空中射擊原理

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空中射擊是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，它涉及到從一個(gè)活動(dòng)的平臺(tái)上發(fā)射沿著曲線變速運(yùn)動(dòng)的彈丸去擊中一個(gè)活動(dòng)目標(biāo)。如果把各個(gè)方面的因素單獨(dú)進(jìn)行考慮，這個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題也許會(huì)更容易被理解。

大部分曾經(jīng)向固定目標(biāo)開過(guò)槍、放過(guò)箭或扔過(guò)石頭的人都知道，投射出去的物體要經(jīng)歷一段時(shí)間才能到達(dá)目標(biāo)，這段時(shí)間內(nèi)，投射物軌跡將受到重力作用而向下彎曲，彈丸飛行時(shí)間(TOF)越長(zhǎng)，彈道降低量越大，投射物在飛行過(guò)程中也受到空氣阻力作用而逐漸減速，減速的快慢取決于彈丸的外形、大小、重量、速度和空氣密度。通常來(lái)說(shuō)，彈丸初速越大、飛行時(shí)間越短、在一定射擊距離內(nèi)，彈道降低量越小。當(dāng)射擊距離變遠(yuǎn)時(shí)，彈丸飛行時(shí)間變長(zhǎng)，彈道降低量就會(huì)增加。在很短的射擊距離上，彈道降低量可以忽略不計(jì)，但是當(dāng)彈丸飛行時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生很大影響。

當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí)，彈丸飛行時(shí)間還會(huì)造成另一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)閺陌l(fā)射彈丸到命中目標(biāo)這段時(shí)間內(nèi)，目標(biāo)的位置會(huì)不斷發(fā)生變化，這樣，在射擊時(shí)就需要建立一定的提前量。這對(duì)曾經(jīng)射過(guò)飛鳥的人很好理解。需要建立的提前量與目標(biāo)的交叉速度成比例，所以，迎頭或尾后射擊時(shí)，不需要建立提前量，當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡與目標(biāo)線(LOS)成90度角時(shí)，需要建立的提前量最大。

如下圖所示，提前量通常用提前角來(lái)表示。提前角受目標(biāo)交叉速度和彈丸平均速度的影響，射擊距離也是一個(gè)影響因素，因?yàn)殡S著彈丸飛行時(shí)間的增加，彈丸平均速度將下降。提前角還受開火時(shí)敵我雙方相對(duì)空間的幾何位置影響，因?yàn)檫@將影響目標(biāo)交叉速度和彈丸飛行時(shí)間，這個(gè)相對(duì)位置可以由目標(biāo)投影角(TAA)來(lái)表示，它等于目標(biāo)速度矢量與目標(biāo)線之間的夾角。當(dāng)目標(biāo)直接飛向攻擊機(jī)時(shí)，目標(biāo)投影角為O度；當(dāng)攻擊機(jī)處于目標(biāo)尾后時(shí)，目標(biāo)投影角為180度；當(dāng)處于目標(biāo)正側(cè)方時(shí)，目標(biāo)投影角為90度。當(dāng)目標(biāo)投影角變化時(shí)，目標(biāo)的交叉速度發(fā)生變化，需要的提前角也發(fā)生變化。

在這里，我們只討論非機(jī)動(dòng)飛行目標(biāo)，如做勻速直線運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。為了更好地理解目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)對(duì)提前角的影響，假設(shè)攻擊機(jī)在開火瞬間處于目標(biāo)正后方，但是在彈丸飛行時(shí)間內(nèi)，目標(biāo)會(huì)向左右運(yùn)動(dòng)。如果攻擊機(jī)不建立提前角f因?yàn)殚_火瞬間目標(biāo)交叉速度為0)，彈丸將從目標(biāo)下方經(jīng)過(guò)。目標(biāo)的橫向加速(切向過(guò)載)產(chǎn)生了平均交叉速度，因此需要建立提前角進(jìn)行修正。提前角的大小與目標(biāo)機(jī)頭或機(jī)尾的投影角密切相關(guān)，但是，當(dāng)目標(biāo)迎頭或背離攻擊機(jī)飛行時(shí)，它受目標(biāo)機(jī)動(dòng)的影響不大，而更大程度上取決于目標(biāo)的速度。

目標(biāo)運(yùn)動(dòng)和機(jī)動(dòng)同樣影響射擊距離。如果彈丸飛行時(shí)間、彈道降低量、提前角等都基于開火瞬間的目標(biāo)位置(示意圖中的位置1)進(jìn)行計(jì)算，那么在彈頭飛行時(shí)間內(nèi)，目標(biāo)的任何機(jī)動(dòng)都將改變目標(biāo)距離，而使計(jì)算失效，導(dǎo)致射擊偏差。

空中射擊時(shí)最復(fù)雜的問(wèn)題是攻擊機(jī)本身的運(yùn)動(dòng)。精確的彈道計(jì)算依據(jù)于提前知道彈丸離開炮口時(shí)的真速。攻擊機(jī)的真速應(yīng)當(dāng)與彈丸的初速相加，以確定射擊時(shí)的速度。因此，攻擊機(jī)的運(yùn)動(dòng)也將產(chǎn)生重要影響。例如當(dāng)攻擊機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于迎角、側(cè)滑等因素的影響，炮管軸線將偏離飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的速度矢量方向。因此，彈丸離開炮口時(shí)的實(shí)際彈道與炮管軸線并不一致。旋轉(zhuǎn)炮管和載荷因數(shù)變化也是影響因素。所有這些現(xiàn)象被稱為“彈道跳偏”，它包括炮管軸線與初始彈道之間的任何角度偏差。

如果把上述因素都考慮進(jìn)去，特別是有些因素對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)還是未知數(shù)，那么在空戰(zhàn)中能夠擊落敵機(jī)實(shí)在是一件令人驚奇的事情。最有效的方法就是“當(dāng)目標(biāo)充滿風(fēng)檔時(shí)將其凌空擊碎”。在完成這項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)中，有效的射擊瞄準(zhǔn)具對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)具有很大的幫助作用。

對(duì)于射擊時(shí)的機(jī)動(dòng)占位，最好的方法就是俯沖增速，進(jìn)行快速占位，迅速擊落敵人，然后拉起飛機(jī)。其秘訣就是在一次接敵時(shí)將其擊落?？梢詮膫?cè)方，也可以從后方進(jìn)行攻擊，我常常是在距敵50米的地方開火。

——德國(guó)空軍少校，名列第七位的王牌飛行員魯?shù)堑婪?第二次世界大戰(zhàn)中取得222次空戰(zhàn)勝利，其中一次空戰(zhàn)擊落13架敵機(jī)、

在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)開始應(yīng)用的曳光彈對(duì)飛行員有很大幫助，因?yàn)轱w行員可以參照發(fā)光的彈道修正射擊偏差。在彈頭飛行時(shí)，裝在曳光彈尾部的火藥會(huì)燃燒，使人們能夠看見彈丸。雖然曳光彈可以幫助飛行員正確瞄準(zhǔn)，但是它對(duì)敵人也有利，曳光彈會(huì)提醒敵機(jī)飛行員他已處于被攻擊狀態(tài)，從而進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避。如果不用曳光彈，攻擊非機(jī)動(dòng)飛行目標(biāo)時(shí)，攻擊機(jī)飛行員一般都可以得到額外的幾秒鐘的富裕時(shí)間，從而大大提高擊毀概率。正是由于這個(gè)原因，建議只在射擊訓(xùn)練中采用曳光彈，以培養(yǎng)學(xué)員對(duì)彈丸彈道以及射彈散布的感性認(rèn)識(shí)。

有時(shí)你的第一發(fā)炮彈會(huì)偏離目標(biāo)，此時(shí)曳光彈會(huì)使你暴露無(wú)疑。

——美國(guó)陸軍航空兵上校加布萊斯基(第二次世界大戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)場(chǎng)美國(guó)名列第一位的王牌飛行員，第二次世界大戰(zhàn)和朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中取得35次空戰(zhàn)的勝利)

訓(xùn)練中通常采取的方法是將曳光彈與普通炮彈間隔混裝(如每五枚炮彈中混裝一枚曳光彈)。由于曳光彈的彈道與普通炮彈的彈道有些區(qū)別，因此，散裝有曳光彈的彈道也會(huì)發(fā)生輕微變化，特別是當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)還會(huì)誤導(dǎo)飛行員。隨著性能先進(jìn)的瞄準(zhǔn)具的出現(xiàn)，空戰(zhàn)中使用曳光彈開始弊大干利。

在飛機(jī)沒有裝余彈指示器之前，曳光彈曾經(jīng)用來(lái)向飛行員提示，彈藥所剩無(wú)己。出于這個(gè)目的，彈箱的最后幾發(fā)炮彈中可以安裝幾發(fā)曳光彈。沒過(guò)多久，這個(gè)秘密就被觀察敏銳的敵人發(fā)現(xiàn)了，因?yàn)檫@可以使他們知道哪一架戰(zhàn)斗機(jī)的彈藥即將耗盡。因此，余彈指示器更適合于空戰(zhàn)。

責(zé)任編輯：偉翼