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东凤娱乐app·如何科学的在天空中打炮?详解战斗机机炮的使用和发展

东凤娱乐app·如何科学的在天空中打炮?详解战斗机机炮的使用和发展

2020-01-10 17:34:44

东凤娱乐app·如何科学的在天空中打炮?详解战斗机机炮的使用和发展

东凤娱乐app,如果按照工作原理来划分将同属于身管武器的枪械/火炮视作一类武器的话,机炮一定算得上战斗机历史最悠久的机载武器。从一战到二战,揭开人类首次空战序幕的手枪被替换成机载机枪,又变成了机炮,枪炮始终是战斗机的主要武器。直到今天它仍然装备着绝大多数的现役战斗机——从最落后的的二代机米格-21一直到最先进的四代机f-22。

不管在哪个年代,空战的本质都是力求先于敌方将对手纳入自己机载武器(机炮、航空火箭、空对空导弹)的有效射程范围,先于敌方构成发射条件,先于敌方开火,先于敌方命中,从而达到消灭敌人保存自己的目的;而在这个过程中飞包含了飞行性能、火力控制系统、机载武器系统三者间的相互支持与相互限制。事实上飞行性能的设计取向,最终就是为了让战斗机这个平台,能够更有效的使火控与机载武器系统充分发挥能力。

1911年墨西哥革命战争,革命军的寇蒂斯飞机与政府军侦察机在空中用手枪互相射击,成为人类历史上最早的空战

在上世纪60年代,战斗机与机炮配合使用的瞄准具还处于在活动光环瞄准阶段。它依靠照明灯的光线通过聚光筒,透过遮光片与环板组漏光刻线的重合处,形成棱形光点、环心组成的光环;再透过反射镜,经陀螺镜、反射镜反射到接物镜上进行放大后投射到瞄准镜上,飞行员通过瞄准看到瞄准光环与距离数字。

让我们看看使用活动光环瞄准是多么的繁琐,它的大致使用步骤如下:首先瞄准具需要数分钟的加温时间,以我国歼-6战斗机装备的射瞄-7型瞄准具为例,它的加温时间在3-10分钟左右。飞行员根据敌情通报或者目视接触判断出敌方机型,转动翼展旋钮,选定翼展刻度(以敌方翼展为基准进行测距);扳动选环杆到活动光环位置;按下稳环按钮(增大提前角线圈电流,加快陀螺进动)使光环紧跟本机的运动状态;转动测距把手,放大光环(便于缩小光环包住目标,同时增大提前角线圈电流);估算抬高角、提前角,将光环置于目标前上方,松开稳环按钮,缩小光环(提前角线圈电流减弱,抬高角线圈电流增强),光环向后下方运动,中心光点徐徐落在目标上......

被活动光环锁定的目标,右边图比较模糊,注意光斑亮点组成的圆环

开火了?恭喜你!不出意外的话没有一颗炮弹能够命中目标!因为接下来才是具有决定性意义的精确瞄准步骤:“跟好”、“包好”、“稳好”。跟好和包好其实是同时完成的动作,飞行员必须将中心光点基本对正并压在目标的中心或者要害位置上,牢牢跟住目标,测量出目标的线角速度;同时,转动测距把手缩小光环,让组成光环的棱形光点内尖包围目标,根据敌机的投影比掌握包围的松紧,测出目标距离构成综合修正角。

此后要做的,就是保持这种状态稳定跟踪目标一定时间;如果飞行员此前步骤的完成质量好,那么瞄准具调整综合修正角的速度就比较快,经过0.5~1.5秒的稳定跟踪就可以开火。如果有雷达与瞄准具交联的话,选定翼展刻度、用光环包好目标这两个测距步骤就可以不做;但当时为了防止雷达测距失效需要迅速转入光学测距的情况,一般还是要求飞行员提前选定翼展刻度。

朝鲜战争中一架f-86在抵近射击一架米格

由于攻击方与目标都是高速运动的战斗机(战斗机亚声速下飞行速度200~300米每秒,机炮的炮弹初速800~900米每秒),而且交战中往往双方都在进行激烈的战术机动,战斗机处于强烈的震动状态中;这种动对动条件下机炮的射击命中效果非常的悲剧,甚至仅仅是对付轰炸机这样尺寸巨大、飞行缓慢、缺乏机动性的目标也极少出现1000米以外的命中记录。因此对于机炮,绝大多数情况下的使用方法只能是从目标后半球方向一定范围内沿攻击曲线,将距离逼近到300-500米范围,牢牢的咬死目标后开火。

事实上在早期以机炮狗斗为主的空战中,攻击方最常见的开火距离往往是200米到300米之间,而且往往会在开火过程中越打越近,到击毁目标时只剩一百多米甚至几十米(一般要求在进行后半球攻击时的最小退出距离,对战斗机目标是200米),反而被目标碎片击伤自己的情况在战史记录中屡见不鲜。在朝鲜战争中,就有一位美军飞行员被我国某著名战斗英雄击落,被俘后反复表示,连续追击开火至不足50米,这样的对手着实凶狠。

图中的曲线就是代表炮弹落点轨迹的“热线”

传统的光环瞄准方式,从原理上说属于前置跟踪瞄准,依据目标参数及本机运动状态计算出射击综合修正角,并在瞄准视场中显示对应的瞄准光环。它有两个不可弥补的缺点:第一,既然是前置跟踪瞄准,瞄准具就必然要对目标的活动规律做出某种假设,例如假设目标继续作等速直线飞行,根据这种假设的运动规律构成综合修正角;第二,光环瞄准具在跟踪过程中必须要进行稳环,而且越是激烈的交战,概略瞄准以及跟踪目标这两个动作完成的质量也必定越差,稳环阶段对综合修正角进行调整的时间也就越长。可以想见这样的瞄准方式,实战中命中率是高不到哪里去的。

而当时的空对空导弹也非常不成熟。这一阶段投入使用的空对空导弹,原本都是针对可携带核弹实施洲际轰炸的轰炸机这一类低机动大型目标而设计的,因此对高机动状态目标的攻击能力很差。

平显仪上显示目标与热点重合时,目标即被炮弹命中

由于不具备离轴发射和全向攻击能力,飞行员想要用空对空导弹攻击敌机的话,同样必须驾驶飞机切入敌机的后半球内一定范围,保持纯跟踪方式飞行进行定轴瞄准、发射;在瞄准光环套住目标后,根据耳机中的音响信号,调整与目标的距离,使目标处于导弹的最大射程与最小射程之间,满足发射条件后持续按压射击按钮将导弹发射出去。从使用上说,这时候的导弹更像是有效射程被大大扩展了的机炮。

而且这些早期的导弹比起机炮还有一个额外的劣势,就是常常对发射时战斗机的过载有很大的限制;机炮可以不在乎发射时战斗机处于几个g值的过载,但g值较大的时候这些老爷货导弹可就不一定还能使用了。尤其是越南热带潮湿条件下,当时导弹的故障率高到让人无法接受,更是让其实战应用表现雪上加霜,使空战的战术选择更加依赖于机炮的运用。

越战后期完成空战性能提升的f-4e,其所配备的m61固定式机炮猎杀率则高达50%,可惜直到1969年才开始服役,否则一定改写越战的空战历史

从上世纪50年代末导弹出现以后,东西方的军官和飞机设计师们曾经一度认为机炮已经毫无用处,以至于在60年代战斗机装备机炮的比率从100%降低到50%。但越南战争充分的暴露了当时航空电子和导弹系统的不成熟、不可靠;一些机型例如f4由于没有机炮,在空战中极为被动甚至因此被击落。这些教训如此沉重,以至于在机炮已经真正无用的今天却没有人敢将之放弃。正如一个英国飞行员所说:“不管用不用得上,我永远不想没有机炮。”

战斗机发展到今天,机炮及其使用方式已经再也没有获得较大幅度性能提升的余地了。事实上包括我国在内,针对红外导弹的导引头进行硬杀伤的机载激光武器已经陆续开始投入实验性使用。只是因为技术水平的问题,它还未能将体积与功耗控制到足以移植进战斗机的地步,只能先搭载在一些较为大型的飞机平台上。

射击中的f-22,一次射击能消耗100发航空炮弹

按照现在的趋势看,也许在十几二十年以后,我们就能目睹机载激光武器开始取代战斗机的机炮;这种不再受到身管长度、指向、后坐力制约的武器,必然会形成与机炮完全不同的使用方式,并在相当程度上改变战斗机的近距空战战术。

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