толстостенный цилиндр из стали или чугуна, сужающийся по краям (рис. 31). В головной части корпуса крепится запальный стакан, имеющий очко-отверстие с резьбой для ввертывания взрывателя обычно ударного действия. Стабилизатор по форме и способу соединения с корпусом ничем не отличается от стабилизаторов авиационных бомб другого типа.

Рис. 31. Осколочная авиационная бомба

Весят осколочные бомбы от 2,5 кг и более.

При ударе осколочной бомбы о преграду срабатывает взрыватель. Если он установлен на мгновенное действие, бомба сразу же взрывается; если на замедленное — взрыв происходит через определенное время. При взрыве снаряжения бомбы — литого тротила, аммотола или другого взрывчатого вещества — корпус дробится на множество осколков, которые разлетаются во все стороны с большой скоростью и поражают цель.

Зажигательные авиационные бомбы

Зажигательные авиационные бомбы применяются для воспламенения целей. Они могут создавать крупные очаги пожара, которые трудно ликвидировать вследствие того, что зажигательный состав бомбы долго горит и создает при этом высокую температуру.

Наибольшее распространение получили зажигательные бомбы сосредоточенного действия, образующие мощные очаги пожара. Весят они от 1 до 50 кг.

Зажигательная бомба сосредоточенного действия устроена следующим образом. Корпус ее состоит из массивной металлической головки и соединенного с ней тонкостенного металлического цилиндра. Внутренность корпуса снаряжается основным составом — чаще всего термитом, который представляет собой спрессованную смесь алюминиевого порошка и окиси железа, специальным веществом — воспламенительной звездкой и переходным составом.

Взрыватели зажигательных бомб — ударные, мгновенного действия с капсюлем-воспламенителем. Луч огня, созданный капсюлем-воспламенителем, зажигает воспламенительную звездку, а та в свою очередь — переходный состав, от которого воспламеняется основной термитный состав. При горении термитного состава корпус бомбы расплавляется и образуется очаг пожара, в котором температура достигает 3000°. Горит бомба 2–3 минуты.

Существуют также и зажигательные бомбы рассредоточенного действия, имеющие, кроме зажигательного вещества, разрывной заряд. При взрыве такого заряда зажигательный состав разбрасывается в стороны и создает множество очагов пожара на довольно значительной площади.

Особое место занимают бомбы, снаряженные зажигательными составами в виде жидких и сгущенных смесей нефтепродуктов с другими веществами. Они состоят из тонкостенного металлического корпуса, зажигательной смеси, взрывателя, взрывчатого заряда и стабилизатора и имеют калибр от 50 до 500 кг. При падении такие бомбы взрываются и разбрызгивают горючее, образуя большие очаги пожара.

К сгущенным смесям относится, например, американский напалм, представляющий собой смесь бензина со специальным сгущающим веществом — «алюминиевым мылом», состоящим из алюминиевых солей и органических кислот. Наиболее распространенные виды напалма содержат от 92 до 96 процентов бензина. Напалм легко воспламеняется; он легче воды и горит на ее поверхности, не сразу гаснет, если его лишить доступа воздуха. При ударе бомбы (рис. 32) о преграду взрывом специального вышибного заряда воспламеняющийся напалм выбрасывается вверх. Рассеиваясь в виде небольших прилипающих к предметам сгустков, он образует множество очагов огня. Горит такой сгусток 4–5 минут.

Рис. 32. Напалмовая зажигательная авиационная бомба

Бронебойные авиационные бомбы

По мере развития средств поражения непрерывно развиваются и средства защиты от них. В частности, широко применяется бронирование военной техники. Бронированную цель трудно, а иногда почти невозможно поразить фугасными, зажигательными и осколочными бомбами. Для этого нужны специальные бронебойные бомбы, имеющие большой вес, прочный корпус и снаряженные таким количеством взрывчатого вещества, которого было бы достаточно для создания сильного ударного действия. Вес бронебойных авиационных бомб, применяющихся в настоящее время, составляет 250 кг и более. Они способны поражать цели, имеющие мощную броневую и железобетонную защиту.

Корпуса бронебойных бомб изготовляются из особо прочной стали. Наибольшая толщина их корпуса приходится на головную часть бомбы, постепенно уменьшаясь в хвостовой части. Взрыватель такой бомбы обычно ввертывается в запальный стакан, расположенный в хвостовой части. Снаряжаются бронебойные бомбы флегматизированным, т. е. обладающим пониженной чувствительностью к детонации, тротилом; для надежности детонации они снабжаются также дополнительными детонаторами.

Взрыватели бронебойных бомб — ударного действия, устанавливаются на некоторое замедление. Вследствие этого взрыв происходит уже после того, как бомба углубится на некоторое расстояние в преграду. Разрыв бомбы сопровождается главным образом фугасным и отчасти осколочным действием, которое и разрушает преграду.

Наряду с описанным выше типом бомб в авиации получили широкое распространение бронебойные бомбы, действие которых основано на использовании свойства зарядов определенной формы давать взрыв, энергия которого сосредоточена почти целиком в одном направлении. Это явление носит название кумуляции.

Светящие авиационные бомбы

Выполняя боевые задачи ночью, экипажи самолетов могут встретиться с необходимостью осветить лежащую внизу местность при разведке объектов противника, фотографировании с воздуха, для целеуказаний наземным войскам и т. д. В таких случаях используются специальные авиационные бомбы, которые могут при своем падении давать продолжительную или короткую, но яркую вспышку света. Это так называемые светящие авиабомбы и фотобомбы. Вес их обычно достигает 3–50 кг.

Светящая авиационная бомба имеет корпус, стабилизатор, подвесную систему, снаряжение и взрыватель. Снаряжение состоит из осветительного пиротехнического состава и вышибного заряда. Внутри корпуса светящей авиационной бомбы помещается также парашют для обеспечения медленного падения горящего факела, каким становится светящая бомба, после того как сработает ее взрыватель.

Взрыватель бомбы (обычно дистанционного действия с капсюлем-воспламенителем) срабатывает на определенной высоте над землей. Капсюль-детонатор воспламеняет вышибной заряд, состоящий из черного пороха, а тот в свою очередь зажигает осветительный состав и выталкивает его из корпуса бомбы в виде факела. Одновременно из корпуса выбрасывается парашют. Медленно опускаясь на парашюте, факел в течение нескольких минут дает силу света в сотни тысяч и миллионы свечей, причем радиус освещаемой поверхности достигает 2 км.

Фотобомбы в отличие от светящих парашюта не имеют. Продолжительность освещения ими местности составляет доли секунды, необходимые для того, чтобы произвести фотографирование с самолета.

Корпус фотобомбы заполняется специальной фотосмесью. При срабатывании взрывателя и взрыве детонатора, состоящего из бризантного взрывчатого вещества, фотосмесь тоже детонирует. Сила света создаваемой при этом вспышки достигает многих миллионов свечей.

Транспортировка бомб к цели

Чтобы доставить бомбы к цели и как можно точнее сбросить их на нее, необходима специальная система взаимосвязанных устройств, в целом составляющих бомбардировочное вооружение самолетов. Такие устройства позволяют надежно укреплять на самолете определенное число бомб и быстро сбрасывать их в нужный момент как поодиночке, так и все сразу или сериями по нескольку штук.

Бомбардировочное вооружение непрерывно совершенствовалось и совершенствуется по мере развития военной авиации. В настоящее время в целях уменьшения лобового сопротивления самолета его основную бомбовую нагрузку располагают внутри фюзеляжа и лишь в особых случаях под крыльями или под фюзеляжем. Наружная подвеска бомб используется также на самолетах, для которых бомбометание не является основным способом поражения целей, например на истребителях.

Бомбовая нагрузка, составляющая значительную часть всей нагрузки самолета, должна размещаться возможно ближе к центру его тяжести, чтобы сбрасывание бомб не вызывало изменения центровки самолета и потери устойчивости. Бомбы, подвешиваемые внутри фюзеляжа, сбрасываются через специальные люки, закрытые во время полета к цели и открываемые лишь для бомбометания. Величина бомболюка в большинстве случаев определяется габаритами бомбы, наибольшей из всех предназначенных для подвески на данный самолет.

Рис. 33. Балочный бомбодержатель

К самолету бомбы крепятся с помощью бомбодержателей. Основу всякого держателя составляет корпус, имеющий вид балки (у балочных бомбодержателей — рис. 33) или рамы (у кассетных бомбодержателей — рис. 34). Балочные держатели предназначены для подвески одной или двух бомб на одном уровне, кассетные — для подвески нескольких бомб одна над другой.

Рис. 34. Кассетный бомбодержатель

К корпусу бомбодержателей крепятся замки, удерживающие бомбы до момента их сбрасывания. В настоящее время во многих зарубежных странах создано большое количество замков разных систем. Однако все эти системы принципиальных различий не имеют. В качестве примера рассмотрим работу замка, схема которого показана на рис. 35.

Рис. 35. Замок бомбодержателя:

1 — корпус; 2 — несущий рычаг; 3 — опорный рычаг; 4 — спусковой рычаг; 5 — шток; 6 — пружина; 7 — упоры; 8 — цапфы; 9 — ушки; 10 — ограничители

На балке или раме бомбодержателя такой замок удерживается за цапфы 8, которые опираются на специальные защелки. Ушко бомбы навешивается на короткое плечо несущего рычага 2, свободно сидящего на оси. Другим, длинным плечом несущий рычаг сцепляется с опорным рычагом 3. Этот рычаг в свою очередь опирается длинным плечом на спусковой рычаг 4, верхнее плечо которого постоянно сцеплено со спусковым штоком 5. На шток надета пружина 6, удерживающая шток и спусковой рычаг в крайнем левом положении. Для того чтобы замок с висящей на несущем рычаге бомбой не открылся, у правой цапфы устанавливается преграда — шток предохранительного механизма. Часто такие механизмы располагаются внутри замков бомбодержателей, штоки которых с одной стороны упираются в штоки замков, а с другой — ограничиваются специальной рейкой с прорезями.

Чтобы открыть замок, нужно нажать шток 5 со стороны передней цапфы, предварительно переведя рейку предохранительного механизма в положение, при котором шток становится против прорези и может свободно передвигаться в сторону. При движении штока 5 в заднее положение пружина 6 сжимается и спусковой рычаг 4 поворачивается. Одновременно освобождаются опорный и несущий рычаги, и бомба падает.

Передвижение штока замка в заднее положение для сбрасывания бомбы осуществляется с помощью специального механизма — привода бомбодержателя. В настоящее время больше других распространены электромеханические приводы. Электромеханический привод состоит из системы рычагов, опирающихся на пружину. При взведении привода пружина сжимается. Освобождение рычагов производится с помощью электромагнита. Когда ток проходит по обмотке электромагнита, якорь, втягиваясь, освобождает один из рычагов и пружина с силой толкает стержень, который в свою очередь надавливает на шток замка и открывает его.

Чтобы избежать случайного срабатывания взрывателей, снабженных ветрянками, в авиации уже давно практикуется система блокировки ветрянок, или, как говорят, «контровка» их проволочными вилками. Такие вилки устанавливаются на взрыватель при ввертывании его в очко бомбы и не допускают случайного свинчивания ветрянки при доставке бомбы к цели.

Система блокировки ветрянок вилками удобна и тем, что позволяет в тех случаях, когда экипаж не смог выполнить боевого задания, сбросить бомбы на своей территории на «невзрыв», т. е. таким образом, чтобы взрыватель бомбы при ударе о землю не сработал и бомба не взорвалась. Для этого при сбросе бомб необходимо лишь оставить контровочные вилки на взрывателях.

При выполнении боевых заданий контровочные вилки должны сниматься с ветрянок взрывателей, чтобы бомба при падении на землю взорвалась. Для управления ветрянками взрывателей бомбодержатели снабжаются специальными механизмами «взрыв–невзрыв», а замки — дополнительными несущими рычагами. Эти рычаги удерживают кольца, связанные металлическими тросиками с контровочными вилками ветрянок (рис. 36). Когда бомба сбрасывается на «взрыв», кольцо, тросик и контровочная вилка остаются в замке и ветрянка взрывателя в полете вращается под действием встречного потока воздуха. Если же бомба сбрасывается на «невзрыв», кольцо, тросик и вилка сбрасываются вместе с бомбой и взрыватель не срабатывает.

Рис. 36. Сбрасывание бомбы на «взрыв» и «невзрыв»

Основной деталью механизма «взрыв–невзрыв» является электромагнит, якорь которого движется перпендикулярно к ползуну, удерживающему кольцо тросика контровочной вилки. Если в обмотке электромагнита тока нет, ползун может свободно отходить в сторону, освобождая кольцо тросика. Бомба в этом случае сбрасывается на «невзрыв». Для сбрасывания бомбы на «взрыв» через обмотку электромагнита пропускают электрический ток, при этом якорь электромагнита опускается вниз, ограничивая тем самым движение ползуна; кольцо в момент отделения бомбы не выдергивается и трос с контровочной вилкой остается на самолете; бомба падает с освобожденной ветрянкой.

Бомбосбрасыватели

Нередко на самолет подвешивается много (до двух–трех десятков) бомб, а при выполнении боевого задания часто возникает необходимость нанести несколько ударов, для чего нужно сбрасывать то одну бомбу, то через короткие интервалы несколько бомб одновременно.

Для выполнения подобных задач в системах бомбардировочного вооружения самолета имеются специальные устройства — бомбосбрасыватели, позволяющие сбрасывать бомбы в нужном порядке. На самолете бомбосбрасыватели располагаются обычно в кабине штурмана, но иногда и в кабине летчика. По принципу действия такие устройства делятся на электрические и механические, причем последние на современных самолетах используются исключительно как дублеры электрических сбрасывателей. Механические бомбосбрасыватели применяются при неполадках в работе основной электрической системы или для экстренного сбрасывания бомб при аварийном состоянии самолета, когда электрическая система совершенно не работает.

Электрический бомбосбрасыватель — это электромеханический прибор, вырабатывающий в необходимом порядке электрические сигналы, под воздействием которых приводы открывают замки бомбодержателей, и распределяющий эти сигналы по цепям электроприводов. Это позволяет сбрасывать бомбы поодиночке, все сразу залпом, сериями одиночных бомб и, наконец, серией залпов.

Электросбрасыватель представляет собой комплекс механизмов и устройств, каждое из которых имеет определенную задачу: вырабатывать импульсы тока, распределять их по цепям приводов бомбодержателей и т. д. Одним из главных механизмов электросбрасывателя является распределитель импульсов тока по электроприводам бомбодержателей. Его устройство разнообразно. Наиболее простой принцип работы распределителя сводится к движению металлической пластинки (щетки) по контактам. Каждый из этих контактов включен в цепь одного из приводов бомбодержателя. Когда щетка попадает на контакт, привод срабатывает, замок открывается и бомба падает.

Движение щетки по контактам может осуществляться электромотором небольшой мощности, пружиной или специальным подающим механизмом, подобным изображенному на рис. 37.

Рис. 37. Распределительный механизм с подающим устройством

Храповое колесо такого механизма жестко сидит на оси, к которой прикреплена щетка. На оси, кроме того, укреплен подающий рычаг, который удерживается пружиной. На другом плече рычага имеется собачка, которая прижимается пружиной к зубу храпового колеса. Если нажать на кнопку сбрасывания бомб, в обмотку электромагнита поступит электрический ток, якорь его втянется, увлекая за собой подающий рычаг. Ведущая собачка резко повернет храповое колесо, а вместе с ним и щетку, которая передвинется на следующий контакт. Цепь одного из приводов замкнется. При отпускании кнопки подача тока в электромагнит прекращается. Подающий рычаг с якорем и ведущей собачкой под действием пружины возвращается в первоначальное положение, при этом ведущая собачка западает за очередной зуб храповика. Если теперь вновь нажать кнопку сбрасывания, все повторится сначала: храповое колесо повернется и распределительная щетка перескочит на новый контакт, послав импульс тока в следующий привод бомбодержателя.

Электросбрасыватель с подобным распределительным устройством недостаточно удобен, так как штурман или бомбардир должен нажимать кнопку сбрасывания для сброса каждой бомбы. Временной интервал при этом зависит только от того, насколько часто нажимается кнопка, и не всегда может быть выдержан точно. В настоящее время на самолетах устанавливаются автоматические электросбрасыватели, которые без вмешательства штурмана сбрасывают бомбы через предварительно заданные промежутки времени.

Для автоматической (через определенные, заранее установленные штурманом промежутки времени) подачи импульсов тока к приводам бомбодержателей в конструкцию электросбрасывателей включаются специальные механизмы временных интервалов. Эти механизмы могут быть различны по устройству и принципу действия. Наибольшее распространение получили электромеханические или электрические устройства — пульсаторы, которые вырабатывают серию одинаковых импульсов тока, непрерывно следующих один за другим через определенные промежутки времени. Пульсаторы управляют спусковыми подающими устройствами распределителей. Например, в описанном выше распределительном механизме пульсатор может подавать ток в обмотку электромагнита, автоматически регулируя движение щетки по контактам. В некоторых типах электросбрасывателей пульсаторы одновременно выполняют задачу и распределительных механизмов, и механизмов временных интервалов, подавая импульсы тока к электроприводам бомбодержателей.

Как уже говорилось, часто бывает необходимо сбрасывать бомбы залпом, сериями («порциями») по нескольку одиночных бомб или сериями залпов. Для того чтобы можно было сбрасывать бомбы сериями, в конструкцию электросбрасывателей включаются специальные механизмы. Они состоят из распределительного устройства, с помощью которого можно заранее установить необходимое число бомб в серии, и реле — электромагнитного устройства, отключающего электросбрасыватель от электроцепи, когда заданное число бомб будет сброшено.

Более сложны по устройству залповые механизмы электросбрасывателей, так как они должны обеспечивать одновременную посылку тока на несколько электроприводов бомбодержателей. Такие механизмы могут быть основаны, например, на изменении угла поворота контактной щетки распределительного устройства в зависимости от заданного количества бомб. В таком случае длина хода якоря приводного электромагнита делается переменной и контактная щетка при одном ходе якоря замыкает несколько контактов, включив одновременно нужное число цепей электроприводов.

На самолете электросбрасыватели связаны с приводами бомбодержателей при помощи электропроводки. Наибольшее распространение в авиации получила весьма удобная в эксплуатации одноканальная система связи, при которой все приводы бомбодержателей соединены последовательно. Первый импульс тока от электросбрасывателя подается к первому бомбодержателю; после его срабатывания автоматически замыкается второй привод и т. д. Если на какой-либо держатель бомба не подвешивается, то и замок не ставится. Привод этого держателя автоматически отключается, и цепь замыкается сразу же на следующий держатель. При изменениях вариантов бомбовой нагрузки такая система не требует специальных переключений.

Для того чтобы летчик или штурман мог контролировать работу агрегатов бомбардировочного вооружения, в каждую систему бомбардировочного вооружения самолета включают контрольно-сигнальные устройства. Они состоят из сигнализаторов-контактов, замыкающихся при подвешивании бомб на замок, и сигнальных лампочек, загорающихся на щитке в тот же момент. Сигнальные лампочки монтируются на щитках в кабинах летчика и штурмана. Когда бомба сбрасывается, сигнализатор-контакт размыкается и соответствующая лампочка гаснет, указывая, какой держатель освободился от бомбы.

Механизмы бомболюков

Подвеска бомб в специальном бомбоотсеке внутри фюзеляжа вызывает необходимость включения в систему бомбардировочного вооружения современных самолетов-бомбардировщиков еще одного важного устройства — механизма бомболюков. В полете створки бомболюков плотно закрывают бомбоотсеки. Понятно, что в момент бомбометания их нужно открыть и, когда нужное количество бомб будет сброшено, снова закрыть. Вот эту задачу и выполняют механизмы бомболюков.

Такие механизмы могут быть электрическими, пневматическими и гидравлическими, т. е. управление створками бомболюков может осуществляться при помощи электромоторов, сжатого воздуха и гидравлической передачи. Управление производится из кабины штурмана. Чтобы открыть створки люка, нужно установить рычаг на пульте управления в положение «Люк открыт». Если на самолете установлен гидравлический привод, то жидкость поступит в рабочий цилиндр и приведет в движение поршень, связанный через систему рычагов со створками бомболюков. Створки откроются. Для того чтобы закрыть створки, нужно перевести рычаг управления в положение «Люк закрыт». Тогда жидкость будет поступать в другую часть рабочего цилиндра, заставляя поршень двигаться в обратную сторону. Створки люка закроются.

Для контроля за работой механизма бомболюков применяется система электросигнализации. Когда створки бомболюка, открываясь, доходят до крайнего положения, они замыкают выключатели, расположенные на борту бомбоотсека; одновременно замыкается цепь сигнальной лампочки, которая, загораясь, сигнализирует штурману, что люк открыт. Когда створки закрываются, цепь сигнальной лампочки размыкается и лампочка гаснет.

Бомбы на самолете

Познакомимся теперь с тем, как производится подвеска бомб на самолет.

После того как авиационные бомбы доставлены со склада на самолетную стоянку, их тщательно осматривают, определяя: те ли это бомбы, которые требуются, и нет ли на них существенных повреждений. Отобранные бомбы на специальной тележке транспортируют к самолету. Там их укладывают под фюзеляжем, причем каждую бомбу под определенным кассетным держателем.

Поднять и подвесить к замку вручную можно лишь бомбы малого калибра. Для подъема авиационных бомб крупного калибра используются средства механизации: бомбовая лебедка, подвесные тросы, направляющие ролики, скобы, крюки. Лебедка может приводиться в движение не только вручную, но и электромотором, питаемым от самолетных или аэродромных аккумуляторов.

Лебедка с помощью временных болтов укрепляется на борту открытого бомбоотсека самолета. Стальной трос с ее барабана протягивают через систему роликов на самый верх кассетного бомбодержателя, замки с которого сняты. Один замок закрепляется за ушко бомбы и прицепляется за крюк на конце лебедочного троса.

По команде лица, ответственного за подвеску бомб, включается в работу бомбовая лебедка. Когда бомба отрывается от земли, ее направляют так, чтобы цапфы замка точно вошли в направляющие кассетного держателя. Но вот замок на месте. Тросу лебедки дается слабина и крючок на его конце снимается с замка. Затем под держатель подкатывают следующую бомбу с замком, и все повторяется сначала. Постепенно все бомбодержатели бомбоотсека обрастают своеобразными гирляндами авиационных бомб. Специалисты по вооружению самолетов проверяют надежность их подвески, исправно ли работает сигнализация, указывающая, что бомбы подвешены.

Следующий этап подвески — самый ответственный. Авиационные бомбы надо снарядить взрывателями. Без взрывателя бомба сравнительно безопасна, но с ввернутым взрывателем она становится грозным разрушительным оружием. Достаточно малейшей неосторожности в обращении со взрывателем, и взрыв может нанести значительный ущерб. После того как взрыватели ввернуты в очко каждой из подвешенных бомб, их ветрянки «контрят» вилками, вследствие чего обеспечивается безопасность и возможность сброса бомб. После этого из кабины штурмана закрываются створки, наглухо запирающие отверстие бомболюка. Теперь бомбардировочное вооружение самолета полностью готово к выполнению боевого задания.

БОМБОМЕТАНИЕ И БОМБАРДИРОВОЧНЫЕ ПРИЦЕЛЫ

Современные самолеты-бомбардировщики способны очень точно поражать наземные цели. Это возможно благодаря наличию на самолете устройства — бомбардировочного прицела, позволяющего точно определять момент сбрасывания бомбы с учетом всех особенностей полета: скорости и высоты, наличия ветра, движения цели, характеристик бомбы (ее веса, формы, скорости падения с данной высоты). Подобно прицелу воздушной стрельбы, дающему возможность точно направить снаряд в нужном направлении, он позволяет учитывать силы, действующие на бомбу в полете, и определять, сколько времени потребуется на то, чтобы бомба долетела до цели.

Бомба и цель

Авиационная бомба, свободно падающая в воздухе, испытывает действие двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Кроме того, в момент отделения от самолета бомба получает начальную горизонтальную скорость, равную скорости самолета, но сила сопротивления воздуха, действующая в сторону, противоположную полету бомбы, постепенно сводит на нет горизонтальную скорость, полученную от движения самолета; она тормозит движение бомбы и этим «помогает» силе тяжести отклонять бомбу книзу. В результате сложения двух движений — горизонтального замедленного и вертикального ускоренного— бомба совершает полет по кривой, близкой к параболе.

На рис. 38 показано, как падает бомба, сброшенная с самолета, летящего горизонтально при отсутствии ветра. Вследствие движения самолета бомба оказывается не в точке В_1, а в точке С — на некотором расстоянии по горизонтали, где она была сброшена. Расстояние по земле от точки, над которой сброшена бомба, до точки ее падения (на рисунке отрезок В_1С) называется относом бомбы. За время падения бомбы самолет пролетит некоторое расстояние и в момент разрыва бомбы окажется точке Д. Так как на бомбу действует сила сопротивления воздуха, то ее горизонтальная скорость постепенно уменьшается, и в результате бомба отстанет от самолета в горизонтальном направлении на расстояние СД_1. Это расстояние называется линейным отставанием бомбы. Величина его зависит от скорости и высоты полета самолета, веса и формы бомбы.

Рис. 38. Прицельная схема бомбометания с горизонтального полета в безветрие

Прямая ВС, соединяющая точку падения бомбы с точкой, в которой находится самолет в момент сбрасывания бомбы, называется линией прицеливания, а угол между вертикалью ВВ_1 и линией прицеливания — углом прицеливания. Под этим углом видна цель с самолета в момент сбрасывания бомбы.

Представим себе, что мы находимся на самолете, подлетающем к цели. Линия, соединяющая наш самолет с целью, — линия визирования — по мере приближения к цели будет перемещаться таким образом, что угол между нею и вертикалью — угол визирования — будет все время уменьшаться. В момент, когда самолет займет положение, при котором расстояние по земле от точки, расположенной строго под ним, до цели станет равно относу бомбы, угол визирования будет равен углу прицеливания. Очевидно, в этот момент и надо сбрасывать бомбу, которая должна попасть точно в цель.

Знания величины угла прицеливания при конкретных условиях полета было бы достаточно для того, чтобы точно произвести бомбометание, если бы оно выполнялось при отсутствии ветра, а такие случаи исключительно редки, так как в воздушном океане ветры дуют почти непрерывно; они влияют на полет самолета и бомбы. Если ветер дует в лоб самолету, он уменьшает его путевую скорость (скорость относительно земли), если в хвост — увеличивает ее. Так же влияет ветер и на полет отделившейся от самолета бомбы. В таких случаях, чтобы учесть ветер, достаточно его скорость прибавить к скорости самолета или вычесть из нее. Однако ветер может дуть не только в лоб или хвост самолету, но и под углом к его курсу. При этом возникает так называемое боковое смещение.

С появлением ветра изменяется путевая скорость самолета, что в свою очередь изменяет начальную скорость полета бомбы, а значит, и угол прицеливания. На рис. 39 изображена схема бомбометания с горизонтального полета при боковом ветре. За время падения бомбы ветер снесет самолет на величину ДЕ, и в момент удара бомбы о землю самолет окажется не в точке Д, как это было бы при отсутствии ветра, а в точке Е. Где же будет находиться при этом точка падения бомбы?

Рис. 39. Прицельная схема бомбометания при боковом ветре

Линейное отставание бомбы, возникающее в результате сопротивления воздуха при боковом ветре, будет такое же, как и при отсутствии ветра. За время падения бомбы и самолет и бомба будут снесены ветром на одно и то же расстояние. Следовательно, чтобы найти точку падения бомбы, надо от точки падения ее при безветрии отложить в сторону бокового относа бомбы отрезок, равный и параллельный относу самолета. Конец этого отрезка — точка С — и будет точкой падения бомбы.

Из схемы видно, что в случае бомбометания при боковом ветре точка падения бомбы находится в стороне от проекции пути самолета. Перпендикуляр СС_1, проведенный из точки падения к проекции пути самолета, — это боковой относ бомбы или ее смещение.

Луч визирования на цель при боковом ветре будет перемещаться не в вертикальной, как при безветрии, а в наклонной плоскости прицеливания. В этой же плоскости будет теперь лежать и угол прицеливания. Сама плоскость прицеливания сместится от вертикальной плоскости на угол смещения бомбы, соответствующий ее боковому относу, или, иначе, на угол наклона плоскости визирования. Для того чтобы определить момент сбрасывания бомбы при боковом ветре, штурману необходимо знать две величины: угол прицеливания и угол смещения бомбы.

Выходит, что прицеливание при бомбометании в горизонтальном полете должно складываться из двух этапов. Первый этап — это боковая наводка. Нужно придать самолету такое положение, чтобы он прошел с наветренной стороны цели на расстоянии бокового смещения бомбы, а линия разрывов — прямая, проведенная через точку падения бомбы параллельно проекции пути самолета, — прошла через цель. Второй этап — продольная наводка, или прицеливание по дальности. Он состоит в определении момента сбрасывания бомбы, при котором она попадает точно в цель. Этот момент обусловливается величиной расстояния до цели, равного относу бомбы.

Таким образом, чтобы определить, в какой точке полета нужно сбросить бомбу, необходимо учесть ряд величин. Сделать это на летящем с большой скоростью самолете в боевой обстановке штурман не может, не имея специального быстродействующего механизма. Поэтому на современных бомбардировщиках устанавливаются бомбардировочные прицелы, позволяющие вычислять и отсчитывать углы прицеливания и наклона плоскости визирования по отношению к вертикали, причем нужный в данных условиях угол прицеливания строится прицелом автоматически по данным, вводимым в него штурманом и получаемым в процессе прицеливания. Такой прибор освобождает штурмана и от сбрасывания бомб: в нужный момент цепь бомбосбрасывателей замыкается автоматически.

Как устроен и работает бомбардировочный прицел

Каждому, кто впервые попадает в штурманскую кабину бомбардировщика, сразу же бросается в глаза расположенный почти у самого пола кабины прибор в темном корпусе. Снаружи прибора расположен ряд блестящих рукояток с четко отмеченными по окружности шкалами и обрамленный мягкой резиной окуляр оптической трубы. Это и есть оптический бомбардировочный прицел. Устройство его весьма сложно, и подробный разбор его не входит в задачу книги. Однако интересно узнать хотя бы в общих чертах, как же прицел автоматически выполняет те предписания теории бомбометания, которые необходимы для точного попадания бомбы в цель.

Для наблюдения за целью и для контроля за движением визирного луча прицелы снабжаются визирной трубой с системой оптики, которая дает увеличенное изображение местности, над которой пролетает самолет (рис. 40).

Рис. 40. Оптический бомбардировочный прицел

Самолет никогда не летит строго по прямой. Он совершает более или менее значительные (в зависимости от условий полета и мастерства летчика) колебательные движения по высоте, «рыскает» в стороны, что, естественно, мешает точному бомбометанию. Поворот самолета даже на один градус вокруг одной из его трех осей значительно снижает точность прицеливания. Во время боевого захода на высоте 7500 м такое отклонение от необходимого курса полета вызовет промах почти на 130 м.

Поворот на три градуса увеличит ошибку до 358 м. Отклонения самолета от заданной высоты и курса могут достигать и большей величины.

Для того чтобы такие отклонения не влияли на прицеливание, современные бомбардировочные прицелы стабилизируются в пространстве при помощи гироскопа. Для этого визирная труба прицела связана с гироскопом системой рычагов. Когда самолет выходит на боевой курс, штурман устанавливает ось гироскопа специальными рукоятками по уровням так, чтобы воздушные пузырьки оказались против отметок. При этом ось гироскопа, а вместе с ней и ось визирной трубы принимают вертикальное положение. После этого ось вращения гироскопа уже в течение всего времени прицеливания сохраняет вертикальное положение и надежно стабилизирует вертикаль — ось визирной трубы, от которой и производится отсчет всех необходимых для прицеливания углов.

Многие прицелы устроены так, что штурман видит в трубу не местность под самолетом, а ее отражение в небольшом зеркальце, подвешенном под нижним концом трубы. Угол наклона зеркальца изменяется специальным механизмом синхронизации по мере того, как самолет приближается к цели.

Если зеркальце неподвижно, то отраженные в нем предметы кажутся штурману движущимися. Вращая зеркальце с различной скоростью и изменяя тем самым скорость движения земных предметов в поле зрения оптической трубы, можно добиться того, что перемещение этих предметов прекратится и они станут казаться неподвижными. Таким образом, штурман может удерживать цель в поле зрения, причем визирный луч будет перемещаться синхронно с целью.

Если синхронизация достигнута, прицел уже сам отрабатывает необходимый угол прицеливания и в нужный момент сбрасывает бомбы.

Как это делается? Зеркальце перископической системы прицела приводится в движение небольшим электромотором, с которым оно связано через фрикционную передачу, позволяющую изменять скорость перемещения зеркальца. Такая передача состоит из диска (см. рис. 40), связанного с мотором, и ролика, соединенного с зеркальцем. Ролик, плотно прилегающий к поверхности диска, получает от него вращение и в то же время может передвигаться по радиусу. Чем дальше находится ролик от центра диска, тем быстрее он вращается. Передвигать ролик, а значит, и придавать зеркальцу большую или меньшую скорость поворота можно с помощью особой рукоятки — рукоятки синхронизации (см. рис. 40 — ручка С).

Расчеты показывают, что когда синхронизация движения визирного луча и цели достигнута, расстояние от центра диска до ролика определенным образом зависит от угла прицеливания, а именно, оно пропорционально тангенсу угла прицеливания. Эта зависимость используется в прицеле. С рукояткой синхронизации через механическую передачу связан особый механизм — построитель угла прицеливания. Он состоит из двух подвижно соединенных между собой деталей: рейки прицеливания и кулисы, причем рейка передвигается в зависимости от поворота рукоятки синхронизации (рис. 41).

Рис. 41. Схема механизма синхронизации и построителя бомбардировочного прицела:

1 — фрикционный диск; 2 — ролик; 3 — ходовой винт; 4 — рукоятка синхронизации; 5 — рукоятка оборотов фрикционного диска; 6 — кулиса визирования; 7 — рейка визирования; 8, 9, 12, 13 — конические шестерни; 10 — шестерня, 11 — рейка прицеливания; 14 — кулиса прицеливания

Рейка заранее устанавливается таким образом, что когда удаление ролика от центра диска равно нулю, кулиса совпадает с вертикалью. Когда штурман добьется синхронизации и ролик установится на определенном расстоянии от центра диска, рейка прицеливания также займет определенное положение, при котором угол, образованный кулисой и вертикалью, будет приближенно равен углу прицеливания.

Для того чтобы кулиса образовала с вертикалью точный угол прицеливания, необходимо учесть еще одну величину — отставание бомбы. Ввод отставания в прицел осуществляет специальный механизм. Величину отставания, зависящую от высоты полета и баллистических характеристик бомбы, штурман берет из таблиц; затем он поворачивает соответствующим образом рычаг ввода отставания. Поворот этого рычага вызывает смещение фрикционного ролика механизма синхронизации, удаляя ролик от центра диска. Это нарушает достигнутое ранее синхронное движение визирного луча и цели. Чтобы восстановить синхронизацию, штурман рукояткой синхронизации уменьшает величину смещения ролика и таким образом дополнительно смещает рейку построителя. Кулиса построителя при этом устанавливается на угол, точно равный углу прицеливания.

Разбирая основные положения теории бомбометания, мы говорили, что наиболее часто бомбометание приходится производить при ветре, что вызывает необходимость введения поправки на боковое смещение бомбы. Поэтому синхронные прицелы снабжаются также механизмом наклона плоскости визирования, строящим угол бокового смещения, соответствующий боковому смещению бомбы. Этот механизм поворачивает визирную трубу в поперечном направлении на угол, зависящий от отставания бомбы, высоты полета и угла сноса.

Боковая наводка синхронных прицелов выполняется при помощи специального механизма, связанного с автоматическим устройством, позволяющим без вмешательства летчика вести самолет на заданной высоте по заданному курсу. Это устройство называется автопилотом (см. рис. 40 — внизу). Выполняя боковую наводку, штурман включает автопилот, и далее весь процесс наводки осуществляется с помощью двух рукояток, расположенных сбоку на корпусе прицела. Одна из них называется рукояткой сноса, другая — рукояткой поворота. Если вращать рукоятку поворота, прицел поворачивается по оси, а так как он связан с автопилотом, то на тот же угол одновременно поворачивается и самолет. Если вращается рукоятка сноса, разворачивается только самолет, причем положение прицела в пространстве не меняется.

Для выполнения боковой наводки самолету нужно придать такое положение, чтобы он прошел с наветренной стороны цели на расстоянии бокового смещения бомбы, а линия разрывов при этом — через цель.

В поле зрения оптической трубы прицела имеется линия, называемая курсовой чертой. Глядя в оптическую трубу, штурман вращает рукоятку поворота до тех пор, пока курсовая черта не будет наложена на цель. Когда произойдет наложение, самолет будет развернут автопилотом в сторону цели и полетит в направлении на нее. Однако ветер будет сносить самолет с заданного курса. Штурман может учесть этот снос, вращая рукоятку сноса; он поворачивает прицел до тех пор, пока цель не начнет перемещаться параллельно курсовой черте на расстоянии бокового относа бомбы, на этом боковая наводка будет закончена.

Когда штурман производит синхронизацию визирного луча с целью, угол визирования, первоначально значительно превосходящий угол прицеливания, все время уменьшается. Наконец, наступает такой момент, когда угол визирования становится равным углу прицеливания. В это время и нужно сбрасывать бомбы. На кулисе прицеливания и связанной с зеркальцем кулисе визирования установлены контакты. Когда кулисы совмещаются, контакты касаются один другого и замыкают электрическую цепь бомбосбрасывателя. При этом замки бомбодержателей срабатывают и освобождают подвешенные на них бомбы.

Радиолокация и бомбометание

Оптические визирные системы позволяют производить бомбометание лишь по видимым целям. А как быть в тех случаях, когда цель не видна, например ночью или при сплошной облачности?

Здесь опять приходит на помощь радиолокация. От радиолокационных устройств самолетов-истребителей бомбардировочные радиолокационные прицелы отличаются бóльшими размерами и большей мощностью передатчиков радиоимпульсов и решают, кроме задач бомбометания, навигационные задачи самолетовождения при неблагоприятных метеорологических условиях.

Конструкция радиолокационного бомбардировочного прицела включает передатчик, приемник, антенное устройство, индикатор и вспомогательные устройства. Высокочастотные колебания передатчика излучаются антенной направленного действия. Антенна, установленная внизу, под фюзеляжем самолета, вращается электродвигателем. Поэтому радиолуч последовательно «обегает» местность, над которой пролетает самолет.

Скорость распространения радиоволн равна 300 000 км/сек, что почти в миллион раз больше скорости звука, поэтому волны мгновенно «приносят свои донесения» пославшему их самолету. Радиоволны излучаются передатчиком не непрерывно, а короткими импульсами, продолжающимися примерно одну миллионную долю секунды. В промежутки между излучениями импульсов передатчик выключается и в работу вступает приемник, в котором высокочастотные колебания преобразуются и усиливаются, а затем поступают на электроды электронно-лучевой трубки — индикатора. Электронный луч совершает по его круглому экрану непрерывное движение от центра к краям, вращаясь при этом точно в соответствии с антенной. На луч воздействуют отраженные от земли и прошедшие через приемник сигналы, которые влияют на яркость электронного луча индикатора.

Различные участки местности, например лес и поле, суша и вода, городские здания и мосты, отражают радиоволны неодинаково, в результате этого величина пришедших к индикатору импульсов будет различной. Чем больше интенсивность принятого импульса, тем ярче светится точка, оставляемая на экране индикатора электронным лучом. Таким образом, каждой точке на местности будет соответствовать светящаяся точка на экране.

Изображение, появляющееся в каком-либо месте экрана индикатора, после того как электронный луч переместится в другое положение, не пропадает, так как экран изготовлен из материала, обладающего способностью светиться и после прекращения действия электронного луча. В результате появления светящихся точек на экране возникает своеобразная радиолокационная картина местности, над которой пролетает самолет. Эта картина все время поддерживается электронным лучом, обегающим экран.

Перемещая антенну, можно просматривать местность под самолетом в различных направлениях в поисках заданной цели. Надо сказать, что эта работа требует большого опыта определения различных целей по их отметкам на экране индикатора, что особенно осложняется, когда противник создает искусственные радиопомехи, вызывающие искажение картины местности на экране радиолокатора.

Наконец, цель найдена. После этого наблюдающий за экраном индикатора бомбардир, совмещая перекрестие прицела с целью, производит прицельное бомбометание, как и при помощи обычного оптического бомбардировочного прицела.

Бомбардировочные прицелы — один из наиболее сложных видов техники, составляющей вооружение современных боевых самолетов. Обслуживание этих прицелов и работа с ними требуют от специалистов по вооружению глубоких знаний, большой подготовки и натренированности штурманов и бомбардиров. В руках мастеров своего дела современные бомбардировочные прицелы позволяют с высокой точностью поражать любые цели на больших скоростях и высотах полета в любых метеорологических условиях.

Машина-бомбардир

Как бы совершенны ни были описанные выше технические средства для прицеливания при бомбометании, работа с ними требует от штурманов и бомбардиров большого умственного и физического напряжения. Они должны в совершенстве уметь отыскивать цели, определять исходные данные, производить прицеливание. Но главное — эту работу необходимо осуществлять в очень короткий срок, так как все возрастающая скорость полета оставляет все меньше времени для работы с прицельными устройствами.

В связи с этим перед конструкторами встала важная задача так автоматизировать прицеливание и сброс бомб, чтобы можно было полностью освободить человека от этой операции, так как современные средства автоматики, как показывает практика, способны выполнять многочисленные и сложные действия значительно быстрее, чем человек. Таким образом, можно избежать опасности того, что с дальнейшим значительным ростом скорости полета бомбардировщиков штурманы уже не в состоянии будут управляться с подготовкой исходных данных и прицеливанием в процессе полета.

За рубежом полную автоматизацию прицеливания предполагается решить путем использования электронных вычислительных машин. Появившиеся в последнее десятилетие в результате громадных успехов, достигнутых одной из отраслей современной науки и техники — радиоэлектроникой, эти машины позволили по-новому поставить многие вопросы автоматизации, дали возможность создавать такие системы, которые десять лет назад могли бы показаться фантазией.

Работы зарубежных ученых и инженеров показали, что с помощью электронных машин можно быстро обрабатывать информацию об обстановке на поле боя, решать тактические задачи, управлять сложными системами противовоздушной обороны, баллистическими ракетами, стратегическими бомбардировщиками, совершенно по-иному организовать работу тыловых органов. Область применения электронных вычислительных машин непрерывно расширяется, совершенствуются сами машины.

Рассмотрим кратко, как устроена и работает вычислительная машина. В самых различных областях своей деятельности люди сталкиваются с вычислениями. Им постоянно приходится иметь дело с простыми арифметическими действиями, решать различного рода уравнения. Занимается подсчетом шофер, когда определяет, сколько горючего необходимо залить в бак, чтобы автомобиль мог пройти заданное расстояние. Вычисляет штурман самолета, прокладывая курс машины или готовя данные для бомбардировки цели. Производят различные расчеты конструкторы машин и механизмов.

Давно уже люди стремились изобрести приборы и приспособления, которые позволили бы им механизировать процесс вычислений, сократили бы время, затрачиваемое на вычисления, или совсем избавили бы человека от этого тяжелого труда. Много веков назад появились счеты, сравнительно недавно — логарифмические линейки, арифмометры, счетно-аналитические машины. Человек, вычисляющий с помощью арифмометра, получает для производства расчетов исходные числа, решает, какие операции над ними необходимо произвести. Затем он последовательно выполняет требуемые арифметические действия и получает в конце концов окончательный результат.

В процессе развития электроники оказалось, что можно создать специальные устройства, которые автоматически повторяли бы действия человека, вычисляющего с помощью арифмометра. Эти устройства получили название цифровых электронных вычислительных машин.

Каждая такая машина имеет входное устройство, куда в зашифрованном виде вводятся числа, над которыми надо произвести те или иные арифметические действия, программа работ, т. е. указания, какие действия над исходными числами надо произвести. Специальное устройство машины «запоминает» введенные в нее исходные данные и передает их по мере надобности в другую часть машины — арифметическое устройство. Оно автоматически совершает действия над числами в указанной программой последовательности. Результаты вычислений передаются в выходное устройство, позволяющее быстро расшифровать результат произведенных машиной расчетов. Координацию действий всех частей машины осуществляет управляющее устройство. Оно «читает» программу и автоматически заставляет машину работать в соответствии с ней.

Время, которое затрачивает машина на расчеты, чрезвычайно мало. Электронная вычислительная машина способна в одну секунду произвести десятки тысяч операций над 10–15-значными цифрами. Такая огромная скорость обеспечивается тем, что машина считает, пользуясь так называемой двоичной системой счета. Из всех десяти цифр, применяемых обычно нами при счете, машина располагает лишь нулем и единицей. В эту систему предварительно переводятся обычные числа, необходимые для производства требуемых вычислений. Обычное число превращается при этом в ряд нулей и единиц. Первому знаку — нулю — соответствует отсутствие электрического сигнала, второму — единице — наличие его. Таким образом, все арифметические действия сводятся к операциям над электрическими сигналами, а их можно «запоминать» в виде электрических потенциалов, сравнивать, складывать, вычитать, производить над ними другие операции. Для этих действий над электрическими сигналами в машине имеются специальные ламповые схемы и электронные реле-счетчики, связанные в цепи. Срабатывают счетчики в несколько миллионных долей секунды. Этим-то и обеспечивается огромная скорость вычислений, которые производит электронная машина.

Высокая скорость вычислений — не единственное преимущество машины. Она может производить также большие по объему расчеты. Этот объем зависит от возможности запоминающего устройства удерживать («запоминать») то или иное количество электрических сигналов, соответствующих цифрам.

Электронные машины работают автоматически, но сконструировал и построил их человек. Он же и задает программу работы машине. Как бы совершенна ни была электронная вычислительная машина, без человека она мертва, ничего сделать сама не в состоянии.

Как же человек может использовать машину, в частности, для автоматического сброса бомб с расчетом, что они с достаточной точностью поразят выбранную цель?

Для того чтобы определить необходимый угол прицеливания с помощью прицелов, которые были описаны в предыдущих разделах, штурман должен видеть с самолета цель или ее радиолокационное изображение. В зависимости от положения самолета относительно цели определяется угол прицеливания. Но задача может решаться и иначе. Зная положение цели, которую нужно поразить бомбами, можно заранее вычислить угол прицеливания и определить точку в пространстве над целью, которой соответствовал бы этот угол. После этого остается лишь точно вывести самолет в эту точку и сбросить бомбы.

Предварительное вычисление координат точки сброса бомб может быть быстро произведено с помощью электронной вычислительной машины, которая может быть использована и для последующих действий. Для этого в запоминающее устройство машины должны быть введены координаты точки сброса, а программа работы составлена таким образом, чтобы машина непрерывно следила за текущим положением самолета в воздухе и в тот момент, когда он придет в желаемую точку, подала сигнал на бомбосбрасыватель.

Примерно на таком принципе действует описанная в зарубежной литературе универсальная самолетная электронная вычислительная машина «Диджитак». Для работы ее используются бортовые навигационные средства и наземная радионавигационная система. Наземная система представляет собой ряд радиомаяков, непрерывно излучающих в пространство радиосигналы. Величина сигнала, принимаемого на самолете, зависит от его положения относительно маяка. Таким образом, можно заранее определить качество приема сигналов по маршруту и, выдерживая его, точно следовать в заданном направлении. Наблюдение за сигналами маяков и поручено самолетной вычислительной машине. Арифметическое устройство машины «Диджитак» по заданной программе сравнивает текущие координаты самолета с заданными и в случае необходимости подает на автопилот команды об изменении курса и высоты. Каждый раз место самолета автоматически уточняется по предыдущему его местоположению, ранее найденной скорости ветра, данным о курсе и воздушной скорости. При подходе к цели по данным о положении самолета и цели, данным о ветре машина определяет момент сброса бомб и выполняет автоматическое сбрасывание.

«Диджитак», как указывается в печати, способна последовательно выводить бомбардировщик на несколько целей. Общий вес этой машины составляет 110 кг. Она состоит из двух блоков. Блок самой электронной машины весит 58 кг.

Облегчить работу экипажей бомбардировщиков в воздухе электронные вычислительные машины могут и косвенным путем. С их помощью может производиться большое число расчетов, необходимых при подготовке к бомбардировочной операции. На основе таких машин уже сейчас, как указывалось в зарубежной печати, созданы совершенные тренажеры, облегчающие подготовку экипажей бомбардировщиков. Эти тренажеры позволяют на земле воспроизвести обстановку полета, значительно более приближенную к действительности, чем это удавалось раньше. Электронные вычислительные машины находят широкое применение и в конструкторской практике при проектировании прицелов и других образцов вооружения самолетов.

По мнению зарубежных специалистов, область использования электронных вычислительных устройств с каждым годом будет все более расширяться, и уже в ближайшем десятилетии их применение, в частности в авиации, может достичь значительных масштабов. Об этом говорят исключительно высокие темпы развития радиоэлектроники и других смежных с ней областей науки и техники. При этом, разумеется, не может быть и речи о полной замене человека машиной. Как бы велики ни были возможности электронных вычислительных машин, они всегда останутся вспомогательным средством, не заменяющим творческого процесса мышления, а лишь повышающим в колоссальных размерах его производительность.

В зарубежной литературе отмечается, что автоматические устройства для производства прицельного бомбометания еще только начинают развиваться. Поэтому на современных боевых самолетах можно встретиться главным образом с обычными прицелами, которые были описаны в предыдущих разделах.

РЕАКТИВНОЕ ВООРУЖЕНИЕ САМОЛЕТОВ

Неуправляемые реактивные снаряды

Возросшие скорости и высоты полета современных самолетов сильно усложняют воздушный бой между самолетами-истребителями и бомбардировщиками. Время, в течение которого летчик-истребитель может вести прицеливание, стало ничтожно малым, а возможность повторной атаки цели практически почти исключена. Мощное оборонительное вооружение бомбардировщика заставляет истребитель вести огонь с больших дальностей, что, естественно, снижает эффективность стрельбы.

Стремясь и в этих условиях достичь надежного поражения цели пушечным вооружением истребителей, конструкторы создали совершенное прицельное оборудование, которое позволяет вести стрельбу с больших дальностей и в любых условиях (ночью, во время тумана и снегопада). Значительно содействуют решению боевых задач и разработанные в настоящее время различные системы вывода истребителя в исходное положение для атаки.

Однако наряду с совершенствованием средств нападения непрерывно развиваются и средства защиты. Возросшие возможности авиационной промышленности позволяют значительно повысить прочность самолетов, уменьшить их уязвимость от артиллерийского огня, что в свою очередь заставляет конструкторов увеличивать калибр пушек, устанавливаемых на самолеты-истребители, совершенствовать боеприпасы оружия. Но бесконечно увеличивать калибр пушек на самолете нельзя, так как это влечет за собой непомерное увеличение веса артиллерийских установок, а следовательно, и веса самолетов, что недопустимо. Поэтому конструкторы изыскивают иные пути повышения эффективности поражения авиацией воздушных и наземных целей. Один из таких путей состоит в вооружении самолетов неуправляемыми реактивными снарядами.

Вооружение самолетов неуправляемыми реактивными снарядами не вызывает особых затруднений: установки для стрельбы ими имеют небольшой вес; сила же отдачи при стрельбе в этом случае практически отсутствует. Боевые части реактивных снарядов могут быть сделаны весьма мощными, обеспечивающими разрушение даже самого прочного по конструкции самолета, например тяжелого бомбардировщика. Но при всех этих положительных качествах неуправляемые реактивные снаряды имеют существенный недостаток: вероятность попадания в цель ими невелика из-за большого рассеивания. Это долгое время затрудняло их использование в авиации, особенно для стрельбы с самолетов по самолетам.

Из всего многообразного вооружения самолетов реактивное оружие имеет самую короткую историю. В авиации оно появилось только в 30-х годах нашего века, когда другие виды авиационного вооружения (стрелковое, бомбардировочное) уже достигли значительного совершенства. Однако это не помешало реактивному оружию занять одно из важных мест в авиационном вооружении.

Конструкция неуправляемого реактивного снаряда несложна. Снаряд состоит в основном из трех частей: головной боевой части, двигателя и стабилизатора (рис. 42). Головная боевая часть изготовляется из стали; она снаряжается тринитротолуолом и имеет либо головной (ударного или дистанционного типа), либо донный взрыватель. Характерный признак реактивного снаряда — наличие реактивного двигателя, сообщающего ему необходимую скорость в полете. Конструкция такого двигателя в зависимости от используемого для его работы топлива может быть различной, но принцип работы у всех двигателей реактивных снарядов одинаков: сила, необходимая для движения снаряда в воздухе, так называемая сила тяги, образуется за счет реакции струи газов, выбрасываемой через отверстие специальной формы — реактивное сопло.

Рис. 42. Общий вид реактивного неуправляемого снаряда и устройство порохового реактивного двигателя

Для уяснения того, как создается сила тяги реактивного двигателя снаряда, представим себе следующую картину. В металлический цилиндр, закрытый со стороны одного основания и открытый с другого, помещена шашка из прессованного пороха. Если зажечь эту шашку, образующиеся при горении газы, расширяясь, будут равномерно давить во все стороны. Давление на боковые стенки цилиндра будет при этом взаимно уравновешиваться; давление же на его основание — нет, так как с одной стороны газы имеют свободный выход. Это неуравновешенное давление газов будет толкать цилиндр в сторону, противоположную направлению истечения газов.

Здесь происходит то же, что и при выстреле из пушки: снаряд летит вперед, а сама пушка откатывается назад.

Сила, с которой газы давят на дно цилиндра (а в реактивном двигателе — на дно камеры сгорания), носит название силы реакции струи газов, которая тем больше, чем больше скорость истечения газов и чем больше их выходит через отверстие (в реактивном двигателе — через сопло) в единицу времени.

На таком же принципе работают все реактивные двигатели. Каждый из них имеет камеру сгорания, в которой создается необходимое давление газов, и сопло, через которое газы вырываются наружу, заставляя двигатель, а вместе с ним и весь снаряд двигаться в пространстве. Разница в устройстве реактивных двигателей определяется тем, как и с помощью какого топлива образуется струя газов. В неуправляемых снарядах используют наиболее простые типы реактивных двигателей — пороховые, у которых источником образования газов служит пороховая шашка, но может использоваться и горение какого-либо жидкого горючего (спирта, керосина и т. п.). Кислород, необходимый для горения, у пороховых двигателей входит в состав топлива, у использующих жидкое топливо жидкостно-реактивных двигателей подается из специальных резервуаров; в турбореактивных и прямоточных двигателях для сгорания жидкого топлива используется кислород воздуха.

Из всех существующих типов реактивных двигателей пороховые двигатели наиболее просты по устройству. Такой двигатель представляет собой цилиндрическую камеру, в которую помещен пороховой заряд — пороховые шашки цилиндрической формы с внутренними каналами. Камера открыта только с задней стороны, где имеется одно или несколько сопел. Кроме порохового заряда, в камере помещаются две металлические решетки — диафрагмы. Одна из них (задняя) удерживает пороховые шашки от выпадения через сопло, другая (передняя) отделяет от заряда воспламеняющийся состав. В качестве такого состава используется черный порох, уложенный в матерчатый мешочек. Для запуска двигателя применяют пиропатроны: пиропатрон зажигает воспламенитель, а тот — пороховой заряд.

Характеристики реактивного двигателя неуправляемого снаряда — сила тяги, продолжительность его работы — зависят от того, насколько велик сам снаряд, каков вес его боевой части.

В полете на реактивный снаряд действуют различные силы: собственный вес, сила сопротивления воздуха и сила тяги двигателя. Получающаяся от их сложения результирующая сила стремится опрокинуть снаряд, сместить его ось из приданного ей при выстреле положения, в результате чего снаряд в полете будет неустойчив и не попадет в цель. Чтобы сделать неуправляемые снаряды устойчивыми в воздухе, их снабжают стабилизатором из трех–четырех перьев, как у авиационных бомб, или заставляют вращаться вокруг своей оси, как артиллерийские снаряды.

Размеры и конструкция стабилизатора зависят от калибра снаряда и способа размещения его на самолете. Снаряды большого калибра обычно подвешиваются под крылом самолета, поэтому перья их стабилизаторов изготавливают из листовой стали и приклепывают или приваривают к корпусу снаряда. Снарядами, имеющими малый калибр, стрельба ведется из специальных установок, в этом случае их оперение делают таким образом, чтобы оно могло складываться, когда снаряд помещен в ствол установки, и раскрываться при полете.

Для того чтобы уменьшить рассеивание оперенных реактивных неуправляемых снарядов, их заставляют вращаться в полете. Такие снаряды носят название проворачивающихся. к ним относится, например, созданный в Германии 210-мм снаряд и в США 115-мм снаряд. Лопасти оперения этих систем имеют небольшой наклон к продольной оси, что и обеспечивает вращение снаряда за счет набегающего потока воздуха. Число оборотов поворачивающегося снаряда в полете может достигать 2000 в минуту. Это делает снаряд весьма устойчивым в полете и уменьшает рассеивание.

Для придания вращения неоперенному реактивному снаряду видоизменяется конструкция соплового аппарата его двигателя. Если у оперенных снарядов оси сопел параллельны осям снарядов, то у турбореактивных снарядов (так называются снаряды, не имеющие оперения и вращающиеся в полете) оси сопел, расположенных в задней стенке двигателя, составляют угол с осями снарядов в 15–18°. Косое истечение струй газов из сопел заставляет снаряд вращаться вокруг своей оси, одновременно двигая его вперед. Скорость вращения такого снаряда в полете может достигать 30 000 об/мин.

Размеры и конструкция неуправляемых реактивных снарядов в зависимости от их назначения различны. Они могут предназначаться для стрельбы с самолетов как по наземным и морским целям, так и по воздушным целям. Снаряды, предназначенные для стрельбы по наземным и морским целям, используются для поражения самых разнообразных объектов: бронированных укреплений, бронетанковой техники, надводных и подводных кораблей и т. п. Ими вооружаются истребители-бомбардировщики и тактические бомбардировщики. Некоторые образцы таких снарядов снабжаются боевой частью диаметр которой больше, чем диаметр основного корпуса снаряда. Это позволяет сконцентрировать в боевой части большее количество взрывчатого вещества, хотя и снижает аэродинамические характеристики снаряда.

Калибр неуправляемых реактивных снарядов, предназначенных для стрельбы по наземным и морским целям, может быть различным. За рубежом снаряды среднего калибра такие, например, как «Холли Мозес» (США), используются для стрельбы по танкам, понтонным мостам и небольшим кораблям. По разрушительной силе они приравниваются к 127-мм артиллерийским снарядам. Для действий по мощным железобетонным укреплениям и крупным кораблям применяются тяжелые снаряды. Один из таких снарядов американского образца «Тайни Тим» имеет калибр 298,5 мм и весит около 580 кг. Длина снаряда 3657 мм, вес головной боевой части 268 кг, максимальная скорость 240–270 м/сек.

На самолете снаряды, предназначенные для стрельбы по наземным и морским целям, располагаются на наружных установках под крылом или фюзеляжем. Снаряды среднего калибра могут подвешиваться под крылом самолета своеобразными «гирляндами». В этом случае непосредственно к крылу крепится только несколько снарядов, а остальные с помощью специальных замков подвешиваются один за другим к этим снарядам. Полный комплект снарядов, подвешиваемых таким образом на одном из современных американских истребителей составляется из шести «гирлянд» по четыре снаряда в каждой. При стрельбе включаются двигатели нижних снарядов каждой «гирлянды». Снаряды сходят с подвесок, и вся серия направляется к цели. Их место занимает следующий ряд снарядов, оказавшийся теперь нижним.

Неуправляемые снаряды, предназначенные для стрельбы с самолетов по самолетам, могут иметь боевые части, снабженные взрывателями как ударного, так и дистанционного действия. Один из таких снарядов — американский снаряд «Майти Маус» — имеет калибр 70 мм, длину 1000 мм и вес около 8 кг. Стрельба неуправляемыми снарядами для поражения воздушных целей ведется, как правило, из многоствольных установок. Поэтому снаряды снабжаются складывающимися стабилизаторами. Применение многоствольных установок дает возможность расположить на самолете большое количество снарядов.

Многоствольные установки располагаются в фюзеляже (самолет F-86D «Сейбр») или на концах (консолях) крыла самолета (истребитель F-89D «Скорпион»). Фюзеляжные установки более удобны, так как они могут быть сделаны убирающимися внутрь самолета, т. е. не создающими дополнительного сопротивления воздуха, однако после залпа из такой установки дым и пламя на некоторое время затрудняют летчику обзор по оси самолета; это мешает управлять самолетом во время выхода из атаки.

В последние годы для стрельбы неуправляемыми снарядами за рубежом были созданы автоматические установки, убирающиеся внутрь фюзеляжа. Снаряды в такой установке размешены в трубчатых направляющих. При стрельбе установка с помощью гидравлического устройства, связанного электроприводом с системой управления огнем оружия, выдвигается, а после залпа тотчас же убирается в фюзеляж. Выдвижение реактивной установки из фюзеляжа обеспечивает стрельбу как всем наличным комплектом снарядов, так и частью его.

Фюзеляжные и консольные реактивные установки позволяют иметь на борту самолета большое количество снарядов. Одна из американских консольных установок, например, заряжается 52 снарядами. Всего на самолете устанавливаются две такие установки. Таким образом, самолет вооружен 104 снарядами, которые могут быть выпущены из каждой установки по одному или все сразу залпом.

Для стрельбы турбореактивными снарядами в зарубежных ВВС созданы установки револьверного типа. Они имеют вращающийся барабан и механическое устройство, подающее в барабан очередные снаряды. Такие установки менее громоздки, чем системы для стрельбы оперенными снарядами, но обладают меньшей мощностью залпа и значительно сложнее по устройству.

Неуправляемое реактивное вооружение начинает играть все бóльшую роль в вооружении авиации. Созданные за рубежом некоторые самолеты-истребители, предназначенные для действий ночью и в сложных метеорологических условиях, совсем не имеют пушечного вооружения. Они оснащены лишь неуправляемыми реактивными снарядами, что, по сообщениям зарубежной печати, достаточно эффективно, особенно для истребителей-перехватчиков.

В связи с использованием радиолокационных прицелов на кормовых установках точность оборонительного огня бомбардировщика резко увеличилась, поэтому зарубежные специалисты приходят к выводу, что истребителю нецелесообразно вести атаку самолета-бомбардировщика с задней полусферы, подставляя тем самым себя под огонь двух или четырех кормовых пушек бомбардировщика, автоматически управляемых с помощью радиолокационного прицела. Если же истребитель будет сближаться с бомбардировщиком под прямым углом к его курсу, вероятность поражения его огнем бомбардировщика уменьшится, так как стрелки на бомбардировщике будут вынуждены учитывать непрерывно меняющийся угол цели при большой скорости сближения.

Системы для стрельбы неуправляемыми реактивными снарядами на пересекающихся курсах основаны на совместном использовании самолетного радиолокатора, реактивных снарядов и наземной радиолокационной станции. Одна из таких созданных за рубежом систем стрельбы (рис. 43) — система американской фирмы Хьюз Эркрафт — работает следующим образом. Истребитель направляется в зону местонахождения цели наземной станцией наведения. Атаку летчик может производить с любого направления, но наилучшей считается атака под углом около 90° к направлению полета цели, так как в этом случае на экране радиолокатора истребителя появляется наиболее четкое изображение цели и гораздо раньше, чем при атаках с других направлений.

Рис. 43. Радиолокационная система истребителя для стрельбы неуправляемыми снарядами

Экран индикатора самолетного радиолокатора обычно помещается на приборной доске, как и у радиолокационных стрелковых прицелов. Первоначально станция работает в режиме поиска, при этом ее антенна медленно перемещается справа налево и обратно, производя секторный обзор пространства перед самолетом. Одновременно с движением антенны по экрану индикатора станции движется вертикальная линия. Кроме этой линии, на экране видна еще одна линия, похожая на индекс авиагоризонта, которая указывает летчику положение самолета относительно горизонта и позволяет вести самолет, глядя на экран и лишь время от времени обращаясь к другим приборам.

Оператор наземной станции по радио предупреждает летчика, когда следует ожидать появления отметки цели. Эта отметка появится на экране, когда расстояние до цели будет равно приблизительно 40 км. Дальность и азимут цели летчик определяет по положению имеющейся на экране прицельной точки, полученной самолетным радиолокатором. Произведя опознавание цели с помощью устройства «свой–чужой», летчик включает механизм горизонтального перемещения антенны и вручную совмещает вертикальную линию с отметкой цели. После этого радиолокатор переключается на режим автоматического слежения за целью.

В процессе слежения за целью расстояние между истребителем и бомбардировщиком быстро сокращается. За 20 секунд до открытия огня диаметр прицельного круга начинает уменьшаться, и летчик должен очень точно вести самолет, так как приближается момент залпа. За 4 секунды до залпа летчик видит на экране сигнал, означающий, что ему необходимо нажать кнопку открытия огня.

Момент выстрела автоматически определяется счетнорешающим устройством. Оно учитывает прицельные данные и подает сигнал на установку реактивных снарядов. Происходит залп. В момент залпа на экране появляется знак «X», служащий для летчика указанием времени выхода из атаки.

Управляемые реактивные снаряды

Как бы совершенны ни были система стрельбы и прицеливания, конструкция неуправляемого снаряда, они не обеспечивают высокой точности поражения цели. Достаточно даже незначительной ошибки в прицеливании и промах неизбежен, а когда выстрел произведен, эту ошибку нельзя уже исправить. Непоправимым оказывается влияние различных причин, вызывающих отклонение снаряда от нужной траектории в процессе полета, например действие ветра. Невозможно изменить траекторию полета снаряда и в том случае, если цель после выстрела неожиданно изменит свое местоположение.

Давно уже ученых и конструкторов волновала проблема создания таких снарядов, которые обладали бы высокой точностью попадания в цель. Для этого нужно было сделать снаряд управляемым в полете, найти способ в случае необходимости менять его траекторию таким образом, чтобы он в конце концов обязательно поражал цель. Наконец, такие снаряды были созданы и получили название управляемых реактивных снарядов в отличие от неуправляемых и снарядов ствольной артиллерии, траектория которых определяется положением ствола или установки в момент выстрела и в дальнейшем изменяться не может. В настоящее время управляемые снаряды достигли высокой степени совершенства и стали грозным оружием.

Работы по созданию управляемых снарядов начались еще до второй мировой войны. Особенно широко велись они в Германии, где был создан ряд конструкций, которые во время войны применялись в боевых условиях. После войны интерес к управляемым снарядам еще более возрос, и в этой области достигнуты большие успехи. Достижения в развитии управляемого реактивного оружия стали возможны благодаря успехам науки и техники, особенно таких их отраслей, как автоматика, телемеханика и радиоэлектроника. Они позволили создать достаточно простые и надежные приборы для управления полетом снарядов.

Как устроены авиационные управляемые снаряды? Управляемый снаряд представляет собой летательный аппарат, имеющий, подобно самолетам, крылья и рулевое управление, при помощи которого его можно направлять вверх, вниз, вправо или влево. По своей конструкции и форме современные авиационные управляемые снаряды весьма разнообразны. Они могут иметь два крыла или более; их оперение и рули могут располагаться позади крыльев или выноситься вперед.

Поскольку управляемый снаряд выполняет ту же задачу, что и обычный (поражение цели взрывной волной или осколками), значительное место в его конструкции отводится боевой части — оболочке, заполненной взрывчатым веществом. В большинстве случаев боевую часть располагают в средней части снаряда. Вес заряда зависит от типа и назначения снаряда.

Для достижения большой дальности стрельбы и высокой скорости движения авиационные управляемые снаряды снабжаются реактивными двигателями: пороховыми, жидкостными, прямоточными, пульсирующими. В корпусе управляемого снаряда, кроме боевого заряда и двигателя, размещаются взрыватели ударного или дистанционного действия, топливные баки, источники электропитания, баллоны со сжатым воздухом для подачи топлива в двигатель, вспомогательные механизмы и, наконец, один из главнейших элементов конструкции управляемого снаряда — система управления.

Система управления — это сложный комплекс различных автоматических, радиотехнических и других устройств. С их помощью производятся измерения величины отклонения снаряда от нужного направления и выработка так называемых командных сигналов, приводящих в действие рули снаряда и тем самым изменяющих направление его полета. Определение отклонения и возвращение снаряда на заданную траекторию производятся по-разному, это зависит от типа системы управления.

Аппаратура системы управления в зависимости от принципов ее устройства может быть сосредоточена полностью или частично на снаряде, а частично на самолете, с которого производится наведение снаряда на цель.

Системой управления, вся аппаратура которой устанавливается на снаряде, является так называемая автономная система, которая автоматически управляет полетом снаряда так, что он в течение всего полета сохраняет заданное положение относительно поверхности земли. Работа такой системы сходна с работой обычного самолетного автопилота. Она может сохранить заданное положение осей снаряда в пространстве до определенной точки, а затем перевести снаряд в пикирование на цель. Время же перевода в пикирование, как и остальные характеристики полета (курс, высота и др.), задается системе заранее, перед пуском снаряда.

Основной элемент автономной системы — позиционный, или, как его еще называют, трехстепенный, гироскоп, подобный тому, какой мы встречали в автоматических стрелковых прицелах. Как было ранее выяснено, его основное свойство — сохранять в пространстве неизменным положение своей главной оси. Это положение и устанавливается перед пуском снаряда. В полете ось снаряда под влиянием ветра или других причин может отклониться от оси гироскопа. В этом случае специальное устройство тотчас же определяет величину и направление отклонения и в зависимости от этого вырабатывает командный сигнал, который включает рулевой механизм, а тот в свою очередь изменяет положение рулей снаряда таким образом, что снаряд возвращается в первоначальное положение, т. е. в то, при котором его ось совпадает с заданным направлением.

Возникает вопрос, насколько точна автономная система управления. В зарубежной литературе указывается, что точность ее не так уж велика. В полете ветер, например, может так сместить снаряд с нужного направления, что ось снаряда будет параллельна главной оси гироскопа. Система управления реагировать на это не будет. И чем на большее расстояние запущен снаряд, тем большая может получиться величина его отклонения от нужного направления. Казалось бы, такой недостаток должен вынудить конструкторов отказаться от использования автономных систем управления. Однако они обратили внимание на то, что подобные системы не подвергаются влиянию атмосферных и иных помех. Идя по пути дальнейшего совершенствования автономных систем управления и повышения их точности, конструкторы создали так называемые астронавигационные системы управления.

Известно, что по положению небесных светил можно определять широту и долготу места на земной поверхности. Уже много веков люди используют астрономические способы для кораблевождения, а с появлением авиации — для определения местоположения самолетов в дальних полетах. Некоторые из таких способов могут быть применены для создания астронавигационных систем управления снарядами дальнего действия. Трудность здесь состоит в автоматизации процессов определения высот небесных светил над горизонтом и вычислении по ним координат снаряда. Но и это оказалось под силу современной науке и технике. Созданные в настоящее время за рубежом астронавигационные системы управления включают ряд приборов и устройств, непрерывно автоматически определяющих направление оси снаряда по двум или нескольким звездам достаточной яркости. Затем по этим данным специальная аппаратура автоматически вычисляет отклонение снаряда от заданного направления полета и дает команду на рули, ликвидирующие это отклонение. Снаряд в этом случае как бы сам, «ориентируясь по звездам», находит дорогу к цели.

Существенный недостаток автономных систем управления состоит в том, что они не реагируют на изменение положения цели. Поэтому автономные управляемые снаряды пригодны для стрельбы с самолетов по неподвижным или малоподвижным объектам. В системах управления снарядов, предназначенных для поражения подвижных целей (боевых кораблей, бронетанковой техники и т. п.), используются иные принципы управления — телеуправление и самонаведение.

С принципом телеуправления мы часто встречаемся в самых разнообразных областях техники. Телеуправление — это управление на расстоянии; с помощью его диспетчеры управляют, например, работой электростанций, шлюзами, атомными реакторами. Так же поступают и при наведении снарядов.

Аппаратура телеуправления авиационных снарядов состоит из двух частей. Одна часть (аппаратура управления) располагается на самолете, а другая — на снаряде. С помощью аппаратуры управления оператор может контролировать полет снаряда и цели и передавать команды на снаряд. Аппаратура на снаряде принимает эти команды и передает их на рули, а последние действуют таким образом, что снаряд возвращается на траекторию, которая приведет его к цели. Измерение отклонения снаряда от нужного направления может производиться различными способами: визуально, автоматически с помощью радиолокатора и другими путями. Передача команд на снаряд осуществляется большей частью по радио.

Принципиально отличается от телеуправления метод самонаведения. В этом случае местонахождение цели автоматически определяется специальным устройством, установленным на снаряде. Это устройство, предназначенное для измерения координат снаряда по отношению к цели, получило название координатора. При отклонении снаряда от направления на цель координатор подает командный сигнал, воздействующий на рули, и обеспечивает таким образом движение снаряда к цели.

Работа систем самонаведения основана на том, что многие цели выделяются на окружающем их фоне или, как говорят, обладают определенным контрастом. Контраст может возникать, например, в результате того, что цель является источником электромагнитного излучения. Объектами, являющимися источниками излучения, могут быть радио- и радиолокационные станции, командные пункты управления снарядами, радиомаяки и т. д. Некоторые цели испускают световые или тепловые (инфракрасные) лучи. Хорошим световым контрастом обладают корабли на фоне моря. Тепловой контраст имеют трубы заводов и кораблей, двигатели самолетов, доменные печи и др. Все эти излучения воспринимаются чувствительным элементом системы самонаведения и используются для направления снаряда на цель.

Некоторые цели, не являясь источником излучений, отражают направленную на них электромагнитную энергию. К ним относятся металлические мосты, крыши зданий, корабли, самолеты, плотины и т. д. В этом случае система самонаведения может представлять собой миниатюрный радиолокатор, облучающий радиоволнами цель и использующий их отражение для наведения снаряда. Недостаток подобных систем состоит в том, что они подвержены воздействию помех, создаваемых противником.

Могут применяться, наконец, акустические системы самонаведения, определяющие направления на цель по издаваемому ею шуму.

Для получения наиболее точного наведения снаряда на цель системы управления могут делаться комбинированными. Так, для управления снарядом на начальном участке траектории может использоваться автономная система или телеуправление, а на конечном участке — самонаведение. Подобное сочетание систем управления, естественно, усложняет и удорожает конструкцию снаряда, но делает ее более надежной.

Современная авиация, как указывается в зарубежной печати, для поражения наземных, морских и воздушных целей наряду с обычными средствами располагает различными типами управляемых снарядов: управляемыми бомбами, торпедами, снарядами воздушного боя и самолетами-снарядами. Следует отметить, что управляемые бомбы причисляются к управляемым снарядам не всегда, а если и причисляются, то лишь потому, что они имеют систему управления, как и другие управляемые средства. В отличие от всех других типов снарядов, траектория полета которых может изменяться, управляемые бомбы не имеют двигателя.

Траектория управляемой бомбы по своему начертанию близка к траектории обычной авиационной бомбы; сбрасывается она на небольшом удалении от цели, поэтому управляемые бомбы являются оружием, которое применяется по малоразмерным целям (мостам, кораблям), имеющим сравнительно слабую зенитную оборону.

В зависимости от типа системы управления аппаратура наведения на цель может либо целиком размещаться на бомбе (самонаведение), либо частично на ней и частично на самолете-носителе. На современных управляемых бомбах применяются системы самонаведения с оптическими координаторами цели, а также радиолокационные устройства. Из систем телеуправления используются аппаратура с визуальным контролем полета бомбы и аппаратура с телевизионным контролем.

Корпус управляемой бомбы похож на корпус обычной авиационной бомбы. Головная часть корпуса управляемой бомбы является боевой частью. Многообразие целей, поражаемых оружием авиации, не позволяет создать универсальный тип управляемой бомбы. Именно поэтому существуют различные по устройству бомбы с разной боевой частью. Они могут быть фугасными, бронебойными, зажигательными, осколочными и, наконец, атомными. В отсеках задней части корпуса телеуправляемой бомбы располагается аппаратура системы управления.

В отличие от обычных авиационных бомб управляемые бомбы снабжаются крыльями, необходимыми для создания аэродинамической силы, с помощью которой можно изменять направление полета бомбы. Конструкция крыльев различна. Так, применявшаяся в конце второй мировой войны для поражения кораблей и других малоразмерных целей немецкая управляемая бомба «Fx-1400» имела крестообразно расположенные крылья, размах которых составлял около 1,5 м. Другая, более современная управляемая американская бомба «Тарзон» (рис. 44) имеет кольцевое, или, как его еще называют, туннельное, крыло диаметром 2 м. Такое крыло представляет собой полый цилиндр, профиль стенки которого подобен профилю самолетного крыла. Бомба «Тарзон» использовалась американскими войсками во время интервенции в Корее. Вес ее 6 т, длина 8,2 м. Бомба снабжена системой телеуправления с визуальным контролем; передача команд на нее осуществляется по радио.

Рис. 44. Управляемая авиационная бомба «Тарзон»

Управляемые авиационные бомбы, имеющие обычное или крестообразное крыло, снабжаются хвостовым оперением. На оперении устанавливаются обычные рули или особые устройства, выполняющие их функции, так называемые прерыватели потока. Несложные по устройству, небольшие по размерам прерыватели потока позволяют осуществлять управление бомбой в полете. Подобное устройство представляет собой пластину, установленную в щелевой прорези хвостового оперения таким образом, что концы ее немного выступают с обеих сторон обшивки. Пластина связана с электромагнитным устройством, перемещающим ее в продольном направлении. В полете электромагниты непрерывно колеблют пластину так, что ее концы на равные промежутки времени выступают то с одной, то с другой стороны обшивки оперения. В результате с обеих сторон профиля периодически возникают противоположные по значению аэродинамические моменты. Но так как пластина выходит с обеих сторон профиля на равную величину, эти моменты компенсируются и на полет бомбы влияния не оказывают.

Когда в аппаратуру управления на бомбе поступает сигнал об изменении траектории полета, электромагнитное устройство в зависимости от характера сигнала изменяет свою работу. Теперь пластина прерывателя более длительное время, чем до этого, находится с одной стороны профиля. Возникающий при этом аэродинамический момент уже не компенсируется, что заставляет бомбу изменить направление полета. На управляемой бомбе устанавливается несколько прерывателей потока. Одни из них играют роль руля высоты, другие — руля поворота. Кроме этого, прерыватели потока могут использоваться также и для стабилизации бомбы, препятствуя ее вращению относительно продольной оси.

По-иному происходит изменение траектории полета управляемых бомб, имеющих кольцевое крыло. Органов управления на хвостовом оперении у них нет, и отклонение бомбы производится путем поворота крыла относительно ее продольной оси. Такая система делает бомбу более «чуткой» к командам, изменение ее траектории происходит быстрее, чем при наличии обычных рулей. Но вместе с тем системы с поворотным крылом требуют более мощных рулевых устройств.

Область боевого применения управляемых бомб ограничивается тем, что сбрасывание их, как уже отмечалось, должно происходить в районе цели. В результате самолет-носитель подвергается воздействию средств противовоздушной обороны противника. В наибольшей степени этот недостаток свойствен телеуправляемым бомбам с визуальным контролем. Более свободны в этом отношении самолеты, снабженные самонаводящимися бомбами и бомбами с телевизионным контролем, так как они не требуют сравнительно длительного пребывания самолета-носителя на боевом курсе в зоне действия средств ПВО. Вполне понятно, что все эти обстоятельства требуют перед бомбометанием управляемыми бомбами произвести разведку и выбрать соответствующий тип бомб.

По хорошо защищенной цели применяются авиационные управляемые торпеды. Один из образцов такой торпеды «Хеншель-293» гитлеровцы применяли во время второй мировой войны. Авиационная управляемая торпеда имеет крылья, значительная площадь которых позволяет сбрасывать торпеду на некотором расстоянии от цели. Как правило, торпеды снабжаются также и реактивными двигателями. По типу системы управления торпеды могут быть автономоуправляемыми, телеуправляемыми и самонаводящимися.

Авиационные торпеды обладают небольшой дальностью полета, что ограничивает возможности их применения по наземным и морским целям, расположенным в тылу и имеющим мощную противовоздушную оборону. Эту задачу успешно решают авиационные управляемые самолеты-снаряды. По внешнему виду и размерам они похожи на самолеты-истребители. Авиационные самолеты-снаряды подвешиваются к самолету-носителю и в таком положении проходят бóльшую часть пути до цели. Самостоятельный их полет до цели происходит горизонтально; дальность полета снарядов может доходить до нескольких сотен километров. Системы управления самолетов-снарядов, как правило, бывают комбинированными, так как на основном участке полета до цели может применяться, например, автономная система, а на конечном — самонаведение или телеуправление.

Максимальная скорость движения авиационных самолетов-снарядов может быть сверхзвуковой, что затрудняет борьбу с ними средствами ПВО. Один из зарубежных самолетов-снарядов — «Раскал» имеет, например, скорость, почти в полтора раза превышающую скорость звука. Вес его 2720 кг, дальность полета до 160 км, потолок 30 км.

Для борьбы с самолетами противника авиация может использовать управляемые снаряды воздушного боя (рис. 45). Они могут применяться главным образом в качестве оружия истребителей и отчасти бомбардировщиков. В последнем случае снаряды воздушного боя предназначаются для защиты от нападения воздушного противника.

Рис. 45. Внешний вид авиационных управляемых снарядов воздушного боя и стрельба ими:

а — крылатый снаряд; б — снаряд типа «Фалкон»

Снаряды воздушного боя могут быть телеуправляемыми и самонаводяшимися. Поскольку управляемые снаряды используются лишь один раз, а расход их может быть велик, конструкцию стараются сделать максимально простой, допускающей серийное производство, однако это, разумеется, не должно приносить ущерб боевым характеристикам снаряда.

Корпус авиационного управляемого снаряда воздушного боя имеет хорошо обтекаемую форму, причем диаметр корпуса конструкторы стараются брать как можно меньший, так как это улучшает аэродинамические характеристики снаряда. Внутри корпуса размещаются система управления, боевая часть, взрыватель, реактивный двигатель и устройства, обеспечивающие отклонение рулей в соответствии с командными сигналами системы управления. Боевая часть снаряда может быть фугасной, осколочной или зажигательной.

Прямое попадание управляемого снаряда воздушного боя в цель, даже при наличии совершенной системы управления, не всегда возможно. Поэтому чаще всего снаряд поражает цель, взрываясь на некотором расстоянии от нее, причем взрыв боевой части вызывает неконтактный взрыватель, которым обычно снаряжаются управляемые снаряды воздушного боя.

Необходимая скорость движения снаряда в полете обеспечивается работой реактивного двигателя, расположенного на снаряде. По конструкции двигатели управляемых снарядов воздушного боя бывают чаще всего пороховые, но могут устанавливаться на снаряды и жидкостнореактивные двигатели, как, например, у опытного американского снаряда «Динг-Динг». Двигатель работает на протяжении всего полета снаряда или только в начале траектории. В последнем случае он обеспечивает лишь разгон снаряда до определенной скорости и через 1–2 секунды после начала работы выключается. Дальше снаряд движется по инерции. На некоторых американских образцах управляемых снарядов воздушного боя («Файерберд» и др.) устанавливаются по два двигателя. Один из них, более мощный, обеспечивает разгон снаряда после его отделения от самолета-носителя, другой — поддерживает достигнутую скорость на всем остальном участке траектории примерно постоянной. Мощные стартовые двигатели у некоторых снарядов после выполнения своей задачи отделяются.

Для того чтобы можно было изменять направление полета управляемых снарядов, их снабжают крыльями и рулями. Площадь крыла снаряда может быть самой различной, причем чем больше высота снаряда, тем больше должна быть площадь его крыльев. У снарядов, имеющих бóльшую скорость, площадь крыла меньше, чем у снарядов с меньшей скоростью полета. Некоторые образцы снарядов совсем не имеют крыльев. Рули управляемого снаряда располагаются как сзади, так и впереди крыльев.

Снарядом воздушного боя служит созданный в последнее время американский самонаводящийся снаряд «Фалкон» (см. рис. 45,б). Он снабжен пороховым реактивным двигателем; дальность полета около 8 км; скорость снаряда в три раза превосходит скорость звука. Защита аппаратуры наведения от возникающего при таких скоростях полета нагрева от трения снаряда о воздух обеспечивается особым материалом — стеклотекстолитом, выдерживающим температуру до 500° C.

Как сообщается в зарубежной печати, трудность наведения снарядов воздушного боя заключается в изменении направления их движения в полете на сверхзвуковой скорости. В связи с этим указывается, что современные снаряды воздушного боя допускают развороты с перегрузкой, в двадцать раз превышающей ускорение силы тяжести. При такой перегрузке оборудование снаряда должно иметь прочную конструкцию.

На самолете-носителе снаряды воздушного боя размещаются при помощи специальных креплений под крылом, на концах крыла или внутри фюзеляжа. Выбор варианта подвески таких снарядов зависит от их устройства, конструкции самолета и веса снаряда.

Способ стрельбы управляемыми снарядами зависит от установленной на них системы управления. Например, для снарядов, снабженных системой самонаведения, способ стрельбы следующий. Летчик с помощью бортового радиолокатора производит поиск цели. Обнаружив ее, он ведет самолет на сближение. На определенном расстоянии система самонаведения снаряда обнаруживает цель и включается в работу. С этого момента можно начинать стрельбу. В полете система самонаведения воздействует на рули так, что снаряд точно направляется на цель. Когда снаряд пролетает на некотором расстоянии от цели, срабатывает неконтактный взрыватель и снаряд взрывается, поражая воздушную цель силой взрыва или осколками.

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ В АВИАЦИИ

Сороковые годы двадцатого века ознаменовались одним из самых величайших достижений науки и техники — открытием способов использования атомной энергии. Человечество получило в свои руки неисчерпаемый источник энергии. Наше время называют началом атомной эры.

С открытием возможностей осуществления ядерных реакций сразу же наметились два пути использования энергии ядра. Один из них — мирный путь, направленный на все более расширяющееся использование ядерной энергии в технике, на транспорте, в медицине, сельском хозяйстве и многих других отраслях экономики. Другой путь — военный, связанный с применением огромной разрушительной силы ядерного оружия в бою для массового поражения людей и боевой техники.

Советский Союз и все прогрессивное человечество стоят за мирное использование огромных запасов энергии, таящихся в ядре атома. В нашей стране широким фронтом ведутся работы по всемерному использованию атомной энергии для нужд народного хозяйства. В ближайшее семилетие войдет в строй ряд мощных атомных электростанций. Ширятся работы по созданию атомных силовых установок для транспортных целей, спущен на воду первый в мире атомный ледокол и т. д.

Иначе смотрят на использование атомной энергии агрессивные империалистические круги западных держав. Готовясь развязать новую войну, они всячески препятствуют проведению в жизнь советских предложений о полном запрещении средств массового поражения, накапливают запасы атомных и водородных бомб.

По своему поражающему действию ядерное оружие значительно превосходит все обычные виды оружия. Так, атомная бомба, подобная примененным американцами в Японии в 1945 г., выделяет при взрыве энергию, равную энергии, которая освободится при взрыве 20 000 т тротила. Для сравнения можно указать, что самые крупные современные авиационные бомбы снабжаются зарядом тротила всего в 5 т.

Взрыв атомной бомбы, так же как взрыв обычного взрывчатого вещества, сопровождается возникновением ударной волны и светового излучения, но разрушительное действие ударной волны атомного взрыва и зажигательное действие световой вспышки значительно сильнее, чем при обычном взрыве. В результате ядерного взрыва происходит радиоактивное заражение местности и воздуха продуктами распада, что также является источником поражения.

Радиоактивное заражение местности может быть осуществлено, помимо взрыва атомной бомбы, боевыми радиоактивными веществами. Их также относят к ядерному оружию. Боевые радиоактивные вещества могут использоваться в виде порошков, жидкостей и дымов. Разброс, разбрызгивание или распыление их могут осуществляться по-разному — специально снаряженными авиационными бомбами, управляемыми снарядами и т. п.

Таким образом, ясно, что ядерное оружие обладает большой поражающей силой, но это нисколько не умаляет значения других видов оружия, в том числе и авиационного.

Необходимо учитывать, что как бы ни было велико поражающее действие атомного оружия, и от него имеются надежные средства и способы защиты. Войска, хорошо подготовленные к ведению боевых действий в условиях применения оружия массового поражения, могут успешно выполнять любые боевые задания. Техника противоатомной защиты непрерывно развивается. Наряду с разработкой мер непосредственной защиты от ядерного оружия совершенствуются и способы борьбы с самолетами и другими средствами доставки этого оружия к цели.

Остановимся подробнее на устройстве одного из видов ядерного оружия взрывного действия — на устройстве атомного оружия. Оно может использоваться как в виде авиационных бомб, так и в виде боевых зарядов управляемых снарядов.

Выделение огромного количества энергии при атомном взрыве осуществляется за счет реакции деления тяжелых ядер атомов вещества на более легкие. В качестве источника таких тяжелых ядер в настоящее время используются элементы: уран с атомным весом 235, уран с атомным весом 233 и плутоний. Уже сравнительно давно известно, что при попадании в ядро урана-235 незаряженной ядерной частицы — нейтрона — оно делится на два более легких ядра, при этом получается несколько новых (вторичных) нейтронов. Это позволяет при определенных условиях проводить непрерывную цепную реакцию деления ядер в некотором количестве урана. Нейтроны, необходимые для начала такой реакции, всегда имеются в уране и вокруг него, так как небольшое число ядер урана делится с испусканием нейтронов самопроизвольно, без воздействия извне. Правда, такое деление идет сравнительно медленно (всего несколько делений в час), но получающихся при этом нейтронов вполне достаточно, чтобы начать цепную ядерную реакцию, если будет создана определенная, так называемая критическая масса делящегося вещества.

Критическая масса — величина непостоянная, зависящая от ряда условий. Так, вес критической массы урана-235, выполненной в форме шара, равен нескольким килограммам, но если атомные заряды имеют другую форму, их вес соответственно изменяется. При уменьшении размеров массы делящегося вещества возрастает вероятность того, что часть нейтронов будет покидать заряд, не вызывая деления, однако это не означает, что критический размер заряда нельзя уменьшить. Окружив заряд оболочкой, непроницаемой для нейтронов, можно добиться того, что не участвующие в делении нейтроны будут возвращаться оболочкой назад и участвовать в делении.

Ясно, что образование критической массы ядерного вещества должно происходить лишь в тот момент, когда необходимо осуществить взрыв. До этого масса заряда должна быть разделена на части, каждая из которых меньше критической. Образование критической массы происходит по-разному. Один из методов состоит в том, что две части заряда, масса каждой из которых меньше критической, располагаются на достаточном расстоянии одна от другой; когда необходимо вызвать ядерную реакцию, части ядерного заряда с помощью несложных устройств, например пороховых зарядов, быстро сближаются, соединяясь в критическую массу. Происходит атомный взрыв.

Другой описанный в литературе путь создания критической массы таков: между частями ядерного заряда, в целом составляющими критическую массу, помещается перегородка, поглощающая нейтроны. Таким поглотителем может быть, например, кадмиевый стержень. Он будет препятствовать развитию цепной реакции. После удаления стержня, что осуществляется также с помощью заряда обычного взрывчатого вещества, мгновенно начинается цепная реакция.

Другая схема получения атомного взрыва основана на использовании явления кумуляции. В этом случае подлежащие соединению части ядерного заряда окружаются рядом кумулятивных зарядов. Под действием давления газов, образующихся при взрыве этих зарядов, можно объединить части атомного заряда в массу, вызвать цепную реакцию и последующий атомный взрыв.

Обычно мощность ядерного взрыва определяют путем сравнения его со взрывом обычного взрывчатого вещества — тротила. Тротиловый эквивалент ядерного взрыва — это то количество тротила, которое при взрыве выделяет такое же количество энергии, как и при взрыве данной ядерной бомбы.

Однако развитие атомного оружия идет не только по линии увеличения мощности заряда. По мнению зарубежных специалистов, не менее актуальна для военного дела задача создания атомных зарядов малых калибров, тротиловый эквивалент которых невелик. Такие заряды открывают новые возможности ведения боевых действий как для наземных войск, так и для авиации. Применение атомного оружия малых калибров в воздушном бою позволило бы, например, значительно увеличить эффективность огня самолета-истребителя.

В зарубежной печати сообщалось, что атомным боевым зарядом может быть оснащен, например, управляемый снаряд воздушного боя типа «Фалкон» и специально предназначенный для атомного заряда американский неуправляемый снаряд МВ-1 «Джини». Сообщается, что в настоящее время снаряд МВ-1 (рис. 46) принимается на вооружение истребителей-перехватчиков. По своим размерам он превосходит многие образцы американских управляемых снарядов воздушного боя. Его длина около 2,5 м, диаметр 0,23 м, стартовый вес 454 кг. Наведение снаряда производится с помощью системы телеуправления. Необходимая для этого движения тяга создается ракетным двигателем на твердом топливе. На самолете снаряд МВ-1 размещается по-разному, как снаружи, так и внутри.

Рис. 46. Управляемый снаряд воздушного боя с атомной боевой частью

Первое испытание снаряда МВ-1 было произведено летом 1957 г. В качестве цели была применена летающая мишень. Взрыв атомного заряда произошел на высоте 8–9 км с силой, эквивалентной взрыву около 15 тыс. т тротила. С момента запуска до подрыва боевого заряда снаряд прошел расстояние около 5,5 км.

В иностранной печати отмечается, что уменьшение калибра атомного оружия позволяет использовать его и с истребителей, которые могут подходить к цели на малой высоте, затрудняя свое обнаружение. При сбрасывании бомбы самолет совершает определенный маневр, позволяющий ему безопасно выйти из зоны атомного взрыва.

* * *

Успешный запуск на Луну советской космической ракеты, создание первого в мире атомного ледокола «Ленин» является великой победой в завоевании космоса и в мирном использовании атомной энергии.

Эти замечательные успехи советской науки и техники будут способствовать дальнейшему смягчению международной напряженности и укреплению дела мира.

Необходимо, однако, помнить, что в мире еще действуют агрессивные силы, продолжается гонка вооружений, накапливаются запасы атомного и водородного оружия.

В этих условиях Советская страна должна иметь все необходимое для обеспечения своей безопасности. Для этого требуется всемерно укреплять обороноспособность нашей страны, пока не достигнуто международное соглашение о всеобщем и полном разоружении.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Воздушная артиллерия

Стрельба в воздухе

Авиационные бомбы и бомбардировочное вооружение самолетов

Бомбометание и бомбардировочные прицелы

Реактивное вооружение самолетов

Ядерное оружие в авиации

Информация об издании

Жуков Владимир Николаевич

ОРУЖИЕ АВИАЦИИ

Редактор полковник Шорин А. М.

Технический редактор Соломоник Р. Л.

Корректор Шварева З. А.

Сдано в набор 2.2.59 г.

Подписано к печати 11.9.59 г.

Формат бумаги 84×108^1/32 — 4¼ печ.л. = 6,97 усл. печ.л. 6,815 уч.-изд.л.

Г-52073.

Военное издательство

Министерства обороны Союза ССР

Москва, К-9, Тверской бульвар, 18

Изд. № 6/9238

Зак. 280.

1-я типография

Военного издательства

Министерства обороны Союза ССР

Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3

Цена 2 руб.

Примечания

1

Плоскость, ометаемая винтом — здесь — часть плоскости вращения винта, ограниченная кругом, описываемым лопастями винта при их вращении. Ометаемая площадь винта — соответственно, площадь этого круга. — прим. Гриня.

Content

Жуков Владимир Николаевич Оружие авиации

ОРУЖИЕ АВИАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

ВОЗДУШНАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

СТРЕЛЬБА В ВОЗДУХЕ

АВИАЦИОННЫЕ БОМБЫ И БОМБАРДИРОВОЧНОЕ ВООРУЖЕНИЕ САМОЛЕТОВ

БОМБОМЕТАНИЕ И БОМБАРДИРОВОЧНЫЕ ПРИЦЕЛЫ

РЕАКТИВНОЕ ВООРУЖЕНИЕ САМОЛЕТОВ

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ В АВИАЦИИ

СОДЕРЖАНИЕ

Информация об издании

Примечания